(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら、前記作動室の圧力を計測するステップと、
前記作動室の圧力の上昇に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するステップと、
を備えることを特徴とする油圧機械の診断方法。
【請求項２】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態を維持しながら、前記作動室の圧力を計測するステップと、
前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するステップと、
を備え、
前記ポペットは、
ポペット本体と、
前記ポペット本体から前記シート側に突出した内側リッジと、
前記内側リッジの外周側に位置し、前記ポペット本体から前記シート側に突出した外側リッジと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記内側リッジ及び前記外側リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成されており、
前記圧力を計測するステップでは、前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら前記作動室の圧力を計測し、
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力値に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知することを特徴とする油圧機械の診断方法。
【請求項３】
前記作動室の前記圧力が上昇し始める前記高圧ラインの圧力が、前記油圧機械の低圧ラインの圧力よりも大きく、且つ、前記高圧ラインの圧力を減少させ始めた時点の前記高圧ラインの圧力よりも小さいときに、前記高圧弁における前記内側リッジと前記外側リッジとの間で摩耗量に差が生じていることを検知する
ことを特徴とする請求項２に記載の油圧機械の診断方法。
【請求項４】
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの前記圧力値が大きいほど、前記高圧弁の損傷度が大きいと評価することを特徴とする請求項２又は３に記載の油圧機械の診断方法。
【請求項５】
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の前記圧力の上昇の有無に基づいて、前記高圧弁に損傷が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載の油圧機械の診断方法。
【請求項６】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態を維持しながら、前記作動室の圧力を計測するステップと、
前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するステップと、
を備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記高圧ラインの圧力と前記作動室の前記圧力との差に対する、前記作動室の前記圧力の変化速度の比に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知することを特徴とする油圧機械の診断方法。
【請求項７】
前記損傷を検知するステップにおいて前記高圧弁の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とする、又は、前記高圧弁を交換す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油圧機械の診断方法。
【請求項８】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断システムであって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら、前記作動室の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部で計測された前記作動室の圧力の上昇に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成された損傷検知部と、
を備えることを特徴とする油圧機械の診断システム。
【請求項９】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断システムであって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態を維持しながら、前記作動室の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部で計測された前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成された損傷検知部と、
を備え、
前記ポペットは、
ポペット本体と、
前記ポペット本体から前記シート側に突出した内側リッジと、
前記内側リッジの外周側に位置し、前記ポペット本体から前記シート側に突出した外側リッジと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記内側リッジ及び前記外側リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成されており、
前記圧力計測部は、前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら前記作動室の圧力を計測するように構成され、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力値に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成されたことを特徴とする油圧機械の診断システム。
【請求項１０】
前記損傷検知部は、前記作動室の前記圧力が上昇し始める前記高圧ラインの圧力が、前記油圧機械の低圧ラインの圧力よりも大きく、且つ、前記高圧ラインの圧力を減少させ始めた時点の前記高圧ラインの圧力よりも小さいときに、前記高圧弁における前記内側リッジと前記外側リッジとの間で摩耗量に差が生じていることを検知するように構成された
ことを特徴とする請求項９に記載の油圧機械の診断システム。
【請求項１１】
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの前記圧力値が大きいほど、前記高圧弁の損傷度が大きいと評価するように構成されたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の油圧機械の診断システム。
【請求項１２】
前記損傷検知部は、前記作動室の前記圧力の上昇の有無に基づいて、前記高圧弁に損傷が生じていると判定するように構成されたことを特徴とする請求項８に記載の油圧機械の診断システム。
【請求項１３】
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断システムであって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態を維持しながら、前記作動室の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部で計測された前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成された損傷検知部と、
を備え、
