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JP2003222105A - 作動油を蓄積するためのシステムと方法 - Google Patents

作動油を蓄積するためのシステムと方法

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JP2003222105A
JP2003222105A JP2002368770A JP2002368770A JP2003222105A JP 2003222105 A JP2003222105 A JP 2003222105A JP 2002368770 A JP2002368770 A JP 2002368770A JP 2002368770 A JP2002368770 A JP 2002368770A JP 2003222105 A JP2003222105 A JP 2003222105A
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fluid
hydraulic actuator
hydraulic
pressurized fluid
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動油を蓄積するためのシステムと方法を提
供する。 【解決手段】 油圧システムが提供される。油圧システ
ムは、第１のチャンバと第２のチャンバとを有する油圧
アクチュエータを含む。アキュムレータは油圧アクチュ
エータと流体連結しており、また油圧アクチュエータの
第１および第２のチャンバの少なくとも一方から解放さ
れた選択された量の加圧流体を貯蔵するように構成され
る。方向制御バルブは油圧アクチュエータとアキュムレ
ータとの間に配置される。方向制御バルブは、加圧流体
がアキュムレータから油圧アクチュエータに流れるのを
許容して油圧アクチュエータを移動すべく、アキュムレ
ータと、油圧アクチュエータの第１および第２のチャン
バの一方とを選択的に連結するために操作可能である。
方向制御バルブはまた、アキュムレータと、油圧アクチ
ュエータの第１および第２のチャンバの一方とを選択的
に連結してライドコントロールを行うために操作可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、作動油を蓄積する
ためのシステムと方法に関する。より詳しくは、本発明
は、エネルギを貯蔵および再生するためにアキュムレー
タと制御バルブとを使用する油圧システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】作業機械は、土壌、建築材料および／ま
たは屑のような重量物を移動するために一般に使用され
ている。例えば、ホイールローダ、掘削機、ブルドー
ザ、バックホウ、テレハンドラ、およびトラックローダ
であり得るこれらの作業機械は、典型的に、種々の移動
使命を実行するように設計された異なる種類の作業器具
を含む。これらの作業機械の作業器具は、一般に、作業
器具を移動するために加圧流体を使用する油圧システム
によって動力供給される。
【０００３】作業機械用の油圧システムは、典型的に、
油圧アクチュエータに連結された、例えば、ポンプのよ
うな加圧流体源を含む。方向制御バルブは、アクチュエ
ータ内への加圧流体の流入を制御するために加圧流体源
と油圧アクチュエータとの間に配置される。制御バルブ
が開口するとき、加圧流体は油圧アクチュエータの２つ
のチャンバの一方に方向付けられる。流体は油圧アクチ
ュエータの可動要素に力を及ぼし、可動要素の移動を引
き起こす。次に、可動要素は作業器具に連結される。可
動要素の運動は作業器具の対応する運動に変わる。可動
要素が移動するとき、流体が油圧アクチュエータの第２
のチャンバから押し出される。典型的に、方向制御バル
ブは、流出する流体を流体リザーバタンクまたは同様の
流体容器に方向付ける。
【０００４】多くの場合において、作業機械の作業器具
は上昇位置に上げられる。作業器具が比較的重い場合が
あるので、作業器具は、上昇位置に上げられたときに相
当の位置エネルギを得る。作業器具が上昇位置から解放
