特表2023-551499油圧ポンプ及び電子駆動デバイスが統合された電気モータのためのシステム及び組立体
(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】2023-12-08
(54)【発明の名称】油圧ポンプ及び電子駆動デバイスが統合された電気モータのためのシステム及び組立体
(51)【国際特許分類】
F04B 17/03 20060101AFI20231201BHJP
H02K 7/14 20060101ALI20231201BHJP
H02K 11/33 20160101ALI20231201BHJP
H02K 11/215 20160101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
F04B17/03
H02K7/14 B
H02K11/33
H02K11/215
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532511
(86)(22)【出願日】2021-09-23
(85)【翻訳文提出日】2023-05-29
(86)【国際出願番号】 US2021051632
(87)【国際公開番号】W WO2022125165
(87)【国際公開日】2022-06-16
(31)【優先権主張番号】63/172,154
(32)【優先日】2021-04-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/122,512
(32)【優先日】2020-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513307933
【氏名又は名称】パーカー－ハネフィン コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＰＡＲＫＥＲ－ＨＡＮＮＩＦＩＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】６０３５ Ｐａｒｋｌａｎｄ Ｂｌｖｄ． Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ， ＯＨ ４４１２４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】チャン，ハオ
(72)【発明者】
【氏名】カリディンディ，サティシュ・クマル・ラジュ
(72)【発明者】
【氏名】ウアード，スティーヴン・アール
【テーマコード（参考）】
3H069
5H607
5H611
【Ｆターム（参考）】
3H069AA03
3H069CC03
3H069DD25
5H607AA02
5H607BB01
5H607BB07
5H607BB14
5H607CC01
5H607CC05
5H607CC07
5H607DD03
5H607DD08
5H607DD19
5H607FF06
5H607GG01
5H607GG08
5H607HH01
5H607HH09
5H611AA01
5H611AA09
5H611BB01
5H611BB06
5H611PP05
5H611QQ03
5H611RR02
5H611TT01
5H611UA01
(57)【要約】
例示的組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、主筐体の内部チャンバ内に配設され、（ｉ）主筐体の内部チャンバ内に固定配置されたステータ、及び（ｉｉ）ステータ内に配置され、ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、主筐体において、電気モータのモータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置された油圧ポンプであって、油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、流体流を出口ポートに供給するように構成され、電気モータのモータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える、油圧ポンプと、主筐体内に形成され、主筐体を冷却するように流体が主筐体を通じて循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路とを備える。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
組立体であって、前記組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、
前記主筐体の前記内部チャンバ内に配設され、（ｉ）前記主筐体の前記内部チャンバ内に固定配置されるステータ、及び前記ステータ内に配置され、前記ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、
前記主筐体において、前記電気モータの前記モータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置される油圧ポンプであって、前記油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、流体流を出口ポートに供給するように構成され、前記電気モータの前記モータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える、油圧ポンプと、
前記主筐体内に形成され、前記主筐体を冷却するように前記主筐体を通じて流体を循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路と
を備える、組立体。
【請求項2】
前記主筐体に連結され、前記入口ポート及び前記出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックと、前記ポンプ・ポート・ブロック内に形成され、前記入口ポートに流体連結される入口冷却流体通路と
を更に備え、前記複数の冷却流体通路は、（ｉ）前記入口冷却流体通路に流体連結され、前記入口ポートからの流体が前記主筐体を通じて流れることを可能にするように構成された供給冷却流体通路と、前記主筐体を通じて循環した後の流体を受け入れるように構成された戻り冷却流体通路とを備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項3】
前記主筐体に連結され、前記入口ポート及び前記出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックと、前記ポンプ・ポート・ブロック内に形成され、前記出口ポートに流体連結される入口冷却流体通路と
を更に備え、前記複数の冷却流体通路は、（ｉ）前記入口冷却流体通路に流体連結され、前記出口ポートからの流体が前記主筐体を通じて流れることを可能にするように構成された供給冷却流体通路と、前記主筐体を通じて循環した後の流体を受け入れるように構成された戻り冷却流体通路とを備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項4】
前記主筐体は、前端面及び後端面であって、前記複数の冷却流体通路は、前記前端面と前記後端面との間で前記主筐体を横断する、前端面及び後端面と、
前記前端面及び前記後端面に沿って配設され、前記複数の冷却流体通路の冷却流体通路を流体連結するように構成され、前記前端面から前記後端面まで前記主筐体を通じて流体が前後に循環することを可能にする複数の弓形溝と
を備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項5】
前記主筐体に連結され、前記入口ポート及び前記出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックを更に備え、前記ポンプ・ポート・ブロックは、第１の供給通路と第２の供給通路とを備え、前記第１の供給通路及び前記第２の供給通路の両方は、前記入口ポートから流体を受け入れ、前記油圧ポンプに流体を伝達する、請求項１に記載の組立体。
【請求項6】
前記油圧ポンプは、ベーン・ポンプであり、前記ベーン・ポンプは、ポンプ・カバーと、
ポンプ筐体、ポンプ・ロータ、前記ポンプ・ロータに組み付けられるベーンを有するベーン・カートリッジと
を備え、前記ポンプ駆動シャフトは、軸受けを介して前記ポンプ・カバーによって支持される、請求項１に記載の組立体。
【請求項7】
前記モータ・ロータは、（ｉ）前記油圧ポンプが少なくとも部分的に中に配設される円筒部分と、（ｉｉ）前記ポンプ駆動シャフトが、前記モータ・ロータのスピンドル部分に回転可能に連結されるスピンドル部分とを備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項8】
前記スピンドル部分は、軸受けを介して前記スピンドル部分の外面上で支持され、前記ポンプ駆動シャフトは、前記スピンドル部分の内面に更なる支持をもたらす直径増大部分を有する、請求項７に記載の組立体。
【請求項9】