前記損傷検知部は、前記高圧ラインの圧力と前記作動室の前記圧力との差に対する、前記作動室の前記圧力の変化速度の比に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成されたことを特徴とする油圧機械の診断システム。
【請求項１４】
回転シャフトと、
シリンダと、
前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、
前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、
請求項８乃至１３の何れか一項に記載の油圧機械の診断システムと、を備えることを特徴とする油圧機械。
【請求項１５】
再生可能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、
前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧された作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
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、
前記油圧ポンプ又は前記油圧モータの少なくとも一方は、請求項１４に記載の油圧機械である
ことを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、油圧機械の診断方法及び診断システム、油圧機械、並びに再生可能エネルギー型発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、油圧ポンプや油圧モータ等の油圧機械が知られている。
例えば、特許文献１には、シリンダとピストンにより形成される作動室の周期的な容積変化を利用し、作動流体の流体エネルギーと回転シャフトの回転エネルギーとの間で変換するようにした油圧機械が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、作動室と作動室外部の高圧ラインとの連通状態を切り替えるための高圧弁として、ポペット弁を採用した油圧機械が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開第２０１０／００４０４７０号明細書
【特許文献２】特表２０１４−５３３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧機械においてバルブに損傷が生じると、油圧機械の性能低下や、油圧機械の寿命低減の原因となり得る。油圧機械の性能低下や寿命低減を未然に防ぐためには、バルブの損傷を適切に検知することが重要である。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、高圧弁の損傷を適切に検知可能な油圧機械並びにその診断システム及び診断方法と、再生可能エネルギー型発電装置と、を提供することを目的とする。
【０００７】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る油圧機械の診断方法は、
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断方法であって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記作動室の圧力を計測するステップと、
前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するステップと、
を備える。
【０００８】
本発明者の鋭意検討の結果、高圧弁の損傷状態が、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した作動室の圧力に影響を与えることが明らかになった。
上記（１）の方法によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した作動室の圧力に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記ポペットは、
ポペット本体と、
前記ポペット本体から前記シート側に突出した内側リッジと、
前記内側リッジの外周側に位置し、前記ポペット本体から前記シート側に突出した外側リッジと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記内側リッジ及び外側リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成されており、
前記圧力を計測するステップでは、前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら前記作動室の圧力を計測し、
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知することを特徴とする。
【００１０】
上記（２）の方法によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、高圧弁のリーク圧を把握することができ、このリーク圧に基づいて、ポペット（内側リッジ又は外側リッジ）の摩耗に関連した高圧弁の損傷を適切に検知することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、
前記作動室の前記圧力が上昇し始める前記高圧ラインの圧力に基づいて、前記高圧弁における前記内側リッジと前記外側リッジとの間で摩耗量に差が生じていることを検知する。
【００１２】
上記（２）で述べたような、内側リッジ及び外側リッジを含むポペットの場合、内側リッジと外側リッジとの摩耗進行度の相違により、内側リッジ又は外側リッジの何れかとシートとの間に隙間が形成されると、高圧油によってポペットが前記隙間分だけ変形してしまうことがある。この場合、ポペットの変形に起因した応力が生じ、ポペットの疲労破壊のリスクが高まる。
本発明者は、鋭意検討の結果、内側リッジと外側リッジとの摩耗進行度が相違するような高圧弁の損傷モードが発生している場合、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら筒内圧を計測すると、筒内圧が上昇し始める高圧ラインの圧力が存在することを見出した。このことは、高圧ラインの圧力を低下させることで、ポペットの高圧油による変形が解除されて、内側リッジ又は外側リッジの何れかとシートとの間の隙間が開放され、該隙間を介して高圧油が高圧ラインから作動室内に流入するためであると考えられる。
この点、上記（３）の方法によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、内側リッジと外側リッジとの摩耗進行度が相違するような高圧弁の損傷モード（偏摩耗）の発生の有無を検知することができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力値に基づいて、前記高圧弁の損傷度を評価する。
【００１４】
本発明者の知見によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値（リーク圧）は、高圧弁の損傷度（ポペットとシートとの隙間拡大量）と相関がある。
この点、上記（４）の方法によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、高圧弁の損傷度（損傷の進行度合い）を評価することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記作動室の前記圧力の上昇の有無に基づいて、前記高圧弁に損傷が生じていると判定する。
【００１６】
