(57)【要約】【課題】  ガタの検出精度を向上させることができる斜板ポンプの故障診断装置を提供する。【解決手段】  斜板ポンプの故障診断装置は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得部と、履歴取得部によって取得される実履歴データに基づいてピストンとシューとの間のガタの発生を検出する故障検出部とを備えている。【選択図】      図１
2019027354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプの故障診断装置であって、
所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得部と、
前記履歴取得部によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間におけるガタの発生を検出する故障検出部とを備える、故障診断装置。
【請求項２】
前記ガタの発生を検出する際の判断基準であって所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す基準履歴データを予め記憶する記憶部を更に備え、
前記故障検出部は、前記実履歴データと前記基準履歴データとを比較して、前記ガタの発生を検出する、請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項３】
前記故障検出部は、前記実履歴データ及び前記基準履歴データの各々を所定の数の区間に分割し、互いに対応する各区間における実履歴データと基準履歴データとに基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項２に記載の故障診断装置。
【請求項４】
前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す波形データを含む実履歴データを取得し、
前記故障検出部は、前記波形データに基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の故障診断装置。
【請求項５】
前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す実波形データを含む実履歴データを取得し、
前記記憶部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す基準波形データを含む基準履歴データを記憶し、
前記故障検出部は、前記実波形データと前記基準波形データとを比較して、前記ガタの発生を検出する、請求項２又は３に記載の故障診断装置。
【請求項６】
前記故障検出部は、前記実履歴データに対して周波数分析を行い、周波数分析の結果に基づいて前記ガタの発生を検出する、請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の前記故障診断装置と、
前記斜板ポンプと、
前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力に応じた信号を出力するセンサ装置と、を備え、
前記故障診断装置は、前記センサ装置からの信号に応じて吸入圧力を演算する圧力演算部を備えている、ポンプユニット。
【請求項８】
予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプの故障診断方法であって、
前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力を検出する圧力検出工程と、
所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得工程と、
前記履歴取得工程によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間のガタの発生を検出する故障検出工程とを備える、故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板ポンプの故障を診断する故障診断装置、及びそれを備えるポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
舶用機械及び建設機械等の産業用機械において液圧ポンプが広く利用されており、液圧ポンプの一例として例えば斜板ポンプが知られている。斜板ポンプは、複数のピストンを備えており、複数のピストンは、回転軸周りを回転するシリンダブロックに進退可能に挿入されている。また、複数のピストンの各々には、シューが設けられており、各ピストンはシューを介して斜板上に配置されている。また、ピストンとシューとは、互いを連結する箇所に球継手部を構成しており、互いに揺動可能に連結されている。このように構成される斜板ポンプでは、エンジン及びモータ等によって回転軸が回転駆動されると、回転軸に対して傾倒して配置されている斜板上をピストンが回転する。これにより、ピストンがシリンダブロックに対して後退及び前進し、作動液を吸入及び吐出する。
【０００３】
斜板ポンプでは、前述するような動作を可能にすべくピストンとシューとが球継手部において互いに揺動できるようになっているが、ピストン及びシューが球継手部において摩耗してピストンとシューとの間にガタが発生する。ガタは、使用すると共にその量（即ち、ピストンとシューとの間の隙間）が大きくなり、ガタの量が大きくなるとやがてピストンがシューから脱落するまでに至る。そうすると斜板ポンプが機能しなくなり、液圧装置の全機能が消失することになる。このようなピストンとシューとの間に発生するガタは、斜板ポンプの故障として特に多い。それ故、これを事前に検出することが好ましく、そのような装置として例えば特許文献１のような故障診断装置と特許文献２のようなオーバーホール時期診断方法が知られている。
【０００４】
特許文献１の故障診断装置では、ピストンポンプの吐出圧を計測して脈動波形が作成され、更に脈動波形から各ピストンにおいて共通する成分と各ピストンの固有の成分とを分離する。更に、固有の成分から特徴量を算出し、この特徴量が閾値以上か否かに応じてピストンポンプの故障（即ち、ガタ）を検出するようになっている。また、特許文献２のオーバーホール時期診断方法では、ピストンポンプの吐出圧を計測し、吐出圧の脈動波形のスペクトラム、即ち脈動スペクトラムを検出する。そして、検出される脈動スペクトラムの特異ピークが高周波成分程ほど高くなるような波形であるか否かによってオーバーホールの有無を判断する、即ちピストンポンプの故障を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−５３３０８号公報