前記ポンプ駆動シャフトは、スプライン係合部を介して前記モータ・ロータの前記スピンドル部分に回転可能に連結され、前記組立体は、第１の封止体と第２の封止体とを備え、前記スプライン係合部は、潤滑材が前記第１の封止体と前記第２の封止体との間の前記スプライン係合部で封止されるように、前記第１の封止体と前記第２の封止体との間に挿入される、請求項７に記載の組立体。
【請求項10】
前記モータ・ロータの前記スピンドル部分の端部に配設されるキャップを更に備え、前記第１の封止体は、前記ポンプ駆動シャフトの外面回りで第１の溝内に配設され、前記第２の封止体は、前記キャップのそれぞれの外面回りで第２の溝内に配設される、請求項９に記載の組立体。
【請求項11】
前記主筐体に連結される電子デバイス筐体と、電子機器筐体カバーであって、前記電子機器筐体カバー及び前記電子デバイス筐体によって囲壁が形成されるように、前記電子デバイス筐体に連結される電子機器筐体カバーと、
前記囲壁内に配設される１つ又は複数の電子ボードと
を更に備える、請求項１に記載の組立体。
【請求項12】
前記１つ又は複数の電子ボードは、半導体スイッチング・マトリックスが上に組み付けられるインバータ・ボードであって、前記半導体スイッチング・マトリックスは、直流電力を３相交流電力に変換して前記電気モータを駆動するように構成された複数の半導体スイッチング・デバイスを備える、インバータ・ボードと、
前記インバータ・ボードから軸方向にずれ、前記インバータ・ボードに電気的に連結されるコントローラ・ボードと
を備え、前記コントローラ・ボードは、スイッチング信号を生成し、前記半導体スイッチング・マトリックスを動作させるように構成されたプロセッサを備える、請求項１１に記載の組立体。
【請求項13】
前記コントローラ・ボードは、エンコーダを更に備え、前記エンコーダは、前記コントローラ・ボードに組み付けられ、前記モータ・ロータに連結される磁石と相互作用し、前記モータ・ロータの回転位置を示す前記プロセッサにセンサ情報を提供するように構成され、前記磁石の極性は、前記電気モータのそれぞれの磁石のそれぞれの極性と位置合わせされる、請求項１２に記載の組立体。
【請求項14】
油圧システムであって、前記油圧システムは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを往復する流体流を制御するように構成された弁組立体と、
組立体と
を備え、前記組立体は、
内部チャンバを中に有する主筐体と、
前記主筐体の前記内部チャンバ内に配設され、（ｉ）前記主筐体の前記内部チャンバ内に固定配置されるステータ、及び（ｉｉ）前記ステータ内に配置され、前記ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、
前記主筐体において、前記電気モータの前記モータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置される油圧ポンプであって、前記油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、前記弁組立体に流体連結される出口ポートに流体流を供給するように構成され、前記油圧ポンプは、前記弁組立体を介して前記アクチュエータに流体流を供給するように構成され、前記油圧ポンプは、前記電気モータの前記モータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える、油圧ポンプと、
前記主筐体内に形成され、前記主筐体を冷却するように流体が前記主筐体を通じて循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路と
を備える、油圧システム。
【請求項15】
流体槽を更に備え、前記組立体は、ポンプ・ポート・ブロックを備え、前記ポンプ・ポート・ブロックは、前記主筐体に連結され、前記入口ポート及び前記出口ポートを備え、前記入口ポートは、前記油圧ポンプが前記流体槽から流体を引き込むように前記流体槽に流体連結され、前記弁組立体は、前記アクチュエータから排出された流体を前記流体槽に供給するように前記流体槽に流体連結される、請求項１４に記載の油圧システム。
【請求項16】
前記組立体は、（ｉ）前記アクチュエータから排出された流体を、前記入口ポートで前記弁組立体を通じて受け入れ、（ｉｉ）前記出口ポートを介して前記弁組立体を通じて前記アクチュエータに流体を供給するように構成される、請求項１４に記載の油圧システム。
【請求項17】
前記弁組立体に流体連結されるブースト回路を更に備え、前記ブースト回路は、ブースト流体流を供給し、前記第１のチャンバに供給される又は前記第１のチャンバから排出される流体の流体流量と、前記第２のチャンバに供給される又は前記第２のチャンバから排出される流体の流体流量との差による過剰流体流を受け入れるように構成される、請求項１６に記載の油圧システム。
【請求項18】
前記組立体は、前記主筐体に連結される電子デバイス筐体と、
前記電子デバイス筐体に連結される電子機器筐体カバーであって、前記電子機器筐体カバー及び前記電子デバイス筐体によって囲壁が形成される、電子機器筐体カバーと、
１つ又は複数の電子ボードと
を更に備え、前記１つ又は複数の電子ボードは、前記囲壁内に配設され、（ｉ）半導体スイッチング・マトリックスが上に組み付けられるインバータ・ボードであって、前記半導体スイッチング・マトリックスは、直流電力を３相交流電力に変換して前記電気モータを駆動するように構成された複数の半導体スイッチング・デバイスを備える、インバータ・ボードと、（ｉｉ）前記インバータ・ボードから軸方向にずれ、前記インバータ・ボードに電気的に連結されるコントローラ・ボードとを備え、前記コントローラ・ボードは、プロセッサを備え、前記プロセッサは、スイッチング信号を生成し、前記半導体スイッチング・マトリックスを動作するように構成される、請求項１４に記載の油圧システム。
【請求項19】
前記コントローラ・ボードは、エンコーダを更に備え、前記エンコーダは、前記コントローラ・ボードに組み付けられ、前記モータ・ロータの回転位置を示す前記プロセッサにセンサ情報を送信するように構成される、請求項１８に記載の油圧システム。
【請求項20】
前記アクチュエータは、ピストンを含み、前記コントローラ・ボードの前記プロセッサは、（ｉ）前記エンコーダからのセンサ情報、（ｉｉ）前記ピストンの位置、前記ピストンの速度、並びに前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバ内の圧力レベルの１つ又は複数を示すアクチュエータ・センサ情報、並びに（ｉｉｉ）前記ピストンに対して指令された速度を示す入力情報を受信し、
応答して、指令信号を提供し、前記電気モータを駆動し、前記弁組立体を動作させ、前記ピストンに対して指令された速度を達成する
ように構成される、請求項１９に記載の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１２月８日出願の米国仮出願第６３／１２２，５１２号及び２０２１年４月８日出願の米国仮出願第６３／１７２，１５４号の優先権を主張するものであり、これらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１２月８日出願の米国仮出願第６３／１２２，５１２号及び２０２１年４月８日出願の米国仮出願第６３／１７２，１５４号の優先権を主張するものであり、これらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
電気モータは、油圧ポンプを駆動するために使用し得る。例えば、電気モータのロータに連結される出力シャフトは、ロータの回転により油圧ポンプの回転群を回転させて流体流をもたらし得るように、油圧ポンプのシャフトに連結し得る。
【0003】
インバータ及びモータ・コントローラを含む電子駆動デバイスは、典型的には、モータから分離し、ケーブルを介して電気モータ・ステータのワイヤ巻線に接続される。油圧ポンプ及び電子駆動デバイスを電気モータと統合する組立体を有することが望ましい場合がある。このように、シャフト、軸受け等の機械構成要素は、油圧ポンプとモータとの間で共有し得る。組立体の寿命を延ばすため、電気モータ及び油圧ポンプの構成要素を適切に支持し、こうした構成要素を潤滑した状態で維持することが望ましい場合もある。
【0004】
典型的には、油圧システムは、電気モータ及び油圧ポンプのコントローラに加えて、アクチュエータを制御するシステム・コントローラを有し得る。したがって、複数のコントローラは、これらを接続するケーブル及び信号で互いに連絡し得る。したがって、組立体の電子駆動デバイスを、油圧ポンプによって駆動されるアクチュエータに関連するアクチュエータのセンサ情報を受信するように構成することが望ましい場合があり、この場合、電子駆動デバイスは、電気モータ及び油圧ポンプを制御し、アクチュエータに対して指令された運動を達成し得る。このように、システム・コントローラは、電気モータ・コントローラと統合して単一コントローラにし、個別のコントローラの間のケーブル、バス又は信号をなくし得る。