上記（５）の方法によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した筒内圧の上昇の有無に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷が生じていると判定することができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記高圧ラインの圧力と前記作動室の前記圧力との差に対する、前記作動室の前記圧力の変化速度の比に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知する。
【００１８】
高圧ラインの圧力と筒内圧との圧力差に対する、筒内圧の変化速度の比は、ポペットとシートとの間の隙間における流れ抵抗を示す。本発明者の知見によれば、ポペットの摩耗量と前記流れ抵抗との間に相関がある。
この点、上記（６）の方法によれば、高圧ラインの圧力と筒内圧との圧力差に対する、筒内圧の変化速度の比（流れ抵抗）に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの方法において、
前記損傷を検知するステップにおいて前記高圧弁の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応する前記シリンダを、押しのけ容積を生成しない休止状態とする、又は、前記高圧弁を交換する。
【００２０】
上記（７）の方法によれば、高圧弁の損傷が検知されたときに、該高圧弁に対応するシリンダを休止状態とし、又は、高圧弁を交換する。これにより、正常に動作しない高圧弁を休止又は交換することで、油圧機械の運転を適切に行うことができる。
【００２１】
（８）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る油圧機械の診断システムは、
回転シャフトと、シリンダと、前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、を有し、前記回転シャフトの回転運動と前記ピストンの往復運動との間で変換を行うように構成された油圧機械の診断システムであって、
前記高圧弁は、シートと、前記シートに対して前記油圧機械の高圧ライン側から当接するように構成されたポペットと、を含むポペット弁であり、
前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記作動室の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部で計測された前記作動室の圧力に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成された損傷検知部と、
を備える。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した作動室の圧力に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記ポペットは、
ポペット本体と、
前記ポペット本体から前記シート側に突出した内側リッジと、
前記内側リッジの外周側に位置し、前記ポペット本体から前記シート側に突出した外側リッジと、
を含み、
前記高圧弁は、該高圧弁の閉状態において、前記ポペットの前記内側リッジ及び外側リッジが前記シートに当接することで、前記高圧ラインと前記作動室とを非連通状態とするように構成されており、
前記圧力計測部は、前記高圧弁及び前記低圧弁を閉じた状態で、前記高圧ラインの圧力を減少させながら前記作動室の圧力を計測するように構成され、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力値に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成される。
【００２４】
上記（９）の構成によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、高圧弁のリーク圧を把握することができ、このリーク圧に基づいて、ポペット（内側リッジ又は外側リッジ）の摩耗に関連した高圧弁の損傷を適切に検知することができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記損傷検知部は、前記作動室の前記圧力が上昇し始める前記高圧ラインの圧力に基づいて、前記高圧弁における前記内側リッジと前記外側リッジとの間で摩耗量に差が生じていることを検知するように構成される。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、内側リッジと外側リッジとの摩耗進行度が相違するような高圧弁の損傷モード（偏摩耗）の発生の有無を検知することができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の何れかの構成において、
前記損傷検知部は、前記作動室の圧力の上昇開始時点における前記高圧ラインの圧力値に基づいて、前記高圧弁の損傷度を評価するように構成される。
【００２８】
本発明者の知見によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値（リーク圧）は、高圧弁の損傷度（ポペットとシートとの隙間拡大量）と相関がある。
この点、上記（１１）の構成によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で高圧ラインの圧力を減少させながら計測した筒内圧の上昇開始時点における高圧ラインの圧力値に基づいて、高圧弁の損傷度（損傷の進行度合い）を評価することができる。
【００２９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記損傷検知部は、前記作動室の前記圧力の上昇の有無に基づいて、前記高圧弁に損傷が生じていると判定するように構成される。
【００３０】
上記（１２）の構成によれば、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した筒内圧の上昇の有無に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷が生じていると判定することができる。
【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記損傷検知部は、前記高圧ラインの圧力と前記作動室の前記圧力との差に対する、前記作動室の前記圧力の変化速度の比に基づいて、前記高圧弁の損傷を検知するように構成される。
【００３２】
高圧ラインの圧力と筒内圧との圧力差に対する、筒内圧の変化速度の比は、ポペットとシートとの間の隙間における流れ抵抗を示す。本発明者の知見によれば、ポペットの摩耗量と前記流れ抵抗との間に相関がある。
この点、上記（１３）の構成によれば、高圧ラインの圧力と筒内圧との圧力差に対する、筒内圧の変化速度の比（流れ抵抗）に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【００３３】
（１４）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る油圧機械は、
回転シャフトと、
シリンダと、
前記シリンダと共に作動室を形成するピストンと、
前記作動室に対して設けられる高圧弁及び低圧弁と、
上記（８）乃至（１３）の何れかの構成の油圧機械の診断システムと、を備える。
【００３４】
上記（１４）の構成によれば、上記（８）で述べた原理により、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した作動室の圧力に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【００３５】
（１５）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る再生可能エネルギー型発電装置は、
再生可能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、
