JP2003518595A - 移動操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、油圧回路を有する移動操作装置に関する。この油圧回路（Ｌ）は、可変負荷を操作するのに適したリフト装置（１００）の中に配列されたリフトシリンダ（１）、及び負荷下降エネルギーを回復又はリサイクルするためのアキュムレータ（６）を含む。更にこの油圧回路は、２つのポート（１０、１１）を有する可変油圧機械（３）を含み、該油圧機械は、駆動ユニット（Ｄ）を介して、２つのフロー方向で該ポートへ最大限の系圧力を出すことができる。１つのポート（１１）は該アキュムレータ（６）へ接続され、他のポートは該リフトシリンダ（１）へ接続される。装置の特徴は、油圧回路（Ｌ）が、油圧モータの１つのポート（１０）とリフトシリンダ（１）との間の管路に配列された第１の止弁（２）、及び油圧モータの第２のポート（１１）とアキュムレータ（６）との間の管路に配列された第２の止弁（５）を含むこと、及び油圧回路（Ｌ）が第２のアキュムレータ（２０）を含み、該第２のアキュムレータは、少なくとも１つの逆止弁（３１）を介して、油圧機械（３）とリフトシリンダ（１）との間の管路へ接続されることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は油圧回路を有する移動操作装置に関する。この油圧回路は、可変負荷
を操作するように意図されたリフト装置の中に配列されたリフトシリンダ、及び
負荷下降エネルギーを回復又はリサイクルするためのアキュムレータを含む。更
に油圧回路は、２つのポートを有する可変油圧機械を含み、該油圧機械は、駆動
装置によって２つのフロー方向で該ポートへ最大限の系圧力を与えることができ
る。ポートの１つは該アキュムレータに接続され、他のポートは該リフトシリン
ダに接続される。

【０００２】 （背景技術） 掘削機、トラック、コンテナ操作機、及びその他可変負荷を操作するように意
図される多くの移動操作機械は、それらの装置が設計されている負荷の引き上げ
のための１つ又は複数のリフトシリンダを有する。今日使用される移動操作装置
の大部分は、負荷下降エネルギーを回復する手段を有していない。これは、負荷
下降エネルギーが多くの場合、上昇運動及び下降運動を決定する制御弁を介する
通過を伴って熱に変換され、この熱が冷却されなければならないことを意味する
。望ましくない温度に油圧オイルが加熱される問題は、機械の製造者及び最終顧
客にとって長年の身近な問題である。

【０００３】 数年の間、多くの発明者が、アーム系の重量がバラスト重量によってバランス
を崩されないように、リフト系で生じるエネルギー損失を回復する方法に取り組
んできた。様々な理由により、発明者は商業的に有用な解決法を得ることができ
ない。なぜなら、許容されない結果を暗示する欠点が、常に存在しているからで
ある。以下でこのような問題点の様々な理由を述べる。

【０００４】 １つ又は複数のアキュムレータに幾分直接的に接続された補助シリンダを有す
る装置には問題が生じる。なぜなら、アーム系は、使用される作業半径によって
リフトシリンダ内の油圧に大いに影響を与えるからである。従って、問題なのは
、アーム系は短い作業半径のときに存在する最低圧力に対してバランスをとらな
ければならないことである。

【０００５】 オイルがアキュムレータとの間で送られる閉回路の中のリフトシリンダ及び油
圧機械で試みられた解決法においての問題点は、全ての回転油圧機械で避けるこ
とのできない漏れ損失を補うことである。同時に起こることであるが、油圧オイ
ルがアキュムレータの中で不足すると、パワーピークの必要性が即時に起こる。
これは困難な問題を生じ、そのような解決法の価値を大きく低減させる。

【０００６】 （発明の開示） 本発明の目的は、前述した欠点を除去するか、少なくとも低減することである
。この目的は、請求項１の特徴部分に従った移動操作装置によって達成される。

【０００７】 本発明は、多くの利点を提供し、エンジンパワーを相当に低減する。本発明は
、これまで２０トンサイズの掘削機でテストされたが、実際には全てのリフト装
置にも適用可能である。

【０００８】 少なくとも、本発明によって、以下の重要な利点が達成される。 １．アーム系が下降するときに変換される位置エネルギーの少なくとも大部分
が回復される。 ２．下降ステップの間に変換される該位置エネルギーは、熱に変換されること
なく大部分が回復される。 ３．上昇動作の間に、下降ステップで蓄積されたエネルギーを利用することに
よって、また好ましくは、パワーが他の目的に利用されないとき、最適の方法で
エンジンパワーを利用してアキュムレータを交互に負荷することによって、比較
的に小さなエンジンパワーを据え付けることができる。

