(57)【要約】【課題】ポペットとバルブケーシングとの間に設けられる非磁性体からなる位置規制部の経時的変化や損傷によるポペットの応答遅れを抑制する。【解決手段】一実施形態に係るポペット弁は、弁座と、前記弁座に対向して設けられたポペットと、前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面又は前記端面に対向する対向面を有する第１バルブケーシングと、前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記対向面の少なくとも一部に形成された非磁性材料で構成された溶射層と、を備え、前記ポペット弁の前記端面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの閉動作時に前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面に当接可能な当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁であって、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に形成され非磁性材料で構成された溶射層を備え、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記対向面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有することを特徴とするポペット弁。
【請求項２】
前記溶射層を構成する非磁性材料の母材のビッカース硬さが４５０以上であることを特徴とする請求項１に記載のポペット弁。
【請求項３】
被膜形成後の前記溶射層のロックウェル硬さが４５以上であることを特徴とする請求項１に記載のポペット弁。
【請求項４】
前記溶射層の層厚が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項５】
前記溶射層は、ステライト合金、ニッケル合金又はタングステン合金で構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項６】
前記ポペットを前記弁座に向けて付勢するための付勢部材をさらに備え、
前記ポペット及び前記第１バルブケーシングの各々は少なくとも一部が磁性体で構成され、
前記アクチュエータは、励磁状態において、前記付勢部材による付勢力に抗して前記第１バルブケーシングに向かって前記ポペットを引き付ける電磁力を生成するように構成されたソレノイドを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項７】
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面は凹凸を有し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面との間に空間が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項８】
前記凹凸は、複数の第１溝と、該第１溝と交差する複数の第２溝とによってメッシュ状に形成されることを特徴とする請求項７に記載のポペット弁。
【請求項９】
前記凹凸を構成する凸部の表面の算術平均粗さＲａが０．０５以下であることを特徴とする請求項８に記載のポペット弁。
【請求項１０】
前記凹凸を構成する凸部は、該凸部の高さ方向に沿って視認したとき四角形の外形を有し、
該四角形の一辺の長さＬと前記第１溝及び前記第２溝の幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にあることを特徴とする請求項８又は９に記載のポペット弁。
【請求項１１】
前記凹凸はディンプル状に形成されることを特徴とする請求項７に記載のポペット弁。
【請求項１２】
前記ポペット弁は、油圧機械の作動室内の圧力を切り替えるように開閉可能に構成され、
前記凹凸は、前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一つに対して設けられた前記油圧機械の作動油のドレン溝によって形成されることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項１３】
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記溶射層と前記ポペットの前記端面との間に隙間を形成するための隙間形成部を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項１４】
前記隙間形成部は、
前記ポペットの前記端面に形成され、該端面の外周側へ拡径する第１拡径部と、
前記第１バルブケーシングの前記当接面より径方向外側に設けられ、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記第１拡径部に当接して前記ポペットを係止可能な係止部と、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載のポペット弁。
【請求項１５】
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記隙間形成部は、
前記ポペットの外周面に形成され、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記環状スペーサに係止可能な段差部で構成されることを特徴とする請求項１３に記載のポペット弁。
【請求項１６】
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記ポペットは前記弁座側に向かって徐々に拡径する円錐形を有し、
前記隙間形成部は、
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットの外周面が前記環状スペーサに当接するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のポペット弁。
【請求項１７】
前記ポペットに前記ポペットの動作方向に沿って形成された貫通孔に遊嵌され、前記ポペットを閉弁位置及び開弁位置に案内するロッドと、
前記ロッドに設けられ、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットを係止可能な第２拡径部と、
を備えることを特徴とする請求項１３に記載のポペット弁。
【請求項１８】
シリンダと、
前記シリンダ内を往復動するピストンと、
前記シリンダ及び前記ピストンによって形成される作動室と外部流路との間の連通状態を制御するように構成された請求項１乃至１７の何れか一項に記載のポペット弁と、
を備えることを特徴とする油圧機械。
【請求項１９】
高圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記高圧油を前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給するための高圧油流路と、
前記油圧モータから排出される低圧油を前記油圧モータに戻すための低圧油流路と、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は、請求項１８に記載の油圧機械で構成されることを特徴とする油圧トランスミッション。
【請求項２０】
再生エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
請求項１９に記載の油圧トランスミッションと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記ロータによって駆動されて前記高圧油を生成するように構成され、前記油圧モータは、前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって前記発電機を駆動するように構成されることを特徴とする再生エネルギ型発電装置。
【請求項２１】
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面又は前記端面に当接する当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁の製造方法であって、
前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に非磁性材料で構成された溶射層を形成する溶射ステップを備え、
前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有することを特徴とするポペット弁の製造方法。
【請求項２２】
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面に凹凸を形成し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面との間に空間を形成する凹凸形成ステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載のポペット弁の製造方法。
【請求項２３】
前記溶射ステップにおいて、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に、前記溶射層を高速フレーム溶射法を用いて形成することを特徴とする請求項２１又は２２に記載のポペット弁の製造方法。
【請求項２４】
前記凹凸形成ステップにおいて、
前記凹凸はフォトエッチング法によって形成されることを特徴とする請求項２２に記載のポペット弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポペット弁、該ポペット弁を備える油圧機械、該油圧機械を備える油圧トランスミッション、該油圧トランスミッションを備える再生エネルギ型発電装置及びポペット弁の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生エネルギ型発電装置のひとつである風力発電装置は、風力で回転するロータの回転エネルギを圧油に変えて発電機を駆動する油圧トランスミッションが用いられる。
本出願人が先に提案した特許文献１に開示された風力発電装置の油圧トランスミッションは、ロータによって駆動されて作動油を昇圧する油圧ポンプと、該油圧ポンプから高圧油流路を通して供給される高圧油によって発電機を駆動する油圧モータと、を備え、発電機を駆動した後の低圧油を低圧油流路を通して油圧ポンプに戻すように構成されている。上記油圧ポンプ及び上記油圧モータは、シリンダとピストンとによって形成される作動室と、該作動室と上記高圧油又は上記低圧油との連通状態を制御するポペット弁（電磁弁）と、を備えている。
【０００３】