前記ロータによって駆動されて作動油を昇圧するように構成された油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより昇圧された作動油によって駆動されるように構成された油圧モータと、
前記油圧ポンプの吐出口と前記油圧モータの吸込口とを接続する高圧ラインと、
前記油圧モータの吐出口と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する低圧ラインと、
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、
前記油圧ポンプ又は油圧モータの少なくとも一方は、上記（１４）の構成の油圧機械である
ことを特徴とする。
【００３６】
上記（１５）の構成によれば、上記（８）で述べた原理により、高圧弁及び低圧弁を閉じた状態で計測した作動室の圧力に基づいて、ポペットの摩耗に関連した高圧弁の損傷を検知することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、高圧弁の損傷を適切に検知可能な油圧機械並びにその診断システム及び診断方法と、再生可能エネルギー型発電装置と、を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態に係る風力発電装置の概略図である。
【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】一実施形態に係る診断システムの構成を示す概略図である。
【図４Ａ】一実施形態に係る高圧弁の断面図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係る高圧弁の断面図である。
【図５】圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。
【図６】圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。
【図７Ａ】一実施形態に係る高圧弁のシート部を示す図である。
【図７Ｂ】一実施形態に係る高圧弁のシート部を示す図である。
【図７Ｃ】一実施形態に係る高圧弁のシート部を示す図である。
【図８】高圧ラインのリーク圧と、ポペットとシートとの間の隙間量との相関関係の一例を示すグラフである。
【図９】摩耗部における流れ抵抗Ｒと、ポペットとシートとの間の隙間量との相関関係の一例を示すグラフである。
【図１０】圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。
【図１１】圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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ている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。
【００４０】
まず、一実施形態に係る診断システム及び診断方法の適用対象である油圧機械を備えた再生可能エネルギー型発電装置の一例である風力発電装置の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係る風力発電装置の概略図である。同図に示すように、風力発電装置１は、再生可能エネルギーとしての風を受けて回転するように構成されたロータ３と、ロータ３の回転を伝達するための油圧トランスミッション７と、電力を生成するための発電機１６とを備える。
ロータ３は、少なくとも一本のブレード２と、ブレード２が取り付けられるハブ４とを含む。
油圧トランスミッション７は、回転シャフト６を介してロータ３に連結される油圧ポンプ８と、油圧モータ１０と、油圧ポンプ８と油圧モータ１０とを接続する高圧ライン１２及び低圧ライン１４と、を含む。高圧ライン１２は、油圧ポンプ８の吐出口と油圧モータ１０の吸込口とを接続しており、低圧ライン１４は、油圧モータ１０の吐出口と油圧ポンプ８の吸込口とを接続している。
発電機１６は、油圧モータ１０の出力軸を介して油圧モータ１０に連結される。一実施形態では、発電機１６は、電力系統に連系されるとともに、油圧モータ１０によって駆動される同期発電機である。
なお、油圧ポンプ８及び油圧モータ１０や発電機１６は、タワー１９上に設置されたナセル１８の内部に設置されてもよい。
【００４１】
図１に示す風力発電装置１では、ロータ３の回転エネルギーは、油圧ポンプ８及び油圧モータ１０を含む油圧トランスミッション７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２が風を受けると、風の力によってロータ３全体が回転し、油圧ポンプ８がロータ３によって駆動されて作動油を加圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ８で生成された圧油は高圧ライン１２を介して油圧モータ１０に供給され、この圧油によって油圧モータ１０が駆動される。そして、出力軸を介して油圧モータ１０に接続される発電機１６において電力が生成される。油圧モータ１０で仕事をした後の低圧の作動油は、低圧ライン１４を経由して油圧ポンプ８に再び流入するようになっている。
油圧ポンプ８及び油圧モータ１０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。
【００４２】
幾つかの実施形態では、油圧ポンプ８又は油圧モータ１０の少なくとも一方は、以下で説明する油圧機械２０である。
【００４３】
次に、一実施形態に係る油圧機械及びその診断システムの構成について説明する。
図２は、一実施形態に係る油圧機械の構成を示す概略図であり、図３は、一実施形態に係る診断システムの構成を示す概略図である。
【００４４】
一実施形態に係る診断システム及び診断方法における診断対象である油圧機械２０は、図２に示すように、回転シャフト３２と、シリンダ２１と、シリンダ２１と共に作動室２４を形成するピストン２２と、作動室２４に対して設けられる高圧弁２８及び低圧弁３０と、回転シャフト３２の回転運動とピストン２２の往復運動との間の変換を行うためのカム２６（変換機構）とを有する。カム２６は、ピストン２２に当接するカム曲面を有する。
なお、油圧機械２０において、複数のシリンダ２１及びピストン２２が、油圧機械２０の周方向に沿って配列されている。
【００４５】
ピストン２２は、ピストン２２の往復運動を回転シャフト３２の回転運動にスムーズに変換する観点から、シリンダ２１内を摺動するピストン本体部２２Ａと、該ピストン本体部２２Ａに取り付けられ、カム２６のカム曲面に当接するピストンローラー又はピストンシューとで構成することが好ましい。なお図２には、ピストン２２がピストン本体部２２Ａとピストンシュー２２Ｂとからなる例を示した。
【００４６】
カム２６は、油圧機械２０の回転シャフト（クランクシャフト）３２の軸中心Ｏから偏心して設けられた偏心カムである。ピストン２２が上下動を一回行う間に、カム２６及びカム２６が取り付けられた回転シャフト３２は一回転するようになっている。
他の実施形態では、カム２６は、複数のローブ（凸部）を有する環状のマルチローブドカム（リングカム）であり、この場合には、カム２６及びカム２６が取り付けられた回転シャフト３２が一回転する間に、ピストン２２は上下動をローブの数だけ行うようになっている。
【００４７】
高圧弁２８は、作動室２４と作動室２４の外部に設けられた高圧ライン１２との間の高圧連通ライン３４に設けられており、作動室２４と高圧ライン１２との連通状態を切り替え可能に構成されている。低圧弁３０は、作動室２４と作動室２４の外部に設けられた低圧ライン１４との間の低圧連通ライン３６に設けられており、作動室２４と低圧ライン１４との連通状態を切り替え可能に構成されている。