されるとき、この位置エネルギは、加圧流体がバルブを
通して絞られ、タンクに戻されるときに、熱に通常転換
される。上昇位置の作業器具の位置エネルギのあるもの
は、第２のチャンバから逃れる加圧流体を、圧力下の流
体を貯蔵するアキュムレータに方向付けることによって
捕獲することが可能である。
【０００５】リフトシリンダからの負荷エネルギを回収
または再利用するための流体アキュムレータを使用する
作業機械の例証的な油圧システムは、Ｍｏｂｉｌｅ Ｗ
ｏｒｋｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅと称するＬａａｒｓ Ｂ
ｒｕｕｎへの国際出願公開パンフレット（特許文献１参
照）に記載されている。しかし、本明細書に記載される
ように、アキュムレータとリフトシリンダのギヤエンド
との間の流体連通を行うために、作業機械の駆動ユニッ
トによって操作される追加のポンプが必要となる。リフ
トシリンダの所望の移動方向、およびアキュムレータと
シリンダとの間の圧力差に応じて、駆動ユニットは、油
圧回路にエネルギを供給するか、あるいはそれからエネ
ルギを受容する。
【０００６】アキュムレータの他の公知の利用は、ライ
ドコントロールを行うことである。操作者が土工機械を
平らでない表面で移動するとき、例えば、作業地点の周
囲で荷物を運ぶとき、油圧システムによって固く保持さ
れるならば、作業器具ははね返ったり、または激しく揺
れやすい。作業器具のはね返りは、アキュムレータを油
圧アクチュエータの荷物支持チャンバに連結することに
よって減少することが可能である。アキュムレータに貯
蔵された加圧流体はショックアブソーバとして作用し、
作業器具のはね返りを低減する。このようにして、土工
機械のより滑らかなライドを達成し得る。しかし、ライ
ドコントロールを開始する前にシリンダと同一の圧力を
アキュムレータにチャージするために必要なエネルギ
は、一般的に、ポンプによって完全に供給され、またラ
イドコントロールが終了したときに当該の貯蔵エネルギ
を利用するために、なんらの措置も講じられていない。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ００／００７４８号パン
フレット
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の油圧システム
は上述の１つ以上の問題を解決する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一形態は、油圧
アクチュエータと、加圧流体源と、油圧アクチュエータ
の中へのまたそこからの流体流量を制御する方向制御バ
ルブとを含む油圧システムに関する。アキュムレータ
は、方向制御バルブ用の流体入力ラインと流体出力ライ
ンとの間に配置される。再生制御バルブは、アキュムレ
ータと加圧流体源の出力との間に配置される。貯蔵制御
バルブは、流体出力ラインと油圧システムのタンクとの
間に配置される。
【００１０】他の形態では、本発明は、油圧システムの
エネルギを再生する方法に関する。加圧流体は、方向制
御バルブを用いて複数の油圧アクチュエータの１つをな
す。油圧アクチュエータから解放される流体の少なくと
も一部分は、方向制御バルブの流体入力ラインと流体出
力ラインとの間に配置されたアキュムレータ内で圧力下
に貯蔵される。アキュムレータに貯蔵されたエネルギ
は、油圧アクチュエータを操作するために、圧力の下に
貯蔵された流体を解放することによって再生される。
【００１１】前述の一般的な説明と次の詳細な説明の両
方が例証的かつ説明目的にすぎず、また請求されるよう
に本発明を限定するものでないことを理解すべきであ
る。
【００１２】明細書の一部に組み込まれ、また明細書を
構成する添付図は、本発明の例証的な実施形態を示し、
また明細書と共に本発明の原理を説明するために使用さ
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の例証的な実施形態
について詳細に参照し、その実施例を添付図に例示す
る。可能な限り、図面全体にわたって、同一または同様
の部分を指すために同一の参照番号が使用される。