特許文献１には、磁性のポペット（弁体）とポペットの開動作時にポペットに当接する磁性のバルブケーシングとの間に残る磁気やなじみ効果等によって発生するポペットの応答遅れを解消するために、ポペットとバルブケーシングとの間に非磁性体からなる板体（位置規制部）を設け、ポペットとバルブケーシングとの直接接触を避けることで、ポペットの応答性を改善すると共に、位置規制部の摩耗やへたり等の損傷をポペットの応答遅れの変化から検知する診断システムが開示されている。
【０００４】
ちなみに、特許文献２には、ポペット（弁体）の開閉動作時に、ポペット弁の正面側と背面側との間に差圧が発生するために、ポペット弁の動作の応答性が低下する問題を解消するための手段として、ポペットの端面又はポペットに当接するバルブケーシング側の当接面に凹凸を設けることが開示されている。この凹凸によってポペットと該当接面との間に空間を形成することで、ポペットの正面側と背面側との差圧を小さくし、これによって、ポペットの応答性の低下を抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１５１０２０号公報
【特許文献２】特開２０１７−００８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているように、共に磁性体からなるポペットとバルブケーシングとの間に非磁性体からなる板体（位置規制部）を設ける場合、位置規制部の摩耗やへたり等の経時的な変化で、ポペットの応答遅れが発生するという問題がある。この理由として、位置規制部の摩耗やへたり等の経時的変化によってポペットとバルブケーシング間の離反抵抗が増加するためと考えられる。また、位置規制部の破断などの損傷によって、ポペットとバルブケーシングとの間に破片が挟み込まれ、これによって、ジャダリングが発生する虞がある。
特許文献２には、位置規制部の損傷を検知可能な診断システムが開示され、位置規制部の損傷を抑制する手段は開示されていない。
【０００７】
一実施形態は、上記課題に鑑み、位置規制部の経時的変化や損傷によるポペットの応答遅れを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）一実施形態に係るポペット弁は、
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの開動作時に前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面に当接可能な当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁であって、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に形成され非磁性材料で構成された溶射層を備え、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有する。
【０００９】
なお、本実施形態において、「前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面」とは、ポペットの移動方向におけるポペットの２つの端面のうち弁座から遠い側の端面をいう。
上記（１）の構成において、ポペット弁が開弁状態の時にポペットの端面と第１バルブケーシングの当接面とは上記溶射層を介して当接し、ポペットの閉弁動作により離反する。従って、溶射層は第１バルブケーシング当接面又ポペット端面と頻繁に接触及び離反を繰り返すため、摩耗やへたり等の経時的変化を起こし易い環境にある。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、ポペット端面、第１バルブケーシング当接面及び溶射層は、上記硬さ関係を満たすため、これら部材の硬度はほぼ同等となり、その結果、上記環境においても溶射層の経時的変化を抑制できる。従って、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。また、溶射層の損傷によって、ポペットとバルブケーシングとの間に破片が挟み込まれ、ジャダリングが発生するのを抑制できる。
また、非磁性材料で構成された溶射層がポペット端面と第１バルブケーシング当接面との間に介在するため、ポペットの閉弁動作時にポペットや第１バルブケーシングに残留した磁気に起因した吸着力を低減でき、これによっても、ポペットの応答性を改善できる。
【００１１】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記溶射層を構成する非磁性材料の母材のビッカース硬さ（Ｈｖ）が４５０以上である。
上記（２）の構成によれば、上記溶射層を構成する非磁性材料の母材のビッカース硬さＨｖが４５０以上という高硬度をもつことで、溶射層の経時的変化を抑制でき、これによって、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
【００１２】
（３）一実施形態では、前記（１）の構成において、
被膜形成後の前記溶射層のロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が４５以上である。
上記（３）の構成によれば、被膜形成後の溶射層のロックウェル硬さＨＲＣが４５以上という高硬度をもつことで、溶射層の経時的変化を抑制でき、これによって、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
【００１３】
（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記溶射層の層厚が１ｍｍ以上である。
上記（４）の構成によれば、溶射層の層厚が１ｍｍ以上であることで、溶射層の強度を保持でき、これによって、溶射層の経時的変化を抑制できるため、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
【００１４】
（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記溶射層は、ステライト合金、ニッケル合金又はタングステン合金で構成される。
ステライト合金のビッカース硬さＨｖは５００〜６５０Ｈｖであり、ニッケル合金及びタングステン合金のビッカース硬さＨｖは共に６００〜７００Ｈｖであり、いずれも高い硬度を有する。従って、これらの材料で構成された溶射層は経時的変化を抑制できるため、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
【００１５】
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
前記ポペットを前記弁座に向けて付勢するための付勢部材をさらに備え、
前記ポペット及び前記第１バルブケーシングは、それぞれ少なくとも一部が磁性体で構成され、
前記アクチュエータは、励磁状態において、前記付勢部材による付勢力に抗して前記第１バルブケーシングに向かって前記ポペットを引き付ける電磁力を生成するように構成されたソレノイドを含む。
【００１６】
ポペット弁が上記（６）に記載されるようなノーマルクローズ式の電磁弁の場合、上述したように、閉弁動作時にソレノイドへの通電を停止しても、バルブケーシングの残留磁気に起因した吸着力によって、閉弁応答速度が低下してしまうことがある。
そこで、ノーマルクローズ式の電磁弁に対して上記（１）の構成を適用すれば、開弁位置にあるポペットの端面と、第１バルブケーシング当接面（磁気吸着面）との間に溶射層を形成することで、残留磁気に起因した吸着力を低減でき、弁動作の応答性（例えば閉弁応答速度）を改善することができる。
【００１７】
（７）一実施形態では、前記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面は凹凸を有し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面との間に空間が形成されている。
開弁時に溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面とが面接触により密着すると、閉弁動作時に溶射層がポペット端面又は第１バルブケーシング当接面から離れる際に、溶射層とポペット端面又は第１バルブケーシング当接面との間の空間に短時間の膨張が生じて圧力が低下し、ポペットの弁座側の面との間に差圧が発生する。この差圧によって閉弁動作の応答性が低下してしまうこととなる。同様に、開弁動作時においては、ポペット端面が第１バルブケーシング当接面に近づく際に、これらの面の間の空間に短時間の圧縮が生じて圧力が上昇し、ポペット端面とポペットの弁座側の面との間に発生した差圧によって開弁動作の応答性が低下する場合がある。
【００１８】
上記（７）の構成によれば、ポペットの動作時にポペット端面と弁座側の面との間に発生する差圧に起因した弁動作の応答性の低下を抑制できる。即ち、閉弁動作においては、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面から離れる際に、上記空間の存在によって、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との間の間隙における急激な圧力低下を抑制でき、これにより、ポペット端面と弁座側の面との間の差圧に起因した閉弁動作の応答性の低下を抑制できる。同様に、開弁動作においては、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に近づく際に、上記空間の存在によって、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との間の間隙における急激な圧力上昇を抑制でき、これにより、ポペット端面と弁座側の面との間の差圧に起因した開弁動作の応答性の低下を抑制できる。
【００１９】
なお、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面とが接触した状態において、上記空間にポペット周囲の流体が流入可能な構成である場合には、ポペット端面と弁座側の面との間の差圧をより小さくでき、弁動作の応答性をより効果的に改善できる。
また、前記空間によって溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との接触面積を小さくできるので、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面とを密着し難い構造とすることができる。これによって、閉弁動作の応答性低下の抑制が図れる。
【００２０】
（８）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記凹凸は、複数の第１溝と、該第１溝と交差する複数の第２溝とによってメッシュ状に形成される。