【０００９】 本発明は、図面を参照して、下記でより詳細に説明される。

【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は、ＰＣＴ／ＳＥ９９／０１１３１に従った油圧回路におけるリフトシリ
ンダの油圧の概略を示す。複動油圧シリンダ１、可変往復ポンプ３（以下、油圧
機械と称する）、及びアキュムレータ６が示される。油圧回路は移動操作装置、
例えばトラック又は掘削機の中に配置される。従って、リフトシリンダ１は、操
作装置のリフト装置、例えば、掘削機でバケットを運搬するアームの中に、垂直
作業を実行するために設けられる。リフトシリンダ１と油圧機械３との間に、止
弁の形式をした論理要素２が配置される。論理要素２はバネ式であり、作用を受
けない状態では、油圧機械３とリフトシリンダ１との間の接続を遮断している。
作用を受けた位置では、弁装置２は油圧機械３とリフトシリンダ１との間に開放
連絡を与える。この論理要素２は、好ましくは、ホース遮断要素としても機能す
る。最初に言及した論理要素２と類似の機能を有する類似の論理要素５が、アキ
ュムレータ６と油圧モータ３との間に配置される。論理要素５もまた、止弁２の
形式をしている。これらの弁装置２及び５の双方は、サーボポンプ４及び弁９か
ら構成されるサーボ系４及び９によって制御される。サーボポンプ４は、独立し
た源、通常は操作装置の燃料ベースのモータＤによって作動される。モータＤは
可変往復ポンプ３も適切に駆動する。動作は、適切なトランスミッションを介す
る公知の方式で起こる。サーボポンプ４からの油圧フローは、それぞれの管路３
−１及び３−６の接続を開くため、弁９を介して論理要素２及び５に作用するこ
とができる。もし自動監視システムが応用可能であれば、サーボ弁９は通常次の
ようにしてオペレータにより制御される。即ち、リフトシリンダ１を使用して作
業を実行したいとき、サーボ弁９が作動されて、サーボポンプ４の圧力側と管路
９−２及び９−５との間の接続が開かれる。管路９−２及び９−５は論理要素２
及び５へ続いており、従って接続が開かれたとき、オイル圧力が供給される。サ
ーボ弁９の作動が終わると（サーボ弁９は、例えばバネの力によって非作動位置
へ戻る）、信号は論理要素２及び５に対して発生されず、従ってサーボポンプ４
の圧力側は管路９−２及び９−５への接続からカットオフされる。それに代わっ
て、管路９−２及び９−５は戻り管路９−９０へ接続される。戻り管路９−９０
は、圧力を加えられていないタンク９０へ続いている。このサーボ回路４及び９
によって、上昇運動又は下降運動が必要であるとき常に開放接続が確保され、同
時に、弁は油圧モータ３を介する不必要な漏れを解消する。もちろん、可変油圧
機械（時には油圧モータとも呼ばれる）は、常に一定の漏れを有する。従って、
ニュートラル位置にあるとき、不必要な漏れを無くすため、圧力を加えられた部
分への接続を遮断することが望ましい。

【００１１】 油圧機械３は、ポート１０及び１１でオイルの受け取りと送り出しを行うこと
のできる可変往復ポンプである。ポンプは、公知のタイプであって、双方の出口
ポートで最大限の系圧力を与え、可変の設定によってフローをゼロから最大まで
調節することができる。可変の設定は、通常、いわゆる斜板によって達成される
。この種のポンプの使用は、制御弁を介して回路を調整する必要性を除き、それ
によって相当な単純化が達成され、同時に制御損失が低減する。

【００１２】 更に、シーケンス弁７が油圧回路に含まれる。シーケンス弁７は、リフトシリ
ンダ１をアキュムレータ６へ接続する管路１−６の中に配置される。それによっ
て、リフトシリンダと論理要素２との間の管路１−２からシーケンス弁７を介し
てアキュムレータ６までの過剰な圧力を軽減することができる。従って、エネル
ギーはシステムの中に保持される。

【００１３】 このシステムにおいて、アキュムレータ６とタンク４２との間に安全弁８が設
けられる。これは、回路の一定の最大圧力を確実に超過しないようにする。圧力
低減弁２３が、アキュムレータ６と論理要素５との間に配置される。圧力低減弁
は、アキュムレータの圧力がそのアキュムレータのタイプに許される最大値を確
実に超過しないようにする。これは、アキュムレータの圧力クラスが、システム
の残りの部分と必ずしも同じである必要はないことを意味する。

【００１４】 更に、油圧回路は操作装置の通常の油圧ポンプ１２へ接続されることが示され
る。油圧ポンプ１２のフローは、制御弁１３を介する通常の方式で調整される。
それによって、オイルは制御弁１３上のポート１４の１つを介して複動シリンダ
１の反対側１Ａへ送られることができる。更に、オイルは制御弁１３の第２のポ
ート１５を介してリフトシリンダ１のピストン側１Ｂへ供給されることができる
。管路１５−１において、制御弁１３とリフトシリンダ１のピストン側１Ｂとの
間に逆止弁１６が配置される。逆止弁１６は、リフトシリンダのピストン側１Ｂ
から制御弁１３へオイルが送られないようにする。油圧ポンプ１２は、通常の方
式でタンク４２からオイルを収集する。制御弁１３は、通常、１つの端１３−４
２によりタンク４２へ接続され、他の端１３−１２により油圧ポンプ１２へ接続
される。更に、システムはシーケンス弁１９を有する。シーケンス弁１９は、リ
フト回路１、３、６から制御弁１３へ過剰オイルを戻すことができる。過剰オイ
ルは、例えば、掘削機の操縦桿を操作するために使用されることができる。最後
に、システムは追加的アキュムレータ２１を含むことができる。アキュムレータ
２１は、弁２２を介して回路へ接続されるか接続されないように配置されること
ができる。この追加のアキュムレータ２１は、或る作業操作に関連して十分な油
圧オイルが存在することを確実にし、及び／又は或る作業操作に関連して異なっ
た圧力レベルを回路に提供するために使用されることができる。

