JP2017151020A - 油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、並びに再生可能エネルギー型発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】弁体の位置を規制するための位置規制部の損傷を検知可能な油圧機械の診断システムを提供する。
【解決手段】回転シャフトと、シリンダと、シリンダと共に作動室を形成するピストンと、作動室に設けられる高圧弁２８及び低圧弁と、を有し、回転シャフトの回転運動とピストンの往復運動との間で変換を行う油圧機械において、高圧弁２８又は低圧弁の少なくとも一方は、ソレノイドコイル４２に電流を供給して生じる磁力によってコア４１に向かって吸引される弁体３５と、コア４１に最も近付く位置を規制するための位置規制部６０と、を有する電磁弁であり、診断システムは、作動室の圧力を検出する圧力センサと、圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、コイルへの電流の供給を停止した時点から弁体がコアから離れた時点までの応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、応答遅れに基づいて、位置規制部の損傷を検知する損傷検知部と、を備える。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】回転シャフトと、シリンダと、シリンダと共に作動室を形成するピストンと、作動室に設けられる高圧弁２８及び低圧弁と、を有し、回転シャフトの回転運動とピストンの往復運動との間で変換を行う油圧機械において、高圧弁２８又は低圧弁の少なくとも一方は、ソレノイドコイル４２に電流を供給して生じる磁力によってコア４１に向かって吸引される弁体３５と、コア４１に最も近付く位置を規制するための位置規制部６０と、を有する電磁弁であり、診断システムは、作動室の圧力を検出する圧力センサと、圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、コイルへの電流の供給を停止した時点から弁体がコアから離れた時点までの応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、応答遅れに基づいて、位置規制部の損傷を検知する損傷検知部と、を備える。
【選択図】図５Ａ
Description
本開示は、油圧機械の診断システム及び診断方法、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。
従来から、例えば、特許文献１に記載されているように、油圧機械の作動室の圧力制御を行うためのバルブ（高圧弁又は低圧弁）として、コイルを励磁することで生じた磁力により、弁体をコアに向かって吸引することで弁体を駆動するように構成された電磁弁を用いることがある。
ところで、電磁弁のコアと弁体とが直接接触すると、コイルを非励磁にしても弁体がコアから離れにくくなり、弁体の応答性が低下してしまうことがある。このため、弁体が吸引されたときにコアに最も近づく位置を規制するための位置規制部を設けることがある。
しかしながら、本発明者の鋭意検討の結果、バルブの長期に亘る使用に伴い、弁体と位置規制部とが繰り返し衝突し、位置規制部の摩耗が徐々に進行することが明らかになった。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、弁体の位置を規制するための位置規制部の損傷を検知することが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である。
（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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
本発明者の鋭意検討の結果、電磁弁の位置規制部の損傷が進行するに従い、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの時間（応答遅れ）が増加する傾向があることを見出した。
上記（１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
上記（１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記損傷検知部は、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定するように構成される。
前記損傷検知部は、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定するように構成される。
上記（２）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れと閾値との比較により、位置規制部の損傷を容易に検知することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記損傷検知部は、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価するように構成される。
前記損傷検知部は、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価するように構成される。
上記（３）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れの経時変化に基づいて、位置規制部の損傷の進行度合い（損傷度）を適切に評価することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記診断システムは、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記応答遅れ算出部により算出された前記応答遅れと、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知するように構成される。
前記診断システムは、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記応答遅れ算出部により算出された前記応答遅れと、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知するように構成される。
作動室の圧力計測により得られる筒内圧波形は、電磁弁の個体差の影響があるため、個々の電磁弁ごとに異なる。
上記（４）の構成によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
上記（４）の構成によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記弁体及び前記コアは、それぞれ磁性材料で構成され、
前記電磁弁は、前記弁体と前記コアとが最も近付いたときに、前記弁体と前記コアとの間には隙間が形成されるように構成される。
前記弁体及び前記コアは、それぞれ磁性材料で構成され、
前記電磁弁は、前記弁体と前記コアとが最も近付いたときに、前記弁体と前記コアとの間には隙間が形成されるように構成される。
上記（５）の構成によれば、弁体とコアが最も近づいたときに弁体の位置が位置規制部によって規制される結果、弁体とコア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、電磁弁のコアと弁体とが直接接触する場合に比べて、弁体の応答性を向上させることができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記位置規制部は、前記弁体と前記コアとの間に設けられた非磁性体層を含む。
前記位置規制部は、前記弁体と前記コアとの間に設けられた非磁性体層を含む。
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記非磁性体層は、非磁性材料で構成された板材を含む。
前記非磁性体層は、非磁性材料で構成された板材を含む。
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記非磁性体層は、前記弁体又は前記コアの少なくとも一方の表面に設けられた非磁性材料で構成された溶射層を含む。
前記非磁性体層は、前記弁体又は前記コアの少なくとも一方の表面に設けられた非磁性材料で構成された溶射層を含む。
上記（６）〜（８）の構成によれば、上記（１）で述べた原理により、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、位置規制部としての非磁性体層の摩耗を検知することができる。
（９）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（１）乃至（８）の何れかの構成の油圧機械の診断システムと、を備える。
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（１）乃至（８）の何れかの構成の油圧機械の診断システムと、を備える。
上記（９）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記診断システムにより前記位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む前記電磁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ように構成される。
前記診断システムにより前記位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む前記電磁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ように構成される。
上記（１０）の構成によれば、位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む電磁弁に対応するシリンダを休止状態とする。これにより、位置規制部の損傷に起因して正常に動作しない電磁弁を休止させ、油圧機械の運転を適切に行うことができる。
（１１）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前記油圧モータの少なくとも一方は、上記（９）又は（１０）の何れかの構成の油圧機械である
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、上記（９）又は（１０）の何れかの構成の油圧機械である
ことを特徴とする。
上記（１１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、油圧機械の電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１２）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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップで得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出するステップと、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップで得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出するステップと、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
上記（１２）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、油圧機械の電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定する。
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定する。
上記（１３）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れと閾値との比較により、位置規制部の損傷を容易に検知することができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価する。
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価する。
上記（１４）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れの経時変化に基づいて、位置規制部の損傷の進行度合い（損傷度）を適切に評価することができる。
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）乃至（１４）の何れかの方法において、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するステップをさらに備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れ算出により算出された前記応答遅れと、前記閾値を決定するステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知する。
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するステップをさらに備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れ算出により算出された前記応答遅れと、前記閾値を決定するステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知する。
上記（１５）の方法によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、弁体の位置を規制するための位置規制部の損傷を検知することが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が提供される。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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る。
