(57)【要約】  油圧回路が、機能を実行するために駆動できる少なくとも１つのアクチュエータを含む。複数の弁が、少なくとも１つのアクチュエータ内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するために少なくとも１つのアクチュエータに関連付けられる。油圧回路は、少なくとも１つのアクチュエータへ流体を供給するための複数のポンプも含む。複数のポンプは、第１の方向への移動のために少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第１のポンプと、第１の方向と反対の第２の方向への移動のために少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第２のポンプとを含む。【選択図】図１
2012523531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能を実行するために駆動できる少なくとも１つのアクチュエータと、
前記少なくとも１つのアクチュエータ内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するために前記少なくとも１つのアクチュエータに関連付けられた複数の弁と、
第１の方向への移動のために前記少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第１のポンプと、前記第１の方向と反対の第２の方向への移動のために前記少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第２のポンプとを含む、前記少なくとも１つのアクチュエータへ流体を供給するための複数のポンプと
を含む油圧回路。
【請求項２】
前記弁を制御するための入力装置からの信号に応答する、前記弁を制御するための電子制御器を更に含む請求項１に記載の油圧回路。
【請求項３】
前記第１のポンプが第１の供給導管内へ流体を供給し、前記第２のポンプが第２の供給導管内へ流体を供給し、混合弁が前記第１の供給導管と前記第２の供給導管との間で連通され、前記混合弁は前記第１の供給導管と前記第２の供給導管とを流体連通するために前記制御器に応答する、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項４】
前記混合弁が、前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第２のポンプが前記第１のポンプを補足し、前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第１のポンプが前記第２のポンプを補足することを可能にするために開かれ得る双方向圧力補償弁である、請求項３に記載の油圧回路。
【請求項５】
前記混合弁が、前記第１の供給導管と前記第２の供給導管との間の流れを遮断する中立位置に付勢される三位置弁であり、前記混合弁は、前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第１のポンプが前記第２のポンプを補足することを可能にするために、前記第１の供給導管から前記第２の供給導管への流体の流れを可能にするために第１の位置へ作動されるようになされ、前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第２のポンプが前記第１のポンプを補足することを可能にするために、前記第２の供給導管から前記第１の供給導管への流体の流れを可能にするために第２の位置へ作動されるようになされる、請求項３に記載の油圧回路。
【請求項６】
前記第１の供給導管内の流体圧力を感知し、前記制御器へ第１の圧力信号を提供するための第１の圧力センサと、前記第２の供給導管内の流体圧力を感知し、前記制御器へ第２の圧力信号を提供するための第２の圧力センサとを更に含み、前記制御器は、前記第１及び第２のポンプ並びに前記混合弁を制御するために前記第１及び第２の圧力信号並びに入力装置からの信号に応答する、請求項３に記載の油圧回路。
【請求項７】
アキュムレータと、前記アキュムレータから出る流体の流れを制御するための弁とを有する流体動力蓄積予備システムを更に含み、前記制御器は、前記アキュムレータからの流体を使用して前記少なくとも１つのアクチュエータを駆動するために前記流体動力蓄積予備システムの前記弁を制御する、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項８】
前記流体動力蓄積予備システムの前記弁が、前記少なくとも１つのアクチュエータから前記アキュムレータ内への流体の流れを更に制御し、前記アキュムレータは、前記少なくとも１つのアクチュエータから受け取る前記流体によって少なくとも部分的に充填される、請求項７に記載の油圧回路。
【請求項９】
前記流体動力蓄積予備システムが、前記アキュムレータを充填するために前記アキュムレータへ流体を供給するための装入ポンプを更に含み、前記装入ポンプと前記アキュムレータとの間の流体導管が、流体が前記アキュムレータから前記装入ポンプに向かって流れることを防止するための逆止め弁を含む、請求項８に記載の油圧回路。
【請求項１０】
前記複数の弁が２つの供給側の弁と、２つの戻り側の弁とを含み、前記供給側の弁の１つ及び前記戻り側の弁の１つは前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動に全体的に関連付けられ、前記供給側の弁の他の１つ及び前記戻り側の弁の他の１つは前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動に全体的に関連付けられる、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項１１】
前記第１及び第２のポンプの１つがモータとして稼働できるオーバセンタポンプであり、前記制御器が、モータとして稼働する前記オーバセンタポンプへ前記少なくとも１つのアクチュエータから排出される流体を方向付けるように前記供給側の弁を制御するようになされ、前記オーバセンタポンプは、前記第１及び第２のポンプの他の１つを駆動するモータとして稼働する、請求項１０に記載の油圧回路。
【請求項１２】