上記（８）の構成によれば、多数の微小な凹凸を容易に形成でき、また一様な凹凸を広範囲に形成することもできるので、弁動作時にポペット端面と弁座側の面との間に発生する差圧を確実に小さくでき、弁動作の応答性を効果的に改善できる。さらに、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との衝突によっても、凹凸形成面が損傷し難い構造とすることができる。
【００２１】
（９）一実施形態では、前記（８）の構成において、
前記凹凸を構成する凸部の表面の算術平均粗さＲａが０．０５以下である。
上記（９）の構成によれば、溶射層に対して接触及び離反を繰り返す第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に形成された凹凸を構成する凸部の表面の算術平均粗さＲａを０．０５以下と平滑にすることで、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。
【００２２】
（１０）一実施形態では、前記（８）又は（９）の構成において、
前記凹凸を構成する凸部は、該凸部の高さ方向に沿って視認したとき四角形の外形を有し、
該四角形の一辺の長さＬと前記第１溝及び前記第２溝の幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にある。
上記（１０）の構成によれば、上記凸部の四角形の一辺の長さＬと第１溝及び第２溝の幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にあるために、溶射層表面に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。
【００２３】
（１１）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記凹凸はディンプル状に形成される。
上記（１１）の構成によれば、溶射層に対して接触及び離反を繰り返す第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に形成された凹凸がディンプル状に形成されることで、溶射層表面に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できると共に、凹凸の加工が容易になり、凹凸を低コストで形成できる。
【００２４】
（１２）一実施形態では、前記（７）〜（１１）の何れかの構成において、
前記ポペット弁は、油圧機械の作動室内の圧力を切り替えるように開閉可能に構成され、
前記凹凸は、前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ペットの前記端面の少なくとも一つに対して設けられた前記油圧機械の作動油のドレン溝によって形成される。
上記（１２）の構成によれば、閉弁動作時に溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面から離れる方向に動く時、溶射層表面の圧力が低下する。その時、油圧機械の作動油が凹凸によって形成されるドレン溝に供給されるので、溶射層表面の圧力低下を抑制する。これによって、ポペット端面と弁座側の面との間の差圧を抑制できるため、ポペットの応答遅れを抑制できる。
【００２５】
（１３）一実施形態では、前記（１）〜（６）の何れかの構成において、
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記溶射層と前記ポペットの前記端面との間に隙間を形成するための隙間形成部を備える。
上記（１３）の構成によれば、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、ポペットの位置が上記隙間形成部によって規制される結果、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との間には隙間が形成されるようになっている。このため、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面とが直接接触する場合に比べて、溶射層の経時的変化を抑制できる。これによって、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
また、溶射層に経時的変化が発生しても、ポペットの開弁動作時に溶射層がポペットの端面又は第１バルブケーシングの当接面に直接接触しないので、溶射層の経時的変化を進行させない効果がある。
【００２６】
（１４）一実施形態では、前記（１３）の構成において、
前記隙間形成部は、
前記ポペットの前記端面に形成され、該端面の外周側へ拡径する第１拡径部と、
前記第１バルブケーシングの前記当接面より径方向外側に設けられ、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、前記第１拡径部に当接して前記ポペットを係止可能な係止部と、
を備える。
上記（１３）の構成によれば、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、上記係止部が上記第１拡径部に当接してポペットを係止させることで、溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面との直接接触をなくすことができる。また、上記第１拡径部はポペット端面に形成されるため、ポペット端面との弁動作方向の相対位置を設定するのが容易になり、これによって、第１拡径部の位置設定が容易になる。
【００２７】
（１５）一実施形態では、前記（１３）の構成において、
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記隙間形成部は、
前記ポペットの外周面に形成され、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記環状スペーサに係止可能な段差部で構成される。
【００２８】
上記（１５）の構成によれば、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、上記段差部が上記環状スペーサに係止するために、簡易な手段で溶射層とポペット端面又は第１バルブケーシング当接面とが直接接触するのを防止できる。
【００２９】
（１６）一実施形態では、前記（１３）の構成において、
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記ポペットは前記弁座側に向かって徐々に拡径する円錐形を有し、
前記隙間形成部は、
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットの外周面が前記環状スペーサに当接するように構成される。
上記（１６）の構成によれば、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、ポペットの外周面が環状スペーサに当接して開弁動作を停止できる。このように、簡易な手段で溶射層とポペット端面又は第１バルブケーシング当接面とが直接接触するのを防止できる。
【００３０】
（１７）一実施形態では、前記（１３）の構成において、
前記ポペットに前記ポペットの動作方向に沿って形成された貫通孔に遊嵌され、前記ポペットを閉弁位置及び開弁位置に案内するロッドと、
前記ロッドに設けられ、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットを係止可能な第２拡径部と、
を備える。
上記（１７）の構成によれば、溶射層が第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に最も近づいたときに、上記第２拡径部がポペットに係止してポペットの動きを停止させるので、簡易な手段で溶射層と第１バルブケーシング当接面又はポペット端面とが直接接触するのを防止できる。
【００３１】
（１８）一実施形態に係る油圧機械は、
シリンダと、
前記シリンダ内を往復動するピストンと、
前記シリンダ及び前記ピストンによって形成される作動室と外部流路との間の連通状態を制御するように構成された請求項１乃至１７の何れか一項に記載のポペット弁と、
を備える。
上記（１８）の構成を有する油圧機械は、上述したように、応答性に優れたポペット弁を備えているので、油圧機械の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
（１９）一実施形態に係る油圧トランスミッションは、
高圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記高圧油を前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給するための高圧油流路と、
前記油圧モータから排出される低圧油を前記油圧モータに戻すための低圧油流路と、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は前記（１８）の構成を有する油圧機械で構成される。
【００３３】
上記（１９）の構成を有する油圧トランスミッションは、上記油圧ポンプで高圧油を生成し、該高圧油で上記油圧モータを駆動する。上記油圧ポンプ及び上記油圧モータの少なくとも一方は、応答性に優れた上記構成のポペット弁を備える油圧機械で構成されるので、油圧トランスミッションの信頼性を向上させることができる。
一般に、発電機駆動用の油圧モータは、例えば１０００ｒｐｍ程度の過酷な運転条件下において高い信頼性で動作することが要求される。そのため、上述したように応答性に優れたポペット弁を備えることで、発電機駆動用の油圧モータの要求に応え得る高信頼性を得ることができる。
【００３４】
（２０）一実施形態に係る再生エネルギ型発電装置は、
再生エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
前記（１９）の構成を有する油圧トランスミッションと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記ロータによって駆動されて前記高圧油を生成するように構成され、前記油圧モータは、前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって前記発電機を駆動するように構成される。
【００３５】
上記（２０）の構成によれば、上記油圧トランスミッションを構成する油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方は、信頼性が高いポペット弁を備える上記構成の油圧機械で構成されるので、再生エネルギ型発電装置の安定した稼働が可能になる。
【００３６】
（２１）一実施形態に係るポペット弁の製造方法は、
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面又は前記端面に当接する当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁の製造方法であって、