【００１４】図１に概略的に示したように、油圧システ
ム１０が作業機械１２に装備される。作業機械１２は、
油圧により動力供給される作業器具２４を含む任意のモ
ービル機械であり得る。作業機械１２は、例えば、ホイ
ールローダ、エクスカベータ、ブルドーザ、トラックロ
ーダ、バックホウ、テレハンドラまたは掘削具であり得
る。
【００１５】作業器具２４は、任意の作業機械１２に一
般に配置される任意の型式の器具であり得る。作業器具
２４は、例えば、ローダ、シャベル、バケット、ブレー
ド、あるいはフォークであり得る。本発明の開示のため
に、「作業器具」という用語は、ブームまたはスティッ
クのような作業器具の個々の構成部材も含み得る。
【００１６】同様に図１に示したように、油圧アクチュ
エータ１４は作業器具２４と動作可能なように連結され
る。油圧アクチュエータ１４は、例えば、作業器具を移
動するように構成された油圧シリンダであり得る。本明
細書で使用されているように、油圧アクチュエータとい
う用語は、油圧シリンダ（添付図に示したような）、あ
るいは流体モータまたは流体静力学ドライブトレインの
ような他の型式の油圧により動力供給される装置を含
む。
【００１７】図１に示したように、油圧アクチュエータ
１４は、ハウジング１５に摺動可能に配置されるピスト
ン２０を含む。ピストン２０は、第１のチャンバ１６と
第２のチャンバ１８とを画成する。ロッド２２は、ピス
トン２０と作業器具２４とを連結する。ハウジング１５
内のピストン２０の摺動運動は、作業器具２４の対応す
る運動に変わる。
【００１８】同様に図１に示したように、油圧システム
１０はタンク６４を含む。タンク６４は、油圧システム
１０で使用するための流体のリザーバを含む。タンク６
４内に貯蔵された流体は周囲圧力であることが可能であ
る。
【００１９】同様に図１に示したように、油圧システム
１０は加圧流体源４２を含む。加圧流体源４２は、流体
を加圧できる任意の装置であり得る。加圧流体源４２
は、例えば、ピストンポンプ、歯車ポンプ、ベーンポン
プ、あるいはギロータポンプであり得る。加圧流体源４
２はまた、可変容量形キャパシティー（ｖａｒｉａｂｌ
ｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ）
（添付図に示したような）を有し得るか、あるいは固定
キャパシティーを有し得る。
【００２０】加圧流体源４２は、流体ライン６６を通し
て入口ポートタンク６４に連結される。動作時、加圧流
体源４２は、周囲圧力または低いチャージ圧力でタンク
６４から流体を引き、また流体に作用して、接合部５６
の出口ポートに加圧流体流を形成する。図示したよう
に、チェックバルブ４４を加圧流体源４２と接合部５６
との間に配置して、流体の望ましくない逆流を防止し得
る。
【００２１】加圧流体源４２は、方向制御バルブ２６を
通して少なくとも１つの油圧アクチュエータ１４に加圧
流体を供給する。流体入力ライン４０は、加圧流体源４
２に関連した接合部５６を方向制御バルブ２６に連結す
る。流体ライン３６は方向制御バルブ２６を第１のチャ
ンバ１６に連結し、流体ライン３８は方向制御バルブ２
６を第２のチャンバ１８に連結する。方向制御バルブ２
６は、流体出力ライン５８を通してタンク６４に連結さ
れる。
【００２２】方向制御バルブ２６は、油圧アクチュエー
タ１４の中へのまたそこからの、より詳しくは、第１お
よび第２のチャンバ１６と１８の中へのまたそこからの
流体流量を制御するように構成された任意の装置であり
得る。方向制御バルブ２６は、１組の独立計量バルブ
（添付図に示したような）、単一のスプールバルブ、ま
たは他の型式の比例制御バルブ装置であり得る。方向制
御バルブとして使用し得る追加の装置は、当業者に容易
に理解できると考えられる。
【００２３】図１に示したように、方向制御バルブ２６
は第１の計量バルブ２８、第２の計量バルブ３０、第３
の計量バルブ３２、および第４の計量バルブ３４を含む
ことが可能である。計量バルブのそれぞれは、計量バル
ブを通した流体流量を選択的に許容するかまたは制限す
るために、独立して制御可能である。油圧アクチュエー
タ１４の第１および第２のチャンバ１６と１８への流体