前記２つの供給側の弁が流体連通されることを可能にする再生弁を更に含み、前記再生弁は、前記制御器によって制御され、開いて、容量が減少している前記少なくとも１つのアクチュエータのチャンバから排出される流体を、容量が増加している前記少なくとも１つのアクチュエータのチャンバ内へ方向付ける、請求項１０に記載の油圧回路。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのアクチュエータが複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータの各１つは、２つの供給側の弁と２つの戻り側の弁とを含み、前記供給側の弁の１つ及び前記戻り側の弁の１つは、前記第１の方向への前記アクチュエータの移動に全体的に関連付けられ、前記供給側の弁の他の１つ及び前記戻り側の弁の他の１つは、前記第２の方向への前記アクチュエータの移動に全体的に関連付けられる、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項１４】
前記第１及び第２のポンプに関連付けられた供給導管を連通するための混合弁を更に含み、前記制御器は、前記第１の方向への半数超の前記アクチュエータの移動、及び、前記第２の方向への半数未満のアクチュエータの移動を命令する入力装置からの信号に対応して、前記第１のポンプが命令されるように前記アクチュエータを駆動するのに充分な能力を有する場合、前記混合弁を開くように制御して、前記第１のポンプが、全ての前記アクチュエータの前記移動を駆動するための流体を供給することを可能にする、請求項１３に記載の油圧回路。
【請求項１５】
前記複数のアクチュエータがリニアアクチュエータ及びロータリアクチュエータを含む、請求項１４に記載の油圧回路。
【請求項１６】
前記第１のポンプが第１の供給導管内へ流体を供給し、前記第２のポンプが第２の供給導管内へ流体を供給し、混合弁が前記第１の供給導管及び前記第２の供給導管との間で連通され、前記混合弁は前記第１の供給導管及び前記第２の供給導管を流体連通するために前記制御器に応答し、前記制御器が、前記アクチュエータの移動を制御するための入力装置からの信号に応答し、前記制御器は、前記第１の方向へ半数超のアクチュエータを移動し、第２の方向へ半数未満のアクチュエータを移動する要望を示す前記入力装置からの信号に対応して、前記混合弁を開き、前記第１のポンプによって全ての前記アクチュエータを駆動するために流体を供給することを試みる、請求項１３に記載の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は油圧回路に関し、具体的には、アクチュエータへ流体を供給するための複数のポンプを有する油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]例えば、掘削機等の作業装置で一般的に使用されるようないくつかの知られた油圧回路は２つのポンプを含む。掘削機は、少なくとも４つの独立した機能（ブーム、アーム、バケット及びスイング）を含むため、各ポンプは機能の２つのための主作動源として働く。例えば、ほとんどの掘削機の回路において、第１のポンプがスイング及びバケット機能のための主作動油源として働き、拳上操作の間、ブーム機能のための副作動油源として働き、一方、第２のポンプがブーム及びアーム機能のための主作動油源として働き、バケット機能のための副作動油源として働く。この設計の結果として、掘削機の運転中、第１及び第２のポンプの両方は、多くの場合、比較的少量の排出容量で稼働する。例えば、スイング及びブーム機能のみの作動の間、第１のポンプは、スイングを操作するために５０％排出容量で稼働している場合があり、一方、第２のポンプは、ブームを操作するために３０％排出容量で稼働している場合がある。一般に、油圧ポンプは一部の排出容量では非常に非効率的である。これらの非効率性の結果として、上記に説明されるタイプの油圧回路は、操作するのに費用が掛かる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]本発明によると、機能を実行するために駆動できる少なくとも１つのアクチュエータを含む油圧回路が提供される。複数の弁が、少なくとも１つのアクチュエータ内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するために少なくとも１つのアクチュエータに関連付けられる。油圧回路は、少なくとも１つのアクチュエータへ流体を供給するための複数のポンプも含む。複数のポンプは、第１の方向への移動のために少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第１のポンプと、第１の方向と反対の第２の方向への移動のために少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第２のポンプとを含む。
【０００４】
[0004]一実施形態によると、電子制御器が弁を制御する。制御器は、弁を制御するための入力装置からの信号に応答する。
[0005]一実施形態によると、第１のポンプが第１の供給導管内へ流体を供給し、第２のポンプが第２の供給導管内へ流体を供給する。混合弁が第１の供給導管と第２の供給導管との間で連通される。混合弁は第１の供給導管と第２の供給導管とを流体連通するために制御器に応答する。
【０００５】
[0006]他の一実施形態によると、油圧回路は、アキュムレータと、アキュムレータから出る流体の流れを制御するための弁とを有する流体動力蓄積予備システムを更に含む。制御器は、アキュムレータからの流体を使用して少なくとも１つのアクチュエータを駆動するために流体動力蓄積予備システムの弁を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0007]本発明の第１の実施形態に従って構成される油圧回路の例図である。
【図２】[0008]本発明の他の一実施形態に従って構成される油圧回路の例図である。