前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に非磁性材料で構成された溶射層を形成する溶射ステップを備え、
前記ポペット弁の前記端面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有する。
【００３７】
上記（２１）の方法によれば、上記溶射ステップで、ポペット端面又は第１バルブケーシング当接面の少なくとも一部に非磁性材料で構成された溶射層が形成される。ポペット端面、第１バルブケーシング当接面及び溶射層は、上記硬さ条件を満たすため、これら部材の硬度はほぼ同等となる。その結果、上記環境においても溶射層の経時的変化を抑制できる。従って、溶射層の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。また、溶射層の損傷によって、ポペットとバルブケーシングとの間に破片が挟み込まれ、ジャダリングが発生するのを抑制できる。
また、非磁性材料で構成された溶射層がポペット端面と第１バルブケーシング当接面との間に介在するため、ポペットの閉弁動作時にポペットや第１バルブケーシングに残留した磁気に起因した吸着力を低減でき、これによっても、ポペットの応答性を改善できる。
【００３８】
（２２）一実施形態では、前記（２１）の方法において、
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面に凹凸を形成し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面との間に空間を形成する凹凸形成ステップを備える。
上記（２２）の方法によれば、溶射層に対して接触及び離反が切替される第１バルブケーシング当接面又はポペット端面に形成された凹凸によって空間が形成されるため、上述のように、ポペットの閉弁動作時及び閉弁動作時にポペット端面と弁座側の面との間に発生する差圧を抑制でき、該差圧に起因した弁動作の応答性の低下を抑制できる。
【００３９】
（２３）一実施形態では、前記（２１）又は（２２）の方法において、
前記溶射ステップにおいて、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に、前記溶射層を高速フレーム（Ｈｉｇｈ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｆｕｅｌ）溶射法を用いて形成する。
上記（２２）の方法によれば、高速フレーム溶射法を用いて溶射層を形成することで、低気孔率で高密度の被膜を形成できる。また、均一な硬度を有し、経時的変化が少ない溶射層が得られる。
【００４０】
（２４）一実施形態では、前記（２２）の方法において、
前記凹凸形成ステップにおいて、
前記凹凸はフォトエッチング法によって形成される。
上記（２４）の方法によれば、凹凸をフォトエッチング法で形成することで、ミクロン単位の複雑な凹凸を設計どおりに精密に形成できる。また、バリ、歪、カエリ、加工硬化等が発生しない高精度加工が可能になる。
【発明の効果】
【００４１】
幾つかの実施形態によれば、ポペット端面又は該ポペット端面に当接するバルブケーシングの当接面に形成された溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化や損傷によるポペットの応答遅れやジャダリングを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施形態に係る風力発電装置の全体構成図である。
【図２】一実施形態に係る油圧機械の構成を示す概略図である。
【図３】一実施形態に係る高圧弁及び低圧弁の構成を示す概略断面図である。
【図４】一実施形態に係るポペット弁の構成を示す縦断面図である。
【図５】一実施形態に係るポペット弁の構成を示す縦断面図である。
【図６】図５中の一部を拡大した拡大図である。
【図７】一実施形態に係るポペットの平面図である。
【図８Ａ】一実施形態に係る凹凸の構成を示す平面図である。
【図８Ｂ】一実施形態に係る凹凸の構成を示す断面図である。
【図９Ａ】一実施形態に係る凹凸の構成を示す平面図である。
【図９Ｂ】一実施形態に係る凹凸の構成を示す断面図である。
【図１０】一実施形態に係るポペット弁の構成を示す縦断面図である。
【図１１】一実施形態に係るポペット弁の構成を示す縦断面図である。
【図１２】一実施形態に係るポペット弁の構成を示す縦断面図である。
【図１３】一実施形態に係るポペット弁の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００４４】
図１は、一実施形態に係る風力発電装置１０の概略図である。同図に示すように、風力発電装置１０は、再生エネルギとしての風を受けて回転するように構成されたロータ１２と、ロータ１２の回転を伝達するための油圧トランスミッション１４と、電力を生成するための発電機１６と、を備える。
ロータ１２は、少なくとも１本のブレード１８と、ブレード１８が取り付けられるハブ
２０とを含む。
油圧トランスミッション１４は、回転シャフト２２を介してロータ１２に連結され、高圧油を生成する油圧ポンプ２４と、油圧ポンプ２４から供給される高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータ２６と、高圧油を油圧ポンプ２４から油圧モータ２６に供給するための高圧油流路２８と、油圧モータ２６から排出される低圧油を油圧モータ２６に戻すための低圧油流路３０と、を備える。
発電機１６は、油圧モータ２６の出力軸を介して油圧モータ２６に連結される。発電機１６は、例えば、油圧モータ２６によって駆動される同期発電機であり、電力系統に連係される。
一実施形態では、油圧トランスミッション１４及び発電機１６はタワー３１上に設置されたナセル２９の内部に設置される。
【００４５】
ロータ１２の回転エネルギは、油圧ポンプ２４及び油圧モータ２６を含む油圧トランスミッション１４を介して発電機１６に入力され、発電機１６において電力が生成されるようになっている。
ブレード１８が風を受けると、風の力によってロータ１２全体が回転し、油圧ポンプ２４がロータ１２によって駆動されて作動油を加圧し、高圧作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ２４で生成された圧油は高圧油流路２８を介して油圧モータ２６に供給され、この圧油によって油圧モータ２６が駆動される。そして、出力軸を介して油圧モータ２６に接続される発電機１６で電力が生成される。油圧モータ２６で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧油流路３０を経由して油圧ポンプ２４に再び戻るようになっている。
油圧ポンプ２４及び油圧モータ２６は、押しのけ容積が調節可能な可変容量型であってもよい。
【００４６】
幾つかの実施形態では、油圧ポンプ２４又は油圧モータ２６の少なくとも一方は、以下で説明する油圧機械４０で構成される。
図２は、一実施形態に係る油圧機械４０の構成を示す概略図である。油圧機械４０は、基本構成として、少なくとも１個のシリンダ４２と、シリンダ４２内を往復動するピストン４４とを備え、シリンダ４２とピストン４４とによって作動室４６が形成される。作動室４６は高圧油流路２８及び低圧油流路３０（外部流路）と連通し、高圧油流路２８には高圧弁３２が設けられ、低圧油流路３０には低圧弁３４が設けられている。高圧弁３２及び低圧弁３４の開閉動作によって作動室４６と高圧油流路２８及び低圧油流路３０との連通状態が制御される。
【００４７】
油圧機械４０は、さらに、回転シャフト４８と、回転シャフト４８の回転運動とピストン４４の往復運動との間の変換を行うためのカム５０（変換機構）とを有する。カム５０は、回転シャフト４８の軸中心Ｏから偏心して設けられた偏心カムであり、ピストン４４が上下動を１回行う間に、カム５０が取り付けられた回転シャフト４８が１回転するようになっている。
一実施形態では、図２に示すように、複数のシリンダ４２とピストン４４とが油圧機械４０の周方向に沿って配列されている。
【００４８】
図２に示す油圧機械４０では、ピストン４４の往復運動に合わせて高圧弁３２及び低圧弁３４が制御され、ピストン４４の往復運動に合わせて作動室４６の圧力が周期的に変化するようになっている。ここで、油圧機械４０の高圧弁３２及び低圧弁３４の構成、及びこれらバルブの開閉制御による周期的な作動室圧力の変化について説明する。
【００４９】
図３は、高圧弁３２及び低圧弁３４の構成を示す概略断面図である。なお、図３に示す例では、高圧弁３２及び低圧弁３４はともに電磁弁であり、図３では、高圧弁３２が閉弁していて低圧弁３４が開弁している状態が図示されている。幾つかの実施形態では、図３に示すように、高圧弁３２、低圧弁３４及びこれらバルブが収容されるケーシング４３をユニット化してバルブユニット４１として構成してもよい。
【００５０】
図３に例示する高圧弁３２は、弁体５８を開弁位置と閉弁位置とに移動させるためのアクチュエータ６０と、付勢部材６６と、弁座５６とを備えている。高圧弁３２は、ノーマルクローズ式のポペット形電磁弁であり、弁座５６が弁体５８に対して作動室４６側に設けられている。高圧弁３２は、作動室４６と高圧油流路２８（図２参照）との連通状態を弁体５８の開閉動作により切り替え可能に構成されている。
一実施形態では、アクチュエータ６０はソレノイドコイルであり、付勢部材６６はスプリングであり、弁体５８はポペット形弁体で構成されている。
【００５１】
図３に例示する低圧弁３４は、弁体８０及びアーマチュア８２を有する可動ユニット８４と、ソレノイドコイル８６と、スプリング８８と、弁座９０とを備えている。低圧弁３４は、ノーマルオープン式のポペット形電磁弁（ポペット弁）であり、弁体８０が弁座９０に対して作動室４６側に設けられている。低圧弁３４は、作動室４６と低圧油流路３０（図２参照）との連通状態を、ソレノイドコイル８６の電磁力又はスプリング８８の付勢力に起因した可動ユニット８４の移動により切り替え可能に構成されている。
【００５２】
高圧弁３２及び低圧弁３４の開閉は、バルブ制御部７６からの制御信号（開閉指令）により制御されるようになっている。幾つかの実施形態では、バルブ制御部７６から高圧弁３２及び低圧弁３４に開閉指令の制御信号が付与される。
【００５３】
油圧機械４０が油圧ポンプ２４に適用された場合、回転シャフト４８はロータ１２の回転シャフト２２に接続される。回転シャフト２２が回転することで、回転シャフト４８が回転し、回転シャフト４８の回転により作動室４６でピストン４４が往復動することで高圧油が生成される。生成された高圧油は高圧油流路２８を介して油圧モータ２６に供給される。
【００５４】