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る。
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、回転シャフト３２の回転数を検出するための回転数センサ７４と、圧力センサ７２及び／又は回転数センサ７４による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、応答遅れ算出部１０３と、閾値設定部１０４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の電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０）の損傷を検知するように構成されている。
診断システム１０１の診断・制御部１００は、損傷検知部１０２と、応答遅れ算出部１０３と、閾値設定部１０４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の電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０）の損傷を検知するように構成されている。
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。ここで、油圧機械２０の高圧弁２８及び低圧弁３０の構成、及び、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。
図４は、高圧弁２８及び低圧弁３０の構成を示す概略断面図である。なお、図４に示す例では、高圧弁２８及び低圧弁３０はともに電磁弁であり、図４では、高圧弁２８が閉弁していて低圧弁３０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４に示すように、高圧弁２８、低圧弁３０及びそれらのケーシング３７をユニット化してバルブユニット３８として構成してもよい。
図４に例示する高圧弁２８は、弁体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、弁座４６とを備えている。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、弁座４６が弁体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。
図４に例示する低圧弁３０は、弁体４８およびアーマチュア５０を有する可動ユニット５２と、ソレノイドコイル５４と、スプリング５６と、弁座５８とを備えている。低圧弁３０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４８が弁座５８に対して作動室２４側に設けられている。低圧弁３０は、作動室２４と低圧ライン１４（図２参照）との連通状態を、ソレノイドコイル５４の電磁力又はスプリング５６の付勢力に起因した可動ユニット５２の移動により切り替え可能に構成されている。
高圧弁２８及び低圧弁３０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及び低圧弁３０に開閉指令の制御信号が付与されるようになっている。
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によって弁座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４に図示される可動ユニット４０の位置）に保持される。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、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る。
一方、バルブ制御部１０６からの制御信号によって低圧弁３０が励磁されていない時には、可動ユニット５２は、スプリング５６によって弁座５８から離間する方向へ付勢されて、作動室２４と低圧ライン１４とが連通する開弁位置（ノーマル位置；図４に図示される可動ユニット５２の位置）に保持される。バルブ制御部１０６からの制御信号によって低圧弁３０が励磁されると、ソレノイドコイル５４の電磁力によってアーマチュア５０が吸引されて、可動ユニット５２は、電磁力によってスプリング５６の付勢力に抗して弁座５８に向かって移動し、作動室２４と高圧ライン１２とが連通しない閉弁位置（励磁位置）に移動する。すなわち、低圧弁３０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る。
上述した構成の高圧弁２８及び低圧弁３０を有する油圧機械２０では、高圧弁２８及び低圧弁３０の開閉制御により、ピストン２２の往復運動に伴って、作動室圧力が周期的に変化するようになっている。
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。
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。
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。
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。
幾つかの実施形態に係る電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０の少なくとも一方）は、上述に説明した構成に加えて、以下に説明する特徴的な構成をさらに有する。幾つかの実施形態に係る電磁弁の特徴的な構成について、図５Ａ〜図５Ｄを参照して以下に説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、それぞれ、一実施形態に係る電磁弁（高圧弁２８）の断面図である。図５Ａ〜図５Ｄでは、高圧弁２８の開弁状態を示している。
なお、図５Ａ〜図５Ｄにおいては、幾つかの実施形態に係る電磁弁の例として高圧弁２８を図示しているが、幾つかの実施形態に係る電磁弁は、低圧弁３０であってもよい。
なお、図５Ａ〜図５Ｄにおいては、幾つかの実施形態に係る電磁弁の例として高圧弁２８を図示しているが、幾つかの実施形態に係る電磁弁は、低圧弁３０であってもよい。
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、高圧弁２８（電磁弁）は、ソレノイドコイル４２を収容するコア（バルブケーシング）４１を備え、弁体３５は、ソレノイドコイル４２に電流を供給して生じる磁力によってコア４１に向かって吸引されるように構成されている。
そして、高圧弁２８（電磁弁）は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置を規制するための位置規制部６０をさらに有する。
なお、高圧弁２８は、連通流路４３を介して高圧ライン１２（図２参照）と連通可能であるとともに、連通流路４５を介して作動室２４（図２参照）と連通可能となっている。
幾つかの実施形態では、コア４１及び弁体３５はともに磁性材料で構成されている。そして、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｄに励磁するように、高圧弁２８は位置規制部６０を有するため、弁体３５とコア４１が最も近付いたときであっても、弁体３５とコア４１との間（すなわちコア４１の下端面６１と弁体３５の上端面６３との間）に隙間Ｇが形成されるようになっている。
この場合、高圧弁２８（電磁弁）のコア４１と弁体３５が直接接触する場合に比べて、弁体３５の応答性を向上させることができる。
この場合、高圧弁２８（電磁弁）のコア４１と弁体３５が直接接触する場合に比べて、弁体３５の応答性を向上させることができる。
位置規制部６０は様々な態様をとり得る。
例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５とコア４１との間に設けられた非磁性体層６２（６２ａ又は６２ｂ）を含む。
弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５及びコア４１が磁性材料で構成された場合であっても、磁性体同士（弁体３５とコア４１）が直接接触しないため、弁体３５の応答性が良好となる。
弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５及びコア４１が磁性材料で構成された場合であっても、磁性体同士（弁体３５とコア４１）が直接接触しないため、弁体３５の応答性が良好となる。
図５Ａに示す非磁性体層６２は、非磁性材料で構成された板材６２ａである。板材６２ａは、一面側がコア（バルブケーシング）４１の下端面６１に当接した状態で、クランプ８２によってコア４１に固定されている。
図５Ｂに示す非磁性体層６２は、コア４１の表面（すなわち弁体３５に対向する表面）に非磁性材料を溶射することにより設けられた溶射層６２ｂである。
一実施形態では、溶射層６２ｂは、弁体３５の表面（すなわちコア４１に対向する表面）に設けられていてもよい。
一実施形態では、溶射層６２ｂは、弁体３５の表面（すなわちコア４１に対向する表面）に設けられていてもよい。
非磁性体層６２（例えば板材６２ａ又は溶射層６２ｂ）を構成する非磁性材料の例として、例えば、ベリリウム銅又はステライトが挙げられる。これらの非磁性材料を用いることで、耐摩耗性の良好な非磁性体層６２を形成することができる。
図５Ｃに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５に設けられた段差部６４（６４ａ，６４ｂ）を含む。
図５Ｃに示す例では、弁体３５の移動方向において弁体３５とコア４１の間に非磁性の環状部材８４が設けられており、該環状部材８４は、コア４１に対して固定されている。そして、段差部６４ａは、弁体３５の上端部においてにおいて、弁体３５の半径方向外向きに突出するように形成され、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ａが環状部材８４に当接するようになっている。このように段差部６４ａが環状部材８４に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
図５Ｃに示す例では、弁体３５の移動方向において弁体３５とコア４１の間に非磁性の環状部材８４が設けられており、該環状部材８４は、コア４１に対して固定されている。そして、段差部６４ａは、弁体３５の上端部においてにおいて、弁体３５の半径方向外向きに突出するように形成され、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ａが環状部材８４に当接するようになっている。このように段差部６４ａが環状部材８４に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、図５Ｃに示す例では、コア（バルブケーシング）４１とバルブケーシング４７との間には、連通流路４３を形成する環状スペーサ８６が設けられており、該環状スペーサ８６は、環状部材８４を介してコア４１に対して固定されている。弁体３５には、弁体３５の移動方向において弁体３５の上端面６３とシート面６５（弁座４６と当接する面）との間において、弁体３５の半径方向外向きに突出するように段差部６４ｂが形成されている。そして、段差部６４ｂは、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ｂが環状スペーサ８６に当接するようになっている。このように段差部６４ｂが環状スペーサ８６に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
なお、図５Ｃにおいては、段差部６４ａ及び６４ｂを含む２つの段差部６４が弁体３５に形成された例を示したが、幾つかの実施形態では１つ又は３つ以上の段差部６４が弁体３５に形成されていてもよい。
また、位置規制部６０としての段差部６４は、必ずしも弁体３５に設けられている必要はない。例えば、段差部６４は、高圧弁２８の開閉にともなって弁体３５とともに移動する可動ユニット４０に設けられていてもよい。なお、可動ユニット４０は、開弁位置と閉弁位置との間で弁体３５の移動をガイドするためのロッド４９を含んでいてもよい。
あるいは、段差部６４は、高圧弁２８のうち、高圧弁２８の開閉に伴って弁体３５とともに移動しない固定側（例えば、環状部材８４や環状スペーサ８６）に設けられていてもよい。
あるいは、段差部６４は、高圧弁２８のうち、高圧弁２８の開閉に伴って弁体３５とともに移動しない固定側（例えば、環状部材８４や環状スペーサ８６）に設けられていてもよい。
図５Ｄに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５の背面６６を含んでいる。ここで、弁体３５の背面６６は、弁体３５を挟んでシート面６５と反対側に位置する面である。
この場合、弁体３５の背面６６は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されて弁体３５とコア４１とが最も近付いたときに、高圧弁２８のうちの上述の固定側（図４Ｄにおいては環状スペーサ８６）に当接するように構成されている。
弁体３５の背面６６がこのように構成されることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
この場合、弁体３５の背面６６は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されて弁体３５とコア４１とが最も近付いたときに、高圧弁２８のうちの上述の固定側（図４Ｄにおいては環状スペーサ８６）に当接するように構成されている。
弁体３５の背面６６がこのように構成されることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
次に、以上に説明した構成を有する油圧機械２０において、位置規制部６０の損傷を検知するための油圧機械の診断方法について説明する。
幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、作動室２４の圧力を検出する圧力検出ステップと、圧力検出結果に基づいて応答遅れを算出する応答遅れ算出ステップと、算出した応答遅れに基づいて位置規制部６０の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備える。
