特表 2022-523352 過圧補正を有する液圧アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-22

(54)【発明の名称】過圧補正を有する液圧アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F04B 1/324 20200101AFI20220415BHJP

【ＦＩ】

F04B1/324

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021549131

(86)(22)【出願日】2020-02-25

(85)【翻訳文提出日】2021-09-27

(86)【国際出願番号】 EP2020054895

(87)【国際公開番号】W WO2020173933

(87)【国際公開日】2020-09-03

(31)【優先権主張番号】1901923

(32)【優先日】2019-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511133761

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ・ドゥ・ヴェルサイユ・サン－クァンタン－アン－イヴェリーヌ

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＤＥ ＶＥＲＳＡＩＬＬＥＳ ＳＡＩＮＴ－ＱＵＥＮＴＩＮ－ＥＮ－ＹＶＥＬＩＮＥＳ

【住所又は居所原語表記】５５ ａｖｎｕｅ ｄｅ Ｐａｒｉｓ， ７８０００ Ｖｅｒｓａｉｌｌｅｓ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アルファイド，サメール

(72)【発明者】

【氏名】カルドファキ，モハマド

(72)【発明者】

【氏名】スレイマン，マヤ

【テーマコード（参考）】

3H070

【Ｆターム（参考）】

3H070AA01

3H070AA03

3H070BB06

3H070CC07

3H070CC19

3H070DD45

(57)【要約】

本発明は、可変吐出容積式ポンプ（１２）と、ポンプ（１２）の送達を連続的に変化させることができる部材（２０）とを備える液圧アクチュエータに関し、部材（２０）は、アクチュエータ（１０）移動指令に基づいて命じられる第１の方向制御弁（４８）によって供給されるラム（４０）によって駆動される。本発明によると、アクチュエータ（１０）は、ポンプ（１２）の出力圧力（Ｐ）に基づいて命じられる第２の方向制御弁（６０）を備え、第２の方向制御弁（６０）は２つの位置を備え、２つの位置のうちの一方（６０ａ）は、休止位置として知られており、ポンプ（１２）の出力圧力（Ｐ）が所定圧力より低い限り得られ、第１の方向制御弁（４８）からの出力を複動式ラム（４０）に伝達し、他方（６０ｂ）は、動作位置と呼ばれ、第１の方向制御弁（４８）を介することなく、ポンプ（１２）の出力圧力（Ｐ）を低下させるようにポンプ（１２）の出力圧力（Ｐ）をラム（４０）に伝達する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液圧アクチュエータ（１０）であって、
可変吐出容積式ポンプ（１２）と、
アクチュエータ（１０）移動指令に基づいて命じられる第１の方向制御弁（４８）と、
前記第１の方向制御弁（４８）によって供給されるラム（４０）と
を備え、
前記ポンプが可動部材（２０）を備え、
前記可動部材（２０）の移動により、前記ポンプ（１２）の送達を連続的に変化させることが可能になり、
前記部材（２０）を前記ラム（４０）で移動させることができ、
前記第１の方向制御弁（４８）が、前記部材が移動したときに前記部材（２０）の位置を介した前記ポンプの送達に対する前記移動指令に関連付けられる連続関数を適用することができる
液圧アクチュエータ（１０）において、
前記アクチュエータ（１０）が、前記ポンプ（１２）の出力圧力（Ｐ）に基づいて命じられる第２の方向制御弁（６０）を備え、
前記第２の方向制御弁（６０）が２つの位置を備え、
前記２つの位置のうちの一方（６０ａ）が、休止位置として知られており、前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）が所定圧力より低い限り得られ、前記第１の方向制御弁（４８）からの出力を直接、前記複動式ラム（４０）に伝達し、それによって、前記ポンプ（１２）が前記連続関数に従うことを可能にし、
他方（６０ｂ）が、動作位置と呼ばれ、前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）が前記所定圧力以上であるときに得られ、前記第１の方向制御弁（４８）を介することなく、且つ、前記連続関数に従うことなく、前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）を低下させるように前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）を前記ラム（４０）に伝達する
ことを特徴とする、
液圧アクチュエータ（１０）。

【請求項2】

前記所定圧力が調整可能である
ことを特徴とする、
請求項１に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項3】

前記部材（２０）が、前記ポンプ（１２）がその送達の方向を逆転させることができるように構成される
ことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項4】

前記ラム（４０）が２つのチャンバ（４２、４４）を備えること、及び、
前記アクチュエータ（１０）が、前記ポンプ（１２）の送達の方向に従って前記２つのチャンバ（４２、４４）の一方又は他方のいずれかに前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）を伝達するように構成された第３の方向制御弁（６８）を備えること
を特徴とする、
請求項３に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項5】

前記液圧アクチュエータが、
前記ポンプ（１２）の最高出力圧力によって前記第２の方向制御弁（６０）に命じるように構成される弁の組（５２）
をさらに備える
ことを特徴とする、
請求項３又は４に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項6】

前記ラム（４０）が、前記第１の方向制御弁（４８）の本体（８０）に接続された可動棒（４６）を備える
ことを特徴とする、
請求項１～５のいずれか一項に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項7】

前記可動棒（４６）が、はめ込み式接続によって、前記第１の方向制御弁（４８）の前記本体（８０）に接続される
ことを特徴とする、
請求項６に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項8】

