JP6208139B2 - アキュムレータ - Google Patents

Description

本発明は、周期的（cyclic）あるいは往復的（reciprocating）な動作を行う機械や装置において使用されるアキュムレータに関するものであり、特に、液圧の（hydraulic）、空気圧の（pneumatic）、及び等価な若しくは関連するアキュムレータ関するものである。

アキュムレータは、さまざまな工学分野で使用される、よく知られた装置であり、それによって、エネルギを蓄積することができ、時には、小さくて連続的なパワー源を突発的なエネルギに変換する、あるいはその逆を行うことができる。アキュムレータは、電気的、流体的（fluidic）、あるいは機械的であることができ、再充電可能なバッテリあるいは、液圧アキュムレータ、キャパシタ、コンパルセータ（compulsator）、蒸気アキュムレータ、波エネルギ機械（wave energy machine）、揚水水力発電所（pumped-storage hydroelectric plant）の形態をとることができる。

液圧アキュムレータは、多様な形態で生産されており、それは、ピストン・アキュムレータ、ブラダ型アキュムレータ（bladder accumulators）、ダイアフラムアキュムレータ、荷重及びばね与圧アキュムレータ（weighted and spring-loaded accumulators）を含む。液圧アキュムレータの一つの主要な任務は、液圧システムにおける加圧された流体の特定の体積を保ち、それらを要求に応じてシステムに戻すことである。しかしながら、液圧アキュムレータを構成して、エネルギ蓄積、衝撃と振動と脈動の緩衝（impact, vibration and pulsation damping）、エネルギ回復（energy recovery）、体積流補償（volumetric flow compensation）などを含む複数の任務を実行することもできる。

既定の連続的パワーを提供するように構成されたポンプを駆動源とするあらゆる液圧システムには、固有の制約がある。もっとパワフルなポンプは、規定圧力でより早く液体を送り込む能力を持つけれども、それはより多くのエネルギを必要とする。液圧アキュムレータによると、通常、システムは、加圧された液圧流体（hydraulic fluid）のストレージを介して、急激なサージを内部圧力に収容でき、システムへのダメージを回避できる。

典型的な液圧アキュムレータは、ストレージ室（storage chamber）であり、その中に液圧流体が液圧ポンプにより送り込まれ、しばしば、過剰な圧力が、液圧回路のいろいろな個所において逃がされる。アキュムレータは、さらなるバルブを含むことができ、それを通って、蓄積された流体が、流体圧システムの残部に出ていくことができる。ガスのアキュムレータでは、加圧されたガスのブラダが、液圧ブラダに押し付けられる。液圧ブラダが満たされるにつれて、それはガスをガスのブラダ内で圧縮し、これにより、蓄積される圧力が増す。ばねのアキュムレータは、大きなばね、あるいは、液圧ブラダに圧縮力を加えるばねを除き同様の手法で動作する。上昇重量アキュムレータ（raised weight accumulator）では、液圧流体は、荷重されたピストンに向けて送り込まれる。したがって、重力は、流体に向けて一定の力を及ぼし、それがピストンを満たすにつれてそれを加圧し、ピストンが空になることを助ける。

典型的な従来技術でのガスのアキュムレータは、液圧システムに接続された流体チャンバと、与圧（pre-charged）されたガスチャンバとから構成される。これらのチャンバは、ブラダ、ピストン、あるいは他の同様な弾性的ダイヤフラムにより分離されている。

もし、アキュムレータ流体チャンバへの入口における流体圧力が、与圧の圧力より高くなると、流体は、アキュムレータ流体チャンバに入り、ガスを圧縮し、これにより、エネルギを蓄積することができる。入口における流体圧の低下により、蓄積された流体は、システム内に戻る。

アキュムレータ流体チャンバの入口における圧力がガスチャンバの圧力より低くなると、ガスチャンバは、入口バルブにより、システムから分離されるようになる。このような状況では、ガスチャンバの圧力は一定であり、与圧の圧力値と等しい状態を保つ一方で、入口における圧力は、アキュムレータが接続されるシステムでの圧力に依存する。

同様に、典型的な従来技術である、ばね加圧アキュムレータ（spring-loaded accumulator）では、アキュムレータ流体チャンバに入る流体が、ばねを圧縮し、そして、エネルギを蓄積する。このばねの圧縮力は、流体がチャンバに入るにつれて上昇し、アキュムレータが解放されるにつれて減少するので、結果としての圧力は一定ではない。ばねが与圧されているので、その閾値を入口圧力が超えた後にのみ、流体はチャンバに入り始める。

米国特許公開番号US2010/0018196A1は、既存のアキュムレータの一例である。

したがって、理解できることとして、従来技術のアキュムレータは、主には、周期的動作におけるピークパワーのいくつかを取り出し、そして、低いパワーを与える周期の一部に再導入することによって、パワー出力の安定性を改善することに向けられている。しかしながら、これは、反対の要求を持つ周期的動作、すなわち、一定でないパワーを必要とする周期的動作については支援しない。特に、従来技術のアキュムレータは、周期の一部において、使われてないが利用可能なパワーがある一方で、追加的なパワーがサイクルの他の部分でとても必要であるような周期的動作を支援しない。

この明細書において引用されるあらゆる特許又は特許出願を含むすべての参照は、参照によってここに組み込まれる。いずれの参照についても、従来技術を構成するとは認めない。参照文献における議論は、著者の主張を述べるものであり、そして、出願人は、当該引用文献についての正確さ及び関連性を否定する権利を留保する。多数の先行技術文献がここで参照されているけれども、この参照は、これらの文献のいずれかが、ニュージーランド及び他の国における、当該技術についての共通の一般知識を構成することを認めるものではないことは、明白に理解されるべきである。

用語「含む（comprise）」は、多様な管轄権の下で、排他的及び包含的な意味を持っていることが知られている。この明細書の目的のためには、そして特に注記された場合以外では、用語「含む」は、包含的な意味を持つものとする。すなわち、この言葉は、直接に参照された記載要素のみならず、特定されない構成部分あるいは要素を含むものとして扱われる。この解釈は、方法あるいはプロセスにおける一つ又はそれ以上のステップに関連して、用語「含まれる（comprised）」又は「含んでいる（comprising）」が用いられている場合でも同様である。

本発明の一つの目的は、前記した問題に対応すること、あるいは、少なくとも、公衆に有用な選択肢を提供することである。

本発明のさらなる側面及び利点は、例示としてのみ与えられる後述の記載から明らかになるであろう。

本発明の第１の側面によれば、以下を含む液圧式アキュムレータが提供される：
・エネルギ蓄積媒体を可逆的（reversibly）に圧縮するように構成された、可動の第１ピストン面を備えるエネルギ蓄積装置；
・対応する第２の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第２ピストン面であって、ここで第２の流体チャンバは、前記第２ピストン面によって可逆的に拡張可能となっている；
・対応する第３の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第３のピストン面であって、ここで第３の流体チャンバは、前記第３ピストン面によって可逆的に拡張可能となっている；
ここで、前記第１、第２及び第３のピストン面は、結合（coupled together）されている。

本発明の第２の側面によれば、以下を含む液圧式アキュムレータが提供される：
・次のいずれかから構成されるエネルギ蓄積装置：
−第１の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第１のピストン面によって可逆的に拡張可能な第１の流体チャンバ；又は
−弾性媒体、これは、前記弾性媒体に接続された第１のピストン面を、前記媒体へのエネルギの入力又はその解放により動かすことができる；
・第２の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第２のピストン面によって可逆的に拡張可能な第２の流体チャンバ；
・第３の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第３のピストン面によって可逆的に拡張可能な第３の流体チャンバ；
ここで、前記第１、第２及び第３のピストン面は、結合されている。

本発明の他の側面によれば、以下を含む液圧式アキュムレータが提供される：
・第１の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第１のピストン面によって可逆的に拡張可能な第１の流体チャンバを含むエネルギ蓄積装置；
・第２の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第２のピストンによって可逆的に拡張可能な第２の流体チャンバ；
・第３の流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する可動の第３のピストンによって可逆的に拡張可能な第３の流体チャンバ；
ここで、前記第１、第２及び第３の流体チャンバは、結合されている。

ここで使用されているように、「ピストン面」という用語は、協働するシリンダスリーブ内でスライドするように構成されたピストンにおける可動の密封面には制約されず、弾性媒体を第２及び／又は第３の流体チャンバに接続するための台（mounting）をも含む。

ここで使用されているように、ピストン面及び／又は流体チャンバに適用されたときの「結合された／結合されている（coupled/coupling）」という用語は、何らかの機械的、電気的、流体式、又はガス式の接続（connection）、導管（conduit）、リンク（linkage）、経路（pathway）、結合（coupling）、接合（join）、部品（componentry）、駆動（drives）又はそれらの組み合わせであって、あるピストン面及び／又は流体チャンバの作動（actions）、移動（movement）、状態（status）又は位置を可能にして、他のピストン面及び／又は流体チャンバに影響又は作用できるものを含む。

ここで使用されているように、「ピストン」は、さらなる流体チャンバ内面（ピストンスリーブ）対して可逆的に可動であってチャンバの容積を変えることができる少なくとも一つの内面（「ピストン面」）を持つ流体チャンバを有する何らかの構成を含んでおり、円柱状、あるいは一定の横断面を持つピストンスリーブ、硬質面又は表面のようなものには制約されない。

ここで使用されているように、理解されるべきこととして、用語「流体」は、液体及びガスを包含する。しかしながら、当業者には理解されるように、この発明は、液圧式作動液（hydraulic working liquids）及び／又は作動ガスには制約されず、多様な流体を、それらがシステムの要求に応じて圧縮性又は非圧縮性であるならば、用いることができる。

一実施形態によれば、前記第２及び第３の流体チャンバは、実質的に非圧縮性の流体−今後「液圧流体と呼ばれる」−を受け取るように構成されている。

好ましくは、前記弾性媒体は、ばね、弾性材料（elastomeric materials）及び他の何らかの弾性媒体であって、圧縮入力からのエネルギを蓄積及び解放可能なものを含む。

当業者にはさらに理解されることとして、アキュムレータにおけるガス又はばねのエネルギ蓄積の使用は知られており、これらは概念的には実質的に等価である。

好ましくは、エネルギ蓄積装置は、前記第１のピストン面によって可逆的に拡張可能な第１の流体チャンバを含んでおり、前記第１ピストン面は、前記第１流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する。

一実施形態によれば、前記第１流体チャンバは、圧縮性流体−以降では「アキュムレータ作動ガス」と呼ぶ−を含むように構成されている。

流体圧式の駆動システム（hydraulically-powered drive system）における典型的用途では、前記非圧縮性流体は、液体鉱物油などであり、一方、前記圧縮性流体は、窒素などの何らかの適切なガス、又は圧縮下で安定したエネルギ蓄積ができる他のガスであればよい。