また、幾つかの実施形態において、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。
幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、作動室２４の圧力を検出する圧力検出ステップと、圧力検出結果に基づいて応答遅れを算出する応答遅れ算出ステップと、算出した応答遅れに基づいて位置規制部６０の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備える。
また、幾つかの実施形態において、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。
（圧力検出ステップ）
圧力検出ステップでは、作動室２４の圧力（作動室圧力）を検出する。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。
圧力検出ステップでは、作動室２４の圧力（作動室圧力）を検出する。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。
（応答遅れ算出ステップ）
応答遅れ算出ステップでは、圧力検出ステップで得られた筒内圧の経時変化に基づいて、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲを算出する。
応答遅れ算出ステップでは、圧力検出ステップで得られた筒内圧の経時変化に基づいて、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲを算出する。
ここで、図６は、一実施形態に係る油圧機械２０の一例としての油圧モータ１０において、圧力検出の結果得られる筒内圧（作動室圧力）の経時変化を示すグラフである。
図６のグラフにおいて、横軸は時刻ｔを表し、縦軸は、ピストン２２の位置、高圧弁２８の制御信号及び作動室２４の圧力をそれぞれ表す。ここで、高圧弁２８の制御信号は、バルブコントローラから出力された制御信号（開閉指令）であり、“Ｏｎ”は高圧弁２８を開状態とするために励磁電流を供給していることを示し、“Ｏｆｆ”は高圧弁２８を閉状態とするために励磁電流を供給していないことを示す。
図６のグラフにおいて、横軸は時刻ｔを表し、縦軸は、ピストン２２の位置、高圧弁２８の制御信号及び作動室２４の圧力をそれぞれ表す。ここで、高圧弁２８の制御信号は、バルブコントローラから出力された制御信号（開閉指令）であり、“Ｏｎ”は高圧弁２８を開状態とするために励磁電流を供給していることを示し、“Ｏｆｆ”は高圧弁２８を閉状態とするために励磁電流を供給していないことを示す。
既に説明したように（図６も参照）、油圧モータ１０では、ピストン２２が上死点付近に到達したときに、低圧弁３０を閉状態とするとともに高圧弁２８を開状態として高圧ライン１２から作動室２４へ高圧の作動油を導入するため、作動室圧力は高くなる。一方、油圧モータ１０では、ピストン２２が下死点付近に到達したときに、高圧弁２８を閉状態とするとともに低圧弁３０を開状態として作動室２４から低圧ライン１４へ作動油を排出するため、作動室圧力は低くなる。
ここで、ピストン２２が下死点付近に到達するときに、高圧弁２８には、バルブコントローラにより、高圧弁２８を閉じるための制御信号（閉指令）が付与されて、図６に示すように制御信号は“Ｏｆｆ”となる。すなわち、このように制御信号が“Ｏｆｆ”となる時点（時刻ｔ１）で、高圧弁２８を開状態に維持するためのソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止される。
一方、筒内圧（作動室圧力）の低下が開始する時点（時刻ｔ２）は、高圧弁２８が閉じた時点、すなわち弁体３５がコア４１から離れた時点であるとみなすことができる。
そこで、高圧弁２８に閉指令が付与されてソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止された時点ｔ１から、弁体３５がコア４１から離れ、実質的に高圧弁２８が閉じた時点ｔ２までの期間を、応答遅れＤＲと定義する。
一方、筒内圧（作動室圧力）の低下が開始する時点（時刻ｔ２）は、高圧弁２８が閉じた時点、すなわち弁体３５がコア４１から離れた時点であるとみなすことができる。
そこで、高圧弁２８に閉指令が付与されてソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止された時点ｔ１から、弁体３５がコア４１から離れ、実質的に高圧弁２８が閉じた時点ｔ２までの期間を、応答遅れＤＲと定義する。
なお、一実施形態では、高圧弁２８に供給される励磁電流の電流値を例えば電流計により検出し、該励磁電流の検出の結果得られる電流値の経時変化と、筒内圧（作動室圧力）の経時変化との関係から、応答遅れＤＲを算出してもよい。
（損傷検知ステップ）
損傷検知ステップでは、応答遅れ算出ステップで算出された応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知する。
本発明者の知見によれば、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部６０の損傷が進行するに従い、ソレノイドコイル４２への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの時間（応答遅れＤＲ）が増加する傾向があることが見出された。これは、位置規制部６０において摩耗等の損傷が進行すると、該損傷に起因して、弁体３５とコア４１との間の隙間Ｇの幅が減少し、このため、ソレノイドコイル４２への電流供給によるコア４１の吸着力が増加して、応答遅れＤＲが増加するためであると考えられる。
そこで、ソレノイドコイル３３への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの応答遅れＤＲに基づいて、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部の損傷を検知することができる。
損傷検知ステップでは、応答遅れ算出ステップで算出された応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知する。
本発明者の知見によれば、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部６０の損傷が進行するに従い、ソレノイドコイル４２への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの時間（応答遅れＤＲ）が増加する傾向があることが見出された。これは、位置規制部６０において摩耗等の損傷が進行すると、該損傷に起因して、弁体３５とコア４１との間の隙間Ｇの幅が減少し、このため、ソレノイドコイル４２への電流供給によるコア４１の吸着力が増加して、応答遅れＤＲが増加するためであると考えられる。
そこで、ソレノイドコイル３３への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの応答遅れＤＲに基づいて、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部の損傷を検知することができる。
ここで、図７は、油圧モータ１０における応答遅れＤＲの時間変化の一例を示すグラフである。なお、図７は、油圧モータ１０において、ピストン２２の往復運動サイクル毎に上述のようにして油圧モータ１０における応答遅れＤＲを取得し、取得データの規定期間における平均値を横軸の時間ｔに対してプロットしたものである。
なお、ピストン２２の往復運動サイクル毎の応答遅れＤＲを取得するために、回転数センサ７４により、ピストン２２の位相（ピストン位置）を取得するようにしてもよい。
なお、ピストン２２の往復運動サイクル毎の応答遅れＤＲを取得するために、回転数センサ７４により、ピストン２２の位相（ピストン位置）を取得するようにしてもよい。
図７のグラフに示された結果を見れば、油圧モータ１０の運転時間が経過するにしたがって、応答遅れＤＲが増加傾向であることがわかる。すなわち、油圧モータ１０における応答遅れＤＲと位置規制部６０の損傷の程度とは相関関係があるので、応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知することができる。
また、油圧モータ１０における応答遅れＤＲと、該応答遅れＤＲに対応する位置規制部６０の損傷の程度とを予め把握しておけば、応答遅れＤＲに関する適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる（図７参照）。そして、損傷検知ステップでは、該閾値ＤＲｔｈと応答遅れＤＲの算出結果とを比較することにより、位置規制部６０に損傷が生じたか否かを判定することができる。
例えば、閾値ＤＲｔｈと算出した応答遅れＤＲとを比較した結果、応答遅れＤＲが閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
例えば、閾値ＤＲｔｈと算出した応答遅れＤＲとを比較した結果、応答遅れＤＲが閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
また、幾つかの実施形態では、損傷検知ステップにおいて、応答遅れＤＲの経時変化に基づいて、位置規制部６０の損傷度（摩耗等の進行度合い）を評価するようにしてもよい。
例えば、所定期間における応答遅れＤＲの近似直線Ｌａ（図７参照）の傾きと、設定されている閾値ＤＲｔｈとから、位置規制部６０の余寿命を算出するようにしてもよい。
例えば、所定期間における応答遅れＤＲの近似直線Ｌａ（図７参照）の傾きと、設定されている閾値ＤＲｔｈとから、位置規制部６０の余寿命を算出するようにしてもよい。
損傷検知ステップにて、高圧弁２８の位置規制部６０に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の位置規制部６０に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。
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。
（閾値決定ステップ）
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、閾値設定部１０４により設定してもよい。
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、閾値設定部１０４により設定してもよい。
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、複数の高圧弁２８（電磁弁）の個体毎に行ってもよい。
例えば、幾つかの実施形態では、高圧弁２８（電磁弁）の初期状態（使用し始め）における応答遅れＤＲの統計値（例えば平均値）に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定してもよい。
このように、電磁弁の初期状態における応答遅れＤＲの統計値に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定することで、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる。
例えば、幾つかの実施形態では、高圧弁２８（電磁弁）の初期状態（使用し始め）における応答遅れＤＲの統計値（例えば平均値）に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定してもよい。
このように、電磁弁の初期状態における応答遅れＤＲの統計値に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定することで、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる。
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。
例えば、以上においては、ノーマルクローズ式の高圧弁２８である場合を電磁弁の一例として説明したが、一実施形態では、ノーマルオープン式の電磁弁を採用した油圧機械２０において、同様の診断方法又は診断システムを適用することができる。
ここで、図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態に係るノーマルオープン式の電磁弁の構成を示す断面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示す電磁弁は、油圧機械２０において、作動油９０が入口９２から供給されるとともに出口９４から排出されるように構成された電磁弁である。図８Ａは、弁体３５がノーマル位置（すなわち開位置）に位置するときの状態を示し、図８Ｂは、弁体３５が励磁位置（すなわち閉状態）に位置するときの状態を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図５Ａ〜図５Ｄに図示される電磁弁に対応する主要な各構成要素については、図５Ａ〜図５Ｄと同一の符号を付して示している。
ここで、図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態に係るノーマルオープン式の電磁弁の構成を示す断面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示す電磁弁は、油圧機械２０において、作動油９０が入口９２から供給されるとともに出口９４から排出されるように構成された電磁弁である。図８Ａは、弁体３５がノーマル位置（すなわち開位置）に位置するときの状態を示し、図８Ｂは、弁体３５が励磁位置（すなわち閉状態）に位置するときの状態を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図５Ａ〜図５Ｄに図示される電磁弁に対応する主要な各構成要素については、図５Ａ〜図５Ｄと同一の符号を付して示している。
図９Ｂに示すように、弁体３５は、コイル４２に電流を供給して生じる磁力によって、コア４１に向かって吸引されることによって、閉じられる。
そして、弁体３５が吸引されたときに、弁体３５がコア４１に最も近付く位置は、位置規制部６０によって規制されている。また、位置規制部６０により弁体３５のコア４１に対する位置が規制されているため、弁体３５がコア４１に最も近付いたときの弁体３５とコア４１との間には、隙間Ｇが形成されている。
