JP5791703B2

JP5791703B2 - 複合流体ポンプの組合せ回路

Info

Publication number: JP5791703B2
Application number: JP2013508109A
Authority: JP
Inventors: ダイビング、フィリップ、ジェー．
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: EP2564072B1; JP2013525709A; CN102959252B; KR101769644B1; US9574579B2; WO2011137038A1; CN102959252A; KR20130070577A; CA2797828C; BR112012027722A2; MX355682B; US20110283691A1; MX2012012644A; CA2797828A1; BR112012027722B8; EP2564072A1; BR112012027722B1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国を除く全指定国の出願人である米国国内企業のイートンコーポレーション、及び、米国のみの出願人である米国民のフィリップジェー．ダイビングの名義でＰＣＴ国際特許出願として、２０１１年４月２２日に提出されており、２０１０年４月３０日に出願された米国特許出願第６１／３３０，０６０号に対する優先権を主張するものである。

様々な応用例に使用される流体システムは、流体を流体システム内の様々な流体回路に供給するのに適した容量のポンプを有することが多い。一般的に、このポンプの容量は、流体を受入れる流体装置による制限に基いている。このアプローチは、大容量を有するポンプに導くことが多い。

本開示の一態様は、アクチュエータシステムに関する。アクチュエータシステムは、第１アクチュエータアセンブリと、第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１ポンプアセンブリと、第２アクチュエータアセンブリと、第２アクチュエータアセンブリに選択的に流体接続する第２ポンプアセンブリとを含む。第２アクチュエータアセンブリは、クローズドセンタニュートラル位置を有する方向制御バルブを含む。更に、アクチュエータシステムは、方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、流体を第２ポンプアセンブリから第１アクチュエータに供給するように構成するポンプ組合せアセンブリを含む。ポンプ組合せアセンブリは、第１ポンプアセンブリに流体接続する第１流体入口と、第２ポンプアセンブリに流体接続する第２流体入口と、第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１流体出口と、第２アクチュエータアセンブリに流体接続する第２流体出口と、ポペットバルブアセンブリと、切換バルブとを含む。ポペットバルブアセンブリは、ポペットバルブを含む。ポペットバルブアセンブリは、第２流体入口と第１流体出口との間に配置されたバルブシートを有するバルブボアを形成する。ポペットバルブは、バルブシートに当接するように構成された第１軸端、及び、第２軸端を有する。バルブボア及びポペットバルブの第２軸端は、協働して室を形成する。切換バルブは、ポペットバルブアセンブリの室に流体接続する。切換バルブは、室が流体リザーバに流体接続する第１位置と室が流体入口に流体接続する第２位置との間で電気的に作動される。

本開示の他の一様態は、アクチュエータシステムに関する。アクチュエータシステムは、第１アクチュエータアセンブリと、第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１ポンプアセンブリと、第２アクチュエータアセンブリと、第２アクチュエータアセンブリに選択的に流体接続する第２ポンプアセンブリとを含む。第１アクチュエータアセンブリは、第１アクチュエータに流体接続する第１方向制御バルブを含む。第２アクチュエータアセンブリは、クローズドセンタニュートラル位置を有する方向制御バルブを含む。更に、アクチュエータシステムは、方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、流体を第２ポンプアセンブリから第１アクチュエータに供給するように構成するポンプ組合せアセンブリを含む。ポンプ組合せアセンブリは、第１ポンプアセンブリに流体接続する第１流体入口と、第２ポンプアセンブリに流体接続する第２流体入口と、第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１流体出口と、第２アクチュエータアセンブリに流体接続する第２流体出口と、ポペットバルブアセンブリと、切換バルブとを含む。ポペットバルブアセンブリは、ポペットバルブを含む。ポペットバルブは、第２流体入口と第１流体出口との間に配置されたバルブシートを有するバルブボアを形成する。ポペットバルブは、バルブシートに当接するように構成された第１軸端、及び、第２軸端を有する。バルブボア及びポペットバルブの第２軸端は、協働して室を形成する。切換バルブは、ポペットバルブアセンブリの室に流体接続する。切換バルブは、室が流体リザーバに流体接続する第１位置と室が流体入口に流体接続する第２位置との間で電気的に作動される。電子制御装置は、切換バルブ及び方向制御バルブに電気的に接続する。

本開示の他の一態様は、複数の流体ポンプの出力を組合せるための方法に関する。この方法は、入力信号を入力装置から受信することを含む。この入力信号は、作業車の機能を制御する。作動信号は、第１アクチュエータアセンブリの第１方向制御装置へ送信される。第１アクチュエータアセンブリは、第１ポンプアセンブリに選択的に流体接続する。第２アクチュエータアセンブリの第２方向制御バルブの位置が受信される。第２アクチュエータアセンブリは、第２ポンプアセンブリに選択的に流体接続する。第２方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、ポペットバルブアセンブリの室に流体接続する切換バルブが作動されて、第２ポンプアセンブリが第１アクチュエータアセンブリに流体接続する。