【図３】[0009]本発明の更に他の一実施形態に従って構成される油圧回路の例図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0010]図１は、本発明の第１の実施形態に従って構成される油圧回路１０を例示する。油圧回路１０は、ヘッド側チャンバ１４及びロッド側チャンバ１６を有するアクチュエータ１２を含む。ヘッド側チャンバ１４及びロッド側チャンバ１６はピストン／ロッド組立体１５のピストン１３によって分離される。アクチュエータ１２は参照符号１８によって概略的に示される機能を操作するために駆動できる。油圧回路１０は２つの油圧ポンプ２４及び２６も含む。図１に例示される実施形態において、ポンプ２４及び２６は、モータと同様に働くようにオーバセンタに作動できる可変排出容量ポンプである。ポンプ２４及び２６は実質的に一定な出口圧力を維持するように制御される。一実施形態において、ポンプ２４及び２６は可動斜板を有するアクシャルピストンポンプであるが、排出容量が可変な任意のタイプの油圧ポンプが使用できる。動力源２８はポンプ２４及び２６へ連結され、ポンプを駆動するために稼働可能である。動力源２８は燃焼機関、電気モータ又は任意の他の知られた原動力を含み得る。流体をポンピングする操作の間、ポンプ２４はタンク３０から流体を引き、供給導管３４内へ流体を供給する。同様に、流体をポンピングする操作の間、ポンプ２６はタンク３０から流体を引き、供給導管３６内へ流体を供給する。
【０００８】
[0011]図１の油圧回路１０は、アクチュエータ内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するためのアクチュエータ１２に関連付けられた複数の弁も含む。弁は２つの供給側の弁４０及び４２、並びに、２つの戻り側の弁４４及び４６を含む。代替的実施形態において、２つの戻り側の弁は単一の三位置弁に一体化できる。油圧回路１０は混合弁４８を任意選択に含み得る。図１の油圧回路１０は単一のアクチュエータ１２のみを含むので、単一の混合弁４８が回路に含まれる。油圧回路が２つ以上のアクチュエータを含む場合、１つ又は複数の混合弁が使用できる。供給側の弁４０は供給導管３４とアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ通じる導管５４との間で連通され、それらの間の流体の流れを制御する。供給側の弁４２は、供給導管３６と、アクチュエータ１２のロッド側チャンバ１８へ通じる導管５６との間で連通され、それらの間の流体の流れを制御する。戻し弁４４は導管５４と戻し導管５８との間で連通され、それらの間の流体の流れを制御する。同様に、戻し弁４６は導管５６と戻し導管５８との間で連通され、それらの間の流体の流れを制御する。混合弁４８は供給導管３４と３６との間で連通し、それらの間の流れを制御する。
【０００９】
[0012]図１は各弁４０、４２、４４、４６及び４８を双方向圧力補償弁として例示する。しかし、弁は、単方向弁を含む任意の知られたタイプの弁であり得る。しかし、少なくとも供給弁４０及び４２、並びに、混合弁４８のために双方向弁を使用することによって、以下に説明されるように、油圧回路１０のための追加の制御モードが可能となる。
【００１０】
[0013]図１は任意選択の流体動力蓄積予備システム７０も例示する。流体動力蓄積予備システム７０はアキュムレータ７２と、関連の弁７４と、任意選択で装入ポンプ７６とを含む。装入ポンプ７６はポンプ２４及び２６並びに動力源２８へ動作可能に連通される。図１は、ポンプ２４及び２６と装入ポンプ７６とを駆動する共通の軸を例示する。装入ポンプ７６は、アキュムレータを充填するために、タンク３０から流体を引き、装入導管７８を通してアキュムレータ７２へ流体を供給するように操作可能である。装入導管７８内に位置付けられる逆止め弁８０は、流体がアキュムレータ７２から装入導管７８を通って装入ポンプ７６へ向かって逆流することを防止する。弁７４は、導管５４へアキュムレータ７２を連通し、アキュムレータから出る流体の流れを制御する。弁７４は、アキュムレータ７２が導管５４へ流体を供給することを可能にし、導管５４がアキュムレータ７２へ流体を供給することを可能にするために双方向弁である。
【００１１】
[0014]油圧回路１０は電子制御器６４も含む。制御器６４は、弁４０、４２、４４、４６、４８及び７４へ動作可能に接続され、それらの稼働を制御する。制御器６４は、オペレータが望むようにアクチュエータを操作するためのやり方で弁４０、４２、４４、４８及び７４を制御するために、オペレータ入力装置６６から提供される入力信号に応答する。弁４０、４２、４４、４６及び４８の各々は開閉のための制御信号に応答して、弁を通る流体の流れを制御する。制御器６４は動力源２８も制御でき、又は、代替的に、動力源２８を制御する他の一制御器と通信できる。ポンプ２４及び２６は、それらの関連の斜板の角度を変えること等によって、それらの排出容量を変えるために制御器６４からの制御信号に応答することもできる。代替的に、ポンプ２４及び２６は、それらの出口で実質的に一定な圧力を維持するように自己制御できる。
【００１２】
[0015]再度ポンプ２４及び２６に関連して、ポンプ２４は、第１の方向への移動のためにアクチュエータ１２を駆動するための流体を供給するための主ポンプであり、一方、ポンプ２６は、第１の方向と反対の第２の方向への移動のためにアクチュエータ１２を駆動するための流体を供給するための主ポンプである。図１は、アクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ流体を供給するための主ポンプとしてポンプ２４を例示し、アクチュエータ１２のロッド側チャンバ１６へ流体を供給するための主ポンプとしてポンプ２６を例示する。アクチュエータ１２の要求が、そのアクチュエータを駆動するために主ポンプが不充分であるようなものの場合、混合弁４８が開かれ、他のポンプ（この操作において、副ポンプ）が主ポンプによって供給される流体の流れを補足するために使用できる。
【００１３】
[0016]図１の油圧回路１０は様々な制御モードを有する。制御器６４は、油圧回路１０を通る流体の流れを制御するために少なくとも弁４０、４２、４４、４６、４８及び７４を制御する。制御器６４はオペレータ入力装置６６から受信する入力信号によって命令されるように実行しながら、油圧回路１０の効率を最大にするように、弁４０、４２、４４、４６、４８及び７４、並びに、任意選択でポンプ２４及び２６を制御する。
【００１４】
[0017]図１のアクチュエータ１２を延出させるために、流体はアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ供給される。アクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４とロッド側チャンバ１６との間の差圧に対応して、ピストン／ロッド組立体１５は移動し、流体はアクチュエータのロッド側チャンバ１６から排出される。以下は、図１の油圧回路１０においてアクチュエータ１２を延出させるための様々な制御モードである。