前記ポンプ（１２）が、アキシアルピストン（２４）によるピストンポンプであり、
前記送達の変化を可能とする部材が、前記ピストン（２４）が押圧する、可変傾斜（α）を有する斜板（２０）であり、
前記斜板（２０）の傾斜（α）を変えることにより、前記ピストン（２４）のストロークを変えることができ、
前記斜板（２０）の前記傾斜（α）が、前記ポンプ（１２）の前記出力圧力（Ｐ）が所定圧力より低い限り、前記第１の方向制御弁（４８）を通して前記アクチュエータ（１０）指令を定義するマイクロアクチュエータ（８３）によって駆動される前記ラム（４０）により調整される
ことを特徴とする、
請求項１～７のいずれか一項に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項9】

前記液圧アクチュエータが、
前記ポンプ（１２）と、
前記ポンプ（１２）の作動を可能にするモータ（１００）と、
前記ポンプ（１２）の前記送達を連続的に変化させることを可能にする前記部材（２０）と、
前記部材（２０）を作動させる前記ラム（４０）と、
前記ラム（４０）に供給する前記第１の方向制御弁（４８）と、
前記第１の方向制御弁（４８）及び前記第２の方向制御弁（６０）を動かすマイクロアクチュエータ（８３）と
を内部に配置するケーシング（８４）を備えること、並びに、
前記液圧アクチュエータが、
前記ケーシング（８４）を通過し、前記アクチュエータ（１０）が、前記モータ（１００）を動かす電気エネルギ及び前記マイクロアクチュエータ（８３）を駆動する電気信号を受けることを可能とする少なくとも１つの電気コネクタ（１０６）と
前記ケーシング（８４）を通過し、前記アクチュエータ（１０）が液圧エネルギを送ることを可能とする液圧コネクタ（１０８）と
をさらに備えること
を特徴とする、
請求項１～８のいずれか一項に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項10】

前記液圧アクチュエータが、
前記ポンプ（１２）と、
前記ポンプ（１２）の作動を可能にするモータ（１００）と、
前記ポンプ（１２）の前記送達を連続的に変化させることを可能にする前記部材（２０）と、
前記部材（２０）を作動させる前記ラム（４０）と、
前記ラム（４０）に供給する前記第１の方向制御弁（４８）と、
前記第１の方向制御弁（４８）及び前記第２の方向制御弁（６０）を動かすマイクロアクチュエータ（８３）と
を内部に配置するケーシング（８４）を備えること、並びに、
前記液圧アクチュエータが、
前記ケーシング（８４）を通過し、前記アクチュエータ（１０）が、前記モータ（１００）を動かす電気エネルギ及び前記マイクロアクチュエータ（８３）を駆動する電気信号を受けることを可能とする少なくとも１つの電気コネクタ（１０６）と、
前記ケーシング（８４）を通過し、前記アクチュエータ（１０）が機械エネルギを送ることを可能とする機械的出力（１１０）と
をさらに備えること
を特徴とする、
請求項１～８のいずれか一項に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項11】

前記少なくとも１つの電気コネクタ（１０６）が、前記所定圧力の調整装置を駆動するために、前記アクチュエータ（１０）が第２の電気信号を受けることを可能にする
ことを特徴とする、
請求項２に従属する請求項９又は１０に記載の液圧アクチュエータ。

【請求項12】

前記第１の方向制御弁（４８）が、
前記部材（２０）が静止しており、前記ポンプ（１２）の前記送達を変化させない中立位置（４８ａ）と、
前記部材（２０）が移動し、前記ポンプ（１２）の前記送達を変化させる２つの動作位置（４８ｂ、４８ｃ）と
を備えること、並びに、
前記第１の方向制御弁（４８）が、前記中立位置（４８ａ）と前記動作位置（４８ｂ、４８ｃ）のうちの１つとの間の移行が連続的に起こるように構成されること
を特徴とする、
請求項１～１１のいずれか一項に記載の液圧アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液圧アクチュエータに関する。このタイプのアクチュエータは、移動要素を動かすために広く使用されている。液圧エネルギの使用は、供給電力とアクチュエータの質量との間のその非常に良好な比率のために、電気エネルギに勝る利点を提供する。別の利点が、供給電力とアクチュエータの容積との間の非常に良好な比率に同様に存在する。

【背景技術】

【0002】

さらに、電動モータを採用するアクチュエータは、高速及び低トルクに対してのみ非常に好適である。特定の用途、特に、ロボット工学では、逆の状況、つまり、低速及び高トルクの状況が、往々にしてみられる。したがって、低速のための電動モータの使用は、固定及び制限された減速比で実現するには複雑である大きな減速比を必要とする。

【0003】

さらにまた、液圧式又は電気式である任意のアクチュエータの使用において、多くの場合、アクチュエータによって及ぼされる負荷又は速度を制限することに備える必要がある。制限は、負荷又は速度を測定するセンサを備えるアクチュエータ制御ループによって実現されてもよく、センサは、センサからの出力信号及び超えてはならない負荷又は速度の設定点に従ってアクチュエータの指令を調整することを可能とするコントローラと関連付けられる。

【0004】

このタイプの制限は、多くの場合、アクチュエータの作動安全性と結びつけられ、特に、アクチュエータの周囲を保護するために、望ましくない事象と関連付けられる。このタイプの制限により、アクチュエータを外的攻撃から保護することも可能となる。