油圧機械４０が油圧モータ２６に適用された場合、回転シャフト４８は発電機１６に連結される。回転シャフト４８は、高圧油流路２８から複数の作動室４６に順々に供給された高圧油によって回転し、回転シャフト４８が回転することで、発電機１６が電力を生成する。
【００５５】
一実施形態では、図２に示すように、高圧弁３２は作動室４６と高圧油流路２８との間の高圧連通ライン５２に設けられ、作動室４６と高圧油流路２８との連通状態を切り替え可能に構成されている。低圧弁３４は、作動室４６と低圧油流路３０との間の低圧連通ライン５４に設けられ、作動室４６と低圧油流路３０との連通状態を切り替え可能に構成されている。
【００５６】
次に、高圧弁３２として用いられる幾つかのポペット弁の構成を図４〜図１２に基づいて説明する。なお、これらのポペット弁は低圧弁３４として用いることもできる。
図４〜図１２に示すように、幾つかの実施形態に係るポペット弁３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ）は、弁座５６に対向して設けられたポペット（弁体）５８を備え、ポペット５８はアクチュエータ６０によって移動可能に構成される。アクチュエータ６０は第１バルブケーシング６２の内部に収納されている。第１バルブケーシング６２は、ポペット５８の開弁動作時に弁座５６とは反対側の端面５８ａに後述する溶射層６４を介して当接可能な当接面６２ａを有する。ポペット５８の端面５８ａ又は第１バルブケーシング６２の当接面６２ａの少なくとも一部に、非磁性材料で構成された溶射層６４が形成される。ポペット５８の端面５８ａ又は第１バルブケーシング６２の当接面６２ａのビッカース硬さＨｖ１と溶射層６４のビッカース硬さＨｖ２とは、次の関係を有する。
（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）      （１）
【００５７】
上記構成によれば、上記（１）式の硬さ条件を満たすため、溶射層６４の硬度はポペット端面５８ａ又は当接面６２ａの硬度とほぼ同等となる。その結果、溶射層６４がポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの接触又は離反を頻繁に繰り返しても溶射層６４の経時的変化（摩耗、なじみ、へたれ等）を抑制できるため、溶射層６４の経時的変化に起因したポペット５８の応答遅れを抑制できる。即ち、ポペット端面５８ａが溶射層６４を介して当接面６２ａに接している開弁状態から閉弁動作を起こす時、溶射層６４の経時的変化に起因した離反抵抗の増加によって閉弁応答速度が低下するのを抑制できる。また、溶射層６４の損傷によって、ポペット５８と当接面６２ａとの間に破片が挟み込まれ、ジャダリングが発生するのを抑制できる。
また、非磁性材料で構成された溶射層６４がポペット端面５８ａと当接面６２ａとの間に介在するため、ポペット５８の閉動作時にポペット５８や第１バルブケーシング６２に残留した磁気に起因した吸着力を低減でき、これによっても、ポペット５８の応答性を改善できる。
【００５８】
なお、溶射層６４は、ポペット端面５８ａに形成してもよいし、第１バルブケーシング６２の当接面６２ａに形成してもよい。
溶射層６４の面積を小さくし、ポペット端面５８ａ又は当接面６２ａに溶射層６４を部分的に形成すれば、溶射層６４のポペット端面５８ａ又は当接面６２ａに対するなじみ効果や離反抵抗を低減できる。従って、溶射層６４の本来の機能を減殺しない範囲で溶射層６４の面積を低減すれば、ポペット５８の応答遅れも改善できる。
【００５９】
一実施形態では、図４に示すように、ポペット５８を弁座５６に向けて付勢するための付勢部材６６を備える。ポペット５８及び第１バルブケーシング６２は、それぞれ少なくとも一部が磁性体で構成される。アクチュエータ６０は、励磁状態において、付勢部材６６による付勢力に抗して第１バルブケーシング６２に向かってポペット５８を引き付ける電磁力を生成するように構成されたソレノイドを含む。
この実施形態では、ポペット弁３２はノーマルクローズ式の電磁弁であり、この場合、上述したように、閉弁動作時にソレノイドへの通電を停止しても、第１バルブケーシング６２の残留磁気に起因した吸着力によって、閉弁応答速度が低下してしまうことがある。
そこで、開弁位置にあるポペット端面５８ａと、当接面６２ａ（磁気吸着面）との間に溶射層６４を形成することで、残留磁気に起因した吸着力を低減でき、弁動作の応答性（例えば閉弁応答速度）を改善することができる。
【００６０】
一実施形態では、図４に示すように、弁座５６を形成する第２バルブケーシング６８を備え、第１バルブケーシング６２と第２バルブケーシング６８との間で、ポペット５８の外周側に環状スペーサ７０が設けられる。環状スペーサ７０には、ポペット５８が収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路ｆ１及びｆ２が形成されている。環状スペーサ７０の内周側にポペット５８が配置されているので、ポペット５８が移動する空間を適正に確保できる。また、環状スペーサ７０に形成された連通流路ｆ１及びｆ２によって、環状スペーサ７０の内部空間と外部空間とを連通する内部流路が形成され、ポペット５８により開閉される連通流路ｆ３と、ポペット弁３２の外部流路（例えば図３に示す高圧連通ライン５２）との間で流体の円滑な流れを形成できる。
【００６１】
一実施形態では、ポペット５８には周方向に連通流路ｆ１と連通する１個以上の連通窓５９が形成されている。第２バルブケーシング６８の内部には連通流路ｆ３が形成され、連通流路ｆ１及びｆ２と連通流路ｆ３とは、ポペット５８の開弁動作によって連通し、ポペット５８の閉弁動作によって遮断される。
一実施形態では、図３に示すように、連通流路ｆ１及びｆ２は高圧油流路２８に連通し、連通流路ｆ３は作動室４６に連通する。
【００６２】
一実施形態では、図４に示すように、第１バルブケーシング６２と環状スペーサ７０との間に環状部材７２が設けられる。
一実施形態では、ポペット５８はポペット５８の動作方向に沿って形成されたロッド貫通孔５８ｂを有する。ロッド貫通孔５８ｂにロッド７４が遊嵌され、ロッド７４はポペット５８を閉弁位置及び開弁位置に案内する。
一実施形態では、ポペット端面５８ａ及び当接面６２ａは、ロッド貫通孔５８ｂを中心として環状に形成され、溶射層６４はポペット端面５８ａ又は当接面６２ａの少なくとも一部に環状に形成される。
【００６３】
一実施形態では、ポペット５８の弁座側の面には弁座側へ突出したシート面７５（弁座５６と当接する面）が形成される。シート面７５は２重の同心円状に形成され、ポペット５８の閉弁動作時に夫々第１バルブケーシング６２に形成された弁座５６に当接する。これによって、閉弁時に作動油の漏れを防止できる。
【００６４】
一実施形態では、上記（１）式の硬さ条件の下で、溶射層６４を構成する非磁性材料の母材はビッカース硬さＨｖが４５０以上の材料で構成される。
この実施形態によれば、溶射層６４が高硬度をもつことで、溶射層６４の経時的変化を抑制でき、これによって、溶射層６４の経時的変化によるポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００６５】
一実施形態では、上記（１）式の硬さ条件の下で、被膜形成後の溶射層６４のロックウェル硬さＨＲＣが４５以上である。
この実施形態によれば、被膜形成後の溶射層６４が高硬度をもつことで、溶射層６４の経時的変化を抑制でき、これによって、溶射層６４の経時的変化によるポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００６６】
一実施形態では、溶射層６４の層厚が１ｍｍ以上となるように構成される。
この実施形態によれば、溶射層６４の層厚が１ｍｍ以上あることで、溶射層６４の強度を保持でき、これによって、溶射層６４の経時的変化を抑制できるため、溶射層６４の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
なお、好ましくは、溶射層６４の層厚が４ｍｍ以上あるとよい。これによって、溶射層６４の経時的変化をさらに効果的に抑制できるため、溶射層６４の経時的変化によるポペットの応答遅れを効果的に抑制できる。
【００６７】
一実施形態では、溶射層６４は、ステライト合金、ニッケル合金又はタングステン合金で構成される。
ステライト合金のビッカース硬さＨｖは５００〜６５０Ｈｖであり、ニッケル合金及びタングステン合金のビッカース硬さＨｖは共に６００〜７００Ｈｖであり、いずれも高い硬度を有する。従って、溶射層６４がこれらの材料で構成されることで経時的変化を抑制でき、溶射層６４の経時的変化によるポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００６８】
図５は、一実施形態に係るポペット弁３２（３２Ｂ）の縦断面図であり、図６は、図５の一部拡大図である。
【００６９】
図５に示すように、ポペット弁３２（３２Ｂ）は、溶射層６４に当接可能な第１バルブケーシング６２の当接面６２ａ又はポペット端面５８ａは凹凸９２を有する。凹凸９２が存在することで、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間に空間ｓが形成されている。
開弁状態の時に溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとが面接触により密着すると、閉弁動作時に溶射層６４が当接面６２ａ又はポペット端面５８ａから離れる際に、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間の空間ｓに短時間の膨張が生じて圧力が低下し、ポペット５８の弁座側の面との間に差圧が発生する。この差圧によって閉弁動作の応答性が低下してしまうこととなる。同様に、開弁動作時においては、ポペット端面５８ａが当接面６２ａに近づく際に、これらの面の間の空間に短時間の圧縮が生じて圧力が上昇し、ポペット端面５８ａとポペット５８の弁座側の面との間に発生した差圧によって開弁動作の応答性が低下する場合がある。
【００７０】
この実施形態によれば、凹凸９２を設けたことで、閉弁動作開始時又は開弁動作開始時にポペット端面５８ａとポペット５８の弁座側の面との間に発生する差圧に起因した弁動作の応答性の低下を抑制できる。即ち、閉弁動作にポペット端面５８ａが当接面６２ａから離れる際に、上記空間ｓの存在によって、ポペット端面５８ａと当接面６２ａの間の間隙における急激な圧力低下を抑制でき、これにより、ポペット端面５８ａと弁座側の面との間の差圧に起因した閉弁動作の応答性の低下を抑制できる。同様に、開弁動作においては、ポペット端面５８ａが当接面６２ａに近づく際に、上記空間ｓの存在によって、ポペット端面５８ａと当接面６２ａの間の間隙における急激な圧力上昇を抑制でき、これにより、ポペット端面５８ａと弁座側の面との間の差圧に起因した開弁動作の応答性の低下を抑制できる。
【００７１】