なお、高圧弁２８又は低圧弁３０の少なくとも一方は、コイルへの励磁電流の供給の切替えにより開閉制御可能な電磁弁であってもよい。
【００４８】
図２及び図３に示す油圧機械２０の診断システム１０１は、各作動室２４の圧力を検出するための圧力センサ７２と、圧力センサ（圧力計測部）７２による圧力検出結果に基づいて油圧機械２０の診断及び制御を行うための診断・制御部１００と、を含む。
診断システム１０１の診断・制御部１００は、損傷検知部１０２と、バルブ制御部１０６と、を含み、診断システム１０１は、以下に説明するように、油圧機械２０の高圧弁２８の損傷を検知するように構成されている。
【００４９】
図２に示す油圧機械２０では、ピストン２２の往復運動に合わせてバルブが制御されて、ピストン２２の往復運動に合わせて作動室２４の圧力（作動室圧力）が周期的に変化するようになっている。
【００５０】
油圧機械２０が油圧モータ１０である場合、油圧ポンプ８により生成される高圧ライン１２と低圧ライン１４との差圧によって、ピストン２２が周期的に上下動し、ピストン２２が上死点から下死点に向かうモータ工程と、ピストン２２が下死点から上死点に向かう排出工程とが繰り返される。油圧モータ１０の運転中、ピストン２２とシリンダ２１の内壁面によって形成される作動室２４の容積は周期的に変化する。すなわち、油圧モータ１０では、モータ工程において高圧弁２８を開き低圧弁３０を閉じることで高圧ライン１２から作動室２４内に作動油を流入させるとともに、排出工程において高圧弁２８を閉じ低圧弁３０を開くことで作動室２４内で仕事をした作動油を低圧ライン１４に送り出す。
このようにして、作動室２４への圧油の導入によってピストン２２の往復運動が起こり、この往復運動がカム２６の回転運動に変換される結果、カム２６とともに油圧機械２０の回転シャフト３２が回転する。
【００５１】
油圧機械２０が油圧ポンプ８である場合、回転シャフト３２とともにカム２６が回転すると、カム面に合わせてピストン２２が周期的に上下動し、ピストン２２が下死点から上死点に向かうポンプ工程と、ピストン２２が上死点から下死点に向かう吸入工程とが繰り返される。そのため、ピストン２２とシリンダ２１の内壁面によって形成される作動室２４の容積は周期的に変化する。すなわち、油圧ポンプ８では、吸入工程において高圧弁２８を閉じ低圧弁３０を開くことで低圧ライン１４から作動室２４内に作動油を流入させるとともに、ポンプ工程において高圧弁２８を開き低圧弁３０を閉じることで作動室２４から高圧ライン１２に圧縮された作動油を送り出す。
このようにして、油圧機械２０の回転シャフト３２とともに回転するカム２６の回転運動がピストン２２の往復運動に変換され、作動室２４の周期的な容積変化が起こり、作動室２４で高圧の作動油（圧油）が生成される。
【００５２】
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、高圧弁２８について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、一実施形態に係る高圧弁２８の断面図である。
図４Ａ及び図４Ｂに示す高圧弁２８は、コイルへの励磁電流の供給の切替えにより開閉制御可能な電磁弁であり、図４Ａ及び図４Ｂにおいては、高圧弁２８の閉弁状態を示している。
なお、幾つかの実施形態では、高圧弁２８は、油圧機械２０において作動室２４から高圧ライン１２に向かう作動油の流れのみを許容するポペット式の逆止弁であってもよい。
【００５３】
幾つかの実施形態に係る高圧弁２８は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、シート４６（４６ａ〜４６ｃ）と、シート４６に対向して設けられたポペット（弁体）３５と、を含むポペット弁である。ポペット３５は、シート４６に対して油圧機械２０の高圧ライン１２（図２参照）側から当接するように構成されている。
すなわち、ポペット３５はバルブケーシング部６１，６２，６３を含むバルブケーシング６４に収容されており、バルブケーシング６４には、高圧ライン１２と連通する第１連通流路４３と、作動室２４と連通する第２連通流路４５とが設けられている。そして、ポペット３５は、第１連通流路４３と第２連通流路４５との間において、シート４６よりも第１連通流路４３側に設けられており、第１連通流路４３側からシート４６に対して当接するようになっている。
【００５４】
図４Ａ及び図４Ｂに示す例示的な高圧弁２８において、ポペット３５は、ポペット本体６５と、ポペット本体６５からシート４６（４６ａ〜４６ｃ）側へ突出したリッジ６０（６０ａ〜６０ｃ）と、を含む。
【００５５】
図４Ａに示す高圧弁２８においては、ポペット３５は、ポペット本体６５からシート４６側に突出した内側リッジ６０ａと、内側リッジ６０ａの外周側に位置し、ポペット本体６５からシート４６側に突出した外側リッジ６０ｂと、を含む。また、シート４６は、内側シート４６ａと内側シートの外周側に位置する外側シート４６ｂとを含み、内側リッジ６０ａ及び外側リッジ６０ｂは、それぞれ、内側シート４６ａ及び外側シート４６ｂに当接するようになっている。
そして、高圧弁２８は、高圧弁２８の閉状態において、ポペット３５の内側リッジ６０ａ及び外側リッジ６０ｂがシート４６（４６ａ，４６ｂ）に当接することで、高圧ライン１２と作動室２４とを非連通状態とするようになっている。すなわち、高圧弁２８は、二重に配列されたシート４６に当接する二重シート式のポペット３５を有する高圧弁である。
【００５６】
一方、図４Ｂに示す高圧弁２８において、ポペット３５は、ポペット本体６５と、ポペット本体６５からシート４６ｃ側に突出したリッジ６０ｃを含む。そして高圧弁２８は、高圧弁２８の閉状態において、ポペット３５のリッジ６０ｃがシート４６ｃに当接することで、高圧ライン１２と作動室２４とを非連通状態とするようになっている。すなわち、高圧弁２８は、一重に配列されたシート４６に当接する一重シート式のポペット３５を有する高圧弁である。
【００５７】
幾つかの実施形態では、高圧弁２８は、コイルへの励磁電流の供給の切替えにより開閉制御可能な電磁弁であってもよい。
図４Ａ及び図４Ｂに例示する高圧弁２８は、ポペット３５を含む可動ユニット４０と、可動ユニット４０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として機能するソレノイドコイル４２と、スプリング４４と、をさらに備えている。高圧弁２８は、ノーマルクローズ式のポペット形電磁弁であり、シート４６がポペット３５に対して作動室２４側に設けられている。高圧弁２８は、作動室２４と高圧ライン１２（図２参照）との連通状態を、ソレノイドコイル４２の電磁力又はスプリング４４の付勢力に起因した可動ユニット４０の移動により切り替え可能に構成されている。
【００５８】
高圧弁２８の開閉は、バルブコントローラからの制御信号（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、診断・制御部１００のバルブ制御部１０６（図３参照）から高圧弁２８に開閉指令の制御信号が付与されるようになっている。
【００５９】
バルブ制御部１０６からの制御信号によって高圧弁２８が励磁されていないときには、可動ユニット４０は、スプリング４４によってシート４６に向かって付勢されて、作動室２４と高圧ライン１２とが連通しない位置（ノーマル位置；図４Ａ及び図４Ｂに図示される可動ユニット４０の位置）に保持される（すなわち高圧弁２８は閉状態となる）。バルブ制御部１０６からの制御信号によって高圧弁２８が励磁されると、可動ユニット４０は、電磁力によってスプリング４４の付勢力に抗して、作動室２４と高圧ライン１２とが連通する位置（励磁位置）に移動する（すなわち高圧弁２８は開状態となる）。すなわち、高圧弁２８は、励磁電流の供給制御によって、励磁電流の非供給時におけるノーマル位置と、励磁電流の供給時における励磁位置との間で弁体が移動可能に構成されている。
【００６０】