【0005】

このタイプの制限を作動制御ループに組み込むことが可能である。たとえば、アクチュエータの作動が、アクチュエータのロータの角度位置に対するフィードバック制御を必要とするとき、たとえば、アクチュエータによって提供される力を制限するために、その中に安全性の制限を組み込む作動フィードバック制御ループの存在から利益を得ることが可能である。しかしながら、応答時間、安定性などに関する異なる要求により、多くの場合、作動パラメータ及び安全パラメータは異なり、その場合、２つのセンサ（パラメータのそれぞれのための１つ）を提供することが必要である。

【0006】

さらにまた、開ループ作動の場合、安全パラメータを制御するために制御ループを単独で提供することが必要であろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般に、作動及び／又は安全性制御ループは、多数の欠点を有する。第一に、測定される量及びアクチュエータの指令を接続するシーケンスは長く、これにより、応答時間が増加する傾向がある。これは、衝撃などの予期しない瞬間的な負荷への応答において問題があることがある。さらに、制御ループの作成に必要とされる複数の構成要素は、多くの場合、アクチュエータの信頼性の低下につながる。さらに、衝撃に対して保護するために設計された安全性ループの場合、衝撃を受けやすい領域のできるだけ近くに衝撃センサを位置させることが必要である。この領域は、多くの場合、アクチュエータから離れており、それによって、センサとアクチュエータとの間の情報がとる経路は長くなる。このように長くなると、衝撃にもかかわらずアクチュエータの反応は減少する。さらに、経路の長さは、安全性ループの信頼性を低下させる傾向がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、生じる過圧の影響を防ぐために、制御ループを省くことができる液圧アクチュエータを提案することによって、上述の問題の全部又は一部を解決することに努め、その過圧は一般に、あまりに高い力、たとえば、衝撃と関連付けられる。

【0009】

本発明は、異常な作動が生じた場合に、その信頼性を損なうことなく、アクチュエータの応答時間を短縮させることを可能にする。

【0010】

このために、本発明の主題は、可変吐出容積式ポンプと、アクチュエータ移動指令に基づいて命じられる第１の方向制御弁と、第１の方向制御弁によって供給されるラムとを備え、ポンプが可動部材を備え、可動部材の移動により、ポンプの送達を連続的に変化させることが可能となり、部材をラムで移動させることができ、第１の方向制御弁が、部材が移動したときに部材の位置を介したポンプの送達に対する移動指令に関連付けられる連続関数を適用することができる、液圧アクチュエータである。本発明によると、アクチュエータは、ポンプの出力圧力に基づいて命じられる第２の方向制御弁を備え、第２の方向制御弁は２つの位置を備え、２つの位置のうちの一方は、休止位置として知られており、ポンプの出力圧力が所定圧力より低い限り得られ、第１の方向制御弁からの出力を直接、複動式ラムに伝達し、それによって、ポンプが連続関数に従うことを可能にし、他方は、動作位置と呼ばれ、ポンプの出力圧力が所定圧力以上であるときに得られ、第１の方向制御弁を介することなく、且つ、連続関数に従うことなく、ポンプの出力圧力を低下させるようにポンプの出力圧力をラムに伝達する。

【0011】

有利なことには、所定圧力は調整可能である。

【0012】

部材は、ポンプがその送達の方向を逆転させることができるように構成されてもよい。

【0013】

有利なことには、ラムは２つのチャンバを備える。その場合、アクチュエータは、ポンプの送達の方向に従って２つのチャンバの一方又は他方のいずれかにポンプの出力圧力を伝達するように構成された第３の方向制御弁を備える。

【0014】

液圧アクチュエータは、有利なことには、ポンプの最高出力圧力によって第２の方向制御弁に命じるように構成される弁の組をさらに備える。

【0015】

ラムは有利なことには、第１の方向制御弁の本体に接続された可動棒を備える。

【0016】

可動棒は、はめ込み式接続によって、第１の方向制御弁の本体に接続されてもよい。

【0017】

ポンプは、アキシアルピストンによるピストンポンプであってもよく、送達の変化を可能とする部材は、ピストンが押圧する、可変傾斜を有する斜板であり、斜板の傾斜を変えることにより、ピストンのストロークを変えることができ、斜板の傾斜は、ポンプの出力圧力が所定圧力より低い限り、第１の方向制御弁を通してアクチュエータ指令を定義するマイクロアクチュエータによって駆動されるラムにより調整される。

【0018】

液圧アクチュエータは有利なことには、ポンプと、ポンプの作動を可能にするモータと、ポンプの送達を連続的に変化させることを可能にする部材と、部材を作動させるラムと、ラムに供給する第１の方向制御弁と、第１の方向制御弁及び第２の方向制御弁を動かすマイクロアクチュエータとを内部に配置するケーシングを備える。アクチュエータは、ケーシングを通過し、アクチュエータが、モータを動かす電気エネルギ及びマイクロアクチュエータを駆動する電気信号を受けることを可能とする少なくとも１つの電気コネクタと、ケーシングを通過し、アクチュエータが液圧エネルギを送ることを可能とする液圧コネクタとをさらに備える。