【００１５】 圧力センス要素１７は、リフトシリンダ１と論理要素２との間の管路で圧力を
登録するために設けられる。パワーを必要とする下降運動の場合、圧力センス要
素１７は、圧力が機能に必要な圧力よりも低いように登録し、制御弁１３がポー
ト１４を介してリフトシリンダのロッド側へオイルを出すことを確実にする。

【００１６】 上昇運動の場合、オペレータは制御信号を制御サーボ（図示されず）へ送り、
制御サーボは弁９を作動し、弁９は弁２及び５の開放を確保するように働く。従
って、アキュムレータ６、油圧機械３、及びリフトシリンダ１の間の接続は完全
に開かれる。次に、アキュムレータ６内の加圧されたオイルは可変油圧機械３へ
流れ、油圧機械３はオイルを上方のリフトシリンダ１へ送る。この場合、もしア
キュムレータ内の圧力がリフトシリンダ１を使用して作業を行うために必要な圧
力よりも高ければ、過剰のエネルギーは油圧機械３によって駆動系へ供給される
。これはトランスミッションＴを介して最も良好に達成される。もしアキュムレ
ータの圧力が十分でなければ、可変油圧機械３は、必要な圧力レベルに達するよ
うに圧力を増大させる。これは、操作機械のモータＤを介して提供されるパワー
によって達成される。従ってそのような場合、アキュムレータとリフトシリンダ
との圧力差を克服するために必要なエネルギーだけが供給される。下降運動の場
合、ポンプ内のフローの方向が変更され、オイルはポート１０で供給され、ポー
ト１１で出されて、アキュムレータ６へ供給される。その場合、もしアキュムレ
ータ６内の圧力がリフトシリンダ１内の圧力よりも低ければ、可変油圧機械３は
エネルギーをトランスミッションＴへ供給することができる。一方、もしアキュ
ムレータ内の圧力がリフトシリンダ内の圧力よりも高ければ、下降運動を実現す
るため、モータＤからの追加的エネルギーが可変油圧機械３へ供給される必要が
ある。しかし、この供給されたエネルギーは、アキュムレータ６内に蓄積され、
従って次の上昇運動に関連してアクセス可能である。上記のことから、このシス
テムはエネルギー節減型であり、通常のシステムで下降エネルギーを処理すると
きに生じるオイルフローのスロットルを起こす熱生成を除去することが明らかで
ある。

【００１７】 圧力センス要素１７の仕事は、油圧シリンダが圧力を有しなくなったとき、例
えば、バケットが地面レベルへ達したとき、確実に油圧機械３がフローをゼロま
で下げるように調節することである。

【００１８】 例えば、深く掘削する作業で通常要求されるような、急速な実行が望まれる上
昇運動の場合、可変油圧機械３及び油圧ポンプ１２の双方を作動させることがで
きる。この場合、アキュムレータから得られたオイルは、リフトシリンダのオイ
ル量と完全には対応していない。下降運動の間、逆止弁１６は、オイルがポート
１５へ流れるのを防止する。従って次の下降運動では、ポンプ１２から得られた
量に対応する量が、安全弁８を介して回路から排出されなければならない。ある
いは、シーケンス弁１９を使用して、過剰オイルを制御弁１３の入口側へ戻し、
例えば掘削機の旋回運動に使用することができる。複動リフトシリンダ１のロッ
ド側のオイルは、逆止弁の形式をしたいわゆる補充弁１８を介して得ることがで
きる。補充弁１８は、制御弁の出口側とリフトシリンダ１のロッド側へ続いてい
る管路１４−１との間に配置される。