・弁４０を開きながらポンプ２４を駆動するように動力源２８を操作して、流体がポンプ２４から導管３４、弁４０及び導管５４を通ってアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ流れることを可能にする。弁４６は開かれて、流体がロッド側チャンバ１６から排出されて、導管５６、弁４６及び導管５８を通ってタンク３０へ流れることを可能にする。
・弁７４を開いて、流体がアキュムレータ７２から弁７４及び導管５４の部分を通ってアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ流れることを可能にする。弁４６は開かれて、流体がロッド側チャンバ１６から排出されて、導管５６、弁４６及び導管５８を通ってタンク３０へ流れることを可能にする。
・ポンプ２４及びアキュムレータ７２の両方がアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４へ流体を供給するように、弁４０及び７４の両方を開き、ポンプ２４を操作する。弁４６は開かれて、ロッド側チャンバ１６から排出される流体が導管５６、弁４６及び導管５８を通ってタンク３０へ流れることを可能にする。この制御モードは、ポンプ２４が、オペレータ入力装置６６によって命令されるようにアクチュエータ１２を操作するのに不充分であり、アキュムレータ７２が、ポンプ２４からの流体の流れを補足するために使用される場合に使用される。
・ポンプ２４及びアキュムレータ７２からの流れが、命令されるようにアクチュエータ１２を駆動するために不充分である場合、ポンプ２６がアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４への流れを補足する（又は増加させる）ために使用できるように、アキュムレータ７２に関連付けられた弁７４が閉じられ、混合弁４８が開かれ得る。弁４６は開かれて、ロッド側チャンバ１６から排出される流体が、導管５６、弁４６及び導管５８を通ってタンク３０へ流れることを可能にする。この制御モードにおいて、ポンプ２４は主ポンプであり、ポンプ２６はポンプ２４の流れを補足する副ポンプである。ポンプ２４及び２６の両方が一部の排出容量で稼働する代わりに、ポンプ２４（主ポンプ）は全排出容量で稼働され、追加の流れがポンプ２６（副ポンプ）によって補足される。アキュムレータ７２は、ポンプ２４及び２６から供給される流れを更に補足するために必要に応じて使用できる。
・アクチュエータ１２のロッド側チャンバ１６から排出される流体のエネルギーを利用するために、弁４６は閉じられた状態を維持するように制御でき、弁４２は開かれて、モータとして働くようにオーバセンタに制御（又は、作動）されるポンプ２６へ流れを方向付ける。モータとして働くポンプ２６は、ヘッド側チャンバ１４へ流体を供給するために、ポンプ２４を駆動する（又は、動力源２８がポンプ２４を駆動するのを補助する）。アキュムレータ７２は、ポンプ２４からの流れを更に補足するために必要に応じて使用できる。更に、この制御モードの間、アキュムレータ７２が装入できるように、装入ポンプ７６は、モータとして働くポンプ２６によって駆動される。
・他の一制御モードにおいて、ロッド側チャンバ１６から排出される流体の流れは、弁４２を通り過ぎた後、混合弁４８を通って供給導管３４へ方向付けできて、供給導管３４及び３６内で可能な限り加圧されながら、ポンプ２４からの流れを補足する（又は増加させる）。
【００１５】
[0020]アクチュエータ１２を収縮させるために、流体はアクチュエータ１２のロッド側チャンバ１６へ供給される。ロッド側チャンバ１６とアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４との間の差圧に対応して、ピストン／ロッド組立体１５は移動し、流体はアクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４から排出される。以下は、図１の油圧回路におけるアクチュエータ１２を収縮させるための様々な制御モードである。
・弁４２を開きながらポンプ２６を駆動するように動力源２８を稼働して、流体がポンプ２６から導管３６、弁４２及び導管５６を通ってアクチュエータ１２のロッド側チャンバ１６へ流れることを可能にする。弁４４は開かれて、ヘッド側チャンバ１４から導管５４を通って排出される流体が、タンク３０、及び、弁７４が開かれる場合には、少なくとも部分的にアキュムレータを充填するためにアキュムレータ７２の1つ又は両方へ流れることを可能にする。
・ポンプ２６からの流れが、命令されるようにアクチュエータ１２を駆動するために充分ではない場合、混合弁４８は開かれ、ポンプ２４はアクチュエータ１２のロッド側チャンバ１６への流れを補足する（又は増加させる）ために使用できる。弁４４は開かれて、ヘッド側チャンバ１４から導管５４を通って排出される流体が、タンク３０、及び、弁７４が開かれる場合には、アキュムレータ７２の１つ又は両方へ流れることを可能にする。この制御モードにおいて、ポンプ２６は主ポンプであり、ポンプ２４はポンプ２６の流れを補足する副ポンプである。ポンプ２４及び２６の両方が一部の排出容量で稼働する代わりに、ポンプ２６（主ポンプ）は全排出容量で稼働され、追加の流れがポンプ２４（副ポンプ）によって補足される。
・アクチュエータ１２のヘッド側チャンバ１４から排出される流体のエネルギーを利用するために、弁４４は閉じられた状態を維持し、弁４０は開かれて、モータとして働くようにオーバセンタに制御されるポンプ２４へ流れを方向付ける。モータとして働くポンプ２４は、ロッド側チャンバ１６へ流体を供給するために、ポンプ２６を駆動する（又は、ポンプ２６を駆動するのを補助する）。
・他の一モードにおいて、ヘッド側チャンバ１４から排出されるいくらかの流体の流れは、弁４０を通り過ぎた後、ロッド側チャンバ１６へ戻って再生されるために混合弁４８を通って供給導管３６へ方向付けできる。ヘッド側チャンバ１４から排出される流体の残余は、アキュムレータ７２又はタンク３０のうちの１つへ方向付けられる。
【００１６】