様々な付加的な特徴は、以下の説明に示される。これらの特徴は、個々の機構及び組合せた機構に関連することができる。上記の一般的な説明と以下の詳細な説明の両方は、例示的、かつ、説明的なものに過ぎず、ここに開示された実施形態が基づく広い概念を制限しないことを理解すべきである。

本開示の原理に従う例示的特徴の外観を有するアクチュエータシステムの略図である。図１のアクチュエータシステムでの使用に適した流体ポンプアセンブリの略図である。ポンプ組合せアセンブリ及び流体ポンプアセンブリの略図である。図３のポンプ組合せアセンブリの略図である。複数の流体ポンプの出力を組合せるための方法の説明図である。

添付図に説明された本開示の典型的な態様が詳細に参照される。可能な限り、同じ又は同様な構造を参照するために図面を通して同じ参照番号が使用されている。

図１を参照して、アクチュエータシステム１０が示されている。アクチュエータシステム１０は、流体リザーバ１２、この流体リザーバ１２に流体接続する第１流体ポンプアセンブリ１４ａ、流体リザーバ１２に流体接続する第２流体ポンプアセンブリ１４ｂ、第１流体ポンプアセンブリ１４ａに流体接続する第１アクチュエータアセンブリ１６、及び、第２流体ポンプアセンブリ１４ｂに流体接続する第２アクチュエータアセンブリ１８を含む。

図１及び図２を参照して、第１及び第２流体ポンプアセンブリ１４ａ，１４ｂが記載されている。一実施形態において、第１及び第２流体ポンプアセンブリ１４ａ，１４ｂは、タンデム構造で配置されている。

図示された実施形態において、第１及び第２流体ポンプアセンブリ１４ａ，１４ｂは、略同じである。説明の簡略化のために、第１流体ポンプアセンブリ１４ａのみが詳細に記載されている。第１及び第２流体ポンプアセンブリ１４ａ，１４ｂの構造は、略同じであるから、第２流体ポンプアセンブリ１４ｂの構造の参照符号が末尾に“ａ”の代わりに“ｂ”を含むこと以外は、第２流体ポンプアセンブリ１４ｂの構造は、第１流体ポンプアセンブリ１４ａと同じ参照符号を有する。第１流体ポンプアセンブリ１４ａは、第１流体ポンプ２０ａ及び第１負荷検出補償器２２ａを含む。

第１流体ポンプ２０ａは、流体入口２４ａ、流体出口２６ａ、排出ポート２８ａ及び負荷検出ポート３０ａを含む。第１流体ポンプ２０ａの流体入口２４ａは、流体リザーバ１２に流体接続されている。流体出口２６ａは、第１アクチュエータアセンブリ１６に流体接続されている。排出ポート２８ａは、流体リザーバ１２に流体接続されている。

更に、第１流体ポンプ２０ａは、シャフト３４ａを含む。このシャフト３４ａは、シャフト３４ａを回転させる動力源（例えば、エンジン、電動機等）に連結される。シャフト３４ａが回転することにより、流体は、流体入口２４ａから流体出口２６ａに吐出される。

第１流体ポンプ２０ａは、可変容量流体ポンプである。可変容量ポンプとして、第１流体ポンプ２０ａは、可変容量機構３６ａを含む。図示された実施形態において、第１流体ポンプ２０ａは、アキシアルピストンポンプであり、可変容量機構３６ａは、斜板である。斜板３６ａは、ニュートラル位置とフルストローク位置との間で移動可能である。ニュートラル位置においては、第１流体ポンプ２０ａの吐出量は、略ゼロである。吐出量ゼロでは、シャフト３４ａが回転することにより、流体は、第１流体ポンプ２０ａに流通しない。フルストローク位置において、シャフト３４ａが回転することにより、最大量の流体が第１流体ポンプ２０ａに流通する。

第１流体ポンプ２０ａは、コントロールピストン３８ａ及び付勢部材４０ａを含む。コントロールピストン３８ａ及び付勢部材４０ａは、斜板３６ａに対して作用して、斜板３６ａの位置を調整する。このコントロールピストン３８ａは、斜板３６ａの位置をフルストローク位置からニュートラル位置に調整するように構成されている。コントロールピストン３８ａは、第１流体ポンプ２０ａの流体出口２６ａに選択的に流体接続する。このコントロールピストン３８ａは、第１負荷検出補償器２２ａのバルブアセンブリに流体接続する。

付勢部材４０ａは、第１流体ポンプ２０ａをフルストローク位置に向かって付勢するように構成されている。付勢部材４０ａは、斜板３６ａをフルストローク位置に向かって付勢するバネを含む。