なお、ポペット端面５８ａと当接面６２ａとが接触した状態において、上記空間にポペット周囲の流体が流入可能な構成である場合には、ポペット端面５８ａと弁座側の面との間の差圧をより小さくでき、弁動作の応答性をより効果的に改善できる。
また、空間ｓによって溶射層６４とポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの接触面積を小さくできるので、溶射層６４とポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとを密着し難い構造とすることができる。これによって、閉弁動作の応答性低下の抑制が図れる。
また、溶射層６４の面積を小さくし、ポペット端面５８ａ又は当接面６２ａに部分的に溶射層６４を形成すれば、弁動作時にポペット端面５８ａと弁座側の面との間に発生する差圧をより小さくできる。従って、溶射層６４の本来の機能を減殺しない範囲で溶射層６４の面積を低減すれば、ポペット５８の応答遅れも改善できる。
【００７２】
図５に図示したポペット弁３２（３２Ｂ）では、当接面６２ａに溶射層６４が形成され、ポペット端面５８ａに凹凸９２が形成されているが、ポペット端面５８ａに溶射層６４が形成され、当接面６２ａに凹凸９２が形成されていても、同様の作用効果を得ることができる。
【００７３】
図７は、一実施形態に係るポペット５８の平面図であり、図８Ａは、図７中の凹凸９２（９２ａ）の拡大図であり、図８Ｂは、凹凸９２（９２ａ）の断面図である。
【００７４】
一実施形態では、図７、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、凹凸９２（９２ａ）は、複数の第１溝９４ａと、該第１溝９４ａと交差する複数の第２溝９４ｂとによってメッシュ状に形成される。
この実施形態によれば、多数の微小な凹凸を容易に形成でき、また一様な凹凸を広範囲に形成することもできるので、弁動作時にポペット端面５８ａと弁座側の面との間に発生する差圧を確実に小さくでき、弁動作の応答性を効果的に改善できる。さらに、溶射層６４とポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの衝突によっても、凹凸形成面が損傷し難い構造とすることができる。
【００７５】
また、空間ｓによって溶射層６４とポペット端面５８ａとの接触面積を小さくできるので、溶射層６４とポペット端面５８ａとを密着し難い構造とすることができる。これによって、閉弁動作の応答性低下の抑制が図れる。
また、凹凸９２（９２ａ）は、凹部がポペット端面５８ａの外側に開口し、溶射層６４と当接面６２ａとが接触した状態において、空間ｓにポペット周囲の流体が流入可能な構成であるので、ポペット端面５８ａと弁座側の面との間の差圧をより小さくでき、弁動作の応答性をより効果的に改善できる。
【００７６】
一実施形態では、第１溝９４ａ及び第２溝９４ｂは、例えば電子ビーム溶接加工又は化学エッチングによって形成されてもよい。これにより、弁動作の応答性低下の抑制に有効な深さの溝を容易に形成することができる。また、第１溝９４ａと第２溝９４ｂは、同一の深さ及び幅で形成されていてもよいし、異なる深さ又は幅で形成されていてもよい。
【００７７】
一実施形態では、メッシュ状の凹凸９２（９２ａ）を構成する凸部９４ｃの表面の算術平均粗さＲａが０．０５以下である。
この実施形態によれば、溶射層６４に対して接触及び離反を繰り返す当接面６２ａ又はポペット端面５８ａに形成されたメッシュ状の凹凸９２（９２ａ）を構成する凸部９４ｃの表面の算術平均粗さＲａを０．０５以下と平滑にすることで、溶射層６４の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。これによって、該経時的変化に起因するポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００７８】
一実施形態では、図８Ａに示すように、メッシュ状の凹凸９２（９２ａ）を構成する凸部９４ｃは、凸部９４ｃの高さ方向に沿って視認したとき四角形の外形を有する。そして、該四角形の一辺の長さＬと第１溝９４ａ及び第２溝９４ｂの幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にある。
この実施形態によれば、凸部９４ｃの四角形の一辺の長さＬと第１溝及び第２溝の幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にあるために、溶射層６４に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。これによって、該経時的変化に起因するポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００７９】
一実施形態では、凸部９４ｃは正四角形の外形を有し、第１溝９４ａの幅Ｗ１と第２溝９４ｂの幅Ｗ２は同一か又は異なる。この実施形態においても凸部９４ｃの一辺の長さＬと第１溝９４ａの幅Ｗ１又は第２溝９４ｂの幅Ｗ２とが夫々上記関係を満たすとき、溶射層６４に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層６４の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。
【００８０】
一実施形態では、図８Ａに示すように、凸部９４ｃが長方形の外形を有し、第１辺の長さＬ１と第２辺の長さＬ２とが異なる。この実施形態においても、第１辺の長さＬ１と第１溝９４ａの幅Ｗ１とが上記関係を満たし、第２辺の長さＬ２と第２溝９４ｂの幅Ｗ２とが上記関係を満たすとき、溶射層６４に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。
一実施形態では、図８Ｂに示すように、９４ｃの表面及び根元部の角部にＲを付けるようにしてもよい。
【００８１】
一実施形態では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、凹凸９２（９２ｂ）は、ディンプル状に形成される。
この実施形態によれば、溶射層６４に対して接触及び離反を繰り返す当接面６２ａ又はポペット端面５８ａにディンプル状の凹凸９２（９２ｂ）を形成することで、溶射層６４に対する偏当たりを抑制でき、これによって、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。また、凹凸の加工が容易になり、凹凸を低コストで形成できる。
一実施形態では、凹凸９２（９２ｂ）は、当接面６２ａ又はポペット端面５８ａに、離散的に形成された複数の凹部９５で構成される。
【００８２】
また、一実施形態では、凹部９５は半球状のディンプルであり、加工が容易かつ低コストである。
さらに、一実施形態では、複数の凹部９５が少なくとも一方向に整列して配置され、図９Ａ及び図９Ｂに図示した実施形態では、複数の凹部９５が互いに直角な２方向に離散的に整列している。これによって、溶射層６４に対する偏当たりをさらに抑制でき、溶射層の摩耗やへたり等の経時的変化を抑制できる。また、凹凸の加工をさらに容易かつ低コスト化できる。
【００８３】
一実施形態では、ポペット弁３２は、油圧機械４０の作動室４６内の圧力を切り替えるように開閉可能に構成され、凹凸９２は、ポペット端面５８ａ又は当接面６２ａの少なくとも一つに対して設けられた油圧機械４０の作動油のドレン溝によって形成される。
この実施形態によれば、閉弁動作時にポペット５８が当接面６２ａから離れる方向に動く時、溶射層表面の圧力が低下するが、その時、油圧機械４０の作動油が凹凸９２によって形成されるドレン溝に供給されるので、溶射層表面の圧力低下を抑制する。これによって、ポペット端面５８ａと弁座側の面との間の差圧を抑制できるため、ポペット５８の応答遅れを抑制できる。
【００８４】
一実施形態では、図７に示すように、凹凸９２によるドレン溝が形成された当接面６２ａ又はポペット端面５８ａに油供給路９３が開口し、油供給路９３からドレン溝に作動油が供給される。油供給路９３は、作動油が流れる油路、例えば、連通流路ｆ１に連通している。
【００８５】
一実施形態では、図１０〜図１２に示すように、ポペット端面５８ａが第１バルブケーシング６２に最も近づいたときに、溶射層６４と当接面６２ａ又は溶射層６４とポペット端面５８ａとの間に隙間Ｇを形成するための隙間形成部９６（９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ）を備える。
この実施形態によれば、ポペット端面５８ａと当接面６２ａが最も近づいたときにポペット端面５８ａの位置が隙間形成部９６によって規制される結果、溶射層６４とポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの間には隙間Ｇが形成されるようになっている。このため、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとが直接接触する場合に比べて、溶射層６４の経時的変化を抑制できる。これによって、溶射層６４の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。
また、溶射層６４に経時的変化が発生しても、ポペット５８の開弁動作時に溶射層６４がポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの間に隙間Ｇが存在し直接接触しないので、溶射層６４の経時的変化を進行させない。
【００８６】
図１０〜図１２に図示された実施形態では、溶射層６４は当接面６２ａに形成されているが、溶射層６４はポペット端面５８ａに形成されていてもよい。
【００８７】
一実施形態では、図１０に示すように、隙間形成部９６（９６ａ）は、第１拡径部９８と係止部１００とで構成される。第１拡径部９８は、ポペット端面５８ａに形成され、ポペット端面５８ａの外周側へ拡径している。係止部１００は、当接面６２ａよりポペット５８の径方向外側に設けられ、ポペット５８が当接面６２ａに最も近づいたときに、第１拡径部９８を係止可能に構成される。
この実施形態によれば、ポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づき、溶射層６４がポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとの間に隙間Ｇが存在するときに、係止部１００が第１拡径部９８を係止させるため、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの直接接触を回避できる。第１拡径部９８はポペット端面５８ａに形成されるため、ポペット端面５８ａとの弁動作方向の相対位置を設定するのが容易になり、これによって、第１拡径部９８の位置設定が容易になる。
【００８８】
一実施形態では、第１拡径部９８及び係止部１００は、ロッド貫通孔５８ｂを中心として環状に形成される。