の方向と流量を制御することによって、方向制御バルブ
２６は、作業器具２４の運動を制御し得る。
【００２４】例えば、作業器具２４を矢印２５で示され
た方向に移動するために、第２の計量バルブ３０および
第３の計量バルブ３２が閉鎖している間に、第１の計量
バルブ２８および第４の計量バルブ３４が開口される。
これにより、加圧流体は、加圧流体源４２から第４の計
量バルブ３４と流体ライン３６とを通して第１のチャン
バ１６に流れることが可能になる。流体はまた、流体ラ
イン３８と第１の計量バルブ２８とを通して第２のチャ
ンバ１８を離れ、タンク６４に向かって流れることがで
きる。
【００２５】矢印２７で示された方向に作業器具２４を
移動するため、第１の計量バルブ２８と第４の計量バル
ブ３４は閉鎖され、第２の計量バルブ３０および第３の
計量バルブ３２が開口される。これにより、加圧流体は
加圧流体源４２から第２のチャンバ１８に、また第１の
チャンバ１６からタンク６４に向かって流れることが可
能になる。
【００２６】さらに図１に示したように、流体入力ライ
ン４０と流体出力ライン５８との間にアキュムレータ４
８が配置され、タンク６４と加圧流体源４２との間の方
向制御バルブ２６と並列に連結し得る。接合部４６に
は、方向制御バルブ２６とアキュムレータ４８およびタ
ンク６４を連結する流体出力ライン５８が装備される。
流体ライン５０は、アキュムレータ４８を接合部４６と
５６とに連結する。
【００２７】さらに、再生制御バルブ５２は、アキュム
レータ４８と接合部５６との間の流体ライン５０に配置
され、比例バルブであり得る。制御バルブ５２が開口し
ているとき、加圧流体源４２によって通常供給される流
体流量をアクチュエータ１４または他のアクチュエータ
または補助装置に補給するかあるいは置き換えるため
に、加圧流体をアキュムレータ４８から接合部５６に計
量供給し、アキュムレータに貯蔵されたエネルギを再生
し得る。制御バルブ５２が閉鎖しているとき、アキュム
レータ４８からの流体の流れが防止される。
【００２８】貯蔵制御バルブ６０も接合部４６とタンク
６４との間に配置可能であり、比例バルブであることが
可能である。制御バルブ６０が開口しているとき、流体
出力ライン５８を通してタンク６４に流体を計量供給す
ることが可能であり、制御バルブ６０による絞りの程度
によって接合部４６における流体圧力が決定される。制
御バルブ６０が閉鎖しているとき、タンク６４への流体
の流れが防止される。
【００２９】図１に示したように、チェックバルブ６２
は、接合部４６とアキュムレータ４８との間の流体ライ
ン５０に配置し得る。チェックバルブ６２は、アキュム
レータ４８から流体出力ライン５８内への流体の流出を
防止する。作業器具２４が上昇位置にあるとき、作業器
具２４の重さにより、ロッド２２を通してピストン２０
に力が及ぼされる。ピストン２０の力は、第１および第
２のチャンバ１６と１８の一方の流体に作用する。例え
ば、矢印２７が作業器具２４の下方方向を表すならば、
ピストン２０上の器具の重さは第１のチャンバ１６の流
体を加圧する。作業器具２４を下げるために、第３の計
量バルブ３２が開口され、この加圧流体がタンク６４に
向かって流れるのを可能にする。この加圧流体は、制御
バルブ６０と５２を部分的または完全に閉鎖することに
よって、アキュムレータ４８内に捕獲し得る。このよう
にして、持ち上げられた作業器具２４に関連した位置エ
ネルギを、アキュムレータ４８内に貯蔵された加圧流体
として再捕獲し得る。
【００３０】操作者がある操作を開始するときに、圧力
を上げて流体をアキュムレータ４８に方向付けることも
可能である。例えば、ローダのオペレータは「掘削に戻
る」機能を開始することが可能であり、この機能によ
り、作業器具の上昇位置からの解除が引き起こされ、地
面位置に戻る。これに応答して、システムは、第２の計
量バルブ３０、第３の計量バルブ３２および制御バルブ
６０を開口することによって、作業器具２４の急速な下
降を自動的に可能にする。これにより、加圧流体源４２
から第２のチャンバ１８内に、また第１のチャンバ１６
からタンク６４へ加圧流体が流れるのを可能にし、これ
によって、作業器具は矢印２７で示した方向に移動可能