【００１９】 図２は、主として図１に関連して説明される原理に従って働く油圧回路の好ま
しい油圧の概略を示す。図２は全体として、図１で説明されるものと基本的に同
じサブコンポーネントから構成される油圧回路を示す。従って以下では、本質的
な差異のみを説明する。追加のアキュムレータ２０が、回路と接続して設けられ
ることが示される。この追加のアキュムレータ２０は、メインアキュムレータ６
よりも低い系圧力を有する。第２のアキュムレータ２０は、逆止弁３０、３１、
３２を介してメインシステム６、３、１へ接続される。第１の管路２−２０は、
第１の逆止弁３０を介して、論理要素２と油圧機械３の上部ポート１０との間の
管路へ接続される。第２の管路５−２０は、第２の逆止弁３２を介して、アキュ
ムレータ６と論理要素５との間の管路へ接続される。２つの管路は、共通の逆止
弁３１の開放側へ集められ、その閉鎖側を介してアキュムレータ２０へ接続され
る。この追加のアキュムレータ２０は、緊急の必要が生じたとき、可変往復ポン
プ３へオイルを即時に供給することができる。この種の緊急の必要性は、メイン
アキュムレータ６が空になったときに起こる。メインアキュムレータ６の空きは
、オイル量が欠乏しようとしていることを前もって実際に警告することなく、非
常に短い時間の経過で即時に起こる。この場合、通常の油圧ポンプ１２は、短い
時間の間に利用可能なオイルを供給するように対処せず、これは、可変往復ポン
プが全体的に破壊される危険があることを意味している。従ってこの破壊の危険
性は、系圧力が急激に下降したとき逆止弁を介して回路６、３、１へオイルを直
接供給することのできる付加的なアキュムレータ２０によって排除される。更に
、図１の機能と同じ機能を有する圧力監視要素１７が、リフトシリンダへ接続さ
れることが示される。安全弁８は、アキュムレータ６に許される系圧力が確実に
超過しないようににする。他の点については、このシステムは図１に関連して説
明されるように機能する。

【００２０】 図３は、本発明に従った油圧回路の略図である。本発明は主として、図１及び
図２に従って説明されるように機能する。本発明（図３）、図１、及び図２にお
いて理解を助けるため、同じコンポーネントは同じ番号を有する。従って、入口
及び出口で最大限の圧力を可能にする油圧機械３、及び１つ（又は複数）のアキ
ュムレータ６が示される。更に、比例弁６２が示される。比例弁６２は、油圧機
械３を使用せず小さな下降運動を可能にし、更に、油圧機械がその最大能力に達
したとき、下降運動の能力を増大させる。更に、システムはコンピュータシステ
ム９４によって制御される。コンピュータシステム９４は、圧力センサ９１及び
９２、位置センサ９０、及びエンジンの回転速度に関してセンサから情報を獲得
する。

【００２１】 リフトシリンダを下降するとき、オイルの大部分はアキュムレータ系６へ送ら
れるが、アーム系が突然解放されたとき、例えばバケットが地面を打ったとき、
リフト回路内の圧力センサ７３は、信号をコンピュータへ出して、ポンプ能力を
下方へ調節しなければならない。油圧機械の過渡期間の間、油圧機械は、破壊さ
れない（運動を停止しない）ようにオイルを供給されなければならない。その量
は補充回路から得られる。補充回路はアキュムレータ２０、逆止弁３１、及び減
圧器５９から構成される。補充回路は機械の開回路からオイルを受け取る。

【００２２】 システムの中で選択される油圧機械は、全ての回転ポンプと同じく容積損失を
有する。容積損失は、最大限のフロー及び圧力時に５％であることが予想される
が、遅いフローでは１００％に近い可能性がある。液量損失は、必然的に補充さ
れなければならない。重要なことであるが、該損失は油圧機械の偏向又はそのフ
ローから実質的に独立していることを理解すべきである。従って下降運動では、
リフトシリンダによって送られたオイルの量はアキュムレータの中に存在せず、
その一部分は、油圧機械の漏れ管路を介してタンク４２へ流れる。該漏れ以外に
、弁６２を介して排出される量にも注意しなければならない。機械の下降運動は
、正確に制御する必要があり、油圧機械３は十分な制御を与えることができない
。この理由によって、完全な制御を可能にする弁６２が下降回路の中に設けられ
る。もし小さな動作又は高い精度が必要であれば、下降運動は弁６２を介しての
み行われる。

【００２３】 油圧機械３は、最大限の上昇速度を可能にする大きさを持つが、最大限の下降
速度に対処する大きさを油圧機械に与えることは、かなりコストを増大させるで
あろう。最大限の下降速度は、約５０％も速く、すなわち約５０％も速いフロー
を必要とする。更に、これは管路区域等の相当な拡張を意味する。従って、弁６
２は２つの機能を有する。１つは、遅い下降速度で完全な制御を可能にすること
であり、１つは速い下降速度で最大下降速度を増大させることである。言い換え
れば、弁６２によって、図１及び図２に示されるものよりも相当に低い能力を有
する油圧機械が使用されてよい。この制御およびシーケンス制御は、コンピュー
タによって実行される。

【００２４】 アキュムレータ６をオイルで満たして次の上昇運動を確保することに関連して
生じる問題を解決するため、以下の詳細部分が付け加えられる。リフトピストン
１は、信号をコンピュータへ与える位置センサ９０が設けられる。コンピュータ
は、センサ９１によってアキュムレータ系６からも信号を受け取る。その後、コ
ンピュータ９４は、必要量を計算して信号をポンプ７１へ出す。ポンプ７１は、
所望の／十分な圧力が確立されていることに注意し、アキュムレータ内の量を決
定する。従って、アキュムレータの前記補充は、実行される下降運動又は上昇運
動、又は使用される他の機能から独立して実行される。もし上昇運動の最大ポン
プ能力が、例えば１００であるとすれば、ポンプ７１の能力は、その一部分だけ
でよい。