以上に説明した構成を有する油圧機械２０において高圧弁２８の損傷を検知するための油圧機械の診断方法について以下に説明する。
幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で作動室２４の圧力（作動室圧力）を計測する圧力計測ステップと、作動室２４の圧力（作動室圧力）に基づいて、高圧弁２８の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備える。
なお、幾つかの実施形態では、以下に説明する油圧機械２０の診断方法は、上述の診断システム１０１により実行される。
【００６１】
（圧力計測ステップ）
圧力計測ステップでは、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で作動室２４の圧力（作動室圧力）を計測する。
幾つかの実施形態では、高圧弁２８又は低圧弁３０の少なくとも一方は上述した電磁弁であり、圧力計測ステップでは、バルブ制御部１０６（図３参照）から電磁弁である高圧弁２８又は低圧弁３０に制御信号（閉指令）を付与することで高圧弁２８又は低圧弁３０を閉じてもよい。
また、圧力検出ステップでは、油圧機械２０の各シリンダ２１に設けられた圧力センサ７２を用いて各シリンダ２１の作動室圧力を検出してもよい。
【００６２】
（損傷検知ステップ）
損傷検知ステップでは、作動室２４の圧力（作動室圧力）に基づいて、高圧弁２８の損傷を検知する。
本発明者の知見によれば、高圧弁２８の損傷状態が、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で計測した作動室２４の圧力に影響を与えることが見出された。そこで、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で計測した作動室２４の圧力に基づいて、ポペット３５の摩耗に関連した高圧弁２８の損傷を検知することができる。
【００６３】
幾つかの実施形態に係る圧力計測ステップ及び損傷検知ステップでは、図４Ａに示す高圧弁２８、すなわち、内側リッジ６０ａ及び内側リッジ６０ａの外周側に位置する外側リッジ６０ｂを有する二重シート式のポペット３５を含む高圧弁２８を損傷検知の対象とする。
図４Ａに例示する二重シート式のポペット３５を含む高圧弁２８を対象とした損傷検知ステップについて、図５〜図９を参照して説明する。
【００６４】
一実施形態では、圧力計測ステップでは、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で、高圧ライン１２の圧力を減少させながら作動室２４の圧力を計測する。
ここで、高圧ライン１２の圧力は、例えば、油圧ポンプ８等を用いて所定圧力まで上昇させてから、油圧ポンプ８を停止するとともに、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で、高圧ライン１２に設けられたリリーフ弁を用いて徐々に減少させてもよい。あるいは、高圧ライン１２の圧力は、一旦油圧ポンプ８等による所定圧力まで上昇させた後、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で、高圧ライン１２系統における通常の油漏れにより自然に低下させてもよい。
【００６５】
そして、損傷検知ステップでは、作動室２４の圧力の上昇開始時点における高圧ライン１２の圧力に基づいて、高圧弁２８の損傷を検知する。
【００６６】
図５及び図６は、それぞれ、図４Ａに示す高圧弁２８が設けられた作動室２４についての上述の圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。
図５及び図６において、横軸は時間を表し、縦軸は圧力を表す。また、図５及び図６のグラフにおいて、ＰＨは高圧ライン１２の圧力を示し、ＰＣは作動室圧力を示す。
【００６７】
図５に示す作動室圧力ＰＣの計測結果では、高圧ライン１２の圧力（高圧ライン圧力）ＰＨが油圧ポンプ８等により所定圧力Ｐ２まで上昇されている時点ｔ１１において、作動室圧力ＰＣは低圧ライン１４の圧力に相当する圧力Ｐ１となっている。（これは、作動室２４と高圧ライン１２が連通していない状態においては、作動室２４と低圧ライン１４とが連通状態となっているためである。）この後、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で、時刻ｔ１２から高圧ライン圧力ＰＨを徐々に減少させているが、高圧ライン圧力ＰＨが低圧ライン１４の圧力に相当する圧力Ｐ１となるまで、作動室圧力ＰＣは上昇していない。
【００６８】
一方、図６に示す作動室圧力ＰＣの計測結果では、高圧ライン圧力ＰＨが所定圧力Ｐ２となっている時点ｔ２１において、作動室圧力ＰＣは低圧ライン１４の圧力に相当する圧力Ｐ１となっている。この後、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で、時刻ｔ２２から高圧ライン圧力ＰＨを徐々に減少させていくと、時刻ｔ２３から作動室圧力ＰＣが上昇し始める。なお、作動室圧力ＰＣの上昇開始時点の高圧ライン圧力ＰＨをリーク圧ＰＬとする。この後、高圧ライン圧力ＰＨの低下に伴い作動室圧力ＰＣは上昇し、高圧ライン圧力ＰＨと作動室圧力ＰＣが等しくなった時点ｔ２４から、作動室圧力ＰＣ及び高圧ライン圧力ＰＨは同じ圧力で低下する。
【００６９】
ここで、図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれ、一実施形態に係る高圧弁２８のシート部（リッジ６０ａ，６０ｂ及びシート４６ａ，４６ｂ）を示す図であり、一実施形態に係る損傷検知の原理を説明するための図である。図７Ａに示すポペット３５においては摩耗が発生していないのに対し、図７Ｂ及び図７Ｃに示すポペット３５においては外側リッジ６０ｂに摩耗が生じている。
【００７０】
図５に示す作動室圧力ＰＣの計測結果は、図７Ａに示すように、高圧弁２８のポペット３５が摩耗に至っていない場合の計測結果である。この場合、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン圧力ＰＨを低下させていっても（図５のグラフにおける時刻ｔ１２以降）、ポペット３５の内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとはそれぞれシート４６に当接している。このため、高圧ライン１２と作動室２４とは非連通状態が維持されるため、作動室圧力ＰＣは、時間が経過しても上昇しない（図５のグラフにおけるｔ１２〜ｔ１３の期間）。
【００７１】
一方、図６に示す作動室圧力ＰＣの計測結果は、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、高圧弁２８のポペット３５のリッジ６０ａ，６０ｂに摩耗が生じた場合の計測結果である。図４Ａに例示する二重シート式のポペット弁では、内側リッジ６０ａ又は外側リッジ６０ｂの何れか一方において摩耗がより進行し、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとで摩耗量（摩耗の深さ）に差が生じることがある。この点、例えば図７Ｂ及び図７Ｃでは、外側リッジ６０ｂにおいてより摩耗が進行しており、外側リッジ６０ｂのほうが内側リッジ６０ａよりも摩耗量（摩耗深さ）がＷＤだけ大きくなっている。
【００７２】
このように内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとで摩耗量に差が生じている場合、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン圧力ＰＨを低下させていくと、ある時点（図６のグラフにおけるｔ２３）までは、作動室圧力ＰＣは上昇しない。