[0021]図２は、本発明の他の一実施形態に従って構成される油圧回路１００を例示する。油圧回路１００は複数のアクチュエータを含む。図２に例示されるアクチュエータは３つのリニアアクチュエータ１０２、１０４及び１０６、並びに、１つのロータリアクチュエータ１０８を含む。しかし、任意のタイプのアクチュエータ又はアクチュエータのタイプの組み合わせが油圧回路１００に含まれ得る。アクチュエータ１０２は、参照符号１１２によって概略的に示されるその関連の機能を作動するために可動なピストン／ロッド組立体１１０を含む。ピストン／ロッド組立体１１０は、アクチュエータ１０２のヘッド側チャンバ１１４及びロッド側チャンバ１１６を分離する。アクチュエータ１０４は、参照符号１２２によって概略的に示されるその関連の機能を作動するために可動なピストン／ロッド組立体１２０を含む。ピストン／ロッド組立体１２０は、アクチュエータ１０４のヘッド側チャンバ１２４及びロッド側チャンバ１２６を分離する。同様に、アクチュエータ１０６は、参照符号１３２によって概略的に示されるその関連の機能を作動するために可動なピストン／ロッド組立体１３０を含む。ピストン／ロッド組立体１３０は、アクチュエータ１０６のヘッド側チャンバ１３４及びロッド側チャンバ１３６を分離する。アクチュエータ１０８は、第１のポート１４０と第２のポート１４２とをそれぞれ含む。第１のポート１４０に入る流体は、アクチュエータ１０８の回転部分の時計回りの回転（又は、第１の方向への移動）をもたらす傾向がある。第２のポート１４２に入る流体は、アクチュエータ１０８の回転部分の反時計回りの回転（又は、第２の方向への移動）をもたらす傾向がある。
【００１７】
[0022]油圧回路１００は２つの油圧ポンプ１５０及び１５２も含む。ポンプ１５０及び１５２は、モータと同様に働くようにオーバセンタに作動できる可変排出容量ポンプである。ポンプ１５０及び１５２は、実質的に一定な出口圧力を維持するために制御される。一実施形態において、ポンプ１５０及び１５２は、可動斜板を有するアクシャルピストンポンプであるが、排出容量が可変な任意のタイプの油圧ポンプが使用できる。動力源１５４はポンプ１５０及び１５２へ連結され、ポンプを駆動するために稼働可能である。流体をポンピングする操作の間、ポンプ１５０はタンク１５８から流体を引き、供給導管１６０内へ流体を供給する。同様に、流体をポンピングする操作の間、ポンプ１５２はタンク１５８から流体を引き、供給導管１６２内へ流体を供給する。
【００１８】
[0023]図２を参照にして分かるように、ポンプ１５０は、導管１６０を通して各アクチュエータの一方の側へ連通される。図２は、アクチュエータ１０２、１０４及び１０６の各々のそれぞれのヘッド側チャンバ１１４、１２４及び１３４へ、並びに、アクチュエータ１０８の第１のポート１４０へ連通されるポンプ１５０を例示する。したがって、図２に示される例において、ポンプ１５０は、アクチュエータ１０２、１０４及び１０６を延出する方向への移動のために駆動し、アクチュエータ１０８を時計回りの回転のために駆動するための流体を供給するための主ポンプとして働く。図２において、ポンプ１５２は、導管１６２を通してアクチュエータ１０２、１０４及び１０６の各々のロッド側チャンバ１１６、１２６及び１３６、並びに、アクチュエータ１０８の第２のポート４２へ連通される。したがって、図２に示される例において、ポンプ１５２は、アクチュエータ１０２、１０４及び１０６を収縮させる方向への移動のために駆動し、アクチュエータ１０８を反時計回りの回転のために駆動するための流体を供給するための主ポンプとして働く。
【００１９】
[0024]図２は、供給導管１６０及び１６２を流体連通するための任意選択の混合弁１７０も例示する。図２に例示される混合弁１７０は中立（閉）位置に付勢される三位置弁である。混合弁１７０は、供給導管１６０から供給導管１６２へ流れを連通するための第１の位置へ作動でき、又は、供給導管１６２から供給導管１６０へ流れを連通するための第２の位置へ作動できる。供給導管１６０と１６２との間の流れは、図１を参照にして説明されるように、ポンプ１５０及び１５２が、必要な場合に、１つのポンプが他のポンプの流れを補足できるように流れを混合することを可能にする。
【００２０】
[0025]図２の油圧回路１００は、アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の各々内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するための複数の弁も含む。図２において、各アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８は４つの弁を含む。４つの弁は２つの供給側の弁１８０及び１８２、並びに、２つの戻り側の弁１８４及び１８６を含む。例示される実施形態において、少なくとも供給側の弁１８０及び１８２は、例えば、図１に例示されるものと同様な双方向圧力補償弁のような双方向弁である。戻り側の弁１８４及び１８６は、供給側の弁１８０及び１８２と同様であり得、又は、タンク１５８への流れを遮断するか、それとも、タンク１５８への流れを可能にするための単なる二位置単方向弁であり得る。代替的に、戻り側の弁は単一の三位置弁に一体化できる。
【００２１】
[0026]図２は２つの圧力センサ１９０及び１９２も例示する。圧力センサ１９０は供給導管１６０内の圧力を感知し、感知された圧力を示す圧力信号を出力するようになされる。同様に、圧力センサ１９２は供給導管１６２内の圧力を感知し、感知された圧力を示す圧力信号を出力するようになされる。
【００２２】
[0027]図２の油圧回路１００は制御器２００も含む。制御器２００は、圧力センサ１９０及び１９２からの信号を受信し、又、入力装置２０２からの信号を受信する。入力装置２０２は、例えば、オペレータからの命令を受けるためのジョイスティックであり得、その場合、入力装置２０２からの信号は、オペレータによって命令されるアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の作動を示す。制御器２００は、命令されるように実行しながら、効率を最大にするようなやり方で、油圧回路１００のポンプ１５０及び１５２、並びに、弁１７０、１８０、１８２、１８４及び１８６を制御するために、入力装置２０２からの入力信号、並びに、圧力センサ１９０及び１９２からの圧力信号に応答する。制御器２００は、様々なアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の作動を優先させ、１つ又は複数のアクチュエータを優先するようなやり方で、弁１７０、１８０、１８２、１８４及び１８６を制御することもできる。図２の油圧回路１００のための様々な制御モードが以下に説明される。これらの説明される制御モードはどのアクチュエータも優先しない。提示される説明から、当業者は、１つ又は複数のアクチュエータを優先するように弁１７０、１８０、１８２、１８４及び１８６をどのように制御するかを認識すべきである。