【００２５】 その理由は、アキュムレータの前記補充が、機械の全体の動作期間の間に行わ
れるからである。リフトシリンダが３５ｌを必要とすると仮定する。フルストロ
ークを実行するためには、十分な量及び容積損失量がアキュムレータの中に存在
しなければならず、ここで、その量は５ｌと仮定する。先行する下降運動で、３
５ｌの量から容積損失を差し引き、更に弁２によって排出された量を差し引いた
量が得られる。これを１０ｌと仮定することができる。ポンプ能力は、上昇運動
を実行するために６秒と計算され、３５０ｌ／分の必要量を意味する。掘削動作
の完了は、最小限２０秒かかると仮定することができ、従ってポンプ７１の能力
は１５ｌ／２０秒又は４５ｌ／分とすることができる。

【００２６】 完全な上昇サイクルをフルスピードで実行できるようにするためには、３５０
×２５０／６００＝１４５．８ｋＷ×効率のパワーが必要である。圧力は実績に
基づく平均値であり、それがこの仮定で使用される。もしアキュムレータ内の平
均圧力が１７５バールであると仮定すれば、本発明に従って、３５０×７５／６
００＝４３．７ｋＷプラス４５×１７５／６００＝１３．１ｋＷ、従って、トー
タルで５６．８ｋＷ×効率のエネルギーが必要であり、パワーの必要量は、上昇
運動において約６０％低減される。システムの効率を更に改善するため、上昇運
動が進行していない１４秒の間、アキュムレータへの負荷を実行できるように、
ポンプ７１の能力が増大される。

【００２７】 本発明の有用性を決定するためには、以下の事項を考慮する必要がある。 １．掘削機又は他のリフト機械のエンジン効率は、実質的に上昇運動によって
決定される。 ２．ディーゼル機関の燃料消費は、最大能力によって大部分が決定される。上
昇運動においては、能力が即時に利用可能でなければならないため、上昇におけ
るエンジン速度の一時的増加は、長い時間を必要とする。ディーゼルエンジンの
燃料消費は、パワー出力よりもエンジンの速度及びサ大きさに依存する。燃料消
費の示される数字は、常にパワー出力の最良のエンジン速度に関連している。ア
イドリング消費は、増大したエンジン速度で劇的に増大する。実行された測定で
は、低アイドリングから超過速度へ達するまでに、消費は５００％を超えて増大
する。掘削機で通常、使用される最大限の作業速度では、パワーが引き出されな
いとき、燃料消費は最大消費の約３０〜３５％に達する。本発明は、能力を低下
させることなくエンジン速度を最小限３０％だけ低減することができるので、燃
料の重要な節減が達成されることが分かる。

【００２８】 このように、本発明に従った大きな利点は、下降速度を制御する分離弁６２を
有するシステムに依存する。これは、完全な制御を意味し、最大限の下降速度を
得るため同じ弁を使用できることを意味する。加圧された油圧系で起こる必然的
な容積損失によって、遅い下降速度を必要とするとき、下降運動では、油圧機械
が増大信号を得ることが必要である。更に、油圧機械が加圧されないとき、下降
速度は負荷に依存し、これは、操作上の観点から許容できない。遅い下降速度が
望まれるとき、コンピュータは、油圧機械３又は弁２及び６へ信号を出さず、弁
７及び６２へのみ信号を出す。このようにして、即時の応答を有する正確に制御
された運動が得られる。これに関連して、そのような油圧機械３の調節時間は、
通常、あまりに長く感じられることが指摘される。より高い下降速度が望まれる
とき、コンピュータは、油圧機械３が外側へ移動される間に、開放信号を弁２及
び５へ出す。油圧機械３の外側への完全な移動が達成されたとき、コンピュータ
は信号を弁６２へ出して、フローを所望のレベルへ増大させる。弁を介する最大
フローは、ポンプ能力の５０％である。あふれ弁６３は、弁２及び６が開く前に
油圧機械３を加圧するために設けられる。これは、下降運動における「急下降」
が避けられることを意味する。逆止弁５１は、上昇運動で「急下降」が起こらな
いように設けられる。逆止弁６５及び３１は、所望のフローを妨害しない。