第１負荷検出補償器２２ａのバルブアセンブリは、第１流体ポンプ２０ａを使用するシステムの流量及び圧力要件が変化したとき、第１流体ポンプ２０ａからの流体の流れ及び流体の圧力を変化させるように構成されている。図示された実施形態において、第１負荷検出補償器２２ａのバルブアセンブリは、負荷検出バルブ４２ａ及び圧力制限補償器４４ａを含む。一実施形態において、第１負荷検出補償器２２ａのバルブアセンブリは、第１流体ポンプ２０ａの外部にある。他の実施形態において、第１負荷検出補償器２２ａのバルブアセンブリは、第１流体ポンプ２０ａと一体である。

負荷検出バルブ４２ａは、コントロールピストン３８ａと排出ポート２８ａ又は第１流体ポンプ２０ａの流体出口２６ａとの間を選択的に流体接続する。図示された実施形態において、負荷検出バルブ４２ａは三方向二位置比例弁である。負荷検出バルブ４２ａは、第１位置Ｐ１_１において、コントロールピストン３８ａと排出ポート２８ａとの間を流体接続して、コントロールピストン３８ａに対して作用する流体が排出ポート２８ａを通って流体リザーバ１２に排出されるようにする。負荷検出バルブ４２ａが第１位置Ｐ１_１にあることにより、斜板３６ａは、付勢部材４０ａによってフルストローク位置に向かって付勢される。

負荷検出バルブ４２ａは、第２位置Ｐ２_１において、コントロールピストン３８ａと排出ポート２８ａとの間を流体接続して、加圧流体がコントロールピストン３８ａに対して作用するようにする。負荷検出バルブ４２ａが第２位置Ｐ２_１にあることにより、コントロールピストン３８ａは、付勢部材４２ａに対して作用して、斜板３６ａをニュートラル位置に向かって移動させる。

負荷検出バルブ４２ａは、第１端部４６ａ及びその反対側に配置された第２端部４８ａを含む。第１端部４６ａは、負荷検出ポート３０ａに流体接続する。負荷検出ポート３０ａからの流体は、第１端部４６ａに対して作用して、負荷検出バルブ４２ａを第１位置Ｐ１_１に移動させる。図示の実施形態において、弱いバネ５０ａも、負荷検出バルブ４２ａの第１端部４６ａに対して作動して、負荷検出バルブ４２ａを第１位置Ｐ１_１に付勢する。一実施形態において、負荷検出バルブ４２ａの第１端部４６ａに対する組合せ荷重は、負荷検出ポート３０ａからの流体圧力と約２００ｐｓｉ〜約４００ｐｓｉとの和に等しい。

負荷検出バルブ４２ａの第２端部４８ａは、第１流体ポンプ２０ａの流体出口２６ａに流体接続する。第２端部４８ａに作用する流体圧力が、第１端部４６ａに作用する流体圧力より大きいとき、コントロールピストン３８ａは、斜板３６ａをニュートラル位置の方向に作動させ、これにより、第１流体ポンプ２０ａによって吐出される流量が減少する。

圧力制限補償器４４ａは、圧力リリーフバルブのタイプである。図示の実施形態において、圧力制限補償器４４ａは、三方向二位置比例弁である。圧力制限補償器４４ａは、第１端部５２ａ及びその反対側に配置された第２端部５４ａを含む。流体出口２６ａからの流体が第２端部５４ａに対して作用するのに対して、強いバネ５６ａは、圧力制限補償器４４ａの第１端部５２ａに対して作用する。

圧力制限補償器４４ａは、第１位置ＰＣ１_１及び第２位置ＰＣ２_１を含む。第１位置ＰＣ１_１において、圧力制限補償器４４ａは、排出ポート２８ａへの流体通路を形成する。圧力制限補償器４４ａが第１位置ＰＣ１_１にあり、かつ、負荷検出バルブ４２ａが第１位置Ｐ１_１にあるとき、コントロールピストン３８ａに対して作用する流体は、排出ポート２８ａと通って流体リザーバ１２に排出される。圧力制限補償器４４ａが第１位置ＰＣ１_１にあり、かつ、負荷検出バルブ４２ａを第１位置Ｐ１_１にあることにより、斜板３６ａは、付勢部材４０ａによってフルストローク位置に向かって付勢される。

第２位置ＰＣ２_１において、圧力制限補償器４４ａは、コントロールピストン３８ａと流体出口２６ａとの間を流体接続して、加圧流体をコントロールピストン３８ａに対して作用させる。圧力制限補償器４４ａが第２位置Ｐ２_１にあることにより、コントロールピストン３８ａは、付勢部材４０ａに対して作用して、斜板３６ａをニュートラル位置に向かって移動させる。

