特許 7498877 電磁リリーフバルブシステム及び電磁リリーフバルブの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-04

(45)【発行日】2024-06-12

(54)【発明の名称】電磁リリーフバルブシステム及び電磁リリーフバルブの制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20240605BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 310C

F16K31/06 330

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024507377

(86)(22)【出願日】2022-03-17

(86)【国際出願番号】 JP2022012451

(87)【国際公開番号】W WO2023175869

(87)【国際公開日】2023-09-21

【審査請求日】2024-02-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 達夫

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１６５０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９８４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １７／００－１７／１６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁リリーフバルブシステムであって、
弁体に作用する付勢部材の付勢力を変化させて前記弁体が開弁する設定圧を調整するソレノイド部を有する電磁リリーフバルブと、
前記電磁リリーフバルブを制御する制御部と、を備え、
前記ソレノイド部は、
電流の供給によって磁界を形成するコイルと、
ハウジングに摺動自在に収容され、前記コイルが形成する磁界により前記付勢部材の前記付勢力に抗する推力が付与されるプランジャと、を有し、
前記制御部は、
前記ソレノイド部の前記コイルに電流を供給する駆動制御部と、
前記コイルに供給される前記電流に第一ディザ信号と、前記第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号と、のいずれかを付与し前記プランジャにディザを発生させるディザ発生部と、を有し、
前記ディザ発生部は、前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流を変化させる前記設定圧の調整中には前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流に前記第一ディザ信号を付与し、前記設定圧の調整が行われない状態では前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流に前記第二ディザ信号を付与する電磁リリーフバルブシステム。

【請求項2】

請求項１に記載の電磁リリーフバルブシステムであって、
前記第二ディザ信号は、前記第一ディザ信号よりも振幅が小さい電磁リリーフバルブシステム。

【請求項3】

請求項１に記載の電磁リリーフバルブシステムであって、
前記第二ディザ信号は、前記第一ディザ信号よりも周波数が大きい電磁リリーフバルブシステム。

【請求項4】

請求項１に記載の電磁リリーフバルブシステムであって、
前記制御部は、前記設定圧の調整の開始及び終了を検知する検知部をさらに有する電磁リリーフバルブシステム。

【請求項5】

請求項４に記載の電磁リリーフバルブシステムであって、
前記検知部は、前記設定圧の調整の開始後に所定時間が経過すると、前記設定圧の調整の終了を検知する電磁リリーフバルブシステム。

【請求項6】

弁体に作用する付勢部材の付勢力を変化させて前記弁体が開弁する設定圧を調整するソレノイド部を有する電磁リリーフバルブの制御方法であって、
前記ソレノイド部は、電流の供給によって磁界を形成するコイルと、ハウジングに摺動自在に収容され、前記コイルが形成する磁界により前記付勢部材の前記付勢力に抗する推力が付与されるプランジャと、を有し、
前記電磁リリーフバルブの制御方法は、
操作者により入力された所望の設定圧に基づいて前記コイルに供給する電流値である指令信号を生成する指令信号生成ステップと、
前記コイルに供給される前記電流を変化させる前記設定圧の調整中には第一ディザ信号と前記指令信号に基づいた電流値で前記コイルに電流を供給し、前記設定圧の調整が行われない状態では前記第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号と前記指令信号に基づいた電流値で前記コイルに電流を供給する電流供給ステップと、を備える電磁リリーフバルブの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁リリーフバルブシステム及び電磁リリーフバルブの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＪＰＨ２－２５６９８４Ａには、電気信号の入力により発生する磁力でスプリングによるポペットの弁口閉鎖力を減じて設定圧力を低下させる設定圧力調整用ソレノイドを備える電磁圧力制御弁が開示されている。設定圧力調整用ソレノイドは、電気信号の入力により磁力を発生するコイルを有する固定子と、固定子にロッドを介して軸方向に摺動自在に支持されたプランジャと、を有し、ロッドがポペットに当接する。ポペットに作用する作動流体の圧力が設定圧を超えると、ポペットが開弁し作動流体がリリーフされる。

【発明の概要】

【0003】

ＪＰＨ２－２５６９８４Ａに記載のような電磁圧力制御弁では、プランジャの摺動面に作用する静摩擦力等の影響により、電磁圧力制御弁の設定圧の調整時に実際にセットされるセット圧にばらつきが生じることが考えられる。これに対して、ＪＰ２００１－１７３５５６Ａに記載のように、コイルに供給する電流にディザを付与し、プランジャを振動させ、プランジャの摺動面に動摩擦力が作用する状態にすることも考えられる。しかしながら、この場合は、プランジャの振動はロッドを介してポペットに伝達されるため、電磁圧力制御弁の動作が不安定となるおそれがある。

【0004】

本発明は、電磁リリーフバルブシステムにより、電磁リリーフバルブにおけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることを目的とする。

【0005】

本発明のある態様によれば、電磁リリーフバルブシステムであって、弁体に作用する付勢部材の付勢力を変化させて前記弁体が開弁する設定圧を調整するソレノイド部を有する電磁リリーフバルブと、前記電磁リリーフバルブを制御する制御部と、を備え、前記ソレノイド部は、電流の供給によって磁界を形成するコイルと、ハウジングに摺動自在に収容され、前記コイルが形成する磁界により前記付勢部材の前記付勢力に抗する推力が付与されるプランジャと、を有し、前記制御部は、前記ソレノイド部の前記コイルに電流を供給する駆動制御部と、前記コイルに供給される前記電流に第一ディザ信号と、前記第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号と、のいずれかを付与し前記プランジャにディザを発生させるディザ発生部と、を有し、前記ディザ発生部は、前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流を変化させる前記設定圧の調整中には前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流に前記第一ディザ信号を付与し、前記設定圧の調整が行われない状態では前記駆動制御部から前記コイルに供給される前記電流に前記第二ディザ信号を付与する。