【0005】
更なる空洞現象は、圧力及び流体速度の変化による液体気化のために、ポンプの入口で生じることがある。空洞現象は、ポンプ構成要素の摩耗を生じさせ、ポンプの性能に影響を与えることがある。したがって、空洞現象を妨げ得る特徴を有する組立体を構成することが望ましい場合がある。
【0006】
動作中、熱が生成され、組立体の構成要素に損傷を生じさせることがある。電気モータの構成要素を冷却することが望ましい場合がある。更に、個別の冷却流体回路を有するのではなく、ポンプ流体を使用して電気モータを冷却する冷却回路を組立体内に統合することが望ましい場合がある。
【0007】
本明細書で行う開示が提示されるのは、これら及び他の考慮事項に対してである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本開示は、油圧ポンプ及び電子駆動デバイスが統合された電気モータのためのシステム及び組立体に関する実装形態を記載する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第１の例示的実装形態では、本開示は、組立体を記載し、組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、主筐体の内部チャンバ内に配設された電気モータであって、（ｉ）主筐体の内部チャンバ内に固定配置されたステータ、及び（ｉｉ）ステータ内に配置され、ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、主筐体において、電気モータのモータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置された油圧ポンプであって、油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、流体流を出口ポートに供給するように構成され、電気モータのモータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える、油圧ポンプと、主筐体内に形成され、主筐体を冷却するように主筐体を通じて流体を循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路とを備える。
【0010】
第２の例示的実装形態では、本開示は、システムを記載し、システムは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを有するアクチュエータと、アクチュエータの第１のチャンバ及び第２のチャンバを往復する流体流を制御するように構成された弁組立体と、第１の例示的実装形態の組立体とを備え、出口ポートは、油圧ポンプが弁組立体を介して流体流をアクチュエータに供給するように、弁組立体に流体連結される。
【0011】
上記の概要は、例示にすぎず、決して限定を意図するものではない。上記した例示的な態様、実装形態及び特徴に加えて、更なる態様、実装形態及び特徴は、図面及び以下の詳細な説明の参照によって明らかになるであろう。
【0012】
例示的な例に特有であると考えられる新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に示す。しかし、例示的な例及び好ましい使用モード、更なる目的及びこれらに対する説明は、添付の図面と併せて読む際に本開示の例示的な例に対する以下の詳細な説明を参照することによって、最良に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】例示的実装形態による、組立体の斜視図である。
【図4B】例示的実装形態による、モータ・ロータを支持するポンプ駆動シャフトを示す詳細な断面図である。
【図6B】例示的実装形態による、主筐体の後側を示す主筐体の斜視図である。
【図6C】例示的実装形態による、主筐体を通る冷却流体の循環を示す主筐体の斜視透明図である。
【図10】例示的実装形態による、組立体の部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示は、組立体を有するように、油圧ポンプ並びに電子駆動デバイス（モータ及びアクチュエータのコントローラ及びインバータを含む）を電気モータと統合する又は電気モータ内に組み込むことに関し、構成要素の共有によって費用を低減し、空間を節約し、信頼性を向上させる小型構成をもたらす。
【0015】
ポンプへの入口は、流体供給能力を向上させ、空洞現象が発生する可能性を低減するように構成される。電気モータのロータは、２つの点、即ちロータの外面及び内面で適切に支持され、支持の向上をもたらす一方で、ロータ内に油圧ポンプの構成要素を少なくとも部分的に配設可能にする。油圧ポンプの駆動シャフトは、スプライン接続部を介して電気モータのロータに駆動可能に接続され、スプライン接続部は、潤滑した状態で維持され、封止され、組立体の寿命及び性能を向上させるようにする。
【0016】
更に、組立体の電気モータの主筐体は、通路又は経路を備える冷却回路を有するように構成され、通路又は経路は、主筐体を通じてジグザグであり、ポンプ流体の一部分を循環させ、主筐体を冷却するように構成される。
【0017】
センサは、油圧ポンプの駆動シャフト及び電気モータのロータの速度を示すセンサ情報を提供するように、電子駆動デバイスの１つのボードに組み付けられる。センサは、磁石と、シャフトが回転する際の磁界の変化を測定し、シャフトの速度を測定するように構成されたセンサ・チップとを有する。センサの磁石の磁気方位は、センサの性能及び精度を向上させるように、電気モータ・ロータの磁石の方位と位置合わせされる。
【0018】
【0019】
組立体１００は、一緒に統合された電気モータ１０２と油圧ポンプ１０４と電子駆動デバイス１０６とを備える。組立体１００は、内部チャンバ１１０を中に有する主筐体１０８を含み、内部チャンバ１１０の中に、電気モータ１０２及び油圧ポンプ１０４の構成要素が配設される。
【0020】
電気モータ１０２は、主筐体１０８の内部チャンバ１１０内に固定配置されたステータ１１２を含む。ステータ１１２は、磁界を生成するように構成される。詳細には、ステータ１１２は、ステータ１１２の本体（例えば、薄層積層体）の回りに巻かれたワイヤ巻線（図示せず）を含むことができ、電流がワイヤ巻線を通じて供給されると、磁界が生成される。
【0021】
電気モータ１０２は、ステータ１１２内に配置されるモータ・ロータ１１４を更に含む。電気モータ１０２は、ステータ１１２とモータ・ロータ１１４との間の環状空間内でモータ・ロータ１１４に組み付けられた磁石１１６を更に含み得る。一例では、磁石１１６は、図３に示すように、軸方向に離間し、モータ・ロータ１１４回りに配設される磁石の２つの周方向アレイを含む。
【0022】
磁石１１６は、ステータ１１２によって生成される磁界と相互作用し、モータ・ロータ１１４を回転させ、トルクを生成するように構成される。他の例示的実装形態では、永久磁石を含まない異なる種類の電気モータを使用し得る。
【0023】
油圧ポンプ１０４は、主筐体１０８内に組み付けられ、少なくとも部分的に、電気モータ１０２のモータ・ロータ１１４及びステータ１１２内に組み付けられる。組立体１００は、入口ポート１１８と出口ポート１２０とを有するポンプ・ポート・ブロック１１７を有する。ポンプ・ポート・ブロック１１７は、複数の締結器又はボルト１２１等のボルトを介して主筐体１０８に連結される。
【0024】
油圧ポンプ１０４は、例えば、ベーン・ポンプとして構成し得る。特に、油圧ポンプ１０４は、ポンプ・カバー１２４と、ベーン・カートリッジ１２６とを有する。ベーン・カートリッジ１２６は、ポンプ筐体１２８と、ポンプ・ロータ１３０と、ベーン１３１及びベーン１３２等のベーンと、ポンプ駆動シャフト１３４とを有する。
【0025】
モータ・ロータ１１４は、円筒部分１３６と、スピンドル部分１３８とを有する。スピンドル部分１３８は、軸受け１４２を介して電子駆動デバイス１０６の電子デバイス筐体１４０内に支持され、軸受け１４２は、モータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８の外面回りに配設され、モータ・ロータ１１４が主筐体１０８及び電子デバイス筐体１４０に対して回転することを可能にする。更に、ポンプ駆動シャフト１３４は、モータ・ロータ１１４に更なる支持をもたらす。
【0026】
図４Ａは、図２の断面図を示し、図４Ｂは、詳細断面図を示し、図４Ｂは、例示的実装形態による、モータ・ロータ１１４を支持するポンプ駆動シャフト１３４を示す。特に、図４Ｂは、図４Ａの断面図の拡大図であり、ポンプ駆動シャフト１３４とモータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８との間の境界面を示す。
【0027】