そして、弁体３５が吸引されたときに、弁体３５がコア４１に最も近付く位置は、位置規制部６０によって規制されている。また、位置規制部６０により弁体３５のコア４１に対する位置が規制されているため、弁体３５がコア４１に最も近付いたときの弁体３５とコア４１との間には、隙間Ｇが形成されている。
なお、ノーマルオープン式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して開指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて開弁した時点までの時間であり、すなわち“開応答遅れ”である。
これに対して、先に説明したノーマルクローズ式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して閉指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて閉弁した時点までの時間であり、すなわち“閉応答遅れ”である。
これに対して、先に説明したノーマルクローズ式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して閉指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて閉弁した時点までの時間であり、すなわち“閉応答遅れ”である。
また、上述の実施形態では、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲ（図６参照）の値自体を用いて、位置規制部６０の損傷を検知するようになっていたが、他の実施形態では、ピストン２２の速度Ｖや、回転シャフト３２の回転数Ｎに応じて正規化処理を行った正規化応答遅れＤＲ＊を用いて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。この場合、例えば、正規化応答遅れＤＲ＊を上述の閾値ＤＲｔｈと比較し、正規化応答遅れＤＲ＊が閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
図９は、応答遅れＤＲを、回転数依存成分Ｒｄと、ピストン速度依存成分（ＤＲ−Ｒｄ）とに分けて示した図である。
図９に示すように、応答遅れＤＲは、ソレノイドコイル４２への電流供給に応じて高圧弁２８の弁体３５が非励磁位置に向かって動き始めるまでの間の第１遅れＲｄと、弁体３５が非励磁位置に到達するまでの第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）と、の和であると捉えることができる。ここで、第１遅れＲｄは、ピストン２２の速度Ｖには直接依存せず、回転シャフト３２の回転数Ｎに依存し、具体的には回転数Ｎに反比例する。一方、第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）は、ピストン２２の速度Ｖに依存し、具体的にはピストン速度Ｖに反比例する。
このため、基準となる第１遅れＲｄを基準第１遅れＲｄＢとし、基準となるピストン２２の速度Ｖを基準ピストン速度ＶＢとし、基準となる回転シャフト３２の回転数Ｎを基準回転数ＮＢとしたとき、下記式（１）により、応答遅れＤＲを正規化することができる。
［数１］
ＤＲ＊＝（ＤＲ−ＲｄＢ）×Ｖ／ＶＢ＋Ｒｄ×Ｎ／ＮＢ （１）
これにより、ピストン２２の速度Ｖ及び回転シャフト３２の回転数Ｎが異なる複数の運転状態間において、Ｖ及びＲの差異に起因した影響を排除した正規化応答遅れＤＲ＊を得ることができるため、油圧機械２０の運転状態によらず、高精度に位置規制部６０の損傷を検知することができる。
図９に示すように、応答遅れＤＲは、ソレノイドコイル４２への電流供給に応じて高圧弁２８の弁体３５が非励磁位置に向かって動き始めるまでの間の第１遅れＲｄと、弁体３５が非励磁位置に到達するまでの第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）と、の和であると捉えることができる。ここで、第１遅れＲｄは、ピストン２２の速度Ｖには直接依存せず、回転シャフト３２の回転数Ｎに依存し、具体的には回転数Ｎに反比例する。一方、第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）は、ピストン２２の速度Ｖに依存し、具体的にはピストン速度Ｖに反比例する。
このため、基準となる第１遅れＲｄを基準第１遅れＲｄＢとし、基準となるピストン２２の速度Ｖを基準ピストン速度ＶＢとし、基準となる回転シャフト３２の回転数Ｎを基準回転数ＮＢとしたとき、下記式（１）により、応答遅れＤＲを正規化することができる。
［数１］
ＤＲ＊＝（ＤＲ−ＲｄＢ）×Ｖ／ＶＢ＋Ｒｄ×Ｎ／ＮＢ （１）
これにより、ピストン２２の速度Ｖ及び回転シャフト３２の回転数Ｎが異なる複数の運転状態間において、Ｖ及びＲの差異に起因した影響を排除した正規化応答遅れＤＲ＊を得ることができるため、油圧機械２０の運転状態によらず、高精度に位置規制部６０の損傷を検知することができる。
図１０は、一実施形態に係る正規化応答遅れＤＲ＊の算出方法を示す信号処理を示す図である。
同図に示すように、回転シャフト３２の回転パルスをパルス計により取得する（Ｓ２００）。次に、回転パルス２００の計測結果から位相角情報を算出する（Ｓ２０２）。位相角情報２０２から回転シャフト３２の回転数Ｎが得られる（Ｓ２０４）。一方、ソレノイド４２における電流値、および、作動室２４における圧力（筒内圧）を監視しておく（Ｓ２０６及びＳ２０８）。そして、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、ソレノイド４２における電流値がゼロになった時点（ソレノイド４２への電流供給停止時点）における位相角を算出する（Ｓ２１０）。また、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、筒内圧が低下し始める時点（弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点）における位相角を算出する（Ｓ２１２）。Ｓ２１０において算出した位相角と、Ｓ２１２で算出した位相角との差を求めることで、応答遅れＤＲが算出される（Ｓ２１４）。一方、Ｓ２０４で求めた回転シャフト３２の回転数Ｎから、Ｓ２１２で求めた位相角から、弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点におけるピストン２２の速度Ｖが求まる（Ｓ２１６）。こうして、上記式（１）に対して、応答遅れＤＲと、Ｓ２０４で求めた回転数Ｎと、Ｓ２１６で求めたピストン速度Ｖと、既知のパラメータ（基準第１遅れＲｄＢ、基準ピストン速度ＶＢ及び基準ピストン速度ＶＢ）と、を代入することで、正規化応答遅れＤＲ＊を算出することができる（Ｓ２１８）。
なお、幾つかの実施形態では、上述の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１８）は、診断システム１０１の応答遅れ算出部１０３において行ってもよい。この場合、診断システム１０１の損傷検知部１０２が、応答遅れ算出部１０３により算出された正規化応答遅れＤＲ＊と、閾値設定部１０４により設定された閾値ＤＲｔｈとの比較結果に基づいて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。
同図に示すように、回転シャフト３２の回転パルスをパルス計により取得する（Ｓ２００）。次に、回転パルス２００の計測結果から位相角情報を算出する（Ｓ２０２）。位相角情報２０２から回転シャフト３２の回転数Ｎが得られる（Ｓ２０４）。一方、ソレノイド４２における電流値、および、作動室２４における圧力（筒内圧）を監視しておく（Ｓ２０６及びＳ２０８）。そして、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、ソレノイド４２における電流値がゼロになった時点（ソレノイド４２への電流供給停止時点）における位相角を算出する（Ｓ２１０）。また、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、筒内圧が低下し始める時点（弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点）における位相角を算出する（Ｓ２１２）。Ｓ２１０において算出した位相角と、Ｓ２１２で算出した位相角との差を求めることで、応答遅れＤＲが算出される（Ｓ２１４）。一方、Ｓ２０４で求めた回転シャフト３２の回転数Ｎから、Ｓ２１２で求めた位相角から、弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点におけるピストン２２の速度Ｖが求まる（Ｓ２１６）。こうして、上記式（１）に対して、応答遅れＤＲと、Ｓ２０４で求めた回転数Ｎと、Ｓ２１６で求めたピストン速度Ｖと、既知のパラメータ（基準第１遅れＲｄＢ、基準ピストン速度ＶＢ及び基準ピストン速度ＶＢ）と、を代入することで、正規化応答遅れＤＲ＊を算出することができる（Ｓ２１８）。
なお、幾つかの実施形態では、上述の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１８）は、診断システム１０１の応答遅れ算出部１０３において行ってもよい。この場合、診断システム１０１の損傷検知部１０２が、応答遅れ算出部１０３により算出された正規化応答遅れＤＲ＊と、閾値設定部１０４により設定された閾値ＤＲｔｈとの比較結果に基づいて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。
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。
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。
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
３３ ソレノイドコイル
３４ 高圧連通ライン
３５ 弁体
３６ 低圧連通ライン
３７ ケーシング
３８ バルブユニット
４０ 可動ユニット
４１ コア
４２ ソレノイドコイル
４３ 連通流路
４４ スプリング
４５ 連通流路
４６ 弁座
４７ バルブケーシング
４８ 弁体
４９ ロッド
５０ アーマチュア
５２ 可動ユニット
５４ ソレノイドコイル
５６ スプリング
５８ 弁座
６０ 位置規制部
６１ 下端面
６２ 非磁性体層
６２ａ 板材
６２ｂ 溶射層
６３ 上端面
６４ 段差部
６５ シート面
６６ 背面
７２ 圧力センサ
７４ 回転数センサ
７６ 電流センサ
８２ クランプ
８４ 環状部材
８６ 環状スペーサ
９０ 作動油
９２ 入口
９４ 出口
１００ 制御部
１０１ 診断システム
１０２ 損傷検知部
１０３ 応答遅れ算出部
１０４ 閾値設定部
１０６ バルブ制御部
ＤＲｔｈ 閾値
Ｇ 隙間
Ｏ 軸中心
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
３３ ソレノイドコイル
３４ 高圧連通ライン
３５ 弁体
３６ 低圧連通ライン
３７ ケーシング
３８ バルブユニット
４０ 可動ユニット
４１ コア
４２ ソレノイドコイル
４３ 連通流路
４４ スプリング
４５ 連通流路
４６ 弁座
４７ バルブケーシング
４８ 弁体
４９ ロッド
５０ アーマチュア
５２ 可動ユニット
５４ ソレノイドコイル
５６ スプリング
５８ 弁座
６０ 位置規制部
６１ 下端面
６２ 非磁性体層
６２ａ 板材
６２ｂ 溶射層
６３ 上端面
６４ 段差部
６５ シート面
６６ 背面
７２ 圧力センサ
７４ 回転数センサ
７６ 電流センサ
８２ クランプ
８４ 環状部材
８６ 環状スペーサ
９０ 作動油
９２ 入口
９４ 出口
１００ 制御部
１０１ 診断システム
１０２ 損傷検知部
１０３ 応答遅れ算出部
１０４ 閾値設定部
１０６ バルブ制御部
ＤＲｔｈ 閾値
Ｇ 隙間
Ｏ 軸中心
本開示は、油圧機械の診断システム及び診断方法、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。
従来から、例えば、特許文献１に記載されているように、油圧機械の作動室の圧力制御を行うためのバルブ（高圧弁又は低圧弁）として、コイルを励磁することで生じた磁力により、弁体をコアに向かって吸引することで弁体を駆動するように構成された電磁弁を用いることがある。
ところで、電磁弁のコアと弁体とが直接接触すると、コイルを非励磁にしても弁体がコアから離れにくくなり、弁体の応答性が低下してしまうことがある。このため、弁体が吸引されたときにコアに最も近づく位置を規制するための位置規制部を設けることがある。
しかしながら、本発明者の鋭意検討の結果、バルブの長期に亘る使用に伴い、弁体と位置規制部とが繰り返し衝突し、位置規制部の摩耗が徐々に進行することが明らかになった。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、弁体の位置を規制するための位置規制部の損傷を検知することが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である。
（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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
本発明者の鋭意検討の結果、電磁弁の位置規制部の損傷が進行するに従い、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの時間（応答遅れ）が増加する傾向があることを見出した。
上記（１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
上記（１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記損傷検知部は、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定するように構成される。
前記損傷検知部は、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定するように構成される。