【0006】

本発明の別の態様によれば、弁体に作用する付勢部材の付勢力を変化させて前記弁体が開弁する設定圧を調整するソレノイド部を有する電磁リリーフバルブの制御方法であって、前記ソレノイド部は、電流の供給によって磁界を形成するコイルと、ハウジングに摺動自在に収容され、前記コイルが形成する磁界により前記付勢部材の前記付勢力に抗する推力が付与されるプランジャと、を有し、前記電磁リリーフバルブの制御方法は、操作者により入力された所望の設定圧に基づいて前記コイルに供給する電流値である指令信号を生成する指令信号生成ステップと、前記コイルに供給される前記電流を変化させる前記設定圧の調整中には第一ディザ信号と前記指令信号に基づいた電流値で前記コイルに電流を供給し、前記設定圧の調整が行われない状態で前記第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号とは前記指令信号に基づいた電流値で前記コイルに電流を供給する電流供給ステップと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は本発明の実施形態に係る電磁リリーフバルブシステムの概略図である。

【図2】図２は本発明の実施形態に係る電磁リリーフバルブの断面図である。

【図3】図３は電磁リリーフバルブの起動時において、制御部がコイルに電流を供給する処理手順を示すフローチャートである。

【図4】図４は電磁リリーフバルブの起動後において、制御部がコイルに電流を供給する処理手順を示すフローチャートである。

【図5】図５はソレノイド部のプランジャにディザを発生させない状態においてコイルに供給される電流と電磁リリーフバルブの設定圧との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図面を参照して、本発明の実施形態に係る電磁リリーフバルブシステム１００について説明する。

【0009】

図１，２に示すように、電磁リリーフバルブシステム１００は、弁体としてのパイロットポペット９（図２参照）に作用する付勢部材としてのスプリング７４（図２参照）の付勢力を変化させてパイロットポペット９が開弁する設定圧を調整するソレノイド部７０（図２参照）を有する電磁リリーフバルブ９０と、電磁リリーフバルブ９０を制御する制御部９１（図１参照）と、を備える。電磁リリーフバルブシステム１００は、例えばパワーショベル等の作業機に用いられる。本実施形態では、作業機がパワーショベルである場合について説明するが、電磁リリーフバルブシステム１００は、他の作業機にも適用可能である。

【0010】

図示しないが、パワーショベルは、クローラ式の走行部と、走行部の上部に旋回可能に設けられる旋回部と、旋回部に設けられる掘削部と、を備える。走行部は、左右一対のクローラを有する。走行部の左右一対のクローラが駆動されることにより、パワーショベルが走行する。掘削部は、旋回部に回動可能に取り付けられるブームと、ブームに回動可能に取り付けられるアームと、アームに回動可能に取り付けられるバケットと、を備える。本実施形態における電磁リリーフバルブ９０は、ブームを駆動するブームシリンダに取り付けられ、ブームシリンダのリリーフ圧を規定する。なお、電磁リリーフバルブ９０は、ブームシリンダ以外の他のシリンダ等のリリーフ圧を規定するものであってもよい。また、本実施形態では、作動流体として作動油が用いられるが、作動水や圧縮空気などの他の流体を用いてもよい。

【0011】

まず、図２を参照して、電磁リリーフバルブ９０について説明する。

【0012】

電磁リリーフバルブ９０は、ブームシリンダ等の駆動を制御する機器本体１に連通する高圧通路Ｈ内の作動油の圧力が設定圧に達すると開弁し、高圧通路Ｈから低圧通路Ｌへ作動油を逃がすことにより、高圧通路Ｈ内の作動油の圧力が異常に高圧となることを防止する。また、電磁リリーフバルブ９０は、後述するようにソレノイド部７０が駆動されることによって、開弁する設定圧を変更することが可能である。

【0013】

電磁リリーフバルブ９０は、スプリング７４により付勢されるパイロットポペット９と、パイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力を変化させるソレノイド部７０と、パイロットポペット９を収容するバルブハウジング２と、ソレノイド部７０を収容しソレノイド部７０のプランジャ７２が挿入される開口部７１ｂを有するソレノイドハウジング７１と、バルブハウジング２とソレノイドハウジング７１とを連結する連結部材８０と、を備える。

【0014】

バルブハウジング２には有底円筒状のサクションポペット３が収容され、サクションポペット３には、メインポペット５と、パイロットポペット９が収容されるスリーブ７と、が収容される。サクションポペット３は高圧通路Ｈと低圧通路Ｌの間に着座し、メインポペット５はサクションポペット３に着座する。これにより、機器本体１とサクションポペット３との間及びサクションポペット３とメインポペット５との間を通じた高圧通路Ｈと低圧通路Ｌとの連通が遮断される。メインポペット５には、高圧通路Ｈと背圧室８とを連通するパイロット通路１０が設けられる。スリーブ７内には、サクションポペット３の外周面とバルブハウジング２の内周面との間の隙間２ｄを通じて低圧通路Ｌに連通するドレン室１２が形成される。ドレン室１２は、スリーブ７内に形成される通路１１を通じて背圧室８に連通する。スリーブ７内には、通路１１を開閉するパイロットポペット９が収容され、摺動支持される。