【００２３】
[0028]１つ又は複数のアクチュエータ１０２、１０４及び１０６を延出させ、及び／又は、アクチュエータ１０８の時計回りの回転をもたらすために、図２の油圧回路１００は、以下の制御モードの１つで制御される。
・アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の供給側の弁１８０を開きながら、動力源１５４を稼働して、ポンプ１５０を駆動して、流体が、導管１６０から、延出されるべきアクチュエータ１０２、１０４及び１０６のそれぞれの適切なヘッド側チャンバ１１４、１２４、１３４、及び／又は、ロータリアクチュエータ１０８の第１のポート４０へ流れることを可能にする。アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の適切な戻り側の弁１８６は開かれて、アクチュエータから排出される流体がタンク１５８へ流れることを可能にする。
・ポンプ１５０からの流れが、命令されるようにアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分ではない場合、混合弁１７０は開かれ、ポンプ１５２は副作動源として使用されて、延出されるべきアクチュエータ１０２、１０４及び１０６のヘッド側チャンバ、及び／又は、ロータリアクチュエータ１０８の第１のポート４０への流体の流れを補足する（又は、増加させる）。制御器２００は、圧力センサ１９０を監視することによって、ポンプ１５０がアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分ではないことを判定する。代替的に、供給側の弁１８０が圧力補償弁である場合、制御器２００は、ポンプ１５０がアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分であるか否かを判定するために補償器の位置を監視できる。補償器が、圧力変化に対応して移動する移動スプール（又は、ポペット）を有する場合、スプール（又は、ポペット）の位置は圧力を示す。したがって、補償器は圧力センサとして働く。アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の適切な戻り側の弁１８６は開かれて、アクチュエータから排出される流体がタンク１５８へ流れることを可能にする。
・アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８から排出される流体のエネルギーを利用するために、上記のように、流体はアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８へ供給され、戻り側の弁１８６は閉位置へ制御される。供給側の弁１８２は開かれて、アクチュエータから排出される流体の流れを、モータとして働くようにオーバセンタに制御されるポンプ１５２へ方向付ける。モータとして働くポンプ１５２は、流体を供給するためにポンプ１５０を駆動する（又は、ポンプ１５０を駆動するのを補助する）。
・他の一モードにおいて、延出された１つ又は複数のアクチュエータのロッド側チャンバ、例えば、アクチュエータ１０４のチャンバ１２６から排出される流体の流れは、供給側の弁１８２を通って導管１６２内へ方向付けできる。流体は、導管１６２から混合弁１７０（適切に位置された場合）を通って導管１６０内へ通過できて、導管１６０及び１６２内で可能な限り加圧されながら、供給側の弁１８０を通ってアクチュエータ１０４のチャンバ１２４内へ方向付けされる。
【００２４】
[0029]１つ又は複数のアクチュエータ１０２、１０４及び１０６を収縮させるために、及び／又は、アクチュエータ１０８の反時計回りの回転をもたらすために、油圧回路１００は以下の制御モードの１つで制御される。
・アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８への適切な供給側の弁１８２を開きながら、動力源１５４を稼働して、ポンプ１５２を駆動して、流体が、導管１６２から収縮されるべきアクチュエータ１０２、１０４及び１０６のそれぞれの適切なロッド側チャンバ１１６、１２６、１３６、及び／又は、ロータリアクチュエータ１０８の第２のポート４２へ流れることを可能にする。アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の適切な戻り側の弁１８４は開かれて、アクチュエータから排出される流体がタンク１５８へ流れることを可能にする。
・ポンプ１５２からの流れが、命令されるようにアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分ではない場合、混合弁１７０は開かれ、ポンプ１５０は副作動源として使用されて、収縮されるべきアクチュエータ１０２、１０４及び１０６のロッド側チャンバ、及び／又は、ロータリアクチュエータ１０８の第２のポート４２への流体の流れを補足する（又は増加させる）。制御器２００は、圧力センサ１９２を監視することによって、ポンプ１５２がアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分ではないことを判定する。代替的に、供給側の弁１８２が圧力補償弁である場合、制御器２００は、ポンプ１５２がアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を駆動するために充分であるか否かを判定するために補償器の位置を監視できる。アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８の適切な戻り側の弁１８４は開かれて、アクチュエータから排出される流体がタンクへ流れることを可能にする。
・アクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８から排出される流体のエネルギーを利用するために、上記のように、流体はアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８へ供給され、戻り側の弁１８４は閉位置へ制御される。供給側の弁１８０は開かれて、アクチュエータから排出される流体の流れを、モータとして働くようにオーバセンタに制御されるポンプ１５０へ方向付ける。モータとして働くポンプ１５０は、流体を供給するためにポンプ１５２を駆動する（又は、ポンプ１５２を駆動するのを補助する）。