である。作業器具２４が下降する速度は、第３の計量バ
ルブ３２または制御バルブ６０を調整することによって
制御し得るが、より速い下降により、以下に説明するよ
うに、貯蔵に利用可能な運動量の形態の運動エネルギ量
が増大される。作業器具２４が十分な運動エネルギを発
生した場合、例えば、作業器具２４が上昇位置から地面
位置までの行程の７５％を移動したとき、システムは制
御バルブ６０の閉鎖を開始し得る。第１のチャンバ１６
から流出する流体はチェックバルブ６２を通してアキュ
ムレータ４８内に流入するように突然強制されるので、
器具が急速に下降する間の制御バルブ６０の閉鎖によ
り、ライン５８内の圧力の急激な上昇が生じ得る。アキ
ュムレータ内の圧力増加は、運動エネルギの吸収に応じ
て作業器具２４を徐々に停止させ、貯蔵された流体の圧
力は、器具の重さによって第１のチャンバに発生される
圧力に等しくなるかまたはそれを超える。
【００３１】「学習アルゴリズム」を油圧システム１０
用の制御システム内にプログラミングし得ることが考え
られる。学習アルゴリズムにより、積載操作時のシステ
ム内の異なる位置における流体圧力を監視し得る。この
監視の間に得られる情報に基づき、制御システムは、制
御バルブ６０の開閉を調整してエネルギ再生効率を最大
にし得る。
【００３２】アキュムレータ４８は、第１のチャンバ１
６の容積全体を収容するように寸法決めし得る。代わり
に、第１のチャンバ１６から解放されたある流体を回収
し得ないという認識により、アキュムレータ４８は、第
１のシリンダ１６の容積よりも小さく寸法決めし得る。
アキュムレータ４８の寸法決めにより、作業器具２４に
制御停止をもたらすために必要な絞りの大きさを最小に
しつつ、加圧流体貯蔵および得られる再生の利点を最大
にすべきである。
【００３３】アキュムレータ４８に貯蔵された加圧流体
は、エネルギ再生およびライドコントロールの両方のた
めに油圧システム１０によって使用し得る。アキュムレ
ータ４８内の加圧流体を再生するために、制御バルブ５
２は、部分的にまたは完全に開口される。これにより、
加圧流体が接合部５６に流れて、加圧流体源４２によっ
てもたらされる流体流量の増加を可能にする。次に、加
圧流体は、油圧アクチュエータ１４の第１および第２の
チャンバ１６と１８のいずれかに方向付けて、作業器具
２４を移動するために使用するか、あるいは他のアクチ
ュエータまたは他の補助装置の油圧システムの他のとこ
ろで利用可能である。このプロセスを通して、加圧流体
をアキュムレータ４８に貯蔵することによって、作業器
具２４の位置エネルギを捕獲し、その後に有用な作業を
実行するために使用されるエネルギとして再生し得る。
【００３４】図１に示したように、作業機械１２は、第
２の油圧アクチュエータ６８と第３の油圧アクチュエー
タ７０のような複数の油圧アクチュエータを含み得る。
流体ライン７２は、接合部５６で流体入力ライン４０に
連結される。制御バルブ５２が開口されるとき、アキュ
ムレータ４８に貯蔵された加圧流体は、第２および第３
の油圧アクチュエータ６８と７０に方向付けし得る。か
くして、油圧アクチュエータ１４から捕獲された加圧流
体は、油圧アクチュエータ１４に戻すかあるいは第２お
よび／または第３の油圧アクチュエータ６８と７０に供
給し得る。
【００３５】図１に示したように、流体ライン７４は、
第２および第３の油圧アクチュエータ６８と７０をタン
ク６４に連結する。代わりに、図２に示したように、流
体ライン７４は、第２および第３の油圧アクチュエータ
６８と７０を接合部４６の上流側の流体出力ライン５８
に連結し得る。このようにして、第２および第３の油圧
アクチュエータ６８と７０のいずれから解放された流体
も、制御バルブ６０を調整することによってアキュムレ
ータ４８に方向付けし得る。例えば、ドライブトレイン
機能のような作業機械１２の他の構成部材から解放され
る加圧流体を、アキュムレータ４８に導き得ることも考
えられる。
【００３６】図３に示したように、追加の貯蔵制御バル
ブ８２と８４は、代わりに、第２および第３の油圧アク
チュエータ６８と７０をタンクに連結する流体ライン７
４に配置し得る。これらの制御バルブ８２と８４は、第
２および第３の油圧アクチュエータ６８と７０から出る