ポンプ駆動シャフト１３４は、モータ・ロータ１１４に回転可能に連結される。図３及び図４Ｂを一緒に参照すると、ポンプ駆動シャフト１３４は、スプライン１４４を有し、スプライン１４４は、ポンプ駆動シャフト１３４の外面回りに形成され、モータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８の内面上に形成されたそれぞれのスプライン１４６と係合するように構成される。このように、モータ・ロータ１１４は、ポンプ駆動シャフト１３４に駆動可能に接続され、組立体１００の動作中、ポンプ駆動シャフト１３４に回転運動を伝達するように構成される。
【0028】
上述のように、モータ・ロータ１１４、及び特にモータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８は、軸受け１４２を介してスピンドル部分１３８の外面回りに支持される。更に、ポンプ駆動シャフト１３４は、直径増大部分１４７と、肩部１４８とを有し、これら２つの部分は、図４Ｂに示すようにモータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８の内面に支持をもたらす。したがって、モータ・ロータ１１４は、２つの領域又は点、即ち、軸受け１４２によって支持されるモータ・ロータ１１４の外面回りの領域、及びモータ・ロータ１１４がポンプ駆動シャフト１３４によって支持されるモータ・ロータ１１４の内面回りの領域で支持される。この構成の場合、ポンプ駆動シャフト１３４は、モータ・ロータ１１４に支持の拡大をもたらし、動作中のモータ・ロータ１１４の位置合わせ不良又はねじれを排除し得る。
【0029】
動作中、モータ・ロータ１１４が回転する際、スプラインとポンプ駆動シャフト１３４との係合により、モータ・ロータ１１４の回転運動を生じさせ、ポンプ駆動シャフト１３４に伝達される。スプライン１４６とスプライン１４４との間のスプライン係合部は、潤滑した状態で維持することが望ましい場合がある。そのような潤滑により、組立体１００の構成要素（例えば、モータ・ロータ１１４及びポンプ駆動シャフト１３４）の寿命を延ばす。例えば、グリースを使用し、スプライン１４６とスプライン１４４との間のスプライン係合部を潤滑し得る。
【0030】
グリース又は任意の潤滑流体は、スプライン係合部の領域で維持することが望ましい場合がある。したがって、組立体１００は、ポンプ駆動シャフト１３４の外面回りに形成された溝内に配設される第１の封止体１５０（例えば、Ｏリング）を含む。更に、組立体１００は、モータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８内に挿入されるキャップ１５２を含み、キャップ１５２は、キャップ１５２のそれぞれの外面回りに形成された溝内に配設される第２の封止体１５４（例えば、Ｏリング）を有する。
【0031】
第１の封止体１５０及び第２の封止体１５４は、スプライン１４４、１４６にまたがる。このように、スプライン１４６とスプライン１４４との間のスプライン係合部の領域にある潤滑剤は、封止され、第１の封止体１５０と第２の封止体１５４との間に留まる。この構成の場合、潤滑剤は、スプライン係合部の領域の外側に漏出することがない。
【0032】
図２～図３に戻って参照すると、組立体１００は、別の軸受け１５６を更に含み、別の軸受け１５６は、ポンプ駆動シャフト１３４の外面回りに配設され、ポンプ駆動シャフト１３４に支持をもたらす。特に、軸受け１５６は、ポンプ駆動シャフト１３４の外面とポンプ・カバー１２４の内面との間に配設され、ポンプ駆動シャフト１３４がポンプ・カバー１２４に対して回転することを可能にする。組立体は、シャフト封止体１５８を更に含み、シャフト封止体１５８も、ポンプ駆動シャフト１３４の外面とポンプ・カバー１２４の内面との間に配設され、油圧ポンプ１０４からの流体が電気モータ１０２内に漏出するのを妨げるように構成される。
【0033】
図５は、図２の断面図を示し、例示的実装形態による、動作中の組立体１００内の流体経路を示す。図２及び図５を一緒に参照すると、入口ポート１１８で受け入れられた流体は、第１の供給通路１６０及び第２の供給通路１６２を通じて流れる。流体は、第１の供給通路１６０からポンプ・チャンバ１６４に流れる。流体は、第２の供給通路１６２から、ベーン・カートリッジ１２６内に形成された弓形流体通路１６５及び弓形流体通路１６６にも通じて流れ、第１の供給通路からの流体をポンプ・チャンバ１６４で合流させる。
【0034】
１つの供給通路ではなく２つの供給通路があると、油圧ポンプ１０４への供給能力を有利に増大し得る。より多くの流体が油圧ポンプ１０４に供給されるほど、空洞現象が発生する可能性が低減する又はなくなる。
【0035】
ポンプ・ロータ１３０は、サイクロイド内面を有するポンプ筐体１２８内で偏心して支持されるように構成される。ポンプ・ロータ１３０は、三日月形の空洞がポンプ・ロータ１３０とポンプ筐体１２８との間に形成されるように、ポンプ筐体１２８の内面壁の近くに位置する。ベーン１３１、１３２等のベーンは、ポンプ・ロータ１３０の細穴内に嵌合する。
【0036】
（モータ・ロータ１１４が回転する際に）ポンプ駆動シャフト１３４が回転すると、ポンプ・ロータ１３０も回転する。ポンプ・ロータ１３０が回転する際、遠心力、油圧、プッシュロッド及び／又はばねは、ベーン１３１、１３２をポンプ筐体１２８の内面に向かって径方向外側に押す。次に、流体は、図２に示す穴１６７等の穴を介してポンプ・チャンバ１６４からポンプ筐体１２８に押し進められる又は吸い込まれる。特に、流体は、ベーン１３１、１３２、ポンプ・ロータ１３０及びポンプ筐体１２８によって生成されるポケットに入る。
【0037】
ポンプ・ロータ１３０が回転し続けるにつれて、ベーン１３１、１３２は、三日月形空洞の反対側に流体を押し流し、流体がポンプ筐体１２８内の排出穴を通じて押し出される。次に、流体は、出口ポート１２０に押し進められ、流体は、出口ポート１２０から組立体１００を出る。次に、流体は、図７～図８に対して以下で説明するように、組立体１００に流体連結されたアクチュエータに供給される。
【0038】
ベーン・ポンプは、説明のための一例として本明細書で使用される。ギヤ・ポンプ又はピストン・ポンプ等の他の種類のポンプも使用し得ることを理解されたい。
【0039】
入口ポート１１８で受け入れられ、油圧ポンプ１０４に供給される流体に加えて、流体は、主筐体１０８の冷却流体としても使用される。特に、図２及び図５を参照すると、ポンプ・ポート・ブロック１１７は、入口冷却流体通路１６８を有し、入口冷却流体通路１６８は、入口ポート１１８から分岐するか、又は入口ポート１１８に流体連結され、主筐体１０８内の供給冷却流体通路１７０と位置合わせされる。次に、冷却流体は、主筐体１０８を通じて循環し、主筐体１０８内の戻り冷却流体通路１７２に戻り、次に、出口冷却流体通路１７４を通じて流れ、次に、ポンプ・チャンバ１６４に入る入口ポート１１８からの流体に合流する。
【0040】
図６Ａは、例示的実装形態による、主筐体１０８の前側を示す主筐体１０８の斜視図を示し、図６Ｂは、主筐体１０８の後側を示す主筐体１０８の斜視図を示し、図６Ｃは、主筐体１０８を通じた冷却流体の循環を示す主筐体１０８の斜視透過図を示す。冷却流体の循環を、図６Ａ～図６Ｃを一緒に参照しながら説明する。図示のように、主筐体１０８は、複数の冷却流体通路と、主筐体１０８の前端面１７６及び後端面１７８内に形成される弓形溝とを有し、弓形溝は、複数の冷却流体通路の冷却流体通路を流体連結し、冷却流体の循環を促進する。
【0041】
上記のように、入口ポート１１８からの流体の一部分は、供給冷却流体通路１７０に供給される。供給冷却流体通路１７０の入口は、図６Ａにおいて主筐体１０８の前端面１７６上に示される。冷却流体は、図６Ｃに示される供給冷却流体通路１７０を横断し、図６Ｂに示す後端面１７８に至る。後端面１７８は、弓形溝１７９を有し、弓形溝１７９は、供給冷却流体通路１７０から出た流体を受け入れ、後端面１７８に沿って、主筐体１０８内に形成された冷却流体通路１８０及び冷却流体通路１８１に流体を誘導する。冷却流体は、冷却流体通路１８０、１８１を横断し、前端面１７６に戻る。
【0042】
前端面１７６は、弓形溝１８２を有し、弓形溝１８２は、冷却流体通路１８０から出た流体を受け入れ、前端面１７６に沿って流体を冷却流体通路１８３に誘導する。同様に、前端面１７６は、弓形溝１８４を有し、弓形溝１８４は、冷却流体通路１８１から出た流体を受け入れ、前端面１７６に沿って流体を冷却流体通路１８５に誘導する。次に、冷却流体は、冷却流体通路１８３、１８５を横断し、後端面１７８に戻る。
【0043】
後端面１７８は、弓形溝１８６を有し、弓形溝１８６は、冷却流体通路１８３から出た流体を受け入れ、後端面１７８に沿って流体を冷却流体通路１８７に誘導する。同様に、後端面１７８は、弓形溝１８８を有し、弓形溝１８８は、冷却流体通路１８５から出た流体を受け入れ、後端面１７８に沿って流体を冷却流体通路１８９に誘導する。次に、冷却流体は、冷却流体通路１８７、１８９を横断し、前端面１７６に戻る。
【0044】
前端面１７６は、弓形溝１９０を有し、弓形溝１９０は、冷却流体通路１８７から出た流体を受け入れ、前端面１７６に沿って流体を冷却流体通路１９１に誘導する。同様に、前端面１７６は、弓形溝１９２を有し、弓形溝１９２は、冷却流体通路１８９から出た流体を受け入れ、前端面１７６に沿って流体を冷却流体通路１９３に誘導する。次に、冷却流体は、冷却流体通路１９１、１９３を横断し、後端面１７８に戻る。