好ましい実施形態では、前記第１、第２及び第３の流体チャンバは、結合されており、これにより、前記第１及び第３の流体チャンバは、拮抗的（antagonistically）に動作し、前記第１及び第２の流体チャンバは、協働的（co-operatively）に動作する。したがって、これら流体チャンバは、以下のように結合される：
・第１流体チャンバの拡張は、第２流体チャンバの拡張と、第３流体チャンバの収縮を作り出す；及び／又は
・第１流体チャンバの収縮は、第２流体チャンバの収縮と、第３流体チャンバの拡張を作り出す；及び／又は
・第３流体チャンバの拡張は、第１及び第２流体チャンバの収縮を作り出す；及び／又は
・第２流体チャンバの拡張は、第３流体チャンバの収縮と、第１流体チャンバの拡張を作り出す。

流体チャンバ内の流体の圧力を変更することにより、又は、流体チャンバの適切なピストン面に機械的、空圧的あるいは液体的な力を供給することにより、前記流体チャンバの拡張又は収縮を生じさせることができる。

第１流体チャンバを用いる一実施形態によれば、前記ピストン面の結合は、次のように構成されている：
・前記第３ピストン面の移動による前記第３流体チャンバの拡張は、前記第２及び第１のピストン面それぞれの移動により、前記第２流体チャンバの収縮と、前記第１流体チャンバの収縮とを生じる。
・前記第１ピストン面の移動による前記第１流体チャンバの拡張は、前記第２及び第３のピストン面それぞれの移動により、前記第２流体チャンバの拡張と、前記第３流体チャンバの収縮とを生じる。

好ましくは、前記第１流体チャンバは、前記アキュムレータ作動ガスを入力するための、密封可能（sealable）な流体入口を含む。通常の使用では、第１流体チャンバにおけるアキュムレータ作動ガスの量は、初期加圧の後は、実質的に固定されており、何らかの漏れに対応するための周期的な補充（top-ups）が行われる。第１流体チャンバの容積、したがってアキュムレータ作動ガスの圧力は、第１ピストン面の移動につれて変動することができる。

他の側面によれば、前記第１及び第２のピストン面は、共通の移動（common movement）のために結合されている。

好ましくは、エネルギ蓄積装置は、前記第１ピストン面により可逆的に拡張可能な第１流体チャンバを含んでおり、前記第１ピストン面は、前記第１流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する。

第１及び第２のピストン面は、互いに固定されていてもよく、あるいは、共通する表面若しくは物体の部分として形成されていてもよく、これにより、第１及び第２のピストン面は、一緒に移動して、第１及び第２の流体チャンバの容積をそれぞれ変更することができる。

好ましくは、前記第１流体チャンバは、前記第２流体チャンバ内に配置され、あるいはその逆とされる。理解されることとして、第１及び第２の流体チャンバは、互いから密閉されて、両者間の流体の移動を防ぐ必要があるかもしれない。

好ましくは、前記第１及び第２流体チャンバは、同心状（concentric）である。

好ましくは、前記第１及び第２の流体チャンバは、以下のようになっている：
・実質的に同軸状（coaxial）；又は
・前記第１及び第２のピストン面における前記共通移動（common movement）の方向に対して実質的に平行に配置された平行中心軸を持つ。

好ましくは、前記エネルギ蓄積媒体（energy storage medium）は、弾性媒体を含んでおり、これは、前記弾性媒体に接続された前記第１ピストン面を、前記媒体へのエネルギの入力又は解放に応じて動かすことができる。

さらなる実施形態によれば、弾性媒体は、前記第２流体チャンバ内に配置されうる。第１及び第２のピストン面の移動は、第２流体チャンバの拡張（例えば流体圧力の増加による）と、弾性媒体の減圧（decompression）との両方によって引き起こされる。第１ピストン面を、第２ピストン面への弾性媒体の取り付け台（mounting）として、及び／又は第２ピストン面に固定された別の物体又は表面として形成することによって、第１ピストン面を第２ピストン面に接続することができる。

一つの側面によれば、前記アキュムレータは、流体導管（fluid conduits）、バルブ及び／又は接続をさらに含み、これらは、液圧流体が、同時に又は独立して、下記を行えるように構成されている：
・前記第３流体チャンバに入力され、そして、前記第２流体チャンバから出力されること、及び／又は
・前記第２流体チャンバに入力され、そして、前記第３流体チャンバから出力されること。

本発明は、機械式衝撃ハンマ（mechanical impact hammer）と共に使用することに特に適しており、冗長をさらに減らすため、本発明は、ここでは、このようなものを用いることに関して記述される。理解されるべきこととして、これは単に説明上の目的のものであり、いかなる意味でも限定ではない。

典型的には、重力衝撃ハンマは、大きなハンマ重量物を周期的に持ち上げて落下させることにより、岩などを破壊しており、ここで、ハンマ重量物は、何らかの形態（例えば液圧式）の動力付き駆動機構（powered drive mechanism）により持ち上げられ、重力下で自由に落下する。このような重力落下ハンマの開発においては、本出願人は、動力付き落下ハンマ（ＰＣＴ公開番号WO/2004/035941に記載されたようなものであり、これは参照によりここに組み込まれる）を開発しており、ここでは、ハンマ重量物は、能動的に下方に駆動されて、表面に衝撃を加える。

下方に駆動される前のハンマ重量物の減速の間に、損傷及び摩耗を生じないでハンマ重量物がハンマアセンブリの上部に上昇できる速度には制限がある。しかしながら、重力下で下方に落下するときにハンマ重量物に加えられる何らかの追加的な駆動力はかなり望ましく、これにより、衝撃効果を改善することができる。したがって、アキュムレータは、ハンマ駆動機構と組み合わされてもよく、これにより、上昇の間に、液圧駆動機構からの、使用されていないが使用可能なパワーを使用して、エネルギをアキュムレータに蓄積することができ、それは、ハンマ重量物が下に駆動されるときに解放されて、より大きなエネルギ衝撃を達成することができる。このようなアキュムレータの使用により、より軽いハンマ重量物を使用して、重いハンマと同じ衝撃エネルギを達成すること、あるいは、同じハンマ重量であれば衝撃エネルギを増やすことのいずれかが可能になる。

動力付き落下ハンマにおいて使用された前記したアキュムレータの利点をさらに例示するために、ハンマの構成及び動作を拡張することが有用であり、その概要は、例えばＰＣＴ公開番号WO/2004/035941に示されている。この動力付き落下ハンマは以下を含む：
−駆動係合表面（drive-engagement surfaces）を少なくとも一つ、好ましくは二つを有するハンマ重量物；
−前記ハンマ重量物の前記駆動係合表面に係合するように構成された駆動突起、及び
−前記駆動突起を、二つの対向する方向の間で往復的（reciprocally）に移動させることができる駆動機構。

ハンマ重量物の駆動係合表面を、ハンマ重量物からの突起、あるいは、ハンマ重量物への凹部の形態として構成することができる。駆動機構が動作すると、駆動突起は、駆動係合表面のそれぞれと周期的に係合し、そして非係合となり、これによって、ハンマ重量物を、前記した対向方向に移動させる。ハンマを水平方向に動作させるという非実用的な場合を無視すると、ハンマ重量物における二つの対向方向は、重力によって支援される方向（ここでは、「ダウンストローク」又は「パワーストローク」として参照される）あるいは重力に対向する方向（ここでは「アップストローク」又は「上昇ストローク」として参照される）のいずれかにあると考えることができる。明瞭さを支援するために、アップストロークで係合される駆動係合表面は、ここでは、「上昇表面」として参照され、そして、パワーストロークで係合される駆動係合表面は、ここでは「駆動下降表面」として参照される。

駆動機構は、液圧式ラム（hydraulic ram）あるいは回転チェーン駆動などの何らかの便利な形態をとることができる。チェーン駆動は、ここでは、例示のためにさらに詳しく考察されるが、これは限定であると理解されてはならない。

したがって、一実施形態では、少なくとも一つの駆動突起（「並進ドッグ」としても言及される）が、少なくとも一つが駆動されるスプロケットの形態での二つの回転部材の周りを通るチェーンの回転無端ループの形態での駆動機構に取り付けられる。駆動されるスプロケットは、原動機（prime mover）により駆動され、高圧の液圧流体の流れを、駆動機構ポンプ内の液圧モータに提供する。スプロケットの周りを回転するチェーンの平面は、ハンマ重量物における長手方向の（典型的には平坦な）面に沿って配置され、これにより、駆動突起は、チェーンの経路に隣接して配置された上昇表面又は駆動下降表面に係合することができる。二つのスプロケットの間では、チェーンの経路は、上昇表面又は駆動加工表面のいずれかに整合された、実質的に対向する向きに移動する。

駆動機構は、次のような四つのステージを順次回る：
・アップストローク；
アップストロークの開始において、チェーンが回転すると、駆動突起は上昇表面と係合し、そして、ハンマ重量物は、これによって上昇する。
・上部ストローク遷移
ハンマ重量物がアップストローク行程の最大長さに達すると、駆動突起は、上端のスプロケットのまわりを回転し、ハンマ重量物は、駆動突起とは非係合となる。駆動突起がハンマ重量物の上昇表面とは非係合になり、そして、最初のスプロケットの周りをまわった後、ハンマ重量物の上方移動がやがて止まり、そこで、ハンマ重量物は、重力の影響下で、下方に移動し始める
・ダウンストローク
ハンマ重量物が往復的に下向きに移動すると、駆動突起は、駆動下降表面を介して、ハンマ重量物と再係合し、下向きに駆動する重力に追加的な力を与える。
・下部ストローク遷移
駆動突起は、下部スプロケットの周りを通過する前に、駆動下降表面から外れ、これにより、ハンマ重量物は、衝撃表面を叩くことができる。下部スプロケットの周りを通った後、駆動突起は、ハンマ重量物の上昇表面に再係合して、周期的な手順が繰り返される。

駆動機構における特定の構成によれば、駆動突起は、下記のときに、駆動下降表面から外れた状態となる：
・下向きのハンマ重量物速度がチェーン速度を超えたとき、又は
・チェーンの移動経路が、駆動下降表面の軌道から離れたとき。

代替的な実施形態では、駆動機構は、ラム駆動、又は、少なくとも二つの回転部材の周りを駆動される無端ループ（例えばベルト又はチェーン）であってもよい。

アップストローク及びダウンストロークは、動力付き落下ハンマの各実施形態において共通であるけれども、例えばラム駆動から構成される駆動機構の実施形態では、二つの遷移ステージは、無視できる期間のものでありうる。

さらなる側面によれば、本発明は、実質的にここに記載されたような動力付き落下ハンマを提供し、これは、実質的にここに記載されたようなアキュムレータをさらに含む。アキュムレータの動作は、ハンマにおける前記した周期的動作に対して統合され、ここでは以下のようになっている：
・「チャージストローク（charging stroke）」は、アキュムレータにおけるエネルギの蓄積（アキュムレータの作動ガスの圧縮により、又は、弾性媒体の張力により）を参照しており、アップストロークでのハンマ重量物の上昇中に実行される；
・「パワーストローク（power stroke）」は、アキュムレータに蓄積されたエネルギの放出を参照しており、これによって、駆動機構に適用される液圧流体の流れを、ダウンストロークでのハンマ重量物の下降期間において増やすことができる。