【特許文献２】特許第３０１４５６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の故障診断装置及び特許文献２のオーバーホール時期診断方法は、共に吐出圧を計測し、計測される吐出圧の脈動波形に基づいてガタの発生を検出している。しかしながら、特許文献１及び２では、共に故障によって生じる吐出圧の脈動波形の傾向を論じているに過ぎず、故障が吐出圧の脈動波形に影響を与えるメカニズムについて何ら説明されていない。それ故、その検出精度をどの程度、確保することができるのかが不明である。また、ピストンポンプでは、吐出側に種々の弁やアクチュエータが接続されており、吐出圧は、それらの影響を受けやすい。それ故、ガタの有無を判断するための閾値をどのように設定するかが難しく、ガタの検出精度が不確かである。
【０００７】
そこで本発明は、ピストンとシューとの間に発生するガタの検出精度を向上させることができる故障診断装置、及びそれを備えるポンプユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の故障診断装置は、予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプのものであって、所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得部と、前記履歴取得部によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間におけるガタの発生を検出する故障検出部とを備えるものである。
【０００９】
本発明に従えば、斜板ポンプの吸入圧力に基づいてピストンとシューとの間におけるガタの発生を検出することができる。斜板ポンプの吸入圧力は外部要因に起因する変動が吐出圧に比べて小さく、斜板ポンプの吸入圧力にガタによる影響が現れやすい。それ故、斜板ポンプの吸入圧力に基づいてガタを検出することによってガタを精度よく検出することができ、ガタの検出精度を向上させることができる。
【００１０】
上記発明において、前記ガタの発生を検出する際の判断基準であって所定の期間における吸入圧力の履歴である基準履歴データを予め記憶する記憶部を更に備え、前記故障検出部は、前記履歴取得部で取得される実履歴データと前記記憶部に記憶される基準履歴データとを比較して、前記ガタの発生を検出してもよい。
【００１１】
上記構成に従えば、予め記憶される基準履歴データと検出された実履歴データとを比較することによってガタの発生を検出することができる。それ故、ガタの発生を精度よくかつ容易に検出することができる。
【００１２】
上記発明において、前記故障検出部は、前記実履歴データ及び前記基準履歴データの各々を所定の数の区間に分割し、互いに対応する各区間における実履歴データと基準履歴データとに基づいて前記ガタの発生を検出してもよい。
【００１３】
上記構成に従えば、各データを所定の数の区間に分割してデータを比較するので、比較がしやすい。それ故、ガタの発生を容易に検出することができる。
【００１４】
上記発明において、前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す波形データを含む実履歴データを取得し、前記故障検出部は、前記波形データに基づいて前記ガタの発生を検出してもよい。
【００１５】
上記構成に従えば、波形データに基づいてガタの発生を検出することができる。
【００１６】
上記発明において、前記履歴取得部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す実波形データを含む実履歴データを取得し、前記記憶部は、所定の期間における吸入圧力の経時変化を表す基準波形データを含む基準履歴データを記憶し、前記故障検出部は、前記実波形データと前記基準波形データとを比較して、前記ガタの発生を検出してもよい。
【００１７】
上記構成に従えば、実波形データと基準波形データを比較することによってガタの発生を検出することができる。
【００１８】
上記発明において、前記故障検出部は、前記履歴取得部で取得する実履歴データに対して周波数分析を行い、周波数分析の結果に基づいて前記ガタの発生を検出してもよい。
【００１９】
上記構成に従えば、比較対象となる履歴データがなくてもガタの発生を精度よく検出することができ、故障診断装置を容易に構成することができる。
【００２０】
本発明のポンプユニットは、前述する何れかの故障診断装置と、前記斜板ポンプと、前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力に応じた信号を出力するセンサ装置と、を備え、前記故障診断装置は、前記センサ装置からの信号に応じて吸入圧力を演算する圧力演算部を備えているものである。
【００２１】
本発明によれば、前述するような機能を有するポンプユニットを提供することができる。
【００２２】
本発明の故障診断方法は、予め定められた軸線回りに回転するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに進退可能に夫々挿入されている複数のピストンと、前記複数のピストンの各々に揺動可能に設けられているシューと、前記シューがその上を摺動回転する斜板とを備え、前記シリンダブロックが回転することによって前記複数のピストンが前記シリンダブロック内を進退し、それに伴って作動液を吸入及び吐出する斜板ポンプの方法であって、前記斜板ポンプに吸入される作動液の吸入圧力を検出する圧力検出工程と、前記圧力検出工程で検出される吸入圧力に基づいて、所定の期間における吸入圧力の経時変化を示す実履歴データを取得する履歴取得工程と、前記履歴取得工程によって取得される実履歴データに基づいて前記ピストンと前記シューとの間のガタの発生を検出する故障検出工程とを備える方法である。
【００２３】
本発明によれば、斜板ポンプの吸入圧力に基づいてピストンとシュートの間におけるガタの発生を検出することができる。斜板ポンプの吸入圧力は外部要因に起因する変動が吐出圧に比べて小さく、斜板ポンプの吸入圧力にガタによる影響が現れやすい。それ故、斜板ポンプの吸入圧力に基づいてガタの発生を検出することによってガタの検出精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ピストンとシューとの間に発生するガタの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施形態のポンプユニットを示す断面図である。
【図２】図１のポンプユニットに備わる斜板ポンプの領域Ｘを拡大して示す拡大断面図であり、（ａ）はガタなしのピストン及びシューを示し、（ｂ）は、ガタありのピストン及びシューを示す。
【図３】図１の斜板ポンプにおいて斜板上を回転するピストンの動きを平面に展開した展開図である。
