JPH10131901A - エネルギー変換装置 - Google Patents

エネルギー変換装置

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JPH10131901A
JPH10131901A JP9258738A JP25873897A JPH10131901A JP H10131901 A JPH10131901 A JP H10131901A JP 9258738 A JP9258738 A JP 9258738A JP 25873897 A JP25873897 A JP 25873897A JP H10131901 A JPH10131901 A JP H10131901A
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fluid
actuator
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solenoid operated
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JP9258738A
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Ronald L Satzler
エル．サツラー ロナルド
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Caterpillar Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧流体源から作業装置へのエネルギーを様
々な圧力の強さに変換する装置を提供する。 【解決手段】 エネルギー変換装置は加圧流体源からの
流体の圧力を様々な強さに効果的に減少させる作用をす
る動力変更ユニットを有する。制御装置がアクチュエー
タの作動圧力を監視し、仕事をするのに必要な最低の圧
力の加圧流体の経路を選択する。さらに、エネルギーを
包含する排出流体が、アクチュエータの入口に戻る流体
を再度発生させることにより又は流体を適当な動力変更
ユニットを通して送り圧力を増大させ加圧流体源を補充
しもしくは再充填することにより、利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は広くは、加圧油圧流
体を流体装置に供給するのに熱／油圧自由ピストンエン
ジンの概念が用いられるエネルギー変換装置に関し、さ
らに詳細には熱／油圧自由ピストンエンジンから流体装
置への流体の流れを効率的に制御する制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】熱／油圧自由ピストンエンジンにおいて
は、ピストンのストローク（行程）が油圧エネルギーを
生み出すのに直接用いられる。ピストンの各ストローク
のために、所定容量の流体が自由ピストンエンジンから
分配される。この結果、作業装置に分配される加圧され
た流体はパルス（脈動）で分配される。加圧流体を蓄積
するためにアキュムレーター（蓄圧器）を用いそれによ
り安定した圧力を作業装置に分配できるようにすること
は周知である。熱／油圧自由ピストンエンジンは連続し
て運転されないため、アキュムレーターは加圧流体を最
高限度まで蓄積し熱／油圧自由ピストンエンジンを遮断
させなければならずまたアキュムレーター内の圧力の強
さがある最低の強さに減少すると熱／油圧自由ピストン
エンジンは再始動される。アキュムレーターをその最大
圧力に維持するために、動力源からの余分のエネルギー
が必要となる。作業装置のアクチュエータは正常に作動
され変化する容量の負荷／重量又は慣性負荷を操作す
る。周知のように、負荷が小さい時は、作業装置は負荷
を動かすのに高い圧力を必要としない。この負荷を動か
すには必要とされる容量の流体を低い圧力で供給するの
が有利である。同様に、負荷が低くなり又は負荷の方向
が変わる時には、アクチュエータから排出される流体の
容量は加圧されそしてそのエネルギーが加圧された容量
の流体を貯蔵器に排出させることにより消費される。時
には一定の条件のもとでは、加圧流体の容量を用いてア
