(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給通路と、
該供給通路に流体接続され、第１オリフィスを有する第１バルブ部材、及び、第２オリフィスを有する第２バルブ部材を含み、前記第１バルブ部材が前記第２バルブ部材に対して、前記第１オリフィスが前記第２オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第１バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第３オリフィスを有する第３バルブ部材、及び、第４オリフィスを有する第４バルブ部材を含み、前記第３バルブ部材が前記第４バルブ部材に対して、前記第３オリフィスが前記第４オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第２バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第５オリフィスを有する第５バルブ部材、及び、第６オリフィスを有する第６バルブ部材を含み、前記第５バルブ部材が前記第６バルブ部材に対して、前記第５オリフィスが前記第６オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第３バルブと、を備え、
前記第１バルブ部材及び前記第３バルブ部材の移動経路は、ほぼ共通の平面内に位置し、互いにほぼ平行に配置され、
前記第１及び第２バルブは、前記供給通路の両側に配置され、
前記第５バルブ部材の移動経路は、前記第１及び第３バルブ部材の移動経路にほぼ平行に配置され、かつ、前記第１及び第３バルブ部材の移動経路によって定義される平面の外側に位置することを特徴とするバルブマニホールド。
【請求項２】
供給通路と、
該供給通路に流体接続され、第１オリフィスを有する第１バルブ部材、及び、第２オリフィスを有する第２バルブ部材を含み、前記第１バルブ部材が前記第２バルブ部材に対して、前記第１オリフィスが前記第２オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第１バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第３オリフィスを有する第３バルブ部材、及び、第４オリフィスを有する第４バルブ部材を含み、前記第３バルブ部材が前記第４バルブ部材に対して、前記第３オリフィスが前記第４オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第２バルブと、
更に、前記供給通路に流体接続され、第５オリフィスを有する第５バルブ部材、及び、第６オリフィスを有する第６バルブ部材を含み、前記第５バルブ部材が前記第６バルブ部材に対して、前記第５オリフィスが前記第６オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第３バルブと、を備え、
前記第１バルブ部材及び前記第３バルブ部材の移動経路は、ほぼ共通の平面内に位置し、
前記第１バルブ部材の縦軸と前記第３バルブ部材の縦軸とは、共通の軸に沿って配置され、
前記第５バルブ部材の移動経路は、前記第１及び第３バルブ部材の移動経路に対して傾斜して配置されていることを特徴とするバルブマニホールド。
ルド。
【請求項３】
供給通路と、
該供給通路に流体接続され、第１オリフィスを有する第１バルブ部材、及び、第２オリフィスを有する第２バルブ部材を含み、前記第１バルブ部材が前記第２バルブ部材に対して、前記第１オリフィスが前記第２オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第１バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第３オリフィスを有する第３バルブ部材、及び、第４オリフィスを有する第４バルブ部材を含み、前記第３バルブ部材が前記第４バルブ部材に対して、前記第３オリフィスが前記第４オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第２バルブと、を備え、
前記第１バルブ部材及び前記第３バルブ部材の移動経路は、ほぼ共通の平面内に位置し、
前記第１バルブ部材の縦軸及び前記第３バルブ部材の縦軸は、前記供給通路の縦軸に一致し、
更に、前記供給通路の前記第２バルブ部材の下流に流体接続される入口ポート及び前記第１バルブ部材に流体接続される出口ポートを有する第３バルブを備え、
該第３バルブは、前記第１バルブに選択的に圧力を作用させて、前記第１バルブ部材を閉位置と開位置との間で移動させるように作動し、
更に、前記第２バルブ部材と前記第３バルブとの間の流体通路に配置された逆止弁と、前記第３バルブと前記逆止弁との間に配置されたアキュムレータとを備えていることを特徴とするバルブマニホールド。
【請求項４】
供給通路と、
該供給通路に流体接続され、第１オリフィスを有する第１バルブ部材、及び、第２オリフィスを有する第２バルブ部材を含み、前記第１バルブ部材が前記第２バルブ部材に対して、前記第１オリフィスが前記第２オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第１バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第３オリフィスを有する第３バルブ部材、及び、第４オリフィスを有する第４バルブ部材を含み、前記第３バルブ部材が前記第４バルブ部材に対して、前記第３オリフィスが前記第４オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第２バルブと、を備え、
前記第１バルブ部材及び前記第３バルブ部材の移動経路は、ほぼ共通の平面内に位置し、
前記第１バルブ部材の移動経路は、前記第３バルブ部材の移動経路に対して傾斜していることを特徴とするバルブマニホールド。
【請求項５】
供給通路と、
該供給通路に流体接続され、第１オリフィスを有する第１バルブ部材、及び、第２オリフィスを有する第２バルブ部材を含み、前記第１バルブ部材が前記第２バルブ部材に対して、前記第１オリフィスが前記第２オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第１バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第３オリフィスを有する第３バルブ部材、及び、第４オリフィスを有する第４バルブ部材を含み、前記第３バルブ部材が前記第４バルブ部材に対して、前記第３オリフィスが前記第４オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第２バルブと、
前記供給通路に流体接続され、第５オリフィスを有する第５バルブ部材、及び、第６オリフィスを有する第６バルブ部材を含み、前記第５バルブ部材が前記第６バルブ部材に対して、前記第５オリフィスが前記第６オリフィスに流体接続される開位置と、流体接続されない閉位置との間で移動経路に沿って移動可能な第３バルブと、を備え、
前記第１バルブ部材及び前記第３バルブ部材の移動経路は、ほぼ共通の平面内に位置し、
前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブは、前記供給通路の縦軸の周りにほぼ円形のパターンで配置されていることを特徴とするバルブマニホールド。
【請求項６】
更に、共通の流体ノードから径方向外向きに延びる複数の供給通路を備え、
前記複数の供給通路は、それぞれ前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブの一つに流体接続されていることを特徴とする請求項５に記載のバルブマニホールド。
【請求項７】
前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブのそれぞれの縦軸は、前記共通の流体ノードから径方向外向きに延びていることを特徴とする請求項６に記載のバルブマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年６月２日に提出された米国仮特許出願第６１／０５８０８３号について優先権を主張し、その全てを援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧システムは、時間と共に変化する異なる流量及び圧力要求をそれぞれが有する複数の油圧負荷を含むことができる。この油圧システムは、油圧負荷に加圧流体の流れを供給するためのポンプを含むことができる。固定容量型ポンプは、可変容量型ポンプよりも小型、軽量かつ安価であることが多い。一般的に、固定容量型ポンプは、ポンプ動作の各サイクルの間、一定の体積の流体を供給する。この固定容量型ポンプの出力体積は、ポンプの速度を調整することによって制御することができる。固定容量型ポンプの出口を閉じる又は絞ることにより、対応するシステム圧力が増大することになる。油圧システムの過度の加圧を防止するため、固定容量型ポンプは、ポンプ出力が複数の油圧負荷の流量要求を超える時間中、システム内の圧力レベルを制御するために、一般的に圧力レギュレータまたはアンロードバルブを利用する。油圧システムは、更に、加圧流体の複数の油圧負荷への分配を制御するための様々なバルブを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１Ａ】図１Ａは、メイン−ステージマニホールド及びパイロットバルブマニホールドを含む一実施形態のバルブマニホールド側面の縦断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのメイン−ステージマニホールドの一部を拡大して示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａのメイン−ステージマニホールドの一部を拡大して示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、互いに平行配置された複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの並列バルブ配置を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ラジアル配置された複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａのラジアルバルブ配置を概略的に示す図である。
【図４】図１Ａの直線状バルブ配置を概略的に示す図である。
【図５】分割直線状配置された複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドを概略的に示す図である。
【図６Ａ】環状に配置された複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの環状バルブ配置を概略的に示す図である。
【図７Ａ】２×２同軸配置された複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの同軸バルブ配置を概略的に示す図である。
【図８】図８は、メイン−ステージバルブの縦方向の側部に沿って外部に配置されたパイロットバルブを有するバルブアセンブリを概略的に示す図である。
【図９】メイン−ステージバルブの端部に隣接して外部に配置されたパイロットバルブを有するバルブアセンブリを概略的に示す図である。
【図１０】メイン−ステージバルブ内部に配置されたパイロットバルブを有するバルブアセンブリを概略的に示す図である。
【図１１】それぞれがパイロットバルブを使用して開弁し、戻しバネを使用して閉弁する複数のメイン−ステージバルブを含む一実施形態の油圧システムを概略的に示す図である。
【図１２】それぞれがパイロットバルブを使用して開弁し、共有の戻し圧力バルブを使用して閉弁する複数のメイン−ステージバルブを含む一実施形態の油圧システムを概略的に示す図である。
【図１３】それぞれが１つのパイロットバルブを使用して開弁し、１つのパイロットバルブを使用して閉弁する複数のメイン−ステージバルブを含む一実施形態の油圧システムを概略的に示す図である。
【図１４】複数のパイロットバルブを使用して開閉する複数のメイン−ステージバルブを含む一実施形態の油圧システムを概略的に示す図である。
【図１５】図１４の一実施形態の油圧システムと共に使用されて、メイン−ステージバルブの作動を制御するための様々なオプションを識別する論理テーブルを示す図である。
【図１６】付勢部材を使用してメイン−ステージスプールを閉位置に予荷重する図１４の一実施形態の油圧システムを概略的に示す図である。
【図１７】図１６の一実施形態の油圧システムと共に使用されて、メイン−ステージバルブの作動を制御するための様々なオプションを識別する論理テーブルを示す図である。
【図１８ａ】図１６の一実施形態の油圧システムと共に使用されて、メイン−ステージバルブの作動を制御するための様々な追加のオプションを識別する論理テーブルを示す図である。
【図１８ｂ】図１６の一実施形態の油圧システムと共に使用されて、メイン−ステージバルブの作動を制御するための様々な追加のオプションを識別する論理テーブルを示す図である。
【図１９Ａ】上流側の圧力に応答してメイン−ステージバルブを開くように構成された一体化された圧力補助機構を使用する一実施形態のメイン−ステージバルブの縦断面図である。
【図１９Ｂ】閉位置に配置された図１９Ａのメイン−ステージバルブの一部を拡大して示す図である。
【図１９Ｃ】開位置に配置された図１９Ｂに示されるメイン−ステージバルブの部分を示す図である。
【図２０Ａ】上流側の圧力に応答してメイン−ステージバルブを閉じるように構成された一体化された圧力補助機構を使用する一実施形態のメイン−ステージバルブの縦断面図である。
【図２０Ｂ】閉位置に配置された図２０Ａのメイン−ステージバルブの一部を拡大して示す図である。
【図２０Ｃ】開位置に配置された図２０Ｂに示されるメイン−ステージバルブの部分を示す図である。
【図２１Ａ】下流側の圧力に応答してメイン−ステージバルブを開くように構成された一体化された圧力補助機構を使用する一実施形態のメイン−ステージバルブの縦断面図である。
【図２１Ｂ】閉位置に配置された図２１Ａのメイン−ステージバルブの一部を拡大して示す図である。
【図２１Ｃ】開位置に配置された図２１Ｂに示されるメイン−ステージバルブの部分を示す図である。
【図２２Ａ】下流側の圧力に応答してメイン−ステージバルブを閉じるように構成された一体化された圧力補助機構を使用する一実施形態のメイン−ステージバルブの縦断面図である。
【図２２Ｂ】閉位置に配置された図２２Ａのメイン−ステージバルブの一部を拡大して示す図である。
【図２２Ｃ】開位置に配置された図２２Ｂに示されるメイン−ステージバルブの部分を示す図である。
【図２３】メイン−ステージバルブのスプールが閉位置と開位置との間で移動されるときに生じる衝撃力を減少させるためにメイン−ステージバルブと共に使用されるダンピングシステムの部分断面図である。