【図４】図１のポンプユニットに備わる故障診断装置を示すブロック図である。
【図５】図１の斜板ポンプにおいて、図２に示す上死点から下死点の方に僅かに移動した際のピストンを側方から見た断面図であり、（ａ）はガタなしのピストン及びシューを示し、（ｂ）は、ガタありのピストン及びシューを示す。
【図６】図１の斜板ポンプにおいて、上死点と下死点との間の中間地点までに移動した際のピストンを上方から見た断面図であり、（ａ）はガタなしのピストン及びシューを示し、（ｂ）はガタありのピストン及びシューを示す。
【図７】図１の斜板ポンプにおいて、下死点に到達した際のピストンを側方から見た断面図であり、（ａ）はガタなしのピストン及びシューを示し、（ｂ）はガタありのピストン及びシューを示す。
【図８】図１の斜板ポンプにおいて、下死点から上死点側に僅かに移動した際のピストンを側方から見た断面図であり、（ａ）はガタなしのピストン及びシューを示し、（ｂ）はガタありのピストン及びシューを示す。
【図９】図１の傾斜ポンプにおいて、シリンダブロックの回転角とピストンの軸線方向の位置との関係を示すグラフである。
【図１０】図１の傾斜ポンプにおいて、シリンダブロックの回転角と１本のピストンの吸入流量との関係を示すグラフである。
【図１１】図１の故障診断装置が実行する故障診断処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１に示す斜板ポンプの吸入圧力の経時変化を示すグラフであり、（ａ）がガタなしのグラフ、（ｂ）がガタありのグラフである。
【図１３】図１に示す斜板ポンプの吸入圧力の周波数スペクトルを示すグラフであり、（ａ）がガタなしのグラフ、（ｂ）がガタありのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る第１及び第２実施形態のポンプユニット１，１Ａについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するポンプユニット１，１Ａは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【００２７】
［第１実施形態］
＜ポンプユニット＞
図１に示すポンプユニット１は、例えば舶用機械及び建設機械等の産業用機械において用いられ、液圧シリンダや液圧モータ等の液圧機器に作動液を供給して駆動するようになっている。更に具体的に説明すると、ポンプユニット１は、斜板ポンプ２を備えており、斜板ポンプ２は、タンク等から低圧の作動液を吸入及び加圧して、高圧の作動液を吐出する。吐出された作動液は、配管等を介して液圧機器に供給され、液圧機器は、供給される作動液によって駆動される。このような機能を有するポンプユニット１は、更に故障診断装置３及び報知装置４を備えており、故障診断装置３によって斜板ポンプ２の故障の有無を診断できる、より具体的には後述するピストン１４とシュー１５との間に発生するガタ（以下、「ピストン１４のガタ」又は単に「ガタ」という）の発生を検出できるようになっている。また、故障診断装置３は、診断結果を報知装置４に出力し、診断結果に基づく情報を報知装置４によって報知させるようになっている。なお、報知装置４は、モニタ等の表示装置、警報機、及び音声出力装置であって、視覚及び聴覚的に報知できるようになっている。このように構成されるポンプユニット１において、以下ではまず診断対象である斜板ポンプ２について説明する。
【００２８】
［斜板ポンプ］
斜板ポンプ２は、例えば可変容量型の斜板ポンプであり、後で詳述する斜板１６の傾転角を変えることによって吐出流量（即ち、吸入流量）を変更できるようになっている。更に詳細に説明すると、斜板ポンプ２は、ケーシング１１、回転軸１２と、シリンダブロック１３と、複数のピストン１４と、複数のシュー１５と、斜板１６と、バルブプレート１７とを備えている。ケーシング１１は、回転軸１２と、シリンダブロック１３と、複数のピストン１４と、複数のシュー１５と、斜板１６と、バルブプレート１７を収容するように構成されている。また、回転軸１２は、その一端部をケーシング１１から突出させており、その一端部がエンジン及びモータ等の原動機に連結されている。また、回転軸１２の一端部側の部分及び他端部には、ベアリング１８，１９が設けられており、回転軸１２は、ベアリング１８，１９を介してケーシング１１に回転可能に支持されている。更に、回転軸１２には、２つのベアリング１８，１９の間であってその他端部側の部分にシリンダブロック１３が挿通されている。
【００２９】
シリンダブロック１３は、大略的に円筒筒状に形成され、スプライン結合などによって相対回転不能に且つ軸線を一致させるようにして回転軸１２に結合されている。それ故、シリンダブロック１３は、回転軸１２と一体的に軸線Ｌ１回りを回転するようになっている。また、シリンダブロック１３には、複数のシリンダ室（本実施形態では、９つのシリンダ室）２０が形成されている。複数のシリンダ室２０は、シリンダブロック１３の一端側で開口し且つ軸線Ｌ１に平行に伸びる孔であり、軸線Ｌ１を中心とする周方向に等間隔をあけて配置されている。このように配置されるシリンダ室２０には、前記開口からピストン１４が挿入されている。
【００３０】
ピストン１４は、いわゆるメール型のピストンであり、ピストン本体１４ａと凸球部１４ｂとを有している。ピストン本体１４ａは、大略円柱状に形成されており、シリンダ室２０に挿入されている。ピストン本体１４ａは、シリンダ室２０に挿入されている状態で軸線方向一端側を突出させており、ピストン本体１４ａの軸線方向一端部には凸球部１４ｂが一体的に形成されている。また、凸球部１４ｂにはシュー１５が取り付けられている。
【００３１】
シュー１５は、収容部１５ａと、基体部１５ｂとを有している。収容部１５ａは、大略円筒状に形成されており、その中の収容空間１５ｃが部分球状に形成されている。更に詳細に説明すると、収容空間１５ｃは、凸球部１４ｂの形状に合わせて形成されており、収容空間１５ｃに凸球部１４ｂを収容できるようになっている。また、凸球部１４ｂを収容している状態で収容部１５ａの開口端部１５ｄがカシメられている。これにより、凸球部１４ｂが収容部１５ａ内に揺動可能に嵌まり込み且つピストン１４とシュー１５とが互いに揺動可能に連結され、凸球部１４ｂと収容部１５ａとによって球継手部２１が構成されている。また、シュー１５の収容部１５ａでは、その開口端部１５ｄの反対側の端面に基体部１５ｂが一体的に形成されている。基体部１５ｂは、大略円板状であって収容部１５ａより大径に形成されており、その厚み方向一表面に収容部１５ａが一体的に形成されている。また、基体部１５ｂは、厚み方向他表面が平坦に形成されており、その他表面を斜板１６に当てるようにして斜板１６に押し付けられている。
【００３２】