流体流量を制御するように調整し得る。制御バルブ８２
が閉鎖しているとき、第２の油圧アクチュエータ６８か
ら解放された流体は、流体ライン７６とチェックバルブ
７８と接合部９６とを通して導かれ、アキュムレータ４
８に到着する。制御バルブ８４が閉鎖しているとき、第
３の油圧アクチュエータ７０から解放された流体は、流
体ライン７７とチェックバルブ８０と接合部９６とを通
して導かれ、アキュムレータ４８に到着する。この構成
では、それぞれの油圧アクチュエータ１４、６８、７０
からの流体流量は個別に制御可能であり、また個別にア
キュムレータ４８にまたはタンク６４に方向付けし得
る。
【００３７】上述の制御バルブのそれぞれは、両方向の
比例バルブであることが可能であり、好ましくは独立計
量バルブであることが考えられる。独立計量バルブは、
油圧アクチュエータのそれぞれをタンクと連結する流体
出口ラインに沿って、あるいは他の適切な位置に配置し
得る。独立計量バルブは、解放された加圧流体の流れ
を、それぞれの油圧アクチュエータからタンクまたはア
キュムレータに方向付けるために使用し得る。
【００３８】同様に図３に示したように、アキュムレー
タ４８に貯蔵された加圧流体によって、例えば、ファ
ン、器具パイロット、ステアリングモータ、伝達制御
部、加圧オイル供給部、またはブレーキアキュムレータ
のような補助装置８６に動力供給し得る。補助装置８６
は、流体ライン８８を通してアキュムレータ４８に連結
される。再生制御バルブ８９をライン８８に配置して、
補助装置８６への流体流量を制御し得る。制御バルブ８
９を開口して、加圧流体がアキュムレータ４８から補助
装置８６に流れるのを許容し得る。
【００３９】本実施形態において、アキュムレータに貯
蔵された加圧流体をライドコントロールのために使用す
るため、第１の計量バルブ２８、第４の計量バルブ３
４、制御バルブ５２および制御バルブ６０が開口され
る。これにより、第１のチャンバ１６とアキュムレータ
４８とが連結され、また第２のチャンバ１８とタンク６
４とが連結される。この構成では、アキュムレータ４８
内の加圧流体は、作業器具２４がはね返り、ハウジング
１５内のピストン２０の移動を引き起こすときに、油圧
システム１０内に形成される力を吸収する。
【００４０】ライドコントロール時に第４の計量バルブ
３４および制御バルブ５２のそれぞれを調整して、アキ
ュムレータ４８内の加圧流体によってもたらされる投棄
特性を調整するために、アキュムレータと油圧アクチュ
エータとの間に流体流量を計量供給し得る。第４の計量
バルブ３４および制御バルブ５２の調整は、第１のチャ
ンバ１６内の流体圧力と、ハウジング１５内のピストン
２０の相対位置とに基づく。
【００４１】さらに、作業器具が下降するのを防止する
ために、ライドコントロール機能を開始する前にアキュ
ムレータ４８の圧力と第１のチャンバ１６内の流体圧力
とを等しくすることが望ましいかもしれない。アキュム
レータ４８内の流体圧力を増加するために、制御バルブ
５２を開口して、加圧流体源４２が流体をアキュムレー
タ４８に付加するのを可能にし得る。アキュムレータ４
８内の流体圧力を低減するため、第１の計量バルブ２８
と第２の計量バルブ３０と制御バルブ６０とを開口し
て、流体がアキュムレータ４８からタンク６４に流出す
るのを可能にし得る。
【００４２】図２に示したように、アキュムレータ４８
は、第１のハウジング４９および第２のハウジング５１
のような、等しいまたは異なる容量の複数のハウジング
を含み得る。第１および第２のハウジングは、流体ライ
ン５０に並列に連結し得る。この構成は、システムの有
効バネ定数の低減をもたらし、これによって、システム
がライドコントロールモードにあるときに作業器具２４
の「はね返り」の量を低減し得る。さらに、この構成に
より、システムは、油圧アクチュエータから解放された
より高い割合の加圧流体を捕獲することができる。
【００４３】さらに、アキュムレータ４８に貯蔵された
加圧流体を使用して、加圧流体源４２をチャージし得
る。図３に示したように、流体ライン９８は、アキュム
レータ４８を加圧流体源４２の入口側に連結し得る。再
生制御バルブ９２を流体ライン９８に配置して、ライン