【図２４】図２３に示すダンピングシステムを拡大して示す部分断面図である。
【図２５Ａ】メイン−ステージバルブのスプールが閉位置に移動されるときに生じる衝撃力を減少させるためにメイン−ステージバルブと共に使用されるダンピングシステムの部分断面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａに見られるダンピングリング及びスプールの分解図である。
【図２６】油圧ポンプアセンブリと一体化された図１Ａ及び図４の直線状バルブ配置の部分断面図である。
【図２７】油圧ポンプアセンブリと一体化された図５の直線状バルブ配置の部分断面図である。
【図２８Ａ】スプールが第１位置に配置された共通のスプール及びスリーブを共有する複数のメイン−ステージバルブを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図２８Ｂ】スプールが第２位置に配置された図２８Ａの一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図２９Ａ】スプールの外側端部表面に隣接して配置されたスプール作動表面を使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図２９Ｂ】スプールの内側端部表面に隣接して配置されたスプール作動表面を使用する図２９Ａに示される一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図３０】リング状のバルブアクチュエータを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図３１Ａ】ピン状のバルブアクチュエータを使用する一実施形態のメイン−ステージマニホールドの部分断面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ａに示されるメイン−ステージマニホールドの端面の部分断面である。
【図３２】圧縮性流体の体積を最小化してシステム作動効率を改善するための一体化された油圧流体分配モジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
詳細な説明
以下の詳細な説明及び図面を参照して、開示されたシステムの実施形態が詳細に示されている。図は、いくつかの可能な実施形態を表すが、これらの図は、必ずしも正確な縮尺ではなく、開示された装置のよりよい図示及び説明のために、特定の特徴が誇張され、取除かれ、あるいは、一部が破断されている。更に、ここに示した説明は、完全なもの、あるいは、特許請求の範囲を図及び以下の詳細な説明に開示されたそのままの形状及び形態に限定、すなわち、制限することを意図していない。
【０００５】
図１Ａは、可変流量及び可変圧力要求を有する複数の油圧負荷への加圧流体の分配を制御するための一実施形態の油圧マニホールド２０を示している。説明のため、マニホールド２０は、それぞれがメイン−ステージバルブ３０、３２、３４及び３６として特定される４つの分離したバルブを含むように示されている。マニホールド２０は、４つのバルブ３０、３２、３４及び３６を含むように示されているが、特定の適用例の要求に応じて、より少ない又はより多くのバルブを含んでもよい。各メイン−ステージバルブは、１つ又はそれ以上の油圧負荷に流体接続することができる。一例として、これらの油圧負荷は、これに限定されないが、油圧シリンダ及び油圧モータ等の様々な油圧作動装置を含むことができる。メイン−ステージバルブは、それぞれの油圧負荷への流体の圧力及び流量を選択的に調整することにより、油圧負荷の作動を制御する。
【０００６】
これらのバルブ３０、３２、３４及び３６は、メイン−ステージマニホールドを形成するための様々な配置で相互接続できるように適当に構成することができる。図１Ａに示されるメイン−ステージマニホールドの配置では、メイン−ステージバルブは、一直線状に一体に並べられている。「一直線」という用語は、個々のバルブスプールが概して端部と端部とを接して直線状に配置されていることを意味する。また、これらのメイン−ステージバルブは、以下に説明する実施形態のように他の様々な形態で配置することもできる。
【０００７】
この一実施形態のメイン−ステージマニホールドは、マニホールド２０に流入した高圧流体が通る入口ポート４２を含む。４つのメイン−ステージバルブの数である４つの出口ポート４４、４６、４８及び５０を対応する油圧負荷に流体接続することができる。入口ポート４２は、固定容量型ポンプ（図示せず）等の加圧流体源に流体接続することができる。これらに限定しないが、ギヤポンプ、ベーンポンプ、アキシャルピストンポンプ及びラジアルピストンポンプを含む様々なポンプ形式を利用することができる。しかしながら、加圧流体の流れを発生可能な他の装置も利用可能であることが分かる。流体源から受入れた加圧流体は、入口ポート４２を通してメイン−マニホールド２０に入り、１つ以上の出口ポート４４，４６、４８及び５０を通ってメイン−ステージマニホールドを出る。これらのバルブ３０、３２、３４及び３６は、入口ポート４２から、それぞれの出口ポート４４，４６、４８及び５０への加圧流体の流れを選択的に制御する。
【０００８】
各バルブ３０、３２、３４及び３６は、油圧作動のスプールバルブ４０を含む。各バルブ３０、３２、３４及び３６は、バルブボディ３８及びバルブボディ３８内に配置されたスプールバルブ４０を含む。各スプールバルブ４０は、スリーブ６４として示されてバルブボディ３８に対して固定された略円筒状の中空スリーブ、及び、スプール６６として示されてスリーブ６４の外周に摺動可能に配置された略円筒状のスプールを含む。スプール６６は、スリーブ６４の長さの一部にわたって進退動可能である。「スプール」及び「スリーブ」という用語は、一般的にスプールバルブの部品を説明するために使用されるが、これらの用語は、一貫して同じ部品を示すために常に使用されるわけではない。したがって、この実施形態をとおして、「スリーブ」という用語は、固定した部品を示し、「スプール」という用語は、固定した部品に対して移動可能な部品を示すものとする。このため、本説明のスプールバルブ４０については、内側の部材がバルブボディ３８に対して固定されるので、これを「スリーブ」として示すことにし、これに対して、スリーブに対して移動可能に配置された外側の部材を「スプール」として示すものとする。一方、外側部材がバルブボディに対して固定されて、内側部材が外側部材に対して移動可能であれば、内側部材が「スプール」として示され、外側部材が「スリーブ」として示される。
【０００９】
スリーブ６４及びスプール６６のそれぞれは、各部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含み、スプール６６は、一連のオリフィス８０を含み、スリーブ６４は、一連のオリフィス８２を含む。オリフィス８０及び８２は、図１Ｃに示されるように、ほぼ共通のパターンで配置されて、スプール６６がスリーブ６４に対して開位置に配置されたとき、スプール６６のオリフィス８０がスリーブ６４のオリフィス８２にほぼ整合するようになっている。バルブ３０、３２、３４及び３６は、スプール６６のオリフィス８０がスリーブ６４のオリフィス８２に整合するように、スプール６６をスリーブ６４に対して軸方向に摺動させることにより、開位置（例えば、図１Ｃに示されるバルブ３６）に配置することができる。このような配置は、加圧流体をスプールバルブ４０を通してバルブ３０、３２、３４及び３６のそれぞれの出口ポート４４，４６、４８及び５０に流通できるようにする。スプール６６は、スプール６６及びスリーブ６４のオリフィスを意図的にずらしてバルブを通る流体の流れを阻止するようにスプール６６をスリーブ６４に対して軸方向に摺動することにより、閉位置（例えば、図１Ａに示されるバルブ３６）に戻すことができる。４つの各バルブ３０、３２、３４及び３６のスプール６６は、図１Ａでは、閉位置に図示されている。
【００１０】
バルブ３０、３２、３４及び３６は、例えばソレノイド作動のパイロットバルブ６２によって油圧作動することができる。パイロットバルブ６２は、圧力源に流体接続される入口ポート９２を含んでいる。図１Ｂを参照して、パイロットバルブ６２の出口ポート９６は、スプール６６の段付領域１００及びバルブボディ３８の壁部１０２によって少なくとも一部が形成された流体室９８に流体接続している。各スプール６６の段付領域１００は、概して垂直に向いた表面１０８を含む。流体室９８を加圧することにより、スプール６６の表面１０８に対して概して軸方向の力を作用させ、この力は、スプール６６をスリーブ６４に対して軸方向に開位置へ移動しようとする。
【００１１】
図１Ａに戻って、スプールバルブは、それぞれ付勢部材１０６を使用し、この付勢部材１０６は、コイルバネ及び板バネ等の様々な形態を含むことができ、スプール６６を開位置から閉位置へ移動させる。また、スプールバルブは、スプール６６を閉位置から開位置へ移動させる付勢部材を有するように構成してもよい。付勢部材１０６は、スプール６６に対して付勢力を作用させ、この付勢力は、スプール６６の反対側の端部の流体室９８を加圧することにより生じる付勢力とはほぼ反対方向になる。バルブ３０、３２、３４及び３６は、流体室９８を充分に加圧して付勢部材１０６によって生じる付勢力に打勝つことにより、開位置に移動させることができる。そうすることにより、図１Ｃに示されるように、スプール６６をスリーブ６４に対して軸方向に摺動させて、スプール６６のオリフィス８０をスリーブ６４のオリフィス８２に流体接続する。スプール６６のスリーブ６４に対する位置決めは、スプール６６のオリフィス８０がスリーブ６４のオリフィス８２に流体接続されるとき、スプール６６の第１端部１１２に係合するストップ部１１０、又は、スプール６６の他の適当な部分によって制御することができる。また、スリーブ６４のスプール６６に対する位置決めを制御するために、他の機構を使用してもよい。
【００１２】
スプール６６は、パイロットバルブ６２を流体室９８の加圧を解除するように調整することにより、閉位置に移動することができる。これにより、付勢部材１０６によって作用される付勢力がスプール６６を軸方向に閉位置に摺動できるようにする。スプール６６が閉位置に移動されたとき、スプール６６のオリフィス８０は、スリーブ６４のオリフィス８２から意図的に軸方向にずらされる。スプール６６の閉位置の位置決めは、スプール６６の端部１１３又はスプール６６の他の適当な部分をストップ部１１０と反対側に配置された第２ストップ部１１４に係合させることにより、制御することができる。
【００１３】
バルブ３０、３２、３４及び３６は、内側又は外側部材のいずれかがスプール６６として作動するように構成することもできる。図１Ａに示された一実施形態のメイン−ステージバルブでは、内側部材がスリーブ６４として機能し、外側部材がスプール６６として（すなわち、スリーブに対して移動可能に）機能する。一方、他の実施形態として、内側部材をスプール６６として機能するように構成し、外側部材をスリーブ６４としてもよい。更に、また、バルブ３０、３２、３４及び３６は、内側及び外側部材の両方が同時に互いに反対方向にバルブボディ３８に対して移動するように構成してもよい。後者の構成は、バルブ作動速度をより速くするが、システムがより複雑になる。
【００１４】
開位置のとき、加圧流体の流れが本実施形態のバルブ３０、３２、３４及び３６を径方向外向きの流れとなるように説明したが、メイン−ステージマニホールドは、流れが径方向内向きになるように構成してもよいものとする。この場合、図１Ａにおいて、それぞれ出口ポート４４、４６、４８及び５０として示される複数の通路は、１つの入口ポートとして作動し、入口ポート４２として示される通路は、出口ポートとして作動する。バルブ３０、３２、３４及び３６を通る加圧流体の方向は、バルブが作動するとき、内側又は外側バルブ部材がスプールとして作動するか、あるいは、両方の部材が互いに移動可能であるかどうかに依存しない。
【００１５】
バルブ３０、３２、３４及び３６並びにパイロットバルブ６２は、分離した圧力源を有してもよく、また、共通の圧力源を有してもよい。図１Ａに示される本実施形態のマニホールド構造では、バルブ３０、３２、３４及び３６並びにパイロットバルブ６２は、共通の圧力源を共有するように示されている。バルブ３０、３２、３４及び３６並びにパイロットバルブ６２の両方に供給する加圧流体は、入口ポート４２を通してメイン−ステージマニホールドに流入する。この入口ポート４２は、第１バルブ３０のスリーブ６４に流体接続されている。
【００１６】
バルブ３０、３２、３４及び３６のスリーブ６４は、直列に接続されて細長いプレナム１２０を形成する。この直列の端部のバルブ３６のスリーブ６４の下流側端部には、パイロットマニホールド１２２が流体接続されている。パイロットマニホールド１２２は、メイン−ステージ流体供給源から流出してパイロットバルブ６２に分配する加圧流体の一部が通るパイロット供給通路１２４を含む。各パイロットバルブ６２の入口ポート９２は、パイロット供給通路１２４に流体接続される。少なくとも１つのパイロットバルブ６２が作動するとき、パイロット供給通路１２４内にある流体の一部が、パイロットバルブ６２を通ってスプール６６に隣接する流体室９８に流れ、これにより、バルブ３０、３２、３４及び３６の少なくとも１つが開位置に作動する。
【００１７】
引続き図１Ａを参照して、パイロットマニホールド１２２は、逆止弁１３０を含む。逆止弁１３０は、パイロットマニホールド１２２に分配される加圧流体の流れを制御し、また、流体がパイロットマニホールド１２２からプレナム１２０に逆流するのを防止する。逆止弁１３０は、様々なあらゆる構造とすることができる。そのような構造の一例が図１Ａに示され、ここでは、パイロットマニホールド１２２への及びパイロットマニホールド１２２からの流体の流れを制御するためにボールチェックバルブが利用されている。逆止弁１３０は、パイロットマニホールド１２２の入口通路１３４に選択的に係合するボール１３２を含む。バネ１３６がボール１３２を付勢してパイロットマニホールド１２２の入口通路１３４に係合させる。逆止弁１３０を横切る圧力降下がバネ１３６によって作用する付勢力を超えたとき、ボール１３２は、パイロットマニホールド１２２の入口通路１３４から離脱して、加圧流体のプレナム１２０からパイロットマニホールド１２２への流れを許容する。油圧マニホールド２０からパイロットマニホールド１２２に流れる流体の流速は、逆止弁１３０を横切る圧力降下に依存する。圧力降下が大きいと、流速が速くなる。逆止弁１３０を横切る圧力降下がバネ１３６の付勢力よりも小さいとき、すなわち、パイロットマニホールド１２２内の圧力がプレナム１２０内の圧力を超えた場合、チェックバルブボール１３２は、パイロットマニホールド１２２の入口通路１３４に係合して、逆止弁１３０を通る両方向の流れを阻止する。バネ１３６のバネレートは、逆止弁１３０を横切る圧力降下が所望の圧力降下に達するまで、逆止弁１３０が開弁しないように選択される。
【００１８】
