(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体作用機械のための電子制御バルブであって、前記電子制御バルブは、バルブ体と、該バルブ体に対して相対的に、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、前記第１の位置と前記第２の位置のうちの一方は前記電子制御バルブが開く位置であり、もう一方は前記電子制御バルブが閉じる位置である、電子制御バルブにおいて、前記電子制御バルブは、流体作動機械の回転可能なシャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容して、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ付勢するためのバルブ部材移動力を提供するよう動作可能なバルブ部材移動機構を含み、所定の時間中に、前記バルブ部材が前記第１の位置から前記第２の位置へ移動するかどうかを判断するように制御可能な、電子制御バルブ。
【請求項２】
前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の前記回転可能なシャフトから受容したエネルギを蓄積し、前記蓄積したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ付勢するための前記バルブ部材移動力を提供するよう動作可能である、請求項１に記載の電子制御バルブ。
【請求項３】
前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の前記回転可能なシャフトから弾性位置エネルギとして受容したエネルギを蓄積するため、かつ前記蓄積した弾性位置エネルギを使用して前記バルブ部材移動力を提供するために配置される第１の弾性要素を含むか、またはこの第１の弾性要素からなる、請求項１または２に記載の電子制御バルブ。
【請求項４】
前記バルブ部材は、前記第１の弾性要素を介して前記往復機関に弾性的に連結される、請求項３に記載の電子制御バルブ。
【請求項５】
前記バルブ部材移動機構は、流体作動機械の前記回転可能なシャフトに連結される前記往復機関からエネルギを定期的に受容し、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ付勢するための前記バルブ部材移動力を提供するよう動作可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御バルブ。
【請求項６】
前記電子制御バルブは、前記バルブ部材が前記第１の位置にある場合に係合可能な、電子的に制御可能なラッチをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
【請求項７】
前記電子的に制御可能なラッチは、前記バルブ部材が前記第１の位置にある場合、前記バルブ部材または前記バルブ部材移動機構を保持するよう動作可能な永久磁石と、前記永久磁石の引力に打ち勝つ力を提供して前記ラッチを非係合するよう動作可能な電磁石と、を含む、請求項６に記載の電子制御バルブ。
【請求項８】
前記バルブ部材を前記第２の位置から前記第１の位置へ付勢するように、または、前記バルブ部材が前記第２の位置から前記第１の位置へ移動することを可能にする位置にバルブ移動部材を付勢するように動作可能な第２の弾性要素をさらに含み、前記往復機関と前記バルブ部材または前記バルブ移動部材の間の継手は前記回転可能なシャフトからのエネルギを弾性位置エネルギとして前記第１の弾性要素と前記第２の弾性要素の両方に蓄積する、請求項３に記載の電子制御バルブ。
【請求項９】
前記往復機関は、前記バルブ部材と、または前記バルブ部材と係合するバルブ部材移動部材と係合して、前記バルブ部材を前記第２の位置から前記第１の位置へ移動し、続いて前記バルブ部材または前記バルブ部材移動部材それぞれから非係合し、前記バルブ部材が前記第１の位置から前記第２の位置に移動することを可能にするよう動作可能な、非係合可能なバルブ移動継手を含むか、またはそれに連結される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
【請求項１０】
前記電子制御バルブは、前記往復機関から不連続的に受容した前記エネルギの位相を作動室容積のサイクルの位相と異なるものにする位相変換手段を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
【請求項１１】
前記電子制御バルブは、前記第１の位置において開きかつ前記第２の位置において閉じる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電子制御バルブ。
【請求項１２】
周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、を含み、前記作動室は前記作動室の前記容積が前記回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するように前記回転可能なシャフトに連結される流体作動機械において、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電子制御バルブが、前記作動室と前記マニホールドとの間の流体の流れを調整するよう配置され、前記バルブ部材移動機構は、前記バルブ部材移動機構が前記回転可能なシャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容するように前記回転可能なシャフトに連結されることを特徴とする、流体作動機械。
【請求項１３】
制御器をさらに含み、前記電子制御バルブは前記制御器により能動的に制御され、前記バルブ部材が前記第１の位置から前記第２の位置へ移動するかどうかは前記制御器によりサイクルバイサイクルベースで決定される、請求項１２に記載の流体作動機械。
【請求項１４】
流体作動機械の作動室とマニホールドとの間の前記流体の流れを調整するために電子制御バルブを操作する方法であって、前記電子制御バルブは、バルブ体と、該バルブ体に対して相対的に、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材とを含み、前記第１の位置と前記第２の位置のうちの一方は前記電子制御バルブが開く位置であり、もう一方は前記電子制御バルブが閉じる位置である、方法において、前記方法は、流体作動機械の回転可能なシャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容するステップと、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップとを備え、前記電子制御バルブは、所定の時間中に、前記バルブ部材が前記第１の位置から前記第２の位置へ移動するかどうかを判断するように制御する、方法。
【請求項１５】
周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、往復機関と、を有する流体作動機械を操作する方法であって、前記作動室は、前記作動室の前記容積が前記回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するよう前記回転可能なシャフトに連結され、前記往復機関は前記回転可能なシャフトに連結され、電子制御バルブが前記作動室と前記マニホールドとの間の流体の流れを調整するために配置され、前記電子制御バルブは、バルブ体と、該バルブ体に対して相対的に、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材とを含み、前記第１の位置と前記第２の位置のうちの一方は前記電子制御バルブが開く位置であり、もう一方は前記電子制御バルブが閉じる位置である、方法において、前記往復機関を介して前記流体作動機械の前記回転可能なシャフトからエネルギを不連続的に受容するステップと、前記受容したエネルギを使用して前記バルブ部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップとを備え、前記電子制御バルブは、所定の時間中に、前記バルブ部材が前記第１の位置から前記第２の位置へ移動するかどうかを判断するように制御する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体作動機械のマニホールドと作動室との間の流体の流れの調整に適した電子制御バルブの分野に関する。本発明は、クランクシャフトを含むがこれに限定されない回転シャフトを有する流体作動機械に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
作動室と１つまたは複数のマニホールドとの間の流体の流れが電子制御バルブによって調整される、回転シャフトおよびそれらの容積が軸の回転と共に周期的に変化するように回転シャフトと機械的に連通している１つまたは複数の作動室を備えるポンプ、モータ、およびポンプまたはモータのいずれかとして動作する機械などの流体作動機械を提供することは公知である。そのような流体作用機械は、偏心カム、揺動板、または分離可能な中空カムを含む中空カムなどの、少なくとも１つの回転運動と直線運動をリンクする機構を含む。
【０００３】
例えば、クランクシャフトと、作動室を通る流体の排出量が、電子的に制御可能なバルブによってサイクルバイサイクルベースでおよび作動室容積のサイクルとの位相関係で調整され、機械を通る流体の正味のスループットが決定される、周期的に変化する容積を有する複数の作動室とを含む流体作動機械は公知である。例えば、欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書では、電子的に制御可能なポペットバルブを作動室容積のサイクルとの位相関係で開くおよび／または閉じることにより多室ポンプを通る流体の正味のスループットを制御して、ポンプの個々の作動室と低圧マニホールドとの間の流体連通を調整する方法が開示されている。結果として、個々の室は所定の一定量の流体を排出するか、または流体の正味の排出量のないアイドルサイクルを経るかを制御器によりサイクルバイサイクルベースで選択可能であり、それによってポンプの正味のスループットが需要に動的に見合うことを可能にする。欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書ではこの原理を発展させ、個々の作動室と高圧マニホールドとの間の流体連通を調整する電子的に制御可能なポペットバルブを含み、それによって、モータとして機能する、または別の操作モードにおいてはポンプまたはモータのいずれかとして機能する流体作動機械の提供を容易にしている。欧州特許第１  ５３７  ３３３号明細書では、個々の作動室の個々のサイクルが、複数の異なる量の流体のうち任意のものをより需要に合うよう排出させることを可能にする部分サイクルの可能性が提唱された。専用の高圧および低圧ポートの代わりに、例えば、米国特許第６，６５１，５４５号明細書に開示されるように、流体作用機械は交換可能なポートを有している場合もある。