クチュエータに入る流れを補足し又は流体の圧力を増大
し自由ピストンエンジンからのエネルギーを用いる必要
なくアキュムレーターを再充填することが有利となる。
加圧流体の他の供給源を有する装置においては圧力を補
充し主供給源をさらに必要なものには用いられないよう
にすることもまた有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題の１つ又はそれ以上を解決することを目的とするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの形態にお
いては、エネルギー変換装置が提供されそして加圧流体
源から流体装置へのエネルギーを変換するようにしてい
る。この流体装置は、貯蔵器と、アクチュエータ装置
と、加圧流体源と貯蔵器とに作用するよう連結された方
向制御弁機構と、入力指令を受け取り入力指令を表わす
指令信号を方向制御弁機構に送り加圧流体源からの加圧
流体をアクチュエータ装置に制御できるように送るよう
作動する制御装置とを含んでいる。エネルギー変換装置
は、加圧流体源に連結され加圧流体源によって供給され
る圧力の強さに比例する信号を制御装置に送るよう作動
する圧力センサーを含んでいる。
【０００５】圧力選択モジュール装置が設けられ、アク
チュエータ装置の作動圧力を検出し検出した圧力を制御
装置に導くよう作動するライン圧力センサーを有してい
る。圧力選択モジュール装置はまた方向制御弁機構と加
圧流体源との間に並列に配設された第１及び第２のソレ
ノイド作動の弁を含んでいる。エネルギー変換装置はさ
らに駆動するよう相互に連結された第１及び第２の流体
移送装置を有する動力変更ユニットを含んでいる。動力
変更ユニットは圧力選択モジュール装置の第２のソレノ
イド作動弁と加圧流体源と貯蔵器との間に配設されてい
る。
【０００６】制御装置は加圧流体を制御可能に、第１の
ソレノイド作動弁を通ってアクチュエータ装置に第１の
圧力で送りまた動力変更ユニットと第２のソレノイド作
動弁とを通って第２の低い圧力でアクチュエータ装置に
送るよう作動する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、作業装置１０
が示され、熱／油圧自由ピストンエンジン１２の形式の
加圧流体の源と、流体装置１４とエネルギー変換装置１
６とを含んでいる。流体装置１４はアキュムレーター２
０の形式の圧力貯蔵装置１８と貯蔵器２２とアクチュエ
ータ装置２４と方向制御弁機構２６とを含んでいる。ア
キュムレーター貯蔵装置１８は熱／油圧自由ピストンエ
ンジンと関連して作動し加圧流体の源を形成する。アク
チュエータ装置２４は各アクチュエータ２８，３０，３
２を含み各アクチュエータは第１及び第２の流体ポート
３４，３６を有している。方向制御弁機構２６はアクチ
ュエータ２８，３０，３２の各々のための各方向制御弁
３８を含んでいる。方向制御弁３８の各々は、圧力導入
ポート４０と排出ポート４２と導管４８，５０によって
各アクチュエータ２８，３０，３２の各第１及び第２の
流体ポート３４，３６に連結された作動ポート４４，４
６とを有している。
【０００８】エネルギー変換装置１６は、圧力貯蔵装置
１８に連結された圧力センサー５２と、第１及び第２の
動力変更ユニット５４，５６と、圧力選択モジュール装
置５８と、入力制御器６２と入力制御器６２から指令を
受け取るのに応じて指令信号を伝達するよう作動するマ
イクロプロセッサー６４とを有する制御装置６０とを含
んでいる。
【０００９】圧力センサー５２はマイクロプロセッサー
６４に圧力貯蔵装置１８の圧力を表示する信号を伝える
作用をする。制御装置６０は、圧力貯蔵装置１８の圧力
が所定の最高圧力に達すると自由ピストンエンジンを停
止し圧力貯蔵装置１８の圧力が所定の最低圧力に減少す
ると自由ピストンエンジンを始動させるよう作動する。
【００１０】第１及び第２の動力変更ユニット５４，５
６の各々はシャフト７０により駆動するよう相互に連結
された各第１及び第２の流体移送装置６６，６８を有し
ている。第１及び第２の流体移送装置６６，６８の各々
はポンプ／モーターの形式である。各第１及び第２の流
体移送装置６６，６８の相互に対する移動はこれに導入