また、パイロットマニホールド１２２は、油圧流体から異物を取除くためにフィルタ１４０を使用してもよい。フィルタ１４０は、パイロットバルブ６２をマニホールド２０に接続するパイロット供給通路１２４に配置することができる。バンドフィルタ及びカートリッジフィルタ、その他のフィルタを含む広範なフィルタ１４０を使用することができるが、これらに限定されない。バンドフィルタは、コスト効果に優れ、一般的に、カートリッジフィルタよりも小さい包装材料で潜在的により高い圧力降下を許容することができる。一方、カートリッジフィルタは、目詰まりしたとき、交換することができ、また、一般的にバンドフィルタよりも大きなフィルタ表面積を有するが、より大きな包装材料を必要とする。
【００１９】
また、パイロットマニホールド１２２は、バルブ３０、３２、３４及び３６を作動させるために使用される加圧流体を貯留するためのアキュムレータ１４２を含む。アキュムレータ１４２は、あらゆる様々な構造とすることができる。例えば、図１Ａに示される一実施形態では、加圧流体を受入れて貯留するための流体リザーバ１４４を含む。リザーバ１４４は、パイロットマニホールド１２２に流体接続される。アキュムレータ１４２は、リザーバ１４４内には位置された移動可能なピストン１４６を含む。リザーバ１４４内のピストン１４６の位置によってリザーバ１４４の容積の選択的な変化を調整することができる。コイルバネ等の付勢機構１４８がピストン１４６をリザーバ１４４の容積を最小化する方向に付勢する。付勢手段１４８は、パイロットマニホールド１２２内にある加圧流体によって作用する圧力に対抗する付勢力を作用させる。この２つの対抗する力が、不均衡になったとき、ピストン１４６は、リザーバ１４４の容積を増大する、又は、縮小する、いずれかの方向に変位し、これにより、これらの対抗する２つの力の間のバランスを修復する。少なくともいくつかの状況では、リザーバ１４４内の圧力レベルは、パイロットマニホールド１２２内の圧力に対応する。リザーバ１４４内の圧力による力が付勢機構１４８によって生じる対抗力を超えた場合、ピストン１４６は、付勢機構１４８に向って変位し、これにより、リザーバ１４４の容積が増大して、アキュムレータ１４２に貯留できる流体の量が増大する。リザーバ１４４が流体の充填を続けて、付勢機構１４８によって発生する対抗力が、その付勢力とリザーバ１４４内から作用する対抗する圧力による力とがほぼ等しくなる点まで増大する。この２つの対抗力が釣合ったとき、リザーバ１４４の容積がほぼ一定に維持される。一方、１つ又はそれ以上のパイロットバルブ６２の作動により、一般的に、パイロットマニホールド１２２内の圧力レベルがリザーバ１４４内の圧力レベルよりも低下する。このことが、ピストン１４６を横切る圧力による力が、その後、不均衡になるということと組み合されて、リザーバ１４４に貯留された流体がパイロットマニホールド１２２に放出されて、バルブ３０、３２、３４及び３６を作動するために使用される。
【００２０】
バルブ３０、３２、３４及び３６は、マニホールド２０内に様々な態様で配置することができる。様々なバルブ配置の例が以下に説明されており、図２Ａ及び２Ｂに示されるような平行配置；図３Ａ及び３Ｂに示されるようなラジアル配置；図１Ａ及び４に示されるような直線状配置；図５に示されるような分割直線状配置；図６Ａ及び６Ｂに示されるような環状配置；及び図７Ａ及び７Ｂに示されるようなツーバイツー（２×２）同軸配置を含むが、これらに限定されない。様々なバルブ配置を記載した図は、それぞれ、メイン−ステージバルブの構造を記載するマニホールド２０の断面図、並びに、流体通路がメイン−ステージマニホールド及び個々のメイン−ステージバルブ（図５に示される分割直線状配置を除く）を通る態様を示すマニホールド２０の１つ又はそれ以上の概略図を含む。これらは、単に可能なバルブ配置のほんの一部に過ぎず、実際には、特定の用途の要求に応じて他の配置を使用することもできる。本実施形態のバルブ配置は、いかなる限定をも意図せず、他の配置を利用してもよい。
【００２１】
図２Ａを参照して、マニホールド２２０は、２つ又はそれ以上の平行配置のバルブ２３０を含み、バルブ２３０の縦軸Ａ−Ａは、互いに略平行に整列されている。各バルブ２３０のスプール２６６及びスリーブ２６４は、スプール２６６（可動部材）が外側部材で、スリーブ２６４（固定部材）が内側部材となるように配置されている。また、バルブ２３０は、外側部材がスリーブ２６４として作動し、内側部材がスプール２６６として作動するように構成されている。各バルブ２３０のスプール２６６の移動経路は、バルブの縦軸にほぼ一致し、互いにほぼ平行に整列されている。これらのスプール２６６の移動経路は、ほぼ同一平面内に配置されている。バルブ２３０は、マニホールド通路２２２の同じ側に配置されている。
【００２２】
図２Ｂも参照して、各バルブ２３０の入口２９２は、マニホールド供給通路２２２に流体接続されている。加圧流体は、圧力源に流体接続された入口２４２を通ってマニホールド供給通路２２２に流入する。この流体は、マニホールド供給通路２２２を通ってそれぞれのバルブ２３０の入口２９２に流れる。１つ以上のバルブの作動（すなわち開弁）は、加圧流体をマニホールド供給通路２２２からバルブ２３０のスプール２６６の内部室２３２に流通できるようにする。その点から流体は、スリーブ２６４のオリフィス２８０及びスプール２６６のオリフィス２８２を通って径方向外側へ流れ、その後、油圧負荷への対応する油圧回路を通るように方向付けられる。特定の性能上の利益を提供するのに加えて、平行バルブ配置は、機械加工及び組立て作業の簡素化により、製造コストを減少することができる。また、この特定の配置は、マニホールド２２０を特定の用途の要求に応じて容易に修正して、いかなる数のバルブを含むようにすることもできる。
【００２３】
図３Ａ及びず３Ｂを参照して、マニホールド３２０は、ラジアル配置に構成された２つ以上のバルブ３３０を含み、バルブ３３０は、共通の流体ノード３４２の軸Ａ−Ａの回りのほぼ円形パターンで配置されている。マニホールド３２０は、例えば図３Ｂに示されるように、車輪のスポークに類似した態様で、共通の流体ノード３４２から径方向外向きに延びる一連の供給通路３９１を含む。バルブ３３０の入口ポート３９２は、供給通路３９１に流体接続される。各バルブ３３０のスプール３６６及びスリーブ３６４は、スプール３６６（可動部材）が外側部材で、スリーブ３６４（固定部材）が内側部材となるように構成されるが、バルブ部材３３０は、機能が逆になるように構成されてもよい。加圧流体は、圧力源に流体接続される入口ポート３９３を通して供給通路３９１に流入する。流体は、供給通路３９１を通ってそれぞれのバルブ３３０の入口通路に流れる。１つ以上のバルブ３３０が作動（すなわち、開弁）することにより、加圧流体がスリーブ３６４のオリフィス３８０及びスプール３６６のオリフィス３８２を通って径方向外向きに流れるようにし、その後、油圧負荷への対応する油圧回路を流通する。
【００２４】
図１Ａ及び図４を参照して、バルブ３０、３２、３４及び３６は、マニホールド２０において直線状に配置されて示され、バルブ３０、３２、３４及び３６のスリーブ６４は、共通の縦軸Ａ−Ａに沿って端部どうしが隣接して配置されている。図４は、図１Ａのマニホールドの概略図であり、マニホールドを通る流体通路を示している。各バルブ３０、３２、３４及び３６のスプール６６及びスリーブ６４は、スプール６６（可動部材）が外側部材でスリーブ６４（固定部材）が内側部材となるように構成されている。この構成において、スリーブ６４は、共通の縦軸Ａ−Ａに沿って一体的に接続されて、連続した円筒状の供給通路９１を形成する。加圧流体は、圧力源に流体接続された入口ポート４２を通って供給通路に流入する。１つ以上のバルブ３０、３２、３４及び３６が作動（すなわち、開弁）することにより、加圧流体がスプール６６のオリフィス８０及びスリーブ６４のオリフィス８２を通って径方向外向きに流れて、油圧負荷に供給するための相互接続された油圧回路に流れるようにする。特定のバルブに送られる流体は、特定のバルブに送られる前に、それぞれの前のバルブのスリーブ６４を通って流れる。例えば、一連の最後のバルブ３６に送られる流体は、前のバルブ３０、３２及び３４のそれぞれのスリーブ６４を通って流れる。この直線状バルブ配置は、メイン−ステージの入口容積を最小限にし、延いては、油圧システムの全体の作動効率を改善することができる。各バルブ３０のスプール６６の移動経路は、互いにほぼ平行に整列され、それぞれのスプール６６の移動経路は、ほぼ共通軸に沿って延びている。バルブ３０、３２、３４及び３６は、それぞれ共通の縦軸Ａ−Ａを有し、この縦軸は、スプール６６の移動経路とほぼ平行に配置されている。縦軸Ａ−Ａは、マニホールド２０において、全てのバルブ３０、３２、３４及び３６によって共有される共通の軸である。供給通路９１は、バルブの軸Ａ−Ａとほぼ同軸である。
【００２５】
図５に記載された実施形態のバルブ配置は、マニホールド５２０を含んだ図４に示される直線状バルブ配置の修正された態様を概略的に示すものである。この配置は、分割直線状配置と呼ばれ、供給通路５９２の両側側に配置された２つの対に分離された４つのバルブ５３０を含む。バルブ５３０のそれぞれの対は、直線状配置に関して上述された態様で端部どうしが隣接して配置されている。加圧流体は、供給通路５９２を通してバルブ５３０の各対に供給される。加圧流体は、図１Ａ及び図４に示されるように、直線状バルブ配置に関して前述したように、バルブ５３０の各対に供給される。バルブ５３０の各セットは、２つ以上のバルブ５３０を含んでもよいこととする。それぞれのバルブ５３０のスプールの移動経路は、互いにほぼ平行に整列されている。スプールの移動経路は、ほぼ共通の軸に沿って延びている。例えば、バルブ５３０は、スプールの移動経路にほぼ平行に延びる共通の縦軸Ａ−Ａに沿って配置されて、マニホールド５２０において、縦軸Ａ−Ａは全てのバルブ５３０によって共有される共通の軸となっている。
【００２６】
図６Ａ及び６Ｂを参照して、マニホールド６２０は、図３Ａ及び３Ｂに示される配置と同様の環状配置に配置された２つ以上のバルブ６３０を含む。バルブ６３０は、環状のプレナム６９３の軸Ａ−Ａ回りのほぼ円形パターンで配置されている。メイン−ステージマニホールド６２０は、圧力源に流体接続される入口ポート６９２を含む。入口ポート６９２は、加圧流体を環状のプレナム６９３に送る。バルブ６３０は、環状のプレナム６９３の回りに配置され、プレナム６９３に流体接続されている。各バルブ６３０のスプール６６６及びスリーブ６６４は、スプール６６６（可動部材）が外側部材で、スリーブ６６４(固定部材)が内側部材となるように構成されている。しかしながら、バルブ６３０は、外側部材がスリーブ６６４として作動し、内側部材がスプール６６６として作動するように構成してもよいこととする。加圧流体は、圧力源に接続される入口ポート６９２に流入する。この流体は、入口ポート６９２を通って環状のプレナム６９３に流れる。１つ以上のバルブが作動（すなわち、開弁）したとき、加圧流体は、環状のプレナム６９３からバルブ６３０を通って出口ポート６４４に流れる。前に説明したバルブ配置とは異なり、加圧流体は、スプール６６６及びスリーブ６６４のオリフィスを通して径方向内向きにバルブ６３０の出口ポート６４４に流れる。スリーブ６６４の内側は、バルブ６３０の出口ポート６４４に流体接続される。出口ポート６４４は、油圧負荷に流体接続される。
【００２７】
図７Ａ及び７Ｂを参照して、マニホールド７２０は、図２Ａ及び２Ｂに記載された配置に類似するツーバイツー（２×２）同軸配置で配置された複数のバルブ７３０を含む。この配置は、共通のマニホールド供給通路７９３の両側に配置された２組のバルブ７３０を含む。所与のセットのバルブ７３０の縦軸Ａ−Ａは、互いにほぼ平行に整列されている。各バルブ７３０のスプール７６６及びスリーブ７６４は、スプール７６６(可動部材)が内側部材で、スリーブ（固定部材）が外側部材となるように配置されている。しかしながら、バルブ７３０は、内側部材がスリーブ７６４として作動し、外側部材がスプール７６６として作動するように構成することもできるものとする。各バルブ７３０の入口７９１は、マニホールド供給通路７９３に流体接続されている。加圧流体は、圧力源に流体接続される入口ポート７９２を通ってマニホールド供給通路７９３に流入する。この流体は、マニホールド供給通路７９３を通ってそれぞれのバルブ７３０の入口通路７９１に流れる。１つ以上のバルブ７３０が作動（すなわち、開弁）することにより、加圧流体がマニホールド供給通路７９３からスプール７６６の内部室７３２に流れるようにする。この点から、流体は、スプール７６６のオリフィス７８０及びスリーブ７６４のオリフィス７８２を通って径方向外向きに流れ、その後、油圧負荷への対応する油圧回路を通るように導かれる。各バルブ７３０のスプール７６６の移動経路は、少なくとも１つの他のバルブ７３０にほぼ平行に整列され、少なくとも１つの他のバルブ７３０にほぼ共通の平面内に配置される。各バルブ７３０は、少なくとも１つの他のバルブ７３０と共通の縦軸Ａ−Ａを共有する。
【００２８】
パイロットバルブをメイン−ステージバルブに取付けるために様々な選択肢がある。３つの例示的なパイロットバルブの取付の選択肢が図８〜１０に概略的に示されている。例えば、図８に示すように、パイロットバルブ８６２は、関連するメイン−ステージバルブ８３０の側部の外部に取付けることができる。この配置は、図１に示されるメイン−ステージバルブ及びパイロットバルブの配置に類似する。また、図９に示されるように、パイロットバルブ９６２をメイン−ステージバルブ９３０の端部の外部に取付けてもよい。また、図１０に示されるように、パイロットバルブ１０６２は、少なくとも一部をメイン−ステージバルブ１０３０の内部に一体化することができる。
【００２９】
図１Ａ〜１０に示されるバルブ配置は、様々な作動態様を使用することができる。バルブを作動させるためのそのような態様の一例が図１１に概略的に示されている。この構造は、パイロットバルブ１１６２及び戻しバネ１１０６等の付勢部材を利用して、各メイン−ステージバルブ１１３０の作動を制御する。戻しバネ１１０６は、コイルバネ及び板バネを含むあらゆる様々な態様とすることができるが、これらに限定されない。ポンプ１１３３及び１１３５等の分離した圧力源が設けられて、加圧流体の流れをパイロットバルブ１１６２及びメイン−ステージバルブ１１３０のそれぞれに供給する。圧力源の吐出圧力を制御するために圧力レギュレータが設けられる。しかしながら、パイロットバルブ１１６２及びメイン−ステージバルブ１１３０は、共通の圧力源を利用してもよいこととする。共通の圧力源を利用するように構成された一体化されたパイロットバルブ１１６２及びメイン−ステージバルブマニホールドの一例が図１Ａ、２Ａ及び３Ａに示されている。
【００３０】