【０００４】
このタイプの流体作動機械は、低圧マニホールド、およびいくつかの実施形態においては、高圧マニホールドから作動室に出入りする流体の流れを調整することが可能な、迅速に開閉する電子的に制御可能なバルブを必要とする。電子的に制御可能なバルブは、通常、制御器の能動制御下で能動的に制御され、例えば、能動的に開き、能動的に閉じ、または能動的に開いたままとなり、または圧力差に反して閉じる。能動的に制御されるバルブの開閉のすべてが制御器の能動制御下であってもよいが、通常、能動的に制御されるバルブの開閉の少なくともいくつかは受動であることが好ましい。例えば、上述の流体作動機械において開示される能動的に制御される低圧バルブは、作動室内の圧力が低圧マニホールドの圧力を下まわると、受動的に開いてもよいが、オプションとして、能動的に開いたままとなりアイドルサイクルを設けるか、またはモータリングサイクル時に上死点の直前で能動的に閉じ、作動室内に十分な圧力を蓄えて高圧バルブが開くことを可能にする。
【０００５】
能動制御は、かなりの量の電力を消費しうる。上述したタイプの流体作動機械では、バルブの能動的に制御された開閉には、かなりの質量を有するバルブ部材が、非常に短い時間、例えば数ミリ秒で第１の位置と第２の位置との間を移動することを必要とし、これはかなりの量のエネルギを消費しうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、そうでない場合よりも消費する電気エネルギが少ない電子制御バルブを含む、電子制御バルブおよび流体作動機械を提供し、それにより全体としてよりエネルギ効率が良くかつ制御がより容易な流体作動機械を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明においてこれは、流体作動機械クランクシャフトからエネルギを受容し、クランクシャフトから受容したエネルギを使用してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するためのバルブ部材移動力を提供することにより達成される。この戦略の実施に伴う困難は、いくつかの実施形態において、クランクシャフトからのエネルギを利用できるのが、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ付勢される時と一致しないことである。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、クランクシャフトからエネルギを利用できるタイミングとこのエネルギを必要とするタイミングとの間の差についてのさらなる問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、流体作動機械のための電子制御バルブが提供され、バルブは、バルブ体と、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、第１の位置と第２の位置のうちの一方はバルブが開く位置であり、もう一方はバルブが閉じる位置である、電子制御バルブにおいて、バルブは、流体作動機械の回転可能なシャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容して、受容したエネルギを利用してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するためのバルブ部材移動力を提供するよう動作可能なバルブ部材移動機構を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明はまた、周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトとを含み、作動室は、回転可能なシャフトの回転と共に作動室の容積が周期的に変化するように回転可能なシャフトに連結される、流体作動機械にも適用され、上記電子制御バルブは上記作動室と上記マニホールドとの間の流体の流れを調整するために配置され、往復機関が回転可能なシャフトに連結され、回転可能なシャフトの回転と共に往復運動し、それによって不連続なエネルギ源をバルブ部材移動機構に提供することを特徴とする。
【００１０】
したがって、回転可能なシャフトに連結される往復機関から不連続的に受容される回転可能なシャフトの回転からのエネルギは、バルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するために使用される。これは通常、例えば、特にバルブ部材をかなりの圧力差に反してまたは非常に迅速に移動する必要がある場所では、ソレノイドのみを使用してバルブ部材を移動するのに比べてエネルギ効率が良い。しかしながら、バルブが電子制御されるため、バルブは、バルブ部材が対応する第１の位置から対応する第２の位置へソレノイドの動きによってのみ移動可能な、バルブの制御可能性のいくらかまたはすべてを保持する。
【００１１】
回転可能なシャフトとは、流体作用機械の動作時に回転する軸を意味するものであり、作動室は、使用時に、作動室の容積が回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するように回転可能なシャフトに連結される。回転可能なシャフトはクランクシャフトであってもよい。回転可能なシャフトは、例えば、偏心カム、揺動板またはローラーカムフォロワを有する中空カムを含む中空カムを介して往復機関に連結されてもよい。
【００１２】
バルブ部材移動機構は、往復機関を介して流体作動機械の回転可能なシャフトから受容したエネルギを蓄積し、かつ上記蓄積したエネルギを使用してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するためのバルブ部材移動力を提供するよう動作可能であることが好ましい。
【００１３】
したがって、回転可能なシャフトの回転から不連続的に受容したエネルギは、好ましくは蓄積され、次いで、バルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するために使用される。これは第１の位置から第２の位置へのバルブの移動の時間を回転可能なシャフトの回転の位相に対して制御することを可能にする。これは、こうしなければ、回転可能なシャフトからのエネルギを利用できるのが、回転可能なシャフトから受容したエネルギを使用して第１の位置から第２の位置へバルブが付勢される時と一致しないかもしれない、という問題に対処する。
【００１４】
一般に、バルブ部材移動機構は、弾性位置エネルギとして流体作動機械の回転可能なシャフトから受容したエネルギを蓄積し、上記蓄積した弾性位置エネルギを使用してバルブ部材移動力を提供するよう配置された第１の弾性要素を含むか、またはこの弾性要素からなる。その、またはそれぞれの弾性要素は一般に弾性部材、例えば、スプリングである。しかしながら、弾性要素は、例えば、剛体、例えばシリンダ内、または可変形体内の圧縮性流体を含んでもよい。
【００１５】
例えば、第１の弾性要素が使用時に撓む弾性部材である実施形態において、弾性位置エネルギは、第１の弾性部材の圧縮または伸張、または圧縮と伸張の両方により蓄積されてもよい。
【００１６】
一般に、往復機関から不連続的に受容されるエネルギは定期的に受容される。往復機関は、通常、周期的に動く。したがってバルブは、流体作動機械の回転可能なシャフトに連結された往復機関から定期的にエネルギを受容して、受容したエネルギを使用してバルブ部材移動力を提供し、バルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するよう動作可能なバルブ部材移動機構を含んでもよい。上記往復機関は回転可能なシャフトに連結され、回転可能なシャフトの回転と共に往復運動し、それによって周期的なエネルギ源をバルブ部材移動機構に提供してもよい。
【００１７】
バルブ移動機構は、バルブが特定の状態、例えばバルブが閉じるサイクルまたはバルブが開くサイクルにある、往復機関の動作の各サイクル時に往復機関からエネルギを不連続的に（例えば定期的に）受容するよう動作可能であってもよい。バルブ移動機構は、上記蓄積した弾性位置エネルギを使用してバルブ部材移動力を提供するのに十分な第１の弾性要素によりエネルギが蓄積されない間の往復機関の動作の少なくとも各サイクル時に往復機関からエネルギを不連続的に（例えば定期的に）受容するよう動作可能であってもよい。バルブ移動機構は、往復機関の動作の各サイクル時に往復機関からエネルギを受容するよう動作可能であってもよい。リングカムなどの、往復機関を回転可能なシャフトの振動数の整数倍で駆動するための他の装置は公知ではあるが、往復機関の動作のサイクルは、通常、回転可能なシャフトの回転と同じ周期を有する。
【００１８】
通常、電子的に制御可能なバルブは、所定の時間中にバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ移動するかどうかを判断するよう制御可能である。例えば、電子的に制御可能なバルブは、特定の時間中にバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ移動するかどうかを判断するよう制御器によりサイクルバイサイクルベースで制御可能であってもよい。電子的に制御可能なバルブは、流体作用機械の低圧マニホールドと高圧マニホールドとの間の流体の時間平均排出量を求めるために、制御器によりサイクルバイサイクルベースで制御可能であってもよい。電子的に制御可能なバルブは、バルブ部材が所定の時間中のいつ、第１の位置から第２の位置へ移動するかを判断するために制御可能であってもよい。しかしながら、バルブ部材が所定の時間中のいつ、第１の位置から第２の位置へ移動するかは、バルブ部材全体の圧力差またはバルブ部材を通過する流れなどの要因に依存してもよい。流体作動機械内の電子的に制御可能なバルブが設けられる場所では、一般に上記所定の時間は、一般に回転可能なシャフトの回転全体または回転可能なシャフトの回転全体の整数分の１に一致する、作動室容積の特定のサイクルに相当する。通常、往復機関は後方および前方に周期的に動き、上記所定の時間は、往復機関の動作のサイクルの周期に一致する。
【００１９】
電子制御バルブは、バルブ部材が第１の位置にある際に係合可能な電子的に制御可能なラッチをさらに含むことが好ましい。電子的に制御可能なラッチは、通常、流体作動機械制御器の制御下で非係合可能（およびいくつかの実施形態においては係合可能）である。
【００２０】