上記（２）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れと閾値との比較により、位置規制部の損傷を容易に検知することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記損傷検知部は、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価するように構成される。
前記損傷検知部は、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価するように構成される。
上記（３）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れの経時変化に基づいて、位置規制部の損傷の進行度合い（損傷度）を適切に評価することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記診断システムは、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記応答遅れ算出部により算出された前記応答遅れと、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知するように構成される。
前記診断システムは、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記応答遅れ算出部により算出された前記応答遅れと、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知するように構成される。
作動室の圧力計測により得られる筒内圧波形は、電磁弁の個体差の影響があるため、個々の電磁弁ごとに異なる。
上記（４）の構成によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
上記（４）の構成によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記弁体及び前記コアは、それぞれ磁性材料で構成され、
前記電磁弁は、前記弁体と前記コアとが最も近付いたときに、前記弁体と前記コアとの間には隙間が形成されるように構成される。
前記弁体及び前記コアは、それぞれ磁性材料で構成され、
前記電磁弁は、前記弁体と前記コアとが最も近付いたときに、前記弁体と前記コアとの間には隙間が形成されるように構成される。
上記（５）の構成によれば、弁体とコアが最も近づいたときに弁体の位置が位置規制部によって規制される結果、弁体とコア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、電磁弁のコアと弁体とが直接接触する場合に比べて、弁体の応答性を向上させることができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記位置規制部は、前記弁体と前記コアとの間に設けられた非磁性体層を含む。
前記位置規制部は、前記弁体と前記コアとの間に設けられた非磁性体層を含む。
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記非磁性体層は、非磁性材料で構成された板材を含む。
前記非磁性体層は、非磁性材料で構成された板材を含む。
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記非磁性体層は、前記弁体又は前記コアの少なくとも一方の表面に設けられた非磁性材料で構成された溶射層を含む。
前記非磁性体層は、前記弁体又は前記コアの少なくとも一方の表面に設けられた非磁性材料で構成された溶射層を含む。
上記（６）〜（８）の構成によれば、上記（１）で述べた原理により、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、位置規制部としての非磁性体層の摩耗を検知することができる。
（９）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（１）乃至（８）の何れかの構成の油圧機械の診断システムと、を備える。
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（１）乃至（８）の何れかの構成の油圧機械の診断システムと、を備える。
上記（９）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記診断システムにより前記位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む前記電磁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ように構成される。
前記診断システムにより前記位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む前記電磁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ように構成される。
上記（１０）の構成によれば、位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む電磁弁に対応するシリンダを休止状態とする。これにより、位置規制部の損傷に起因して正常に動作しない電磁弁を休止させ、油圧機械の運転を適切に行うことができる。
（１１）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前記油圧モータの少なくとも一方は、上記（９）又は（１０）の何れかの構成の油圧機械である
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、上記（９）又は（１０）の何れかの構成の油圧機械である
ことを特徴とする。
上記（１１）の構成によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、油圧機械の電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１２）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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップで得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出するステップと、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップで得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出するステップと、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。
上記（１２）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れに基づいて、油圧機械の電磁弁の位置規制部の損傷を検知することができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定する。
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定する。
上記（１３）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れと閾値との比較により、位置規制部の損傷を容易に検知することができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価する。
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価する。
上記（１４）の方法によれば、コイルへの電流供給停止時点から弁体がコアから離れるまでの応答遅れの経時変化に基づいて、位置規制部の損傷の進行度合い（損傷度）を適切に評価することができる。
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）乃至（１４）の何れかの方法において、
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するステップをさらに備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れを算出するステップで算出された前記応答遅れと、前記閾値を決定するステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知する。
前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するステップをさらに備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れを算出するステップで算出された前記応答遅れと、前記閾値を決定するステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知する。
上記（１５）の方法によれば、電磁弁の初期状態における応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するので、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値を設定することができる。
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、弁体の位置を規制するための位置規制部の損傷を検知することが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が提供される。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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る。
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る。
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、回転シャフト３２の回転数を検出するための回転数センサ７４と、圧力センサ７２及び／又は回転数センサ７４による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、応答遅れ算出部１０３と、閾値設定部１０４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の電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０）の損傷を検知するように構成されている。
診断システム１０１の診断・制御部１００は、損傷検知部１０２と、応答遅れ算出部１０３と、閾値設定部１０４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の電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０）の損傷を検知するように構成されている。
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。ここで、油圧機械２０の高圧弁２８及び低圧弁３０の構成、及び、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。
図４は、高圧弁２８及び低圧弁３０の構成を示す概略断面図である。なお、図４に示す例では、高圧弁２８及び低圧弁３０はともに電磁弁であり、図４では、高圧弁２８が閉弁していて低圧弁３０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４に示すように、高圧弁２８、低圧弁３０及びそれらのケーシング３７をユニット化してバルブユニット３８として構成してもよい。
図４に例示する高圧弁２８は、弁体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、弁座４６とを備えている。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、弁座４６が弁体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。
図４に例示する低圧弁３０は、弁体４８およびアーマチュア５０を有する可動ユニット５２と、ソレノイドコイル５４と、スプリング５６と、弁座５８とを備えている。低圧弁３０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４８が弁座５８に対して作動室２４側に設けられている。低圧弁３０は、作動室２４と低圧ライン１４（図２参照）との連通状態を、ソレノイドコイル５４の電磁力又はスプリング５６の付勢力に起因した可動ユニット５２の移動により切り替え可能に構成されている。
高圧弁２８及び低圧弁３０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及び低圧弁３０に開閉指令の制御信号が付与されるようになっている。
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によって弁座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４に図示される可動ユニット４０の位置）に保持される。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、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る。
一方、バルブ制御部１０６からの制御信号によって低圧弁３０が励磁されていない時には、可動ユニット５２は、スプリング５６によって弁座５８から離間する方向へ付勢されて、作動室２４と低圧ライン１４とが連通する開弁位置（ノーマル位置；図４に図示される可動ユニット５２の位置）に保持される。バルブ制御部１０６からの制御信号によって低圧弁３０が励磁されると、ソレノイドコイル５４の電磁力によってアーマチュア５０が吸引されて、可動ユニット５２は、電磁力によってスプリング５６の付勢力に抗して弁座５８に向かって移動し、作動室２４と高圧ライン１２とが連通しない閉弁位置（励磁位置）に移動する。すなわち、低圧弁３０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る。