【0045】
後端面１７８は、弓形溝１９４を有し、弓形溝１９４は、冷却流体通路１９１、１９３から出た流体を受け入れ、後端面１７８に沿って流体を戻り冷却流体通路１７２に誘導する。上述のように、戻り冷却通路１７２を通じて戻る冷却流体は、ポンプ・ポート・ブロック１１７内の出口冷却流体通路１７４を通じて流れ（図２を参照）、次に、ポンプ・チャンバ１６４内の入口ポート１１８からの流体に合流する。
【0046】
したがって、流体は、図６Ｃに示すように、主筐体１０８の前端面１７６と後端面１７８との間をジグザグに動く又は前後に循環する。図２に示すように、主筐体１０８は、電子デバイス筐体１４０に組み付けられ、電子デバイス筐体１４０は、円筒突起１９５を有し、円筒突起１９５の外面は、主筐体１０８の内面と接続する。円筒突起１９５の外面に形成された環状溝内に配設される封止体１９６は、冷却流体を封止し、電気モータ１０２が中に配設される内部チャンバに流体が入るのを妨げる。
【0047】
図３に戻って参照すると、電子デバイス筐体１４０は、ボルト１９７等のボルトを介して主筐体に連結される。電子デバイス筐体１４０は、ボルト１９９等の複数のボルトを介して電子機器筐体カバー１９８に更に連結される。この構成の場合、電子デバイス筐体１４０及び電子機器筐体カバー１９８は、電子駆動デバイス１０６の電子ボード及び構成要素が中に配設される囲壁を形成する。このように、電子駆動デバイス１０６は、組立体１００内で電気モータ１０２及び油圧ポンプ１０４と統合される。
【0048】
電子駆動デバイス１０６は、コントローラ・ボード２００及びインバータ・ボード２０２等の１つ又は複数の電子ボードを含むことができ、これらは、図示のように電気的に連結され、互いに軸方向にずれている。コントローラ・ボード２００及びインバータ・ボード２０２は、プリント回路板（ＰＣＢ）として構成し得る。ＰＣＢは、導電性トラック、パッド、並びに非導電性基板のシート層上及び／若しくはシート層間の銅薄板の１つ又は複数のシート層からエッチングされた他の特徴を使用して、電子構成要素（例えば、マイクロプロセッサ、集積チップ、キャパシタ、レジスタ等）を機械的に支持し、電気的に接続する。構成要素は、ＰＣＢ上に全体的にはんだ付けされ、構成要素をＰＣＢに電気的に接続し、機械的に締結する。
【0049】
インバータ・ボード２０２は、スタンドオフ２０４等のスタンドオフを介してコントローラ・ボード２００から分離し、コントローラ・ボード２００に連結し得る。インバータ・ボード２０２は、複数の母線を含むことができ、複数の母線は、導電性であり、直流（ＤＣ）電力を受け、インバータ・ボード２０２に組み付けられる構成要素に電力を供給するように構成される。
【0050】
一例として、ＤＣ電力は、バッテリからインバータ・ボード２０２に供給し得る。この構成の場合、ＤＣ電力は、母線に供給され、次に、母線は、インバータ・ボード２０２の他の構成要素に電力を送る。
【0051】
インバータ・ボード２０２は、インバータ・ボード２０２で受けたＤＣ電力を３相交流（ＡＣ）電力に変換する電力変換器として構成でき、３相交流（ＡＣ）電力は、ステータ１１２のワイヤ巻線に供給し、電気モータ１０２を駆動し得る。例えば、インバータ・ボード２０２は、半導体スイッチング・マトリックスを含むことができ、半導体スイッチング・マトリックスは、インバータ・ボード２０２に組み付けられ、プラスＤＣ端子及びマイナスＤＣ端子に電気的に接続されるように構成される。インバータ・ボード２０２は、インバータ・ボード２０２とコントローラ・ボード２００との間の軸方向空間内に配設される複数のキャパシタを含み得る。
【0052】
半導体スイッチング・マトリックスは、３相電力変換のためにＤＣを支持する半導体スイッチング・デバイスのあらゆる構成を含み得る。例えば、半導体スイッチング・マトリックスは、３相を含むことができ、ブリッジ要素は、入力ＤＣ端子に電気的に連結され、３相ＡＣ出力端子に接続される。
【0053】
一例では、半導体スイッチング・マトリックスは、複数のトランジスタ（例えば、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ又は金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）を含む。トランジスタは、例えば、パルス幅変調器（ＰＷＭ）信号を介して、起動又は「オン」状態と停止又は「オフ」状態との間で切替え可能であり、パルス幅変調器（ＰＷＭ）信号は、コントローラ・ボード２００に組み付けられるマイクロプロセッサによって供給される。マイクロプロセッサは、１つ又は複数のプロセッサを備え得る。プロセッサは、汎用プロセッサ（例えば、ＩＮＴＥＬ（登録商標）シングル・コア・マイクロプロセッサ若しくはＩＮＴＥＬ（登録商標）マルチコア・マイクロプロセッサ）又は専用プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、グラフィックス・プロセッサ若しくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサ）を含み得る。プロセッサは、本明細書全体にわたって説明する動作を実施するため、コンピュータ可読プログラム命令（ＣＲＰＩ）を実行するように構成し得る。プロセッサは、ソフトウェアコーディング機能に加えて、又はその代替として、（例えば、ＣＲＰＩを介して）ハードコーディング機能を実行するように構成し得る。
【0054】
半導体スイッチング・マトリックスのトランジスタがＰＷＭ信号を介して特定の時間で起動、停止される際、ＡＣ電圧波形は、ＡＣ出力端子で生成される。したがって、ＡＣ出力端子における電圧波形は、パルス幅変調され、電位ＤＣ＋と電位ＤＣ－との間を動く。次に、ＡＣ電圧波形は、ステータ１１２のワイヤ巻線に供給され、電気モータ１０２を駆動する。コントローラ・ボード２００及びインバータ・ボード２０２は、いくつかの接合部を含み、コントローラ・ボード２００とインバータ・ボード２０２との間、及び組立体１００の他の構成要素又は外部構成要素への信号及び電力の送受信を促進し得る。
【0055】
電子駆動デバイス１０６は、複数のセンサを含み得る。例えば、電子駆動デバイス１０６は、電気モータ１０２の動作温度及び／又は油圧ポンプ１０４を通って流れる油圧流体の流体温度を示す情報を提供するように構成された温度センサを含み得る。電子駆動デバイス１０６は、ステータ１１２の巻線内の電流レベルを示す情報を提供するホール効果電流センサも含み得る。
【0056】
電子駆動デバイス１０６は、組立体１００の流体の圧力レベルを示す圧力センサを更に含み得る。電子駆動デバイス１０６は、モータ・ロータ１１４及びポンプ駆動シャフト１３４の角度位置を示すセンサ情報を提供するように構成された回転位置センサも含み得る。回転位置センサ情報は、電気モータ１０２を制御するマイクロプロセッサによって使用され、モータ・ロータ１１４によって生成される速度及びトルクを閉ループフィードバック制御構成で制御し得る。
【0057】
例えば、コントローラ・ボード２００は、図２に示すように、モータ・ロータ１１４のスピンドル部分１３８の付近に組み付けられるセンサ・チップ又はエンコーダ２０６を含み得る。エンコーダ２０６は、キャップ１５２内に配設された磁石２０８と相互作用するように構成し得る。エンコーダ２０６は、モータ・ロータ１１４の角度位置又は運動をアナログ又はデジタル出力信号に変換する電気－機械デバイスとして構成され、アナログ又はデジタル出力信号は、電気モータ１０２を制御するマイクロプロセッサに提供される。例示的実装形態では、エンコーダ２０６によって提供されるセンサ情報の精度を強化するため、磁石２０８の磁極性は、電気モータ１０２のそれぞれの磁石（即ち、磁石１１６）のそれぞれの磁極性と位置合わせされる又は同じ方位を有する。
【0058】
図７は、例示的実装形態による組立体１００の部分断面前面図を示し、エンコーダ２０６の磁石２０８及びモータ・ロータ１１４の磁石１１６の磁気方位を示す。図示のように、磁石２０８の北「Ｎ」及びモータ・ロータ１１４の磁石１１６の「Ｎ」は、同じ方向又は方位である。
【0059】
図１～図３に示すように、電子駆動デバイス１０６は、中空プラスチック構成要素として構成された電気コネクタ２１０を更に含むことができ、電気コネクタ２１０は、コントローラ・ボード２００の導電性トラックに電気的に接続される複数の導体ピンを収容する。メス・ピンを有するコネクタのソケット（図示せず）は、導体ピンがコネクタ・ソケットのメス・ピンに接触するように、電気コネクタ２１０に組み付けられる又は挿入し得る。ワイヤは、電気コネクタ２１０の導体ピンに信号を供給し、電気コネクタ２１０の導体ピンから信号を受信するようにメス・ピンに接続し得る。
【0060】