電子的に制御可能なラッチは、エネルギの蓄積を、例えば、弾性要素が弾性位置エネルギを蓄積した後にバルブ部材を第１の位置に保持することにより容易にしてもよい。重要なことに、ラッチの係合および非係合は、通常、ほとんどエネルギを消費しない。さらに、コイルの立上がり時間が動作速度を制限するソレノイド作動バルブと比べて、ラッチは、通常、非常に速く非係合でき、待ち時間を最小限にすることができる。
【００２１】
電子的に制御可能なラッチは、電子的に制御可能なラッチが係合する一方で、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ動くことを防止するためにバルブ部材上で動作可能であってもよい。しかしながら、電子的に制御可能なラッチは、ラッチが係合する一方で、バルブ部材移動機構がバルブ部材移動力をバルブ部材に印加することを防ぐために、またはバルブ部材移動力の大きさを低減するために、バルブ部材移動機構上で動作可能であってもよい。したがって、係合した場合、ラッチは回転可能なシャフトの回転の少なくとも一部の間にそうでなければ起こりうる動きを防いでもよい。
【００２２】
ラッチは、バルブ部材を保持するかまたはバルブ部材移動機構を保持する電磁石を含んでもよい。電子的に制御可能なラッチは、バルブ部材が第１の位置にある場合に、バルブ部材またはバルブ部材移動機構を保持するよう動作可能な永久磁石を含んでもよく、電磁石は、永久磁石の引力に打ち勝ちラッチを非係合するための力を提供するよう、または電磁石の引力を減少させるかまたは打ち消す逆磁界を提供するよう動作可能である。
【００２３】
いくつかの実施形態において、バルブ部材は第１の弾性部材により第１の位置から第２の位置へ付勢され、電子的に制御可能なラッチ（および適切な場所では、電子的に制御可能なラッチへの電源）は、バルブ部材を第１の位置に保持するのに十分な力を提供することが可能であるが、第１の弾性要素に反して、バルブ部材を第２の位置から第１の位置へ移動するには十分な力ではない。したがって、バルブ部材を第１の位置に保持するのに必要とされる電気エネルギは、単に電磁石を使用してバルブ部材を第２の位置から第１の位置へ移動するのに必要とされるであろう電気エネルギよりも大幅に少なくてもよい。
【００２４】
往復機関とバルブ部材は第１の弾性要素を介して弾性的に連結されてもよい。回転可能なシャフトはクランクシャフト偏心器を含むクランクシャフトであってもよく、往復機関はクランクシャフト偏心器の動作と共に往復運動してもよい。往復機関は回転シャフト上または回転シャフトに摺動可能に取り付けられてもよい（例えば、クランクシャフト偏心器上に摺動可能に取り付けられる）。往復機関はプッシュロッドを含んでもよい。往復機関は部分的に作動室を画定してもよい。例えば、往復機関は部分的に作動室を画定するピストンまたはその一部であってもよい。
【００２５】
バルブ部材は第１の弾性要素を介して往復機関に弾性連結されてもよい。往復機関は第１の弾性要素の一部、例えば、端部であってもよい。
【００２６】
バルブまたはバルブが連結される流体作用機械は、往復機関から不連続的に受容されるエネルギの位相を作動室容積のサイクルの位相と異ならせる位相変換手段を含んでもよい。
【００２７】
したがって、往復機関は、作動室容積のサイクルと異なる位相で往復運動してもよい。往復機関とバルブ移動機構との間の連結には位相変換手段を含んでもよい。
【００２８】
作動室容積のサイクルおよび往復機関は、様々な位相を有する回転シャフトにより駆動されてもよい。例えば、回転シャフトは、作動室容積のサイクル（例えば、ピストンシリンダ作動室の一部を形成する往復ピストンを駆動する）を決定する第１のクランクシャフト偏心器と、第１のクランクシャフト偏心器から角度的にずれており、往復機関が第２のクランクシャフト偏心器に連結されてもよい第２のクランクシャフト偏心器と、を含むクランクシャフトであってもよい。これは、作動室容積のサイクルを決定するクランクシャフト偏心器からエネルギを利用できる時間と、そのエネルギがバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢することを必要とする時間との間の差に備えるための別のまたはさらなる機構を提供する。
【００２９】
第１の弾性要素はバルブ体とバルブ部材との間に延在してもよい。第１の弾性要素は往復機関とバルブ部材との間に延在してもよい。バルブ移動機構はバルブ移動部材および第１の弾性要素を含んでもよい。第１の弾性要素はバルブ移動部材と往復機関との間に延在してもよい。第１の弾性要素はバルブ移動部材とバルブ体との間に延在してもよい。
【００３０】
第１の弾性要素はバルブ体とバルブ移動部材との間に延在してもよく、第１の弾性要素は、バルブ移動部材がバルブ部材にバルブ部材移動力を働かせるようにバルブ移動部材に力を働かせることによりバルブ部材移動力を提供するよう動作可能である。バルブは、往復機関と、回転可能なシャフトからのエネルギを弾性位置エネルギとして第１の弾性要素に蓄積するためのバルブ移動部材との間の継手（例えば、機械的なリンク）をさらに含む。エネルギは、バルブ移動部材の移動とは無関係に、またはバルブ移動部材が第２の位置から第１の位置へ移動した結果、第１の弾性要素に蓄積されてもよい。
【００３１】
電子制御バルブは、ラッチが開放されるまでバルブ移動部材がバルブ部材移動力を提供することを防止するためにバルブ移動部材を保持するよう係合可能な電子的に制御可能なラッチをさらに含んでもよい。
【００３２】
電子制御バルブは、バルブ部材を第２の位置から第１の位置へ付勢する、または、バルブ部材を第２の位置から第１の位置へ移動することを可能にする位置へバルブ移動部材を付勢するように動作可能な第２の弾性要素（例えば、第２の弾性部材）をさらに含んでもよい。往復機関とバルブ移動部材との間の継手（例えば、機械的なリンク）が、回転可能なシャフトからのエネルギを弾性位置エネルギとして第１の弾性要素と第２の弾性要素の両方に蓄積してもよい。いくつかの実施形態において、これは第２の弾性要素がバルブ移動部材をバルブ部材から離して付勢することを可能にし、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動する前に、バルブ部材が第１の位置に移動することを可能にする。第２の弾性要素はバルブ体とバルブ部材との間に延在してもよい。第２の弾性要素はバルブ体とバルブ移動部材との間に延在してもよい。第２の弾性要素はバルブ移動部材とバルブ部材との間に延在してもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態において、第１および第２の弾性要素は同一の弾性部材の異なる領域などの、同一の構成要素の異なる領域である。例えば、第１の弾性要素は板ばねの半径方向内側の部分であってもよく、第２の弾性要素は同じ板ばねの半径方向外側の部分であってもよく、バルブ部材が第１の弾性要素と第２の弾性要素の間の板ばねに取り付けられている。
【００３４】
往復機関は、バルブ部材と係合してバルブ部材を第２の位置から第１の位置へ移動するよう、および続いてバルブ部材から非係合してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ移動することを可能にするよう動作可能な、非係合可能なバルブ移動継手を含むか、またはそれに連結されてもよい（例えば機械的なリンクによって）。非係合可能なバルブ移動継手はバルブ移動部材と係合してもよく、それはさらにはバルブ部材と係合してもよい。
【００３５】
往復機関は、往復機関が１つの方向に（例えば、回転可能なシャフトの方に）移動すると、バルブ部材を往復機関と同じ方向に引く（例えば、バルブを開くために）非係合可能なバルブ移動継手を含むか、またはそれに機械的にリンクしてもよい。この場合、電子的に制御可能なバルブは、バルブ部材が第２の位置から第１の位置へ移動する際にエネルギを蓄積し、続いてバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢する第１の弾性要素を含むことが好ましい。通常、バルブ部材は第１の位置に非係合可能にラッチされる。通常、非係合可能なバルブ移動継手は、バルブ部材が第１の位置にラッチされるとバルブ部材から非係合となる。
【００３６】
第１の弾性要素は、バルブ体とバルブ部材に連結されるかまたはそれと一体化した電機子との間に延在してもよい。非係合可能なラッチは、バルブ部材が第２の位置から第１の位置へ移動すると、第１の弾性要素に蓄積したエネルギを保持するように電機子を保持するよう、および次いで第１の弾性要素が電機子およびそれにより電機子と連結されるかまたはそれと一体化したバルブ部材を、第１の位置から第２の位置へ付勢するように非係合にするよう動作可能であってもよい。
【００３７】
非係合可能なバルブ移動継手は、通常、バルブ部材と機械的に係合する（直接またはバルブ移動部材と係合し、それがさらにはバルブ部材と係合することにより）。例えば、非係合可能なバルブ移動継手は、往復機関上の、またはそれに連結される１つまたは複数の、それぞれがバルブ部材またはバルブ移動部材上の協働する構成物と係合する、移動止めまたはフックを含んでもよい。非係合可能なバルブ移動継手はそれを介して力がバルブ部材に印加されうる減圧キャビティまたはバルブ移動部材をそれぞれ形成してもよい。例えば、非係合可能なバルブ移動継手は、バルブ部材またはバルブ移動部材それぞれに密閉的に接触してキャビティを形成するよう動作可能なキャビティ画定部材を含んでもよい。キャビティ画定部材は、作動室の膨張行程の初めにキャビティ画定部材に対して摺動してキャビティ内を減圧する、往復機関に連結されるプランジャに摺動可能に取り付けられてもよい。非係合可能なバルブ移動継手は、往復機関が第１の方向、バルブ部材またはバルブ移動部材それぞれの方に移動した場合、バルブ部材またはバルブ移動部材の表面それぞれに近接し、往復機関がバルブ部材またはバルブ移動部材それぞれから離れて第２の方向に移動した場合、（油圧液体の）スクイーズ膜、もしくは継手表面とバルブ部材またはバルブ移動部材それぞれの上記表面との間の捕集流体の圧力の減少によって、往復機関が第２の方向に移動すると、バルブ部材またはバルブ移動部材それぞれに力を働かせる、継手表面を含んでもよい。
【００３８】
バルブ移動部材は、通常、剛体である。しかしながら、バルブ移動部材には弾性があってもよい。第１の弾性要素はバルブ移動部材と一体であってもよい。バルブ移動部材は第１の弾性要素であってもよい。
【００３９】
通常、バルブは上記第１の位置で開き、上記第２の位置で閉じる。それにもかかわらず、バルブ部材移動機構はまた、能動制御下でバルブの開口を容易にするのに有用となってもよく、そのためバルブは上記第１の位置で閉じ、かつ上記第２の位置で開いてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態において、バルブヘッド移動機構は、流体作動機械の回転シャフトからのエネルギが蓄積され始めるとすぐにバルブヘッド移動力を提供または増加し始める。しかしながらまた、バルブヘッド移動機構は、例えば、電子的に制御可能なラッチを含む実施形態において、流体作動機械の回転シャフトから受容したエネルギを蓄積した後の時間のみにバルブヘッド移動力を提供するよう動作可能であってもよい。