・他の一モードにおいて、収縮された１つ又は複数のアクチュエータのヘッド側チャンバ、例えば、アクチュエータ１０４のチャンバ１２４から排出される流体の流れは、供給側の弁１８０を通って導管１６０内へ方向付けできる。流体は、導管１６０から混合弁１７０（適切に位置された場合）を通って導管１６２内へ通過できて、導管１６０及び１６２内で可能な限り加圧されながら、供給側の弁１８２を通ってアクチュエータ１０４のチャンバ１２６内へ方向付けされる。
【００２５】
[0030]しばしば、半数超のアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を１つの方向に、半数未満のアクチュエータを反対の方向に作動することが望ましい場合がある。例えば、アクチュエータ１０２及び１０４が延出するように命令され、アクチュエータ１０８が時計回りに回転するように命令され、アクチュエータ１０６が収縮するように命令されることを仮定しよう。このようなシナリオにおいて、命令された作動に基づくポンプ１５０は、半数超のアクチュエータ１０２、１０４及び１０８のための主流体源として働き、能力がある場合、アクチュエータ１０６を含む全アクチュエータを駆動するために使用できる。ポンプ１５０からの流体でアクチュエータ１０６を駆動するために、制御器２００は混合弁１７０を開いて、供給導管１６０から供給導管１６２内への流体の流れを可能にし、アクチュエータ１０６に関連付けられた弁１８２及び１８４は、チャンバ１３６内への流体の流れ、及び、チャンバ１３４から出る流体の流れを可能にするために開かれる。ポンプ１５０が、所望されるようにアクチュエータ１０２、１０４、１０６及び１０８を作動するために充分な流体を供給する能力がない場合、制御器２００は、混合弁１７０を閉じ、ポンプ１５２からアクチュエータ１０６のための流体を供給する。
【００２６】
[0031]図３は、本発明の更に他の一実施形態に従って構成される油圧回路１００Ａを例示する。図２を参照にして上記に説明されるものと類似する図３の部分は、追加の添え字「Ａ」を伴った図２で使用される同じ参照符号を使用し、図３を参照にして詳細には説明されない。図３の油圧回路１００Ａは、アクチュエータ１０２Ａに関連付けられた流体動力蓄積予備システム２１０を含む。当業者は、他のアクチュエータ１０４Ａ、１０６Ａ及び１０８Ａが類似の流体動力蓄積予備システムを含み得るか、又は、複数のアクチュエータが共通の流体動力蓄積予備システムを共有できることを認識すべきである。流体動力蓄積予備システム２１０は、アキュムレータ２１２と、関連の弁２１４と、動力源１５４Ａに連結され、それによって駆動される装入ポンプ２１６とを含む。油圧回路が複数の流体動力蓄積予備システムを含む場合、共通の装入ポンプが使用できる。装入ポンプ２１６は、ポンプ１５０Ａ及び１５２Ａ並びに動力源１５４Ａへ動作可能に連結される。装入ポンプ２１６は、アキュムレータを充填するために、タンク１５８Ａから流体を引き、導管２２０を通してアキュムレータ２１２へ流体を供給するように操作可能である。導管２２０内に位置付けられる逆止め弁２２２は、アキュムレータ２１２からの流体が導管２２０を通って装入ポンプ２１６へ向かって逆流することを防止する。弁２１４は供給導管１６０Ａへアキュムレータ２１２を連通する。弁２１４は、アキュムレータ２１２が供給導管１６０Ａへ流体を供給し、供給導管１６０Ａがアキュムレータ２１２へ流体を供給することを可能にするための双方向弁である。アキュムレータ２１２からの流体は、アクチュエータ１０２Ａを延出させるために、単独で、又は、ポンプ１５０Ａ（及び、補足のポンプ１５２）からの流体と混合して使用できる。アキュムレータ２１２は、装入ポンプ２１６により供給される流体によって、アクチュエータ１０２Ａのヘッド側チャンバ１１４Ａから排出される流体によって、ポンプ１５０Ａにより供給される流体によって、又はこれらの装置の組み合わせによって装入され得る。
【００２７】
[0032]図３は、供給側の弁１８０Ａ及び１８２Ａが流体連通されることを可能にする再生弁２３０を有する２つのアクチュエータ１０４Ａ及び１０６Ａも例示する。図３に例示される再生弁２３０は代表的なものに過ぎず、供給側の弁１８０Ａ及び１８２Ａと一体化した構成によって形成できる。当業者は、任意の数のアクチュエータが再生弁２３０を含み得ることを認識すべきである。再生弁２３０は、容量が削減されているチャンバから出て、容量が増加されているチャンバ内へ流れる流体を方向付ける。図３の油圧回路１００Ａの制御モードは、図１の流体動力蓄積予備システム７０を参照にして説明されるものと類似するアクチュエータ１０２Ａのための流体動力蓄積予備システム２１０の使用、及び、アクチュエータ１０４Ａ及び１０６Ａのための再生弁２３０の使用の追加を伴った、図２を参照にして説明されるものと類似する。
【００２８】
[0033]本発明の原理、実施形態、及び動作が本明細書で詳細に説明されているが、これは、開示されている特定の例示的形態に限定されると解釈されてはならない。したがって、本発明の精神又は範囲から逸脱せずに本明細書中の実施形態の様々な変更を行うことができることが、当業者には明らかとなるであろう。
【図１】
2012523531.tif 000003
【図２】
2012523531.tif 000004
【図３】
2012523531.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月8日(2011.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能を実行するために駆動できる少なくとも１つのアクチュエータと、
前記少なくとも１つのアクチュエータ内へ入り、そこから出る流体の流れを制御するために前記少なくとも１つのアクチュエータに関連付けられた複数の弁と、
第１の方向への移動のために前記少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第１のポンプと、前記第１の方向と反対の第２の方向への移動のために前記少なくとも１つのアクチュエータを主に駆動するための第２のポンプとを含む、前記少なくとも１つのアクチュエータへ流体を供給するための複数のポンプと、
前記弁を制御するための入力装置からの信号に応答する、前記弁を制御するための電子制御器と、
アキュムレータと、前記アキュムレータから出る流体の流れを制御するための弁とを有する流体動力蓄積予備システムとを含み、前記制御器は、前記アキュムレータからの流体を使用して前記少なくとも１つのアクチュエータを駆動するために前記流体動力蓄積予備システムの前記弁を制御する、油圧回路。