９８を通した流体流量を制御し得る。制御バルブ９２が
開口されるとき、流体は、流体ライン９８を通して加圧
流体源４２の入口に流入し得る。チェックバルブ９０を
流体入力ライン４０に配置して、流体がライン９８を通
してタンク６４に流れるのを防止し得る。
【００４４】図３に示したように、リリーフバルブ９４
を加圧流体源４２の入口に隣接して配置して、加圧流体
源４２に入る流体の圧力を調整し得る。加圧流体源４２
に入る流体の圧力が高すぎるならば、リリーフバルブ９
４は開口して、流体をタンク６４に解放する。この構成
により追加の出口が設けられ、この出口を通して加圧流
体はアキュムレータ４８を出ることが可能である。
【００４５】（産業上の利用可能性）上述の説明から明
らかなように、本発明は、アキュムレータ内の加圧流体
としてエネルギを貯蔵することによって、以前はタンク
に絞られ、また熱として失われていた油圧アクチュエー
タから解放されるエネルギを捕獲できる油圧システムを
提供する。このエネルギは、作業機械上の１つ以上の油
圧アクチュエータで使用するために再生し得る。さら
に、ライドコントロール機能を提供するためにアキュム
レータを使用し得る。
【００４６】次に、本発明の効果および利点をさらに示
すために、実施例のみによって、ホイールローダに関連
して本発明による１つの操作モードについて説明する。
リフトシリンダとチルトシリンダは一般にホイールロー
ダ上に装備され、また前部に装着されたバケットが材料
の積み重ねの中に駆動されるときにバケットをリフトし
て、チルトし、材料をバケットに積む。
【００４７】本発明に従って構成された油圧システムに
おいては、ライドコントロールが行われるとき、アキュ
ムレータ内の圧力は、最も単純な場合には、アキュムレ
ータとリフトシリンダとを流体連通させて、リフトの高
さの僅かな下降または上昇を可能にすることによって、
リフトシリンダ内の圧力と等しくされる。次に、ローダ
は投棄位置に急速に移動し、ライドコントロールが行わ
れる。投棄位置にあると、あるいは加圧作動油が補助装
置によって必要とされるならばより以前に、リフトシリ
ンダへの方向制御バルブを閉鎖することによってライド
コントロールが解除される。次に、アキュムレータに貯
蔵されたエネルギは、ポンプ出口接合部の再生制御バル
ブを通して利用可能になる。例えば、貯蔵されたエネル
ギを使用して、投棄位置においてバケットをチルトしま
た投棄し得る。投棄後、バケットは地面に向かって下げ
られ、リフトシリンダを出る流体の少なくとも一部分
は、将来のエネルギ再生またはライドコントロールの必
要性のためにアキュムレータ内の圧力の下に貯蔵され
る。
【００４８】本発明の油圧システムは、既存の油圧シス
テムを大きく修正することなく既存の作業機械に装備す
ることが可能である。本発明は、少数の制御バルブの追
加を必要とするであろう。ポンプ、油圧変換器、複雑な
バルブ、または極めて大きなアキュムレータのような高
価な追加のハードウェアを必要としない。本発明は電動
可能なポンプまたは油圧変換器を必要としないので、油
圧システムは、それらの装置と典型的に関連する潜在的
に大きな損失およびポンプ入口をチャージする必要性を
回避する。
【００４９】本発明の範囲または精神から逸脱すること
なしに、本発明の油圧システムにおいて様々な修正と変
更をなし得ることが、当業者には明白であろう。本発明
の他の実施形態は、本明細書に開示した本発明の明細書
と実施を考慮すれば当業者には明白であろう。明細書お
よび実施例は模範的なものにすぎないと考えられ、本発
明の真の範囲および精神は、次の特許請求の範囲および
それらの等価物によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の例証的な一実施形態による油圧システ
ムの概略図である。
【図２】本発明の例証的な他の実施形態による油圧シス
テムの概略図である。
【図３】本発明のさらに他の模範的な実施形態による油
圧システムの概略図である。
【符号の説明】