一実施形態によれば、前記動力付き落下ハンマは、さらに以下を含む：
・原動機（prime mover）、これは、前記駆動機構において、流体圧力と流体の流れとを提供するための動力源を提供する。

好ましくは、前記駆動機構は、さらに以下を含む：
・液圧式駆動モータ（hydraulic drive motor）、これは、加圧された液圧流体の流れを、物理的な動きに転換して、駆動機構を動作させることができる。

原動機は、何らかの適切な動力源のための一般的な用語であり、落下ハンマの外側にあるもの（例えば動力掘削機（power excavators）、ローダ（loaders）など）や、動力付き落下ハンマに組み込まれた動力源であることができる。「原動機」は、例えば、液圧流体ラインに高圧の流体流を提供できる液圧ポンプを駆動するエンジンやモータを含むことができる。

駆動機構における液圧駆動モータは、例えば、チェーン駆動の実施形態のために駆動スプロケットを駆動し、あるいは、ラム駆動タイプの実施形態のために直線移動を生じるように、液圧流体流を機械的な動きに変換する。

一側面によれば、本発明は、液圧流体の相互接続を含み、これは下記のうちの少なくとも一つを含む：
−原動機からの下記への圧力ライン：
ｉ．駆動モータ；
ii．アキュムレータ第２流体チャンバ；
iii．アキュムレータ第３流体チャンバ；
−下記から原動機へのドレインライン入力（drain line inputs）；
ｉ．駆動モータ；
ii．アキュムレータ第２流体チャンバ；
−アキュムレータ第３流体チャンバから下記への圧力ライン；
・駆動モータ。

理解されることとして、用語「圧力ライン」及び「ドレインライン」は、液圧流体ライン内での相対的な圧力を参照しており、当業者には十分に理解されるように、それぞれの用語は、動作を行うには十分に高い圧力下にある流体と、意味のある作業をしないで流体ラインに沿って流体が流れるには十分に低い圧力下にある流体とを示す。単独の流体ラインは、流体ライン内部での相対圧力によって、圧力ライン又はドレインラインとして動作できる。

使用においては、動力付き落下ハンマの動作周期は、最下点（すなわち、作業表面（working surface）での衝撃点）にあるハンマのハンマ重量物のアップストロークの開始における開始参照ポイントを持つ場合、好ましくは下記のステップを含む：
−ハンマ重量物アップストローク及びアキュムレータチャージストローク；
−アキュムレータは、原動機からアキュムレータ第３流体チャンバへの高圧流でチャージされる。第３流体チャンバの加圧は、第１流体チャンバ内でのアキュムレータ作動ガスの加圧を生じる；そして
−ハンマ重量物は、原動機からの高圧流により、駆動モータの作動によって上昇する。
−上部ストローク遷移；
−ハンマ重量物は、上向き移動の限度に達し、そして、駆動機構は、上向き移動を止めるか、又は、ハンマ重量物から離脱する、そして
−アキュムレータ作動ガスは、動作サイクル中でのその最大圧力まで圧縮される。
−ハンマ重量物ダウンストローク及びアキュムレータパワーストローク；
−アキュムレータは、高圧アキュムレータ作動ガスが前記第１ピストン面を移動させて、第１流体チャンバを拡張させるにつれて解放（discharge）する。第３流体チャンバは、前記第１流体チャンバに接続されているために収縮し、液圧流体を高圧で駆動モータに向かわせる。並行して、原動機からの高圧の液圧流体は、第２流体チャンバに入力され、第２ピストン面に圧力を作用させ、これにより、第２流体チャンバを拡張させる。第２流体チャンバが第１流体チャンバと協働して拡張するにつれて、第２ピストン面での力は、第１ピストン面での力と組み合わされて、第３流体チャンバから流体を排出させる。
−したがって、駆動機構は、圧縮されたアキュムレータ作動ガスと原動機から出力される力との組み合わされた力を用いて、ハンマを下向きに駆動する。したがって、ハンマ重量物への効果的な駆動力は、原動機での最大可能出力より大きくなる。
−下部ストローク遷移；
−ハンマ重量物は、下向き移動の限界に達し、そして、駆動機構は、下向き移動を止め、あるいは、ハンマから離脱する、そして
−アキュムレータ作動ガスは、動作サイクルにおいて、その最少圧力にある。原動機からの流体流は、低いか無視できる圧力にあり、第２流体チャンバから駆動モータに向けられる。

したがって、理解できることとして、本発明によれば、システムは、原動機において未使用の能力があるサイクルの部分（例えばハンマ重量物アップストローク）から、動力を「収集する（scavenge）」（すなわち、使われていないパワーを抽出する）ことができ、サイクルにおける別のステージ（例えばアキュムレータパワーストローク）に適用されるまでアキュムレータに蓄積可能であり、これにより、原動機からの力と結合して、原動機の最大パワー出力よりも大きな力を与えることができる。

説明用の数値例として、１０ｋＷの最大パワー出力を持つ原動機を有する従来のシステムにおいて、４ｋＷは、ハンマ重量物を上方向に上昇させるのに十分であり、一方で、パワーストロークの間、全１０ｋＷを駆動モータに適用して、ハンマ重量物を下向きに駆動して、作業表面に衝撃を与えられる。同じ１０ｋＷ原動機を用いる本発明によるアキュムレータを組み込むと、チャージストロークの間の０．５秒間で適用可能な未使用の６ｋＷを用いて、アキュムレータ作動ガスを圧縮でき、これによって３ｋＪのエネルギを蓄積できる。したがって、パワーストロークにおいて、最大原動機パワー（１０ｋＷ）と、０．２５秒間に適用される、圧縮されたアキュムレータ作動ガスからの３ｋＪのエネルギ解放（１２ｋＷのパワーを提供する）の組み合わせによって駆動ポンプを駆動でき、２２ｋＷの合成されたパワー出力を付与できる。このようなパワー出力を、従来技術の駆動ハンマを用いて取得するためには、高価で複雑な２２ｋＷ原動機の使用が必要であり、一方では、アキュムレータのチャージストロークの間にハンマ重量物を持ち上げるためには、わずか４ｋＷが必要とされるに過ぎない。

典型的な可変変位の原動機液圧ポンプは、低圧の大流量、又は、小流量での高圧を提供できるのみである。しかしながら、多くの液圧駆動モータは、高流量と高圧とを使用でき、したがって、原動機の出力特性と整合しない。対称的に、前記したアキュムレータの使用により、本発明の好ましい実施形態は、駆動モータへの高圧と高流量との提供が可能である。チャージストロークにおける比較的に長い期間の間、原動機は、高圧で低流量の流体を提供して、アキュムレータを加圧でき、一方で、ハンマ重量物を上昇させることができる。パワーストロークにおける比較的に短い期間の間、原動機は、高流量で低圧の流体を提供でき、それは、アキュムレータの出力と組み合わされると、高加速度の要請に整合し、一方で、ハンマ重量物を下向きに駆動できる。

理解できることとして、本発明は、未使用のパワー能力が、周期の少なくとも一部において利用可能なあらゆる周期的システムに適用でき、サイクルの一つまたは複数の個別の部分において、原動機における最大の利用可能なパワーに追加でき、これにより、システムの全体パワーを組み合わせ、原動機ピークパワーのそれより高くすることができる。

本発明は、異なる圧力ステージ／ストローク（特に低圧チャージストローク）を有し、かつ、増加した圧力、増加した液圧流体流、又は両者から利益を得られるポイントを周期中に有する動作周期を持つさまざまな実施形態のために、減少したパワー条件、又は、増加した出力を提供できる。

他の側面によれば、本発明は下記を有する：
−実質的に前記したようなアキュムレータ、
−往復要素（reciprocating component）；
−往復要素を往復的に及び／又は周期的に移動可能な駆動機構。

好ましくは、前記した往復要素の往復動作は、装置における何らかの動作周期を含み、これにより、装置の動作中に、往復要素は、繰り返して、直線、非直線、断続的、環状、及び不規則な経路並びにそれらの組み合わせを含みうる経路に沿って移動する。

このような実施形態の例は下記を含む：
・複動シリンダ（double-acting cylinders）を要する往復的機械（reciprocating machinery）、例えばフィーダ、製材機（sawmills）、まき割り機（wood splitters）、圧縮設備、プラスチック成型設備；
・一つの高い負荷ポイントを周期中に有する周期的機械、例えば、農業用の干し草梱包器（agricultural hay balers）、コンクリート破砕機；
・ストロークにおける部分的な再生可能ブレーキが望まれている、高質量又は高速度の往復的機械、例えば、掘削機及びクレーンにおける回旋装置（slewing mechanism）。

好ましくは、第２及び第３の流体チャンバは、共通のスリーブ内に配置されており、前記第２及び第３のピストン面を持つ第２ピストンにより分離されている。

前記した実施形態からの多様な変形及び改変が可能である。アキュムレータは、さまざまな構成を用いて構築可能であるが、一つの好ましい実施形態では、アキュムレータは、第１及び第２のピストンスリーブ内に配置された両頭ピストン（double-ended piston）アセンブリを用いて形成され、かつ、下記を有する：
・前記第１及び第２のピストンスリーブ内でそれぞれ可動の第１及び第２のピストンであって、これにより、前記第１及び第３の流体チャンバをそれぞれ形成できる、
前記第１及び第２のピストンは、前記第１及び第３のチャンバ内で、ピストン面をそれぞれ有しており、前記第１及び第３のピストン面を規定している、
前記第１及び第２のピストンは、コネクタによって共に結合されており、これにより、第１ピストンでの第１ピストン面の移動による第１流体チャンバの拡張又は収縮が、第２ピストンにおける前記第３ピストン面の移動による第３流体チャンバの往復的な収縮又は拡張を生じるようになっている；
・前記第１及び第２のピストンは、少なくとも一つの中間的な仕切りにより分離され、前記第１及び第２のピストンスリーブ内にそれぞれ配置されており、ここで、前記コネクタの、前記仕切りを通る可逆的な移動が可能となっている；
・下記から形成された第２流体チャンバ
−前記中間的仕切り
−前記第２ピストンスリーブにおける内面の一部及び
−第２ピストン面、これは、前記第２ピストンにおいて、前記第３ピストン面とは反対側に形成されている。

好ましくは、通路は、中間的仕切りに含まれており、前記コネクタは、第１及び第２のピストンの間を通ることができる。

第１及び第２のピストンスリーブの間の中間的な仕切りは、ここでは、明確さのために、単数として参照されている。しかしながら、理解されるべきこととして、一つの仕切りへの言及は、単独の一体の障壁や壁のようなものに制約されるものではなく、複数の壁、障壁、膜などから形成された複数の仕切り、及び／又は、シール、膜、コーティング、突起、又は他の何らかの要素を含む複数の要素を持つものも参照する。

上記の実施形態は、単純な突起又は機械加工品を使用して、共通軸の周りに組み付け可能であってかつ、第１及び第３の流体チャンバの末端における端部プレートを通る長尺ボルトにより固定可能である両方のシリンダスリーブを構成できることにおいて、製造上の単純さを提供する。