される流量と圧力に対する出力流量と圧力を決定する。
例えば、流体移送装置６６，６８の各々の押しのけ量が
同じであったならば、アクチュエータ装置２４から出る
圧力は圧力貯蔵装置１８の圧力のほぼ２分の１である。
第１の流体移送装置６６の押しのけ量が第２の流体移送
装置６８の押しのけ量より大きかったならば、アクチュ
エータ装置２４から出る圧力は圧力貯蔵装置１８の圧力
の２分の１よりも大きくなる。
【００１１】同様に、第１の流体移送装置６６の押しの
け量が第２の流体移送装置６８の押しのけ量より小さか
ったならば、アクチュエータ装置２４から出る圧力は圧
力貯蔵装置１８の圧力の２分の１より小さくなる。この
関係は。排出圧力が、圧力貯蔵装置１８の圧力と第１の
流体移送装置６６の押しのけ量を第１及び第２の流体移
送装置６６，６８の押しのけ量の合計で割った値との積
に等しいという公式に基づいている。圧力貯蔵装置１８
から第１の流体移送装置６６を横切って導かれれる流体
は第１の流体移送装置６６をモーターとして作用させこ
れを横切って流れる流体の圧力を効率的に減少させる。
第１の流体移送装置６６がシャフト７０により第２の流
体移送装置６８に連結されているので、第２の流体移送
装置６８はポンプとして作用し貯蔵器２２からの放出流
体によりアクチュエータ装置２４に合流される流量を増
大させる。
【００１２】容積流量の増加の大きさは同様に各第１及
び第２の流体移送装置６６，６８の押しのけ量の間の関
係によって決まる。流体移送装置６６，６８の押しのけ
量が同じであったならば、容積流量は２倍となりまた第
２の流体移送装置６８の押しのけ量が第１の流体移送装
置６６の押しのけ量より小さかったならば容積流量は２
倍より小さい量に減少する。この関係は排出流量が圧力
貯蔵装置１８からの流量と第１の流体移送装置６６の押
しのけ量で第２の流体移送装置６８の押しのけ量を割っ
た値に１を加えた値との積に等しいという公式に基づい
ている。
【００１３】圧力選択モジュール装置５８は第１、第２
及び第３の圧力選択モジュール７２，７４，７６を含ん
でいる。図示のように、圧力選択モジュール７２，７
４，７６の各々は方向制御弁３８を含んでいる。しか
し、方向制御弁３８は各圧力選択モジュールから分離す
ることのできることが認められる。圧力選択モジュール
７２，７４，７６の各々が同じであるため、その１つだ
けが以下に詳細に記載される。
【００１４】圧力選択モジュール７２，７４，７６の各
々は、各アクチュエータ２８，３０，３２の各第１及び
第２の流体ポート３４，３６の圧力を表わす信号をマイ
クロプロセッサー６４に伝える作用をする第１及び第２
のライン圧力センサー７８，８０を含んでいる。
【００１５】第１のソレノイド作動弁８２が圧力選択モ
ジュール７２に配設され圧力貯蔵装置１８と方向制御弁
３８の圧力導入ポート４０との間に導管８２ａによって
連結されている。第１のソレノイド作動弁８２が制御装
置６０から信号を受け取るのに応じて流れ遮断位置と流
れ通過位置との間で動くことができる。第２のソレノイ
ド作動弁８４が設けられ導管８４ａにより第１の動力変
更ユニット５４と方向制御弁３８の圧力導入ポート４０
との間に連結されまた制御装置６０から信号を受け取る
のに応じて流れ遮断位置と流れ通過位置との間で動くこ
とができるようになっている。
【００１６】第３のソレノイド作動弁８６が設けられ導
管８６ａにより方向制御弁３８の排出ポート４２と貯蔵
器２２との間に連結されまた制御装置６０から信号を受
け取るのに応じて流体遮断位置と流体通過位置との間で
動くことができるようになっている。第４のソレノイド
作動弁８８が導管８８ａによって方向制御弁３８の排出
ポート４２と、第１の動力変更ユニット５４と第２のソ
レノイド作動弁８４の間の１つの地点との間に連結され
制御装置６０から信号を受け取るのに応じて流れ遮断位
置と流れ通過位置との間で動くことができるようになっ
ている。
【００１７】第５のソレノイド作動弁９０が導管９０ａ
によって方向制御弁３８の圧力導入ポート４０と第２の
動力変更ユニット５６との間に連結されまた制御装置６
０から信号を受け取るのに応じて流れ遮断位置と流れ通
過位置との間で動くことができるようになっている。第