この構成の場合、電子駆動デバイス１０６は、電気コネクタ２１０を介して様々な入力及びセンサ信号を受信し、受信した情報に応答して指令を提供し得る。例えば、電子駆動デバイス１０６は、中央コントローラ、又は機械の入力デバイス（例えば、ホイール・ローダ、バックホー若しくは掘削機等の油圧機械のジョイスティック）からの指令信号を受信し得る。指令信号は、油圧ポンプ１０４によって供給される所望の流体圧力及び流体流量を示す。次に、電子駆動デバイス１０６は、ステータ１１２に供給されるＡＣ電力を制御し、ポンプ駆動シャフト１３４で特定の速度及びトルクを生成し、所望の流体圧力レベル及び流量をもたらし得る。電子駆動デバイス１０６は、電気コネクタ２１０を介して（例えば、エンコーダ２０６からの）センサ信号を別の中央コントローラに供給することもできる。
【0061】
したがって、電子駆動デバイス１０６は、組立体１００によって制御されるアクチュエータだけでなく、組立体１００のコントローラとしても使用し得る。特に、電子駆動デバイス１０６は、組立体１００の内部のセンサ及びアクチュエータに関連するセンサから指令入力及びセンサ信号を受信し、応答して、電気モータ１０２及び油圧ポンプ１０４を制御し、所望の又は指令されたアクチュエータの運動を達成する。
【0062】
図８は、例示的実装形態による、開回路構成で動作する組立体１００を含む油圧システム３００を示す。図８において、油圧流管は、実線として示される一方で、指令及びセンサ信号は、破線で示される。バッテリ等の電源又は発電機は、直流電力を組立体１００に供給するように構成される。電源は、図の見た目の煩雑さを低減するため、図示しない。
【0063】
油圧システム３００は、流体を低圧（例えば、０～７０ｐｓｉ）で貯蔵し得る流体の流体槽３０２も含む。組立体１００の入口ポート１１８は、流体槽３０２に流体連結される。したがって、組立体１００は、上記したように、流体槽３０２からの流体を入口ポート１１８を通じて受け入れ、次に、流体を出口ポート１２０を通じて排出する。
【0064】
油圧システム３００は、マニホルド又は弁組立体３０４も含む。弁組立体３０４は、流体通路と、複数のソレノイド作動弁（例えば、１つ又は複数の方向制御弁、流れ制御弁、負荷保持弁等）とを含む。ソレノイド作動弁は、そのような流体通路を通る流体の流れを制御する。
【0065】
一例では、弁組立体３０４は、組立体１００に連結される。例えば、弁組立体３０４は、ポンプ・ポート・ブロック１１７に組み付け得る。したがって、弁組立体３０４は、入口ポート１１８及び出口ポート１２０を往復する流体流を制御し得る。
【0066】
コントローラ・ボード２００は、弁組立体３０４のソレノイド作動弁のソレノイド・コイルに供給される電流及び電圧信号を制御する電子弁ドライバを含み、ソレノイド弁の作動及び動作状態を制御し得る。このように、電子駆動デバイス１０６は、ソレノイド作動弁の動作状態及び弁組立体３０４を通る流体流を制御するように構成し得る。
【0067】
弁組立体３０４は、アクチュエータ３０６を往復する流体流を誘導するように構成される。アクチュエータ３０６は、シリンダ３０８と、シリンダ３０８内に摺動可能に収容されるピストン３１０とを含む。ピストン３１０は、ピストン・ヘッド３１２と、シリンダ３０８の中心長手方向軸方向に沿ってピストン・ヘッド３１２から延在するロッド３１４とを含む。ピストン・ヘッド３１２は、シリンダ３０８の内側空間を第１のチャンバ３１６及び第２のチャンバ３１８に分割する。
【0068】
電子駆動デバイス１０６は、油圧システム３００内の様々なセンサ又は入力デバイスからの信号を介してセンサ情報を含む入力又は入力情報を受信し、応答して、電気信号を油圧システム３００の様々な構成要素に供給し得る。例えば、電子駆動デバイス１０６は、ピストン３１０に連結された位置センサ及び／又は速度センサからのアクチュエータ・センサ情報を受信し得る。アクチュエータ・センサ情報は、ピストン３１０の位置ｘ及び速度
を示す。追加又は代替として、電子駆動デバイス１０６は、第１のチャンバ３１６に連結された圧力センサ３２０及び／又は第２のチャンバ３１８に連結された圧力センサ３２２から、チャンバ３１６、３１８内の流体の圧力レベルｐを示す情報又はピストン３１０に加えられる負荷の大きさを示す情報を受信し得る。
【0069】
上述のように、電子駆動デバイス１０６は、組立体１００のセンサ（例えば、エンコーダ２０６）から、モータ・ロータ１１４の速度、油圧ポンプ１０４から排出された流体の圧力レベル等を示すセンサ情報も受信し得る。電子駆動デバイス１０６は、ピストン３１０に対して指令された又は所望の速度を示す（例えば、機械のジョイスティックからの）入力も受信し得る。次に、電子駆動デバイス１０６は、組立体１００の電気モータ１０２及び弁組立体３０４に信号を供給し、所望の指令された速度で制御された様式でピストン３１０を移動し得る。
【0070】
例えば、ピストン３１０を拡張させる（即ち、図８ではピストン３１０を上に移動させる）には、電子駆動デバイス１０６は、電気モータ１０２を作動し、これにより、油圧ポンプ１０４が入口ポート１１８を通じて流体槽３０２から流体を引き込み、次に、出口ポート１２０を通じて弁組立体３０４に流体を供給する。電子駆動デバイス１０６は、１つ又は複数の弁への指令信号も送信し、弁組立体３０４を第１の状態で動作させる。したがって、出口ポート１２０を介して組立体１００から供給される加圧流体は、弁組立体３０４を通じて第１のチャンバ３１６に流れる。ピストン３１０が拡張するにつれて、第２のチャンバ３１８から押し出された流体は、弁組立体３０４に流れ、流体を流体槽３０２に誘導する。電子駆動デバイス１０６は、特定の速度及びトルクで電気モータ１０２を動作させ、特定の圧力で特定の流量をアクチュエータ３０６に供給し、ピストン３１０を所望の速度で移動させる一方で、第１のチャンバ３１６及び／又は第２のチャンバ３１８内の圧力レベルを制御する。
【0071】
ピストン３１０を後退させるには、電子駆動デバイス１０６は、指令信号を１つ又は複数の弁に送信し、弁組立体３０４を第２の状態で動作し得る。第２の状態では、弁組立体３０４は、出口ポート１２０から受け入れた流体を第２のチャンバ３１８に誘導する。ピストン３１０が後退するにつれて、第１のチャンバ３１６内の流体は、第１のチャンバ３１６から弁組立体３０４に押し出され、流体を流体槽３０２に誘導する。
【0072】
動作中、電気モータ１０２が油圧ポンプ１０４を駆動する場合、又は油圧ポンプ１０４が電気モータ１０２を発電機として駆動する場合、組立体１００を使用し得る。したがって、油圧ポンプ１０４は、４コドラント２方向ポンプとして動作可能な油圧ポンプ／モータとして構成し得る。４コドラント２方向ポンプは、油圧アクチュエータへの流体力の供給だけでなく、エネルギー回収も可能である。
【0073】
油圧システム３００は、開回路又は開ループ・システムと呼ぶことができ、組立体１００は、流体槽３０２から流体を引き込み、次に、弁組立体３０４を介してアクチュエータ３０６に流体を供給し、アクチュエータ３０６から排出された流体は、弁組立体３０４を介して流体槽３０２に戻る。代替的に、組立体１００は、閉回路構成で使用でき、流体は、油圧ポンプ１０４とアクチュエータ３０６との間でループ状に循環する。
【0074】
図９は、例示的実装形態による、閉回路構成で動作する組立体１００を有する油圧システム４００を示す。油圧システム３００の構成要素と同様の油圧システム４００の構成要素は、同じ参照番号で示される。
【0075】
油圧システム４００において、組立体１００の油圧ポンプ１０４は、出口ポート１２０から弁組立体４０２を通じて第１のチャンバ３１６又は第２のチャンバ３１８に流体を供給し、アクチュエータ３０６の他方のチャンバから排出された流体は、組立体１００の入口ポート１１８に戻る。したがって、流体は、組立体１００の油圧ポンプ１０４とアクチュエータ３０６との間を循環する。
【0076】
ロッド３１４が第２のチャンバ３１８を通じて延在する、ピストン３１０の構成のために、第１のチャンバ３１６に入る又は第１のチャンバ３１６から排出される流体の流体流量は、第２のチャンバ３１８に入る又は第２のチャンバ３１８から排出されるそれぞれの流体流量より大きい。油圧システム４００は、ブースト回路４０４を含み、ブースト回路４０４は、流体流量をブーストするか、又は第１のチャンバに供給される若しくは第１のチャンバから排出される流体流量と、第２のチャンバに供給される若しくは第２のチャンバから排出される流体流量との差による過剰な流れがあれば消費するように構成される。
【0077】
ブースト回路４０４は、例えば、チャージ・ポンプを含むことができ、チャージ・ポンプは、流体槽３０２から流体を引き込み、弁組立体４０２に流体連結されたブースト流管４０６にブースト流体流を供給するように構成される。弁組立体４０２は、弁を含むことができ、弁は、ピストン３１０が拡張している際の入口ポート１１８への流体流量を増大するために組立体１００の入口ポート１１８に流体を供給する前に、ブースト流管４０６からの補給流体流と、第２のチャンバ３１８から排出される流体との合流を促進する。
【0078】
別の例では、ブースト回路４０４は、加圧流体を貯蔵するように構成されたアキュムレータを備えることができ、流体槽３０２は、使用しなくてよい。別の例では、油圧システムは、複数のアクチュエータと、組立体１００と同様の複数の組立体とを含み、ブースト回路４０４は、他のアクチュエータからの過剰な流れを受け入れ、この流れをブースト流としてアクチュエータ３０６に供給し得る。