選択的に、前記第１及び第２のピストンスリーブを、長さ方向において同軸に配向することができる。代替的な構成では、第１及び第２のピストンは、何らかの形態のクランクシャフト、回旋リンク（hinged linkage）、及びコンロッド、及び／又は、平行配向を含む何らかの角度でピストンが相互的にオフセットできる構成を介して結合可能である。したがって、第１及び第２のピストンスリーブは、同軸である必要も、あるいは、共に結合されている必要もない。前記したアキュムレータ構成は、第１、第２及び第３のピストン面がともに結合されている本発明の範囲を離れない限りにおいて変化可能である。

一実施形態では、第１及び第２のピストンは、第１及び第２のコンロッドにそれぞれ接続されており、前記コンロッドは、特に特定されない位置においてレバーに回旋可能（pivotally）なように接続されており、前記レバーは、支点（fulcrum）の周りにおいて回旋可能である。前記支点と前記レバーへのコンロッド接続のそれぞれとの間の相対的な間隔を変更することは、第１及び第２のピストンの間での対応するパワーレシオを変動させる。通常の液圧式ピストン／ピストンスリーブは、ある範囲のサイズ増加（in a range of size increments）で製造され、それは、最適なパワーレシオを提供するには大きすぎる。支点の位置を動かすだけで第１及び第２のピストンの間のパワーレシオを簡単に変更できる能力は、異なるピストン径を用いることだけでは経済的に達成しがたいような調整可能性を提供する。前記したようにパワーレシオを細かく調整できる能力は、圧力の下限又は上限がある、及び／又は、第１又は第２のピストンアセンブリ間に低い最大圧力差がある状況にも適する。

本発明のさらなる実施形態は、信号機構（signalling mechanism）との組み合わせを含むことができ、信号入力を液圧制御回路に提供でき、動作周期における異なるステージ間での切り替えを誘引することができる。

一実施形態では、信号機構は、前記第１ピストンの前記第１ピストン面とは反対側に配置された可動第４ピストン面と、前記第１ピストンスリーブに広がる前記中間的仕切り面との間の、前記第１ピストンスリーブ内に形成された第４流体チャンバに組み込まれた信号ポートを含む。信号ポートは、チャージされたアキュムレータ作動ガスの下で、第１ピストンの十分な移動により起動するように構成された小さいバルブ又はピストンを組み込むことができ、これにより、信号ポートピストン／バルブと前記第１ピストンとの間を直接に接続させることができ、あるいは、第４流体チャンバ内のガスまたは液体を閾値レベルを超えるまで圧縮することができる。従来の信号手段も使用可能であり、例えば、外部センサを有する、ピストン周囲の磁気リングや、既知のこのような他の手法を使用できる。

代替的に、信号機構の役割を、第１流体チャンバ内の圧力を監視する圧力センサで置換することができる。

圧力センサ又は信号機構のような実施形態は、好ましくは、パワーストロークの終端とチャージストロークの始端との間で起動されるように構成される。

一実施形態では、「再生ステージ」が動作周期に組み込まれる。ダウンストローク／パワーストロークの終端において、駆動機構は、ハンマ重量物から離脱され、アキュムレータ作動ガスが、アップストローク／チャージストロークの間に蓄積されたエネルギを解放し、このとき、第１ピストンは行程の終端にある。しかしながら、駆動機構要素、例えば駆動モータ、チェーン、スプロケットなどは、依然として、ダウンストローク／パワーストローク中のそれらの移動からの、かなりの残存運動エネルギとモーメントとを有する。残存の駆動機構運動エネルギは、解放されたアキュムレータの第３流体チャンバ内に駆動モータから戻るように単に液圧流体を向けることによって、有利に吸収できる。駆動モータ流体流をアキュムレータへ一時的に迂回させることにより、アキュムレータ作動ガスの与圧を支援し、そして、アップストローク／チャージストロークのために適切な速度まで起動機構が減速するために必要な時間を減らすことができる。前記した信号機構又は圧力センサは、さらに、又は代替的に、再生ステージにおいて起動されるように構成されていてもよく、これにより、駆動ポンプ出力をアキュムレータ第３流体チャンバへ方向替えすることができる。

アキュムレータは、本質的には、二つの「側」を持つと考えることができ、すなわち；
・「ガス側」は、周期的に圧縮されかつ拡張される第１流体チャンバ内の固定量のアキュムレータ作動ガスから構成される、そして
・「液体側」（「オイル側」としても知られる）は、第２及び／又は第３の流体チャンバに流出入する可変量の非圧縮性液圧流体から構成される。

理解されることとして、アキュムレータにおける二つの「側」で使用される流体は、異なる流体的及び熱力学的特性を持っており、これらのことにより、異なるピストン構成及び寸法が必要となり、これにより、ガス側とオイル側との間における最適な相互作用を保証できる。

例示のための実例として、ガス側では、仕事を効果的に達成するに十分な最少圧力でのアキュムレータガス圧力を用いることが望ましく、例えば、駆動ハンマの例では、最少圧力は７０ｂａｒでありうる。より高いガス圧力は、必然的に、現在のガス密封技術の固有の性質によれば、時間が経てば、ガス漏れをもたらす。

比較として、「オイル側」では、典型的な高圧の液圧システムが、十分に高い圧力で、例えば２８０ｂａｒで動作できる。したがって、この例におけるガス側及びオイル側の両方のストロークを整合させるために、ガス側の第１ピストン面の面積は、好ましくは、オイル側の第２及び第３のピストン面面積よりも４倍大きいものとされる。したがって、理解されることとして、アキュムレータの効率は、いくつかの中心的なパラメータを変えることによって最適化でき、これにより、アキュムレータを異なる装置の要請に「合わせる」ことができる。

特定の応用上の必要に応じてガス側及びオイル側において変化可能なアキュムレータのパラメータは、好ましくは下記を含む：
・ガス側：
−第１ピストン面の面積；
−第１ピストンのストローク長；
−第１流体チャンバ内のガス圧；
−ばね体積（spring volume）、及び
−ばねレート
・オイル側：
−第２ピストン面の面積；
−第３ピストン面の面積；
−第２ピストンのストローク長；
−第２流体チャンバ内での液圧流体の圧力；
−第３流体チャンバ内での液圧流体の圧力。

しかしながら、理解されることとして、オイル側への力（つまり、オイル側ピストン面の全面積×オイル側の流体圧力）は、ガス側により加えられる力（ガス側ピストン面の面積×ガス圧）より大きくなければならず、これにより、アキュムレータ作動ガスを圧縮、つまり「チャージ」できる。やはり理解されることとして、アキュムレータを完全にチャージするために必要とされるよりも大きなオイル側圧力を有することは、顕著な利点をもたらさない。

極端な動作限界においては、原動機の液圧ポンプは、その設計に応じて、通常は、液圧流体の圧力又は流れにおける初期減衰を持つ。アキュムレータは、初期の流量損失又は初期の圧力損失のために最適な結果を提供するように構成可能である。

したがって、理解されることとして、本発明は、動力付き落下ハンマ、圧縮機、フィーダ、製材機、まき割り機、圧縮設備、樹脂成型設備、農業用干し草梱包機、コンクリート破砕機、掘削機及びクレーンにおける回旋機構を含むさまざまな周期的及び／又は往復的機械の性能及び／又は効率を強化できるアキュムレータを提供する。

本発明のさらなる態様が後続の説明から明らかになるであろう。この説明は、単に例としてのみ与えられており、かつ、以下の添付図面を参照している。
本発明の第１実施形態によるアキュムレータの長さ方向に沿う断面図を示す。 信号ポートを有する、図１ａのアキュムレータの長さ方向に沿う断面図を示す。 図１ａのアキュムレータの端面と部分的な長さ方向断面を示す。 動力付き落下ハンマ及びキャリアの側面図を示しており、動力付き落下ハンマは、内部構成要素を示すための部分断面で示される。 図１ａのアキュムレータの周期的動作における第１ステージの概略的表示を示し、これは、図３の動力付き落下ハンマと共に動作する。 図１ａのアキュムレータの周期的動作における第２及び第３ステージの概略的表示を示し、これは、図３の動力付き落下ハンマと共に動作する。 図１ａのアキュムレータの周期的動作における第４ステージの概略的表示を示し、これは、図３の動力付き落下ハンマと共に動作する。 図４ｃに示される第４ステージに代わる第４ステージの概略的表示を示し、ここでは、図１ｂのアキュムレータが使用されている。 図５ａ〜ｄは、図１ａのアキュムレータを、長さ方向断面として、図４ａ〜ｃの動作周期における第１、第２、第３及び第４のステージにおいて、それぞれ示す。 図６ａ〜６ｄは、図４ａ〜ｃの動作周期における第１、第２、第３及び第４のステージにおいて、長さ方向断面により、第２実施形態のアキュムレータを示す。 本発明の第３実施形態によるアキュムレータの長さ方向断面を示す。 本発明の第４実施形態によるアキュムレータの長さ方向断面を示す。 圧縮ラムで動作する図１ａのアキュムレータの概略的表示を示す。 本発明の第５実施形態によるアキュムレータの長さ方向断面を示す。 図１１ａ）は、本発明の第６実施形態によるアキュムレータについての長手方向断面を示す。 図１１ｂ）は、本発明の第７実施形態によるアキュムレータについての長手方向断面を示す。

図１〜１０のための参照符号。
(1) アキュムレータ
(2) ピストンアセンブリ（piston assembly）
(3) 第１ピストンスリーブ（first piston sleeve）
(4) 第２ピストンスリーブ
(5) 第１ピストン
(6) 第２ピストン
(7) コネクタ
(8) 第１流体チャンバ（first fluid chamber）
(9) 第１ピストン面（first piston face）
(10) 第２流体チャンバ
(11) 第３流体チャンバ
(12) 第２ピストン面
(13) 第３ピストン面
(14) 長さ方向軸（longitudinal axis）
(15) 長さ方向ボルト（longitudinal bolts）
(16) 端部プレート（endplates）
(17) 端部プレート
(18) 中間仕切り（intermediary partition）
(19) 第４流体チャンバ
(20) 第４ピストン面
(21) バルブ付ポート（valved port）
(22) 第２流体チャンバポート（second fluid chamber port）
(23) 第３流体チャンバポート
(24) 液圧コネクタ（hydraulic connectors）
(25) 液圧コネクタ
(26) 原動機
(27) ハンマアセンブリ
(28) ハンマ重量物（hammer weight）
(29) ハウジング
(30) 持ち上げ面突起（lifting surface projection）
(31) 押し下げ面突起（drive down surface projection）
(32) 駆動突起（a drive projection）
(33) 無端駆動チェーン（endless drive chain）
(34) 上部スプロケット（upper sprocket）
(35) 下部スプロケット（lower sprocket）
(36) 液圧駆動モータ（hydraulic drive motor）
(37) 原動機（２６）から駆動モータ（３６）への圧力ライン（pressure line）
(38) 原動機（２６）からアキュムレータの第２流体チャンバ（１０）への圧力ライン
(39) 原動機（２６）からアキュムレータの第３流体チャンバ（１１）への圧力ライン
(40) 駆動モータ（３６）から原動機（２６）へのドレインライン
(41) アキュムレータの第２流体チャンバ（１０）から原動機（２６）へのドレインライン
(42) アキュムレータの第３流体チャンバ（１１）と駆動モータ（３６）との間の圧力ライン
(43) 信号ポート（signalling port）
(44) 信号ピストン（signalling piston）
(45) 第１ピストンシール（first piston seal）
(46) 第２ピストンシール
(47) ピストンアセンブリベアリング（piston assembly bearing）
(48) ピストンアセンブリベアリング
(49) ロッドシール（rod seal）
(50) ばね
(51) バッファシステム（buffer system）