【0019】

或いは、液圧アクチュエータは有利なことには、ポンプと、ポンプの作動を可能にするモータと、ポンプの送達を連続的に変化させることを可能にする部材と、部材を作動させるラムと、ラムに供給する第１の方向制御弁と、第１の方向制御弁及び第２の方向制御弁を動かすマイクロアクチュエータとを内部に配置するケーシングを備える。アクチュエータは、ケーシングを通過し、アクチュエータが、モータを動かす電気エネルギ及びマイクロアクチュエータを駆動する電気信号を受けることを可能とする少なくとも１つの電気コネクタと、ケーシングを通過し、アクチュエータが機械エネルギを送ることを可能とする機械的出力とをさらに備える。

【0020】

電気コネクタは有利なことには、所定圧力の調整装置を駆動するために、アクチュエータが第２の電気信号を受けることを可能にする。

【0021】

第１の方向制御弁は、部材が静止しており、ポンプの送達を変化させない中立位置と、部材が移動し、ポンプの送達を変化させる２つの動作位置とを備えてもよい。方向制御弁は有利なことには、中立位置と動作位置のうちの１つとの間の移行が連続的に起こるように構成される。

【0022】

単に一例として与えられる１つの実施形態の、添付図面で示される詳細説明を読み取ることから、本発明はよりよく理解され、さらなる利点が明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明によるアクチュエータの１つの例を液圧図の形態で示す。

【図2】図１のアクチュエータを、方向制御弁の詳細を見ることができるように示す。

【図3】アクチュエータの主要素を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

明瞭さのために、同じ要素には、さまざまな図で同じ参照番号が付いている。

【0025】

本発明によるアクチュエータに採用できるさまざまなタイプの可変吐出容積式ポンプがある。

【0026】

ラジアルピストンポンプと呼ばれる、第１のタイプのポンプは、軸を中心に回転駆動されるシャフトと、円筒穴を有するハブと、シャフトに作られるラジアルシリンダで移動できるピストンとを備える。ピストンは穴の内面を摺動する。シャフトの軸と穴の軸との偏心により、ピストンがそれらのシリンダ内で移動することが可能になる。このタイプのポンプでは、それは、流体を駆動するそれらのシリンダ内のピストンの移動である。ポンプの送達は、偏心を調整することによって修正することができる。

【0027】

ベーンポンプと呼ばれる、第２のタイプのポンプは、同様に、ハブの穴で回転する偏心シャフトを採用している。ピストンは、穴の内面上で摺動するすべるベーンでとって代わられる。シャフトと穴との偏心は、２つのベーンの間に位置する容積を、増加させて、流体を２つのベーンの間に流入させる、又は、減少させて、流体を排出させる。ここでも、ポンプ送達は、偏心を調整することによって修正することができる。

【0028】

アキシアルピストンポンプと呼ばれる、第３のタイプのポンプも、流体送達を連続的に変化させることができる。このタイプのポンプは、軸を中心に回転駆動されるシャフトを同様に備える。軸と平行なシリンダがシャフト内に作られる。ピストンはシリンダ内で移動する。ポンプは、シャフトの回転軸に対して垂直な平面に対して傾斜する斜板も備える。ピストンは斜板を押圧する。斜板の傾斜により、ピストンがそれらのシリンダ内で移動することが可能となる。ポンプ送達は、斜板の傾斜を調整することによって修正することができる。

【0029】

一般に、ポンプの可動部材の移動は、その送達を修正する。ラジアルピストンポンプ又はベーンポンプの例では、可動部材はシャフトに固定され、部材の移動は、ポンプの偏心を修正するように、穴の軸に対して垂直な並進移動である。アキシアルピストンポンプの例では、斜板が可動部材を形成し、部材の移動は、シャフトの回転軸に対して垂直な平面に対する斜板の角移動である。さまざまな可変吐出容積式ポンプにおいて、ポンプ送達は、部材の位置に依存し、部材の移動が、ポンプの送達の連続的な修正を提供する。したがって、部材が移動するとき、部材の位置を介してアクチュエータ移動指令又は設定点をポンプの送達に関連付ける連続関数を定義することが可能である。この連続関数は、線形関数、すなわち、比例係数によって定義されるものであってもよい。或いは、関数が連続的なままである、つまり段階的変化を含まない場合、関数は、非線形曲線に従ってもよい。

【0030】

図１は、アキシアルピストンポンプを備えるアクチュエータ１０の例を、液圧図の形態で示す。上記のように、任意のタイプの可変吐出容積式ポンプで本発明を実行することが可能である。

【0031】

アクチュエータ１０は、図１に示されていないモータによって軸１６を中心に回転駆動されるシャフト１４を備えるアキシアルピストンポンプ１２を備える。軸１６と平行に延在するいくつかのシリンダ１８は、シャフト１４内に作られる。ポンプ１２は、軸１６に対して垂直な平面２２に対して傾斜することができる斜板２０を備える。斜板２０の傾斜αは、軸１６に対して垂直な軸２３を中心に定義される。斜板２０は、傾斜αを変化させることができるように、軸２３を中心とした回転運動が可能である。斜板２０のゼロ傾斜αは、この斜板が軸１６に対して垂直であるとき、すなわち、斜板２０が平面２２内で延在するときとして定義される。ピストン２４は、それぞれのシリンダ１８内で移動してもよい。ピストン２４は、斜板２０を押圧する。斜板２０は、平面２２に対する斜板２０の傾斜αを変えることによって、ポンプ１２の送達を連続的に変化させることを可能とする部材を形成する。斜板２０は、シャフト１４とともに回転しない。斜板２０が軸１６に対して垂直であるとき、ピストン２４はそれらのシリンダ１８内で移動せず、ポンプ１２の送達はゼロである。対照的に、斜板２０の傾斜αがゼロ以外であるとき、ピストンは、それらのシリンダ１８内で移動し、シャフト１４の１回転にわたって、略正弦波状の往復サイクルを実行する。この移動のサイクルにより、ポンプ１２が流体を移動させることが可能となる。