【0015】

パイロットポペット９は、略円柱状に形成された部材であり、円錐状に形成された弁部９ａを一端に有し、径方向外側へと環状に突出して形成されたフランジ部９ｂを他端に有している。通路１１には、パイロットポペット９の弁部９ａが着座する。パイロットポペット９のフランジ部９ｂとスリーブ７との間には、後述するソレノイド部７０のロッド７３にパイロットポペット９の他端を当接させるようにパイロットポペット９を付勢するスプリング８３が設けられる。

【0016】

ソレノイド部７０は、電流の供給によって磁界を形成するコイル７５と、コイル７５の内側に設けられソレノイドハウジング７１に摺動自在に収容され、コイル７５が形成する磁界によりスプリング７４の付勢力に抗する推力が付与されるプランジャ７２と、プランジャ７２に一端部側が連結され他端部がパイロットポペット９に当接するロッド７３と、ソレノイドハウジング７１内に係止されプランジャ７２を介してパイロットポペット９を付勢するスプリング７４と、を有する。なお、コイル７５を覆うハウジングもソレノイドハウジング７１に含まれる。

【0017】

ソレノイドハウジング７１には、開口部７１ｂと軸方向に連続してスプリング室７７が形成される。スプリング室７７内には、一端がプランジャ７２に係止され他端がソレノイドハウジング７１内に係止されるスプリング７４が配置される。スプリング７４の付勢力は、プランジャ７２及びプランジャ７２の軸心に連結されるロッド７３を介してパイロットポペット９に作用する。つまり、スプリング７４は、パイロットポペット９の弁部９ａが通路１１に着座するようにパイロットポペット９を付勢している。

【0018】

ソレノイド部７０のコイル７５には、制御部９１から電流が供給される。コイル７５に電流が供給されると、プランジャ７２には、スプリング７４の付勢力に抗する推力が作用する。このため、プランジャ７２及びロッド７３を介してパイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力が小さくなり、結果として、パイロットポペット９の弁部９ａを通路１１から離座させるために必要となる圧力、いわゆるクラッキング圧は小さくなる。このように、コイル７５への通電を制御しパイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力を変化させることによって、電磁リリーフバルブ９０の設定圧、具体的には、パイロットポペット９が開弁する設定圧を調整することができる。以下では、電磁リリーフバルブ９０の設定圧を単に「設定圧」とも称する。

【0019】

このような電磁リリーフバルブ９０では、高圧通路Ｈ内の圧力が設定圧に達すると、パイロットポペット９が開く。パイロットポペット９が開くことにより、背圧室８内の作動油は、通路１１を通じてドレン室１２に流れ、サクションポペット３の外周面とバルブハウジング２の内周面との間の隙間２ｄを通じて低圧通路Ｌに排出される。

【0020】

次に、図１を参照して、電磁リリーフバルブ９０を制御する制御部９１について説明する。

【0021】

制御部９１は、コイル７５に電流を供給する駆動制御部９２と、操作者により設定圧の調整操作がされる入力部９５と、を有する。

【0022】

駆動制御部９２は、パワーショベルの制御を行うものであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）などを備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラムなどを予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。ＣＰＵやＲＡＭなどをＲＯＭに格納されたプログラムに従って動作させることによってパワーショベルの制御が実現される。駆動制御部９２は、パワーショベルの車両に設けられ、土木作業等の作動中及び設定圧の調整中においてソレノイド部７０の駆動を制御する。

【0023】

入力部９５には、操作者により所望の設定圧が入力される。入力部９５は、例えば、ダイヤルつまみ型の部材であり、周方向に回転されることで所望の設定圧が入力される。入力部９５は、所望の設定圧が入力可能なタッチパネル等であってもよい。入力部９５は、駆動制御部９２に接続される。駆動制御部９２は、後述するように、コイル７５に電流を供給して設定圧が入力部９５に入力されたものとなるように制御する。

【0024】

駆動制御部９２は、コイル７５に供給する電流を制御する電流制御部９２ａと、設定圧の調整の開始及び終了を検知する検知部９２ｂと、コイル７５に供給される電流にディザ信号を付与しプランジャ７２にディザ（小さい振れ幅の振動）を発生させるディザ発生部９２ｃと、を有する。

【0025】

電流制御部９２ａは、コンデンサやトランジスタ等を用いた電子回路で構成される。電流制御部９２ａは、入力部９５に接続され、入力部９５が示す圧力、言い換えれば、入力部９５に入力された所望の設定圧に基づいて指令信号を生成する。具体的には、例えば、駆動制御部９２には設定圧と当該設定圧とするためにコイル７５に供給する電流値との関係が予め記憶される。電流制御部９２ａは、入力部９５に入力された所望の設定圧と駆動制御部９２に予め記憶された設定圧と電流値との関係からコイル７５に供給する電流値である指令信号を生成する。電流制御部９２ａは、後述するように指令信号に基づいて制御信号を生成し、制御信号によりコイル７５に電流を供給して設定圧が入力部９５に入力されたものとなるように制御する。

【0026】

検知部９２ｂは、コンデンサ、トランジスタやタイマー等を用いた電子回路で構成される。検知部９２ｂは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオンへの切り換えを検知する。これにより、検知部９２ｂは、パワーショベルのエンジン（図示せず）の始動を検知する。検知部９２ｂがエンジンの始動を検知すると、後述するように、コイル７５に電流が供給されていない状態から、設定圧が入力部９５の示す圧力になるように電流制御部９２ａによりコイル７５に電流が供給される。これにより、電磁リリーフバルブ９０の起動がされる。なお、検知部９２ｂは、回転数センサ等でエンジンの始動を検知してもよい。