流体出口２６ａの流体圧力が上昇して、強いバネ５６ａの設定負荷に近づくことにより、圧力制限補償器４４ａは、第２位置ＰＣ２_１に向かって移動して、流体がコントロールピストン３８ａに流通できるようにする。流体がコントロールピストン３８ａに対して作用することにより、斜板３６ａの位置は、ニュートラル位置に向かって移動する。この移動は、第１流体ポンプ２０ａの流体出口２６ａの流体圧力が、強いバネ５６ａの設定負荷でシステム圧力を維持するのに十分に低下するまで、又は、第１流体ポンプ２０ａがニュートラル位置に移動するまで継続する。一実施形態において、強いバネ５６は、約２５００Ｐｉｓ〜約３５００Ｐｉｓのシステム圧力となる設定負荷を与える。

再び図１を参照して、第１アクチュエータアセンブリ１６及び第２アクチュエータアセンブリ１８が記載されている。第１アクチュエータアセンブリ１６は、第１アクチュエータ６０及び第１方向制御バルブ６２を含む。

第１アクチュエータ６０は、リニアアクチュエータ（例えば、シリンダー等）、又は、ロータリアクチュエータ（例えば、モータ等）とすることができる。本実施形態において、第１アクチュエータ６０は、リニアアクチュエータである。第１アクチュエータ６０は、ボア６６を形成するハウジング６４を含む。ピストンアセンブリ６８は、ボア６６内に配置されている。このピストンアセンブリ６８は、ピストン７０及びロッド７２を含む。ボア６６は、第１室７４及び第２室７６を含む。第１室７４は、ピストン７０の第１側に配置されているのに対して、第２室７６は、その反対側のピストン７０の第２側に配置されている。

第１アクチュエータ６０は、第１制御ポート８２及び第２制御ポート８４を含む。第１制御ポート８２は、第１室７４に流体接続し、第２制御ポート８４は、第２室７６に流体接続する。

第１方向制御バルブ６２は、第１アクチュエータ６０に流体接続する。図示された実施形態において、第１方向制御バルブ６２は、四方向三位置弁である。第１方向制御バルブ６２は、第１位置ＰＤ１_１、第２位置ＰＤ２_１及びクローズドセンタニュートラル位置ＰＤＮ_１を含む。

第１位置ＰＤ１_１において、第１方向制御バルブ６２は、第１流体ポンプ２０ａと第１制御ポート８２との間、及び、第２制御ポート８４と流体リザーバ１２との間を流体接続する。図示の実施形態において、この第１位置ＰＤ１_１は、ハウジング６４からピストンアセンブリ６８を伸長させる。第２位置ＰＤ２_１において、第１方向制御バルブ６２は、第１流体ポンプ２０ａと第２制御ポート８４との間、及び、第１制御ポート８２と流体リザーバ１２との間を流体接続する。図示の実施形態において、この第２位置ＰＤ２_１は、ピストンアセンブリ６８を後退させる。

図示の実施形態において、第１方向制御バルブ６２は、複数の第１ソレノイドバルブ８６によって作動される。複数の第１センタリングバネ８８は、第１方向制御バルブ６２をニュートラル位置ＰＤＮ１_１に付勢するようになっている。

第２アクチュエータアセンブリ１８は、第２アクチュエータ９０及び第２方向制御バルブ９２を含む。第２アクチュエータ９０は、ボア９６を形成するハウジング９４を含む。ピストンアセンブリ９８は、ボア９６内に配置されている。ピストンアセンブリ９８は、ボア９６を第１室１００及び第２室１０２に区切る。

ハウジング９４は、第１室１００に流体接続する第１制御ポート１０４及び第２室１０２に流体接続する第２制御ポート１０６を含む。

第２方向制御バルブ９２は、第２アクチュエータ９０に流体接続する。図示の実施形態において、この第２方向制御バルブ９２は、五方向三位置弁である。第２方向制御バルブ９２は、第１位置ＰＤ１_２、第２位置ＰＤ２_２及びクローズドセンタニュートラル位置ＰＤＮ_２を含む。

第１位置ＰＤ１_２において、第２方向制御バルブ９２は、第２流体ポンプ２０ｂの流体出口２６ｂと第１制御ポート１０４との間、及び、第２制御ポート１０６と流体リザーバ１２との間を流体接続する。また、第２方向制御バルブ９２は、流体出口２６ｂと負荷検出通路１０８との間を流体接続し、負荷検出通路１０８は、第２流体ポンプ２０ｂの負荷検出ポート３０ｂに流体接続する。図示の実施形態において、この第１位置ＰＤ１_２は、ハウジング９４からピストンアセンブリ９８を伸長させる。

