JP2013515928A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 作業シリンダ及び前記作業シリンダ内で往復運動するように配置された作業ピストンを有する作業アクチュエータであって、前記作業ピストンは少なくとも部分的に、前記作業ピストンの第１の側と前記作業シリンダの間に、有効作業ピストン表面積を有する作業チャンバを画定し、前記有効作業ピストン表面積に前記作業チャンバ内の作業流体の作業圧がかけられて、前記作業ピストンの前記第１の側に、第１の方向に作用する作業力を生成する、作業アクチュエータと、
   前記作業ピストンに結合された液圧アクチュエータであって、液圧シリンダ及び前記液圧シリンダ内で往復運動するように配置された液圧ピストンを含み、前記液圧ピストンは、前記液圧シリンダを第１の液圧チャンバ及び第２の液圧チャンバに分け、前記液圧ピストンは前記第１の液圧チャンバ及び前記第２の液圧チャンバを画定し、
   前記第１の液圧チャンバは、第１の液圧流体ポートを有するとともに、第１の有効液圧ピストン表面積を有し、前記第１の有効液圧ピストン表面積に前記第１の液圧チャンバ内の液圧流体の液圧がかけられて、前記液圧ピストンに、前記第１の方向とは逆の第２の方向に作用する第１の液圧力を生成し、
   前記第２の液圧チャンバは、第２の液圧流体ポートを有するとともに、第２の有効液圧ピストン表面積を有し、前記第２の有効液圧ピストン表面積に前記第２の液圧チャンバ内の液圧流体の液圧がかけられて、前記液圧ピストンに、前記第１の方向に作用する第２の液圧力を生成し、
   前記第２の有効液圧ピストン面積は、前記第１の有効液圧ピストン面積よりも小さく、前記第２の液圧力は前記第１の液圧力よりも小さい、液圧アクチュエータと、
   前記第１の液圧流体ポート、前記第２の液圧流体ポート、及び加圧液圧流体に流体的に結合可能な液圧コントローラであって、前記加圧液圧流体が前記第１の液圧流体ポートに流体的に結合されるが、前記第２の液圧流体ポートには流体的に結合されない第１の動作状態と、前記加圧液圧流体が前記第２の液圧流体ポートに流体的に結合されるが、前記第１の液圧流体ポートには流体的に結合されない第２の動作状態と、前記加圧液圧流体が前記第１の液圧流体ポート及び前記第２の液圧流体ポートの両方に流体的に結合される第３の動作状態と、前記加圧液圧流体が前記第１の液圧ポート及び前記第２の液圧ポートから流体的に分離される第４の動作状態とで動作可能な液圧コントローラと、
   を備える装置であって、
   前記液圧コントローラは、前記液圧を有する加圧液圧流体と共に動作可能であり、前記液圧アクチュエータに、前記作業ピストンに対して選択された液圧アクチュエータ力、すなわちａ）前記第１の動作状態では、前記第２の方向で作用し、前記第１の液圧力におおよそ等しい前記液圧アクチュエータ力、ｂ）前記第２の動作状態では、前記第１の方向に作用し、前記第２の液圧力におおよそ等しい前記液圧アクチュエータ力、及びｃ）前記第３の動作状態では、前記第２の方向に作用し、前記第１の液圧力と前記第２の液圧力との差におおよそ等しい前記液圧アクチュエータ力を生成させ、
   それにより、前記作業力よりも大きな前記第２の方向での液圧アクチュエータ力を生成する前記液圧コントローラの動作が、前記作業ピストン及び前記液圧ピストンを前記第２の方向に移動させ、前記作業力よりも小さな前記第２の方向での液圧アクチュエータ力を生成する前記液圧コントローラの動作が、前記作業ピストン及び前記液圧ピストンを前記第１の方向に移動させる、装置。
2. 前記作業アクチュエータに流体的に結合され、部分的に、前記作業チャンバを画定する内部領域を有する圧力容器をさらに備え、前記第２の方向での前記作業ピストンの移動は、前記作業チャンバの容積を低減させるとともに、前記作業チャンバに含まれるガスを圧縮させ、又は前記第１の方向での前記作業ピストンの移動は、前記作業チャンバの容積を増大させるとともに、前記作業チャンバに含まれるガスを膨張させる、請求項１に記載の装置。
3. 前記液圧アクチュエータは、前記作業ピストン及び前記液圧ピストンに結合された接続ロッドにより、前記作業ピストンに結合される、請求項１に記載の装置。