【００４１】
バルブ部材は、バルブ部材全体にわたる流体圧力差から生じる力により、使用時に、第１の位置にラッチされてもよく、バルブヘッド移動力は、上記流体圧力差から生じる力に反してもよい。
【００４２】
バルブ部材は、流体圧力差から生じる力の減少に応答して、使用時に、第１の位置から第２の位置へ移動してもよい。
【００４３】
通常、電子制御バルブは能動的に制御され、エネルギは回転可能なシャフトから受容される。
【００４４】
通常、回転可能なシャフトから受容された弾性位置エネルギは回転可能なシャフトの各回転において第１の弾性要素に蓄積される。いくつかの実施形態において、回転可能なシャフトから受容した弾性位置エネルギは、以前に蓄積された弾性位置エネルギが、例えば第１の位置から第２の位置へ移動するバルブ部材を介して開放された直後にあたる回転可能なシャフトの回転においてのみ第１の弾性要素に蓄積される。
【００４５】
通常、回転可能なシャフトは偏心器を含み、作動室の容積は偏心器の向きと共に周期的に変化する。例えば、作動室は、シリンダ内を往復運動し、かつ上記偏心器に摺動可能に取り付けられるピストンを有するピストンシリンダであってもよい。
【００４６】
作動室の容積は、第１の上記偏心器の向きにより画定されてもよく、往復機関は、第１の上記偏心器から軸方向にずれており、かつ第１の上記偏心器と位相がずれている（すなわちある角度をなして向いている）、第２の上記偏心器に追従してもよい。
【００４７】
流体作動機械は、通常、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動するかどうかを制御器によりサイクルバイサイクルベースで判断する制御器をさらに含む。
【００４８】
流体作動機械は、例えば、ラジアルピストン機械であってもよい。作動室容積のサイクルは回転可能なシャフトの回転と同一の周期を有していてもよい。作動室容積のサイクルは、回転可能なシャフトの回転の倍数（通常整数倍）または分数（通常整数分の１）の周期を有していてもよい。
【００４９】
流体は、通常、全般的には非圧縮性の油圧液体である。
いくつかの実施形態において、回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第１の弾性要素に蓄積される。回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第２の弾性要素に蓄積されてもよい。第２の弾性要素に蓄積されたエネルギは、バルブ部材を第２の位置から第１の位置へ付勢するために、かつ同時に第１の弾性要素にエネルギを蓄積し、続いてバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するために使用してもよい。回転可能なシャフトからのエネルギは、作動室の収縮行程中に作動室内で圧縮される作業流体を介して伝達され、第１の弾性要素と第２の弾性要素の両方に蓄積されてもよい。
【００５０】
例えば、バルブは第１または第２の弾性部材によりバルブ部材に連結されるバルブ移動部材を含んでもよい。バルブ移動要素はバルブ部材に対して軸方向に摺動可能であってもよい。バルブは、少なくとも作動室と制限流れ領域との間に、その中へおよびその外への流体の流れが制限される制限流れ領域を含んでもよい。軸方向に摺動可能なバルブ移動要素は、作動室と流体連通する、例えば、作動室と流体連通する室と接触した状態にある、第１の表面を有してもよい。軸方向に摺動可能なバルブ移動要素は、少なくとも部分的に第１の表面に対向し、および作動室内の圧力が制限流れ領域内の圧力に比べて高い場合、軸方向に摺動可能なバルブ部材に正味の力が印加され、これを移動し、それによって第１の弾性部材を充電するように、制限流れ領域と連通する第２の表面を有してもよい。制限流れ領域はマニホールド、例えば、低圧マニホールドと流体連通してもよい。したがって、作動室内の圧力が制限流れ領域内の圧力に比べて十分に高い場合、軸方向に摺動可能な部材は移動し、第１の弾性部材を充電する。第１の弾性部材は次いでバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するためのバルブ移動力を提供する。軸方向に摺動可能なバルブ移動要素の移動は第２の弾性部材および第１の弾性部材を充電してもよい。バルブ部材は、第２の弾性部材により軸方向に摺動可能なバルブ移動要素に連結されてもよく、軸方向に摺動可能なバルブ移動要素の移動が第２の弾性部材を充電し、バルブ部材を第２の位置から第１の位置へ付勢してもよい。バルブ部材の第２の位置から第１の位置への移動が第１の弾性部材を充電し、続いてバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢してもよい。
【００５１】
バルブ部材は、電機子が第１の位置と第２の位置との間でバルブ部材と共に移動するように剛性または弾性コネクタにより電機子に機械的に連結されないことが好ましい。電機子は、通常、かなりの質量を有し、したがって、電機子がバルブ部材に強固にまたは弾性的に連結されてバルブ部材を移動する力を提供する公知のソレノイド操作バルブと比べると、バルブ部材の質量を低減することができ、エネルギ消費量がさらに削減され、運転速度が増加する。
【００５２】
本発明の第２の態様によれば、流体作動機械の作動室とマニホールドとの間の流体の流れを調整するために電子制御バルブを操作する方法が提供され、バルブは、バルブ体と、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、第１の位置と第２の位置のうちの一方はバルブが開く位置であり、もう一方はバルブが閉じる位置である方法において、流体作動機械の回転シャフトに連結される往復機関からエネルギを不連続的に受容するステップと、上記受容したエネルギを使用してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップと、を特徴とする。
【００５３】
本発明はまた、周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、往復機関と、を含む流体作動機械を操作する方法にも適用され、作動室は作動室の容積が回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するよう回転可能なシャフトに連結され、往復機関はクランクシャフトに連結され、電子制御バルブは上記作動室と上記マニホールドとの間の流体の流れを調整するために配置され、バルブはバルブ体と、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、第１の位置と第２の位置のうちの一方はバルブが開く位置であり、もう一方はバルブが閉じる位置であり、方法は、電子制御バルブを、電子制御バルブを操作する上記方法により操作するステップを含む。
【００５４】
したがって、本発明はまた、周期的に変化する容積を有する作動室と、マニホールドと、回転可能なシャフトと、往復機関と、を含む、流体作動機械を操作する方法に適用され、作動室は、作動室の容積が回転可能なシャフトの回転と共に周期的に変化するよう回転可能なシャフトに連結され、往復機関はクランクシャフト（ｃｒａｎｋｈａｆｔ）に連結され、電子制御バルブは上記作動室と上記マニホールドとの間の流体の流れを調整するために配置され、バルブはバルブ体と、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なバルブ部材と、を含み、第１の位置と第２の位置のうちの一方はバルブが開く位置であり、もう一方はバルブが閉じる位置である方法において、エネルギを流体作動機械の回転シャフトから往復機関を介して受容するステップと、上記受容したエネルギを使用してバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するよう作用するバルブ部材移動力を提供するステップと、を特徴とする。
【００５５】
方法は、流体作動機械の回転シャフトから受容したエネルギを蓄積するステップと、バルブ部材移動力により仕事の完了をもたらしバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するために上記蓄積したエネルギを使用するステップと、を含むことが好ましい。
【００５６】
ピークバルブ部材移動力は、流体作動機械の回転シャフトから受容したピーク電力に続いて提供されることが好ましい。
【００５７】
流体作動機械は、電子制御バルブであってもよい１つまたは複数のさらなるバルブを含んでもよい。流体作用機械制御器は１つまたは複数のさらなる電子制御バルブを制御してもよい。例えば、電子制御バルブは作動室と低圧マニホールドとの間の流体の流れを調整する低圧バルブであってもよい。１つまたは複数のさらなる電子制御バルブは作動室と高圧マニホールドとの間の流体の流れを調整する高圧バルブを含んでもよい。
【００５８】
方法には、バルブ移動力を提供するバルブ部材移動機構を提供するステップを含んでもよい。バルブ部材移動機構は第１の弾性要素を含むまたはからなり、方法には、第１の弾性要素に流体作動機械の回転シャフトから受容したエネルギを弾性位置エネルギとして蓄積させるステップと、上記蓄積した弾性位置エネルギを使用してバルブ部材移動力を提供するステップと、を含んでもよい。
【００５９】
方法には、流体作用機械制御器により実施される、バルブ部材が所定の時間中に第１の位置から第２の位置へ移動すべきかどうかを判断するステップを含むことが好ましい。方法には、流体作用機械制御器により実施される、作動室容積の特定のサイクル時、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動すべき時を判断するステップを含んでもよい。
【００６０】
電子的に制御可能なバルブは、所定の時間中にバルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動するかどうかを判断するために、制御器によりサイクルバイサイクルベースで制御されてもよい。電子的に制御可能なバルブは、所定の時間中にバルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動する時を判断するために制御器により制御されてもよい。しかしながら、所定の時間中、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へいつ移動するかは、バルブ部材全体の圧力差などの要因に依存してもよい。電子的に制御可能なバルブは、流体作用機械の低圧マニホールドと高圧マニホールドと間の流体の時間平均排出量を求めるために制御器によりサイクルバイサイクルベースで制御可能であってもよい。