第２位置ＰＤ２_２において、第２方向制御バルブ９２は、第２流体ポンプ２０ｂと第２制御ポート１０６との間、及び、第１制御ポート１０４と流体リザーバ１２との間を流体接続する。また、第２方向制御バルブ９２は、流体出口２６ｂと負荷検出通路１０８との間を流体接続し、負荷検出通路１０８は、第２流体ポンプ２０ｂの負荷検出ポート３０ｂを流体接続する。図示の実施形態において、この第２位置ＰＤ２_２は、ピストンアセンブリ９８を後退させる。

図示の実施形態において、第２方向制御バルブ９２は、複数の第２ソレノイドバルブ１１０によって作動される。複数の第２センタリグバネ１１２は、第２方向制御バルブ９２をニュートラル位置ＰＤＮ_２に付勢するようになっている。

図１，３及び４を参照して、更に、アクチュエータシステム１０は、ポンプ組合せアセンブリ１２０を含む。このポンプ組合せアセンブリ１２０は、第１及び第２作動モードを含む。第１モードにおいて、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、第１ポンプアセンブリ１４ａと第１アクチュエータアセンブリ１６との間、及び、第２ポンプアセンブリ１４ｂと第２アクチュエータアセンブリ１８との間を流体接続する。この第１モードでは、第１ポンプアセンブリ１４ａと第２アクチュエータアセンブリ１８との間の流体接続は、遮断される。

第２モードにおいて、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、第１及び第２ポンプアセンブリ１４ａ，１４ｂから流体を組合せるように構成される。このモードにおいて、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、流体を第１流体ポンプ２０ａの流体出口２６ａからの流体と第２流体ポンプ２０ｂの流出口２６ｂからの流体とから組合せ、組合された流体を第２アクチュエータアセンブリ１８に導通させる。

図示された実施形態において、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、第１ポンプアセンブリ１４ａの流体出口２６ａに流体接続する第１入口通路１２２、第２ポンプアセンブリ１４ｂの流体出口２６ｂに流体接続する第２入口通路１２４、第１アクチュエータアセンブリ１６に流体接続する第１出口通路１２６、及び、第２アクチュエータアセンブリ１８に流体接続する第２出口通路１２８を含む。更に、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、流体リザーバ１２に流体接続する戻り通路１３０を含む。図示された実施形態において、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、第１ポンプアセンブリ１２ａの負荷検出ポート３０ａに流体接続する第１負荷検出通路１３２、第２ポンプアセンブリ１２ｂの負荷検出ポート３０ｂに流体接続する第２負荷検出通路１３４、及び、第２方向制御バルブ９２の負荷検出通路１０８に流体接続する第３負荷検出通路１３６を含む。

ポンプ組合せアセンブリ１２０は、ポペットバルブアセンブリ１３８及び切換バルブ１４０を含む。このポペットバルブアセンブリ１３８は、バルブボア１４２を形成している。第２入口通路１２４及び第１出口通路１２６は、バルブボア１４２に流体接続する。バルブボア１４２は、第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間に配置されるバルブシート１４４を含む。

このポペットバルブアセンブリ１３８は、バルブボア１４２に摺動可能に配置されるポペットバルブ１４６及びバネ１４８を含む。このポペットバルブ１４６は、第１軸端１５０及びその反対側に配置された第２軸端１５２を有する。この第１軸端１５０は、バルブシート１４４に選択的に係合するように構成される。ポペットバルブ１４６の第２軸端１５２及びバルブボア１４２は、協働してバネ室１５４を形成する。バネ１４８は、バネ室１５４内に配置され、ポペットバルブ１４６の第２軸端１５２に対して作用し、ポペットバルブ１４６をバルブシート１４４と係合するように付勢する。ポペットバルブ１４６が着座位置にあるとき、第１軸端１５０は、バルブシート１４４に緊密に当接して、第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間の流体接続を遮断する。ポペットバルブ１４６が離座位置にあるとき、第１軸端１５０は、バルブシート１４４から軸方向に離れて配置されて、第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間の流体を接続する。

更に、ポペットバルブアセンブリ１３８は、バネ室通路１５６を含む。バネ室通路１５６は、バネ室１５４に流体接続している。

切換バルブ１４０は、バネ室１５４に流体接続されている。切換バルブ１４０は、バネ室１５４から流体を選択的に排出して、流体を第２入口通路１２４から第１出口通路１２６に導通するように構成されている。

図示の実施形態において、切換バルブ１４０は、三方向二位置弁である。切換バルブ１４０は、第１位置ＰＳ１において、第２出口通路１２８の流体がバネ室１５４に流れるように、ポンプ組合せアセンブリ１２０の第２出口通路１２８とバネ室１５４との間を流体接続する。流体が第２出口通路１２８からバネ室１５４に導入されることにより、ポペットバルブ１４６の第１軸端１５０は、バルブボア１４２のバルブシート１４４に当接して、第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間の流体接続を遮断する。第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間の流体接続を遮断することにより、第１ポンプアセンブリ１４ａからの流体のみが、第１アクチュエータアセンブリ１６に導通される。