【0032】

ポンプ１２は、シャフト１４が当接する固定されたエンドプレート２６を備える。エンドプレートは、シリンダ１８の反対側でエンドプレート２６を貫通する２つのオリフィス２８及び３０を備え、それぞれが略半月形状である。シャフト１４が回転するときに、オリフィスの一方に面するピストン２４が、エンドプレート２６から離れると、このオリフィスは入口オリフィスを形成する。対照的に、シャフト１４が回転するときに、他方のオリフィスに面するピストン２４が、エンドプレート２６に近づくと、このオリフィスは放出オリフィスを形成する。傾斜αの符号の変化は、ポンプ１２の送達及び入口を切り替える。或いは、オリフィス２８及び３０を通過する流れを逆転させるために、傾斜αの同じ符号を維持するが、軸１６を中心としたシャフト１４の回転を逆転させることは可能である。

【0033】

アクチュエータ１０は、アクチュエータ１０の機械的出力を形成するラム３２を備える。より詳細には、アクチュエータは、たとえば、電気の形態で、エネルギを受け取り、たとえば、電動モータを介して、シャフト１４を回転させ、ラム３２によって機械的エネルギを送る。図１において、ラム３２は直線ラムである。当然、回転ラムがこれに代わる可能性がある。ラム３２は、それぞれがオリフィスの１つに接続される２つのチャンバ３４及び３６を備え、それぞれ、オリフィス２８及びオリフィス３０に接続される。ゼロ以外の傾斜αによって得られる、２つのオリフィス２８と３０との間の圧力差により、ラム３２の棒３８を一方向に移動させることができる。傾斜αの符号の変化は、棒３８の移動を逆転させる。傾斜αがゼロになると、２つのオリフィス２８と３０との間の圧力は等しくなり、棒３８は固定される。

【0034】

ラム３２は、示される例において複動式ラムである。単動式ラムを採用することも可能である。その場合、ポンプ１２のオリフィスの１つをタンクに接続することによって、傾斜αが符号を変えるポンプ１２を実装することは可能である。上記のように、シャフト１４の回転方向を逆転させることも可能である。

【0035】

ラム３２は、チャンバ３４及び３６のそれぞれの液圧流体がピストンの同じ表面積に作用する対称的なラムであってもよい。その棒３８が、２つのチャンバから出て、図１に示されるように、同じ断面を維持するとき、ラム３２は対称的である。或いは、たとえば、棒３８が、ピストンの片側のラム３２からのみ出るとき、非対称ラムを採用することも可能である。

【0036】

斜板２０は、示される例では、複動式ラムであるラム４０によって移動される。或いは、戻しばねが付けられた単動式ラムが採用されてもよい。回転ラムも使用されてもよい。ラム４０は、それぞれ流体が供給される２つのチャンバ４２及び４４を備える。２つのチャンバ４２と４４との間の流体圧の差により、斜板傾斜αを修正するように、斜板２０に接続されたラム４０棒４６を移動させることができる。

【0037】

ラム４０に類似した、ポンプの偏心を変えることができるラムは、ラジアルピストン又はベーンポンプの場合にみられる。

【0038】

ラム４０は、アクチュエータ１０の移動指令に基づいて命じられる方向制御弁４８によって供給される。より詳細には、方向制御弁４８は、２つの流体圧源である、高圧源Ｐ及び低圧源Ｔに接続される。方向制御弁４８は、３つの位置をとってもよい。中立位置４８ａでは、方向制御弁４８は、チャンバ４２及び４４へのアクセスが閉じられ、斜板２０は静止したままである。その向きαは不変である。１つの位置４８ｂでは、高圧源Ｐはチャンバ４４に接続され、低圧源Ｔはチャンバ４２に接続される。図１に示されるように位置付けられた斜板２０では、位置４８ｂは、向きαの値を減少させる傾向を有する。逆に、１つの位置４８ｃでは、高圧源Ｐはチャンバ４２に接続され、低圧源Ｔはチャンバ４４に接続され、図１で示された斜板２０の位置では、位置４８ｃは、向きαの値を増加させる傾向を有する。

【0039】

高圧源Ｐ及び低圧源Ｔは、ポンプ１２と独立して生成されてもよい。しかしながら、それにより、外部圧力源から供給されなければならないアクチュエータ４０の複雑さが増加する。これらの外部源を避けるために、２つの圧力源Ｐ及びＴを作成するためにポンプ１２を使用することは有利である。傾斜αが常に同じ符号を維持するポンプ１２を選択することによって、オリフィス２８及び３０は常に同じ方向の圧力差を維持する。したがって、オリフィス２８及び３０のそれぞれから直接、高圧源Ｐ及び低圧源Ｔを生成することが可能である。高圧源Ｐにおける最小圧力を維持するために、放出オリフィスと、高圧源Ｐのためにアキュムレータを形成するマイクロタンクとの間に逆止め弁を提供することが可能である。逆止め弁は、高圧源Ｐに所望される圧力に従って評価される。よって、放出オリフィスの圧力が十分であるときだけ、アキュムレータには流体が供給される。この圧力は、最小限傾斜αと結びつけられる。