斜板１６は、大略的に円環状の板であり、その内孔に回転軸１２を挿通させ且つ回転軸１２に対して傾倒させた状態でケーシング１１内に配置されている。このように配置されている斜板１６の厚み方向一表面は、平坦に形成され、支持面１６ａを形成している。支持面１６ａは、シリンダブロック１３の一端面に傾斜している状態で面しており、支持面１６ａ上には、複数のシュー１５の基体部１５ｂが周方向に間隔をあけて配置されている。このように配置されている複数のシュー１５は、押え板２４によって支持面１６ａに押え付けられ、押え付けられた状態で軸線Ｌ１を中心に支持面１６ａ上を摺動回転するようになっている。即ち、複数のシュー１５は、傾斜する支持面１６ａに配置され且つその支持面１６ａ上を軸線Ｌ１まわりに回転する。それ故、シュー１５が支持面１６ａ上を回転すると、シリンダブロック１３に対して近づいたり離れたりする。従って、シリンダブロック１３が回転し、それに合わせてピストン１４が軸線Ｌ１周りに回転すると、シュー１５によってピストン１４がシリンダ室２０を進退させられる。また、シリンダブロック１３には、作動液を吸入及び吐出すべく複数のシリンダポート２５が形成されている。
【００３３】
複数のシリンダポート２５は、シリンダブロック１３の他端側にシリンダ室２０毎に一対一で対応付けて夫々形成されている。複数のシリンダポート２５は、シリンダブロック１３の他端に開口を有しており、開口が軸線Ｌ１を中心とする周方向に間隔をあけて配置されている。また、シリンダブロック１３の他端には、バルブプレート１７が設けられている。バルブプレート１７は、大略的に円板状になっており、その中心に回転軸１２が相対回転可能に挿通され且つその厚み方向一表面をシリンダブロック１３の他端に当接させている状態でケーシング１１に固定されている。また、バルブプレート１７には、吸入ポート１７ａ及び吐出ポート１７ｂが形成されている。吸入ポート１７ａ及び吐出ポート１７ｂは、バルブプレート１７の厚み方向に貫通し且つ周方向に延在する孔であり、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。このように配置されている吸入ポート１７ａ及び吐出ポート１７ｂは、複数のシリンダポート２５に対応させて配置されている。更に詳細に説明すると、各々のポート１７ａ，１７ｂには、４つ又は５つのシリンダポート２５が接続され、シリンダブロック１３が回転することによって各シリンダポート２５が接続されるポート１７ａ，１７ｂが切換わるようになっている。なお、図１では、説明の便宜上、下死点及び上死点に位置するシリンダ室２０のシリンダポート２５が各ポート１７ａ，１７ｂと繋がっているものを図示している。実際には、シリンダポート２５は、下死点（図１の紙面下側の位置）付近で塞がっており、上死点（図１の紙面上側の位置）付近でも塞がっている。
【００３４】
このように構成される斜板ポンプ２では、原動機によって回転軸１２が回転駆動され、回転軸１２が回転すると複数のピストン１４が図３に示すようにシリンダ室２０を往復運動する。これにより、作動液が吸入ポート１７ａを介してタンク等からシリンダ室２０に吸入され（吸入行程）、シリンダ室２０に吸入された作動液が吐出ポート１７ｂから吐出される（吐出行程）。各ポート１７ｂから吐出される作動液の流量は、斜板１６の傾転角に応じて決まる。斜板ポンプ２では、サーボ機構２６を有しており、サーボ機構２６によって斜板１６の傾転角を変えられるようになっている。即ち、サーボ機構２６は、斜板１６を軸線Ｌ２周りに傾動可能に構成されている。そして、斜板１６が傾動することによってピストン１４のストローク量が変化し、変化することで吐出ポート１７ｂから吐出される作動液の吐出量（即ち、ポンプ容量）が変化する。
【００３５】
また、斜板ポンプ２のピストン１４には、図２に示すように、その軸線に沿って貫通する連通路１４ｃが形成されている。連通路１４ｃは、シリンダ室２０の作動液をシュー１５の収容空間１５ｃに導く、より詳細には凸球部１４ｂの外表面と収容部１５ａの内面との間に導くようになっている。また、シュー１５にも、その軸線（即ち、収容部１５ａ及び基体部１５ｂの軸線）に沿って連通路１５ｅが形成されており、前述する作動液を連通路１５ｅによって支持面１６ａまで導けるようになっている。このように斜板ポンプ２では、２つの連通路１４ｃ，１５ｅに介して作動液を収容空間１５ｃ及び支持面１６ａ上に導き、導かれた作動液を潤滑液として使用するようになっている。これにより球継手部２１における凸球部１４ｂと収容部１５ａとの摩耗を抑制している。他方、ピストン１４とシュー１５との間の摩耗は、導かれた潤滑液だけでは完全に防ぐことができず、やがて摩耗によって凸球部１４ｂと収容部１５ａとの間にガタを生じさせる。このようなガタを検出すべく、ポンプユニット１には、故障診断装置３が備わっている。
【００３６】
［故障診断装置］
故障診断装置３は、所定の期間、例えばシリンダブロック１３が一回転する間に斜板ポンプ２に吸入される作動液の液圧、即ち吸入圧力の履歴に基づいて斜板ポンプ２の故障、即ちガタの発生を検出するようになっている。なお、履歴には、時刻歴及び時刻歴波形データが含まれ、吸入圧力の時刻歴は吸入圧力の経時変化を示す履歴情報であり、時刻歴波形データは、吸入圧力の経時変化を示す波形データである。また、故障診断装置３は、センサ装置５と協働してガタの発生を検出すべく吸入圧力を検出するようになっており、故障診断装置３は、吸入圧力を検出すべくセンサ装置５と接続されている。センサ装置５は、いわゆる圧力センサであり、吸入ポート１７ａとタンク等とを繋ぐ配管３０に設けられている。センサ装置５で検出される信号は、故障診断装置３に入力される。
【００３７】
故障診断装置３は、例えばＣＰＵ（Central ProcessingUnit）の他、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している（何れも図示せず）。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＣＰＵが実行するプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の各種記憶媒体に保存されており、これらの記憶媒体からＲＯＭにインストールされる。このように構成されているＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータが一時的に記憶されている。
【００３８】
このように構成されている故障診断装置３は、センサ装置５から入力される信号に基づいて吸入圧力を演算し、また検出される吸入圧力に基づいてガタの発生を検出する。更に詳細に説明すると、故障診断装置３は、図４に示すように圧力演算部３１と、記憶部３２と、履歴取得部３３と、故障検出部３４と、を備えている。圧力演算部３１は、センサ装置５に接続されており、予め定められている時間間隔でセンサ装置５から信号を取得する。更に、圧力演算部３１は、取得する信号に基づいて吸入圧力を演算する。このようにして演算された吸入圧力は、検出された時刻と共に記憶部３２に記憶させるようになっている。