第２位置ＰＳ２において、切換バルブ１４０は、バネ室１５４と戻り通路１３０との間を流体接続する。この第２位置ＰＳ２において、バネ室１５４の中の流体は、流体リザーバ１２に排出される。第２入口通路１２４からポペットバルブ１４６の第１軸端１５０に作用する流体は、ポペットバルブ１４６をバルブボア１４２内のバルブシート１４４から離座させて、第２入口通路１２４からの流体を第１出口通路１２６に導通する。ポペットバルブ１４６が離座位置にあることにより、第１ポンプアセンブリ１４ａからの流体、及び、第２ポンプアセンブリ１４ｂからの流体は、第１アクチュエータアセンブリ１６に導通される。

図示の実施形態において、切換バルブ１４０は、ソレノイド１５８を含む。励起状態のとき、ソレノイド１５８は、切換バルブ１４０を第２位置ＰＳ２に移動させる。ソレノイド１５８は、電子制御装置１６２（図１参照）からの出力信号１６０に応答して切換バルブ１４０を作動させる。ソレノイド１５８が励起状態でないとき、バネ１６４は、切換バルブ１４０を第１位置ＰＳ１に付勢する。

ポンプ組合せアセンブリ１２０は、更に、第１の一方向バルブアセンブリ１６６及び第２の一方向バルブアセンブリ１６８を含む。第１の一方向バルブアセンブリ１６６は、第１入口通路１２２に配置される。第１の一方向バルブアセンブリ１６６は、流体が第１ポンプアセンブリ１４ａから第１アクチュエータアセンブリ１６に流れるのを許容し、流体が反対方向に（すなわち、第１アクチュエータアセンブリ１６から第１ポンプアセンブリ１４ａに）流れるのを阻止する。また、第１の一方向バルブアセンブリ１６６は、第２ポンプアセンブリ１４ｂから第１ポンプアセンブリ１４ａへの流体の流れを阻止する。

一実施形態において、第１の一方向バルブアセンブリ１６６は、チェックバルブ１７０及びチェックバルブシート１７２を含む。チェックバルブ１７０は、バネ１７４によってチェックバルブシート１７２に接触するように付勢される。チェックバルブ１７０がチェックバルブシート１７２に接触したとき、第１出口通路１２６と第１入口通路１２２との間の流体接続は、遮断される。第１出口通路１２６内の流体圧力が第１入口通路１２２内の流体圧力以上のとき、チェックバルブ１７０は、移動して、チェックバルブシート１７２に接触する。

第２の一方向バルブアセンブリ１６８は、第１出口通路１２６に配置される。第２の一方向バルブアセンブリ１６８は、流体がポペットバルブアセンブリ１３８から第１アクチュエータアセンブリ１６に流れるのを許容し、流体が反対方向に（すなわち、第１アクチュエータアセンブリ１６からポペットバルブアセンブリ１３８に）流れるのを阻止する。また、第２の一方向バルブアセンブリ１６８は、第２ポンプアセンブリ１４ａからポペットバルブアセンブリ１３８への流体の流れを阻止する。

一実施形態において、第２の一方向バルブアセンブリ１６８は、チェックバルブ１７６及びチェックバルブシート１７８を含む。チェックバルブ１７６は、バネ１７４によってチェックバルブシート１７８に接触するように付勢される。チェックバルブ１７６がチェックバルブシート１７８に接触したとき、第１アクチュエータアセンブリ１６とポペットバルブアセンブリ１３８との間の流体接続は、遮断される。

ポンプ組合せアセンブリ１２０は、更に、シャトルバルブ１９０を含む。このシャトルバルブ１９０は、第２負荷検出通路１３４に流体接続し、第２負荷検出通路１３４は、第２ポンプアセンブリ１４ｂの負荷検出ポート３０ｂに流体接続する。シャトルバルブ１９０は、第３負荷検出通路１３６からの流体圧力と、ポペットバルブアセンブリ１３８と第２の一方向バルブアセンブリ１６８との間の第１出口通路１２６内の流体圧力とを比較する。より高圧の流体が、シャトルバルブ１９０を通って第２ポンプアセンブリ１４ｂの負荷検出ポート３０ｂに導通される。

図示の実施形態において、ポンプ組合せアセンブリ１２０は、ランピングバルブ(ramping valve)アセンブリ１９２を含む。ランピングバルブアセンブリ１９２は、第１アクチュエータアセンブリ１６の第１アクチュエータ６０の位置に基いて第１流体ポンプ２０ａの流体出力を制御するように構成されている。ランピングバルブアセンブリ１９２は、「流体ポンプアセンブリの制御」の名称で、２０１０年４月２９日に提出された米国特許出願第１２／７７０，２６１号に記載され、この特許出願は、その全てが参照することにより本書に含まれる。