【0027】

本実施形態では、検知部９２ｂは、電磁リリーフバルブ９０の起動後においては、設定圧の調整の開始及び終了を検知する。ここで、「設定圧の調整の開始及び終了」とは、コイル７５に供給する電流が実際に変化している時間だけでなく、コイル７５に供給する電流を変化させるために予め設定された時間も含む。つまり、設定圧を調整するために設定される所定の時間内であれば、電流が実際には変化していなくても設定圧の調整中である。検知部９２ｂは、電磁リリーフバルブ９０の起動後に、駆動制御部９２の入力部９５に所定の操作がされたことを検知する。具体的には、入力部９５の周方向の変位量が所定値を超えたことを検知する。これにより、検知部９２ｂは、設定圧の調整の開始を検知する。ここで、「所定値」とは、操作者が誤って入力部９５に触れる等の意図しない操作により想定される入力部９５の変位量よりも大きく設定される。加えて、検知部９２ｂは、設定圧の調整の開始を検知後に入力部９５の操作がされずに所定時間が経過すると、設定圧の調整の終了を検知する。ここで、「所定時間」は、設定圧の調整の開始から、パワーショベルの作業開始までの時間よりも短く設定される。つまり、パワーショベルの土木作業等の作業中は、検知部９２ｂにより既に設定圧の調整の終了が検知された後の状態や、電磁リリーフバルブ９０の起動後に設定圧が変更されずに検知部９２ｂにより設定圧の調整の開始が検知される前の状態となる。検知部９２ｂの検知結果は、ディザ発生部９２ｃに出力される。このように、電磁リリーフバルブ９０の起動後に入力部９５に所定の操作がされてから所定時間の経過までの時間が、設定圧を調整するために設定された時間である。

【0028】

また、上記のように、電磁リリーフバルブ９０の起動時には、コイル７５に電流が供給されていない状態から、設定圧が入力部９５の示す圧力になるように電流制御部９２ａによりコイル７５に電流が供給される。よって、電磁リリーフバルブ９０の起動は、駆動制御部９２の入力部９５は操作されないものの、コイル７５に供給する電流が変化するため、「設定圧の調整」に含まれる。電磁リリーフバルブ９０の起動時には、検知部９２ｂは、設定圧の調整の終了を検知する。具体的には、検知部９２ｂは、エンジンの始動を検知後（言い換えれば、設定圧の調整の開始後）に所定時間が経過すると、設定圧の調整の終了を検知する。なお、本実施形態においては、検知部９２ｂがエンジンの始動を検知することは、検知部９２ｂが設定圧の調整の開始を検知することとは異なる。また、「所定時間」は、設定圧の調整の開始からパワーショベルの作業開始までの時間よりも短く設定されればよく、電磁リリーフバルブ９０の起動後の設定圧の調整における「所定時間」とは異なってもよい。

【0029】

このように、検知部９２ｂは、エンジンの始動と、エンジンの始動から所定時間が経過したこと（設定圧の調整の終了）と、入力部９５に所定の操作がされたこと（設定圧の調整の開始）と、入力部９５に所定の操作がされてから入力部９５の操作がされずに所定時間が経過したこと（設定圧の調整の終了）と、を検知する。電磁リリーフバルブ９０の起動時においては、検知部９２ｂがエンジンの始動を検知してから、所定時間が経過したことを検知するまでの間が「設定圧の調整」となる。また、電磁リリーフバルブ９０の起動後においては、検知部９２ｂが入力部９５に所定の操作がされたことを検知してから、入力部９５の操作がされずに所定時間が経過したことを検知するまでの間が「設定圧の調整」となる。

【0030】

ディザ発生部９２ｃは、コンデンサやトランジスタ等を用いた電子回路である。ディザ発生部９２ｃは、一定の周波数及び振幅をパラメータとして有する第一ディザ信号と第二ディザ信号のいずれかを駆動制御部９２の電流制御部９２ａに出力する。言い換えれば、ディザ発生部９２ｃは、コイル７５に供給される電流に第一ディザ信号と第二ディザ信号のいずれかを付与する。第一ディザ信号及び第二ディザ信号は、コイル７５に供給する電流にディザを付与するためのものである。第一ディザ信号の振幅及び周波数は、後述するように電流制御部９２ａが第一制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給した状態で、プランジャ７２が軸方向に振動するように設定される。また、第二ディザ信号の振幅及び周波数は、後述するように電流制御部９２ａが第二制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給した状態で、プランジャ７２が変位しないように設定される。本実施形態では、第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも振幅が小さく、第一ディザ信号と周波数が同じである。

【0031】

ディザ発生部９２ｃは、設定圧の調整中には電流制御部９２ａからコイル７５に供給される電流に第一ディザ信号を付与する。具体的には、ディザ発生部９２ｃは、検知部９２ｂがエンジンの始動を検知してから所定時間が経過して設定圧の調整の終了を検知するまでの間と、電磁リリーフバルブ９０の起動後に入力部９５に所定の操作がされて検知部９２ｂが設定圧の調整の開始を検知してから所定時間が経過して設定圧の調整の終了を検知するまでの間では、電流制御部９２ａに第一ディザ信号を出力する。