【００３９】
記憶部３２は、複数の吸入圧力を記憶可能であって、圧力演算部３１で検出される吸入圧力（即ち、実吸入圧力）を検出された際の時刻と対応付けて記憶する。また、履歴取得部３３は、このように記憶される複数の実吸入圧力に基づいて所定の診断期間における履歴である実履歴データを取得する。なお、本実施形態において、診断期間は回転軸１２の周期Ｔ［ｓ］に設定されている。また、周期Ｔは、一定の回転数で回転する回転軸１２の目標回転数に基づいて演算して取得したり、また回転軸１２に設けられる回転角センサ（図示せず）や回転検出器等からの信号に基づいて検出したりすることができる。更に詳細に説明すると、履歴取得部３３は、まず記憶部３２に記憶される複数の実吸入圧力に基づいて所定の診断期間における時刻歴である実時刻歴を取得し、更に取得した実履歴データに基づいて時刻歴波形データ（即ち、実波形データであって後述する図１２（ａ）参照）を作成する。また、記憶部３２には、実履歴データ及び実波形データに対応させて以下のような情報が記憶されている。
【００４０】
即ち、記憶部３２は、基準履歴データが記憶されている。基準履歴データには、基準時刻歴及びその時刻歴波形データ（基準波形データ）が含まれている。基準時刻歴とは、実時刻歴に対応するものであり、診断期間と略同じ期間における基準吸入圧力の経時変化である。また、基準吸入圧力は、例えば斜板ポンプ２において初期に検出される吸入圧力、斜板ポンプ２と同型のマスターの斜板ポンプによって算出される吸入圧力、及びシミュレーションにおいてモデル化した斜板ポンプにて検出される吸入圧力であり、判断の基準となる吸入圧力である。この基準吸入圧力を診断期間の分だけ予め検出させることによって、基準履歴データが作成される。また、基準波形データは、実波形データと同様に、基準時刻歴を時刻毎にプロットすることによって作成されている。このような基準時刻歴及び基準波形データを含む基準履歴データは、ガタの発生を検出すべく実履歴データと共に故障検出部３４にて用いられる。
【００４１】
故障検出部３４は、履歴取得部３３にて取得される実履歴データと記憶部３２に記憶される基準履歴データとに基づいてガタの発生を検出する、即ちガタの有無を判断している。具体的には、故障検出部３４は、まず実履歴データに含まれる実波形データと基準履歴データに含まれる基準波形データとを比較する。それら２つの波形データに相違点がある場合、故障検出部３４は、ガタがあると判断する。後で詳述するが、故障検出部３４は、以下のような方法でガタの有無を検出している。即ち、故障検出部３４は、まず相違点における吸入圧力の差分を積分して積分値を演算する。そして、積分値が所定の閾値より大きい場合に、故障検出部３４は、ガタがあると判断する。
【００４２】
このように構成される故障診断装置３は、後述する故障診断処理を実行することによって、吸入圧力に基づいてガタの発生の有無を判断している。以下では、このように吸入流量に基づいてガタの発生を検出できる理由を明らかにすべく、斜板ポンプ２においてガタが発生することによって吸入圧力が変化するメカニズムについて、図２、３、及び図５乃至８を参照しながら説明する。
【００４３】
［ガタと吸入圧力の関係について］
斜板ポンプ２では、前述の通り駆動源によって回転軸１２が駆動されると、ピストン１４がシリンダ室２０を往復運動する（図３参照）。即ち、ピストン１４は、上死点から下死点へと回転することによってシリンダ室２０を後退し、吸入ポート１７ａを介してシリンダ室２０に作動液を吸入する（図３の吸入行程）。ピストン１４は、やがて下死点に到達すると、次に上死点に向かって回転する。これにより、ピストン１４は、その動作を後退から前進へと切り替わり、前進するピストン１４によってシリンダ室２０の作動液が吐出ポート１７ｂから吐出される（図３の吐出行程）。他方、ピストン１４は、シリンダ室２０を往復運動しつつ、シュー１５を介して斜板１６上を軸線Ｌ１周りに回転している。それ故、図３に示すように、ピストン１４とシュー１５とが互いに摺動し合い、凸球部１４ｂの外表面及び収容部１５ａの内面が摩耗し、球継手部２１においてピストン１４とシュー１５との間にガタが発生する。
【００４４】
なお、ピストン１４とシュー１５との間のガタは、前述のような原因以外にも以下のような原因で発生する。即ち、ピストン１４とシュー１５との間のガタは、収容部１５ａの開口端部１５ｄ（いわゆる、カシメ部）が凸球部１４ｂによって摩耗することによっても生じる。他方で、何れの原因で発生したガタであってもガタによって吸入流量が変化するメカニズム（即ち、後述するように吸入行程の開始直後においてピストン１４がシュー１５に対して動かないことによって吸入流量が変化する点）は同一である。そこで、以下では、前述のような凸球部１４ｂの球頭頂部分の摩耗によってピストン１４とシュー１５との間にガタが生じた場合について説明する。
【００４５】
ガタが発生すると、ガタが発生ない場合に対してシリンダ室２０におけるピストン１４の動きが以下のように変化する。即ち、ピストン１４は、上死点までシリンダ室２０の作動液によって斜板１６の方へと押えられるようにして前進動作を行っており、図２（ａ）及び（ｂ）に示すようにピストン１４の凸球部１４ｂの先端側部分がシュー１５の収容部１５ａの底面に押し付けられている。他方、ガタがある場合、凸球部１４ｂの基端側部分は、図２（ｂ）に示すように収容部１５ａの開口端部１５ｄから離れた状態となっている（図２（ｂ）のシュー１５内の網目参照）。それ故、ピストン１４は、上死点において、ガタがない場合に比べてガタがある場合の方がΔｄだけ斜板１６側に位置することになる。
【００４６】
その後、上死点から下死点に向かってピストン１４が回転し始めると、ピストン１４に連れだってシュー１５が回転する。シュー１５は、押え板２４によって斜板１６の支持面１６ａに押え付けられているので、傾倒する支持面１６ａ上を回転し、支持面１６ａに沿って後退する。ガタがない場合、図５（ａ）に示すように、後退するシュー１５の開口端部１５ｄによってピストン１４の凸球部１４ｂの基端側部分が引っ張られて、ピストン１４は、上死点を超えると共にシリンダ室２０を後退し始める。
【００４７】
他方、ガタがある場合、ピストン１４では、上死点付近位おいて凸球部１４ｂの基端側部分と開口端部１５ｄとの間に隙間が形成されている（図２（ｂ）参照）。それ故、開口端部１５ｄによって凸球部１４ｂの基端側部分を引っ張ることができず、上死点を超えた後、ピストン１４がシリンダ室２０において動かず静止している。その後もシュー１５が斜板１６上を後退して凸球部１４ｂの基端側部分に開口端部１５ｄが係合するまでピストン１４は相対的に静止し続ける。そして、図５（ｂ）に示すように凸球部１４ｂの基端側部分に開口端部１５ｄが係合すると、凸球部１４ｂの基端側部分がシュー１５の開口端部１５ｄによって引っ張られ始めて、ピストン１４がようやくシリンダ室２０を後退し始める。