【0079】
ブースト回路４０４は、ブースト流管４０６を通じて流れる過剰流体を受け入れ、流体槽３０２（又はシステム内の他のアクチュエータ）へのそのような過剰流体の経路をもたらするようにも構成し得る。特に、ピストン３１０が後退しており、第１のチャンバ３１６から排出される流体が、第２のチャンバ３１８が必要な消費流体を上回る場合、過剰流は、弁組立体４０２を通じてブースト流管４０６に供給され、次にブースト回路４０４に供給され、ブースト回路４０４は流体流を流体槽３０２（又はシステム内の他のアクチュエータ）に誘導する。
【0080】
いくつかの構成形態は、図１～図８に示す例示的実装形態で実施し得る。例えば、主筐体１０８を、個別筐体として構成された電子デバイス筐体１４０に連結するのではなく、筐体の両方を単一筐体に結合し得る。別の例として、他の種類のポンプを使用し得る。また、別の例示的実装形態では、ギアボックスを使用し、モータ・ロータ１１４をポンプ駆動シャフト１３４に連結し得る。また、油圧ポンプ１０４は、ステータ１１２内に部分的に配設される一方で、別の例示的実装形態では、ポンプは、ステータの巻線内に完全に配設し得る。また別の例示的実装形態では、（図５及び図６Ａ～図６Ｃに関して説明したように冷却流体通路を通じて）主筐体１０８を冷却するのに入口ポート１１８を通って受け入れた入口流体を使用するのではなく、出口ポート１２０からの流体を冷却流体として使用し得る。
【0081】
図１０は、例示的実装形態による、組立体５００の部分断面側面図を示す。組立体１００の構成要素と同様の組立体５００の構成要素は、同じ参照番号で示される。電子駆動デバイス１０６は、図１０に部分的に示されるが、組立体５００は、図１～図３に示す同様の電子駆動デバイスで構成し得ることを理解されたい。
【0082】
組立体５００は、主筐体５０１を有する。組立体５００も、入口ポート５０４と出口ポート５０６とを有するポンプ・ポート・ブロック５０２を有する。入口ポート５０４で受け入れた流体は、第１の供給通路５０８及び第２の供給通路５１０を通じて流れ、第１の供給通路５０８及び第２の供給通路５１０の両方は、流体流をポンプ・チャンバ１６４に供給する。次に、油圧ポンプ１０４は、流体を押し出し、出口ポート５０６から流体を排出する。
【0083】
入口ポート１１８で受け入れた流体を使用して主筐体１０８を冷却する組立体１００とは対照的に、組立体５００では、出口ポート５０６に供給される流体を使用して主筐体５０１を冷却する。特に、ポンプ・ポート・ブロック５０２は、出口ポート５０６から分岐する又は出口ポート５０６に流体連結される入口冷却流体通路５１２を有する。次に、流体は、主筐体５０１内の供給冷却流体通路５１４に供給される。次に、冷却流体は、主筐体５０１を通じて循環し、主筐体５０１内の戻り冷却流体通路５１６に戻り、次に、入口ポート５０４からポンプ・チャンバ１６４に入る流体に合流する。したがって、油圧ポンプ１０４に供給される流体ではなく、油圧ポンプ１０４から排出された流体を使用して主筐体５０１を冷却する。
【0084】
上述の詳細な説明は、添付の図面を参照して開示されるシステムの様々な特徴及び動作を説明するものである。本明細書で説明する例示的実装形態は、限定を意味するものではない。開示するシステムのいくつかの態様は、多種多様な異なる構成で構成され、組み合わせることができ、これら全ての構成が本明細書で企図される。
【0085】
更に、文脈が別段に示唆しない限り、図面のそれぞれで示される特徴は、互いに組み合わせて使用し得る。したがって、図面は、１つ又は複数の全体的な実装形態の構成要素の態様として全体的に見るべきであり、全ての例示される特徴が、必ずしも各実装形態で必要ではないことを理解されたい。
【0086】
更に、本明細書又は特許請求の範囲における要素、ブロック若しくはステップのあらゆる列挙は、明快にするためである。したがって、そのような列挙は、これらの要素、ブロック若しくはステップが特定の構成に従う、又は特定の順序で実行されることを必要とする、又は暗示すると解釈すべきではない。
【0087】
更に、デバイス又はシステムは、図面で提示する機能を実施するために使用又は構成し得る。いくつかの例では、デバイス及び／又はシステムの構成要素は、これらの機能を実施するように構成し、構成要素がそのような機能の実施を可能にするように実際的に構成し、組み立て得る。他の例では、デバイス及び／又はシステムの構成要素は、特定の様式で動作する際等、機能の実施に適合する、機能の実施を可能にする、又は機能の実施に適しているように構成し得る。
【0088】
用語「実質的に」とは、列挙した特性、パラメータ又は値を厳密に達成する必要はないが、例えば、許容差、測定誤差、測定精度限度、及び当業者に公知である他の係数を含む偏差又は差異が、特性が意図して提供する効果を排除しない量で生じてよいことを意味する。
【0089】
本明細書で記載する構成は、例示する目的にすぎない。したがって、当業者は、他の構成及び他の要素（例えば、機械、インターフェース、動作、順序及び動作の分類等）を代わりに使用でき、いくつかの要素を所望の結果に従って完全に省いてよいことを了解するであろう。更に、説明される要素の多くは、あらゆる適切な組合せ及び場所において、個別の若しくは分散した構成要素として、他の構成要素と併せて実装し得る機能的な実体である。
【0090】
様々な態様及び実装形態を本明細書で開示しているが、他の態様及び実装形態は、当業者に明らかであろう。本明細書で開示される様々な態様及び実装形態は、例示する目的であり、限定を意図するものではなく、真の範囲は、特許請求の範囲が権利を有する等価物の完全な範囲と共に、以下の特許請求の範囲によって示される。また、本明細書で使用する用語は、特定の実装形態を表す目的にすぎず、限定を意図するものではない。
【0091】
したがって、本開示の実施形態は、以下に挙げ、列挙される例示的実施形態（ｅｎｕｍｅｒａｔｅｄ ｅｘａｍｐｌｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ、ＥＥＥ）の１つに関連し得る。
【0092】
ＥＥＥ１は、組立体であり、組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、主筐体の内部チャンバ内に配設され、（ｉ）主筐体の内部チャンバ内に固定配置されるステータ、（ｉｉ）及びステータ内に配置され、ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、主筐体において、電気モータのモータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置される油圧ポンプであって、油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、流体流を出口ポートに供給するように構成され、電気モータのモータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える油圧ポンプと、主筐体内に形成され、主筐体を冷却するように主筐体を通じて流体を循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路とを備える。
【0093】
ＥＥＥ２は、ＥＥＥ１に記載の組立体であり、組立体は、主筐体に連結され入口ポート及び出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックと、ポンプ・ポート・ブロック内に形成され入口ポートに流体連結される入口冷却流体通路とを更に備え、複数の冷却流体通路は、（ｉ）入口冷却流体通路に流体連結され、入口ポートからの流体が主筐体を通じて流れることを可能にするように構成された供給冷却流体通路と、（ｉｉ）主筐体を通じて循環した後の流体を受け入れるように構成された戻り冷却流体通路とを備える。
【0094】
ＥＥＥ３は、ＥＥＥ１又は２に記載の組立体であり、組立体は、主筐体に連結され、入口ポート及び出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックと、ポンプ・ポート・ブロック内に形成され、出口ポートに流体連結される入口冷却流体通路とを更に備え、複数の冷却流体通路は、（ｉ）入口冷却流体通路に流体連結され、出口ポートからの流体が主筐体を通じて流れることを可能にするように構成された供給冷却流体通路と、（ｉｉ）主筐体を通じて循環した後の流体を受け入れるように構成された戻り冷却流体通路とを備える。
【0095】
ＥＥＥ４は、ＥＥＥ１～３のいずれかに記載の組立体であり、主筐体は、前端面及び後端面であって、複数の冷却流体通路は前端面と後端面との間で主筐体を横断する、前端面及び後端面と、前端面及び後端面に沿って配設され、複数の冷却流体通路の冷却流体通路を流体連結するように構成され、前端面から後端面まで主筐体を通じて流体が前後に循環することを可能にする複数の弓形溝とを備える。
【0096】