【００６１】
方法は、バルブ部材が第１の位置にある場合に電子的に制御可能なラッチを係合するステップを含んでもよい。通常、方法には、制御器の制御下でラッチを非係合するステップをさらに含む。
【００６２】
エネルギはバルブ部材に作用する力を働かせることにより第１の弾性要素に蓄積されてもよい。バルブ部材は第１の弾性要素に力を働かせる。
【００６３】
バルブヘッド移動力は、流体作動機械の回転シャフトからのエネルギが蓄積され始めるとすぐにバルブ部材に働いてもよい。しかしながら、第１の弾性要素に最初に蓄積されるエネルギと働くバルブ部材移動力との間に遅れがあってもよい。
【００６４】
方法は、回転可能なシャフトの各回転、または例えば、第１の位置から第２の位置へ移動されたバルブ部材のために、前に蓄積されていた弾性位置エネルギが開放された直後にあたる回転可能なシャフトの回転のみにおける、回転可能なシャフトからの弾性位置エネルギを第１の弾性要素に蓄積するステップを含んでもよい。
【００６５】
本発明の第２の態様のさらなる任意の特徴は、本発明の第１の態様に関して記載されたものに一致する。
【００６６】
本発明の実施形態例がここで以下の図を参照して示される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】流体作動機械の概略図である。
【図２】流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図３Ａ】ポンピングサイクル時の、第２の例の流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図３Ｂ】ポンピングサイクル時の、第２の例の流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図３Ｃ】ポンピングサイクル時の、第２の例の流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図４Ａ】第３の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図４Ｂ】開スプリングが充電される前の、閉位置にあるバルブを示す詳細図である。
【図４Ｃ】軸方向に摺動可能なロッドが第１の位置にラッチされた、開スプリングが充電された後の、閉位置にあるバルブを示す詳細図である。
【図５】第４の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図６Ａ】第５の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図６Ｂ】第５の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図６Ｃ】第５の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図７】図６Ａの線Ａ−Ａを通る断面図である。
【図８】第６の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図９】第７の例による流体作動機械の個々の作動室を通る断面図である。
【図１０Ａ】第８の例による、使用時の、流体作動機械の個々の作動室のキー要素のみを示す概略図である。
【図１０Ｂ】第８の例による、使用時の、流体作動機械の個々の作動室のキー要素のみを示す概略図である。
【図１０Ｃ】第８の例による、使用時の、流体作動機械の個々の作動室のキー要素のみを示す概略図である。
【図１０Ｄ】第８の例による、使用時の、流体作動機械の個々の作動室のキー要素のみを示す概略図である。
【図１０Ｅ】第８の例による、使用時の、流体作動機械の個々の作動室のキー要素のみを示す概略図である。
【図１１Ａ】第９の実施形態例を通る断面図である。
【図１１Ｂ】第９の実施形態例を通る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
本発明は、回転シャフトを有する流体作動機械のマニホールドと作動室との間の流体の流れを調整するのに適した電子制御バルブの分野に関する。この実施形態例において、本発明によるバルブは、欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書、欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書および欧州特許第１  ５３７  ３３３号明細書に開示されるタイプの流体作動機械内の低圧マニホールドと作動室との間の流体の流れを調整するために使用され、その内容をこの参照により本願明細書に引用する。実施形態例において、回転シャフトはクランクシャフトである。しかしながら、当業者には、作動室が他の回転シャフトに連結されてもよいことがわかるであろう。例えば、それらが揺動板を介して揺動板のアクスルに連結されてもよい。
【００６９】
図１は、このタイプの流体作動機械の概略図である。流体の正味のスループットは、作動室容積のサイクルに対して位相関係で電子的に制御可能なバルブを能動制御して機械の個々の作動室と流体マニホールドとの間の流体連通を調整することにより決定される。個々の室は、無限数の所定の量の流体を含む、多くの所定の量の流体のうちの１つを排出するか、または流体の正味の排出量なしでアイドルサイクルを経るかを、サイクルバイサイクルベースで制御器により選択可能であり、それによってポンプの正味のスループットが需要に動的に見合うことを可能にする。
【００７０】
図１参照すると、個々の作動室２は、シリンダ４の内部表面と、クランク機構９によりクランクシャフト８から駆動され、かつシリンダ内で往復運動して作動室の容積を周期的に変化させる往復機関として機能するピストン６と、により画定される容積を有する。シャフト位置および速度センサ１０がシャフトの瞬時角位置（ｉｎｓｔａｎｔｅｎｅｏｕｓ  ａｎｇｕｌａｒ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）および回転速度を決定し、シャフト位置および速度信号を制御器１２に伝達し、それにより制御器がそれぞれ個々の作動室のサイクルの瞬時位相を決定することを可能にする。制御器は通常、使用時に、保存されたプログラムを実行するマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラである。
【００７１】
作動室は、作動室の方へ内側に向き、作動室から低圧マニホールド１６に延在する流路を選択的に密閉するよう動作可能な、電子的に制御可能な面シールポペットバルブ（ｆａｃｅ−ｓｅａｌｉｎｇ  ｐｏｐｐｅｔ  ｖａｌｖｅ）１４の形態の、能動的に制御される低圧バルブを含む。作動室は高圧バルブ１８をさらに含む。高圧バルブは作動室から外側に向き、作動室から高圧マニホールド２０に延在する流路を密閉するよう動作可能である。
【００７２】
少なくとも低圧バルブは、作動室容積の各サイクル中、低圧の方のバルブを能動的に開くかどうか、またはいくつかの実施形態において能動的に開いたままにするかどうかを制御器が決定することができるように能動的に制御される。いくつかの実施形態において、高圧バルブは能動的に制御され、およびいくつかの実施形態において、高圧バルブは受動的に制御されるバルブ、例えば、圧送逆止弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｃｈｅｃｋ  ｖａｌｖｅ）である。流体作動機械は、ポンピングサイクル（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｃｙｃｌｅ）を実行するポンプ、またはモータリングサイクル（ｍｏｔｏｒｉｎｇ  ｃｙｃｌｅ）を実行するモータ、または別の操作モードにおいてポンプまたはモータとして動作することができ、それによってポンピングまたはモータリングサイクルを実行することができるポンプモータであってもよい。
【００７３】
欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書にはフルストロークのポンピングサイクルが記載されている。作動室の膨張行程（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｓｔｒｏｋｅ）中、低圧バルブは開き、作動液が低圧マニホールドから受容される。下死点またはその周辺において、制御器は低圧バルブを閉じるべきかどうかを判断する。低圧バルブが閉じられた場合、作動室内の流体は加圧され、後の作動室容積の収縮フェーズ中に高圧バルブに吐出され、その結果ポンピングサイクルが起こり、一定量の流体が高圧マニホールドに排出される。低圧バルブは次いで、上死点においてまたはその直後に再び開く。低圧バルブが開いたままである場合、作動室内の流体は低圧バルブに吐出されて戻り、高圧マニホールドへの流体の正味の排出量のないアイドルサイクルが起こる。
【００７４】
いくつかの実施形態において、ポンピングサイクルが選択された場合、低圧バルブは制御器により傾けられて開き、かつ能動的に閉じる必要がある。他の実施形態において、アイドルサイクルが選択された場合、低圧バルブは制御器により傾けられて閉じられ、かつ能動的に開いたままとされる必要がある。高圧バルブは能動的に制御される、または受動的に開く逆止弁であってもよい。
【００７５】
欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書にフルストロークのモータリングサイクルが記載されている。収縮行程中、流体は低圧バルブを介して低圧マニホールドに排出される。制御器によりアイドルサイクルを選択することができ、その場合は、低圧バルブは開いたままとなる。しかしながら、フルストロークのモータリングサイクルが選択された場合、低圧バルブは上死点の前に閉じられ、容積が減り続けるにつれて作動室内に圧力が蓄えられることとなる。十分な圧力が蓄えられると、高圧バルブは、通常、上死点の直後に開くことができ、流体が高圧マニホールドから作動室に流れ込む。下死点の直前に、高圧バルブは能動的に閉じ、その結果作動室内の圧力が降下し、下死点の近くまたはその直後に低圧バルブが開くことを可能にする。
【００７６】