【００４８】
このようにガタがあるピストン１４では、シリンダブロック１３が上死点から下死点に向かって動き始めるタイミングと、ピストン１４がシリンダ室２０を後退し始めるタイミングとの間にタイムラグがある。そして、それらの間でも静止するピストン１４に対してシュー１５が斜板１６に沿って後退しており、その結果ピストン１４とシュー１５とが相対変位する。これにより、凸球部１４ｂの先端側部分が収容部１５ａの底面から離れ、それに伴って凸球部１４ｂの先端側部分と収容部１５ａの底面との間に隙間２１ａが形成される。隙間２１ａは、収容部１５ａの底面が凸球部１４ｂから離れるに従って拡がっていく。隙間２１ａは、連通路１４ｃを介してシリンダ室２０に繋がっており、離れて拡張する際にシリンダ室２０の作動液が連通路１４ｃを介して隙間２１ａに吸い上げる（図５（ｂ）の網目状部分参照）。隙間２１ａは、凸球部１４ｂの基端側部分がシュー１５の開口端部１５ｄに係合するまで拡張し続ける。その間、作動液の吸い上げは続き、係合して隙間２１ａの拡張が止まると共に作動液の吸い上げが止まることになる。
【００４９】
また、凸球部１４ｂの基端側部分がシュー１５の開口端部１５ｄに係合して作動液の吸い上げが止まった後は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すようにピストン１４は共にシュー１５に引っ張られて後退しながら上死点付近から下死点に向かって回転する。その後、ピストン１４は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように下死点に達し、更に下死点を超えると上死点に向かって回転し始める。下死点を越えた辺りで、シュー１５は斜板１６によって前側に押し出される。ガタがない場合、ピストン１４は、前側に押し出されるシュー１５の動きに合わせて前進する。即ち、ピストン１４の動作が後退動作から前進動作に切換えられる（図８（ａ）参照）。他方、ガタがある場合、凸球部１４ｂの先端部分と収容部１５ａの底面との間に隙間２１ａが空いているので、シュー１５がピストン１４を押すことができず、吸入行程の開示時と同様にピストン１４がシリンダ室２０にて相対的に静止する。その後も、ピストン１４は、シュー１５が斜板１６上を前進して凸球部１４ｂの先端側部分に収容部１５ａの底面が当たるまで静止し続ける。そして、図８（ｂ）に示すように凸球部１４ｂの先端側部分が収容部１５ａの底面に当たると、ピストン１４は、凸球部１４ｂの先端側部分が収容部１５ａの底面によって押されてシリンダ室２０を前進し始め、そのまま上死点まで回転する。それ故、ガタのあるピストン１４は、の上死点においてガタのないピストン１４より後側に位置することになる（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。このように、斜板ポンプ２では、ガタがある場合、吸入行程と同様に吐出行程でもシュー１５が前進するタイミングとピストン１４の前進するタイミングとの間にタイムラグがある、即ち下死点から上死点に向かって動き始めるタイミングと前進し始めるタイミングとの間にタイムラグがある。
【００５０】
このように動作する斜板ポンプ２では、ガタがない場合、図９の点線で示すように回転角が１５ｄｅｇから３０ｄｅｇの間においてピストン１４が大きく後退し始めている。なお、図９は、縦軸がシリンダ室２０内におけるピストン１４の位置を示し、横軸がシリンダブロック１３の回転角［ｄｅｇ］を示している。また、上死点が回転角０ｄｅｇであり、下死点が回転角１８０ｄｅｇである。他方、ガタがある場合、図９の実線で示すように、上死点から下死点に向かう移動を開始した後、回転角が１５ｄｅｇから３０ｄｅｇの間もピストン１４は、大きな後退することなく略静止している。それ故、ガタがないピストン１４とガタがあるピストン１４とでは、図１０に示すように場合に１本のピストン１４の吸入流量が回転角１５ｄｅｇから３０ｄｅｇの間において全く異なっている。なお、図１０は、縦軸が１本のピストン１４の吸入流量であり、横軸がシリンダブロック１３の回転角［ｄｅｇ］を示している。また、図１０の点線がガタなしのピストン１４の吸入流量であり、実線がガタありのピストン１４の吸入流量である。
【００５１】
このように、ガタの有無よってピストン１４の動きが変化し、それによって１本のピストン１４の吸入流量が変化、即ち減少する。斜板ポンプ２では、吸入ポート１７ａには常時４つ又は５つのシリンダ室２０が接続されているが、前述のようなガタの発生に伴うピストン１４の吸入流量の減少は、斜板ポンプ２の吸入流量（即ち、吸入ポート１７ａに接続される全ピストン１４によって吸入される作動液の総流量）にも表れる。このようにガタの有無によってピストン１４の吸入流量に差異が生じている。また、斜板ポンプ２の吸入流量は、斜板ポンプ２の吸入圧力と対応しており、吸入流量が変動するとそれに合わせて吸入圧力もまた変化する。例えば、図１２（ａ）は、ガタが発生している斜板ポンプ２の実波形データを示すグラフであり、図１２（ｂ）は、ガタが発生していない斜板ポンプ２の時刻歴波形データ、即ち基準波形データを示すグラフである。このようにガタの有無によって、吸入流量と同様に吸入圧力も差異が生じており、斜板ポンプ２の吸入圧力を検出し、吸入圧力の経時変化（即ち、履歴）を診ることによって、ガタの有無を判断することができる。なお、図１２（ａ）及び（ｂ）において、縦軸は斜板ポンプ２の吸入圧力であり、横軸が経過時間を示している。
【００５２】
このように斜板ポンプ２では、ガタの有無によってピストン１４の吸入圧力に差異が生じ、この差異により実波形データを基準波形データと異ならしめている。それ故、基準波形データと実波形データとを比較することによって、斜板ポンプ２におけるガタの発生を検出することができる。以下では、故障診断装置３がガタの発生を検出する故障診断処理の手順について図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５３】
［故障診断処理について］
ポンプユニット１では、原動機によって回転軸が回転駆動され且つ故障診断装置３に電力が供給されると故障診断処理が実行され、ステップＳ１に移行する。診断実行判定工程であるステップＳ１では、故障診断を実行するか否かを判定する。ポンプユニット１では、例えば所定の診断間隔で故障診断を実行するようになっており、前の故障診断が終了してから経過した時間に応じて故障診断を実行するか否かを判定する。なお、必ずしも診断間隔で故障診断を実行する必要はなく、操作パネルやスイッチ等の操作装置によって故障診断の実行の有無を指令するようにしてもよい。その場合には、操作装置からの指令の有無に応じて故障診断を実行するか否かを判定する。故障診断を実行しないと判定した場合には、経過した時間が条件を満たすまで判定を繰り返す。他方、故障診断を実行すると判定されると、ステップＳ２に移行する。