図５を参照して、複数の流体ポンプの出力を組合せるための方法３００を説明する。ステップ３０２において、入力信号１９４は、電子制御装置１６２によって受信される。一実施形態において、入力信号１９４は、作業車（例えば、清掃トラック、スキッドステアローダ、バックホー、掘削機及びトラクター等）の機能を制御するように構成される入力装置（例えば、ジョイスティック、ハンドル等）を用いて操縦者によって与えられる。

信号１９４に応じて、電子制御装置１６２は、ステップ３０４で作動信号１９６を第１アクチュエータアセンブリ１６に送信する。作動信号１９６は、第１方向制御バルブ６２の第１ソレノイドバルブ８６によって受信される。作動信号１９６に応じて、ソレノイドバルブ８６は、第１方向制御バルブ６２を第１位置ＰＤ１_１及び第２位置ＰＤ２_１のうちの一方に作動させる。第１方向制御バルブ６２が第１位置ＰＤ１_１及び第２位置ＰＤ２_１の一方に移動されることにより、第１ポンプアセンブリ１２ａからの流体は、第１アクチュエータ６０に導通される。

ステップ３０６において、電子制御装置１６２は、第２アクチュエータアセンブリ１８の第２方向制御バルブ９２の位置を評価する。第２方向制御バルブ９２がニュートラル位置ＰＤＮ_２にある場合、電子制御装置１６２は、ステップ３０８で、出力信号１６０を切換バルブ１４０のソレノイド１５８に送信する。出力信号１６０に応答して、切換バルブ１４０は、第２位置ＰＳ２に移動して、バネ室１５４内の流体を流体リザーバ１２に排出する。バネ室１５４内の流体が流体リザーバ１２に排出されることにより、ポペットバルブ１４６は、バルブボア１４２のバルブシート１４４から離座される。ポペットバルブ１４６がバルブシート１４４から離座されることにより、第２ポンプアセンブリ１４ｂからの流体は、第１アクチュエータアセンブリ１６の第１アクチュエータ６０に導通される。

図示の実施形態において、切換バルブ１４０が第２位置ＰＳ２に移動されたとき、第１ポンプアセンブリ１４ａからの流体及び第２ポンプアセンブリ１４ｂからの流体は、ポンプ組合せアセンブリ１２０の第１出口通路１２６で合流される。その後、第１出口通路１２６は、第１アクチュエータアセンブリ１６に接続される。

電子制御装置１６２が第２入力信号２０４を受信した場合、この第２入力信号は、運転者によって与えられ、その作業車の第２の機能を制御するようになっており、電子制御装置１６２は、出力信号１６０を切換バルブ１４０のソレノイド１５８に送信を停止し、切換バルブ１４０が付勢されて第１位置ＰＳ１に戻り、この第１位置ＰＳ１では、流体は、バルブボア１４２のバネ室１５４に導通される。流体がバネ室１５４に導通されることにより、第２入口通路１２４と第１出口通路１２６との間の流体接続は、遮断される。そして、電子制御装置１６２は、第２作動信号２０２を第２アクチュエータアセンブリ１８の第２方向制御バルブ９２に送信して、第２方向制御バルブ９２を第１位置ＰＤ１_２及び第２位置ＰＤ２_２のうちの一方に移動させる。

本開示の範囲及び思想から逸脱することなく、当業者には、この開示の様々な改良及び変更が明白となり、この開示の範囲は、ここに記載されて図示された実施形態に不当に限定されないことを理解するべきである。