4. 前記液圧シリンダは第１の液圧シリンダであり、前記液圧ピストンは第１の液圧シリンダであり、前記装置は、
   前記作業ピストンに結合された第２の液圧アクチュエータであって、第２の液圧シリンダ及び前記第２の液圧シリンダ内で往復運動するように配置された第２の液圧ピストンを有する、第２の液圧アクチュエータをさらに備え、
   前記第２の液圧ピストンは、前記第２の液圧シリンダを第３の液圧チャンバ及び第４の液圧チャンバに分け、前記第２の液圧ピストンは前記第３の液圧チャンバ及び前記第４のチャンバを画定し、
   前記第３の液圧チャンバは、第３の液圧流体ポートを有するとともに、第３の有効液圧ピストン表面積を有し、前記第３の有効液圧ピストン表面積に前記第３の液圧チャンバ内の液圧流体の液圧がかけられて、前記液圧ピストンに、前記第２の方向に作用する第３の液圧力を生成し、
   前記液圧コントローラは、加圧液圧流体源が前記第３の液圧ポートに流体的に結合されるが、前記第１又は第２の液圧流体ポートには流体的に結合されない第５の動作状態と、前記加圧液圧流体源が前記第１の液圧ポート及び前記第３の液圧ポートに結合されるが、前記第２の液圧流体ポートには流体的に結合されない第６の動作状態と、前記加圧液圧流体源が前記第１の液圧ポート、前記第２の液圧ポート、及び前記第３の液圧ポートに流体的に結合される第７の動作状態とでさらに動作可能であり、
   前記液圧コントローラは、前記液圧を有する加圧液圧流体と共にさらに動作可能であり、前記液圧アクチュエータに、前記作業ピストンに対して選択された液圧アクチュエータ力、すなわちｄ）前記第５の動作状態では、前記第２の方向で作用し、前記第３の液圧力におおよそ等しい液圧アクチュエータ力、ｂ）前記第６の動作状態では、前記第２の方向に作用し、前記第１の液圧力と前記第３の液圧力との和におおよそ等しい液圧アクチュエータ力、及びｃ）前記第７の動作状態では、前記第２の方向に作用し、前記第３の液圧力の和と、前記第１の液圧力と前記第２の液圧力との差との差におおよそ等しい液圧アクチュエータ力を生成させる、請求項１に記載の装置。
5. 前記作業ピストンは、前記第１の液圧アクチュエータと前記第２の液圧アクチュエータとの間に配置される、請求項４に記載の装置。
6. 前記第１の液圧アクチュエータは、前記第２の液圧アクチュエータと前記作業ピストンとの間に配置される、請求項４に記載の装置。
7. 前記第１の液圧アクチュエータは、前記作業ピストン及び前記第１の液圧ピストンに結合された第１のピストンロッドにより前記作業ピストンに結合され、前記第２の液圧ピストンは、第２のピストンロッドにより前記第１の液圧ピストンに結合される、請求項６に記載の装置。
8. 前記加圧液圧流体は、液圧ポンプの高圧側又は液圧モータの高圧側と流通する、請求項１に記載の装置。
9. 被駆動部材を駆動するか、又は前記被駆動部材により駆動される液圧駆動システムを動作させる方法であって、前記液圧駆動システムは加圧液圧流体を含み、液圧アクチュエータが、第１の液圧シリンダと、前記第１の液圧シリンダ内に移動可能に配置された第１の液圧ピストンとを有し、前記第１のシリンダと共に第１の液圧チャンバ及び第２の液圧チャンバを画定し、第２の液圧シリンダと、前記第２の液圧シリンダ内に移動可能に配置された第２の液圧ピストンとを有し、前記第２の液圧シリンダと共に第３のチャンバ及び第４のチャンバを画定し、前記液圧アクチュエータは前記被駆動部材に結合され、液圧コントローラが、前記加圧液圧流体と、前記第１、第２、第３、及び第４の液圧チャンバのそれぞれとに流体的に結合され、前記液圧チャンバ及び前記加圧液圧流体のそれぞれを、前記チャンバの連通及び分離の少なくとも４つの組み合わせのそれぞれで流体的に結合又は流体的に分離するように選択的に独立して動作可能であり、各組み合わせは、第１の方向及び逆の第２の方向のうちの一方で作用する正味液圧ピストン面積を画定し、第１又は第２の方向において、前記アクチュエータは、加圧液圧流体を前記液圧コントローラが前記加圧液圧流体との流通を前記組み合わせで確立する前記１つ又は複数のチャンバに与えることにより、前記被駆動部材を促し、前記方法は、