【００５４】
圧力検出工程であるステップＳ２では、センサ装置５から出力される信号に基づいて圧力演算部３１が斜板ポンプ２の吸入圧力を演算する。このようにして検出される吸入圧力は、検出した時刻共に記憶部３２に記憶される。吸入圧力が時刻と共に記憶部３２に記憶されると、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３に移行した後も、並行して吸入圧力の検出及び記憶を繰り返すようにしてもよい。
【００５５】
時刻歴取得工程であるステップＳ３では、履歴取得部３３が診断期間における実履歴データを取得する。即ち、履歴取得部３３は、記憶部３２に記憶される複数の実吸入圧力の中から所定の診断期間において記憶された複数の実吸入圧力を取得する。取得する吸入圧力は、直近に検出された吸入圧力の時刻から周期Ｔ分遡った時刻までに記憶された実吸入圧力である。履歴取得部３３は、複数の実吸入圧力を各々検出された時刻に対応付けて取得し、実時刻歴を作成する。実時刻歴が作成されると、ステップＳ４に移行する。波形生成工程であるステップＳ４では、ステップＳ３で作成された実時刻歴に基づいて履歴取得部３３が実波形データを生成する。具体的に説明すると、実時刻歴における複数の実吸入圧力を各々が対応付けられた時刻毎にプロットし、図１２（ａ）に示すような実波形データを生成する。実波形データが生成されると、ステップＳ４からステップＳ５に移行する。
【００５６】
故障検出工程であるステップＳ５では、履歴取得部３３で生成した実波形データと、記憶部３２に記憶される基準波形データ（図１２（ｂ）の波形データ参照）とに基づいてガタの発生の有無を判定する。具体的に説明すると、斜板ポンプ２の吸入圧力の時刻歴波形データは、図１２（ｂ）に示される波形データのように、診断期間において斜板ポンプ２が備えるピストン１４の本数α（本実施形態では、α＝９）に応じた周期で脈動している。即ち、斜板ポンプ２の吸入圧力の時刻歴波形データは、周期Ｔにピストン１４の本数αで除算したＴ／αの周期で脈動している。それ故、基準波形データでは、α個の山部分が形成され、各々の山部分が略同一の形状を有している。他方、斜板ポンプ２において少なくとも１つのピストン１４においてガタがあると、実波形データにおいて吸入圧力の波形データの乱れが生じる。例えば、図１２（ａ）示すように、基準波形データでは互いに独立して形成された山部分が実波形データにおいて重なり合い（例えば図１２（ａ）の区間２及び３の山部分）、山部分の数が一つ減っている。なお、図１２（ａ）に示す実波形データは、あくまで一例であり、発生しているガタの量に応じて実波形データは様々な形状になる。このように、基準波形データでは、吸入圧力がＴ／αの周期で脈動していたが、ガタが生じると実波形データは、もはや基準波形データのような周期的な脈動を示さず乱れることになる。故障検出部３４は、このように実波形データが基準波形データと相違するように乱れているか否かを検出するべく、基準波形データと実波形データとを比較する。比較する方法としては、例えば以下のような方法が用いられる。
【００５７】
即ち、故障検出部３４は、基準波形データと実波形データとを比較するべく実波形データ及び基準波形データを山部分毎に分割（即ち、２つの波形データをピストン１４の本数αの区間に分割）する。そして、各波形データのβ番目の山部分同士（β＝１〜α）を全ての組み合わせに関して比較し、少なくとも１つの組み合わせにおいて相違するか否かを判断する。また、β番目の山部分同士が相違しているか否かは、例えば、以下のような方法で判断する。
【００５８】
即ち、基準波形データのβ番目の山部分と実波形データのβ番目の山部分の差分を積分する。次に、その積分値が所定の閾値を越えているか否かを判断する。即ち、積分値が実波形データにおける全ての山部分に関して閾値を越えていない場合、故障検出部３４は、基準波形データと実波形データとの間に相違点がなく、ガタがないと判断する。他方、積分値が実波形データにおける少なくとも１つの山部分に関して閾値を超えている場合、故障検出部３４は、基準波形データと実波形データとの間に相違点があり、ガタがあると判断する。このようにしてガタの有無を判断し、ガタがないと判断されると、ステップＳ１に戻る。他方、ガタがあると判断すると、ステップＳ６に移行する。
【００５９】
報知工程であるステップＳ６では、ピストン１４にガタがある旨を報知する。即ち、故障検出部３４は、報知装置４に報知信号を出力する。報知装置４は、ピストン１４のガタがある旨をモニタに表示して報知する。このようにして報知されると、ステップＳ１に戻り、吸入圧力の検出及び記憶を行う。
【００６０】
このようにして構成されるポンプユニット１の故障診断装置３では、斜板ポンプ２の吸入圧力に基づいてガタを検出することができる。斜板ポンプ２の吸入圧力は外部要因に起因する変動が吐出圧に比べて小さく、斜板ポンプ２の吸入圧力には前記ガタによる影響が顕著に現れやすい。それ故、斜板ポンプ２の吸入圧力に基づいてガタを検出することによってガタを精度よく検出することができ、故障の検出精度を向上させることができる。また、故障診断装置３では、基準波形データが予め記憶されており、基準波形データと実波形データとを比較することによってガタの発生を検出することができる。それ故、精度よく且つ容易にガタの発生を検出することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
図１に示すようにポンプユニット１Ａは、斜板ポンプ２、故障診断装置３Ａ、報知装置４、及びセンサ装置５を有している。故障診断装置３Ａは、圧力演算部３１と、記憶部３２と、履歴取得部３３と、故障検出部３４Ａと、を備えている。故障検出部３４Ａは、履歴取得部３３にて取得される実履歴データに含まれる実波形データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）等によって周波数分析する。斜板ポンプ２の全てのピストン１４に関してガタがない場合、吸入圧力の時刻歴波形データには、前述の通り、同一形状の山部分が周期Ｔ／αで現れる。即ち、この場合の周波数スペクトルでは、主に周波数α／Ｔの成分が検出される（図１３（ｂ）参照）。これに対して、斜板ポンプ２において１つのピストン１４に関してガタがある場合、図１３（ａ）に示すように他と異なる形状の山部分が周波数１／Ｔ毎に現れる。それ故、実波形データの周波数スペクトルには、周波数α／Ｔの成分以外に周波数１／Ｔの成分及びその倍数の成分も検出されることになる。それ故、故障検出部３４Ａは、実波形データを周波数分析して周波数スペクトルを算出し、その実波形データの周波数スペクトルに基づいてピストン１４のガタを検出することができる。即ち、故障検出部３４Ａは実波形データだけでもガタの有無を検出することができる。