いくつかの実施形態において、モータリングサイクルが選択された場合、低圧バルブは制御器により傾けられて開き、かつ能動的に閉じられる必要がある。他の実施形態において、アイドルサイクルが選択された場合、低圧バルブは制御器により傾けられて閉じられ、かつ能動的に開いたままとされる必要がある。低圧バルブは受動的に開く可能性があるが、それは通常、開口のタイミングを慎重に制御することを可能にするため能動制御下で開く。したがって、低圧バルブは能動的に開いてもよく、またはそれが能動的に開いたままとされている場合は、この能動的に開いたままの状態は停止されてもよい。低圧バルブは、通常、かなりの圧力差に反して開かなければならないため、開口は通常、能動的である。高圧バルブは能動的または受動的に開かれてもよい。通常、高圧バルブは能動的に閉じられる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、アイドルサイクルとフルストロークポンピングおよび／またはモータリングサイクル間のみから選択する代わりに、流体作動制御器はまた、バルブタイミングの正確な位相同期（ｐｈａｓｉｎｇ）を変えて、部分ストロークポンピングおよび／または部分ストロークモータリングサイクルを生成するよう動作可能である。
【００７８】
部分ストロークポンピングサイクルにおいて、作動室の最大行程容積の一部分のみが高圧マニホールドに排出されるように、低圧バルブは排気行程の終わりに閉じる。通常、低圧バルブの閉鎖は上死点直前まで延ばされる。
【００７９】
部分ストロークモータリングサイクルにおいて、高圧マニホールドから受容される流体の量、したがって流体の正味の排出量がそうでなければ可能となりうるものよりも小さくなるように、膨張行程を通して高圧バルブは閉じられ、低圧バルブは部分的に開く。
【００８０】
ポンピングまたはモータリング行程の各タイプにおいて、能動的に開く、または能動的に閉じる、または能動的に開いたままにする、または低圧バルブと高圧バルブのうちの１つまたは両方を閉じることのいずれにおいてもエネルギは消費される。公知のバルブにおいて、このエネルギは電磁石により提供される。各場合において、流体がバルブを通って流れている一方でバルブを迅速に閉じなければならないため、エネルギ消費量は部分ポンピングまたはモータリング行程時に特に大きくなりうる。部分ポンピング行程において、流体は低圧バルブを通って高速で流れ出ている一方で低圧バルブは閉じられている。部分モータリング行程において、高圧バルブを通って高速で流れている一方で、高圧バルブは閉じていなければならない。
【００８１】
本発明は特に、バルブ部材が第１の位置から第２の位置へ移動する方向とほぼ逆の方向に流体がバルブ部材を通過して流れる場合に、バルブ部材の第１の位置から第２の位置への移動が起こる場合に適用可能である。バルブ部材を通過する流体の流れはバルブ部材に流体の流れの方向の力をかけるため、これらの状況においては、通常、バルブ部材を移動させるためにより多くのエネルギが必要とされる。
【００８２】
一次低圧バルブおよび高圧バルブを開くおよび／または閉じる正確なタイミングはまた、デバイスの起動、比較的低温なうちの運転、および停止などの特定の状況において変化させてもよい。これらのタイミングのオプションのさらなる詳細が欧州特許第０  ３６１  ９２７号明細書、欧州特許第０  ４９４  ２３６号明細書および欧州特許第１  ５３７  ３３３号明細書に開示される。
【００８３】
流体作用機械は別の操作モードにおいて高圧マニホールドまたは低圧マニホールドのいずれかとして機能してもよいマニホールドを有しうることもまた可能である。
【００８４】
流体作動機械から放出される流体は、通常、そのコンプライアンスが出口圧力を平滑にする油圧管路または蓄圧機に送達され、従来技術の方式で制御器により受信される需要信号に基づいて、制御器により時間平均スループットが変化される。
【実施例】
【００８５】
実施例１
第１の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、低圧バルブとして図２に概略図の形態で示される電子制御バルブ１００を含む。
【００８６】
流体作動機械は、図２に断面図で示されるクランクシャフト偏心器１０４を有する、回転するクランクシャフト１０２を含む。周期的に変化する容積を有する作動室１０６はその中でピストン１１０が往復運動するシリンダ１０８の内部により画定される。ピストンは上死点において示される。作動室の容積はクランクシャフト偏心器の回転と、クランクシャフト偏心器とピストンの両周縁部と摺動可能に係合し、往復機関として機能するピストンシュー１１２の動作と共に周期的に変化する。
【００８７】
バルブは、それが低圧マニホールド１６、１１６から作動室を密閉する第２の位置として機能する閉位置（示される）と、それが低圧マニホールドと作動室との間の流体の通過を可能にする第１の位置として機能する開位置との間を移動可能なバルブ部材として機能するポペット１１４を含む。バルブはまた、それを介して作動室が高圧マニホールド２０（図２に図示せず）と連通しうるポート１１８を含み、作動室と高圧マニホールドとの間の連通は、高圧バルブ（図２に図示せず）により調整される。
【００８８】
第１の弾性要素としておよびバルブ移動機構として機能する閉スプリング１２０は、ポペットおよび複数のウェブ１２３によりポペットに連結される開口部材１２２に作用する。開口部材はバルブ体に摺動可能に取り付けられ、かつ閉スプリングが伸張する遠位の位置と閉スプリングが圧縮される近位の位置との間を動作可能である。開口部材は開スプリング１２４により近位の位置に傾けられる。開口部材は鋼などの強磁性体で作製され、開口部材が閉スプリングの方に最も近づくその移動の末端にある場合に強磁性のラッチリング１２８に保持されうるフランジ１２６を含む。電磁石コイル１３０は磁気回路要素１３２を介してラッチリングと磁気連通する。
【００８９】
使用時、作動室の各収縮行程中に閉スプリングは圧縮される。開口部材は初めに制御器の制御下で近位の位置にラッチされてもよく、その場合、閉スプリングはポペットを閉位置に付勢しない。電磁石が制御器により非励磁される、および閉スプリングが開スプリングに打ち勝つよう（その設計および同時代の作動室形状によって）十分に圧縮される場合および際には、開口部材はもはやラッチされて開かず、圧縮された閉スプリングがポペットを閉位置に付勢するための力を働かせる。したがって、クランクシャフトからのエネルギが蓄積され、続いてポペットを閉位置に付勢する力を働かせるために使用される。
【００９０】
ポペットバルブが排気行程中に閉じると、それは通常、作動室の内部と低圧マニホールドとの間の圧力差によって当初閉じられたままとなる。フルストロークまたは部分ストロークモータリングサイクル中、高圧バルブ閉鎖の十分に後に作動室内の圧力が低下し、閉スプリングが十分に伸長すると、バルブは再び開く。フルストロークのモータリングサイクルにおいて、これは通常、閉スプリングが完全に伸張される状態に近くなる下死点の近傍で起こる。図２のバルブ配置は流体作動モータに特に有用であり、通常、能動的に制御される高圧バルブと組み合わされる。
【００９１】
ラッチは排気行程中、制御器の制御下で所望のポイントにおいて開放されることにより低圧バルブを閉じるため、図２のバルブ配置は、部分ストロークのポンピングサイクルを実施しうる機械においても有用である。部分ストロークのモータリングサイクルは、２つのスプリングの特性を慎重に選択することにより実施されてもよい。
実施例２
第２の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、図３Ａから３Ｃに低圧バルブとして概略図の形態で示される電子制御バルブ２００を含む。
【００９２】
電子制御バルブ２００は、ピストンシリンダ作動室２０２と、低圧マニホールド１６、２０６が作動室容積と流体連通する第１の位置として機能する開位置（図３Ｃに示される）と、低圧マニホールドが作動室から密閉される第２の位置として機能する閉位置（図３Ａおよび３Ｂに示される）との間を摺動可能なポペット２０４と、を含む。この例において、ポペットは、それを通って流体が作動室と高圧ポート２１０（高圧マニホールドへ延在する）との間を流れることができる孔２０８を含む環状のリングである。高圧バルブ（図示せず）が、高圧ポートと高圧マニホールド２０との間の流体連通を調整する。
【００９３】
バルブは、第１の位置と第２の位置との間を摺動可能な、軸方向に摺動可能なロッド２１２（バルブ移動部材として機能する）を含む。軸方向に摺動可能なロッドは、第１の端部（クランクシャフトから最も遠い）と、第２の端部（クランクシャフトに最も近い）と、軸方向に摺動可能なロッドの第１の端部と第２の端部の中間に位置し、ポペットで支持されうるフランジ２１４と、を有する。軸方向に摺動可能なロッドが第１の位置にある場合、ポペットは、第１または第２の位置またはその間のどこに位置していてもよい。軸方向に摺動可能なロッドが第２の位置にある場合、ポペットは第２の位置に限定される。
【００９４】
往復機関として機能するピン２１６は、ピストンに取り付けられた第１の端部と、軸方向に摺動可能なロッドの第２の端部で不連続的に支持される第２の端部と、を有する。軸方向に摺動可能なロッドの第１の端部は、閉スプリング２１８（第１の弾性要素として機能する）によりバルブの本体に連結される。リターンスプリング２２０（第２の弾性要素として機能する）は、ポペットと、軸方向に摺動可能なロッドの第２の端部に向かって位置するフランジ２２２との間に延在する。
【００９５】
軸方向に摺動可能なロッドは磁気的に透過可能な材料で作製される。バルブは、電磁石コイル２２４を含み、摺動可能なロッドがその移動の第１の端部にある場合、フランジは第１の磁気回路部材２２６に接触し、磁気回路が、第１の磁気回路部材と、軸方向に摺動可能なロッドと、第２の磁気回路部材２２８と、を介して電磁石の周りに延びて形成されることを可能にする。非磁性密閉構造（ｎｏｎ−ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）２３０が電磁石コイル内の第１の磁気回路部材と第２の磁気回路部材との間に配置され、磁力束が軸方向に摺動可能なロッドを通って誘導されることを確実にする。永久磁石２３２が電磁石コイルの外部で第１の磁気回路部材と第２の磁気回路部材との間に含まれる。永久磁石は、逆磁界を生成するのに適切な電流を電磁石に供給することにより打ち勝たれうる磁界を生成する。
【００９６】
動作時、作動室の収縮行程中、ピン２１６は軸方向に摺動可能なロッドの第２の端部に接触し、軸方向に摺動可能なロッドを第２の位置から第１の位置へ押す。軸方向に摺動可能なロッドが第２の位置から第１の位置へ移動するため、閉スプリングはクランクシャフトからのエネルギを蓄積して充電される。軸方向に摺動可能なロッドは永久磁石により生成された磁界により第１の位置にラッチされる。
【００９７】
軸方向に摺動可能なロッドの第２の位置から第１の位置への動作は、リターンスプリングの影響下でポペットを第２の位置から第１の位置へ移動することを可能にするが、それは直ちにそうせずとも、例えば、作動室と低圧マニホールドとの間の圧力差が十分に低く、圧力差のためにポペットに作用する力がリターンスプリングによりポペットに働く力に比べて小さい場合にのみ移動してもよい。
【００９８】