一実施形態では、係止部１００は環状部材７２の内側部位で構成される。この実施形態によれば、新たな部材を設けることなく、既存の環状部材７２を用いることができるので、低コスト化できる。
【００８９】
一実施形態では、図１０に示すように、隙間形成部９６（９６ｂ）は、ポペット５８の外周面に形成された段差部１０２で構成される。段差部１０２は、ポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づいたときに、環状スペーサ７０に係止可能な位置に設けられる。
この実施形態によれば、ポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づいたときに、段差部１０２が環状スペーサ７０に係止するために、簡易な手段で溶射層６４とポペット端面５８ａ又は当接面６２ａとが直接接触するのを防止できる。
一実施形態では、段差部１０２は、ロッド貫通孔５８ｂを中心としてポペット５８の外周面に環状に形成される。
【００９０】
図１０に図示された実施形態は、隙間形成部９６（９６ａ）及び隙間形成部９６（９６ｂ）を備えるが、これらのどちらか一方だけ備えるようにしてもよい。
【００９１】
一実施形態では、図１１に示すように、ポペット５８は弁座５６側に向かって徐々に拡径する円錐形を有する。隙間形成部９６（９６ｃ）は、ポペット５８の開弁動作時にポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づいたとき、即ち、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間に隙間Ｇが形成されるとき、ポペット５８の外周面が環状スペーサ７０に当接するように構成される。
この実施形態によれば、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間に隙間Ｇが形成されるとき、ポペット５８の外周面が環状スペーサ７０に当接して開弁動作を停止できる。このように、簡易な手段で溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとが直接接触するのを防止できる。
【００９２】
一実施形態では、図１１に示すように、環状スペーサ７０は、ポペット５８の開弁動作時にポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づいたとき、ポペット５８の円錐形を有する外周面に接触してポペット５８を係止させる縮径部７０ａを有する。一実施形態では、縮径部７０ａは、ポペット５８の外周面の外側に環状に形成される。
【００９３】
一実施形態では、図１２に示すように、隙間形成部９６（９６ｄ）は、ロッド７４に設けられた第２拡径部１０４で構成される。この実施形態では、ポペット５８の開弁動作時にポペット端面５８ａが当接面６２ａに最も近づいたとき、即ち、溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間に隙間Ｇが形成されるとき、ポペット５８は第２拡径部１０４に係止する。
この実施形態によれば、簡易な手段で溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａが直接接触するのを防止できる。
【００９４】
一実施形態では、第２拡径部１０４は、ロッド７４の外周面から径方向へ突出するように設けられた円形の鍔部で構成される。
【００９５】
油圧機械４０は、図２に示すように、シリンダ４２と、シリンダ内を往復動するピストン４４とで作動室４６を形成し、作動室４６と高圧油流路２８及び低圧油流路３０との間の連通状態を制御可能なポペット弁３２を備える。
油圧機械４０油圧機械は、応答性に優れたポペット弁３２を備えているので、信頼性を向上させることができる。
【００９６】
油圧トランスミッション１４は、図１に示すように、油圧ポンプ２４で高圧油を生成し、生成した高圧油で油圧モータ２６を駆動するとき、油圧ポンプ２４又は油圧モータ２６の少なくとも一方は、応答性に優れたポペット弁３２を備える油圧機械４０で構成されるので、風力発電装置１０などの過酷な運転条件下においても高い信頼性を得ることができる。
【００９７】
風力発電装置１０は、油圧トランスミッション１４を構成する油圧ポンプ２４又は油圧モータ２６の少なくとも一方は、信頼性が高いポペット弁３２を備える油圧機械４０で構成されるので、再生エネルギ型発電装置としての安定した稼働が可能になる。
【００９８】
一実施形態に係るポペット弁３２の製造方法は、図１３に示すように、ポペット端面５８ａ又は第１バルブケーシング６２の当接面６２ａの少なくとも一部に非磁性材料で構成された溶射層６４を形成する（溶射ステップＳ１０）。ポペット端面５８ａのビッカース硬さＨｖ１と溶射層６４のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有する。
【００９９】
この製造方法によれば、溶射ステップＳ１０で形成される溶射層６４は、ポペット端面５８ａ及び第１バルブケーシング６２の当接面６２ａとほぼ同等の硬度を有するため、溶射層６４の経時的変化を抑制できる。従って、溶射層６４の経時的変化によるポペットの応答遅れを抑制できる。また、溶射層６４の損傷によって、ポペット５８と当接面６２ａとの間に破片が挟み込まれ、ジャダリングが発生するのを抑制できる。
また、非磁性材料で構成された溶射層６４がポペット端面５８ａと当接面６２ａとの間に介在するため、ポペット５８の閉弁動作時にポペット５８や当接面６２ａに残留した磁気に起因した吸着力を低減でき、これによっても、ポペット５８の応答性を改善できる。
【０１００】
一実施形態では、図１３に示すように、さらに凹凸形成ステップＳ１２を行う。即ち、図５及び図６に示すように、溶射層６４に当接可能な当接面６２ａ又はポペット端面５８ａに凹凸９２を形成し、凹凸９２によって溶射層６４と当接面６２ａ又はポペット端面５８ａとの間に空間ｓを形成する。
この実施形態によれば、溶射層６４に対して接触及び離反が切替される当接面６２ａ又はポペット端面５８ａに形成された凹凸９２によって空間ｓが形成されるため、上述のように、ポペット５８の閉弁動作時及び閉弁動作時にポペット端面５８ａと弁座側の面との間に発生する差圧を抑制でき、該差圧に起因した弁動作の応答性の低下を抑制できる。
【０１０１】
一実施形態では、溶射ステップＳ１０において、ポペット５８ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に、前記溶射層を高速フレーム（ＨＶＯＦ）溶射法を用いて形成する。
この実施形態によれば、高速フレーム溶射法を用いて溶射層６４を形成することで、低気孔率で高密度の被膜を形成できる。また、均一な硬度を有し、経時的変化が少ない溶射層が得られる。
【０１０２】
一実施形態では、凹凸形成ステップＳ１２において、凹凸９２はフォトエッチング法によって形成される。
この実施形態によれば、凹凸９２をフォトエッチング法で形成することで、ミクロン単位の複雑な凹凸を設計どおりに精密に形成できる。また、バリ、歪、カエリ、加工硬化等が発生しない高精度加工が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
幾つかの実施形態によれば、位置規制部の経時的変化及び損傷によるポペットの応答遅れを抑制することができる。これによって、信頼性が高いポペット弁を実現でき、このポペット弁を例えば再生エネルギ型発電装置などに適用される油圧機械や油圧トランスミッションに適用することで、再生エネルギ型発電装置の信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０    風力発電装置
１２    ロータ
１４    油圧トランスミッション
１６    発電機
１８    ブレード
２２、４８    回転シャフト
２４    油圧ポンプ
２６    油圧モータ
２８    高圧油流路
２９    ナセル
３０    低圧油流路
３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ）    高圧弁（ポペット弁）
３４    低圧弁
４０    油圧機械
４２    シリンダ
４４    ピストン
４６    作動室
５０    カム
５６、９０    弁座
５８    弁体（ポペット）
５８ａ    ポペット端面
５８ｂ    ロッド貫通孔
５９    連通窓
６０    アクチュエータ
６２    第１バルブケーシング
６２ａ    当接面
６４    溶射層
６６    付勢部材
６８    第２バルブケーシング
７０    環状スペーサ
７０ａ    縮径部
７２    環状部材
７４    ロッド
７５    シート面
８０    弁体
８２    アーマチュア
８４    可動ユニット
８６    ソレノイドコイル
８８    スプリング
９２（９２ａ、９２ｂ）    凹凸
９３    油供給路
９４ａ    第１溝
９４ｂ    第２溝
９４ｃ    凸部
９５    凹部
９６（９６ａ、９６ｂ９６ｃ、９６ｄ）    隙間形成部
９８    第１拡径部
１００    係止部
１０２    段差部
１０４    第２拡径部
Ｇ      隙間
ｆ１、ｆ２、ｆ３    連通流路
【図１】
2019148286.tif 000003
【図２】
2019148286.tif 000004
【図３】
2019148286.tif 000005
【図４】
2019148286.tif 000006
【図５】
2019148286.tif 000007
【図６】
2019148286.tif 000008
【図７】
2019148286.tif 000009
【図８Ａ】
2019148286.tif 000010
【図８Ｂ】
2019148286.tif 000011
【図９Ａ】
2019148286.tif 000012
【図９Ｂ】
2019148286.tif 000013
【図１０】
2019148286.tif 000014
【図１１】
2019148286.tif 000015
【図１２】
2019148286.tif 000016
【図１３】
2019148286.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月12日(2019.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの開動作時に前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面に当接可能な当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁であって、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に形成され非磁性材料で構成された溶射層を備え、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有し、