(200) アキュムレータ
(300) アキュムレータ
(303) 第１ピストンスリーブ
(304) 第２ピストンスリーブ
(305) 第１ピストン
(308) 第１流体チャンバ
(309) 第１ピストン面
(310) 第２流体チャンバ
(311) 第３流体チャンバ
(312) 第２ピストン面
(313) 第３ピストン面
(314) リリーフバルブ（relief valve）
(316) 端部プレート
(322) 第２流体チャンバポート
(323) 第３流体チャンバポート
(324) 凹部（recess）

(400) アキュムレータ
(403) 第１ピストンスリーブ
(405) 第１ピストン
(408) 第１流体チャンバ
(409) 第１ピストン面
(410) 第２流体チャンバ
(411) 第３流体チャンバ
(413) 第３ピストン面
(416) 端部プレート
(417) 端部プレート
(422) 第２流体チャンバポート
(423) 第３流体チャンバポート
(445) ばね

(500) 圧縮機（compactor）
(550) 圧縮機ラム（compactor ram）
(551) 入力
(552) 液圧論理制御（hydraulic logic control）
(553) ピストン
(554) 圧縮ハウジング（compaction housing）

(600) アキュムレータ
(603) 第１ピストンスリーブ
(604) 第２ピストンスリーブ
(605) 第１ピストン
(606) 第２ピストン
(607) 接続リンク（connector linkage）
(608) 第１流体チャンバ
(609) 第１ピストン面
(610) 第２流体チャンバ
(611) 第３流体チャンバ
(612) 第２ピストン面
(613) 第３ピストン面
(614) コンロッド（con rod）
(615) コンロッド
(616) レバー（lever）
(617) 回旋接続（pivot connection）
(618) 回旋接続
(619) 支点（fulcrum）
(622) 第２流体チャンバポート（second fluid chamber port）
(623) 第３流体チャンバポート

図面は、本発明についてのさまざまな実施形態を、アキュムレータと、アキュムレータを組み込んだ動力付き落下ハンマの形態において示す。

図１ａ）及び１ｂ）は、それぞれ、本発明における好ましい概略的な実施形態を、信号なし（non-signalling）および信号有り（signalling）のアキュムレータの形態において示す。両方の実施形態は、実質的には類似しており、同様の部品は、同じ参照符号を用いて番号付けされている。

図１ａ）のアキュムレータ（１）は、第１（３）及び第２（４）のピストンスリーブ内に配置されたピストンアセンブリ（２）を含む。ピストンアセンブリ（２）は、第１ピストンスリーブ（３）の内側に配置された第１ピストン（５）と、第２ピストンスリーブ（４）内に配置された第２ピストン（６）を備える両頭ピストンから構成されており、これらピストンは、コネクタ（７）により結合されている。

エネルギ蓄積装置は、第１流体チャンバ（８）の形態で提供され、このチャンバは、ガスのような圧縮性流体の形態で提供されるエネルギ蓄積媒体を受け取り、かつ収納するように構成されている。第１流体チャンバ（８）は、端部プレート（１６）と、第１ピストンスリーブ（３）の内面と、第１ピストン（５）に配置された第１ピストン面（９）との間に形成される。第２ピストン（６）は、第２ピストンスリーブ（４）の内部に形成された第３流体チャンバ（１１）及び第２流体チャンバ（１０）の部分を形成する。第２ピストン（６）における反対の側に配置された第２ピストン面（１２）及び第３ピストン面（１３）は、第２（１０）及び第３（１１）流体チャンバそれぞれのために、可動の密封面を提供する。

図１及び図２に示される実施形態では、ピストンスリーブ（３，４）は、ともに組み立てられたシリンダとして構成されており、共通の長さ方向軸（１４）の周囲に配向されている。ピストンスリーブ（３，４）は、前記第１及び第３ピストン面（９，１２）に対向する端部プレート（１６，１７）それぞれを通る長さ方向ボルト（１５）によって固定されており、これによって、第１及び第３の流体チャンバ（８，１１）それぞれの末端を区切ることができる。代替的な実施形態は、スリーブ（３，４）に端部プレート（１６，１７）を固定するための溶接、ねじ、又は他の手段を用いることができる。第１及び第２のピストン（５，６）は、硬質の直線ロッドの形態のコネクタ（７）によって連結されており、両ピストン（５，６）は、ピストンスリーブ（３，４）内において、長さ方向軸（１４）に沿って、ともに、自由にそして可逆的に移動できる。したがって、理解できることとして、第１、第２、及び第３のピストン面（９，１２及び１３）は、ともに結合されている。第１及び第２のピストン（５，６）とコネクタ（７）とを備えるピストンアセンブリ（２）の移動により、第１及び第３の流体チャンバ（８，１１）は、お互いに拮抗的に拡張及び収縮し、第１及び第２の流体チャンバ（８，１０）は、協働的に拡張及び収縮する。

コネクタ（７）は、第１及び第２のピストンスリーブ（３，４）を分ける中間的仕切り（１８）も通過している。仕切り（１８）は、第２ピストンスリーブ（４）内の第２流体チャンバ（１０）と第１ピストンスリーブ（３）内に配置された第４流体チャンバ（１９）との両方の部分を形成する固定表面（fixed surface）を提供する。ピストンアセンブリは、四つの可逆的に縮小可能／拡張可能な流体チャンバ（８，１０，１１，１９）を持つ、両頭の、両側ピストンアセンブリ（double sided piston assembly）を効果的に提供する。

第２流体チャンバ（１０）は、第２ピストンスリーブ（４）と、仕切り（１８）と、第２ピストン（４）における第３ピストン面（１３）とは反対側の第２ピストン面（１２）とにおける内面により、規定される。第４流体チャンバ（１９）は、仕切り（１８）の反対側に配置されており、第１ピストンスリーブ（３）と、仕切り（１８）と、第１ピストン（５）において第１ピストン面（９）とは反対側に形成された第４ピストン面（２０）とにおける内面により規定される。

容易に理解されることとして、流体チャンバ（８，１０，１１，１９）は、結合されており、これにより、前記第１及び第３の流体チャンバ（８，１１）は、拮抗的に動作し、そして、前記第１及び第２の流体チャンバ（８，１０）は、協働的に動作する。したがって、第１チャンバ（８）における拡張は、第２の流体チャンバ（１０）における拡張と、第３及び第４の流体チャンバ（１１，１９）における収縮とをそれぞれ作り出し、逆も同様である。同様に、第１チャンバ（８）における収縮は、第２流体チャンバ（１０）における収縮と、第３及び第４流体チャンバ（１１，１９）における拡張とをそれぞれ作り出し、逆も同様である。

使用においては、第１流体チャンバ（８）は、初期では、バルブ付ポート（２１）（図１のみに示す）を介して、規定量（fixed volume）の圧縮性の不活性ガス、例えば窒素で満たされており、一方では、第４流体チャンバ（１９）は、大気圧又はそれに近い空気（air）で満たされている。第２及び第３の流体チャンバ（１０，１１）は、両方とも、対応するポート（２２，２３）を介して、非圧縮性の液圧流体を受け取って排出するように構成されている。図２は、さまざまな周期的応用における第２及び第３の流体チャンバポート（２２，２３）に取り付けられた標準的な液圧コネクタ（２４，２５）を示しており、ここでは、過剰な移動パワー能力（motive power capacity）を、動作周期の部分において利用可能であり、周期の他の部分においては、追加的パワーの利用が望まれている。アキュムレータ（１）は、動力付き落下ハンマの実施形態における利用に特に適している。図３は、軌道付キャリヤ（tracked carrier）の形態での原動機（２６）に取り付けられた動力付き落下ハンマ（１００）の形態での、本発明についてのさらなる実施形態を示す。原動機（２６）は、落下ハンマ（１００）を操作するためのパワーの源であり、典型的には、キャリアの補助的な液圧ポンプ（個別には示さない）により提供される、これは、液圧流体ライン（図３には示さず）を介して、落下ハンマ（１００）に既知の手法で接続されている。理解されることとして、原動機は、多様な形態をとることができ、補助的液圧ポンプに動力を与える軌道付キャリア（図３に示すようなもの）の使用方法は単なる例示である。

図４ａ〜ｃ）は、周期的な動作周期における四つのステージを通して動作するアキュムレータ（１）を組み合わせた動力付き落下ハンマ（１００）についての概略的な表示をそれぞれ示す。

動力付き落下ハンマ（１００）及びアキュムレータ（１）装置の要素は、各図４ａ）〜ｃ）において同一であり、参照符号は、特にこれらが液圧流体ラインを意味するときには、明瞭さのために必要な場合を除き、繰り返さない。動力付き落下ハンマ（１００）は、集合的に次を備える：ここに示されるアキュムレータ（１）、これは、下記を含むハンマアセンブリとともにある：
−ハウジング（２９）（図３にのみ示す）
−ハンマ重量物（２８）、これは、持ち上げ表面突起（lifting surface projection）（３０）及び押し下げ表面突起（drive down surface projection）（３１）の形態での二つの駆動係合表面を備える；
−ハンマ重量物（２８）における駆動係合表面（３０，３１）のいずれかと係合するように構成された駆動突起（３２）、及び
−無端駆動チェーン（３３）の形態での駆動機構、これは、上部（３４）及び下部（３５）のスプロケットを中心に、液圧モータ（３６）により駆動される。

ここに記載された動力付き落下ハンマ（１００）のような応用においては、速さについての内在的な制約が存在しており、そこでは、衝撃表面に向けて下向きに駆動される前の休止（rest）に運ばれる必要がある場合に、ハンマ重量物（２８）を持ち上げることができる。ハンマ重量物（２８）がより速い速度で持ち上げられると、ハンマ重量物（２８）を補助なしで、つまり重力によって減速させるために、より大きな高さが必要とされ、及び／又は、動力付き落下ハンマシステム（１００）に組み込まれたバッファシステム（５１）により吸収されるべき衝突衝撃（impact shock）が強くなる。対照的に、取得可能なもっとも高い速度でハンマ重量物（２８）を下向きに付勢することが強く望まれ、これにより、最大の衝突力を得ることができる。