制御器は続いて電流を電磁石に流し、永久磁石により生成される磁界とは逆の意味の磁界を生成することによりポペットを第１の位置から第２の位置へ移動することができる。軸方向に摺動可能なロッドは、閉スプリングに蓄積された弾性位置エネルギおよびポペット上のフランジの動きによって、ポペットバルブにバルブ作動力を働かせ、ポペットバルブを第１の位置から第２の位置へ移動させる。軸方向に摺動可能なロッドは同時に第１の位置から第２の位置へ動く。
【００９９】
このバルブでは、軸方向に摺動可能なロッドまたはピストンから延在するピンは、ロッドがラッチ機構に着座するがその中で駆動されないようにいくらかのコンプライアンスを含むべきである。
【０１００】
この配置において、その第１の（開）位置にある場合に流体がポペットを通過して流れるために、ポペットは、ポペットに作用する軸方向に摺動可能なロッドがなくても閉じる場合がある。これはポペットをラッチするためのさらなるラッチ機構を設けること、または軸方向に摺動可能なロッドとポペットの両方を保持するための磁気ラッチを配置することにより防止することができる。
【０１０１】
磁界を付与する永久磁石を使用してラッチ機構を作製するとエネルギ効率が良い。しかしながら、別の実施形態において、電磁石に電流を供給して軸方向に摺動可能なロッドを第１の位置に保持しなければならない場合には永久磁石は省略されうる。
【０１０２】
この実施形態例において軸方向に摺動可能なロッドは剛体であるが、軸方向に摺動可能なロッドは全体的または部分的に弾性がある場合もある。閉スプリングは、例えば、軸方向に摺動可能なロッドと一体であるかもしれない。
【０１０３】
したがって、本発明は、クランクシャフトからのエネルギがバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するために使用されうる機構を提供する。これは通常、電磁石により生成されたエネルギのみを使用してバルブ部材を付勢するのに比べてよりエネルギ効率が良い。
【０１０４】
さらに、ラッチを非係合するのに必要な時間が、バルブを開閉するのに必要とされる力のすべてを提供するのに適したソレノイドの電流立上がり時間に比べてかなり少ないため、バルブ部材を第１の位置から第２の位置へ移動させるための信号を生成する制御器間の待ち時間は公知のバルブのものと比べて少なくなりうる。
実施例３
第３の実施形態例において、上記されたような流体作用機械は、図４Ａから４Ｃに概略図の形態で示される、低圧バルブとしての別の電子制御バルブ３００を含む。
【０１０５】
電子制御バルブ３００は作動室３０２と連通し、低圧マニホールド３０６が作動室容積と流体連通する第１の位置として機能する開位置（図４Ａに示される）と、ポペットが低圧マニホールドを作動室から分離する第２の位置として機能する閉位置との間を摺動可能なポペット３０４を含む。この例において、バルブ部材は低圧マニホールドへの流出口３１２に対する第１および第２の線シール（ｌｉｎｅ  ｓｅａｌ）３０８、３１０を設ける環状ポペットである。バルブはまた、高圧バルブ（図示せず）への流出口を含む。
【０１０６】
ポペットは、開スプリング領域３１６（第２の弾性要素として機能する）および閉スプリング領域３１８（第１の弾性要素として機能する）を含む板ばね３１４により軸方向に摺動可能なロッド３２０（バルブ移動部材として機能する）の第１の端部に連結される。板ばねはそれを通る実質的な流体の通路を有する。軸方向に摺動可能なロッドは、第２の端部に内部表面３２１および外部表面３２９を有する半径方向に延在するフランジ３２７と、作動室と内部室３２５との間を流体が流れるための道を提供する軸方向の穴３２３と、を有する。軸方向に摺動可能なロッドは、第１の位置（図４Ｃに示される）と、ロッドが内側へ移動する（図４Ｂにおいて上方）第２の位置との間の、外部および内部軸受３２２、３２４上を摺動可能である。内部および外部軸受は、低圧マニホールドへの流出口と、軸方向に摺動可能なロッドフランジの外部表面とバルブ体との間に形成される制限流れ領域（ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ  ｆｌｏｗ  ｒｅｇｉｏｎ）３３０との間を流体が流れるための道を設ける排水路３２８を含むバルブ体３２６により保持される。非磁性体の外部軸受３２２は、バルブ内の作動液から電磁石コイル３３２を分離し、バルブ体を、流体作用機械３３８の鋼体にねじ込むねじ山３３６を介してバルブを所定の位置に保持するキャップ３３４に結合する。
【０１０７】
動作時に、ポペットは閉スプリング領域により提供される閉弁力（ｃｌｏｓｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）を超える開弁力（ｏｐｅｎｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）を提供する開スプリング領域により開いたままとされる。軸方向に摺動可能なロッドは、軸方向に摺動可能なロッドと、バルブ体と、キャップと、流体作用機械の鋼体とを貫通するコイルからの磁束３４０により第１の位置にラッチされる（図４Ｃ）。制御器がバルブを閉じるべきであると判断すると、それはコイルの電源を切る。軸方向に摺動可能なロッドは、その第２の位置へと内側へ動き、閉スプリング領域は流出口を覆うようにポペットを移動し（図４Ｂ）、開スプリング領域は緩和する。一方、軸方向に摺動可能なロッドを第１の位置にラッチするために永久磁石が設けられてもよく、永久磁石により設けられる磁束にはラッチを非係合するための電磁石を使用して打ち勝ってもよい。
【０１０８】
作動室は往復ピストンの内側への動きのために収縮し（図示せず）、作動室内の圧力が上昇し、流体は高圧バルブを通って出る。内部室内の高圧流体は軸方向に摺動可能なロッドの内部表面に作用するが、内部および外部軸受が制限流れ領域に高圧流体が流れ込むことを制限する。したがって、軸方向に摺動可能なロッドフランジの内部表面に作用する圧力は外部表面に作用する圧力を超え、軸方向に摺動可能なロッドに正味の外向きの力を生成する。軸受を通過して制限流れ領域に漏れるあらゆる高圧流体は、排水路を通って低圧マニホールドに出ることができる。したがって、軸方向に摺動可能なロッドは、作動室の圧力が降下した後に制御器が電磁石を係合して軸方向に摺動可能なロッドを第１の位置にラッチするポイントである第１の位置にそれが着座するまで外側に動く。この動作中、作動室内における流体の圧縮によって、クランクシャフトにより駆動されるピストンの往復動作から不連続的に受容されるエネルギが蓄積される。
【０１０９】
ここで軸方向に摺動可能なロッドはその第１の位置に戻り（図４Ｃ）、開スプリング領域は閉スプリングにより提供される閉弁力に比べてより大きな開弁力をポペットに提供し、それによって、作動室が上死点を超えて膨張し作動室の圧力が降下するとバルブを開く正味の外向きの力を提供する（すなわちポペットをその第１の位置に移動する）。
【０１１０】
本実施形態において、軸方向に摺動可能なロッドを第１の位置に戻す流体の流れはバルブが関連する作動室の上昇行程においてバルブの中心を通過する。また、流体は異なる往復油圧源からおよび／またはバルブの内または外のさらなる流路を通じて流れることが可能である。
【０１１１】
エネルギを蓄積し、続いてバルブ部材を第１の位置から第２の位置へ付勢するのに使用することを可能にすることにより、力が利用できるタイミングとその力が必要とされるタイミングとの間に差があるにもかかわらず、力が実際に必要とされるいずれか特定の行程の場合のみに、バルブ部材を移動するのにクランクシャフトからの力を使用することができる。例えば、ラジアルビストンポンプのポンピングサイクルにおいて、クランクシャフトからの力は各作動室の収縮行程中に利用できる。この動きにより圧縮されるスプリングは上死点において蓄積エネルギのピークおよび利用可能な力のピークを有する。しかしながら、低圧バルブを閉位置に付勢するエネルギは、通常、下死点の近くで必要とされる。
実施例４
図５を参照すると、第４の実施形態例は、クランクシャフト偏心器４０２と摺接するピストン４００を含む。ピストンはシリンダ４０４内で往復運動し、シリンダと共に、周期的に変化する容積を有する作動室４０６を画定する。バルブアセンブリは、バルブステム４１２により電機子４１０に固定的に連結されるポペットバルブ部材４０８を含む。第１の弾性要素として機能する閉スプリング４１４は、バルブ体４１６および電機子を基準とする。電磁石４１８はバルブ体に対して電機子をラッチするための磁束を設けるために作動可能である。
【０１１２】
ポペットバルブ部材は、１つまたは複数の外周溝４２０（例えば、周方向の溝）を含み、ピストンは、ピストンから延在し、かつその遠位端に、ポペットバルブが図５に示される（第２の位置として機能する）閉位置にある場合に、外周溝と係合するための移動止め４２４を有するアーム４２２を有する。非係合可能なバルブ移動継手として共に機能するアームまたは移動止めには弾性がある。例えば、それらは薄い金属のシートで形成されてもよい。ポペットバルブ部材は、アームを外周溝に案内するための引き込み面取り部（ｌｅａｄ−ｉｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）４２６を有する。ポート４２８は高圧逆止弁に連通する。
【０１１３】
使用時に、バルブが上死点で閉じられる場合、移動止めは外周溝または各外周溝に係合する。作動室の膨張行程中に、下死点の方へピストンが動き始めると、アームおよび移動止めはポペットバルブを開位置（第１の位置として機能する）に引っ張る。アームおよび／または移動止めには弾性があるため、ピストンが下死点の方へ動くと、移動止めはポペットから非係合してもよい。ポペットが閉位置から開位置へ引っ張られる一方、電機子はそれが着座し、かつ電磁石からの磁束により所定の位置にラッチされる位置でバルブ体と接触する。この動きはまた、閉スプリングを充電し、クランクシャフトから不連続的に受容したエネルギ（各膨張行程中）を弾性位置エネルギとして蓄積する。
【０１１４】
バルブは作動室容積のサイクル時に開いたままであるべきと制御器が判断した場合、バルブは開位置にあるままとなる。バルブを閉じるべきであると制御器が判断すると、電磁石への電流はオフに切り替えられ、電機子が開放される。閉スプリングは蓄積した弾性位置エネルギを使用してバルブを開位置から閉位置へ付勢する。
【０１１５】
バルブが閉じると、次にピストンが上死点に到達する時に移動止めは溝または各溝と係合する。引き込み面取り部のために、この行程によりポペットに働く力は事実上ない。
【０１１６】
溝の幅は、バルブの最大動作圧でバルブが開かれる前にピストンが十分に下がり作動室を減圧することを可能にするよう選定される。通常、少なくともいくらかのコンプライアンスがあるように、移動止めは上死点のわずかに前に溝に入り、上死点の直後にポペットバルブと完全に係合する。
【０１１７】