【請求項２】
前記第１のポンプが第１の供給導管内へ流体を供給し、前記第２のポンプが第２の供給導管内へ流体を供給し、混合弁が前記第１の供給導管と前記第２の供給導管との間で連通され、前記混合弁は前記第１の供給導管と前記第２の供給導管とを流体連通するために前記制御器に応答する、請求項１に記載の油圧回路。
【請求項３】
前記混合弁が、前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第２のポンプが前記第１のポンプを補足し、前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第１のポンプが前記第２のポンプを補足することを可能にするために開かれ得る双方向圧力補償弁である、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項４】
前記混合弁が、前記第１の供給導管と前記第２の供給導管との間の流れを遮断する中立位置に付勢される三位置弁であり、前記混合弁は、前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第１のポンプが前記第２のポンプを補足することを可能にするために、前記第１の供給導管から前記第２の供給導管への流体の流れを可能にするために第１の位置へ作動されるようになされ、前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動を駆動するために前記第２のポンプが前記第１のポンプを補足することを可能にするために、前記第２の供給導管から前記第１の供給導管への流体の流れを可能にするために第２の位置へ作動されるようになされる、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項５】
前記第１の供給導管内の流体圧力を感知し、前記制御器へ第１の圧力信号を提供するための第１の圧力センサと、前記第２の供給導管内の流体圧力を感知し、前記制御器へ第２の圧力信号を提供するための第２の圧力センサとを更に含み、前記制御器は、前記第１及び第２のポンプ並びに前記混合弁を制御するために前記第１及び第２の圧力信号並びに入力装置からの信号に応答する、請求項２に記載の油圧回路。
【請求項６】
前記流体動力蓄積予備システムの前記弁が、前記少なくとも１つのアクチュエータから前記アキュムレータ内への流体の流れを更に制御し、前記アキュムレータは、前記少なくとも１つのアクチュエータから受け取る前記流体によって少なくとも部分的に充填される、請求項１に記載の油圧回路。
【請求項７】
前記流体動力蓄積予備システムが、前記アキュムレータを充填するために前記アキュムレータへ流体を供給するための装入ポンプを更に含み、前記装入ポンプと前記アキュムレータとの間の流体導管が、流体が前記アキュムレータから前記装入ポンプに向かって流れることを防止するための逆止め弁を含む、請求項６に記載の油圧回路。
【請求項８】
前記複数の弁が２つの供給側の弁と、２つの戻り側の弁とを含み、前記供給側の弁の１つ及び前記戻り側の弁の１つは前記第１の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動に全体的に関連付けられ、前記供給側の弁の他の１つ及び前記戻り側の弁の他の１つは前記第２の方向への前記少なくとも１つのアクチュエータの移動に全体的に関連付けられる、請求項１に記載の油圧回路。
【請求項９】
前記第１及び第２のポンプの１つがモータとして稼働できるオーバセンタポンプであり、前記制御器が、モータとして稼働する前記オーバセンタポンプへ前記少なくとも１つのアクチュエータから排出される流体を方向付けるように前記供給側の弁を制御するようになされ、前記オーバセンタポンプは、前記第１及び第２のポンプの他の１つを駆動するモータとして稼働する、請求項８に記載の油圧回路。
【請求項１０】
前記２つの供給側の弁が流体連通されることを可能にする再生弁を更に含み、前記再生弁は、前記制御器によって制御され、開いて、容量が減少している前記少なくとも１つのアクチュエータのチャンバから排出される流体を、容量が増加している前記少なくとも１つのアクチュエータのチャンバ内へ方向付ける、請求項８に記載の油圧回路。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのアクチュエータが複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータの各１つは、２つの供給側の弁と２つの戻り側の弁とを含み、前記供給側の弁の１つ及び前記戻り側の弁の１つは、前記第１の方向への前記アクチュエータの移動に全体的に関連付けられ、前記供給側の弁の他の１つ及び前記戻り側の弁の他の１つは、前記第２の方向への前記アクチュエータの移動に全体的に関連付けられる、請求項１に記載の油圧回路。
【請求項１２】
前記第１及び第２のポンプに関連付けられた供給導管を連通するための混合弁を更に含み、前記制御器は、前記第１の方向への半数超の前記アクチュエータの移動、及び、前記第２の方向への半数未満のアクチュエータの移動を命令する入力装置からの信号に対応して、前記第１のポンプが命令されるように前記アクチュエータを駆動するのに充分な能力を有する場合、前記混合弁を開くように制御して、前記第１のポンプが、全ての前記アクチュエータの前記移動を駆動するための流体を供給することを可能にする、請求項１１に記載の油圧回路。
【請求項１３】
前記複数のアクチュエータがリニアアクチュエータ及びロータリアクチュエータを含む、請求項１２に記載の油圧回路。
【請求項１４】
前記第１のポンプが第１の供給導管内へ流体を供給し、前記第２のポンプが第２の供給導管内へ流体を供給し、混合弁が前記第１の供給導管及び前記第２の供給導管との間で連通され、前記混合弁は前記第１の供給導管及び前記第２の供給導管を流体連通するために前記制御器に応答し、前記制御器が、前記アクチュエータの移動を制御するための入力装置からの信号に応答し、前記制御器は、前記第１の方向へ半数超のアクチュエータを移動し、第２の方向へ半数未満のアクチュエータを移動する要望を示す前記入力装置からの信号に対応して、前記混合弁を開き、前記第１のポンプによって全ての前記アクチュエータを駆動するために流体を供給することを試みる、請求項１１に記載の油圧回路。
【国際調査報告】
2012523531.tif 000006
2012523531.tif 000007