【００２９】 コンピュータ化された制御系９４の中に、最適パワー出力機能が含まれる。こ
の機能は、パワーが取り出されないとき、エンジン速度が所与の出力位置で超過
速度にあるということに基づく。経験によれば、エンジンは、モータ速度がｘ％
下降したときに完全な負荷を与えられる。エンジンが所与の値よりも小さな負荷
率、例えば８０％を有するとき、信号がコンピュータからポンプ７１へ出され、
アキュムレータ系６の中の圧力レベルが、上昇要件を確保するために必要な最小
レベルへ適切なパーセンテージだけ増大される。前記重畳されたパワーは、更に
後続の上昇運動でパワーの低減を可能にする。アキュムレータ回路６の圧力を増
大させるコンピュータプログラムの中に、更に適合機能が含められる。これは、
リフトシリンダが以前の下降運動の任意数で取った位置へ来るように、アキュム
レータが負荷される圧力へ、システムが適合されることを意味する。アキュムレ
ータ系は、リフトシリンダ内で利用可能なオイルの量をシステムの中に収容でき
るように設計及び計算される。掘削機の動作範囲は、機械が通常使用される範囲
よりも相当大きな範囲をカバーするように計算及び設計される。通常、リフトシ
リンダのストローク長は、６０〜７０％を超えて使用されることはないが、アキ
ュムレータの大きさの計算には、アキュムレータによって受け取られることので
きるオイルの最大量を考慮しなければならない。極端に大型で高価なアキュムレ
ータにならないように、ガス圧力は理想的なレベルへ低くされ、リフトシリンダ
が最低位置に達したとき、最終圧力が高すぎないようにしなければならない。適
合化機能は、リフトシリンダのストローク長の限られた部分のみが使用されたと
いう情報をシステムが受け取ったとき、圧力の増大が生じることに注意している
。あふれ弁２２は、以前に存在しなかった駆動方式が生じたとき、許された圧力
よりも高い圧力が生じないことを確実にする。

【００３０】 本発明の更なる局面に従って、以下の特徴も有効である。 −リフト回路の中にあって、１つ又は複数のリフトシリンダ、及びリフト回路の
下降側を油圧機械３へ接続する弁配列６１、６２、２から構成される装置。油圧
機械３は、弁５を介してアキュムレータ系６へ接続される。これは、負荷及びア
ーム系によって影響を受けたリフトシリンダ１によって確立される下降パワーの
利用を可能にする。このようにして得られたパワーは、以前に加圧されたオイル
が弁５、油圧機械３、及び逆止弁によってリフトシリンダへ送られるとき、次の
上昇運動で利用される。必然的な損失によってシステムの中で失われたオイルの
量は、ポンプ７１によって補充される。ポンプ７１はコンピュータ９３から運動
を受け取り、コンピュータ９３は位置センサ９０及び圧力センサ９１によって制
御される。 −弁６１は弁６２へ開かれ、弁６２は、制御された小さなフローをあふれ弁６３
を介してタンクへ送る。フローが所定の値を超過しなければならないとき、前記
超過フローは油圧機械３を介してアキュムレータへ送られ、最大ポンプ能力が十
分に利用されるとき、弁６２は必要なときに下降速度を増大させることができる
ように、コンピュータによって制御される。従って、必要がある場合に、油圧機
械３が許容する以上に弁６２が下降速度を増大できる場合を除いて、全面的に制
御されなければならない小さなフローがタンクへ排出されることを可能にする。 −リフトシリンダ回路の中に、圧力センサ７３が存在する。圧力センサ７３は、
圧力が所定の値より下に下降したとき信号をコンピュータへ出す。コンピュータ
は、油圧機械３を最小デプレースメントへ下げるように制御する。即時には生じ
ないこの内側転回の間に、油圧機械は、破損しないためにオイルを受け取らなけ
ればならない。前記量は、逆止弁３１を介してアキュムレータ９２から得られる
。逆止弁３１の目的は、アキュムレータ２０が所定の低レベルを超えて加圧され
るのを防止することである。前記所定の低レベルは、減圧要素５９によって登録
され、機械の開放油圧系から与えられる。 −アキュムレータ回路６は、ガス側及びオイル側に圧力センサが設けられる。ス
タート時に弁８０は、タンクへ排出されるようにオイル側を処理する。これは、
ガス圧力を制御して、値をコンピュータに登録することが可能であることを意味
する。この情報は重要であり、それによって、ポンプ１２の負荷プロセスが最適
な方法で実行され、アキュムレータ６が全く空になる前に、油圧機械３の最小デ
プレースメントが制御される。 −位置センサ９０は、ポンプ１２をどのように制御するかの信号をコンピュータ
へ送る主な目的のほかに、リフトシリンダのストローク長のどれだけが利用され
るかを登録するために使用される。もし多数のストロークの間に、リフトシリン
ダが限られた部分を超えて使用されない場合、コンピュータは容易にそれを計算
し、信号をポンプ７１へ送信し圧力レベルを増大させることができる。これは、
効率が改善されることを意味する。弁は、システムのために計算された最大レベ
ルを超過しないように注意する。 −モータの効率は継続的に測定され、小さなパワー出力で、アキュムレータ系６
は、増大した圧力レベルを受け取る。上昇過程の間に、ポンプ７１を含むアキュ
ムレータ系へオイルを追加することは通常無用となるように、増大される圧力レ
ベルが計算される。