引続き図１１を参照して、メイン−ステージバルブは、パイロットバルブ１１６２及び戻しバネ１１０６によって制御することができる。一例においては、パイロットバルブ１１６２は、１つ以上のソレノイドによって作動される。ソレノイドは、コイルを含み、このコイルは、励磁されたときパイロットバルブ１１６２を開位置と閉位置との間で移動させる。パイロットバルブ１１６２を開位置に配置することにより、ポンプ１１３３からの加圧流体をパイロットバルブ１１６２を通してメイン−ステージバルブ１１３０に流通させることができる。パイロットバルブ１１６２からの加圧流体により、メイン−ステージバルブ１１３０のスプールが開位置に移動し（図１Ａに関して前述したように）、これにより、加圧流体をポンプ１１３５からバルブ１１３０を通して油圧負荷１１３７に流通させることができる。パイロットバルブ１１６２をダンプ位置に配置することにより、パイロットバルブがバルブ１１３０を開くために使用される加圧流体の流れを停止して、パイロットバルブを低圧リザーバ１１６３に流体接続する。これにより、戻しバネ１１０６の付勢力がメイン−ステージバルブ１１３０のスプールを移動させて閉位置に戻し、これにより、加圧流体の油圧負荷１１３７への流れを遮断する。
【００３１】
メイン−ステージスプールを閉位置に戻すために戻しバネ１１０６を利用することは、システム圧力が低下した場合のフェイルセーフ機構の提供として優れている。このようなことが起こった場合、戻しバネ１１０６が作動してバルブ１１３０を閉じる。
【００３２】
戻しバネ１１０６は、メイン−ステージバルブの開閉の応答時間の所望のバランスが得られる強さとする。戻しバネ１１０６のバネレートを増大又は減少は、開閉応答時間の違いに影響する。例えば、バネレート増大すると、一般的に、所与の供給圧力に対して閉弁応答時間が対応して短縮し、開弁応答時間が対応して増大することになる。対応する開弁応答時間の増大は、戻しバネ１１０６の付勢力が制御されたパイロット操作力の運動に抗して作用することよるものである。対応する開弁応答時間の増大は、例えば、メイン−ステージバルブ１１３０を作動させるために使用される圧力の上昇によって解消されるが、そのようにすることは、いつも実行可能な代案であるとは限らない。反対に、戻しバネのバネレートを減少させると、一般的に、閉弁応答時間が対応して増大し、開弁応答時間が対応して減少することになる。したがって、戻しバネ１１０６の強さは、特定の用途に対して要求される所望のバルブ開閉応答時間、同様に、パイロット制御される操作力の大きさを含む様々な要因に依存するが、これらの要因に限定されない。
【００３３】
図１２を参照して、図１１に示されたメイン−ステージバルブの操作態様が、メイン−ステージ戻しバネ１１０６が省略され、代りに、メイン−ステージバルブ１２３０を閉じるために油圧を用いることにより、修正されている。メイン−ステージバルブ１２３０を閉じるために使用される戻し圧力は、単一の戻し圧力バルブ１２３２によって制御することができる。この構成は、ポンプ１２３３として示される共通の圧力源を利用する。圧力源の吐出圧力を調整するために圧力レギュレータが設けられている。ポンプ１２３３は、メイン−ステージバルブ１２３０を開閉するために必要な圧力を供給するために使用される。この構成の閉弁応答時間は、戻し圧力バルブ１２３２の出力圧力にほぼ比例する。戻し圧力バルブ１２３２の出力圧力が増大すると、一般的にバルブ１２３０の閉弁応答時間が対応して減少するのに対して、出力圧力が減少すると、一般的にその閉弁応答時間が対応して増大することになる。戻し圧力バルブ１２３２は、メイン−ステージバルブ１２３０のスプールを所望の応答時間内に閉位置に移動させるのに充分な圧力を供給するように、パイロットバルブ１２６２からの流体をドレーンするために必要な圧力よりも大きな最小限の出力圧力を発生させるように構成される。圧力レギュレータ１２４０は、パイロットバルブ１２３２からメイン−ステージバルブ１２３０に供給される圧力を制御するために設けられる。この圧力レギュレータは、パイロットバルブ１２３２の吐出ポート１２４２を低圧リザーバ１２６３に選択的に流体接続することにより、パイロットバルブ１２３２から吐出される圧力を制御する。この圧力レギュレータは、パイロットバルブの吐出圧力が所定圧力を超えたとき、パイロットバルブ１２３２から吐出される加圧流体の少なくとも一部が直接リザーバに１２６３に戻るようにする。ポンプ１２３３及び１２３５等の分離した圧力源が、加圧流体の流れをパイロットバルブ１２６２及びメイン−ステージバルブ１２３０のそれぞれに供給するために設けられる。また、パイロットバルブ１２６２及びメイン−ステージバルブ１２３０は、図１Ａ、２Ａ及び３Ａに示されるように、共通の圧力源を利用してもよい。
【００３４】
メイン−ステージバルブ１２３０の作動は、パイロットバルブ１２６２及び単一の戻し圧力バルブ１２３２によって制御される。一例では、パイロットバルブ１２６２は、１つ以上のソレノイドによって操作される。各ソレノイドは、コイルを含み、このコイルは、励磁されたとき、パイロットバルブ１２６２を開位置と閉位置との間で移動させる。開位置に配置されたとき、パイロットバルブ１２６２は、ポンプ１２３３からの加圧流体をパイロットバルブ１２６２を通してメイン−ステージバルブ１２３０に流通させる。パイロットバルブ１２６２からの加圧流体は、メイン−ステージバルブ１２３０のスプールを開位置に移動させ（例えば、図１Ａに関して説明した方法で）、これにより、加圧流体をポンプ１２３５からメイン−ステージバルブ１２３０を通して油圧負荷１２４７に流通させる。パイロットバルブ１２６２を閉位置に配置することにより、メイン−ステージバルブ１２３０を開弁するために使用される加圧流体の流れを停止させる。単一の戻し圧力バルブ１２３２がメイン−ステージバルブ１２３０のスプールを移動させて閉位置に戻すために必要な圧力を制御するために使用され、これにより、油圧負荷１２３７への加圧流体の流れを遮断する。
【００３５】
引続き図１２を参照して、この構成は、メイン−ステージスプールを閉位置に移動させるために戻しバネを利用しないが、システム圧力が喪失又は低下した場合にメイン−ステージバルブ１２３０を閉じるフェイルセーフ機構を設けるために戻しバネを利用してもよい。戻しバネがメイン−ステージスプールを閉位置に戻すための第一の手段として使用されないので、戻しバネのバネレートは、圧力源がメイン−ステージバルブ１２３０を閉じるための圧力を供給しない場合に要求される大きさよりも非常に小さくすることができる。
【００３６】
図１３は、図１２に示されるものと類似したメイン−ステージバルブの制御体系を示している。図１２に示される構成と同様、戻しバネではなく、油圧がメイン−ステージバルブ１３３０を閉じるために使用される。しかし、図１２に示される構成とは異なり、この構成は、単一の戻し圧力バルブ（すなわち、図１２のバルブ１２３２）ではなくて、分離したパイロットバルブ１３３２を利用して、バルブを閉じるためにメイン−ステージバルブ１３３０に送られる圧力を制御する。このため、各メイン−ステージバルブ１３３０は、２つの分離したパイロットバルブ１３３２及び１３６２を使用する。パイロットバルブ１３６２は、メイン−ステージバルブ１３３０の開弁を制御し、また、他のパイロットバルブ１３３２は、メイン−ステージバルブ１３３０の閉弁を制御する。この構成は、メイン−ステージスプールを閉位置に移動するために戻しバネを利用しないが、システム圧力が喪失又は低下した場合にメイン−ステージバルブ１２３０を閉じるフェイルセーフ機構を設けるために戻しバネを利用してもよい。戻しバネがメイン−ステージスプールを閉位置に戻すための第一の手段として使用されないので、戻しバネのバネレートは、圧力源がメイン−ステージバルブ１２３０を閉じるための圧力を供給しない場合に要求される大きさよりも非常に小さくすることができる。ポンプ１３３３及び１３３５等の分離した圧力源が、加圧流体の流れをパイロットバルブ１３３２及び１３６２、同様に、メイン−ステージバルブ１３３０のそれぞれに供給するために設けられる。圧力源の吐出圧力を制御するために圧力レギュレータを設けてもよい。しかしながら、パイロットバルブ１３３２及び１３６２、同様に、メイン−ステージバルブ１３３０は、図１Ａ、２Ａ及び３Ａに示されるように、共通の圧力源を利用してもよいこととする。
【００３７】
メイン−ステージバルブ１３３０の作動は、パイロットバルブ１３３２及び１３６２によって制御される。一例では、パイロットバルブ１３３２及び１３６２は、１つ以上のソレノイドによって操作される。各ソレノイドは、コイルを含み、このコイルは、励磁されたとき、パイロットバルブ１３３２及び１３６２を開位置と閉位置との間で移動させる。開位置に配置されたとき、パイロットバルブ１３６２は、ポンプ１３３３からの加圧流体をパイロットバルブ１３６２を通してメイン−ステージバルブ１３３０に流通させる。パイロットバルブ１３６２からの加圧流体は、メイン−ステージバルブ１３３０のスプールを開位置に移動させ、これにより、加圧流体をポンプ１３３５からメイン−ステージバルブ１３３０を通して油圧負荷１３３７に流通させる。パイロットバルブ１３６２をダンプ位置に配置することにより、メイン−ステージバルブ１３３０を開弁するために使用される加圧流体の流れを停止させて、パイロットバルブ１３６２をリザーバ１３６３に流体接続する。パイロットバルブ１３６２をダンプ位置に配置し、そして、パイロットバルブ１３３２が開かれ、メイン−ステージバルブ１３３０のスプールを移動させて閉位置に戻すために必要な圧力を供給し、これにより、油圧負荷１３３７への加圧流体の流れを遮断する。
【００３８】
図１４は、メイン−ステージバルブ１４３０を開閉するために必要はパイロットバルブ１４６２の数を最小限にするために、組み合わされた隣接するメイン−ステージバルブ１４３０の操作領域を上手く利用したメイン−ステージバルブ作動態様を概略的に示している。ポンプ１４３３及び１４３５等の分離した圧力源が設けられて、加圧流体の流れをパイロットバルブ１４６２及びメイン−ステージバルブ１４３０のそれぞれに供給する。圧力源の吐出圧力を制御するために圧力レギュレータを設けてもよい。しかしながら、パイロットバルブ１４６２、同様に、メイン−ステージバルブ１４３０は、例えば、図１Ａ、２Ａ及び３Ａに示されるように、共通の圧力源を利用してもよいこととする。各メイン−ステージバルブ１４３０は、２つの分離したパイロットバルブ１４６２を使用する。一方のパイロットバルブ１４６２が作動して、メイン−ステージバルブ１４３０を開き、他方のパイロットバルブが作動して、メイン−ステージバルブ１４３０を閉じる。メイン−ステージバルブ１４３０は、隣接するメイン−ステージバルブ１４３０とパイロットバルブ１４６２を共有する一連のバルブの端部に配置される。例えば、メイン−ステージバルブ（１）（図１４中の４つのメイン−ステージバルブ１４３０は、バルブ（１）〜（４）として個々に識別される）は、パイロットバルブ（Ｂ）（図１４中の５つのパイロットバルブは、バルブＡ〜Ｅとして個々に識別される）を隣接するメイン−ステージバルブ（２）と共有し、また、メイン−ステージバルブ（４）は、パイロットバルブＤを隣接するメイン−ステージバルブ（３）と共有する。一連のバルブの中間に配置されたバルブ１４３０は、２つのパイロットバルブ１４６２を共有する。例えば、メイン−ステージバルブ（２）は、パイロットバルブＢを隣接するメイン−ステージバルブ（１）と共有し、また、パイロットバルブ（Ｃ）を隣接するメイン−ステージステージバルブ（３）と共有する。
【００３９】
パイロットバルブ１４６２は、１つ以上のソレノイドによって操作される。各ソレノイドは、コイルを含み、このコイルは、励磁されたとき、パイロットバルブ１４６２を開位置と閉位置との間で移動させる。開位置に配置されたとき、パイロットバルブ１４６２は、ポンプ１４３３からの加圧流体をパイロットバルブ１４６２を通してメイン−ステージバルブ１４３０に流通させる。パイロットバルブ１４６２をダンプ位置に配置すると、そのパイロットバルブは低圧リザーバ１４６３に流体接続する。共有されたパイロットバルブ１４６２は、共有されたバルブ１４３０の一方への開弁圧力及び共有されたバルブ１４３０の他方への閉弁圧力を同時に作用させるように作動する。例えば、パイロットバルブＢを開位置配置すると、ポンプ１４３３からの加圧流体は、パイロットバルブＢを通ってメイン−ステージバルブ（２）へ流れる。パイロットバルブＡ及びＣがダンプ位置に配置されることにより、パイロットバルブＢからの加圧流体は、メイン−ステージバルブ（２）のスプールを開位置に移動させ、これにより、加圧流体は、ポンプ１４３３からメイン−ステージバルブ（２）を通って油圧負荷１４３７に流れる。パイロットバルブＢを開位置に配置すると、同時にメイン−ステージバルブ（１）に閉弁圧力を作用させる。また、このメイン−ステージバルブは、共有されたパイロットバルブ１４６２が、共有された両方のメイン−ステージバルブ１４３０に開弁圧力を同時に作用させ、又は、共有された両方のメイン−ステージバルブ１４３０に閉弁圧力を同時に作用させるように作動するように構成されている。例えば、パイロットバルブＢを開くと、メイン−ステージバルブ（１）及び（２）の両方に同時に閉弁圧力が作用する。この構成は、単一のパイロットバルブ１４６２を使用して、２つのメイン−ステージバルブ１４３０の作動を制御することにより、パイロットバルブ１４６２の数を最小限にすることができる。
【００４０】
図１４の各メイン−ステージバルブ１４３０を開閉するための様々な制御体系を示す論理テーブルが図１５のテーブル１で与えられている。このテーブルは、様々なパイロットバルブの作動状態がもたらす対応するメイン−ステージバルブの作動上の結果を説明している。例えば、パイロットバルブＡを圧力に対して開くと（バルブ位置「１」）、メイン−ステージバルブ（１）を開く（バルブ位置「１」）。これは、残りの３つのメイン−ステージバルブの位置には影響がなく、これらのバルブは、残りのパイロットバルブがドレーンに解放されれば（バルブ位置「０」）、その以前の位置を維持する（バルブ位置「ＬＣ」）。メイン−ステージバルブ（１）及び（２）によって共有されたパイロットバルブＢを開き（バルブ位置「１」）、かつ、パイロットバルブＡをドレーンすると（バルブ位置「０」）、メイン−ステージバルブ（１）が閉じて（バルブ位置「０」）、メイン−ステージバルブ（２）が開くことになる（バルブ位置「１」）。メイン−ステージバルブ（３）及び（４）は、関連するパイロットバルブがドレーンに解放されれば、これらの以前の位置を維持する（バルブ位置「ＬＣ」）。他のパイロットバルブ（すなわち、パイロットバルブＣ、Ｄ及びＥ）を開くことによるメイン−ステージバルブの作動上の結果は、図１５のテーブル１から容易に決定することができる。
【００４１】
図１６は、図１４に示されるものと類似したメイン−ステージバルブの操作態様を概略的に示している。相違点は、メイン−ステージバルブ１６３０のスプールを閉位置に予荷重するように作動する付勢部材１６０６の追加である。付勢部材１６０６もまた、システム圧力が喪失又は低下した場合に、メイン−ステージバルブ１６３０を閉じるためのフェイルセーフ機構を提供する。また、付勢部材１６０６は、隣接するメイン−ステージバルブ１６３０が作動されたとき生じる圧力変動によるフィードバック効果を最小限にすることができる。
【００４２】
ポンプ１６３３及び１６３５等の分離した圧力源が設けられて、パイロットバルブ１６６２及びメイン−ステージバルブ１６３０に、それぞれ加圧流体の流れを供給する。圧力源の吐出圧力を制御するために圧力レギュレータを設けてもよい。また、パイロットバルブ１６６２、同様に、メイン−ステージバルブ１６３０は、例えば図１Ａ、２Ａ及び３Ａ