上述した構成の高圧弁２８及び低圧弁３０を有する油圧機械２０では、高圧弁２８及び低圧弁３０の開閉制御により、ピストン２２の往復運動に伴って、作動室圧力が周期的に変化するようになっている。
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。
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。
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。
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。
幾つかの実施形態に係る電磁弁（高圧弁２８又は低圧弁３０の少なくとも一方）は、上述に説明した構成に加えて、以下に説明する特徴的な構成をさらに有する。幾つかの実施形態に係る電磁弁の特徴的な構成について、図５Ａ〜図５Ｄを参照して以下に説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、それぞれ、一実施形態に係る電磁弁（高圧弁２８）の断面図である。図５Ａ〜図５Ｄでは、高圧弁２８の開弁状態を示している。
なお、図５Ａ〜図５Ｄにおいては、幾つかの実施形態に係る電磁弁の例として高圧弁２８を図示しているが、幾つかの実施形態に係る電磁弁は、低圧弁３０であってもよい。
なお、図５Ａ〜図５Ｄにおいては、幾つかの実施形態に係る電磁弁の例として高圧弁２８を図示しているが、幾つかの実施形態に係る電磁弁は、低圧弁３０であってもよい。
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、高圧弁２８（電磁弁）は、ソレノイドコイル４２を収容するコア（バルブケーシング）４１を備え、弁体３５は、ソレノイドコイル４２に電流を供給して生じる磁力によってコア４１に向かって吸引されるように構成されている。
そして、高圧弁２８（電磁弁）は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置を規制するための位置規制部６０をさらに有する。
なお、高圧弁２８は、連通流路４３を介して高圧ライン１２（図２参照）と連通可能であるとともに、連通流路４５を介して作動室２４（図２参照）と連通可能となっている。
幾つかの実施形態では、コア４１及び弁体３５はともに磁性材料で構成されている。そして、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｄに励磁するように、高圧弁２８は位置規制部６０を有するため、弁体３５とコア４１が最も近付いたときであっても、弁体３５とコア４１との間（すなわちコア４１の下端面６１と弁体３５の上端面６３との間）に隙間Ｇが形成されるようになっている。
この場合、高圧弁２８（電磁弁）のコア４１と弁体３５が直接接触する場合に比べて、弁体３５の応答性を向上させることができる。
この場合、高圧弁２８（電磁弁）のコア４１と弁体３５が直接接触する場合に比べて、弁体３５の応答性を向上させることができる。
位置規制部６０は様々な態様をとり得る。
例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５とコア４１との間に設けられた非磁性体層６２（６２ａ又は６２ｂ）を含む。
弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５及びコア４１が磁性材料で構成された場合であっても、磁性体同士（弁体３５とコア４１）が直接接触しないため、弁体３５の応答性が良好となる。
弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、弁体３５とコア４１との間に非磁性体層６２を介在させることで、弁体３５及びコア４１が磁性材料で構成された場合であっても、磁性体同士（弁体３５とコア４１）が直接接触しないため、弁体３５の応答性が良好となる。
図５Ａに示す非磁性体層６２は、非磁性材料で構成された板材６２ａである。板材６２ａは、一面側がコア（バルブケーシング）４１の下端面６１に当接した状態で、クランプ８２によってコア４１に固定されている。
図５Ｂに示す非磁性体層６２は、コア４１の表面（すなわち弁体３５に対向する表面）に非磁性材料を溶射することにより設けられた溶射層６２ｂである。
一実施形態では、溶射層６２ｂは、弁体３５の表面（すなわちコア４１に対向する表面）に設けられていてもよい。
一実施形態では、溶射層６２ｂは、弁体３５の表面（すなわちコア４１に対向する表面）に設けられていてもよい。
非磁性体層６２（例えば板材６２ａ又は溶射層６２ｂ）を構成する非磁性材料の例として、例えば、ベリリウム銅又はステライトが挙げられる。これらの非磁性材料を用いることで、耐摩耗性の良好な非磁性体層６２を形成することができる。
図５Ｃに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５に設けられた段差部６４（６４ａ，６４ｂ）を含む。
図５Ｃに示す例では、弁体３５の移動方向において弁体３５とコア４１の間に非磁性の環状部材８４が設けられており、該環状部材８４は、コア４１に対して固定されている。そして、段差部６４ａは、弁体３５の上端部においてにおいて、弁体３５の半径方向外向きに突出するように形成され、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ａが環状部材８４に当接するようになっている。このように段差部６４ａが環状部材８４に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
図５Ｃに示す例では、弁体３５の移動方向において弁体３５とコア４１の間に非磁性の環状部材８４が設けられており、該環状部材８４は、コア４１に対して固定されている。そして、段差部６４ａは、弁体３５の上端部においてにおいて、弁体３５の半径方向外向きに突出するように形成され、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ａが環状部材８４に当接するようになっている。このように段差部６４ａが環状部材８４に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
また、図５Ｃに示す例では、コア（バルブケーシング）４１とバルブケーシング４７との間には、連通流路４３を形成する環状スペーサ８６が設けられており、該環状スペーサ８６は、環状部材８４を介してコア４１に対して固定されている。弁体３５には、弁体３５の移動方向において弁体３５の上端面６３とシート面６５（弁座４６と当接する面）との間において、弁体３５の半径方向外向きに突出するように段差部６４ｂが形成されている。そして、段差部６４ｂは、弁体３５がコア４１に最も近付いたときに、段差部６４ｂが環状スペーサ８６に当接するようになっている。このように段差部６４ｂが環状スペーサ８６に当接することにより、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
なお、図５Ｃにおいては、段差部６４ａ及び６４ｂを含む２つの段差部６４が弁体３５に形成された例を示したが、幾つかの実施形態では１つ又は３つ以上の段差部６４が弁体３５に形成されていてもよい。
また、位置規制部６０としての段差部６４は、必ずしも弁体３５に設けられている必要はない。例えば、段差部６４は、高圧弁２８の開閉にともなって弁体３５とともに移動する可動ユニット４０に設けられていてもよい。なお、可動ユニット４０は、開弁位置と閉弁位置との間で弁体３５の移動をガイドするためのロッド４９を含んでいてもよい。
あるいは、段差部６４は、高圧弁２８のうち、高圧弁２８の開閉に伴って弁体３５とともに移動しない固定側（例えば、環状部材８４や環状スペーサ８６）に設けられていてもよい。
あるいは、段差部６４は、高圧弁２８のうち、高圧弁２８の開閉に伴って弁体３５とともに移動しない固定側（例えば、環状部材８４や環状スペーサ８６）に設けられていてもよい。
図５Ｄに示す例では、位置規制部６０は、弁体３５の背面６６を含んでいる。ここで、弁体３５の背面６６は、弁体３５を挟んでシート面６５と反対側に位置する面である。
この場合、弁体３５の背面６６は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されて弁体３５とコア４１とが最も近付いたときに、高圧弁２８のうちの上述の固定側（図４Ｄにおいては環状スペーサ８６）に当接するように構成されている。
弁体３５の背面６６がこのように構成されることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
この場合、弁体３５の背面６６は、弁体３５がコア４１に向かって吸引されて弁体３５とコア４１とが最も近付いたときに、高圧弁２８のうちの上述の固定側（図４Ｄにおいては環状スペーサ８６）に当接するように構成されている。
弁体３５の背面６６がこのように構成されることで、弁体３５がコア４１に向かって吸引されたときに、弁体３５とコア４１とが最も近付く位置が規制されるようになっている。
次に、以上に説明した構成を有する油圧機械２０において、位置規制部６０の損傷を検知するための油圧機械の診断方法について説明する。
幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、作動室２４の圧力を検出する圧力検出ステップと、圧力検出結果に基づいて応答遅れを算出する応答遅れ算出ステップと、算出した応答遅れに基づいて位置規制部６０の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備える。
また、幾つかの実施形態において、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。
幾つかの実施形態に係る油圧機械２０の診断方法は、作動室２４の圧力を検出する圧力検出ステップと、圧力検出結果に基づいて応答遅れを算出する応答遅れ算出ステップと、算出した応答遅れに基づいて位置規制部６０の損傷を検知する損傷検知ステップと、を備える。
また、幾つかの実施形態において、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。
（圧力検出ステップ）
圧力検出ステップでは、作動室２４の圧力（作動室圧力）を検出する。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。
圧力検出ステップでは、作動室２４の圧力（作動室圧力）を検出する。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。
（応答遅れ算出ステップ）
応答遅れ算出ステップでは、圧力検出ステップで得られた筒内圧の経時変化に基づいて、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲを算出する。
応答遅れ算出ステップでは、圧力検出ステップで得られた筒内圧の経時変化に基づいて、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲを算出する。
ここで、図６は、一実施形態に係る油圧機械２０の一例としての油圧モータ１０において、圧力検出の結果得られる筒内圧（作動室圧力）の経時変化を示すグラフである。
図６のグラフにおいて、横軸は時刻ｔを表し、縦軸は、ピストン２２の位置、高圧弁２８の制御信号及び作動室２４の圧力をそれぞれ表す。ここで、高圧弁２８の制御信号は、バルブコントローラから出力された制御信号（開閉指令）であり、“Ｏｎ”は高圧弁２８を開状態とするために励磁電流を供給していることを示し、“Ｏｆｆ”は高圧弁２８を閉状態とするために励磁電流を供給していないことを示す。
図６のグラフにおいて、横軸は時刻ｔを表し、縦軸は、ピストン２２の位置、高圧弁２８の制御信号及び作動室２４の圧力をそれぞれ表す。ここで、高圧弁２８の制御信号は、バルブコントローラから出力された制御信号（開閉指令）であり、“Ｏｎ”は高圧弁２８を開状態とするために励磁電流を供給していることを示し、“Ｏｆｆ”は高圧弁２８を閉状態とするために励磁電流を供給していないことを示す。
既に説明したように（図６も参照）、油圧モータ１０では、ピストン２２が上死点付近に到達したときに、低圧弁３０を閉状態とするとともに高圧弁２８を開状態として高圧ライン１２から作動室２４へ高圧の作動油を導入するため、作動室圧力は高くなる。一方、油圧モータ１０では、ピストン２２が下死点付近に到達したときに、高圧弁２８を閉状態とするとともに低圧弁３０を開状態として作動室２４から低圧ライン１４へ作動油を排出するため、作動室圧力は低くなる。
ここで、ピストン２２が下死点付近に到達するときに、高圧弁２８には、バルブコントローラにより、高圧弁２８を閉じるための制御信号（閉指令）が付与されて、図６に示すように制御信号は“Ｏｆｆ”となる。すなわち、このように制御信号が“Ｏｆｆ”となる時点（時刻ｔ１）で、高圧弁２８を開状態に維持するためのソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止される。
一方、筒内圧（作動室圧力）の低下が開始する時点（時刻ｔ２）は、高圧弁２８が閉じた時点、すなわち弁体３５がコア４１から離れた時点であるとみなすことができる。
そこで、高圧弁２８に閉指令が付与されてソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止された時点ｔ１から、弁体３５がコア４１から離れ、実質的に高圧弁２８が閉じた時点ｔ２までの期間を、応答遅れＤＲと定義する。
一方、筒内圧（作動室圧力）の低下が開始する時点（時刻ｔ２）は、高圧弁２８が閉じた時点、すなわち弁体３５がコア４１から離れた時点であるとみなすことができる。
そこで、高圧弁２８に閉指令が付与されてソレノイドコイル４２への励磁電流の供給が停止された時点ｔ１から、弁体３５がコア４１から離れ、実質的に高圧弁２８が閉じた時点ｔ２までの期間を、応答遅れＤＲと定義する。
なお、一実施形態では、高圧弁２８に供給される励磁電流の電流値を例えば電流計により検出し、該励磁電流の検出の結果得られる電流値の経時変化と、筒内圧（作動室圧力）の経時変化との関係から、応答遅れＤＲを算出してもよい。