【００６２】
このように構成されている故障診断装置３Ａでは、故障診断処理を実行すると、故障検出工程であるステップＳ５において、故障検出部３４Ａが前述するように実波形データを周波数分析して周波数スペクトルを算出する。更に、故障検出部３４Ａは、周波数スペクトルにおいて周波数α／Ｔの成分以外の成分が現れているか否かを検出する。なお、周波数α／Ｔの成分以外の成分が現れているか否かは、各成分の吸入圧力が所定の閾値を越えているか否かに基づいて判断する。即ち、周波数α／Ｔの成分以外の成分で閾値を超えるものがある場合には、ガタがあると判断される。他方、周波数α／Ｔの成分以外の成分で閾値を超えるものがない場合には、ガタがないと判断される。このようにしてガタの有無を判断し、ガタがないと判断されると、ステップＳ１に戻る。他方、ガタがあると判断するとステップＳ６に移行し、ステップＳ６においてガタがある旨を報知する。
【００６３】
このように構成されているポンプユニット１Ａでは、基準履歴データがなくてもガタの有無を精度よく検出することができ、故障診断装置３を容易に構成することができる。なお、本実施形態の故障診断装置３Ａでは検出していないが、周波数スペクトルに基づいてガタ量を検出するようにしてもよい。即ち、斜板ポンプ２では、ガタ量に応じた周波数成分の山部分が実波形データに含まれるようになっており、周波数スペクトルに含まれる周波数成分及びその大きさに基づいてガタ量を検出することができる。
【００６４】
その他、第２実施形態のポンプユニット１Ａは、第１実施形態のポンプユニット１と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
［その他の実施形態］
第１実施形態の故障診断装置３では、基準波形データと実波形データとを作成し、それら２つの波形データを比較してガタの発生を検出しているが、必ずしも２つの波形データ同士を比較する必要はない。例えば、実履歴データに含まれる実時刻歴と基準履歴データに含まれる基準時刻歴とを比較してガタの発生を検出してもよい。また、前述の通り、ガタがある場合、実波形データは、基準波形データに対してその波形データが明らかに乱れている。それ故、比較するまでもなく、故障検出部３４は実波形データの形状に基づいてガタの有無を判断してもよい。更に、第１実施形態の故障診断装置３では、山部分同士の差分の積分値に基づいて山部分の相違を判断しているが、必ずしもこの方法に限定されない。例えば、波形データ同士を重ね合わせて相違を判断してもよく、また人工知能（ＡＩ）を用いて相違を判断するようにしてもよい。また、履歴に含まれるものの時刻歴及び時刻歴波形データに限定されない。例えば、吸入圧力を回転軸１２の回転角と対応付けて記憶した回転角歴及び回転角歴波形データを履歴としてもよく、吸入圧力に対応付けるものは時刻に限定されない。
【００６６】
更に、第１及び第２実施形態のポンプユニット１，１Ａでは、故障診断装置３，３Ａの圧力演算部３１とセンサ装置５とが別々に構成されているが、必ずしもこのような構成である必要はない。即ち、センサ装置５に圧力演算部３１，３１Ａが一体的に構成されてもよい。また、診断期間は、前述の通り、周期Ｔに設定されていることが好ましいが、必ずしもそのような期間に限定されない。例えば、第１実施形態のポンプユニット１では、診断期間を周期Ｔ／αに設定し、ピストン１本ずつ故障診断を行うようにしてもよい。また、診断期間を周期γ×Ｔ（γ＝１，２，…）として、一本のピストン１４に対して複数回の診断するようにしてもよい。
【００６７】
更に、第１及び２実施形態のポンプユニット１，１Ａでは、ピストン１４の数と時刻歴波形データにおける山部分の数とが対応しているので、実波形データ及び基準波形データをピストン１４の数αに応じた数に分割し、分割した山部分同士を比較してガタの有無を検出しているが、必ずしもそのようにする必要はない。即ち、ガタの有無だけを検出するのであれば、分割せずとも実波形データと基準波形データとを単に比較するだけで相違点を見出すことができる。
【００６８】
また、第１及び第２実施形態のポンプユニット１，１Ａでは、可変容量型の斜板ポンプ２が採用されているが、必ずしも可変容量型の斜板ポンプに限定されず固定容量型の斜板ポンプであってもよい。また、第１及び第２実施形態のポンプユニット１，１Ａでは、ピストン１４がメール型のピストンであるが、必ずしもこのような形状に限定されない。即ち、ピストン１４は、その軸線方向一端側に部分球状の収容空間を有するフィメール型のピストンであってもよい。この場合、シュー１５は、収容部１５ａに代えて前記収容空間に嵌合可能な凸球部を有し、この凸球部をピストン１４の収容空間に摺動可能に収めることによって球継手部２１が形成される。このようなフィメール型のピストンであっても、メール型のピストン１４と同様に故障を診断することができる。
【００６９】
また、第１及び第２実施形態のポンプユニット１，１Ａでは、ガタがあると判断された場合において報知装置４によって報知するだけであるが、必ずしもそのような機能に限定されない。即ち、ガタがあると判断された場合、故障診断装置３から図示しない制御装置にその旨の信号を出力させる。制御装置は、この信号に基づいて原動機の回転数を下げたり、また斜板１６の傾転動作を規制したりして斜板ポンプ２の機能を制限するようにしてもよい。
【００７０】
更に、第２実施形態のポンプユニット１Ａでは、吸入圧力の周波数スペクトルに基づいてガタの有無を検出しているが、必ずしもこのような方法でガタの有無を検出する必要はない。例えば、算出される吸入圧力の周波数スペクトルに対して配管伝達特性を用いて吸入流量の周波数スペクトルを算出し、この吸入流量の周波数スペクトルに基づいてガタの有無を検出してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１，１Ａ，１Ｂ  ポンプユニット
２  斜板ポンプ
３，３Ａ，３Ｂ  故障診断装置
１２  回転軸
１３  シリンダブロック
１４  ピストン
１５  シュー
１６  斜板
２１  球継手部
３１，３１Ａ  圧力演算部
３２  記憶部
３３  履歴取得部
３４，３４Ａ，３４Ｂ  故障検出部
【図１】
2019027354.tif 000003
【図２】
2019027354.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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