に示されるように、共通の圧力源を利用してもよい。各メイン−ステージバルブ１６３０（図１６において、４つのメイン−ステージバルブがバルブ（１）〜（４）として個々に識別されている）は、２つの分離したパイロットバルブ１６６２（図１６において、５つのパイロットバルブがバルブＡ〜Ｅとして個々に識別されている）を使用する。一方のパイロットバルブバルブ１６６２は、メイン−ステージバルブ１６３０を開くために作動し、他方のパイロットバルブ１６６２は、そのメイン−ステージバルブ１６３０を閉じるために作動する。一連のバルブの端部に配置されたメイン−ステージバルブ１６３０は、１つのパイロットバルブ１６６２を隣接するメイン−ステージバルブ１６３０と共有する。例えば、メイン−ステージバルブ（１）は、パイロットバルブＢを隣接するメイン−ステージバルブ（２）と共有し、メイン−ステージバルブ（４）は、パイロットバルブＥを隣接するメイン−ステージバルブ（３）と共有する。一連のバルブの中間に配置されたメイン−ステージバルブ１６３０は、２つのパイロットバルブ１６６２を共有する。例えば、メイン−ステージバルブ（２）は、パイロットバルブＢを隣接するメイン−ステージバルブ（１）と共有し、パイロットバルブＣを隣接するメイン−ステージバルブ（３）と共有する。
【００４３】
パイロットバルブ１６６２は、１つ以上のソレノイドによって作動させることができる。ソレノイドは、励磁されたとき、パイロットバルブ１６６２を付勢して開位置と閉位置との間で移動させるコイルを含む。パイロットバルブ１６６２は、開位置に配置されたとき、ポンプ１６３３からの加圧流体をパイロットバルブバルブ１６６２を通してメイン−ステージバルブ１６３０に流通させる。パイロットバルブ１６６２をダンプ位置に配置すると、パイロットバルブが低圧リザーバ１６６３に流体接続する。共有されたパイロットバルブ１６６２は、共有するメイン−ステージバルブ１６３０の一方への開弁圧力及び他方への閉弁圧力を同時に作用させるように作動する。例えば、パイロットバルブＢを開位置に配置すると、ポンプ１６３３からの加圧流体をパイロットバルブＢを通してメイン−ステージバルブ（２）に流通させる。パイロットバルブＡ及びＣをダンプ位置に配置することにより、パイロットバルブＢからの加圧流体は、メイン−ステージバルブ（２）のスプールを開位置に移動させ、これにより、加圧流体をポンプ１６３３からメイン−ステージバルブ(２)を通して油圧負荷１６３７に流通させる。パイロットバルブＢを開位置に配置すると、メイン−ステージバルブ（１）に閉弁圧力を同時に作用させる。付勢部材１６０６は、システム圧力が喪失又は低下した場合にメイン−ステージバルブ１６３０を閉じるためのフェイルセーフ機構を提供する。メイン−ステージバルブは、共有されたパイロットバルブ１６６２が共有するメイン−ステージバルブの両方への開弁圧力又は共有するメイン−ステージバルブ１６３０の両方への閉弁圧力を相互に作用させるように構成してもよい。例えば、パイロットバルブＢを開くと、メイン−ステージバルブ（１）及び（２）の両方に同時に閉弁圧力を作用させることができる。この構成は、単一のパイロットバルブ１６６２を使用して２つのメイン−ステージバルブ１６３０の作動を制御することにより、パイロットバルブ１６６２の数を最小限にすることができる。
【００４４】
図１６に示される制御体系で使用されるメイン−ステージバルブ１６３０の開閉を制御するための一実施形態の制御論理が図１７のテーブル２で与えられている。例えば、バルブＡが圧力に対して開かれて（テーブル２のバルブ位置「１」）、かつ、パイロットバルブＢ〜Ｅがドレーンに開かれた場合（テーブル２のバルブ位置「０」）、メイン−ステージバルブ（１）が開き（テーブル２のバルブ位置「１」）、かつ、残りのメイン−ステージバルブ１６３０が閉じたままとなる（テーブル２のバルブ位置「０」）。他の様々なパイロットバルブの開弁シーケンスの結果は、図１７のテーブル２から容易に決定することができる。
【００４５】
図１８Ａ及び１８Ｂのテーブル３は、図１６に示される制御体系に使用される一実施形態の制御論理を示している。、一度にただ１つのメイン−ステージバルブが開弁される図１７のテーブル２に提供される制御論理とは異なり、テーブル３に提供される制御論理は、複数のメイン−ステージバルブが同時に開弁できるようにする。図１８Ａ及び１８Ｂのテーブル３における制御データは、図１７のテーブル２における制御データと同じ方法で解釈することができる。
【００４６】
図１９Ａ〜２２Ｂは、一体化された圧力補助機構を使用する様々な実施形態のメイン−ステージバルブ構造を示す。一体化された圧力補助機構は、上流又は下流の所定圧力の存在に応答して、圧力補助機構の特定の構造に依存して、メイン−ステージバルブのスプールを開位置又は閉位置のいずれかに向けて付勢するように作動する。説明のため、外側部材はスプールとして作動し、内側部材はスリーブとして作動し、また、スリーブの内部に生じる圧力を「上流圧力」（Ｐｕ）とし、スプールの外周側の領域の圧力を「下流圧力」（Ｐｄ）とする。
【００４７】
図１９Ａは、所定の上流側圧力Ｐｕに応答してバルブ１９３０を開くように配置された一実施形態の圧力補助機構１９１０を示す。図２０Ａは、所定の上流側圧力Ｐｕに応答してバルブ２０３０を閉じるように配置された一実施形態の圧力補助機構２０１０を示す。図２１Ａは、所定の下流側圧力Ｐｄに応答してバルブ２１３０を開くように配置された圧力補助機構２１１０を示す。図２２Ａは、所定の下流側圧力Ｐｄに応答してバルブ２２３０を閉じるように配置された圧力補助機構２２１０を示す。
【００４８】
圧力補助機構１９１０、２０１０、２１１０及び２２１０は、それぞれ段部１９１１、２０１１、２１１１及び２２１１を設けることにより、メイン−ステージバルブに組込むことができる。図１９Ａ〜２２Ｂに示されるように、段部１９１１、２０１１、２１１１及び２２１１からなる段部は、対応するバルブスプール１９６６、２０６６、２１６６及び２２６６にそれぞれ形成されている。また、対応する段部１９１４、２０１４、２１１４及び２２１４がスリーブ１９６４、２０６４、２１６４及び２２６４にそれぞれ組込まれている。この段部は、スプール及びスリーブに対して作用する軸方向の力を生じる反対方向圧力を生じ、この軸方向の力が、圧力補助機構の特定の構成に応じて、バルブを開弁又は閉弁のいずれかを行なおうとする。この対抗力の大きさは、少なくとも一部は、段部の大きさによって決定される。所与の圧力降下に対して、段部が大きいほど対抗力が大きくなる。
【００４９】
引続き図１９Ａ〜２２Ｂを参照して、スリーブのオリフィス（すなわち、オリフィス１９８２、２０８２、２１８２及び２２８２）及びスプールのオリフィス（すなわち、オリフィス１９８０、２０８０、２１８０及び２２８０）に対する段部の配置が、圧力補助機構が上流側圧力Ｐｕ又は下流側圧力Ｐｄのいずれに応答するのかを決定する。図１９Ａ及び２０Ａに示される配置のように、バルブが閉じるとき段部がスリーブのオリフィスを横切る場合、圧力補助機構は、上流側圧力Ｐｕに応答する。図２１Ａ及び２２Ａに示される配置のように、バルブが閉じるとき段部がスプールのオリフィスを横切る場合、圧力補助機構は、下流側圧力Ｐｄに応答する。
【００５０】
図１９Ａ〜２２Ｂに見られるように、段部の一側は、スプールによって形成され、反対側は、スリーブによって形成されている。バルブが開いたとき、スプール及びスリーブの段部は、スプールのオリフィスと対応するスリーブのオリフィスとの間の流体通路１９１３、２０１３、２１１３及び２２１３の少なくとも一部を形成する。圧力補助機構がバルブを開くように作動するか、閉じるように作動するかは、段部のスプール部分がオリフィスのいずれの側に配置されているかによって決定される。図１９Ａ及び２１Ａに示される配置のように、段部のスプール部分を戻しバネに最も近いオリフィスの縁部に沿って配置することにより、所定の圧力に達したとき、圧力補助機構がメイン−ステージバルブを開くことになる。図２０Ａ及び２２Ａに示されるように、段部のスプール部分を戻しバネから離れたオリフィスの反対側の縁部に沿って配置することにより、所定の圧力に達したとき、圧力補助機構がメイン−ステージバルブを閉じることになる。
【００５１】
図１９Ａから１９Ｃを参照して、圧力補助機構１９１０の段部１９１１は、バルブ１９３０が閉位置に配置されているとき（すなわち、図１９Ａ及び１９Ｂ）、スリーブ１９１１（固定部材）のオリフィス１９８２を横切って配置され、その結果として、圧力補助機構１９１０は、上流側圧力Ｐｕ（すなわち、スリーブ１９６４の内側領域内に生じる圧力）に応答する。図１９Ｂは、圧力補助機構１９１０の拡大図であり、スプール１９６６の段部１９１２及びスリーブ１９６４の段部１９６６を示している。段部１９１２のスプール部分は、戻しバネ１９０６に最も近いオリフィス１９８２に沿って配置されている。戻しバネ１９０６は、少なくともスプール１９６６に連結し、スプール１９６６を開位置（すなわち、図１９Ｃ）から閉位置（すなわち、図１９Ａ及び１９Ｂ）に向かって付勢するように作動する。このため、スリーブ１９６４のオリフィス１９８２内に生じる圧力は、段部１９１２をスリーブ１９６４の段部１９１４から離れて戻しバネ１９０６に向けて押圧しようとし、これにより、図１９Ｃに示されるように、所定の圧力に圧したとき、バルブ１９３０を開く。
【００５２】
図１９Ｃに示されるように、バルブ１９３０が開位置に配置されたとき、段部１９１２及び１９１４は、互いに協働して、スリーブ１９６４のオリフィス１９８２とスプール１９６６のオリフィス１９８０との間に流体通路１９１３の少なくとも一部を形成する。バルブ１９３０が開位置に配置されることにより、段部１９１２及び１９１４は、オリフィス１９８０及び１９８２に流体接続される。段部１９１２及び１９１４は、図１９Ａ及び１９Ｂに示されるようにバルブ１９３０が閉位置に配置されたとき、オリフィス１９８０から実質的に流通が遮断されるが、オリフィス１９８２との流体接続は維持される。
【００５３】
図２０Ａから２０Ｃを参照して、バルブ２０３０が閉位置（すなわち、図２０Ａ及び２０Ｂ）に配置されたとき、圧力補助機構の段部２０１１は、スリーブ２０６４（固定部材）のオリフィス２０８２を横切って配置され、その結果として、圧力補助機構２０１０は、上流側圧力Ｐｕ（すなわち、スリーブ２０６４の内側領域内に生じる圧力）に応答する。段部２０１２のスプール部分２０６６は、戻しバネ２００６から最も遠いオリフィス２０８２に沿って配置される。戻しバネ２００６は、スプール２０６６を開位置（すなわち、図２０Ｃ）から閉位置（すなわち、図２０Ａ及び２０Ｂ）に向けて付勢するように作動する。図２０Ｂは、圧力補助機構２０１０の拡大図であり、バルブ２０３０が閉位置に配置されたときのスプール２０６６の段部２０１２、同様に、対応するスリーブ２０６４の段部２０１４の配置を示している。図２０Ｃは、開位置に配置されたバルブ２０３０の拡大図であり、スリーブ２０６４のオリフィス２０８２に流体接続されたスプール２０６６のオリフィス２０８０を有している。スリーブ２０６４のオリフィス２０８２内に生じる
圧力は、スプール２０６６の段部２０１２をスリーブ２０６４の段部２０１４から離れ、戻しバネ２００６からはなりる方向に付勢しようとし、これにより、図２０Ａ及び２０Ｂに示すように所定の圧力に達したとき、バルブ２０３０を閉じる。
【００５４】
図２０Ｃに示されるように、バルブ２０３０が開位置に配置されたとき、段部２０１２及び２０１４は、互いに協働して、スリーブ２０６４のオリフィス２０８２とスプール２０６６のオリフィス２０８０との間に流体通路の少なくとも一部を形成する。バルブ２０３０が開位置（図２０Ｃ）に配置されたとき、段部２０１２及び２０１４は、オリフィス２０８０及び２０８２に流体接続する。段部２０１２及び２０１４は、図２０Ａ及びＢに示されるようにバルブ２０３０が閉位置に配置されたとき、オリフィス２０８０から実質的に流通が遮断されるが、オリフィス２０８２との流体接続を維持する。
【００５５】
図２１Ａから２１Ｃを参照して、スプール２１６６が閉位置（図２１Ａ及び２１Ｂ）に配置されたとき、圧力補助機構２１１０の段部２１１１は、スプール２１６６（可動部材）のオリフィス２１８０を横切って配置され、その結果として、圧力補助機構２０１０は、下流側圧力Ｐｄ（すなわち、スプール２１６６の外側領域の周囲に生じる圧力）に応答する。段部２１１１のスプール部分は、戻しバネ２１０６に最も近いオリフィス２１８０に沿って配置される。戻しバネ２０６は、スプール２１６６を閉位置（すなわち、図２１Ａ及び２１Ｂ）に向って付勢するように作動する。図２１Ｂは、圧力補助機構２１１０の拡大図であり、バルブ２１３０が閉位置にあり、スプール２１６６の段部２１１２及び対応するスリーブ２１６４の段部２１１４の配置を示し、また、図２１Ｃは、開位置に配置されたスプール２１６６を有するバルブ２１３０の拡大図である。スプール２１６６のオリフィス２１８０内に生じる圧力は、段部２１１２をスプール２１６６の段部２１１４から離れる方向に戻しバネ２１０６に向けて押圧しようとし、これにより、図２１Ｃに示されるように、所定の圧力に達したとき、バルブ２１３０を開く。
【００５６】
図２１Ｃに示されるように、バルブ２１３０が閉位置に配置されたとき、段部２１１２及び２１１４は、互いに協働して、スリーブ２１４６のオリフィス２１８２とスプール２１６６のオリフィス２１８０との間の流体通路２１１３の少なくとも一部を形成する。バルブ２１３０が開位置に配置されることにより、段部２１１２及び２１１４は、オリフィス２１８０及び２１８２に流体接続される。段部２１１２及び２１１４は、バルブ２１３０が閉位置に配置されたとき、オリフィス２１８２から流通が実質的に遮断されるが、オリフィス２１８０との流体接続を維持する。
【００５７】
図２２Ａから図２２Ｃを参照して、スプールが閉位置（すなわち、図２２Ａ及び２２Ｂ）に配置されたとき、圧力補助機構２２１０の段部２２１１は、スプール２２６６（可動部材）のオリフィス２２８０を横切って配置され、これにより、圧力補助機構２２１０は、下流側圧力Ｐｄ（すなわち、スプール２２６６の外部領域の周りに生じる圧力）に応答する。図２２Ｂは、圧力補助機構２２１０の拡大図であり、バルブ２２３０が閉位置に配置されたときのスプール２２６６の段部２２１２とスリーブ２２６４の段部２２１４との相対位置を示し、図２２Ｃは、開位置に配置されたスプール２２６６を有するバルブ２２３０の拡大図である。段部２２１２のスプール部分は、戻しバネ２２０６から最も遠いオリフィス２２８０に沿って配置されている。戻しバネ２２０６は、図２２Ａ及び２２Ｂに示されるように、スプール２２６６を閉位置に付勢するように作動する。これにより、スプール２２６６のオリフィス２２８０内に生じる圧力は、段部２２１２をスプール２２６６の段部２２１４から離れ、戻しバネ２２０６から離れる方向に押圧しようとし、これにより、所定圧力に達したとき、バルブ２２３０を閉位置に付勢する。
【００５８】