駆動機構が動作すると、液圧モータ（３６）は、上部スプロケット（３４）を駆動して、駆動チェーン（３３）を回転させる。したがって、チェーン（３３）に取り付けられた駆動突起（３２）は、スプロケット（３４，３５）の間で、二つの実質的に対向する方向において、チェーン（３３）の移動経路の周りを移動する。理解されることとして、落下ハンマ（１００）は、さまざまな角度方向で動作することができるけれども、単純さのために、垂直の場合をここでは考察し、図４ａ〜ｃ）に示す。したがって、駆動チェーン（３３）及び駆動突起（３２）の経路は、スプロケット（３４，３５）の間を、垂直に上昇して下降する経路、つまりここで「アップストローク」及び「ダウンストローク」としてそれぞれ言及する経路において、移動する。

動作周期における四つのステージ（図４ａ）〜ｃ）に示される）は下記の通りである：
図４ａ． アップストローク−ＷからＸまで： アップストロークの開始において駆動チェーン（３３）が回転すると、駆動突起（３２）は持ち上げ表面突起（３０）に係合し、ハンマ重量物（２８）が上向きに持ち上げられる。
図４ｂ． アップストローク遷移−ＸからＹまで： ハンマ重量物（２８）がアップストロークの上端に達すると、駆動突起（３２）は、上部スプロケット（３４）の周りを回転し、ハンマ重量物（２８）は、駆動突起（３２）から離脱（disengage）する。ハンマ重量物（２８）の上向き移動は、一瞬停止し、ここでハンマ重量物（２８）は、重力の下で、下向きに移動し始める。好ましい実施形態では、落下ハンマ（１００）は、停止ばね（arresting spring）（図示せず）を、ハウジング（２９）の上部に含んでおり、これによって、ハンマ重量物（２８）の上向き移動を停止させることができるようになっている。ハンマ重量物（２８）は、停止ばねの付勢力に対抗してそれに作用し、やがて瞬間的な停止となり、そして、ばねは、ハンマの下向き移動への追加的な駆動力としてエネルギを解放する。
図４ｂ． ダウンストローク−ＹからＺまで： ハンマ重量物（２８）が、ダウンストロークの開始において下向きに移動すると、駆動突起（３２）は、ハンマ重量物（２８）の押し下げ表面突起（３１）に係合して、追加的推進力を、下向きに駆動する重力的な力に追加する。
図４ｃ．下部ストローク遷移−ＺからＷまで： ダウンストロークの下部に向けて、駆動突起（３２）は、下部スプロケット（３５）の周りを通過する前に、押し下げ表面（３１）から離れ、ハンマ重量物（２８）は、下向きに移動し続けて、衝撃表面（図示せず）に衝突する。下部スプロケット（３５）の周りを通過した後、駆動突起（３２）は、ハンマ重量物（２８）の持ち上げ表面突起（３０）に再係合し、そして、一連の周期が繰り返される。

アキュムレータ（１）の動作は、ハンマにおける前記した周期的な動作に組み合わされ、ここで、下記のようになっている：
・「チャージストローク」は、第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータの作動ガスを圧縮することによるアキュムレータ（１）におけるエネルギの蓄積を参照する。チャージストロークは、図４ａに示されるハンマのアップストローク（Ｗ−Ｘ）におけるハンマ重量物（２８）の持ち上げの間に実行される；
・「パワーストローク」は、アキュムレータの第１流体チャンバ（８）内に蓄積されたエネルギの解放を参照しており、これにより、図４ｂに示されるハンマのダウンストローク（Ｙ−Ｚ）におけるハンマ重量物（２８）の降下の間に液圧駆動モータ（３６）に適用される液圧流体流を増やすことができる。

図４ａ〜ｃ）は、原動機（２６）（液圧ポンプ及び液圧オイルリザーバとして象徴的に表示される）と、駆動モータ（３６）と、アキュムレータの第２及び第３の流体チャンバ（１０，１１）と間における、液圧流体の相互接続をさらに示しており、前記相互接続は下記を含む：
・原動機（２６）から下記のそれぞれへの圧力ライン（３７，３８，３９）；
−駆動モータ（３６）；
−アキュムレータの第２流体チャンバ（１０）；
−アキュムレータの第３の流体チャンバ（１１）；
・下記から原動機（２６）へのそれぞれのドレインライン（４０，４１）；
−駆動モータ（３６）；
−アキュムレータの第２流体チャンバ（１０）；
・アキュムレータの第３流体チャンバ（１１）と駆動モータ（３６）との間の圧力ライン（４２）。

アキュムレータ（１）は、図４ａ）〜ｃ）に示される動力付き落下ハンマ（１００）の動作周期に、下記のように統合される：
ハンマがその下端部（つまり、作用表面による衝撃点）にある時のハンマ重量物のアップストロークの開始を、周期の開始参照点（図４ａに示されるように）と考えて、動力付き落下ハンマ（１００）は、図４ａ〜ｃに示される位置的参照マーカＷ，Ｘ，Ｙ，Ｚの間での駆動突起（３２）の通過に従って下記のステップを実行する。

ステップＩ． ハンマ重量物のアップストロークとアキュムレータのチャージストローク（図４ａ，Ｗ−Ｘ）： アキュムレータ（１）は、原動機（２６）からアキュムレータの第３流体チャンバ（１１）への高圧流（３９）により充填される。第３流体チャンバ（１１）を加圧することにより、結合された第１流体チャンバ（８）を収縮させることができ、したがって、その中にあるアキュムレータ作動ガスを加圧することができる。ハンマ重量物（２８）は、原動機（２６）からの高圧流（３７）による駆動モータ（３６）の始動により持ち上げられる。

ステップII. 上部ストローク遷移（図４ｂ，Ｘ−Ｙ）； ハンマ重量物（２８）は、上向き移動の限度に達し、駆動突起（３２）は、ハンマ重量物（２８）の持ち上げ表面突起（３０）から離脱する。第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスは、動作周期における最大圧力まで圧縮される。

ステップIII. ハンマ重量物のダウンストローク及びアキュムレータのパワーストローク（図４ｂ，Ｙ−Ｚ）： アキュムレータ（１）の解放では、高圧のアキュムレータ作動ガスは、第１ピストン面（９）に移動して、第１流体チャンバ（８）を拡張させる。第３流体チャンバ（１１）は、前記第１流体チャンバ（８）に結合されているために収縮し、出口（２３）を介し、さらに高圧ライン（４２）を介して、液圧流体を駆動モータ（３６）に送り出している。並行して、原動機（２６）からの圧力ライン（３８）中の高圧の液圧流体は、第２流体チャンバ（１０）に入力され、第２ピストン面（１２）に圧力を適用し、これにより、第２流体チャンバ（１０）を拡張させ、結合された第３流体チャンバ（１１）を収縮させる。

第２流体チャンバ（１０）が、第１流体チャンバ（８）と協働して拡張するとき、第２ピストン面（１２）への力は、第１ピストン面（９）への力と組み合わされて、第３流体チャンバ（１１）から流体を排出することができる。したがって、駆動機構は、第１流体チャンバ（８）内の圧縮されたアキュムレータ作動ガスと原動機（２６）の力との組み合わされた力を用いて、第２流体チャンバ（１０）における第２ピストン面（１２）を介して、ハンマ重量物（２８）を下向きに駆動する。

ステップIV. 下部ストローク遷移（図４ｃ，Ｚ−Ｗ）：駆動突起（３２）は、作業表面（図示せず）に衝撃を加えるまで下向きに移動するハンマ重量物（２８）の押し下げ表面突起（３１）から離脱する。第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスは、動作周期における、その最小圧力にある。原動機（２６）からの流体流は、低い又は無視できる圧力において、第２流体チャンバ（１０）から、駆動モータ（３６）に向けられ、その間、駆動突起（３２）は、下部スプロケット（３５）の周りを通過し、そして、ハンマ重量物（２８）と再係合して、周期を繰り返す。

図４ｄ）は、前記した動作周期の変形に関係しており、図１ｂ）に示すアキュムレータの実施形態を用いており、これは、第４流体チャンバ（１９）内に配置された信号機構を組み込んでいる。信号機構は、信号ピストン（４４）（または他の実施形態では小さいバルブ（図示せず））を組み込んだ信号ポート（４３）を備えており、第４ピストン面（２０）の移動によって切り替わる（tripped）ように構成されており、これにより、信号ピストン（４４）と前記第４ピストン面（２０）との直接接続を可能とし、又は、第４流体チャンバ（１９）におけるガス又は液体の、閾値レベルを超えるまでの圧縮を可能としている。信号機構は、前記した動作周期における、ステップIVでの下部ストローク遷移の間での「再生ステップ」を起動するために使用でき、これは次のとおりである：
ステップIV. 下部ストローク遷移及びアキュムレータ再生（図４ｄ，Ｚ−Ｗ）： 駆動突起（３２）は、作業表面（図示せず）衝撃を加えるまで下向きに移動するハンマ重量物（２８）の押し下げ表面突起（３１）から離脱する。第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスは、動作周期におけるその最小圧力にある。駆動モータ（３６）と、駆動チェーン（３３）と、駆動突起（３２）と、スプロケット（３４，３５）とを含む駆動機構は、ハンマ重量物（２８）からの離脱後においても、適宜の運動エネルギとモーメントとを、依然として有する。残存する駆動機構運動エネルギは、流体を駆動モータ（３６）から液圧ライン（４２ａ）を介して第３流体チャンバ（１１）に戻るように単に向けることによってアキュムレータ（１）に移される。液圧流体についての、駆動モータ（３６）から第３流体チャンバ（１１）への、この一時的な方向転換は、第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスの予備充填を支援し、そして、アップストローク／チャージストロークのために適切な速度まで減速するために駆動機構に必要とされる時間を減らすことができる。駆動モータ（３６）の速さが十分に低くなり、ハンマ重量物（２８）を持ち上げるために必要とされる初期の流れ速さと整合すると、原動機（２６）の液圧出力（hydraulic output）は、液圧ライン（３７）を介して駆動モータ（３６）に向けられ、そして、ステップＩからの動作周期が繰り返される。

理解されることとして、アキュムレータ（１）の再生ステージの起動は、信号機構により提供されているが、代替的な手段により、例えば、アキュムレータの第１流体チャンバ（８）内の圧力の低下を電気的に監視することにより提供することが可能である。

図５ａ）〜ｄ）は、前記した動作周期中のステップＩ〜IVにおけるアキュムレータ（１）の拡大視を示す。図５ａは、ステップＩ（Ｚ−Ｗ）の開始に対応しており、ここで、アキュムレータ（１）は、完全に解放されており、第１流体チャンバ（８）内の作動ガスは、最小値（つまり充填前の圧力）にあり、すべての液圧流体は、第３流体チャンバ（１１）から排出されている。

図５ｂ）は、ステップＩ（Ｚ−Ｗ）の中間点に対応しており、アキュムレータは、部分的に充填されており、ここで、第１流体チャンバ（８）は、部分的に圧縮されており、第３流体チャンバ（１１）は、液圧流体によって部分的に満たされている。