これは、以下の理由によると考えられる。すなわち、図７Ｂに示すように、高圧ライン圧力ＰＨを低下させている間に作動室圧力ＰＣが上昇しない期間においては、高圧ライン圧力ＰＨが比較的高圧である。このため、摩耗によってポペット３５のリッジ６０ａ、６０ｂのうち一方の高さが減っていたとしても、ポペット３５が高圧ライン１２側からの高圧を受けて変形する。これにより、両方のリッジ６０ａ，６０ｂがシート４６に当接した状態が維持されるためである。
【００７３】
また、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン圧力ＰＨをさらに低下させていくと、ある時点（図６のグラフにおけるｔ２３）から、作動室圧力ＰＣが上昇する。これは、高圧ライン圧力ＰＨが時刻ｔ２３の時点よりも低下して、ポペット３５を高圧ライン１２側からシート４６に押し付ける力が減少した結果、高圧ライン１２側の高圧に起因するポペット３５の変形が元に戻る。そして、図７Ｃに示すように、外側リッジ６０ｂと外側シート４６ｂとの間に隙間Ｇが生じ、この隙間Ｇを介した高圧ライン１２側から作動室２４側への作動油の漏れが生じるためであると考えられる。
【００７４】
このように、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力を減少させながら計測した筒内圧（作動室圧力）において、上昇が認められれば、高圧弁２８において、ポペット３５における摩耗等に起因したリークが発生していると推定することができる。よって、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力を減少させながら計測した筒内圧（作動室圧力）の上昇開始時点（例えば図６における時刻ｔ２３）における高圧ラインの圧力ＰＨ基づいて、高圧弁のリーク圧ＰＬを把握することができ、このリーク圧ＰＬに基づいて、ポペット３５（内側リッジ６０ａ又は外側リッジ６０ｂ）の摩耗に関連した高圧弁２８の損傷を適切に検知することができる。
【００７５】
一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、作動室２４の圧力ＰＣが上昇し始める高圧ライン１２の圧力ＰＨに基づいて、高圧弁２８における内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの間で摩耗量に差が生じていることを検知する。
【００７６】
上述したように、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの摩耗進行度の相違により、内側リッジ６０ａ又は外側リッジ６０ｂの何れかとシート４６との間に隙間（例えば図７ＣのＧ）が形成されると、高圧油によってポペット３５が隙間分だけ変形してしまうことがある。この場合、ポペット３５の変形に起因した応力が生じ、ポペット３５の疲労破壊のリスクが高まる。
【００７７】
ここで、本発明者の知見によれば、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの摩耗進行度が相違するような高圧弁２８の損傷モードが発生している場合、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力ＰＨを減少させながら筒内圧ＰＣを計測すると、筒内圧ＰＣが上昇し始める高圧ライン１２の圧力ＰＨが存在する。このことは、高圧ラインの圧力ＰＨを低下させることで、ポペット３５の高圧油による変形が解除されて、内側リッジ６０ａ又は外側リッジ６０ｂの何れかとシート４６との間の隙間Ｇが開放され、該隙間Ｇを介して高圧油が高圧ライン１２から作動室２４内に流入するためであると考えられる。
【００７８】
上述したように、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力ＰＨを減少させながら計測した筒内圧ＰＣの上昇開始時点における高圧ラインの圧力ＰＨ（すなわちリーク圧ＰＬ）に基づいて、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの摩耗進行度が相違するような高圧弁２８の損傷モード（偏摩耗）の発生の有無を検知することができる。
【００７９】
一実施形態に係る損傷検知ステップでは、作動室圧力ＰＣの上昇開始時点における高圧ラインの圧力ＰＨ（すなわちリーク圧ＰＬ）に基づいて、高圧弁２８の損傷度を評価する。
【００８０】
本発明者の知見によれば、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力ＰＨを減少させながら計測した筒内圧ＰＣの上昇開始時点における高圧ライン１２の圧力ＰＨ（すなわちリーク圧ＰＬ）は、高圧弁２８の損傷度（ポペット３５とシート４６との隙間拡大量）と相関がある。
【００８１】
ここで、図８は、高圧ライン１２のリーク圧（リーク発生圧力）ＰＬと、ポペット３５とシート４６との間の隙間量ＷＤ（例えば図７Ｃに示す外側リッジ６０ｂとシート４６ｂとの間の隙間量ＷＤ）との相関関係の一例を示すグラフである。
図８に示すように、ポペット３５とシート４６との間の隙間量ＷＤが増加するほど（言い換えると、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの摩耗量の差が増加するほど）、リーク圧ＰＬは増加する傾向を有する。
【００８２】
このようなリーク圧ＰＬと隙間量ＷＤとの相関関係に基づけば、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で高圧ライン１２の圧力ＰＨを減少させながら計測した筒内圧ＰＣの上昇開始時点における高圧ラインの圧力（リーク圧ＰＬ）に基づいて、高圧弁２８の損傷度（損傷の進行度合い）を評価することができる。
例えば、リーク圧ＰＬが大きいほど、高圧弁２８の損傷度が大きくなっていると評価することができる。あるいは、リーク圧ＰＬが大きいほど、高圧弁２８において内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂの摩耗量の差が拡大しており、損傷度が大きくなっていると評価することができる。
【００８３】
一実施形態では、損傷検知ステップにおいて、高圧ライン１２の圧力ＰＨと作動室圧力ＰＣとの差に対する、作動室圧力ＰＣの変化速度の比に基づいて、高圧弁２８の損傷を検知する。
【００８４】
高圧ライン１２の圧力ＰＨと筒内圧ＰＣとの圧力差に対する、筒内圧ＰＣの変化速度の比は、ポペット３５とシート４６との間の隙間Ｇにおける流れ抵抗Ｒを示す。本発明者の知見によれば、ポペットの摩耗量と流れ抵抗Ｒとの間に相関がある。
【００８５】
ここで、図９は、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒと、ポペット３５とシート４６との間の隙間量ＷＤ（例えば図７Ｃに示す外側リッジ６０ｂとシート４６ｂとの間の隙間量ＷＤ）との相関関係の一例を示すグラフである。
【００８６】
なお、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒは、以下の式により求めることができる。
ポペット３５とシート４６との間の隙間における作動油のリーク量Ｑは、隙間Ｇにおける流れ抵抗Ｒ、高圧ライン圧力ＰＨ及び作動室圧力ＰＣを用いて、以下の式（１）で表すことができる。
Ｑ＝Ｒ（ＰＨ−ＰＣ）  ・・・（１）
また、作動室圧力ＰＣの変化速度（ＰＣ）’は、上述のリーク量Ｑ、作動室容積ＶＣ及び作動油の体積弾性率ＫＥを用いて、以下の式（２）で表すことができる。
（ＰＣ）’＝（ＫＥ／ＶＣ）×Ｑ  ・・・（２）
そして、式（１）及び式（２）より、流れ抵抗Ｒは、以下の式（３）で表すことができる。
Ｒ＝（ＶＣ／（（ＰＨ−ＰＣ）×ＫＥ））×（ＰＣ）’  ・・・（３）
すなわち、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒは、式（３）により示されるように、高圧ライン１２の圧力ＰＨと作動室圧力ＰＣとの差に対する、作動室圧力ＰＣの変化速度の比を用いて表すことができる。