【0040】

対照的に、傾斜αが正負の値をとりやすいとき、２つのオリフィス２８と３０との間の圧力差は、正又は負であってもよい。それにもかかわらず、２つのオリフィス２８及び３０から圧力源Ｐ及びＴを生成することが望ましい。そのために、アクチュエータ１０は、より高い圧力が優勢であるオリフィス２８又は３０から高圧源Ｐに供給し、より低い圧力が優勢であるオリフィス２８又は３０から低圧源Ｔに供給するように構成される弁の組５２を備える。そのために、弁の組は４つの弁を備え、１つの弁５２ａはオリフィス２８と源Ｐとの間に位置付けられ、１つの弁５２ｂはオリフィス３０と源Ｐとの間に位置付けられ、１つの弁５２ｃはオリフィス２８と源Ｔとの間に位置付けられ、１つの弁５２ｄはオリフィス３０と源Ｔとの間に位置付けられる。４つの弁の向きは、弁の組が、交流電圧がオリフィス２８と３０との間で形成され、直流電圧が源ＰとＴとの間で形成される完全整流器ブリッジを形成する電気回路との類推によってよく理解されてもよい。弁５２ａ～５２ｄの向きは、整流器ブリッジのダイオードの向きと類似している。

【0041】

アクチュエータ１０は、ポンプ１２の出口における過圧の影響を制限するための手段を備える。そのような過圧は、アクチュエータの内部の動作不良、又は、ラム３２の棒３８に加えられた影響などの外部事象のためであることがある。過圧の他の原因は、当然、制限する必要がある悪影響を発生させることがある。そのために、アクチュエータ１０は、ポンプ１２の出口圧力に基づいて命じられる第２の方向制御弁６０を備える。方向制御弁６０は２つの位置を有し、２つの位置のうちの一方は、休止位置６０ａと呼ばれ、ポンプ１２の出口圧力が所定圧力より低い限り得られ、他方は、動作位置６０ｂと呼ばれ、ポンプ１２の出口圧力が所定圧力以上であるときに得られる。この所定圧力は、アクチュエータ１０が通常は作動するよりも低い圧力制限を形成する。休止位置６０ａにおいて、方向制御弁６０は、方向制御弁４８からラム４０のチャンバまで直接、出口圧力を伝達する。ポンプ１２の出口圧力が所定圧力に到達したとき、又は、上回る傾向があるとき、動作位置６０ｂでは、方向制御弁６０は、ポンプ１２の出口圧力を低下させるために斜板２０の傾斜αを減少させるように、ラム４０のチャンバ４２又は４４のうちの１つに、ポンプ１２の高い出口圧力を伝達する。実際には、それは、方向制御弁４８を通ることなく２つのチャンバのうちの１つに接続される高圧源Ｐである。他のチャンバは、図１に示されるように、低圧源Ｔ又はサンプ６１に接続されてもよい。サンプ６１は大気圧である。実際には、低圧Ｔは大気圧と略等しい。

【0042】

ポンプ１２の出力圧力が所定圧力値未満に低下すると、方向制御弁６０は休止位置６０ａに戻り、方向制御弁４８は再度、ラム４０を直接指揮する。その２つの位置６０ａと６０ｂとの間の方向制御弁６０の移行は、ポンプ１２の出力圧力によって命じられる。

【0043】

過圧が生じた場合、方向制御弁６０は方向制御弁４８を迂回する。換言すれば、高圧Ｐは、ポンプ１２の出力圧力Ｐが所定圧力以上であるときに高圧Ｐを低下させるように、ラム４０に接続される。方向制御弁４８を介したポンプの送達に対するアクチュエータ１０の移動指令に関係する連続関数は無効にされる。この連続関数は、アクチュエータ１０の公称作動を表す。関数の無効化は、アクチュエータ１０の異常な作動と関係する過圧の場合に発生する。本発明を実装することによって、方向制御弁４８を迂回することによる連続関数の無効化により、過圧を検出するために、ポンプ１２の出力圧力を測定する圧力センサを取り付ける必要性はなくなる。そのような圧力センサは、方向制御弁４８の指令に影響を及ぼす可能性がある。本発明は、方向制御弁４８を迂回することによって、ポンプ１２がはるかに迅速に反応することを可能とする。

【0044】

方向制御弁６０を直接指揮する圧力源Ｐを使用することは有利である。圧力センサを使わずに、過圧に対するアクチュエータ１０の応答は迅速である。この応答における唯一の媒介物は、方向制御弁６０の位置の変化である。

【0045】

方向制御弁６０が位置を変える所定圧力の値は、アクチュエータ１０の設計中に、固定及び決定することができる。そのために、方向制御弁６０は、ばね６２で押される可動スライドを備える。圧力Ｐが所定圧力より低い限り、ばね６２は、休止位置６０ａに方向制御弁６０を維持するように、スライドを押すように評価される。圧力Ｐが所定圧力に到達又は超過すると、圧力Ｐを通して実行される方向制御弁６０の指令は、ばね６２を圧縮することができ、動作位置６０ｂに到達するためにスライドを移動する傾向がある。ばね６２の定数は、アクチュエータ１０の設計中に設定されてもよい。