図２２Ｃに示されるように、バルブ２２３０が開位置に配置されたとき、段部２２１２及び２２１４は、互いに協働して、スリーブ２２６４のオリフィス２２８２とスプール２２６６のオリフィス２２８０との間に流体通路２２１３の少なくとも一部を形成する。バルブ２２３０が開位置にあることにより、段部２２１２及び２２１４は、オリフィス２２８０及び２２８２に流体接続される。図２２Ａ及び２２Ｂに示されるように、バルブ２２３０が閉位置に配置されたとき、段部２２１２及び２２１４は、オリフィス２２８２から
実質的に流通が遮断されるが、オリフィス２２８０との接続が維持される。
【００５９】
圧力補助機構１９１０、２０１０、２１１０及び２２１０は、戻しバネから最も遠く、又は、最も近くのいずれかに配置されたオリフィスを横切って配置されるように示されているが、圧力補助機構１９１０、２０１０、２１１０及び２２１０の段部は、スプール又はスリーブのどのオリフィスを横切って配置されてもよいことに注意すべきである。また、他の例では、圧力補助機構１９１０、２０１０、２１１０及び２２１０の段部は、スプール又はスリーブに沿って、圧力補助機構がスリーブ又はスプールのオリフィスに流体接続するどの位置に配置されてもよい。
【００６０】
メイン−ステージバルブが開位置と閉位置との間で往復運動することにより、スプールがスプールの移動距離を制限するストップに接触したとき、大きな衝撃力が発生する。これは、望ましくない騒音を発するだけでなく、メイン−ステージバルブの耐久性及びバルブを制御する正確さに影響する。図２３は、スプールの端部に固定的に取付けられたダンパ２３１２を有するスプール２３６６を使用する一実施形態のバルブ２３３０を示す。ダンパ２３１２は、弾性的な柔軟性材料から構成されて、バルブが開位置から閉位置に移動したとき、衝撃力の発生の少なくとも一部を吸収する。バルブのほぼ反対側の端部は、バルブが閉位置から開位置に移動したとき生じる衝撃力を減衰するように作動する第２のダンパ２３１０を含む。図２４は、メイン−ステージスプール２３６６の拡大図であり、バルブが閉位置に配置されたとき、バルブハウジング２３１９のストップ２３２０に接触するダンパ２３１２のストップ領域２３１１を示している。
【００６１】
バルブ２３３０は、バルブハウジング２３１９に対して固定された略円筒状の中空スリーブ２３６４及びスリーブ２３６４の外側の周囲に摺動可能に配置された略円筒状のスプール２３６６を含む。スプール２３６６は、閉位置と開位置との間のスリーブ２３６４の長さの一部にわたって進退動自在である。図２３及び２４は、閉位置に配置されたバルブ２３３０を示している。バルブ２３３０は、付勢部材を使用し、この付勢部材は、戻しバネ２３０６として示され、スプール２３６６を開位置から閉位置に移動させる。
【００６２】
図２３を参照して、スリーブ２３６４及びスプール２３６６は、それぞれの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィス２３８２及び２３８０を含む。スプール２３６６のオリフィス２３８０は、スプール２３６６がスリーブ２３６４に対して開位置に配置されたとき、スリーブ２３６４のオリフィス２３８２に流体接続される。オリフィス２３８０及び２３８２は、スプール２３６６がスリーブ２３６４に対して閉位置に配置されたとき、スリーブ２３６４のオリフィス２３８３からの流通が実質的に遮断される。
【００６３】
引続き図２３を参照して、バルブ２３３０を開く際に生じる衝撃力は、ダンパ２３１０を弾性的な柔軟性材料から構成することにより、減衰することができる。適当な材料は、限定しないが、約２０％のカーボンファイバー充填材を有するポリエーテルエーテルケトン等の工業用プラスチックを含むことができる。ダンパ２３１０は、スプール２３６６の一端部に係合する軸受表面２３０８を含む。ダンパ２３１０は、更に、バルブハウジング２３１９に係合してメイン−ステージスプール２３６６の開弁時の移動距離を制限する一端部２３１７を有するストップ領域２３１６を含む。バルブ２３３０の開弁により、スプール２３６６がダンパ２３１０をハウジング２３１９に向かって変位させる。ダンパ２３１０は、バルブハウジング２３１９に衝突したとき弾性変形して衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収する。また、ダンパ２３１０は、付勢部材２３０６の一端部に係合するフランジ２３１３を含む。付勢部材の他端部は、バルブハウジング２３１９に係合する。ダンパ２３１０の少なくとも一部は、付勢部材２３０６内に配置されている。付勢部材２３０６は、スプール２３６６を閉位置に向かって付勢するように作動する。ダンパ２３１０の端部２３１７は、スプール２３６６が開位置から離れて配置されたとき、ハウジング２３１９から離脱される。
【００６４】
図２４を参照して、バルブ２３３０が閉じる際に生じる衝撃力は、ダンパ２３１２を弾性的な柔軟性材料から形成することにより、減衰することができる。ダンパ２３１２のストップ領域２３１１は、バルブ２３３０のスプール２３６６が閉位置に移動されることにより、バルブハウジング２３１９に形成されたストップ２３２０に係合する肩部２３１４を含む。肩部２３１４は、バルブ２３３０が閉じることにより、バルブハウジングのストップの表面に接触するダンパ２３１２のいずれの表面でもよい。
【００６５】
ダンパ２３１２は、バルブ２３３０が閉じられて、ダンパの肩部２３１４がバルブハウジングのストップ２３２０に接触することによって生じる衝撃エネルギーの少なくとも一部を弾性変形することにより吸収する。肩部２３１４は、バルブ２３３０が開位置に移動したとき、ストップ２３２０から離脱する。ダンパ２３１２に適した材料は、限定しないが、約２０％のカーボンファイバー充填材を有するポリエーテルエーテルケトン等の工業用プラスチックを含むことができる。バルブ２３３０が閉じる際、ダンパ２３１２がストップ２３２０に衝突したとき、弾性的な柔軟性材料が弾性的に変形して、衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収して、衝撃を緩和する。弾性的な柔軟性材料は、スプール２３６６の他の部分を構成するのに使用される材料と同じ又は異なるものとすることができる。
【００６６】
図２５Ａを参照して、バルブ２５３０を閉じたとき生じる衝撃力は、バルブが閉じるとき生じる衝撃力の少なくとも一部を吸収することができる弾性的な柔軟性材料の外側のバルブハウジングに接触するスプール２５６６の部分を形成することによって減衰することができる。バルブ２５３０は、バルブボディ１５１９に対して固定された略円筒状の中空スリーブ２５６４、及び、スリーブ２５６４の外側の周囲に摺動可能に配置された略円筒状のスプール２５６６を含む。スプール２５６６は、開位置と閉位置との間でスリーブ２５６４の長さの一部にわたって進退動自在である。図２５Ａは、閉位置に配置されたバルブ２５３０を示している。スリーブ２５６４及びスプール２５６６は、それぞれ、これらの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィス２５８２及び２５８０を含む。オリフィス２５８２及び２５８０は、ほぼ共通のパターンで配置されて、スプール２５６６がスリーブ２５６４に対して開位置に配置されたとき、スプール２５６６のオリフィス２５８０がスリーブ２５６４のオリフィス２５８２にほぼ整合することができるようになっている。オリフィス２５８０及び２５８２は、スプール２５６６がスリーブ２５６４に対して閉位置に配置されたとき、スリーブ２５６４のオリフィスにほぼ非整合状態となる。
【００６７】
スプール２５６６は、バルブハウジング２５１９に形成されたストップ２５１０に係合する段付領域２５１８を含む。段付領域２５１８は、スプール２５６６に取付けられたリング２５１２を含む。一例では、リング２５１２は、工業用プラスチック等の弾性的な柔軟性材料、例えば、約２０％のカーボンファイバー充填材を有するポリエーテルエーテルケトンから形成することができる。しかしながら、他の一般的な弾性的な柔軟性材料を使用することができるものとする。
【００６８】
図２５Ｂは、スプール２５６６から分離されて示される弾性的な柔軟性リング２５１２を有するスプール２５６６の分解斜視図である。弾性的な柔軟性リング２５１２は、バルブ２５３０を閉じたとき、バルブハウジング２５１９のストップ２５１０に衝突する。弾性的な柔軟性リング２５１２は、ストップ２５１０に衝突したとき、弾性変形して、バルブ２５３０を閉じたときの衝撃エネルギーの少なくとも一部を吸収する。スプール２５６６の弾性的な柔軟性部分は、弾性的な柔軟性リング２５１２をスプール２５６６にオーバーモールドすることによって形成することができる。弾性的な柔軟性リング２５１２は、スプール２５６６に形成された対応する開口２５１７に係合する少なくとも１つの内側に延びるボス２５１６を有するリング２５１２を設けることによって、スプール２５６６に締結することができる。しかしながら、リング２５１２は、他の方法で同様にスプール２５６６に締結できることに注意すべきである。例えば、柔軟性リング２５１２は、スプール２５６６に形成された環状溝に係合することができる。
【００６９】
図２６を参照して、図１Ａに使用すような直線状のバルブ配置を利用するバルブマニホールド２６２０は、一連のバルブ２６３０に加圧流体を供給するポンプアセンブリ２６１０が一体的に設けられている。この構成は、マニホールドの体積を最小限にし、延いては、ポンプアセンブリ２６１０を含む油圧システムの全体の作動効率を改善することができる。ポンプアセンブリ２６１０は、あらゆる様々な公知の固定容量型ポンプを含むことができ、限定しないが、ギヤポンプ、ベーンポンプ、アキシャルピストンポンプ及びラジアルピストンポンプを含むことができる。ポンプアセンブリ２６１０は、ポンプアセンブリ２６１０を駆動するための入力軸２６１２を含むことができる。
【００７０】
バルブマニホールド２６２０は、複数の油圧作動スプールバルブ２６３０を含む。各バルブ２６３０は、マニホールド２６２０に対して固定された略円筒状の中空スリーブ２６６４、及び、スリーブ２６６４の外側の周囲に摺動可能に配置された略円筒状のスプール２６６６を含む。スプール２６６６は、開位置と閉位置との間でスリーブ２６６４の長さの一部にわたって進退動可能である。
【００７１】
スリーブ２６６４及びスプール２６６６は、それぞれの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含む。スプール２６６６は、一連のオリフィス２６８０を含み、スリーブ２６６４は、一連のオリフィス２６８２を含む。オリフィス２６８０及び２６８２は、ほぼ共通のパターンで配置されて、スプール２６６６がスリーブ２６６４に対して開位置に配置されたとき、スプール２６６６のオリフィス２６８０がスリーブ２６６４のオリフィスにほぼ整合できるようになっている。図２６は、閉位置に配置されたスプール２６６６を示し、オリフィス２６８０及び２６８２は、互いにほぼ非整合状態でスプール２６６６とスリーブ２６６４との間の流体接続をほほ制限している。各バルブ２６３０は、戻しバネ２６０６として示される付勢部材を使用して、スプール２６６６を開位置から閉位置に移動させる。
【００７２】
ポンプ２６１０からポンプ入力軸２６１２が延びている。ポンプ入力軸２６１２は、個々のバルブ２６３０の相互接続されたバルブスリーブ２６６４によって形成されたプレナム２６１４を縦に貫通して延びる。ポンプ入力軸２６１２の一端部２６１６は、メイン−ステージマニホールド２６２０の端部キャップ２６１８を貫通して延びて、エンジン、電気モータ、その他の回転トルクを出力可能な出力源等の外部出力源に連結される。端部キャップ２６１８は、マニホールド２６２０のハウジング２６１９に取付けられ、例えば、ニードルベアリング、ローラベアリング、又は、スリーブベアリング等のベアリング２６２１を含み、ポンプ入力軸２６１２の端部２６１６を回転可能に支持する。
【００７３】
バルブ２６３０は、ソレノイド作動のパイロットバルブ２６６２によって油圧作動される。パイロットバルブ２６６２は、ポンプ２６６０等の圧力源に流体接続される。開弁したとき、パイロットバルブ２６６２は、ポンプ２６６０からの加圧流体をパイロットバルブ２６６２を通してバルブ２６３０に流通させる。パイロットバルブ２６６２からの加圧流体は、バルブ２６３０のスプール２６６６を開位置に移動させ、これにより、加圧流体をポンプ２６１０からバルブ２６３０を通して油圧負荷に流通させる。パイロットバルブ２６６２を閉じると、バルブ２６３０への加圧流体の流れが停止し、これにより、戻しバネ２６０６がバルブ２６３０のスプール２６６６を閉じ位置に戻す。
【００７４】
ポンプアセンブリ２６１０は、流体が入口通路２６２７を通ってポンプアセンブリ２６１０に流入するように構成されている。入口通路２６２７は、ポンプアセンブリ上のあらゆる様々な位置に配置するすることができ、限定しないが、バルブマニホールド２６２０の反対側のポンプアセンブリ２６１０の外周上２６２３、ポンプアセンブリ２６１０の側部２６２５を含む、その他の適当な位置に配置することができる。説明のため、図２６に示される入口通路２６２７は、ポンプの外周２６２３に沿って配置されている。流体は、入口通路２６２７を通ってポンプアセンブリ２６１０に流入し、流体がポンプアセンブリ２１０を通って、径方向内側へ移動する。加圧された流体は、ポンプアセンブリ２６１０の側部２６２６に沿って配置された１つ以上の吐出ポート２６２８を通ってポンプアセンブリ２６１０を出る。加圧流体は、ポンプアセンブリから吐出されてバルブ２６３０の相互接続されたスリーブ２６６４によって形成されたプレナム２６１４に流入する。加圧流体は、スリーブ２６６４の内壁２６２７と入力軸２６１２との間に形成された環状通路２６２５に沿ってそれぞれのバルブ２６３０に移動する。１つ以上のバルブ２６３０を開位置に移動させると、加圧流体がスプール２６６６のオリフィス２６８０及びスリーブ２６６４のオリフィス２６８２を通ってバルブ２６３０の出口ポート２６２９へ流通する。
【００７５】
図２７は、図５に示される分割直線状バルブ配置を利用したバルブマニホールド２７２０に一体化されたポンプアセンブリ２７１０を示す。この構成は、マニホールド入口の体積を最小限にし、延いては、油圧システム全体の作動効率を改善する。この構成では、ポンプアセンブリ２７１０は、２組のバルブ２７３０の間に配置されている。ポンプアセンブリ２７１０をこれらのバルブ２７３０の間に配置するには、ポンプアセンブリ２７１０の入口２７２７をポンプアセンブリ２７１０の外周２７２３に沿って配置する必要がある。しかしながら、ポンプアセンブリ２７１０の大きさ及び構成に応じて、ポンプ入口２７２７をポンプの他の位置に配置することもできる。
【００７６】
バルブマニホールド２７２０は、複数の油圧作動スプールバルブ２７３０を含む。それぞれのバルブ２７３０は、マニホールド２７２０に対して固定された略円筒状の中空スリーブ、及び、スリーブ２７６４の外周に摺動可能に配置された略円筒状のスプール２７６６を含む。スプール２７６６は、開位置と閉位置との間で、スリーブ２７６４の長さの一部にわたって進退動自在である。
【００７７】