Claims

第１アクチュエータアセンブリと、
前記第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１ポンプアセンブリと、
クローズドセンタニュートラル位置を有する方向制御バルブを含む第２アクチュエータアセンブリと、
前記第２アクチュエータアセンブリに選択的に流体接続する第２ポンプアセンブリと、
前記方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、流体を前記第２ポンプアセンブリから第１アクチュエータに選択的に供給するように構成されたポンプ組合せアセンブリと、を備えたアクチュエータシステムであって、
前記ポンプ組合せアセンブリは、
前記第１ポンプアセンブリに流体接続する第１流体入口と、
前記第２ポンプアセンブリに流体接続する第２流体入口と、
前記第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１流体出口と、
前記第２アクチュエータアセンブリに流体接続する第２流体出口と、
ポペットバルブを含み、バルブシートを有するバルブボアを形成し、前記バルブシートが、前記第２流体入口と前記第１流体出口との間に配置され、前記ポペットバルブが、前記バルブシートに当接するように構成された第１軸端、及び、第２軸端を有し、前記バルブボアと前記ポペットバルブの前記第２軸端が協働して室を形成するポペットバルブアセンブリと、
前記ポペットバルブアセンブリの前記室に流体接続し、前記室が流体リザーバに流体接続する第１位置と前記室が前記第２流体入口に流体接続する第２位置との間で電気的に作動される切換バルブと、を含んでいることを特徴とするアクチュエータシステム。
前記第１アクチュエータアセンブリは、方向制御バルブを含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータシステム。
前記ポンプ組合せアセンブリは、前記第１流体入口と前記第１流体出口との間に配置された第１の一方向バルブアセンブリを含み、前記第１の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリから前記第１ポンプアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータシステム。
前記ポンプ組合せアセンブリは、前記ポペットバルブアセンブリと前記第１アクチュエータアセンブリとの間に配置された第２の一方向バルブアセンブリを含み、前記第２の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリから前記ポペットバルブアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータシステム。
更に、前記切換バルブに電気的に接続する電子制御装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータシステム。
前記第２アクチュエータアセンブリの前記方向制御バルブは、ソレノイドバルブによって作動されることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータシステム。
前記電子制御装置は、前記第２アクチュエータアセンブリの前記方向制御バルブの前記ソレノイドバルブに電気的に接続することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータシステム。
第１アクチュエータに流体接続する第１方向制御バルブを有する第１アクチュエータアセンブリと、
前記第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１ポンプアセンブリと、
クローズドセンタニュートラル位置を有する第２方向制御バルブを有する第２アクチュエータアセンブリと、
前記第２アクチュエータアセンブリに流体接続する第２ポンプアセンブリと、
前記第２方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、流体を第２ポンプアセンブリから第１アクチュエータに選択的に供給するように構成するポンプ組合せアセンブリと、を備えたアクチュエータシステムであって、
前記ポンプ組合せアセンブリは、
前記第１ポンプアセンブリに流体接続する第１流体入口と、
前記第２ポンプアセンブリに流体接続する第２流体入口と、
前記第１アクチュエータアセンブリに流体接続する第１流体出口と、
前記第２アクチュエータアセンブリに流体接続する第２流体出口と、
ポペットバルブを含み、バルブシートを有するバルブボアを形成し、前記バルブシートが、前記第２流体入口と前記第１流体出口との間に配置され、前記ポペットバルブが、前記バルブシートに当接するように構成された第１軸端、及び、第２軸端を有し、前記バルブボアと前記ポペットバルブの前記第２軸端が協働して室を形成するポペットバルブアセンブリと、
前記ポペットバルブアセンブリの前記室に流体接続し、前記室が流体リザーバに流体接続する第１位置と前記室が前記第２流体入口に流体接続する第２位置との間で電子的に作動される切換バルブと、
前記切換バルブ及び第１方向制御バルブに電気的に接続する電子制御装置と、を含むことを特徴とするアクチュエータシステム。
前記ポンプ組合せアセンブリは、前記第１流体入口と前記第１流体出口との間に配置された第１の一方向バルブアセンブリを含み、前記第１の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリから前記第１ポンプアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータシステム。
前記ポンプ組合せアセンブリは、前記ポペットバルブアセンブリと前記第１アクチュエータアセンブリとの間に配置された第２の一方向バルブアセンブリを含み、前記第２の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリから前記ポペットバルブアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項９に記載のアクチュエータシステム。
前記第２アクチュエータアセンブリの前記第２方向制御バルブは、ソレノイドバルブによって作動されることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータシステム。
前記電子制御装置は、前記第２アクチュエータアセンブリの前記第２方向制御バルブのソレノイドバルブに電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータシステム。
複数の流体ポンプの出力を組合せるための方法であって、
作業車の機能を制御する入力信号を入力装置から受信し、
第１ポンプアセンブリに選択的に流体接続する第１アクチュエータアセンブリの第１方向制御装置に作動信号を送信し、
第２ポンプアセンブリに選択的に流体接続する第２アクチュエータアセンブリの第２方向制御バルブの位置を受信し、
前記第２方向制御バルブがニュートラル位置にあるとき、ポペットバルブアセンブリの室に流体接続する切換バルブを作動させて、前記第２ポンプアセンブリを前記第１アクチュエータアセンブリに流体接続することを特徴とする方法。
前記第１の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリから前記第１ポンプアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項１３の方法。
前記第２の一方向バルブアセンブリは、前記第１アクチュエータアセンブリからポペットバルブアセンブリへの流体の流れを阻止することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
更に、作動車の第２の機能を制御する第２入力信号を受信したとき、前記作動信号を前記第２方向制御バルブに送信することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記第１方向制御バルブは、ソレノイドを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記第２方向制御バルブは、ソレノイドを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。