図５ｃ）は、ステップIIに対応する充填構成におけるアキュムレータ（１）を示しており、ここで、第１流体チャンバ（８）は、最大圧力の作動ガスにより完全に圧縮されており、第３流体チャンバ（１１）は、最大の拡張状態にある（Ｘ−Ｙ）。

図５ｄ）では、アキュムレータ（１）は、ステップIIIに対応しており、ここでは、第１流体チャンバ（８）は、部分的に解放されており、第３流体チャンバ（１１）は、部分的に収縮している（Ｙ−Ｚ）。

後述の実施形態では、上記した実施形態における部分と同一または等価な部分については、同様の番号を付す。

図６ａ〜ｄは、図５ａ〜ｄ）に示されるアキュムレータ（１）と同一のアキュムレータ（２００）の形態での、本発明における代替的な実施形態を示すが、ここで、第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスは、圧縮ばね（５０）の形態での弾性媒体により置換されている。図５ａ〜ｄ）のそれぞれに示されるアキュムレータは、図１〜５のアキュムレータ（１）の実施形態と同様にして動作し、ここで、図６ａ〜ｄ）の各図面は、図５ａ〜ｄ）のそれぞれにおいて記載されたアキュムレータの動作周期における同じステージに対応する。ばね（５０）の動作は、図１〜５における第１流体チャンバ（８）内の作動ガスと等価であり、ここで、ばね（５０）の圧縮は、作動ガスの圧縮と等価である。

図７は、アキュムレータ（３００）の形態での、本発明についてのさらなる実施形態を示し、これは、第１流体チャンバ（３０８）と第２流体チャンバ（３１０）とを用いて構成されており、これらはそれぞれ対応して、第１及び第２のピストン面（３０９，３１２）を有している。第１流体チャンバ（３０８）は、第１ピストンスリーブ（３０３）の内側に配置されており、これ自体は、第２流体チャンバ（３１０）の外部表面を形成している第２ピストンスリーブ（３０４）内において同軸で、かつ同心状に配置されている。第２流体チャンバ（３１０）の内部表面は、第１ピストンスリーブ（３０３）の外側表面により形成されている。第１流体チャンバ（３０８）は、前記の実施形態と同様に、リリーフバルブ（３２１）を介して、アキュムレータ作動ガスで満たされている。しかしながら、ピストンを分けるための中間仕切りを通るコネクタを介して第１流体チャンバ（３０８）に接続された第２流体チャンバ（３１０）に代えて、第１流体チャンバ（３０８）を、第２流体チャンバ（３１０）内に配置している。第１及び第２のピストン面（３０９，３１２）は、共通する第１ピストン（３０５）における同じ側に配置されている。第１ピストン（３０５）における反対の側は、液圧流体出口（３２３）を有する第３流体チャンバ（３１１）の部分を形成する第３ピストン面（３１３）を提供する。

第１及び第２の流体チャンバ（３０８，３１０）は、第１ピストン面（３０９）に取り付けられた第１ピストンスリーブ（３０３）により互いに密封されており、それらの間における流体の移動を防ぐようになっている。第１ピストン（３０５）が第２ピストンスリーブ（３０４）内で移動すると、第１ピストンスリーブ（３０３）は、端部プレート（３１６）内の環状凹部（３２４）内に向けてスライドして、第１及び第２の流体チャンバ（３０８，３１０）の間での流体／ガス分離を維持する。他のすべての選択的及び機能的側面では、アキュムレータ（３００）は、図１〜５に示される実施形態でのアキュムレータ（１）と同一であり、あるいは、等価である。

図８は、アキュムレータ（４００）の形態での、本発明についてのさらなる実施形態を示しており、これは、第１ピストンスリーブ（４０３）の内側の第１ピストン（４０５）を用いて構成されている。アキュムレータ作動ガスに代えて、アキュムレータ（４００）は、弾性媒体の形態でのエネルギ蓄積媒体を含む。弾性媒体は、いくつかの形態をとりうるけれども、図８に表された実施形態は、固定の端部プレート（４１６）と第１ピストン（４０５）上のばね台（spring mounting）（４０９）の形態で提供された第１ピストン面とに囲まれた流体チャンバ（４１０）の中の第１ピストンスリーブ（４０３）の内側に配置されたばね（４５０）の形態での弾性媒体を組み込んでいる。原動機（図示せず）からの液圧流体を、同様の流体チャンバ（４１０）内に、入口（４２２）を介して送り込むことができる。理解できることとして、ばね（４５０）と「第２」流体チャンバ（４１０）とは、図１〜５に示される実施形態での別の物理的な第１流体チャンバ（８，１０）の機能的な同等物としてそれぞれ動作する。ばね（４５０）と流体チャンバ（４１０）とは、この実施形態では、第１ピストンスリーブ（４０３）と、固定の端部プレート（４１６）と、第１ピストン面（４０９）とで囲まれた同じ物理的チャンバ（４１０）により、ともに形成されている。第３流体チャンバ（４１１）（第３ピストン面（４１３）と、流体出口（４２３）と、端部プレート（４１７）とを備える）は、図１〜５の前記実施形態での第３流体チャンバ（１１）と直接に等価である。

先に述べたように、理解できることとして、本発明は、動力付き落下ハンマと、圧縮機と、フィーダと、裁断機と、まき割り機と、圧縮設備と、樹脂成型設備と、農業用干し草梱包機と、コンクリート破砕機と、掘削機及びクレーンにおける回旋機構とを含む周期的及び／又は往復的な機械を組み込んでいるさまざまな形態及び応用に実装可能である。

図９は、前記したアキュムレータ（１）を含む圧縮機（compactor）（５００）の形態での、本発明についてのさらに例示的な実施形態を示す。圧縮機（５００）は、原動機（２６）からの液圧流体を高圧で、液圧論理制御（５５２）を介して供給する高圧入力（５５１）を有する圧縮機ラム（５５０）を含み、これにより、圧縮機ラム（５５０）内のピストン（５５３）を駆動することができる。図９は、圧縮ハウジング（５５４）内に進むラム（５５０）を示しており、これにより、その中にある何らかの材料、例えばごみ材料、埋め立て廃棄物、あるいは自動車などを圧縮できる。圧縮機ラム（５５０）は、追加的な液圧流体流を、ラム（５５０）の拡張の間に、アキュムレータ（１）から受け取り、圧縮ハウジング（５５４）内での材料の破壊を補助できる。ラム（５５０）での復帰ストロークでは、より少ないパワーが要求され、そして、使用されていない能力を、前記したようにアキュムレータ（１）に蓄積でき、そしてその後、次の圧縮ステップにおいてそれを解放できる。

理解されるべきこととして、図１〜９において記載された実施形態は、象徴的なものに過ぎず、比例的な拡大縮小は不要である。図１０は、アキュムレータ（１）についての代替的な実施形態を示しており、ここでは、第１及び第２のピストンスリーブ（３，４）は、異なる径となっている。その結果、第１ピストン面（９）については、第２及び第３のピストン面（１２，１３）に比較すると、異なる表面面積となっている。ピストン表面面積におけるこの相違は、ガス側（第１流体チャンバ（８））とオイル側（第２及び第３流体チャンバ（１０，１１））とにおける異なる性能特性の釣り合いをとるために望ましい。第１流体チャンバ（８）内のアキュムレータ作動ガスは、好ましくは、実用上最小の圧力（例えば７０ｂａｒ）に維持され、時間経過によるガス漏れを減らすことができる。しかしながら、液圧的な「オイル側」は、理想的には、もっと高い圧力で、例えば４倍の高さ（２８０ｂａｒ）で動作する。図１０は、第２及び第３ピストン面（１２，１３）において４倍の表面面積を持つ第１ピストン面（９）を示しており、これにより、理想的なガス／オイル側の圧力比を与えることができる。アキュムレータのガス側／オイル側構成は、下記のうちの少なくとも一つを変化させることにより調整可能である：
−下記からのガス側パラメータ：
・第１ピストン面（９）の面積；
・第１ピストン（５）のストローク長；
・第１流体チャンバ（８）内での作動ガスの圧力；
・ばね（５０）の容積；
及び／又は
−下記からのオイル側パラメータ：
・第２ピストン面（１２）の面積；
・第３ピストン面（１３）の面積；
・第２ピストン（６）のストローク長。

下記の表１は、異なるシステム要求に従うアキュムレータ（１）の性能についての、前記パラメータにおける変更の効果を示す。

理解できることとして、アキュムレータを構成して、広範囲の異なるシステム要求に順応可能である。前記したように、典型的な原動機は、特定の特性、例えば、大きな掘削機からの高流量／低圧、又は、より小さい掘削機からの低流量／高圧を示す。このような特性は、個別の掘削機における特定の構成に固有であって変更できないけれども、アキュムレータは、原動機の特性に適合するように容易に構成できる。操作者は、アキュムレータを安価に最適化して、原動機に整合（表１に示すように）させることができ、新しい原動機を購入する高いコストを発生させないように、又は、非整合の特性を用いることによる操作上の非効率を発生させないようにできる。

図１１は、第１ピストンスリーブ（６０３）の内側の第１ピストン（６０５）と、第２ピストンスリーブ（６０４）の内側の第２ピストン（６０６）とを用いて構成されたアキュムレータ（６００）の形態における、本発明についてのさらなる実施形態を示す。第１及び第２のピストンスリーブ（６０３，６０４）は、図１〜１０の実施形態のように固定的には共に結合されていないが、代わりに、非同一の位置（６１７，６１８）においてレバー（６１６）に回旋可能にそれぞれ接続された第１及び第２のコンロッド（６１４，６１５）（第１及び第２のピストン（６０５，６０６）にそれぞれ取り付けられている）の形態での接続リンク（connector linkage）（６０７）を介して接続されている。

レバー（６１６）は、それ自体として、支点（６１９）を中心として回旋可能であり、それは、コンロッドの回旋結合（６１７，６１８）から、それぞれ距離ＸＸ，ＹＹで分離されている。容易に理解できるように、ＸＸとＹＹの相対的な距離を変更することによって、第１及び第２のピストン（６０５，６０６）の間のパワー比を比例的に変化させることができる。図１１ａは、第２ピストン（６０６）に近づけて配置された支点（６１９）を示し（つまりＸＸ＞ＹＹ）、一方、図１１ｂは、反対の構成を示しており、ここでは、支点（６１９）は、第１ピストン（６０５）に近づけて配置されており、したがってＸＸ＜ＹＹである。図１１ａに示される構成は、非常に高圧であるが少ない流量を「オイル側」から回収することが望ましい状況、すなわち、第２ピストンスリーブ／第２ピストン（６０４，６０６）アセンブリに適用可能である。反対に、図１１ｂは、オイル側からの高い流量であるが比較的に低い圧力を回収することが望ましい状況を表しており、したがって、支点（６１９）は第１ピストンスリーブ／第１ピストン（６０３，６０５）アセンブリに近づけて配置されている。当業者には容易に予測できるように、多様な代替的接続リンク構成を使用でき、それらは本発明の範囲内である。

単なる例示によって本発明の側面を記述しており、理解されるべきこととして、それに対する変更や追加は、本発明の範囲を外れることなく可能である。

Claims (30)