【００３１】 本発明は、上述の説明に限定されず、特許請求の範囲の中で変更されることが
できる。例えば、サーボ圧力はポンプ４以外のシステム中の源、例えばアキュム
レータ２０から得られることが理解される。更に理解されるように、本発明は１
つだけのリフトシリンダを使用することに限定されず、本発明に従った回路の中
で２つ以上のリフトシリンダを使用することができる。当然のことながら、アキ
ュムレータの数についても同様であり、所望又は必要に応じて、その数を変更す
ることができる。更に理解されるように、本発明の原理に影響を与えることなく
、弁の配列に関して多くの変更を行うことができる。更に理解されるように、複
数の構成要素、例えば複数のリフトシリンダを使用することができる。更に理解
されるように、本発明は、これまでに名前を挙げた機械以外の類似の操作機械、
例えば、森林機械、いわゆる刈り込み機などに使用されることが可能である。

【００３２】 更に、本発明は、油圧オイルがアキュムレータ又はリフトシリンダとの間で送
られる、制御弁の使用に関連して使用することができる。ここで、リフトピスト
ンの中にある位置エネルギーは、下降運動の場合、制御弁を介して可変往復ポン
プへ接続されるアキュムレータへ戻されるのがよい。しかし、前提条件は、アキ
ュムレータの圧力がリフトシリンダの圧力よりも低いことであり、また平衡状態
が起こる前に、タンクへの別個の戻り管路が開かれることである。上昇運動にお
いて、アキュムレータ内の加圧されたオイルは、所望の作業を実行するために必
要な圧力増大又は圧力減少を、往復ポンプの中で提供する。例えば、もし上昇作
業が２００バールを必要とし、アキュムレータの圧力が１００バールであれば、
蓄積されたエネルギーが上昇作業の半分を実行したのである。制御弁が、リフト
ピストンから正規のポンプ入口を介して油圧媒体を供給されること、及び制御弁
が、弁の作動時に圧力補償フローをエンジンポートへ出す圧力補償手段を設けら
れる場合が好ましい。

【００３３】 フォークリフトトラックは、これまでの技術では負荷下降エネルギーを回復す
ることが不可能な作業形式で特徴付けられるが、そのフォークリフトトラックの
ための本発明を修正するためには、以下のことが適用される。フォークリフトト
ラックの通常のサイクルは、負荷を引き上げるか引き下げることである。これら
の動作についてシーケンスを決定することはできないが、イベントの行程を制御
するタスクを決定することはできる。リフトシリンダの設計によって、空のフォ
ークを引き上げる場合も、最大限の負荷のフォークを引き上げる場合も、同じ量
のオイルが使用され、圧力が変化するだけである。従って、エネルギーを回復す
るフォークリフトトラックの油圧系は、弁を使用して完成される。油圧系は、負
荷下降が小さい場合に、シリンダ圧力とアキュムレータとの間のΔｐが所定の値
よりも低くなるときタンクへ接続される弁を自動的に開放する。この点に関して
、オペレータによって作動される弁を考慮することが自然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明における改良点を示す第１の油圧回路の略図である。