１０ 油圧システム １２ 作業機械 １４ 油圧アクチュエータ １５ ハウジング １６ 第１のチャンバ １８ 第２のチャンバ ２０ ピストン ２２ ロッド ２４ 作業器具 ２５ 矢印（方向） ２６ 方向制御バルブ ２７ 矢印（方向） ２８ 第１の計量バルブ ３０ 第２の計量バルブ ３２ 第３の計量バルブ ３４ 第４の計量バルブ ３６ ライン（第１のチャンバへのバルブ） ３８ ライン（第２のチャンバへのバルブ） ４０ 流体入力ライン（バルブへのポンプ） ４２ 加圧流体源 ４４ チェックバルブ ４６ 接合部（流体出力ライン内） ４８ アキュムレータ ４９ 第１のハウジング（アキュムレータ） ５０ ライン（接合部へのアキュムレータ） ５１ 第２のハウジング（アキュムレータ） ５２ 再生制御バルブ（アキュムレータ） ５６ 接合部（ポンプ出口） ５８ 流体出力ライン（タンクへのバルブ） ６０ 貯蔵制御バルブ（タンク） ６２ チェックバルブ（アキュムレータ） ６４ タンク ６６ ライン（ポンプへのタンク） ６８ 第２の油圧アクチュエータ ７０ 第３の油圧アクチュエータ ７２ ライン（第２および第３のアクチュエータへのポ
ンプ） ７４ ライン（タンクへの第２および第３のアクチュエ
ータ） ７６ ライン（アキュムレータへの第２のアクチュエー
タ） ７７ ライン（アキュムレータへの第３のアクチュエー
タ） ７８ チェックバルブ ８０ チェックバルブ ８２ 制御バルブ（第２のアクチュエータ） ８４ 制御バルブ（第３のアクチュエータ） ８６ 補助装置 ８８ ライン（補助装置へのアキュムレータ） ８９ 制御バルブ（補助装置） ９０ チェックバルブ（ポンプ） ９２ 制御バルブ（ポンプ） ９４ 圧力リリーフバルブ ９６ 接合部 ９８ ライン（加圧流体源の上流側へのアキュムレー
タ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラッドフォード ジェイ．ホルト アメリカ合衆国 61604 イリノイ州 ピ オリア ウエスト ニューマン パークウ ェイ 2615 (72)発明者 ジョン クローネ アメリカ合衆国 61525 イリノイ州 ダ ンラップ ウエスト ブレントウッド ド ライブ 1409 (72)発明者 アンドリュー ニッパート アメリカ合衆国 61615 イリノイ州 ピ オリア イースト モスビル ロード 710 Ｆターム(参考） 2D003 AA00 BA05 CA02 DB02 3H089 BB03 CC01 CC11 DA02 DA03 DA04 DA06 DB13 DB33 DB43 GG02 JJ01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧システムであって、 第１のチャンバと第２のチャンバとを有する油圧アクチ
    ュエータと、 油圧アクチュエータと流体連結し、また油圧アクチュエ
    ータの第１および第２のチャンバの少なくとも一方から
    解放された選択された量の加圧流体を貯蔵するように構
    成されたアキュムレータと、 油圧アクチュエータとアキュムレータとの間に配置され
    た方向制御バルブであって、加圧流体がアキュムレータ
    から油圧アクチュエータに流れるのを許容して油圧アク
    チュエータを移動すべく、アキュムレータと、油圧アク
    チュエータの第１および第２のチャンバの一方とを選択
    的に連結するために、またアキュムレータと、油圧アク
    チュエータの第１および第２のチャンバの一方とを選択
    的に連結してライドコントロールを行うために操作可能
    な方向制御バルブと、を備える油圧システム。
  2. 【請求項２】 油圧システムに流体を蓄積する方法であ
    って、 油圧アクチュエータの第１のチャンバおよび第２のチャ
    ンバの一方から加圧流体を解放し、 油圧アクチュエータから解放された加圧流体の少なくと
    も一部分をアキュムレータに貯蔵し、 アキュムレータを油圧アクチュエータの第１および第２
    のチャンバの一方に連結して、貯蔵された加圧流体によ
    って油圧アクチュエータを移動し、 アキュムレータと、油圧アクチュエータの第１および第
    ２のチャンバの一方とを連結してライドコントロールを
    行うことを含む方法。
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