【0046】

ばね６２の定数を修正する可能性を提供することによって、所定圧力の調整を提供することが可能である。ばね定数は、手動で、たとえば、ばね６２の長さの修正を可能とするねじによって、調整されてもよい。ねじは有利なことには、操作者が調整することができるように、アクチュエータ１０の外側からアクセス可能である。所定圧力を調整するために、指令、たとえば、電気的命令を使用するように、調整を電動化することも可能である。そのために、ねじを回すステップモータ６４を提供することが可能である。リニアモータが直接、ばね６２に作用してもよい。ばね６２に加えて、過圧の発生時の方向制御弁６０の応答に時定数を導入するために、他の機械的構成要素、特に、ダンパを加えることが可能である。したがって、あまりに短いと判定される特定の過圧を無視することが可能である。

【0047】

たとえば、傾斜αが正であると考えられる、図１に示されるような斜板２０の位置において、過圧が生じた場合、方向制御弁６０は、斜板２０を平面２２に近づけるために、傾斜αを減少させるように、チャンバ４４に源Ｐから供給することが可能である。換言すれば、ラム４０の棒４６は、図１の描写において、左へ移動する。逆に、傾斜αが負であるときに、過圧が生じた場合、棒４６を右へ移動するように、源Ｐからチャンバ４２に供給することが必要である。より一般的には、過圧が生じた場合、ピストン２４のストロークを減少させることが必要である。換言すれば、過圧が生じた場合、傾斜αの値を絶対値で減少させることが必要である。一方の方向又は他方の方向に斜板２０を移動するために、チャンバ４２又は４４のどちらに供給するかの選択は、傾斜αによって命じられる第３の方向制御弁６８を使用して自動的に得られてもよい。方向制御弁６８は、チャンバ４４に高圧源Ｐから供給する且つチャンバ４２をサンプ６１に接続すること、又は、傾斜αの符号に従って２つのチャンバの供給を逆転させることのいずれかを可能にする。方向制御弁６８は、少なくとも２つの位置、反転のない６８ａ及び反転を有する６８ｂを備える。方向制御弁６８は、両チャンバ４２及び４４のための供給回路が開いている中間の第３の位置６８ｃを備えてもよい。この位置は、傾斜αのゼロ値に対応する。方向制御弁６８は、傾斜αの値によって命じられる。そのために、方向制御弁６８の指令は、斜板２０を接続するリンケージ７０及び方向制御弁６８の可動スライドを使用して実行されてもよい。

【0048】

図２は、３つの方向制御弁４８、６０、及び６８をより詳細に示す。３つの方向制御弁のそれぞれについて、それらが作ることができる接続を定義するさまざまな位置は、本体の内部の移動することが可能なスライドによって実現される。スライドの移動は、必要に応じて特定の液圧回路を開閉する。

【0049】

方向制御弁４８は、本体８０と、マイクロアクチュエータ８３の作用の下で、本体８０内で移動可能なスライド８２とを備える。マイクロアクチュエータ８３は、スライド８２をアクチュエータ１０のケーシング８４に対して移動させることを可能とする。図２では、スライド８２は、本体８０に対する中央位置において示されている。この位置は方向制御弁４８の中立位置４８ａを形成し、スライド８２は、ラム４０のチャンバ４２及び４４に供給する方向制御弁４８の液圧出口ダクトを塞ぐ。換言すれば、通常作動において、すなわち、高圧Ｐが圧力制限に到達しない限り、斜板２０の傾斜αは変化しないままである。スライド８２が右に押されるとき、方向制御弁４８は、通常作動において、チャンバ４４に高圧Ｐが供給される位置４８ｂに到達する。逆に、スライド８２が左に押されるとき、方向制御弁４８は、通常作動において、チャンバ４２に高圧Ｐが供給される位置４８ｃに到達する。スライド弁８２の位置は、離散的な位置であってもよい。しかしながら、有利なことには、スライド８２は、その３つの位置の間で連続的に移動する。より詳細には、マイクロアクチュエータ８３によって、中立位置４８ａと位置４８ｂ又は４８ｃの一方との間のどこかの中間位置にスライド８２を位置付けることが可能である。位置４８ｂ又は４８ｃでは、方向制御弁４８は、チャンバ４２及び４４に供給する液圧回路を完全に開ける。したがって、中間位置では、方向制御弁は、液圧回路を部分的にのみ開け、チャンバ４２及び４４の供給に対する制限を形成する。したがって、斜板２０の傾斜αが変化する速度を制御することが可能である。

【0050】

さらにまた、ラム４０は、２つのチャンバ４２及び４４を分離するピストン８８が移動する本体８６を備える。棒４６は、ピストン８８に固定される。本体８６は、ケーシング８４に固定される。

【0051】

方向制御弁４８の本体８０は、ケーシング８４に固定されてもよい。通常の使用では、ポンプ１２の出力圧力が所定圧力制限より下のままである限り、傾斜αの２つの値の間で斜板２０を移動させるために、マイクロアクチュエータ８３の指令において２つのステップを提供することが必要である。それは、位置４８ａから、たとえば、位置４８ｂに移行する第１のステップ、及び、位置４８ａに戻る第２のステップである。