【0032】

また、ディザ発生部９２ｃは、設定圧の調整が行われない状態では電流制御部９２ａからコイル７５に供給される電流に第二ディザ信号を付与する。具体的には、ディザ発生部９２ｃは、検知部９２ｂが設定圧の調整の終了を検知した後と、検知部９２ｂが設定圧の調整の終了を検知してから設定圧の調整の開始を検知するまでの間では、電流制御部９２ａに第二ディザ信号を出力する。つまり、パワーショベルの土木作業等の作業中では、ディザ発生部９２ｃは電流制御部９２ａに第二ディザ信号を出力する。

【0033】

電流制御部９２ａは、ディザ発生部９２ｃから第一ディザ信号が出力されると、指令信号と第一ディザ信号を合成して第一合成信号を生成する。電流制御部９２ａは、第一合成信号と実際の電流値の直流成分とを比較しながら第一制御信号を生成し、第一制御信号によりコイル７５に電流を供給する。この場合、生成された第一制御信号は第一ディザ信号に基づく周波数及び振幅をパラメータとして有し、周期的に数値が変動する。そのため、コイル７５に供給される電流は、周波数に応じて電流値が変化するものとなる。コイル７５に供給する電流に第一ディザ信号によりディザが付与されると、プランジャ７２は、軸方向に振動しながら設定圧の調整のために移動する。電磁リリーフバルブ９０の起動時には、ディザ発生部９２ｃから電流制御部９２ａに第一ディザ信号が出力され、電流制御部９２ａは第一制御信号によりコイル７５に電流を供給する。

【0034】

電流制御部９２ａは、ディザ発生部９２ｃから第二ディザ信号が出力されると、指令信号と第二ディザ信号を合成して第二合成信号を生成する。電流制御部９２ａは、第二合成信号と実際の電流値の直流成分とを比較しながら第二制御信号を生成し、第二制御信号によりコイル７５に電流を供給する。この場合、生成された第二制御信号は、第一制御信号と同様に周期的に数値が変動する。そのため、コイル７５に供給される電流は、周波数に応じて電流値が変化するものとなる。第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも振幅が小さく、コイル７５に供給する電流に第二ディザ信号によりディザが付与されても、プランジャ７２は変位しない。言い換えれば、第二制御信号によりコイル７５に電流が供給される状態（設定圧の調整が行われない状態）では、プランジャ７２は変位しない。なお、本実施形態の電流制御部９２ａは、コンデンサやトランジスタ等を用いたハードウェアによる電子回路により、上記のように制御信号を生成する。

【0035】

図３，４は、制御部９１がコイル７５に電流を供給する上記の処理手順、言い換えれば、電磁リリーフバルブ９０の制御方法をフローチャートにまとめたものである。図３は、電磁リリーフバルブ９０の起動時の電磁リリーフバルブ９０の制御方法をまとめたものである。図４は、電磁リリーフバルブ９０の起動後の電磁リリーフバルブ９０の制御方法をまとめたものである。制御部９１は、エンジンの始動を検知後にまず図３に示す処理を実行して電磁リリーフバルブ９０を起動し、その後、図４に示す処理を所定の時間間隔ごとに繰り返して実行する。

【0036】

図３に示すように、制御部９１は、まず、ステップＳ１０１において、電流制御部９２ａが入力部９５の示す設定圧に基づいてコイル７５に供給する電流値である指令信号を生成する。続いて、ステップＳ１０２へと進み、ディザ発生部９２ｃが電流制御部９２ａに第一ディザ信号を出力する。なお、ステップＳ１０２の後にステップＳ１０１が行われてもよく、ステップＳ１０１とステップＳ１０２が並列して行われてもよい。そして、ステップＳ１０３へと進み、電流制御部９２ａが、生成された指令信号とディザ発生部９２ｃから出力された第一ディザ信号を合成して第一合成信号を生成する。続いて、ステップＳ１０４へと進み、電流制御部９２ａが第一合成信号に基づいて第一制御信号を生成する。そして、ステップＳ１０５へと進み、電流制御部９２ａが第一制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する。コイル７５に電流を供給すると、ステップＳ１０６へと進む。

【0037】

ステップＳ１０６では、検知部９２ｂが、エンジンの始動を検知後に所定時間が経過したかを判定する。ここで、エンジンの始動を検知後に所定時間が経過するまでの間は、設定圧の調整中の状態であり、検知部９２ｂが設定圧の調整の終了を検知する前の状態である。エンジンの始動を検知後に所定時間が経過した後は、設定圧の調整が終了した状態であり、検知部９２ｂが設定圧の調整の終了を検知した後の状態である。

【0038】

ステップＳ１０６において、検知部９２ｂがエンジンの始動を検知後に所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ１０１へと戻り、入力部９５の示す設定圧に基づいて再度指令信号を生成し、処理を継続する。つまり、電磁リリーフバルブ９０の起動時には、入力部９５の示す設定圧が変更されると、変更後の設定圧に基づいた指令信号が生成される。ステップＳ１０６において、検知部９２ｂがエンジンの始動を検知後に所定時間が経過した（言い換えれば、設定圧の調整が終了した）と判定すると、ステップＳ１０７へと進み、ディザ発生部９２ｃが電流制御部９２ａに第一ディザ信号に代えて第二ディザ信号を出力してステップＳ１０８へと進む。ステップＳ１０８では、電流制御部９２ａがステップＳ１０３，ステップＳ１０４と同様にして、指令信号と第二ディザ信号を合成した第二合成信号に基づく第二制御信号を生成する。そして、ステップＳ１０９へと進み、電流制御部９２ａが第二制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給して、電磁リリーフバルブ９０の起動を終了する。その後、図４に示す電磁リリーフバルブ９０の起動後の電磁リリーフバルブ９０の制御を所定時間ごとに実行する。図４に示す電磁リリーフバルブ９０の起動後の電磁リリーフバルブ９０の制御は、電流制御部９２ａが第二制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する状態で開始される。