【００８７】
図９に示すように、ポペット３５とシート４６との間の隙間量ＷＤが増加するほど（言い換えると、内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂとの摩耗量の差が増加するほど）、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒは増加する傾向を有する。
【００８８】
よって、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒと、ポペット３５とシート４６との間の隙間量ＷＤとの相関関係に基づいて、ポペット３５の摩耗に関連した高圧弁２８の損傷を検知することができる。
例えば、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒが大きいほど、高圧弁２８の損傷度が大きくなっていると評価することができる。あるいは、摩耗部（隙間Ｇ）における流れ抵抗Ｒが大きいほど、高圧弁２８において内側リッジ６０ａと外側リッジ６０ｂの摩耗量の差が拡大しており、損傷度が大きくなっていると評価することができる。
【００８９】
また、幾つかの実施形態に係る圧力計測ステップ及び損傷検知ステップは、図４Ｂに示す高圧弁２８、すなわち、一重に配列されたシート４６に当接する一重シート式のポペット３５を含む高圧弁２８を損傷検知の対象とする。
図４Ｂに例示する一重シート式のポペット３５を含む高圧弁２８を対象とした損傷検知ステップについて、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００９０】
一実施形態では、圧力計測ステップでは、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で作動室２４の圧力（作動室圧力）を計測し、損傷検知ステップでは、作動室圧力の上昇の有無に基づいて、高圧弁２８に損傷が生じていると判定する。
【００９１】
ここで、図１０及び図１１は、それぞれ、図４Ｂに示す高圧弁２８が設けられた作動室２４についての上述の圧力計測ステップにおける圧力の計測結果の一例である。また、図１０のグラフは、高圧弁２８のポペット３５（又はリッジ６０ｃ）に摩耗等の損傷が生じていない場合の作動室圧力計測結果を示し、図１１のグラフは、高圧弁２８のポペット３５（又はリッジ６０ｃ）に摩耗等の損傷が生じている場合の作動室圧力計測結果を示す。
【００９２】
ポペット３５に摩耗が生じていない場合、図１０に示すように、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態では、ポペット３５のリッジ６０ｃとシート４６ｃとが当接することによって高圧ライン１２と作動室２４とは非連通状態になっている。このため、高圧ライン圧力ＰＨは初期圧力Ｐ２から変化せず、作動室圧力ＰＣも初期圧力Ｐ１（低圧ライン１４の圧力相当の圧力）から変化しない。
【００９３】
一方、ポペット３５に摩耗が生じている場合、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態において、ポペット３５のリッジ６０ｃとシート４６ｃとの間に隙間が存在している。このため、この隙間を介して高圧ライン１２と作動室２４とは常に連通状態となる。よって、高圧ライン圧力ＰＨに対する例えば油圧ポンプ８からの高圧油の供給が停止した時点ｔ１以降、高圧ライン圧力ＰＨは初期圧力Ｐ２から低下するとともに、作動室圧力ＰＣは、初期圧力Ｐ１（低圧ライン１４の圧力相当の圧力）から上昇する。そして、高圧ライン圧力ＰＨと作動室圧力ＰＣが等しくなった時点ｔ２から、作動室圧力ＰＣ及び高圧ライン圧力ＰＨは同じ圧力で低下する。
【００９４】
このように、一重シート式の高圧弁２８（ポペット弁）においてポペット３５に摩耗がある場合、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で作動室圧力を計測すれば、作動室圧力の上昇が生じるはずである。よって、高圧弁２８及び低圧弁３０を閉じた状態で計測した筒内圧の上昇の有無に基づいて、ポペット３５の摩耗に関連した高圧弁２８の損傷が生じていると判定することができる。
【００９５】
以上説明した損傷検知ステップにおいて、高圧弁２８の損傷が生じていると判定された場合には、油圧機械２０のシリンダ２１のうち、該高圧弁２８に対応するシリンダ２１を、押しのけ容積を生成しない休止状態としてもよい。あるいは、損傷検知ステップにて、高圧弁２８の位損傷が生じていると判定された場合には、該高圧弁２８を交換してもよい。
【００９６】
なお、油圧機械２０のシリンダ２１を休止状態とするには、該シリンダ２１に対応する高圧弁２８及び低圧弁３０に対して、バルブ制御部１０６（図３参照）から、適切な開閉指令の制御信号を送る。油圧機械２０（油圧モータ１０又は油圧ポンプ）においてシリンダ２１を休止状態とするには、該シリンダ２１に対応する高圧弁２８を閉状態に維持するとともに、低圧弁３０を開状態に維持する。これにより、シリンダ２１と高圧ライン１２とは非連通状態となるとともに、シリンダ２１と低圧ライン１４とは連通状態となるので、作動油は、作動室２４と低圧ライン１４との間で流出入するのみである。よって、該シリンダ２１に対応するピストン２２は、実質的に仕事をせず、又は仕事をされない。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００９８】
本明細書において、「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。
また、本明細書において、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。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「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。
【符号の説明】
【００９９】
１      風力発電装置
２      ブレード
３      ロータ
４      ハブ
６      回転シャフト
７      油圧トランスミッション
８      油圧ポンプ
１０    油圧モータ
１２    高圧ライン
１４    低圧ライン
１６    発電機
１８    ナセル
１９    タワー
２０    油圧機械
２１    シリンダ
２２    ピストン
２２Ａ  ピストン本体部
２２Ｂ  ピストンシュー
２４    作動室
２６    カム
２８    高圧弁
３０    低圧弁
３２    回転シャフト
３４    高圧連通ライン
３５    ポペット
３６    低圧連通ライン
４０    可動ユニット
４２    ソレノイドコイル
４３    第１連通流路
４４    スプリング
４５    第２連通流路
４６    シート
４６ａ  内側シート
４６ｂ  外側シート
６０    リッジ
６０ａ  内側リッジ
６０ｂ  外側リッジ
６１    バルブケーシング部
６２    バルブケーシング部
６３    バルブケーシング部
６４    バルブケーシング
６５    ポペット本体
７２    圧力センサ
１００  制御部
１０１  診断システム
１０２  損傷検知部
１０３  圧力計測部
１０６  バルブ制御部
Ｇ      隙間
Ｏ      軸中心
ＷＤ    隙間量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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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