スリーブ２７６４及びスプール２７６６は、それぞれの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含む。スプール２７６６は、一連のオリフィス２７８０を含み、スリーブ２７６４は、一連のオリフィス２７８２を含む。オリフィス２７８０及び２７８２は、ほぼ共通のパターンで配置されており、スプール２７７６６がスリーブ２７６４に対して開位置に配置されたとき、スプール２７６６のオリフィス２７８０がスリーブ２７６４のオリフィス２７８２にほぼ整合する。バルブ２７３０は、それぞれ、戻しバネ２７０６として示される付勢部材を使用して、スプール２７６６を開位置から閉位置に移動させる。
【００７８】
バルブ２７３０は、ソレノイド作動のパイロットバルブ２７６２によって油圧作動される。パイロットバルブ２７６２は、ポンプ２７６０等の圧力源に流体接続される。パイロットバルブ２７６２は、開弁したとき、ポンプ２７６０からの加圧流体をパイロットバルブ２７６２を通してバルブ２７３０へ流通させる。パイロットバルブ２７６２からの加圧流体は、バルブ２７３０のスプールを開位置に移動させ、これにより、加圧流体をポンプ２７１０からバルブ２７３０を通して油圧負荷に流通させる。パイロットバルブ２７６２を閉じると、バルブへの加圧流体の流れを停止して、戻しバネ２７０６がスプール２７６６を閉位置に移動できるようにする。
【００７９】
ポンプアセンブリ２７１０は、ポンプアセンブリ２７１０の少なくとも一側から外側へ延びるポンプ入力軸２７１２を含む。ポンプ入力軸２７１２は、個々のバルブ２７３０の相互接続されたバルブスリーブ２７６４によって形成されたプレナム２７１４を縦に貫通して延びる。ポンプ入力軸２７１２の一端部２７１６は、マニホールド２７２０の端部キャップ２７１８を貫通して延びて、ベアリング２７２１によって回転可能に支持され、このベアリングは、例えば、ニードルベアリング、ローラベアリング、又は、スリーブベアリングが含まれる。端部キャップ２７１８は、マニホールド２７２０のハウジング２７１９に取付けられ、ベアリング２７２１を含む。ポンプ入力軸２７２１の端部２７１６は、露出して、エンジン、電気モータ、その他の回転トルクを出力可能な出力源等の外部出力源に連結される。また、ポンプアセンブリ２７１０は、ポンプアセンブリ２７１０の両側から延びるポンプ入力軸を有する構成とすることもでき、この場合、ポンプ入力軸２７１２の反対側の端部２７３１は、マニホールドハウジング２７１９に取付けられたマニホールド端部キャップ２７２９に固定されたベアリング２７２２によって回転可能に支持される。
【００８０】
流体は、ポンプ入口２７２７を通ってポンプアセンブリ２７１０に流入し、流体がポンプアセンブリ２７１０を流通することにより、径方向内側へ移動する。加圧された流体は、ポンプアセンブリ２７１０の両側２７２６、２７２７に沿って配置された１つ以上の吐出ポート２７２８を通ってポンプアセンブリ２７１０を出る。加圧流体は、ポンプ２７１０から吐出されて、バルブ２７３０の相互接続されたスリーブ２７６４によって形成されたプレナム２７１４に流入する。加圧流体は、スリーブ２７６４の内壁２７２７とポンプ入力軸２７１２との間に形成された環状通路２７２５に沿って、それぞれのバルブ２７３０に移動する。バルブ２７３０を開位置に移動させると、加圧流体がスプール２７６６のオリフィス２７８０及びスリーブ２７８２のオリフィス２７８２を通ってバルブ２７３０の出口ポート２７２９に流通する。
【００８１】
図２８Ａ〜２８Ｂは、可変流量及び圧力要求を有する複数の油圧負荷への加圧流体の供給を制御するためのマニホールド２８２０を示す。マニホールド２８２０は、単一のスリーブ２８６４及び単一のスプール２８６６を使用する一対のバルブ２８３０及び２８３２含む。マニホールド２８２０は、２つのバルブ２８３０及び２８３２を有するように図２８Ａ及び２８Ｂに示されているが、実際には、少なくとも一部の特定の用途の要求に応じて、より多くのバルブを含んでもよいものとする。
【００８２】
バルブ２８３０及び２８３２のそれぞれは、マニホールド２８２０に対して固定された略円筒状の中空スリーブ２８６４及びスリーブ２８６４の外周に摺動可能に配置された略円筒状のスプール２８６６を共有する。スプール２８６６は、第１位置と第２位置との間でスリーブ２８６４の長さの一部にわたって前後に移動自在である。
【００８３】
スリーブ２８６４及びスプール２８６６は、それぞれの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含む。スプール２８６６は、一連のオリフィス２８８０を含み、スリーブ２８６４は、一連のオリフィス２８８２を含む。バルブ２８３０に対するスプール２８６６のオリフィス２８８２に対応するスリーブ２８６４のオリフィス２８８０は、ＳＥＴ１として表され、バルブ２８３２に対するスプール２８６６のオリフィス２８８２に対応するスリーブ２８６４のオリフィス２８８０は、ＳＥＴ２として表される。スプール２８６６は、スリーブ２８６４に対して第１位置と第２位置との間を軸方向に移動可能である。スプール２８６６が第１位置にあるとき（図２８Ａ）、スプール２８６６は、流体がスリーブ２８６４の内部領域からバルブ２８３０の出口ポート２８４２に流通できるようにし、スプール２８６６が第２位置にあるとき（図２８Ｂ）、スプール２８６６は、流体がスリーブ２８６４の内部領域からバルブ２８３２の出口ポート２８４４に流通できるようにする。ＳＥＴ１（すなわち、バルブ２８３０）のオリフィス２８８０及び２８８２は、ほぼ共通のパターンで配置されて、スプール２８６６が第１位置に配置されたとき（図２８Ａ）、スプール２８６６のオリフィス２８８０がスリーブ２８６４のオリフィス２８８２にほぼ整合できるようにする。同様に、ＳＥＴ２（すなわち、バルブ２８３２）のオリフィス２８８０及び２８８２は、ほぼ共通のパターンで配置され、スプール２８６６が第２位置に配置されたとき（図２８Ｂ）、スプール２８６６のオリフィス２８８０がスリーブ２８６４のオリフィス２８８２にほぼ整合できるようにする。スプール２８６６が第１位置に配置されることにより（図２８Ａ）、ＳＥＴ２（すなわち、バルブ２８３２）のオリフィス２８８０及び２８８２は、整合せず、バルブ２８３２のスプール２８６６がバルブ２８３２のスリーブ２８６４から実質的に流通が遮断される。スプール２８６６が第２位置に配置されることにより（図２８Ｂ）、ＳＥＴ１（すなわち、バルブ２８３０）のオリフィス２８８０及び２８８２が整合せず、バルブ２８３０のスプール２８６６がバルブ２８３０のスリーブ２８６４から実質的に流通が遮断される。
【００８４】
スプール２８６６は、図２８Ａに第１位置で示され、バルブ２８３０が開き、バルブ２８３２が閉じている。バルブ２８３０は、図２８Ｂに示されるように、スプール２８６６をスリーブ２８６４に対して軸方向に摺動することにより、閉位置に配置され、同時にバルブ２８３２が開く。バルブ２８３０又は２８３２のいずれかを開くと、加圧流体は、バルブ２８３０及び２８３２を通ってそれぞれの出口ポートに流通する。バルブ２８３０及び２８３２の一方を閉じることにより、他方のバルブが開く。同様に、バルブ２８３０及び２８３２の一方を開くことにより、他方のバルブが閉じる。
【００８５】
また、マニホールド２８２０は、スプール２８６６を第２位置と第１位置との間で作動させるためのパイロットバルブ２８６２を含む。バルブ２８３０及び２８３２は、ソレノイド作動のパイロットバルブ２８６２によって油圧的に作動される。パイロットバルブ２８６２は、圧力源に流体接続される入口ポート２８６３を含む。パイロットバルブ２８６２は、選択的に励磁され、流体圧力をスプール２８６６の一端部２８６５に作用させて、スプールをバルブ２８３２が開きバルブ２８３０が閉じる第２位置（図２８Ｂ）から、バルブ２８３０が開きバルブ２８３２が閉じる第１位置（図２８Ａ）に移動させる。また、バルブ２８３０及び２８３２は、バルブ２８３０が開きバルブ２８３２が閉じる第１位置（図２８Ａ）とバルブ２８３０が閉じバルブ２８３２が開く第２位置（図２８Ｂ）との間で移動させるために、戻しバネ２８０６として示される付勢手段を使用する。
【００８６】
スプール２８６６のスリーブ２８６４に対する位置決めは、スプール２８６６が第１位置（図２８Ａ）に配置されたとき、第１端部２８１２、その他のスプール２８６６の適当な領域に係合するストップ２８１１によって制御される。また、スプール２８６６のスリーブ２８６４に対する位置決めは、スプール２８６６が第２位置（図２８Ｂ）に配置されたとき、第２端部２８１５、その他のスプール２８６６の適当な領域に係合する第２のストップ２８１３によって制御される。
【００８７】
一例では、スプール２８６６は、図２８Ａに示されるように、パイロットバルブ２８６２を開位置に配置することにより、第１位置に移動させることができ、この位置はバルブ２８３０を開き、バルブ２８３２を閉じる。パイロットバルブ２８６２を開位置に配置して、加圧流体をスプール２８６６の端部２８２５に隣接する室２８９８に供給する。加圧流体により生じる力が戻しバネ２８０６によって生じる付勢力に打ち勝って、スプール２８６６をストップ２８１１に向かって第１位置に変位させる。パイロットバルブ２８６２を閉じて室２８９８を減圧することにより、スプール２８６６は、第２位置に戻り、バルブ２８３０を閉じ、バルブ２８３２を開く（図２８Ｂ）。これにより、戻しバネ２８０６によって生じる付勢力がスプールを軸方向に第２位置に摺動できるようする。また、このマニホールドは、パイロットバルブ２８６２を開位置に配置することにより、バルブ２８３２を開き、また、パイロットバルブを閉じ位置に配置することにより、バルブ２８３０を開くように、戻しバネ２８０６がスプール２８６６の他端部に配置されるように構成してもよい。
【００８８】
バルブ２８３０及び２８３２は、内側又は外側のいずれの部材がスプール２８６６として作動するように構成してもよい。図２８Ａ及び２８Ｂに示される一実施形態のバルブでは、内側の部材がスリーブ２８６４として機能し、外側の部材がスプール２８６６として機能する（すなわち、スリーブに対して移動可能である）。しかしながら、実際には、内側の部材がスプール２８６６、外側の部材がスリーブとして作動するように構成されてもよいこととする。さらに、バルブ２８３０及び２８３２は、内側及び外側の部材がバルブボディに対して同時に移動するように構成してもよい。この後者の構成は、バルブ作動速度をより速くするが、そのようにすると、複雑さ及びコストの増大のリスクを伴う。
【００８９】
開位置に配置されたとき、加圧流体の流れを一実施形態のバルブ２８３０及び２８３２を通る径方向外向きの流れとして説明しているが、メイン−ステージマニホールドは、この流れが径方向内向きになるよう構成してもよい。この場合、それぞれの出口ポート２８４２及び２８４４として示された通路は、入口ポートとして作動し、入口ポート２８４２として示された通路は、出口ポートとして作動する。加圧流体がバルブ２８３０及び２８３２を流通する方向は、内側又は外側のいずれのバルブ部材がスプールにとして作動するか、あるいは、バルブが作動されるとき、両方の部材が互いに対して移動可能であるかどうかに依存しない。
【００９０】
バルブ２８３０及び２８３２並びにパイロットバルブ２８６２は、分離した圧力源を有し、あるいは、共通の圧力源を共有してもよい。図２８Ａ及び２８Ｂに示される一実施形態のマニホールド構造では、バルブ２８３０及び２８３２並びにパイロットバルブ２８６２は、共通の圧力源を共有して示されている。バルブ２８３０及び２８３２並びにパイロットバルブ２８６２の両方に供給する加圧流体は、入口ポート２８４２を通ってメイン−ステージマニホールドに流入する。入口ポート２８４２は、スリーブ２８６４に流体接続される。
【００９１】
バルブ２８３０及び２８３２は、直列に接続されて細長いプレナム２８２３を形成する。バルブ２８３２のスリーブ２８６４の下流側の端部には、パイロットマニホールド２８２５が流体接続される。パイロットマニホールド２８２５は、メイン−ステージ流体供給部から流出され、パイロットバルブ２８６２に供給される一部の加圧流体が通るパイロット供給通路２８２７を含む。パイロットバルブ２８６２の入口ポート２８６３は、パイロット供給通路２８２７に流体接続される。
【００９２】
パイロットマニホールド２８２５は、逆止弁２８７０を含む。逆止弁２８７０は、パイロットマニホールド２８２５に供給される加圧流体の流れを制御し、また、パイロットマニホールド２８２５からプレナム２８２３への流体の逆流を防止するように作動する。逆止弁２８７０は、あらゆる様々な構造とすることができる。そのような構造の一例が図２８Ａ及び２８Ｂに示され、ここでは、パイロットマニホールド２８２５への及びパイロットマニホールド２８２５からの流体の流れを制御するためにボールチェックバルブが利用されている。逆止弁２８７０は、パイロットマニホールド２８２５の入口通路２８７４に選択的に係合するボール２８７２を含む。バネ２８７６が設けられて、ボール２８７２を付勢してパイロットマニホールド２８２５の入口通路２８７４に係合させている。逆止弁２８７０を横切る圧力降下がバネ２８７６により作用する付勢力を超えたとき、ボール２８７２は、パイロットマニホールド２８２５の入口通路２８７４を離脱して加圧流体がプレナム２８２３からパイロットマニホールド２８２５に流通できるようにする。油圧マニホールド２８２０からパイロットマニホールド２８２５に流れる流体の速度は、逆止弁２８７０を横切る圧力降下に依存する。この圧力降下が大きいほど、流速が高くなる。逆止弁２８７０を横切る圧力降下がバネ２８７６の付勢力よりも小さい、すなわち、パイロットマニホールド２８２５内の圧力が油圧マニホールド２８２０ないの圧力を超える場合、チェックバルブボール２８７２は、パイロットマニホールド２８２５の入口通路２８７４に係合して、逆止弁２８７０の両方向の流体の流れを阻止する。バネ２８７６のバネレートは、逆止弁２８７０を横切る圧力降下が所定圧力に達するまで、逆止弁２８７０が開くのを阻止するように選択される。
【００９３】
また、パイロットマニホールド２８２５は、バルブ２８３０及び２８３２を作動させるために使用する加圧流体を貯留するためのアキュムレータ２８９０を含む。アキュムレータ２８９０は、あらゆる様々な構造とすることができる。例えば、加圧流体を受入れて貯留するための流体リザーバ２８９２が含まれる。リザーバ２８９２は、パイロットマニホールド２８２５に流体接続される。アキュムレータ２８９０は、リザーバ２８９２内に配置されるピストン２８９４を含む。リザーバ２８９２内のピストン２８９４の位置は、リザーバ２８９２の容積を選択的に変化させるために調整することができる。コイルバネ等の付勢機構２８９２がピストン２８９４をリザーバ２８９２の容積を最小化する方向に付勢する。付勢機構２８９６は、パイロットマニホールド２８２５内にある加圧流体によって作用する圧力の力に対抗する付勢力を作用させる。この２つの反対方向の力が不均衡になると、ピストン２８９４が変位してリザーバ２８９２の体積が減少又は増大し、これにより、この２つの反対方向の力間のバランスを修復する。少なくともいくつかの状況においては、リザーバ２８９２内の圧力は、パイロットマニホールド２８２５内の圧力に一致する。リザーバ２８９２内の圧力の力が付勢機構２８９６によって生じる反対方向の力を超えると、ピストン２８９４は、付勢機構２８９６に向って変位され、これにより、リザーバ２８９２の容積及びリザーバ２８９０に貯留できる流体の量が増大する。リザーバ２８９２が流体の注入を続けることにより、付勢機構２８９２によって生じる反対方向の力は、付勢力とリザーバ２８９２内から作用される反対方向の圧力の力とがほぼ等しくなる点に増大する。この２つの反対方向の力が釣合ったとき、リザーバ２８９２の容積は、ほぼ一定になる。一方、パイロットバルブ２８６２の作動により、一般的にパイロットマニホールド２８２５内の圧力レベルは、リザーバ２８９２内の圧力レベルよりも下に低下する。このことと、ピストン２８９４を横切る圧力の力が不均衡であるという事実とが相まって、リザーバ２８９２に貯留された流体がパイロットマニホールド２８２５に放出されて、バルブ２８３０及び２８３２を作動されるのに使用される。