【0039】

図４に示すように、ステップＳ２０１では、制御部９１は、コイル７５に供給される電流を変化させる設定圧の調整中かどうかを判定する。具体的には、検知部９２ｂが、設定圧の調整中であるか設定圧の調整中ではないかを判定する。ステップＳ２０１においては、「設定圧の調整中である」とは、検知部９２ｂが設定圧の調整の開始を検知してから設定圧の調整の終了を検知するまでの状態である。「設定圧の調整中ではない」とは、電磁リリーフバルブ９０の起動後から検知部９２ｂが設定圧の調整の開始を検知するまでの状態や、検知部９２ｂが設定圧の調整の終了を検知してから再度設定圧の調整の開始を検知するまでの状態である。ステップＳ２０１において、検知部９２ｂが設定圧の調整中ではないと判定すると、電流制御部９２ａが第二制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する状態を維持して、処理を終了する。

【0040】

ステップＳ２０１において、検知部９２ｂが設定圧の調整中であると判定すると、ステップＳ２０２へと進み、ディザ発生部９２ｃが電流制御部９２ａに第二ディザ信号に代えて第一ディザ信号を出力してステップＳ２０３へと進む。ステップＳ２０３では、ステップＳ１０１と同様に、電流制御部９２ａが入力部９５の示す設定圧に基づいて指令信号を生成し、ステップＳ２０４へと進む。ステップＳ２０４では、生成された指令信号とディザ発生部９２ｃから出力された第一ディザ信号を合成して第一合成信号を生成する。続いて、ステップＳ２０５へと進み、電流制御部９２ａが第一合成信号に基づいて第一制御信号を生成する。そして、ステップＳ２０６へと進み、電流制御部９２ａが第一制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する。コイル７５に電流を供給すると、ステップＳ２０７へと進む。

【0041】

ステップＳ２０７では、検知部９２ｂが、設定圧の調整の開始を検知してから所定時間が経過して設定圧の調整の終了を検知したかどうかを判定する。言い換えれば、検知部９２ｂが、設定圧の調整が終了したかどうかを判定する。ステップＳ２０７において、検知部９２ｂが、設定圧の調整の開始を検知してから所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ２０４へと戻り、ステップＳ２０４～ステップＳ２０７を繰り返す。言い換えれば、ステップＳ２０７において設定圧の調整の開始を検知してから所定時間が経過したと判定するまで、第一制御信号に基づいてコイル７５に電流を供給する状態を維持する。この際、ステップＳ２０４において、入力部９５の示す設定圧に基づいて再度指令信号が生成される。つまり、電磁リリーフバルブ９０の起動後には、入力部９５の示す設定圧が変更されると、変更後の設定圧に基づいた指令信号が生成される。

【0042】

ステップＳ２０７において、検知部９２ｂが、設定圧の調整の開始を検知してから所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ２０８へと進み、ディザ発生部９２ｃが電流制御部９２ａに第一ディザ信号に代えて第二ディザ信号を出力してステップＳ２０９へと進む。ステップＳ２０９では、電流制御部９２ａがステップＳ２０４，ステップＳ２０５と同様にして、指令信号と第二ディザ信号を合成した第二合成信号に基づく第二制御信号を生成する。そして、ステップＳ２１０へと進み、電流制御部９２ａが第二制御信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給して、処理を終了する。

【0043】

このように、本実施形態の電磁リリーフバルブシステム１００では、操作者により入力された所望の設定圧に基づいてコイル７５に供給する電流値である指令信号を制御部９１が生成する指令信号生成ステップ（ステップＳ１０１、ステップＳ２０３）と、コイル７５に供給される電流を変化させる設定圧の調整中には第一ディザ信号と指令信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給し（ステップＳ１０２～ステップＳ１０５、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４～ステップＳ２０６）、設定圧の調整が行われない状態（言い換えれば、設定圧の調整が終了した状態）では第二ディザ信号と指令信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する電流供給ステップ（ステップＳ１０７～ステップＳ１０９、ステップＳ２０８～ステップＳ２１０）と、により電磁リリーフバルブ９０を制御する。

【0044】

電磁リリーフバルブシステムでは、図５に示すように、コイルに供給する電流にディザを付与せずに電磁リリーフバルブの設定圧を調整すると、プランジャの摺動面に作用する静止摩擦力により、設定圧の調整時にヒステリシスが発生するおそれがある。これにより、設定圧の調整時に実際にセットされる電磁リリーフバルブの設定圧にばらつきが生じる。具体的には、電磁リリーフバルブの設定圧は、図５に矢印で示すようにソレノイド部に供給する電流を大きくしていく場合と電流を小さくしていく場合とで、同じ電流値であっても異なる。

【0045】

さらに、電磁リリーフバルブシステムでは、コイルに供給する電流にディザを付与せずに電磁リリーフバルブの設定圧を調整すると、コイルへの電流の供給により生じる磁界の強さと、当該磁界により生じスプリングの付勢力に抗するプランジャの推力と、の関係にばらつきが生じ、設定圧の調整時にヒステリシスが発生するおそれがある。