（損傷検知ステップ）
損傷検知ステップでは、応答遅れ算出ステップで算出された応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知する。
本発明者の知見によれば、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部６０の損傷が進行するに従い、ソレノイドコイル４２への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの時間（応答遅れＤＲ）が増加する傾向があることが見出された。これは、位置規制部６０において摩耗等の損傷が進行すると、該損傷に起因して、弁体３５とコア４１との間の隙間Ｇの幅が減少し、このため、ソレノイドコイル４２への電流供給によるコア４１の吸着力が増加して、応答遅れＤＲが増加するためであると考えられる。
そこで、ソレノイドコイル３３への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの応答遅れＤＲに基づいて、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部の損傷を検知することができる。
損傷検知ステップでは、応答遅れ算出ステップで算出された応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知する。
本発明者の知見によれば、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部６０の損傷が進行するに従い、ソレノイドコイル４２への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの時間（応答遅れＤＲ）が増加する傾向があることが見出された。これは、位置規制部６０において摩耗等の損傷が進行すると、該損傷に起因して、弁体３５とコア４１との間の隙間Ｇの幅が減少し、このため、ソレノイドコイル４２への電流供給によるコア４１の吸着力が増加して、応答遅れＤＲが増加するためであると考えられる。
そこで、ソレノイドコイル３３への電流供給停止時点から弁体３５がコア４１から離れるまでの応答遅れＤＲに基づいて、高圧弁２８（電磁弁）の位置規制部の損傷を検知することができる。
ここで、図７は、油圧モータ１０における応答遅れＤＲの時間変化の一例を示すグラフである。なお、図７は、油圧モータ１０において、ピストン２２の往復運動サイクル毎に上述のようにして油圧モータ１０における応答遅れＤＲを取得し、取得データの規定期間における平均値を横軸の時間ｔに対してプロットしたものである。
なお、ピストン２２の往復運動サイクル毎の応答遅れＤＲを取得するために、回転数センサ７４により、ピストン２２の位相（ピストン位置）を取得するようにしてもよい。
なお、ピストン２２の往復運動サイクル毎の応答遅れＤＲを取得するために、回転数センサ７４により、ピストン２２の位相（ピストン位置）を取得するようにしてもよい。
図７のグラフに示された結果を見れば、油圧モータ１０の運転時間が経過するにしたがって、応答遅れＤＲが増加傾向であることがわかる。すなわち、油圧モータ１０における応答遅れＤＲと位置規制部６０の損傷の程度とは相関関係があるので、応答遅れＤＲに基づいて、位置規制部６０の損傷を検知することができる。
また、油圧モータ１０における応答遅れＤＲと、該応答遅れＤＲに対応する位置規制部６０の損傷の程度とを予め把握しておけば、応答遅れＤＲに関する適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる（図７参照）。そして、損傷検知ステップでは、該閾値ＤＲｔｈと応答遅れＤＲの算出結果とを比較することにより、位置規制部６０に損傷が生じたか否かを判定することができる。
例えば、閾値ＤＲｔｈと算出した応答遅れＤＲとを比較した結果、応答遅れＤＲが閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
例えば、閾値ＤＲｔｈと算出した応答遅れＤＲとを比較した結果、応答遅れＤＲが閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
また、幾つかの実施形態では、損傷検知ステップにおいて、応答遅れＤＲの経時変化に基づいて、位置規制部６０の損傷度（摩耗等の進行度合い）を評価するようにしてもよい。
例えば、所定期間における応答遅れＤＲの近似直線Ｌａ（図７参照）の傾きと、設定されている閾値ＤＲｔｈとから、位置規制部６０の余寿命を算出するようにしてもよい。
例えば、所定期間における応答遅れＤＲの近似直線Ｌａ（図７参照）の傾きと、設定されている閾値ＤＲｔｈとから、位置規制部６０の余寿命を算出するようにしてもよい。
損傷検知ステップにて、高圧弁２８の位置規制部６０に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の位置規制部６０に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。
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。
（閾値決定ステップ）
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、閾値設定部１０４により設定してもよい。
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、閾値設定部１０４により設定してもよい。
損傷検知ステップにて算出した応答遅れＤＲと比較する閾値ＤＲｔｈは、複数の高圧弁２８（電磁弁）の個体毎に行ってもよい。
例えば、幾つかの実施形態では、高圧弁２８（電磁弁）の初期状態（使用し始め）における応答遅れＤＲの統計値（例えば平均値）に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定してもよい。
このように、電磁弁の初期状態における応答遅れＤＲの統計値に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定することで、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる。
例えば、幾つかの実施形態では、高圧弁２８（電磁弁）の初期状態（使用し始め）における応答遅れＤＲの統計値（例えば平均値）に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定してもよい。
このように、電磁弁の初期状態における応答遅れＤＲの統計値に基づいて閾値ＤＲｔｈを決定することで、個々の電磁弁に対して、それぞれ適切な閾値ＤＲｔｈを設定することができる。
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。
例えば、以上においては、ノーマルクローズ式の高圧弁２８である場合を電磁弁の一例として説明したが、一実施形態では、ノーマルオープン式の電磁弁を採用した油圧機械２０において、同様の診断方法又は診断システムを適用することができる。
ここで、図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態に係るノーマルオープン式の電磁弁の構成を示す断面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示す電磁弁は、油圧機械２０において、作動油９０が入口９２から供給されるとともに出口９４から排出されるように構成された電磁弁である。図８Ａは、弁体３５がノーマル位置（すなわち開位置）に位置するときの状態を示し、図８Ｂは、弁体３５が励磁位置（すなわち閉状態）に位置するときの状態を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図５Ａ〜図５Ｄに図示される電磁弁に対応する主要な各構成要素については、図５Ａ〜図５Ｄと同一の符号を付して示している。
ここで、図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態に係るノーマルオープン式の電磁弁の構成を示す断面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示す電磁弁は、油圧機械２０において、作動油９０が入口９２から供給されるとともに出口９４から排出されるように構成された電磁弁である。図８Ａは、弁体３５がノーマル位置（すなわち開位置）に位置するときの状態を示し、図８Ｂは、弁体３５が励磁位置（すなわち閉状態）に位置するときの状態を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図５Ａ〜図５Ｄに図示される電磁弁に対応する主要な各構成要素については、図５Ａ〜図５Ｄと同一の符号を付して示している。
図９Ｂに示すように、弁体３５は、コイル４２に電流を供給して生じる磁力によって、コア４１に向かって吸引されることによって、閉じられる。
そして、弁体３５が吸引されたときに、弁体３５がコア４１に最も近付く位置は、位置規制部６０によって規制されている。また、位置規制部６０により弁体３５のコア４１に対する位置が規制されているため、弁体３５がコア４１に最も近付いたときの弁体３５とコア４１との間には、隙間Ｇが形成されている。
そして、弁体３５が吸引されたときに、弁体３５がコア４１に最も近付く位置は、位置規制部６０によって規制されている。また、位置規制部６０により弁体３５のコア４１に対する位置が規制されているため、弁体３５がコア４１に最も近付いたときの弁体３５とコア４１との間には、隙間Ｇが形成されている。
なお、ノーマルオープン式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して開指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて開弁した時点までの時間であり、すなわち“開応答遅れ”である。
これに対して、先に説明したノーマルクローズ式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して閉指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて閉弁した時点までの時間であり、すなわち“閉応答遅れ”である。
これに対して、先に説明したノーマルクローズ式の電磁弁の場合、応答遅れ算出ステップで算出される応答遅れＤＲは、コイル４２への電流の供給を停止した時点（電磁弁に対して閉指令が出力された時点）から弁体３５がコア４１から離れて閉弁した時点までの時間であり、すなわち“閉応答遅れ”である。
また、上述の実施形態では、ソレノイドコイル４２への電流の供給を停止した時点から、弁体３５がコア４１から離れた時点までの時間である応答遅れＤＲ（図６参照）の値自体を用いて、位置規制部６０の損傷を検知するようになっていたが、他の実施形態では、ピストン２２の速度Ｖや、回転シャフト３２の回転数Ｎに応じて正規化処理を行った正規化応答遅れＤＲ＊を用いて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。この場合、例えば、正規化応答遅れＤＲ＊を上述の閾値ＤＲｔｈと比較し、正規化応答遅れＤＲ＊が閾値ＤＲｔｈ以上であるときに、位置規制部６０に損傷が生じたと判定するようにしてもよい。
図９は、応答遅れＤＲを、回転数依存成分Ｒｄと、ピストン速度依存成分（ＤＲ−Ｒｄ）とに分けて示した図である。
図９に示すように、応答遅れＤＲは、ソレノイドコイル４２への電流供給に応じて高圧弁２８の弁体３５が非励磁位置に向かって動き始めるまでの間の第１遅れＲｄと、弁体３５が非励磁位置に到達するまでの第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）と、の和であると捉えることができる。ここで、第１遅れＲｄは、ピストン２２の速度Ｖには直接依存せず、回転シャフト３２の回転数Ｎに依存し、具体的には回転数Ｎに反比例する。一方、第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）は、ピストン２２の速度Ｖに依存し、具体的にはピストン速度Ｖに反比例する。
このため、基準となる第１遅れＲｄを基準第１遅れＲｄＢとし、基準となるピストン２２の速度Ｖを基準ピストン速度ＶＢとし、基準となる回転シャフト３２の回転数Ｎを基準回転数ＮＢとしたとき、下記式（１）により、応答遅れＤＲを正規化することができる。
［数１］
ＤＲ＊＝（ＤＲ−ＲｄＢ）×Ｖ／ＶＢ＋Ｒｄ×Ｎ／ＮＢ （１）
これにより、ピストン２２の速度Ｖ及び回転シャフト３２の回転数Ｎが異なる複数の運転状態間において、Ｖ及びＲの差異に起因した影響を排除した正規化応答遅れＤＲ＊を得ることができるため、油圧機械２０の運転状態によらず、高精度に位置規制部６０の損傷を検知することができる。
図９に示すように、応答遅れＤＲは、ソレノイドコイル４２への電流供給に応じて高圧弁２８の弁体３５が非励磁位置に向かって動き始めるまでの間の第１遅れＲｄと、弁体３５が非励磁位置に到達するまでの第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）と、の和であると捉えることができる。ここで、第１遅れＲｄは、ピストン２２の速度Ｖには直接依存せず、回転シャフト３２の回転数Ｎに依存し、具体的には回転数Ｎに反比例する。一方、第２遅れ（ＤＲ−Ｒｄ）は、ピストン２２の速度Ｖに依存し、具体的にはピストン速度Ｖに反比例する。
このため、基準となる第１遅れＲｄを基準第１遅れＲｄＢとし、基準となるピストン２２の速度Ｖを基準ピストン速度ＶＢとし、基準となる回転シャフト３２の回転数Ｎを基準回転数ＮＢとしたとき、下記式（１）により、応答遅れＤＲを正規化することができる。
［数１］
ＤＲ＊＝（ＤＲ−ＲｄＢ）×Ｖ／ＶＢ＋Ｒｄ×Ｎ／ＮＢ （１）
これにより、ピストン２２の速度Ｖ及び回転シャフト３２の回転数Ｎが異なる複数の運転状態間において、Ｖ及びＲの差異に起因した影響を排除した正規化応答遅れＤＲ＊を得ることができるため、油圧機械２０の運転状態によらず、高精度に位置規制部６０の損傷を検知することができる。
図１０は、一実施形態に係る正規化応答遅れＤＲ＊の算出方法を示す信号処理を示す図である。