ＥＥＥ５は、ＥＥＥ１～４のいずれかに記載の組立体であり、組立体は、主筐体に連結され、入口ポート及び出口ポートを備えるポンプ・ポート・ブロックを更に備え、ポンプ・ポート・ブロックは、第１の供給通路と第２の供給通路とを備え、第１の供給通路及び第２の供給通路の両方は、入口ポートから流体を受け入れ、油圧ポンプに流体を伝達する。
【0097】
ＥＥＥ６は、ＥＥＥ１～５のいずれかに記載の組立体であり、油圧ポンプは、ベーン・ポンプであり、ベーン・ポンプは、ポンプ・カバーと、そしてポンプ筐体、ポンプ・ロータ、ポンプ・ロータに組み付けられるベーンを有するベーン・カートリッジとを備え、ポンプ駆動シャフトは、軸受けを介してポンプ・カバーによって支持される。
【0098】
ＥＥＥ７は、ＥＥＥ１～６のいずれかに記載の組立体であり、モータ・ロータは、（ｉ）油圧ポンプが少なくとも部分的に中に配設される円筒部分と、（ｉｉ）ポンプ駆動シャフトがモータ・ロータのスピンドル部分に回転可能に連結されるスピンドル部分とを備える。
【0099】
ＥＥＥ８は、ＥＥＥ７に記載の組立体であり、スピンドル部分は、軸受けを介してスピンドル部分の外面上で支持され、ポンプ駆動シャフトは、スピンドル部分の内面に更なる支持をもたらす直径増大部分を有する。
【0100】
ＥＥＥ９は、ＥＥＥ７又は８に記載の組立体であり、ポンプ駆動シャフトは、スプライン係合部を介してモータ・ロータのスピンドル部分に回転可能に連結され、組立体は、第１の封止体と第２の封止体とを備え、スプライン係合部は、潤滑材が第１の封止体と第２の封止体との間のスプライン係合部で封止されるように、第１の封止体と第２の封止体との間に挿入される。
【0101】
ＥＥＥ１０は、ＥＥＥ９に記載の組立体であり、組立体は、モータ・ロータのスピンドル部分の端部に配設されるキャップを更に備え、第１の封止体は、ポンプ駆動シャフトの外面回りで第１の溝内に配設され、第２の封止体は、キャップのそれぞれの外面回りで第２の溝内に配設される。
【0102】
ＥＥＥ１１は、ＥＥＥ１～１０のいずれかに記載の組立体であり、組立体は、主筐体に連結される電子デバイス筐体と、電子機器筐体カバーであって、電子機器筐体カバー及び電子デバイス筐体によって囲壁が形成されるように、電子デバイス筐体に連結される電子機器筐体カバーと、囲壁内に配設される１つ又は複数の電子ボードとを更に備える。
【0103】
ＥＥＥ１２は、ＥＥＥ１１に記載の組立体であり、１つ又は複数の電子ボードは、半導体スイッチング・マトリックスが上に組み付けられるインバータ・ボードであって、半導体スイッチング・マトリックスは、直流電力を３相交流電力に変換して電気モータを駆動するように構成された複数の半導体スイッチング・デバイスを備える、インバータ・ボードと、インバータ・ボードから軸方向にずれ、インバータ・ボードに電気的に連結されるコントローラ・ボードとを備え、コントローラ・ボードは、スイッチング信号を生成し、半導体スイッチング・マトリックスを動作させるように構成されたプロセッサを備える。
【0104】
ＥＥＥ１３は、ＥＥＥ１２に記載の組立体であり、コントローラ・ボードは、エンコーダを更に備え、エンコーダは、コントローラ・ボードに組み付けられ、モータ・ロータに連結される磁石と相互作用し、モータ・ロータの回転位置を示すプロセッサにセンサ情報を提供するように構成され、磁石の極性は、電気モータのそれぞれの磁石のそれぞれの極性と位置合わせされる。
【0105】
ＥＥＥ１４は、油圧システムであり、油圧システムは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを有するアクチュエータと、アクチュエータの第１のチャンバ及び第２のチャンバを往復する流体流を制御するように構成された弁組立体と、組立体と
を備え、組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、主筐体の内部チャンバ内に配設され、（ｉ）主筐体の内部チャンバ内に固定配置されるステータ、及び（ｉｉ）ステータ内に配置され、ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、主筐体において、電気モータのモータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置される油圧ポンプであって、油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、弁組立体に流体連結される出口ポートに流体流を供給するように構成され、油圧ポンプは、弁組立体を介してアクチュエータに流体流を供給するように構成され、油圧ポンプは、電気モータのモータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える油圧ポンプと、主筐体内に形成され、主筐体を冷却するように流体が主筐体を通じて循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路とを備える。
を備え、組立体は、内部チャンバを中に有する主筐体と、主筐体の内部チャンバ内に配設され、（ｉ）主筐体の内部チャンバ内に固定配置されるステータ、及び（ｉｉ）ステータ内に配置され、ステータに対して回転可能なモータ・ロータを備える電気モータと、主筐体において、電気モータのモータ・ロータ内に少なくとも部分的に配置される油圧ポンプであって、油圧ポンプは、入口ポートから流体を受け入れ、弁組立体に流体連結される出口ポートに流体流を供給するように構成され、油圧ポンプは、弁組立体を介してアクチュエータに流体流を供給するように構成され、油圧ポンプは、電気モータのモータ・ロータに回転可能に連結されるポンプ駆動シャフトを備える油圧ポンプと、主筐体内に形成され、主筐体を冷却するように流体が主筐体を通じて循環可能にするように構成された複数の冷却流体通路とを備える。
【0106】
ＥＥＥ１５は、ＥＥＥ１４に記載の油圧システムであり、油圧システムは、流体槽を更に備え、組立体は、ポンプ・ポート・ブロックを更に備え、ポンプ・ポート・ブロックは、主筐体に連結され、入口ポート及び出口ポートを備え、入口ポートは油圧ポンプが流体槽から流体を引き込むように流体槽に流体連結され、弁組立体はアクチュエータから排出された流体を流体槽に供給するように流体槽に流体連結される。
【0107】
ＥＥＥ１６は、ＥＥＥ１４又は１５に記載の油圧システムであり、組立体は、（ｉ）アクチュエータから排出された流体を、入口ポートで弁組立体を通じて受け入れ、（ｉｉ）出口ポートを介して弁組立体を通じてアクチュエータに流体を供給するように構成される。
【0108】
ＥＥＥ１７は、ＥＥＥ１６に記載の油圧システムであり、油圧システムは、弁組立体に流体連結されるブースト回路を更に備え、ブースト回路は、ブースト流体流を供給し、第１のチャンバに供給される又は第１のチャンバから排出される流体の流体流量と、第２のチャンバに供給される又は第２のチャンバから排出される流体の流体流量との差による過剰流体流を受け入れるように構成される。
【0109】
ＥＥＥ１８は、ＥＥＥ１４～１７のいずれかに記載の油圧システムであり、組立体は、主筐体に連結される電子デバイス筐体と、電子デバイス筐体に連結される電子機器筐体カバーであって、電子機器筐体カバー及び電子デバイス筐体によって囲壁が形成される、電子機器筐体カバーと、１つ又は複数の電子ボードとを更に備え、１つ又は複数の電子ボードは、囲壁内に配設され、（ｉ）半導体スイッチング・マトリックスが上に組み付けられるインバータ・ボードであって、半導体スイッチング・マトリックスは、直流電力を３相交流電力に変換して電気モータを駆動するように構成された複数の半導体スイッチング・デバイスを備える、インバータ・ボードと、（ｉｉ）インバータ・ボードから軸方向にずれ、インバータ・ボードに電気的に連結されるコントローラ・ボードとを備え、コントローラ・ボードは、プロセッサを備え、プロセッサは、スイッチング信号を生成し、半導体スイッチング・マトリックスを動作するように構成される。
【0110】
ＥＥＥ１９は、ＥＥＥ１８に記載の油圧システムであり、コントローラ・ボードは、エンコーダを更に備え、エンコーダは、コントローラ・ボードに組み付けられ、モータ・ロータの回転位置を示すプロセッサにセンサ情報を送信するように構成される。
【0111】
ＥＥＥ２０は、ＥＥＥ１９に記載の油圧システムであり、アクチュエータは、ピストンを含み、コントローラ・ボードのプロセッサは、（ｉ）エンコーダからのセンサ情報、（ｉｉ）ピストンの位置、ピストンの速度、並びに第１のチャンバ及び第２のチャンバ内の圧力レベルの１つ又は複数を示すアクチュエータ・センサ情報、並びに（ｉｉｉ）ピストンに対して指令された速度を示す入力情報を受信し、応答して、指令信号を提供し、電気モータを駆動し、弁組立体を動作させ、ピストンに対して指令された速度を達成するように構成される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A-4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】