【0046】

これに対して、本実施形態の電磁リリーフバルブシステム１００では、設定圧を調整中であると、ディザ発生部９２ｃが第一ディザ信号によりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。これにより、設定圧の調整中において、プランジャ７２が軸方向に振動し動摩擦の状態になるため、プランジャ７２が静止している場合と比較して摺動面に作用する摩擦力が小さくなる。そのため、設定圧の調整時にヒステリシスが発生することが抑制される。さらに、プランジャ７２にディザを発生させることで、コイル７５への電流の供給により生じる磁界の強さと、当該磁界により生じスプリング７４の付勢力に抗するプランジャ７２の推力と、の関係のばらつきが低減される。これにより、設定圧の調整時にヒステリシス（磁気ヒステリシス）が発生することがより抑制される。よって、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくすることができる。さらに、設定圧の調整時に磁気ヒステリシスが発生することが抑制されるため、設定圧の調整時の電流の大きさを小さくすることができる。

【0047】

また、プランジャ７２の振動はロッド７３を介してパイロットポペット９に伝達されるため、仮にパワーショベルの土木作業中にプランジャ７２が振動していると、電磁リリーフバルブ９０の動作が不安定となるおそれがある。しかしながら、本実施形態の電磁リリーフバルブシステム１００では、設定圧の調整が行われない状態では、第一ディザ信号よりも振幅が小さい第二ディザ信号によりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。よって、コイル７５に供給する電流に小さなディザ（具体的には、プランジャ７２が変位しない程度のディザ）を付与することで、電磁リリーフバルブ９０の動作を安定とするとともに、コイル７５への電流の供給量と、スプリング７４の付勢力に抗するプランジャ７２の推力と、の関係のばらつきが低減され、設定圧の調整時にヒステリシスが発生することが抑制される。このように、電磁リリーフバルブシステム１００では、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることができる。

【0048】

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

【0049】

電磁リリーフバルブシステム１００では、設定圧を調整中であると、ディザ発生部９２ｃが第一ディザ信号によりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。これにより、設定圧の調整中において、プランジャ７２が動摩擦の状態になるため、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくすることができる。さらに、電磁リリーフバルブシステム１００では、設定圧の調整が行われない状態では、ディザ発生部９２ｃが第一ディザ信号よりも振幅が小さい第二ディザ信号よりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。コイル７５に供給する電流に小さなディザを付与することで、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることができる。

【0050】

なお、次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

【0051】

＜変形例１＞
上記実施形態では、入力部９５がダイヤルつまみ型の部材であり、検知部９２ｂは、電磁リリーフバルブ９０の起動後に入力部９５の周方向の変位量が所定値を超えた場合に設定圧の調整の開始を検知する。これに限らず、入力部９５は、タッチパネル等であってもよい。入力部９５がタッチパネルである場合は、検知部９２ｂは、電磁リリーフバルブ９０の起動後に現状の設定圧とは異なる設定圧が入力された場合に設定圧の調整の開始を検知し、異なる設定圧の入力完了後に所定時間が経過すると設定圧の調整の終了を検知する。また、入力部９５の近くに設定圧調整時に押下するスイッチ（図示せず）を設け、スイッチがオンになると検知部９２ｂが設定圧の調整の開始を検知してもよい。この場合では、検知部９２ｂは、スイッチがオフになる、または、スイッチがオンになってから所定時間が経過すると設定圧の調整の終了を検知する。この場合は、スイッチがオンになっていることを操作者にランプ等で知らせてもよい。

【0052】

この構成であっても、上記実施形態と同様に、電磁リリーフバルブ９０の設定圧の調整においてセット圧のばらつきを小さくすることができる。例えば、アクチュエータを交換する場合や、作業内容に応じてアクチュエータのリリーフ圧を変更する場合にも適用することができる。

【0053】

＜変形例２＞
上記実施形態では、第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも振幅が小さく、コイル７５に供給する電流に第二ディザ信号によりディザが付与されても、プランジャ７２は変位しない。これに限らず、第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも周波数が大きくてもよい。第二ディザ信号の周波数を大きくすると、コイル７５に供給する電流の周期的な変化に対するプランジャ７２の応答性が低下する。そのため、上記実施形態と同様に、コイル７５に供給する電流に第二ディザ信号によりディザが付与されても、プランジャ７２が変位しない構成とすることができる。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0054】

＜変形例３＞
上記実施形態では、検知部９２ｂは、エンジンの始動を検知後（設定圧の調整の開始後）に所定時間が経過することや、設定圧の調整の開始を検知後に入力部９５の操作がされずに所定時間が経過することで、設定圧の調整の終了を検知する。これに限らず、検知部９２ｂは、入力部９５の近くに設定圧の調整終了時に押下するスイッチ（図示せず）を設け、スイッチが操作されると設定圧の調整の終了を検知してもよい。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、検知部９２ｂは、設定圧の調整の開始の検知後に所定時間が経過すると、設定圧の調整の終了を検知するようにすることで、設定圧の調整の終了を検知するスイッチの操作等を操作者がし忘れても、電磁リリーフバルブ９０の動作中においてプランジャ７２に供給される電流に第一ディザ信号が付与されることが防止される。

【0055】

＜変形例４＞
上記実施形態では、電流制御部９２ａ及びディザ発生部９２ｃは、コンデンサやトランジスタ等を用いた電子回路、つまりハードウェアであり、当該電子回路により制御信号及びディザ信号を生成する。これに限らず、電流制御部９２ａ及びディザ発生部９２ｃは、ソフトウェアにより上記実施形態のように制御信号及びディザ信号を生成してもよい。具体的には、電子回路をソフトウェアのプログラムに置き換え、プログラムの処理により制御信号を生成してもよい。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0056】