前記溶射層を構成する非磁性材料の母材のビッカース硬さが４５０以上である
ことを特徴とするポペット弁。
【請求項２】
被膜形成後の前記溶射層のロックウェル硬さが４５以上であることを特徴とする請求項１に記載のポペット弁。
【請求項３】
前記溶射層の層厚が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポペット弁。
【請求項４】
前記溶射層は、ステライト合金、ニッケル合金又はタングステン合金で構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項５】
前記ポペットを前記弁座に向けて付勢するための付勢部材をさらに備え、
前記ポペット及び前記第１バルブケーシングの各々は少なくとも一部が磁性体で構成され、
前記アクチュエータは、励磁状態において、前記付勢部材による付勢力に抗して前記第１バルブケーシングに向かって前記ポペットを引き付ける電磁力を生成するように構成されたソレノイドを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項６】
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面は凹凸を有し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面との間に空間が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項７】
前記凹凸は、複数の第１溝と、該第１溝と交差する複数の第２溝とによってメッシュ状に形成されることを特徴とする請求項６に記載のポペット弁。
【請求項８】
前記凹凸を構成する凸部の表面の算術平均粗さＲａが０．０５以下であることを特徴とする請求項７に記載のポペット弁。
【請求項９】
前記凹凸を構成する凸部は、該凸部の高さ方向に沿って視認したとき四角形の外形を有し、
該四角形の一辺の長さＬと前記第１溝及び前記第２溝の幅Ｗとは、０．７Ｗ≦Ｌ≦１．３Ｗの関係にあることを特徴とする請求項７又は８に記載のポペット弁。
【請求項１０】
前記凹凸はディンプル状に形成されることを特徴とする請求項６に記載のポペット弁。
【請求項１１】
前記ポペット弁は、油圧機械の作動室内の圧力を切り替えるように開閉可能に構成され、
前記凹凸は、前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一つに対して設けられた前記油圧機械の作動油のドレン溝によって形成されることを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項１２】
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記溶射層と前記ポペットの前記端面との間に隙間を形成するための隙間形成部を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のポペット弁。
【請求項１３】
前記隙間形成部は、
前記ポペットの前記端面に形成され、該端面の外周側へ拡径する第１拡径部と、
前記第１バルブケーシングの前記当接面より径方向外側に設けられ、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記第１拡径部に当接して前記ポペットを係止可能な係止部と、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のポペット弁。
【請求項１４】
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記隙間形成部は、
前記ポペットの外周面に形成され、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記環状スペーサに係止可能な段差部で構成されることを特徴とする請求項１２に記載のポペット弁。
【請求項１５】
前記弁座を形成する第２バルブケーシングと、
前記第１バルブケーシングと前記第２バルブケーシングとの間において前記ポペットの外周側に設けられ、前記ポペットが収容される内部空間と外部空間とを連通させる少なくとも一つの連通流路が形成された環状スペーサと、
をさらに備え、
前記ポペットは前記弁座側に向かって徐々に拡径する円錐形を有し、
前記隙間形成部は、
前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットの外周面が前記環状スペーサに当接するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載のポペット弁。
【請求項１６】
前記ポペットに前記ポペットの動作方向に沿って形成された貫通孔に遊嵌され、前記ポペットを閉弁位置及び開弁位置に案内するロッドと、
前記ロッドに設けられ、前記溶射層が前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペットの前記端面に最も近づいたときに、前記ポペットを係止可能な第２拡径部と、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のポペット弁。
【請求項１７】
シリンダと、
前記シリンダ内を往復動するピストンと、
前記シリンダ及び前記ピストンによって形成される作動室と外部流路との間の連通状態を制御するように構成された請求項１乃至１６の何れか一項に記載のポペット弁と、
を備えることを特徴とする油圧機械。
【請求項１８】
高圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記高圧油を前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給するための高圧油流路と、
前記油圧モータから排出される低圧油を前記油圧ポンプに戻すための低圧油流路と、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は、請求項１７に記載の油圧機械で構成されることを特徴とする油圧トランスミッション。
【請求項１９】
再生エネルギーを受け取って回転するように構成されたロータと、
請求項１８に記載の油圧トランスミッションと、
前記油圧モータによって駆動されるように構成された発電機と、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記ロータによって駆動されて前記高圧油を生成するように構成され、前記油圧モータは、前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって前記発電機を駆動するように構成されることを特徴とする再生エネルギ型発電装置。
【請求項２０】
弁座と、
前記弁座に対向して設けられたポペットと、
前記ポペットを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータが収納されると共に、前記ポペットの前記弁座とは反対側の端面又は前記端面に当接する当接面を有する第１バルブケーシングと、
を備えるポペット弁の製造方法であって、
前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に非磁性材料で構成された溶射層を形成する溶射ステップを備え、
前記ポペット弁の前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面のビッカース硬さＨｖ１と前記溶射層のビッカース硬さＨｖ２とは、（Ｈｖ１−５０Ｈｖ）≦Ｈｖ２≦（Ｈｖ１＋１００Ｈｖ）の関係を有するとともに、
前記溶射層を構成する非磁性材料の母材のビッカース硬さが４５０以上である
ことを特徴とするポペット弁の製造方法。
【請求項２１】
前記溶射層に当接可能な前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面に凹凸を形成し、前記凹凸によって前記溶射層と前記第１バルブケーシングの前記当接面又は前記ポペット弁の前記端面との間に空間を形成する凹凸形成ステップを備えることを特徴とする請求項２０に記載のポペット弁の製造方法。
【請求項２２】
前記溶射ステップにおいて、
前記ポペットの前記端面又は前記第１バルブケーシングの前記当接面の少なくとも一部に、前記溶射層を高速フレーム溶射法を用いて形成することを特徴とする請求項２０又は２１に記載のポペット弁の製造方法。
【請求項２３】
前記凹凸形成ステップにおいて、
前記凹凸はフォトエッチング法によって形成されることを特徴とする請求項２１に記載のポペット弁の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（１９）一実施形態に係る油圧トランスミッションは、
高圧油を生成するための油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される前記高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記高圧油を前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給するための高圧油流路と、
前記油圧モータから排出される低圧油を前記油圧ポンプに戻すための低圧油流路と、
を備え、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は前記（１８）の構成を有する油圧機械で構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図１は、一実施形態に係る風力発電装置１０の概略図である。同図に示すように、風力発電装置１０は、再生エネルギとしての風を受けて回転するように構成されたロータ１２と、ロータ１２の回転を伝達するための油圧トランスミッション１４と、電力を生成するための発電機１６と、を備える。
ロータ１２は、少なくとも１本のブレード１８と、ブレード１８が取り付けられるハブ
２０とを含む。
油圧トランスミッション１４は、回転シャフト２２を介してロータ１２に連結され、高圧油を生成する油圧ポンプ２４と、油圧ポンプ２４から供給される高圧油によって駆動されるように構成された油圧モータ２６と、高圧油を油圧ポンプ２４から油圧モータ２６に供給するための高圧油流路２８と、油圧モータ２６から排出される低圧油を油圧ポンプ２４に戻すための低圧油流路３０と、を備える。
発電機１６は、油圧モータ２６の出力軸を介して油圧モータ２６に連結される。発電機１６は、例えば、油圧モータ２６によって駆動される同期発電機であり、電力系統に連係される。
一実施形態では、油圧トランスミッション１４及び発電機１６はタワー３１上に設置されたナセル２９の内部に設置される。