【0052】

マイクロアクチュエータ８３のエネルギ消費を制限するために、方向制御弁４８の本体８０をラム４０の棒４６に接続することによって、マイクロアクチュエータ８３の指令における第２のステップを避けることが望ましい。よって、たとえば、スライド８２が位置４８ｂに置かれるとき、２つのチャンバ４２及び４４は供給され、ピストン８８は移動する。ピストン８８の移動は、方向制御弁４８がその位置４８ａに帰り着くまで、棒４６を介して方向制御弁４８の本体を順番に移動させ、それによって、２つのチャンバ４２及び４４への供給を塞ぐ。この場合、その３つの位置の間のスライド８２の連続移動は、特に有利になる。特に、中立位置４８ａから開始し、スライド８２を移動させることができるマイクロアクチュエータ８３の駆動後、チャンバ４２及び４４の一方には高圧Ｐが供給され、他方には低圧Ｔが供給される。斜板２０の向きαは変化し、スライド８２が中立位置４８ａに戻るまで、棒４６は本体８０を移動させる。中立位置４８ａへのこの戻りは連続的に発生し、次第に停止する。

【0053】

ラム４０の棒４６と方向制御弁４８の本体８０との間の接続は、はめ込み式接続であってもよい。棒４６と本体８０との間に、ピストン８８から本体８０への移動の伝達を一時的に修正することを可能にする１つ又は複数の要素を挿入することも可能である。よって、棒４６と本体８０との間にばね及び／又はダンパを挿入することが可能である。

【0054】

ラム４０の棒４６と方向制御弁４８の本体８０との間の接続は、方向制御弁６０の取付けとは独立して実行されてもよい。

【0055】

方向制御弁６０は、本体９０と、圧力Ｐの作用の下で本体９０内で移動することができるスライド９２とを備える。スライド９２の移動は、２つの位置６０ａと６０ｂと間の方向制御弁６０の移行を可能とするように、方向制御弁６０内部の液圧ダクトが、連通して置かれる、又は、塞がれることを可能にする。圧力Ｐが所定圧力より低い限り、スライド９２は、ばね６２によって位置６０ａに保持される。逆に、圧力Ｐが所定圧力に到達又は超過すると、ばね６２は圧縮され、スライド９２は、位置６０ｂに到達するために、本体９０内で移動する。本体９０は、ケーシング８４に固定される。モータ６４は、本体９０に対するばね６２の圧縮を調整するために使用することができる。

【0056】

図３は、アクチュエータ１０の主要素を示す。それは、ポンプ１２と、斜板２０と、その傾斜αを命じるための要素である、ラム４０、方向制御弁４８、及びそのマイクロアクチュエータ８３とを再び示している。それは、方向制御弁６０及びばね６２を備える過圧制限装置、さらに、モータ６４を備える、過圧の値を調整するための装置も再び示している。ポンプ１２のシャフト１４を回すために使用することができるモータは、ここでは参照番号１００で示されている。最後に、図３は、アクチュエータ１０の液圧動力部を再び示し、その部分は、ポンプ１２の出口オリフィス２８及び３０のうちの１つからそれぞれくる液圧ダクト１０２及び１０４で形成される。

【0057】

アクチュエータ１０は電気エネルギを受けて、液圧エネルギを送ってもよい。そのために、ケーシング８４の内部に、少なくとも、モータ１００、ポンプ１２、斜板２０、ラム４０、方向制御弁４８、マイクロアクチュエータ８３、及び方向制御弁６０がある。ケーシング８４を通過する少なくとも１つの電気コネクタ１０６により、ポンプ１２を回転させるために必要な電気エネルギと、斜板２０の傾斜αを駆動するための指令信号とのアクチュエータ１０への伝達が可能となる。所定位置の調整が予定されているとき、電気コネクタ１０６は、アクチュエータ１０が、所定圧力を調整するための指令信号を受けることを可能にする。実際には、コネクタ１０６は、単一のコネクタであってもよく、又は、２つのコネクタ、電力のための一方と指令信号のための他方とに分けられてもよい。アクチュエータ１０は、液圧形態で、より正確には、流体の送達の形態で、エネルギを送ってもよい。そのために、ケーシング８４を通過するように配置された液圧コネクタ１０８は、液圧形態のエネルギをアクチュエータ１０の外側に伝えることを可能にする。

【0058】

或いは、アクチュエータ１０は、コネクタ１０６を通して電気エネルギを受け取り、ケーシング８４の内部の位置付けられたラム３２を通して機械的エネルギを送る。換言すれば、アクチュエータ１０は、ケーシング８４を通過し、アクチュエータ１０が機械的エネルギを送ることを可能にする機械的出力１１０を備える。機械的出力は、たとえば、直線ラムの場合はラム３２の棒、回転ラムの場合は回転シャフトの端部などのさまざまな形態を採用してもよい。液圧ダクト１０２及び１０４は、ラム３２に供給する。液圧コネクタ１０８を省くことが可能である。ダクト１０２及び１０４は、アクチュエータ１０の外側に通じていない。よって、アクチュエータ１０は、電気的入力及び機械的出力を有する。液圧流体は、ケーシング８４の内部に限定されたままである。したがって、電動モータに基づくアクチュエータを本発明によるアクチュエータに置き換えることは可能であり、容積及び質量の点で節約が行われる。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】