＜変形例５＞
上記実施形態では、駆動制御部９２は、電流制御部９２ａと、検知部９２ｂと、ディザ発生部９２ｃと、を有する。これに限らず、検知部９２ｂ及びディザ発生部９２ｃは、駆動制御部９２とは別体に設けられてもよく、パワーショベルの車両とは別体に設けられてもよい。つまり、電磁リリーフバルブシステム１００は、少なくとも、制御部９１が駆動制御部９２と検知部９２ｂとディザ発生部９２ｃとを有する構成であればよい。さらに、ディザ発生部９２ｃが、設定圧の調整中に電流に第一ディザ信号を付与し、設定圧の調整を行っていない状態では電流に第二ディザ信号を付与する構成であれば、検知部９２ｂが設定圧の調整の開始及び終了を検知することは必須ではない。言い換えれば、検知部９２ｂは電磁リリーフバルブシステム１００に必須の構成ではない。

【0057】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0058】

電磁リリーフバルブシステム１００は、弁体としてのパイロットポペット９に作用する付勢部材としてのスプリング７４の付勢力を変化させてパイロットポペット９が開弁する設定圧を調整するソレノイド部７０を有する電磁リリーフバルブ９０と、電磁リリーフバルブ９０を制御する制御部９１と、を備え、ソレノイド部７０は、電流の供給によって磁界を形成するコイル７５と、ソレノイドハウジング７１に摺動自在に収容され、コイル７５が形成する磁界によりスプリング７４の付勢力に抗する推力が付与されるプランジャ７２と、を有し、制御部９１は、ソレノイド部７０のコイル７５に電流を供給する駆動制御部９２と、コイル７５に供給される電流に第一ディザ信号と、第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号と、を付与しプランジャ７２にディザを発生させるディザ発生部９２ｃと、を有し、ディザ発生部９２ｃは、駆動制御部９２からコイル７５に供給される電流を変化させる設定圧の調整中には駆動制御部９２からコイル７５に供給される電流に第一ディザ信号を付与し、設定圧の調整が行われない状態では駆動制御部９２からコイル７５に供給される電流に第二ディザ信号を付与する。

【0059】

この構成では、パイロットポペット９が開弁する設定圧を調整中であると、ディザ発生部９２ｃが第一ディザ信号によりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。これにより、設定圧の調整中において、プランジャ７２が動摩擦の状態になるため、プランジャ７２が静止している場合と比較して摺動面に作用する摩擦力が小さくなる。よって、電磁リリーフバルブ９０における設定圧の調整時に実際にセットされるセット圧のばらつきを小さくすることができる。さらに、電磁リリーフバルブシステム１００では、設定圧の調整が行われない状態では、ディザ発生部９２ｃが第二ディザ信号によりコイル７５に供給する電流にディザを付与する。これにより、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることができる。

【0060】

電磁リリーフバルブシステム１００では、第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも振幅が小さい。

【0061】

電磁リリーフバルブシステム１００では、第二ディザ信号は、第一ディザ信号よりも周波数が大きい。

【0062】

これらの構成では、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることができる。

【0063】

電磁リリーフバルブシステム１００では、制御部９１は、設定圧の調整の開始及び終了を検知する検知部９２ｂをさらに有する。

【0064】

この構成では、検知部９２ｂにより設定圧の調整の開始や終了を検知しディザ発生部９２ｃによる第一ディザ信号または第二ディザ信号の付与を制御することで、電磁リリーフバルブ９０におけるセット圧のばらつきを小さくするとともに動作を安定とすることができる。

【0065】

電磁リリーフバルブシステム１００では、検知部９２ｂは、設定圧の調整の開始後に所定時間が経過すると、設定圧の調整の終了を検知する。

【0066】

この構成では、設定圧の調整の終了を検知するスイッチの操作等を操作者がし忘れても、電磁リリーフバルブ９０の動作中においてプランジャ７２に供給される電流に第一ディザ信号が付与されることが防止される。

【0067】

パイロットポペット９に作用するスプリング７４の付勢力を変化させてパイロットポペット９が開弁する設定圧を調整するソレノイド部７０を有する電磁リリーフバルブ９０の制御方法であって、ソレノイド部７０は、電流の供給によって磁界を形成するコイル７５と、ソレノイドハウジング７１に摺動自在に収容され、コイル７５が形成する磁界によりスプリング７４の付勢力に抗する推力が付与されるプランジャ７２と、を有し、電磁リリーフバルブ９０の制御方法は、操作者により入力された所望の設定圧に基づいてコイル７５に供給する電流値である指令信号を制御部９１が生成する指令信号生成ステップ（ステップＳ１０１、ステップＳ２０３）と、コイル７５に供給される電流を変化させる設定圧の調整中には第一ディザ信号と指令信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給し（ステップＳ１０２～ステップＳ１０５、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４～ステップＳ２０６）、設定圧の調整が行われない状態では第一ディザ信号とは振幅または周波数が異なる第二ディザ信号と指令信号に基づいた電流値でコイル７５に電流を供給する電流供給ステップ（ステップＳ１０７～ステップＳ１０９、ステップＳ２０８～ステップＳ２１０）と、を備える。

【0068】

この構成では、電磁リリーフバルブ９０における設定圧の調整時に実際にセットされるセット圧のばらつきを小さくすることができるとともに、電磁リリーフバルブ９０における動作を安定とすることができる。

【0069】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】