この実施形態において、ピストンは、それがクランクシャフト偏心器に追従することを確実にするよう強固なスプリングまたは保持機構を必要としてもよい。前のように、ラッチ機構は、ラッチが非係合される場合に電磁石により打ち勝たれる保持力を提供する永久磁石を代わりに用いてもよい。
実施例５
図６Ａから６Ｃおよび図７は例５と類似の原理で動作する実施形態例を示す。しかしながら、バルブヘッド内で溝に係合する移動止めの代わりに、非係合可能なバルブ移動継手が、往復ピストンから延在して、バルブ移動部材として機能し、かつそれ自体が開スプリング４５４（第２の弾性部材として機能する）によりバルブヘッドに連結される、協働する第２のピン４５２と係合する第１のピン４５０により形成される。上死点において、第１のピンは第２のピンの内側に位置し、膨張行程中に、第１のピンは第２のピンの上外側に載り、第２のピンを外側に引っ張り、それによってバルブヘッドを開位置に付勢する開スプリングを充電する。開スプリングが伸びる一方で、閉スプリングは圧縮される。電機子はラッチされてバルブを開位置に保持し、続いて制御器の制御下でデラッチされ、その結果バルブは開スプリングの動きにより再び開く。
実施例６
非係合可能なバルブ移動継手は、往復機関とバルブ部材との間の直接機械的接触による以外で動作してもよい。図８に示される実施形態例において、バルブ部材４０８は、部分的にキャビティ４６２を画定する外部表面４６０を有する。プランジャ４６４が、往復ピストンから、プランジャに摺動可能に取り付けられ、強固なスプリング４６７によりバルブ部材４０８の方へ付勢されるキャビティ画定部材４６６へ延在する。プランジャ上の端部停止部４７２がキャビティ画定部材を捕捉する。閉スプリング４７４が電機子４１０を傾け、連結されたバルブ部材は閉じ、一方で電磁ラッチ４７６は制御器の制御下でバルブを制御可能に開いたままに保つ。
【０１１８】
上死点の直前に、キャビティ画定部材は、開いていてもまたは閉じていてもよいバルブ部材に近づく。キャビティ画定部材は規定された移動量をプランジャに沿って外側に摺動し、一方で強固なスプリングを圧縮し、キャビティ画定部材とバルブ部材との間の空間から流体を吐出する。キャビティ画定部材はバルブ部材の外部表面、密閉線４７８の周囲で密閉接触を行い、それによってキャビティを密閉する。
【０１１９】
後の膨張行程中、往復ピストンは外側に動く。キャビティ画定部材は当初バルブ部材と密閉接触したままにあり、キャビティ画定部材に対してプランジャが摺動するためキャビティ内の圧力はさらに低下する。その移動の限界において、端部停止部は、周りの作業流体の圧力に対するキャビティ内の低下した圧力のために、バルブ部材に力を働かせ、それがあらかじめ閉じていた場合には、それがラッチされる場所である開位置（第１の位置）にバルブ部材を引き、一方で、それがあらかじめ伸張していた場合には前のように開スプリング（第１の弾性部材）を充電する、キャビティ画定部材を引く。
【０１２０】
別の実施形態において、キャビティ画定部材はキャビティ画定部材とバルブ部材との間に薄くて広い開口したキャビティを画定し、それを通して力を働かせてバルブを開くことができるスクイーズ膜を形成してもよい。
実施例７
図９は、作動室容積の各サイクル中に、バルブが必然的に第１の位置（この場合は閉じている）に移動する実施形態例を示す。
【０１２１】
ピストン５００がクランクシャフト偏心器５０２に摺接し、シリンダ５０４内を往復運動し、それによって周期的に変化する容積を有する作動室５０６を画定する。この場合、複数の流出口５０８が低圧マニホールドに延在し、流出口はそれぞれ環状バルブ部材５１２により密閉可能なバルブシート５１０を有する。環状バルブ部材は、バルブシートと係合する外部環５１４と、バルブステム５１８に摺動可能に取り付けられる内部環５１６と、内部環を外部環に連結し、それを通って作業流体が流れることができる大きな孔を画定する複数のアーム５２０と、を有する。アームには弾性があり、密閉を容易にするおよび機械公差を許容するためのわずかなコンプライアンスを生じる。
【０１２２】
バルブステムはピストンに固定的に取り付けられ、少なくとも下死点において内部環に係合して、バルブステムに沿うバルブ部材の移動を制限するフランジ５２２を含む。開スプリング５２４（第１の弾性部材として機能する）が、環状バルブ部材と、バルブ体に固定的に取り付けられ、環状バルブ部材をスプリングシートから開位置の方へ離して傾けるスプリングシート５２６との間に位置合わせされる。電磁石５２８は磁界を設けるために動作可能である。
【０１２３】
この実施形態において、各膨張行程中に、バルブステムはピストンと共に外側に動き、フランジはバルブ部材の内部環と係合し、図９に示される閉位置までそれを引き、開スプリングを充電する。制御器は、次いで電磁石に電流を通すことにより環状バルブ部材を閉位置にラッチしてもよい。後の収縮行程中に、制御器がバルブ部材をデラッチしない限りバルブ部材は閉位置にあるままであり、その場合、バルブ部材は開スプリングによる力が働くために開く一方で、バルブステムはバルブ部材を介して内側へ摺動する。
【０１２４】
開スプリングは、バルブがラッチされるべきであると制御器が判断しない場合には、各収縮行程の初めに作動室内でわずかに上昇する圧力に打ち勝つよう十分に強固でなければならない。他のすべての実施形態のように、ラッチは、一方で、制御器の制御下で電磁石により任意に打ち勝たれるラッチング力を提供する永久磁石を使用して実施してもよい。
実施例８
図１０Ａから１０Ｅを参照すると、さらなる例において、流体作用機械は、クランクシャフト偏心器６０２に摺接し、かつシリンダ６０４内を往復し、それによって周期的に変化する容積を有する作動室６０６を画定する中空のピストン６００を含む。ピストンは、流体が偏心器の周りの低圧マニホールド６０８とピストンフット室６０９との間を自由に流れることを可能にするための流体通路６０７を含む。
【０１２５】
バルブシート６１０がピストン内に取り付けられ、ピストンと共に往復運動する。作動室外に延在し、電機子６１８の移動の限界を画定する第１および第２のエンドストップ６１４、６１６を含む、スライドバルブステム６１２に、ボール型逆止弁（ｃｈｅｃｋ  ｂａｌｌ  ｖａｌｖｅ）ヘッド６１１が取り付けられる。バルブアセンブリは、第２の端部停止部（ｅｎｄ  ｓｔｏｐ）と電機子の間に記載されている開スプリング６２０（第１の弾性部材として機能する）と、ピストンとバルブヘッドとの間に記載され、バルブヘッドを閉位置に付勢する閉スプリング６２２と、を含む。
【０１２６】
動作時、図１０Ａに示される上死点において、電機子は、磁気的に透過可能な部材６２４に接触した状態にあり、電磁石（図示せず）により発生した磁束により所定の位置にラッチされる。電機子は、第１のエンドストップにより接触させられるか、または磁気的に透過可能な部材に非常に接近させられる。ラッチされた電機子はバルブステムを内側へ（図１０ＡからＥにおいて上方）引き、この構成において、開スプリングは閉スプリングに比べて強い。膨張行程中、電機子はラッチされたままであり（図１０Ｂ）、ピストンは外側に動くが、開スプリングにより働く付勢力が閉スプリングにより働く付勢力に比べて強いままであるため、バルブは開いたままである。流体はバルブを通って作動室に流れることができる。制御器によって電機子がラッチされたままになる場合、バルブは開いたままになり、バルブは図１０Ｃに示される構成を経て図１０Ａに示される構成に戻る。
【０１２７】
しかしながら、制御器により電磁石が非係合となる場合、開および閉スプリングにより働く正味の力により電機子が磁気的に透過可能な部材から離れて外側に動き、ボール型逆止弁が外側に動くことを可能にする。収縮行程中、バルブシートはボール型逆止弁と係合して（図１０Ｄ）バルブを閉じ、高圧バルブ（図示せず）を通じて作業流体を汲み出し、それによってポンピングサイクルを実施し、同時に開スプリングを充電する。ピストンは内側へ動くため、第１のエンドストップは、電機子をラッチされる位置（図１０Ｅ）の方へ再び戻す。バルブは膨張行程の早期にシリンダ圧力が降下すると再び開く。
実施例９
図１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、さらなる例において、流体作用機械はシリンダ７０２と共に、バルブ部材７０８により低圧マニホールド７０６から密閉される作動室７０４を形成する、偏心カムシャフト（図示せず）により周期的に動作する往復ピストン７００を含む。永久磁石７１０は、使用時に電磁石７１２により制御可能に無効化され、磁気ラッチ７１６から、それ自体がバルブ部材に強固に連結され、かつそれを通る流体ポート７１５を有する電機子７１４を開放し、バルブが電機子に作用する閉スプリング７１８（第１の弾性部材として機能する）により閉じられることを可能にする。バルブ移動部材７２０が、開スプリング７２２（第２の弾性部材として機能する）を介して電機子にバルブを開く方向に作用する。
【０１２８】
図１１Ａに示される第１の変形物において、バルブ移動部材は、ロッカ機構７３０およびカムシャフトに対して非係合可能に配置されたプッシュロッド機構７３２により駆動され、それによって弾性位置エネルギを蓄積するよう駆動され、それによって作動室の収縮行程の最終部分においてのみ開スプリングを充電する。使用時に、制御器は永久磁石のラッチを、電磁石を励磁することにより無効にし、結果として閉スプリングの動作下でバルブを閉じ、作動室が一定量の流体を高圧マニホールド（図示せず）に排出してもよい。次の収縮行程の最終部分において、プッシュロッドは、収縮行程の終了後に作動室の圧力が降下すると、その力が閉スプリングに打ち勝ちバルブを再び開く開スプリングを圧縮するバルブ移動機構を動かす。
【０１２９】
図１１Ｂに示される第２の変形物において、バルブ移動部材は、それ自体が流路７４２を介してカムシャフトに対して配置される第２の油圧式シリンダ７４４と流体連通する油圧式シリンダ７４０内で可動ピストンを形成し、その全体は、作動室の収縮行程の少なくとも最終部分において開スプリングを充電するために配置される。使用時に、制御器は電磁石を励磁することによって永久磁石ラッチを無効にし、バルブを閉スプリングの動作下で閉じ、作動室が一定量の流体を高圧マニホールド（図示せず）に排出させてもよい。後の収縮行程の最終部分において、２つの油圧式シリンダは、収縮行程の終了後に作動室の圧力が降下すると、その力が閉スプリングに打ち勝ちバルブを再び開く開スプリングを圧縮するバルブ移動機構を動かす。
【０１３０】
本明細書に開示される本発明の範囲内でさらなる変形および変更を行ってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ−１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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