【００９４】
図２９Ａは、バルブ２９３０を含むマニホールド２９２０を示す。バルブ２９３０は、作動表面２９１０を有するアクチュエータ２９０９を含むスプール２９６６を使用する。バルブ２９３０は、マニホールド２９２０に対して固定された略円筒状の中空スリーブ２９６４及びスリーブ２９６４の外周に摺動可能に配置される略円筒状のスプール２９６６を含む油圧作動のスプールとすることができる。スプール２９６６は、閉位置との間でスリーブ２９６４の長さの部分を超えて前後に移動自在である。スリーブ２９６４及びスプール２９６６は、それぞれの壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含み、スプール２９６６は、一連のオリフィス２９８２を含み、スリーブ２９６４は、一連のオリフィス２９８０を含む。
【００９５】
バルブ２９３０は、パイロットバルブ等の作動装置によって油圧作動されて、スプール２９６６を閉位置から開位置に移動させる。また、バルブ２９３０は、戻しバネ２９０６として示される付勢部材を使用して、スプール２８６６を開位置から閉位置に移動させる。パイロットバルブを開位置に配置することにより、加圧流体の流れが作動表面２９１０に流体接続された室２９９８に供給される。この加圧流体は、スプール２９６６の作動表面２９１０に対してほぼ軸方向の力を作用させ、この力は、スプール２９６６をスリーブ２９６４に対して軸方向に戻しバネ２９０６に向かう方向に移動させようとする。パイロットバルブを閉じると、室２９９８が減圧され、これにより、戻しバネ２９０６がスプール２９６６を閉位置に戻せるようにする。
【００９６】
アクチュエータ２９０９は、スプール２９６６の戻しバネ２９０６とは反対側の端部２９１４に配置される。スプール２０６６のオリフィス２９８２は、縦軸Ａ−Ａを含み、オリフィス２９８２の長さを表す寸法Ｌは、軸Ａ−Ａに略平行に測定される。また、作動表面２９１０は、厚さＴ’を含み、厚さＴ’は、オリフィス２９８２の寸法Ｌよりも小さい。
【００９７】
スプール２９６６の壁厚Ｔは、作動表面２９１０の壁厚Ｔ’よりも大きく、一例では、壁厚Ｔは、寸法Ｌにほぼ等しい。壁厚Ｔは、スプール２９６６を横切る圧力降下の結果として生じる壁部の撓みを最小化するように選択される。例えば、スリーブ２９６４の内部領域内の圧力は、スプール２９６６の外周の回りの圧力よりも高い。スプール２９６６を横切る圧力降下は、スプールの壁部を外方に撓ませる。撓みの量は、限定しないが、壁厚Ｔ、スプールの材料特性及びスプールを横切って生じる圧力降下の大きさを含む様々な要因に依存する。壁の撓みは、特に壁厚Ｔの増大によって最小化することができる。
【００９８】
少なくとも一例において、スプール２９６６は、例えば壁厚Ｔ’等の壁厚の一部に作用する力によって作動される。スプールに加えられる力の大きさは、一般的に作動表面２９１０及び作用する圧力の大きさの関数である。作用する圧力又は表面積のいずれかが増大すると、一般的にスプール２９６６にかけられる対応する軸方向の作動力が増大する。作動力の大きさは、作動表面２９１０の厚さＴ’を調整することにより制御することができる。
【００９９】
作動表面２９１０は、スプール２９６６の外側表面２９１４に隣接して配置される。代りに、図２９Ｂに示されるように、作動表面２９１０は、スプール２９６６の内側表面に隣接して配置してもよい。図２９Ａ及び２９Ｂの両方を参照して、作動表面２９１０（図２９Ａ）及び２９１０’（図２９Ｂ）は、加圧流体がスプール２９６６に軸方向の力を作用させてスプールを開位置に摺動させることができる面積を提供する。作動表面２９１０及び２９１０’に対して作用される圧力は、スプール２９６６を開位置に付勢する。
【０１００】
図３０は、バルブ３０３０を含むマニホールド３０２０の図である。バルブ３０３０は、マニホールド３０２０に対して固定された略円筒状の中空スリーブ３０６４及びスリーブ３０６４の外周に摺動可能に配置された略円筒状のスプール３０６６を含む油圧作動スプールバルブである。スプール３０６６は、開位置と閉位置との間でスリーブ３０６４の長さの一部にわたって前後に移動自在である。スリーブ３０６４及びスプール３０６６は、それぞれの部品の壁部を貫通して延びる一連のオリフィスを含み、スプール３０６６は、一連のオリフィス３０８０を含み、スリーブ３０６４は、一連のオリフィス３０８２を含む。スプール３０６６は、図３０に閉位置に配置されて示され、スプール３０６６のオリフィス３０８０は、スプール３０６４のオリフィス３０８２から実質的に流通が遮断されている。スプール３０６６を開位置に位置決めすると（すなわち、スプールを図３０において左へ摺動させることにより）、オリフィス３０８０がスリーブ３０６４のオリフィス３０８２に流体接続する。
【０１０１】
バルブ３０３０は、スプールの端部に配置されて、スプール３０６６を開位置と閉位置との間で移動させるアクチュエータ３００８を含む。アクチュエータ３００８は、図２９Ｂに示されるアクチュエータ２９０９と同様の構造を有することができる。一例では、スプールアクチュエータ３００８は、コネクタ３０１０によってスプール３０６６に固定的に取付けることができる略環状のリングである。アクチュエータ３００８は、作動力をかけてスプール３０６６を閉位置から開位置に付勢することができる作動表面を提供する。また、バルブ３０３０は、戻しバネ３００６として図示され、スプール３０６６を開位置から閉位置に移動させる付勢部材を含む。
【０１０２】
スプールアクチュエータ３００８は、壁厚Ｔ’を含む。図２９Ａ〜２９Ｂに示されるものと同様、スプール３０６６がオリフィス３０８０を含むスプールの部分を横切って所望の壁厚Ｔを維持できるようにするのに対して、スプールアクチュエータ３００８の厚さＴ’は、所望の作動力を達成するために、スプール３０６６の壁厚Ｔよりも小さい。スプール３０６６を作動するために要求される力は、スプールアクチュエータ３００８の厚さＴ’を変化させることにより変化する。この構造は、スプールアクチュエータ３００８の壁厚Ｔ’を所望の作動力が得られる寸法にし、かつ、スプール３０６６の壁厚Ｔをスプール３０６６の外方への撓みを最小化する寸法にする。
【０１０３】
スプールアクチュエータ３００８は、接続部材３０１０を使用して、スプール３０６６に接続される。接続部材３０１０は、スプールアクチュエータ３００８の対応するリップ３０１６に係合するリップ３０１４及びスプール３０６６の対応するリップ３０１９に係合するリップ３０１８を含む。接続部材３０１０をスプール３０６６及びスプールアクチュエータ３００８に接続するために他の手段を使用することもでき、これは、限定はしないが、ロウ付け、溶接及び接着を含む。使用される接続方法のタイプは、少なくとも一部において、使用される材料のタイプ及び接続の構造的な要求に依存する。
【０１０４】
マニホールド３０２０は、スプールアクチュエータ３００８の作動表面３０１０に流体接続する作動室３０１２を含む。スプールアクチュエータ３００８は、少なくとも一部が作動室３０１２内に配置されている。また、加圧流体を作動室３０１２に供給してバルブを作動させるために作動流れポート３０１４が設けられている。作動流れポート３０１４は、ポンプ等の圧力源に流体接続されている。作動室３０１２は、作動流れポート３０１０から流体圧力を受ける。作動室３０１２の流体圧力は、マニホールド３０２０内でスプール３０６６を開位置に軸方向に移動させるために使用される作動力を与える。作動室３０１２内にある加圧流体により、この作動力がスプーアクチュエータ３００８に作用されて、スプール３０６６を開位置に向かって変位させる。加圧流体が作動室３０１２から解放されることにより、戻しバネ３００６がスプール３０６６を閉位置に付勢できるようにする。
【０１０５】
図３１Ａを参照して、代替構造のスプール３１０８は、スプール３１６６の作動端部３１１３に連結された少なくとも１つのピン３１０２を含む。このピン３１０２は、ピン３１０２のガイドとして作用するスプールアクチュエータハウジング３１０６内に収容されて、スプールアクチュエータハウジング３１０６内で軸方向に摺動する。作動室３１１２は、ピン３１０２の一端部に隣接して配置されている。ピン３１０２の少なくとも一部は、作動室３０１２に流体接続されている。
【０１０６】
作動室３１１２は、圧力源からの加圧流体を受入れる。加圧流体は、マニホールド３１２０内でスプール３１６６を軸方向に開位置へ移動させるために使用される作動力を与える。作動室３１１２内の加圧流体により、作動力がピン３１０２に作用される。ピン３１０２の端部に作用された作動力は、スプール３１６６を開位置に向かって付勢する。戻しバネ３１０６として図示された付勢部材が設けられて、スプール３１６６を閉位置に戻すように付勢する。
【０１０７】
一実施形態の構造では、図３１Ｂに示されるように、アクチュエータハウジング３１０６内に４つのピン３１０２が配置されている。アクチュエータハウジング３１０６は、バルブハウジング３１１５に固定的に取付けられている。また、アクチュエータハウジング３１０６は、バルブハウジング３１１５の一部として構成さている。図３１は、アクチュエータハウジング３１０６内に配置され、かつ、互いに等間隔で配置された４つのピン３１０２を図示しているが、異なるピンの数又は異なるピンの配分を使用する他の構造も同様に使用できることに注意すべきである。例えば、ピンハウジング３１０２は、互いに距離の異なる間隔の５つ以上のピン３０１２を含んでもよい。
【０１０８】
図１及び３２を参照して、油圧マニホールド２０（図１Ａ参照）は、ポンプ３２１２と一体化して、一体化された流体分配モジュール３２１０を形成している。様々な装置の一体化は、油圧システム内の圧縮性流体の体積を減少させ、延いては、油圧システム内の流体を圧縮するために要求される仕事量の総和を減少させることができ、システム効率を改善することができる。
【０１０９】
明確化のため、油圧マニホールド２０と共通の流体分配モジュール３２１０のコンポーネント及び機構は、図３２において、同様の参照符号を用いて識別する。流体分配モジュール３１２０は、油圧マニホールド２０の制御バルブ３０、３２、３４及び３６を含む。制御バルブ３０、３２、３４及び３６は、共通のハウジング３２１２に配置されている。制御バルブ３０、３２、３４及び３６の出口ポート４４、４６、４８及び５０は、それぞれ、外側ハウジング３２１２からアクセス可能であり、様々な油圧負荷（図示せず）を流体分配モジュール３２１０に流体接続することができる。また、１つ以上の制御バルブは、それぞれの制御バルブを作動させるためにソレノイド作動パイロットバルブを使用することができる。
【０１１０】
様々な油圧負可（図示せず）を運転するために制御バルブに流体接続される加圧流体は、固定容量型ポンプ３２１４によって供給される。ポンプ３２１４は、限定はしないが、ギヤポンプ、ベーンポンプ、アキシャルピストンポンプ及びラジアルピストンポンプを含む様々な公知のあらゆる固定容量型ポンプを含む。ポンプ３２１４は、ポンプを駆動するための駆動軸３２１６を含む。駆動軸３２１６は、エンジン、電気モータ、その他の回転トルクを出力可能な動力源等の外部動力源に連結することができる。ポンプ３２１４の入口ポート３２１８は、流体リザーバ（図示せず）に流体接続される。油圧マニホールドの入口ポート４２は、ポンプ３２１４の吐出ポート３２２０に流体接続される。
【０１１１】
説明のため、単一のポンプ３２１４が図示されているが、流体分配モジュール３２１０は、それぞれが、個々の流体回路に加圧流体を供給できる共通の流体ノードに流体接続される吐出ポートを有する複数のポンプを含んでもよい。複数のポンプは、例えば、より高い流速を達成するために並列に、又は、所与の流速に対してより高圧が望まれる場合などのように直列に、流体接続してもよい。
【０１１２】
ここで説明されたプロセス、システム、方法等に関して、そのようなプロセス等のステップは、特定の決められた順序にしたがって生じるように説明してきたが、そのようなプロセス等は、ここで説明された順序以外の順予で実行することができることを理解すべきである。更に、あるステップは、同時に実行することができ、他のステップを加えることができ、あるいは、ここで説明されたあるステップは省略することができることが理解されるべきである。換言すれば、ここでのプロセスの説明は、特定の実施形態を示す目的のために提供されており、決して特許請求の範囲に記載された発明を限定するように解釈すべきではない。
【０１１３】
上述の説明は、例示を意図し、限定を意図しないことが理解されるべきである。上述の説明を読めば、提供された例以外の多くの実施形態及び適用例が当業者には、明らかになる。本発明の範囲は、上述の説明にかかわらず、代りに、添付の特許請求の範囲と共に、与えられたそのような特許請求の範囲と均等な全範囲に基づいて決定されるべきである。ここに説明された技術において更なる開発が生じ、また、開示されたシステム及び方法は、更なる実施形態として組込まれるであろうことが見込まれ、意図されている。つまり、本発明は、修正及び応用が可能であり、特許請求の範囲のみによって限定されることが理解されるべきである。
【０１１４】
特許請求の範囲において使用される全ての用語は、ここで明示された規定のある場合を除き、それらの最も広い妥当な構成及び当業者によって理解される通常の意味が与えられるものとする。特に、「１つの（ａ）」、「その（ｔｈｅ）」「前記（ｓａｉｄ）」等のような単数形の冠詞の使用は、特許請求の範囲に明示の規定がある場合を除き、１つ以上の示された要素を挙げるものと解釈すべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９Ａ】
0005641364.tif 000027
【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
0005641364.tif 000047
【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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