   第１の時間期間中、前記第１の方向に作用する第１の正味液圧ピストン面積を有する第１の組み合わせを確立すること、
   第２の時間期間中、前記第１の方向に作用する、前記第１の液圧ピストン面積よりも大きな第２の正味液圧ピストン面積を有する第２の組み合わせを確立すること、
   第３の時間期間中、前記第１の方向に作用する、前記第２の液圧ピストン面積よりも大きな第３の正味液圧ピストン面積を有する第３の組み合わせを確立すること、及び
   第４の時間期間中、前記第１の方向に作用する、前記第３の液圧ピストン面積よりも大きな第４の正味液圧ピストン面積を有する第４の組み合わせを確立すること
   を含む、方法。
10. 前記液圧コントローラは、前記液圧チャンバ及び前記加圧液圧流体のそれぞれを、前記チャンバの連通及び分離の少なくとも６つの組み合わせのそれぞれで流体的に結合又は流体的に分離するように選択的に独立して動作可能であり、
    第５の時間期間中、前記第２の方向に作用する第５の正味液圧ピストン面積を有する第５の組み合わせを確立すること、
    第６の時間期間中、前記第２の方向に作用する、前記第５の液圧ピストン面積よりも大きな第６の正味液圧ピストン面積を有する第６の組み合わせを確立すること
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記液圧コントローラは、前記液圧チャンバ及び前記加圧液圧流体のそれぞれを、前記チャンバの連通及び分離の少なくとも６つの組み合わせのそれぞれで流体的に結合又は流体的に分離するように選択的に独立して動作可能であり、
    第５の時間期間中、前記第１の方向に作用する、前記第４の正味液圧ピストン面積よりも大きな第５の正味液圧ピストン面積を有する第５の組み合わせを確立すること、
    第６の時間期間中、前記第１の方向に作用する、前記第５の液圧ピストン面積よりも大きな第６の正味液圧ピストン面積を有する第６の組み合わせを確立すること
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記第１の時間期間中、第１の力が、前記第１のピストン、前記第２のピストン、前記第１の駆動ロッド、及び前記第２の駆動ロッドのうちの少なくとも１つにより集合的に画定される第１の正味表面積に対してかけられ、前記作業ピストンに適用され、
    前記第２の時間期間中、第２の力が、前記第１のピストン、前記第２のピストン、前記第１の駆動ロッド、及び前記第２の駆動ロッドのうちの少なくとも１つにより集合的に画定される第２の正味表面積に対してかけられ、前記作業ピストンに適用され、前記第１の力は第１のセットに関連付けられ、前記第２の力は第２のセットに関連付けられる、請求項９に記載の方法。
13. 前記被駆動部材は、作業シリンダ内に配置され、ある量のガスを含む作業チャンバを少なくとも部分的に画定する作業ピストンであり、
    前記第１の組み合わせを確立することは、前記作業ピストンを前記第１の方向に移動させて、前記作業チャンバの容積を低減させ、前記量のガスを第１の圧力から、前記第１の圧力よりも高い第２の圧力に圧縮することを含み、
    前記第２の組み合わせを確立することは、前記作業ピストンを前記第１の方向にさらに移動させて、前記作業チャンバの容積をさらに低減させ、前記量のガスを前記第２の圧力から、前記第２の圧力よりも高い第３の圧力にさらに圧縮することを含み、
    前記第３の組み合わせを確立することは、前記作業ピストンを前記第１の方向にさらに移動させて、前記作業チャンバの容積をさらに低減させ、前記量のガスを前記第３の圧力から、前記第３の圧力よりも高い第４の圧力にさらに圧縮することを含み、
    前記第４の組み合わせを確立することは、前記作業ピストンを前記第１の方向にさらに移動させて、前記作業チャンバの容積をさらに低減させ、前記量のガスを前記第４の圧力から、前記第４の圧力よりも高い第５の圧力にさらに圧縮することを含む、請求項９に記載の方法。
14. 前記加圧液圧流体は、液圧ポンプの高圧側により提供される、請求項９に記載の方法。
15. 前記加圧液圧流体は、液圧モータの高圧側により提供される、請求項９に記載の方法。