同図に示すように、回転シャフト３２の回転パルスをパルス計により取得する（Ｓ２００）。次に、回転パルス２００の計測結果から位相角情報を算出する（Ｓ２０２）。位相角情報２０２から回転シャフト３２の回転数Ｎが得られる（Ｓ２０４）。一方、ソレノイド４２における電流値、および、作動室２４における圧力（筒内圧）を監視しておく（Ｓ２０６及びＳ２０８）。そして、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、ソレノイド４２における電流値がゼロになった時点（ソレノイド４２への電流供給停止時点）における位相角を算出する（Ｓ２１０）。また、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、筒内圧が低下し始める時点（弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点）における位相角を算出する（Ｓ２１２）。Ｓ２１０において算出した位相角と、Ｓ２１２で算出した位相角との差を求めることで、応答遅れＤＲが算出される（Ｓ２１４）。一方、Ｓ２０４で求めた回転シャフト３２の回転数Ｎから、Ｓ２１２で求めた位相角から、弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点におけるピストン２２の速度Ｖが求まる（Ｓ２１６）。こうして、上記式（１）に対して、応答遅れＤＲと、Ｓ２０４で求めた回転数Ｎと、Ｓ２１６で求めたピストン速度Ｖと、既知のパラメータ（基準第１遅れＲｄＢ、基準ピストン速度ＶＢ及び基準ピストン速度ＶＢ）と、を代入することで、正規化応答遅れＤＲ＊を算出することができる（Ｓ２１８）。
なお、幾つかの実施形態では、上述の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１８）は、診断システム１０１の応答遅れ算出部１０３において行ってもよい。この場合、診断システム１０１の損傷検知部１０２が、応答遅れ算出部１０３により算出された正規化応答遅れＤＲ＊と、閾値設定部１０４により設定された閾値ＤＲｔｈとの比較結果に基づいて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。
同図に示すように、回転シャフト３２の回転パルスをパルス計により取得する（Ｓ２００）。次に、回転パルス２００の計測結果から位相角情報を算出する（Ｓ２０２）。位相角情報２０２から回転シャフト３２の回転数Ｎが得られる（Ｓ２０４）。一方、ソレノイド４２における電流値、および、作動室２４における圧力（筒内圧）を監視しておく（Ｓ２０６及びＳ２０８）。そして、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、ソレノイド４２における電流値がゼロになった時点（ソレノイド４２への電流供給停止時点）における位相角を算出する（Ｓ２１０）。また、Ｓ２０２において取得した位相角情報から、筒内圧が低下し始める時点（弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点）における位相角を算出する（Ｓ２１２）。Ｓ２１０において算出した位相角と、Ｓ２１２で算出した位相角との差を求めることで、応答遅れＤＲが算出される（Ｓ２１４）。一方、Ｓ２０４で求めた回転シャフト３２の回転数Ｎから、Ｓ２１２で求めた位相角から、弁体３５がコア４１から離れて非励磁位置に到達した時点におけるピストン２２の速度Ｖが求まる（Ｓ２１６）。こうして、上記式（１）に対して、応答遅れＤＲと、Ｓ２０４で求めた回転数Ｎと、Ｓ２１６で求めたピストン速度Ｖと、既知のパラメータ（基準第１遅れＲｄＢ、基準ピストン速度ＶＢ及び基準ピストン速度ＶＢ）と、を代入することで、正規化応答遅れＤＲ＊を算出することができる（Ｓ２１８）。
なお、幾つかの実施形態では、上述の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１８）は、診断システム１０１の応答遅れ算出部１０３において行ってもよい。この場合、診断システム１０１の損傷検知部１０２が、応答遅れ算出部１０３により算出された正規化応答遅れＤＲ＊と、閾値設定部１０４により設定された閾値ＤＲｔｈとの比較結果に基づいて、位置規制部６０の損傷を検知してもよい。
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。
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。
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
３３ ソレノイドコイル
３４ 高圧連通ライン
３５ 弁体
３６ 低圧連通ライン
３７ ケーシング
３８ バルブユニット
４０ 可動ユニット
４１ コア
４２ ソレノイドコイル
４３ 連通流路
４４ スプリング
４５ 連通流路
４６ 弁座
４７ バルブケーシング
４８ 弁体
４９ ロッド
５０ アーマチュア
５２ 可動ユニット
５４ ソレノイドコイル
５６ スプリング
５８ 弁座
６０ 位置規制部
６１ 下端面
６２ 非磁性体層
６２ａ 板材
６２ｂ 溶射層
６３ 上端面
６４ 段差部
６５ シート面
６６ 背面
７２ 圧力センサ
７４ 回転数センサ
７６ 電流センサ
８２ クランプ
８４ 環状部材
８６ 環状スペーサ
９０ 作動油
９２ 入口
９４ 出口
１００ 制御部
１０１ 診断システム
１０２ 損傷検知部
１０３ 応答遅れ算出部
１０４ 閾値設定部
１０６ バルブ制御部
ＤＲｔｈ 閾値
Ｇ 隙間
Ｏ 軸中心
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
３３ ソレノイドコイル
３４ 高圧連通ライン
３５ 弁体
３６ 低圧連通ライン
３７ ケーシング
３８ バルブユニット
４０ 可動ユニット
４１ コア
４２ ソレノイドコイル
４３ 連通流路
４４ スプリング
４５ 連通流路
４６ 弁座
４７ バルブケーシング
４８ 弁体
４９ ロッド
５０ アーマチュア
５２ 可動ユニット
５４ ソレノイドコイル
５６ スプリング
５８ 弁座
６０ 位置規制部
６１ 下端面
６２ 非磁性体層
６２ａ 板材
６２ｂ 溶射層
６３ 上端面
６４ 段差部
６５ シート面
６６ 背面
７２ 圧力センサ
７４ 回転数センサ
７６ 電流センサ
８２ クランプ
８４ 環状部材
８６ 環状スペーサ
９０ 作動油
９２ 入口
９４ 出口
１００ 制御部
１０１ 診断システム
１０２ 損傷検知部
１０３ 応答遅れ算出部
１０４ 閾値設定部
１０６ バルブ制御部
ＤＲｔｈ 閾値
Ｇ 隙間
Ｏ 軸中心
Claims (15)
- 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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出するための圧力センサと、
前記圧力センサにより得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。 - 前記損傷検知部は、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械の診断システム。
- 前記損傷検知部は、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧機械の診断システム。
- 前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するように構成された閾値設定部をさらに備え、
前記損傷検知部は、前記応答遅れ算出部により算出された前記応答遅れと、前記閾値設定部で設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知するように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油圧機械の診断システム。 - 前記弁体及び前記コアは、それぞれ磁性材料で構成され、
前記電磁弁は、前記弁体と前記コアとが最も近付いたときに、前記弁体と前記コアとの間には隙間が形成されるように構成された
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油圧機械の診断システム。 - 前記位置規制部は、前記弁体と前記コアとの間に設けられた非磁性体層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油圧機械の診断システム。
- 前記非磁性体層は、非磁性材料で構成された板材を含むことを特徴とする請求項６に記載の油圧機械の診断システム。
- 前記非磁性体層は、前記弁体又は前記コアの少なくとも一方の表面に設けられた非磁性材料で構成された溶射層を含むことを特徴とする請求項６に記載の油圧機械の診断システム。
- 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１乃至８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。 - 前記診断システムにより前記位置規制部の損傷が検知されたときに、該位置規制部を含む前記電磁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。 - 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９又は１０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。 - 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、
前記高圧弁又は前記低圧弁の少なくとも一方は、
コイルに電流を供給して生じる磁力によってコアに向かって吸引されるように構成された弁体と、
前記弁体が吸引されたときに前記コアに最も近付く位置を規制するための位置規制部と、
を有する電磁弁であり、
前記作動室の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップで得られる筒内圧の経時変化に基づいて、前記コイルへの電流の供給を停止した時点から前記弁体が前記コアから離れた時点までの時間である応答遅れを算出するステップと、
前記応答遅れに基づいて、前記位置規制部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。 - 前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れが閾値以上であるときに、前記位置規制部に損傷が生じたと判定することを特徴とする請求項１２に記載の油圧機械の診断方法。
- 前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れの経時変化に基づいて、前記位置規制部の損傷度を評価することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の油圧機械の診断方法。
- 前記電磁弁の初期状態における前記応答遅れの統計値に基づいて、閾値を決定するステップをさらに備え、
前記損傷を検知するステップでは、前記応答遅れ算出により算出された前記応答遅れと、前記閾値を決定するステップで設定された前記閾値との比較結果に基づいて、前記位置規制部の損傷を検知することを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の油圧機械の診断方法。
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| JP2016035547A JP6472400B2 (ja) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、並びに再生可能エネルギー型発電装置 |
| EP16199686.3A EP3211276B1 (en) | 2016-02-26 | 2016-11-18 | Hydraulic machine with diagnosis system, renewable-energy type power generating apparatus and method for diagnosing hydraulic machine |
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|---|---|---|---|
| JP2016035547A JP6472400B2 (ja) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 油圧機械の診断システム及び診断方法、油圧機械、並びに再生可能エネルギー型発電装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3530995A1 (en) | 2018-02-26 | 2019-08-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Poppet valve, hydraulic machine, hydraulic transmission, renewable-energy type power generating apparatus, and method of producing poppet valve |
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE4217871A1 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-02 | Thomas Magnete Gmbh | Elektromagnet mit mit einer Stange versehenem Anker |
| EP2721332B1 (en) | 2012-08-10 | 2017-10-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Poppet valve |
-
2016
- 2016-02-26 JP JP2016035547A patent/JP6472400B2/ja active Active
- 2016-11-18 EP EP16199686.3A patent/EP3211276B1/en not_active Not-in-force
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