1. 下記を含む動力付き落下ハンマ：
   −アキュムレータ；
   −少なくとも一つの駆動係合表面を有するハンマ重量物；
   −前記ハンマ重量物における前記駆動係合表面と係合するように構成された駆動突起、及び
   −二つの対向する方向の間で往復的に前記駆動突起を移動させることが可能な駆動機構、ここで前記駆動機構は、液圧の駆動モータを含む；
   さらに、前記アキュムレータは下記を含む：
   −エネルギ蓄積媒体を可逆的に圧縮するように構成された、可動の第１ピストン面を有するエネルギ蓄積装置；
   −可動の第２ピストン面、これは、前記第２ピストン面により可逆的に拡張可能な対応する第２流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する；
   −可動の第３ピストン面、これは、前記第３ピストン面により可逆的に拡張可能な対応する第３流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する；
   ここで、前記第１、第２及び第３ピストン面は、結合されている。
2. 請求項１に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第２及び第３流体チャンバは、共通のピストンスリーブ内に配置されており、さらに、前記第２及び第３ピストン面を有する第２ピストンにより分離されている。
3. 請求項１又は請求項２に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記ピストン面は下記を含む：
   −ピストンにおける可動の密封面、これは、協働するシリンダスリーブ内をスライドするように構成されている；及び／又は
   −第２及び／又は第３流体チャンバに弾性媒体を接続するための台。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記エネルギ蓄積装置は、前記第１流体チャンバの内面の少なくとも一部を形成する前記可動の第１ピストン面により可逆的に拡張可能な前記第１流体チャンバを含む。
5. 請求項４に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記流体チャンバが接続されており、これにより下記を行うようになっている：
   −前記第１流体チャンバの拡張が、前記第２流体チャンバの拡張と、前記第３流体チャンバの収縮とを作り出す；及び／又は
   −前記第１流体チャンバの収縮が、前記第２流体チャンバの収縮と、前記第３流体チャンバの拡張とを作り出す；及び／又は
   −前記第３流体チャンバの拡張が、前記第１及び第２流体チャンバの収縮を作り出す；及び／又は
   −前記第２流体チャンバの拡張が、前記第３流体チャンバの収縮と、前記第１流体チャンバの拡張とを作り出す。
6. 請求項４又は請求項５に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１、第２及び第３ピストン面が結合されて、下記のようになっている；
   −前記第３ピストン面の移動によって前記第３流体チャンバが拡張すると、前記第２及び第１ピストン面それぞれの移動により、前記第２流体チャンバの収縮と、前記第１流体チャンバの収縮とを生じる、そして
   −前記第１ピストン面の移動によって前記第１流体チャンバが拡張すると、前記第２及び第３ピストン面それぞれの移動により、前記第２流体チャンバの拡張と、前記第３流体チャンバの収縮とを生じる。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１流体チャンバは、アキュムレータ作動ガスの入力を可能にするための、密封可能な流体入口を含む。
8. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１流体チャンバは、前記第２流体チャンバ内に配置され、又はその逆となっている。
9. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２流体チャンバは、相互から互いに密封されており、これによって、両者間の流体移動を防ぐようになっている。
10. 請求項４〜９のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２流体チャンバは、同心状である。
11. 請求項４〜１０のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２流体チャンバは、実質的に同軸となっている。
12. 請求項４〜１１のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２ピストン面は、共通の移動のために結合されている。
13. 請求項１２に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２流体チャンバは、前記第１及び第２ピストン面における前記共通の移動の方向に対して実質的に平行に配置された平行中心軸を有している。
14. 請求項４〜１３のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、これは、第１及び第２ピストンスリーブ内に配置された両頭ピストンアセンブリを用いて形成されており、ここで：
    −第１及び第２ピストンは、前記第１及び第２ピストンスリーブ内でそれぞれ可動であり、これにより、前記第１及び第３流体チャンバをそれぞれ形成している、
    −前記第１及び第２ピストンは、前記第１及び第３チャンバ内において、それぞれ、前記第１及び第３ピストン面を規定するピストン面を有している、
    −前記第１及び第２ピストンは、コネクタにより結合されており、前記第１ピストンにおける第１ピストン面の移動による前記第１流体チャンバの拡張又は収縮は、前記第２ピストンにおける前記第３ピストン面の移動による前記第３流体チャンバの往復的な収縮又は拡張を生じるように構成されている；
    −少なくとも一つの中間的仕切りは、前記第１及び第２ピストンスリーブを分けており、前記第１及び第２ピストンは、前記第１及び第２ピストンスリーブ内にそれぞれ配置されており、そして、前記中間的仕切りにより、前記コネクタにおける前記仕切りを通る可逆的な移動経路が可能となっている；
    −前記第２流体チャンバは、下記から形成されている：
    ○前記中間的仕切り、
    ○前記第２ピストンスリーブにおける内面の一部、及び
    ○前記第３ピストン面とは反対側において前記第２ピストンに形成されている前記第２ピストン面。
15. 請求項１４に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、中間的仕切り内に通路が含まれており、前記コネクタは、前記第１及び第２ピストン間の通過が可能となっている。
16. 請求項１４又は請求項１５に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２ピストンスリーブは、長さ方向において同軸となるように配向されている。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記第１及び第２ピストンは、回旋可能なリンク構成を介して結合されている。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、これはさらに、流体接続を含んでおり、これにより、液圧流体は、下記と同時に又は独立に流れることができるように構成されている：
    −前記第３流体チャンバへの入力と、前記第２流体チャンバからの出力、及び／又は
    −前記第２流体チャンバへの入力と、前記第３流体チャンバからの出力。
19. 請求項１８に記載の動力付き落下ハンマであって、これは、下記の少なくとも一つを含む液圧ラインの組み合わせを用いた、液圧流体の相互接続を含む：
    −原動機からの下記への圧力ライン；
    ○前記駆動モータ；
    ○アキュムレータの第２流体チャンバ；
    ○アキュムレータの第３流体チャンバ；
    −前記原動機に下記から入力されるドレインライン；
    ○前記駆動モータ；
    ○アキュムレータの第２流体チャンバ；
    −前記アキュムレータの第３流体チャンバから下記への圧力ライン；
    ○前記駆動モータ。
20. 請求項１９に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記液圧ラインは下記を含む：
    −原動機から下記への圧力ライン；
    ○前記駆動モータ；
    ○アキュムレータの第２流体チャンバ；
    ○アキュムレータの第３流体チャンバ；
    −前記原動機への下記からのドレインライン入力；
    ○前記駆動モータ；
    ○アキュムレータの第２流体チャンバ；
    −前記アキュムレータの第３流体チャンバから下記への圧力ライン；
    ○前記駆動モータ。
21. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載された動力付き落下ハンマ、ここで、前記駆動機構は、ラム駆動である。
22. 請求項４〜１７のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、これはさらに、前記駆動機構にパワーを供給するためのパワー源を提供する原動機を含む。
23. 請求項１９又は請求項２０に記載の動力付き落下ハンマであって、ここで、前記原動機は、前記駆動機構にパワーを供給するためのパワー源を提供する。
24. 請求項２２又は請求項２３に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、少なくとも一つの前記駆動突起は、二つの回転部材の周りを通る回転無端ループから構成された前記駆動機構に取り付けられており、前記回転部材の少なくとも一つは、原動機により駆動されて、高圧の液圧流体流を前記駆動機構内の前記駆動モータに提供する。
25. 請求項１〜２４のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記エネルギ蓄積媒体は弾性媒体を含み、前記弾性媒体は、前記弾性媒体に接続された前記第１ピストン面を、前記媒体へのエネルギの入力又は解放により移動させることが可能とされている。
26. 請求項２５に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、前記弾性媒体は、加圧入力からのエネルギを蓄積及び解放することが可能な、少なくとも一つのばね、エラストマー材料、又は他の弾性媒体を含む。
27. 請求項２５又は請求項２６に記載の動力付き落下ハンマであって、ここでは、弾性媒体は、前記第２流体チャンバ内に配置されている。
28. 請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の動力付き落下ハンマを動作させる方法であって、ここでは、前記駆動機構は、アップストロークと上部ストローク遷移とダウンストロークと下部ストローク遷移とを含む周期において周期的に動作可能となっており、ここで、
    −アップストロークの間、前記駆動突起は、前記駆動係合表面に係合して、前記ハンマ重量物を上向きに上昇させる；
    −上部ストローク遷移の間、前記ハンマ重量物は、前記ハンマ重量物がアップストロークにおける最大距離に達するときに前記駆動突起から離脱し、そして、前記ハンマ重量物は、重力下で下向きに移動し始める；
    −ダウンストロークの間、前記駆動突起は、前記ハンマ重量物が下向きに移動するときに、他の前記駆動係合表面を介して前記ハンマ重量物と再係合し、これにより、追加的な推進力を、下向き駆動の重力に付加する；
    −下部ストローク遷移の間、前記駆動突起は、前記駆動係合表面から離脱し、これにより、前記ハンマ重量物は衝撃表面に衝突することができる。
29. 請求項２８に記載の方法であって、ここでは、前記アキュムレータは、前記アップストローク及び前記ダウンストロークのステージとそれぞれ同時に実行されるチャージストローク及びパワーストロークとのステージを通って周期的に動作可能となっており、ここで、
    −アップストローク及びチャージストロークのステージの間；
    ○前記アキュムレータは、前記原動機から前記アキュムレータの第３流体チャンバへの高圧流体流により充填され、そして
    ○前記ハンマ重量物は、前記原動機からの高圧流による前記駆動モータの活性化により持ち上げられる、
    −上部ストローク遷移のステージの間；
    ○前記ハンマ重量物は、上向き移動の限界に達し、そして、前記駆動機構は、上向き移動を停止するか、又は、前記ハンマ重量物から離脱する、
    −ダウンストローク及びパワーストロークのステージの間；
    ○前記アキュムレータは、加圧されたアキュムレータ作動ガスが前記第１ピストン面を移動させて、前記第１流体チャンバを拡張させると、解放する、
    ○前記第３流体チャンバは、前記第１流体チャンバに結合されているために収縮し、かつ、高圧の液圧流体を前記駆動モータに出力する、
    ○前記原動機からの高圧液圧流体は、前記第２流体チャンバに入力されて、前記第２ピストン面に圧力を加え、これにより、前記第２流体チャンバは拡張する、
    ○前記第２流体チャンバは、前記第１流体チャンバと協働して拡張し、前記第２ピストン面への力は、前記第１ピストン面への力と組み合わされて、前記第３流体チャンバから流体を排出させる、
    −下部ストローク遷移のステージ；
    ○前記ハンマ重量物は、下向き移動の限度に達し、そして、前記駆動機構は、下向き移動を停止するか、又は、前記ハンマ重量物から離脱する。
30. 請求項２８又は請求項２９に記載の方法であって、ここでは、前記下部ストローク遷移のステージの間、前記駆動モータからの液圧流体は、前記第３流体チャンバに一時的に向けられ、その後、前記原動機の液圧出力は、前記駆動モータに向けられる。

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