【図２】 図２は、本発明における改良点を示す第２の油圧回路の略図である。

【図３】 図３は、本発明に従った油圧回路の略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 ることである。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧回路を有し、該油圧回路（Ｌ）が、可変負荷を操作する
   のに適したリフト装置（１００）の中に配列されたリフトシリンダ（１）、及び
   負荷下降エネルギーを回復又はリサイクルするためのアキュムレータ（６）を含
   み、更に該油圧回路は２つのポート（１０、１１）を有する可変油圧機械（３）
   を含み、該油圧機械は駆動ユニット（Ｄ）を介して２つのフロー方向で該ポート
   へ最大限の系圧力を出すことができ、１つのポート（１１）は該アキュムレータ
   （６）へ接続され、他のポートは該リフトシリンダ（１）へ接続される移動操作
   装置であって、油圧回路（Ｌ）が、油圧モータの１つのポート（１０）とリフト
   シリンダ（１）との間の管路に配列された第１の止弁（２）、及び油圧モータの
   第２のポート（１１）とアキュムレータ（６）との間の管路に配列された第２の
   止弁（５）を有し、油圧回路（Ｌ）が、少なくとも１つの逆止弁（３１）を介し
   て油圧機械（３）とリフトシリンダ（１）との間の管路へ接続される第２のアキ
   ュムレータ（２０）を含むこと、及び該油圧機械（３）の最大フロー能力は、高
   速下降運動において、好ましくは、該リフトシリンダ（１）からの最大出力フロ
   ーよりも小さいことを特徴とする移動操作装置。
2. 【請求項２】 オイルが、リフトシリンダ（１）から油圧機械（３）の中へ
   流れないようにする逆止弁（５１）を有するバイパス管路（５０）を特徴とする
   請求項１に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
3. 【請求項３】 リフトシリンダ（１０）のリフト側（１−１０）へ接続され
   、比例弁（６２）を介してタンク（４２）へ続く管路（６０）を備え、該管路（
   ６０）が、好ましくは、ホース遮断弁（６１）及び／又はあふれ弁（６３）を含
   むことを特徴とする請求項１に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
4. 【請求項４】 あふれ弁（８）、及び該あふれ弁の周りのバイパス管路（７
   ０）が、１つの管路（６−４２）に設けられ、該バイパス管路が、可変ポンプ（
   ７１）及び逆止弁（７２）を含み、該逆止弁が、オイルがアキュムレータから油
   圧機械（７１）へ流れないようにすることを特徴とする請求項１に記載の油圧回
   路を有する移動操作装置。
5. 【請求項５】 リフトシリンダ（１）へ接続されてシリンダ（１）内のピス
   トンの位置を登録する位置センサ（９０）、アキュムレータ（６）内のガス圧力
   を登録する第１の圧力センサ（９２）、アキュムレータ（６）内のオイル圧力を
   登録する第２の圧力センサ（９１）、及びコンピュータ化された制御ユニット（
   ９４）を備え、該センサ（９０、９１、９２）からの情報が、ポンプ（７１）を
   制御するため該制御ユニット（９４）の中で処理され、前記アキュムレータ（６
   ）の中で一定の最小圧力が常に維持されるように確保することを特徴とする請求
   項４に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
6. 【請求項６】 リフトシリンダ（１）のリフト側（１−１０）へ直接接続さ
   れた圧力監視要素（１７）が設けられ、該圧力監視要素（１７）が、圧力に関す
   る情報を登録して、コンピュータ化された制御ユニット（９４）へ出し、コンピ
   ュータ化された制御ユニットが、所定の最小圧力（ｐｍｉｎ）が達成されるとき
   に油圧機械（３）内のフローを最小にし、前記止弁（２、５）を遮断することを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の油圧回路を有する移動操作
   装置。
7. 【請求項７】 前記シリンダ（１）の上昇運動における前記制御ユニット（
   ９４）が、油圧機械（３）及び前記第２の止弁（５）のみを制御することを特徴
   とする請求項５および６に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
8. 【請求項８】 前記シリンダ（１）の上昇運動における前記制御ユニット（
   ９４）が、第１のシーケンスで止弁（６１）を開いて比例弁（６０）を制御し、
   十分に制御された遅い下降速度を可能にすること、もし必要であれば、制御ユニ
   ット（９４）が、第２のシーケンスで２つの止弁（２、５）をも開いて油圧機械
   （３）を制御し、油圧機械の最大能力まで、所望の下降速度を作動ユニットから
   制御ユニット（９４）へ伝達させること、第３のシーケンスで、油圧機械が最大
   フローまで制御されたとき、制御ユニット（９４）が、比例弁（６２）の制御を
   介して、追加のフローにより下降速度を更に増大させることを特徴とする請求項
   ５および６に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
9. 【請求項９】 前記第２のアキュムレータ（２０）における系圧力が、前
   記第１のアキュムレータ（６）における系圧力よりも相当に低いことを特徴とす
   る請求項６に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
10. 【請求項１０】 追加の止弁（１００）が、シリンダ（１）のバー側に接続
    されてタンク（４２）への接続を可能にし、もし前記圧力監視要素（４２）が、
    前記制御ユニット（９４）に登録された所与の最小レベルより高い圧力を登録し
    たならば、前記弁（１００）が、タンク（４２）への接続を開くことを特徴とす
    る請求項６に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
11. 【請求項１１】 アキュムレータ内のガス圧力の圧力制御を確実にするため
    、アキュムレータ（６）からタンク（４２）へ排出させる弁（８０）を有するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
12. 【請求項１２】 操作機械の駆動源であるエンジン（Ｄ）が、速度に依存し
    て信号を出し、該信号が、ポンプ（７１）が増大圧力レベルの信号を取得するよ
    うに、オペレータからの操作信号と一緒に制御ユニット（９４）を制御し、エン
    ジン（Ｄ）の速度が当該の操作信号に対して超過速度に近づくとき、アキュムレ
    ータ（６）内の圧力が増大することを特徴とする請求項１に記載の油圧回路を有
    する移動操作装置。
13. 【請求項１３】 位置センサ（９０）からの信号が、反復動作サイクルにつ
    いて制御ユニット（９４）に通知するために使用され、またもし最大ストローク
    長が該動作サイクルで使用されていない場合には、制御ユニット（９４）は、ポ
    ンプ（７１）を制御してアキュムレータ（６）内の圧力レベルを増大させること
    を特徴とする請求項１に記載の油圧回路を有する移動操作装置。
14. 【請求項１４】 前記油圧機械（３）の最大フロー能力が、高速下降運動に
    おいて前記リフトシリンダ（１）からの最大出力フローよりも５〜１００％少な
    いか、好ましくは少なくとも２０％少ないか、更に好ましくは少なくとも３０％
    少ないことを特徴とする請求項１に記載の油圧回路を有する移動操作装置。