６のソレノイド作動弁９２が導管９２ａにより方向制御
弁３８の排出ポート４２と、第２の動力変更ユニット５
６と第５のソレノイド作動弁９０の間の１つの地点との
間に連結されまた制御装置６０から信号を受け取るのに
応じて流れ遮断位置と流れ通過位置との間で動くことが
できるようになっている。第１、第２及び第５のソレノ
イド作動弁８２，８４，９０は方向制御弁３８の圧力導
入ポート４０と並列に連結されている。
【００１８】第２及び第５のソレノイド作動弁８４，９
０のうちのいずれかがその流れ通過位置にある時流体が
方向制御弁３８の圧力導入ポート４０から第１及び第２
の動力変更ユニット５４，５６のうちのいずれかに流れ
ないのを保証するため、各一方向逆止弁９４が各ソレノ
イド作動弁８４，９０の直ぐ上流側に配置される。同様
に、第６のソレノイド作動弁９２が流れ通過位置にある
時加圧流体が方向制御弁３８の排出ポート４２に向って
流れないのを保証するため、一方向逆止弁９５が第６の
ソレノイド作動弁９２の直ぐ下流側で導管９２ａに配置
される。一方向逆止弁９４，９５は各ソレノイド作動弁
の開放と閉鎖が同期されている場合には必要でないこと
が認められる。
【００１９】各ソレノイド作動弁が１つの位置にばね付
勢され電気信号に応じて本発明の本質から逸脱しないで
第２の位置に動くことのできることが認められる。また
加圧流体源はエンジンにより駆動される可変容積型ポン
プとすることができ又は電気モーターによって駆動され
る不変もしくは可変のポンプとすることのできることが
認められる。さらに、第１及び第２の動力変更ユニット
５４，５６の第１及び第２の流体移送装置６６，６８の
一方又は双方は可変容積型の装置とすることができる。
これは流量と圧力の関係をマイクロプロセッサー４６に
よって監視される装置の要求に基づいて使用中変更でき
るようにする。
【００２０】産業上の適用性図面に示されるような本発
明のエネルギー変換装置の作動において、自由ピストン
エンジン１２が自由ピストンのストローク当りの加圧流
体の所定容量を排出する。加圧流体は圧力貯蔵装置１８
（アキュムレーター２０）に送られ貯蔵される。アキュ
ムレーター２０の圧力が圧力センサー５２によって検出
されて所定の最大圧力に達すると、マイクロプロセッサ
ー６４が自由ピストンエンジン１２を遮断するよう作用
する。使用中アキュムレーター２０の圧力が所定の最小
圧力に減少すると、マイクロプロセッサー６４が自由ピ
ストンエンジン１２を再始動し再びアキュムレーター２
０の圧力を増加させる。
【００２１】アクチュエータ２８のようなアクチュエー
タの１つを動かすため、入力指令が入力制御器６２を介
して形式される。この入力指令はマイクロプロセッサー
６４に送られマイクロプロセッサー６４はついで制御信
号を送り方向制御弁３８をその作動位置の一方に動か
す。例えば、加圧流体がアクチュエータ２８の流体ポー
ト３６に導入される。同時に、信号が圧力選択モジュー
ル７２の第３のソレノイド作動弁８６に送られ貯蔵器２
２への通路を開くようにする。マイクロプロセッサー６
４は第１及び第２の流体ポート３４，３６の各々の圧力
を連続して監視しているので、マイクロプロセッサー６
４はアクチュエータ２８を負荷に抗して動かすのに必要
なエネルギー又は圧力を容易に決定することができる。
必要とされるエネルギー又は圧力が第２又は第３の圧力
よりも大きかったならば、マイクロプロセッサー６４は
信号を第１のソレノイド作動弁８２に送り最高の強さの
加圧流体がこの作動弁を横切って方向制御３８の圧力導
入ポート４０に流れることができるようにする。
【００２２】必要とされる圧力が第３の中間の強さでし
かも第２の低い圧力よりも大きい圧力よりも小さかった
ならば、マイクロプロセッサー６４が信号を第５のソレ
ノイド作動弁９０に送り導管９０ａの中間の強さの加圧
流体が通過できるようにする。同様に、必要とされる圧
力が第３の中間の強さの圧力よりも小さかったならば、
マイクロプロセッサー６４が信号を第２のソレノイド作
動弁８４に送り導管８４ａの低い圧力の加圧流体が通過
できるようにする。マイクロプロセッサー６４が連続し
てアクチュエータ装置２４の必要事項を監視することに
より、使用されているアクチュエータは常時流体を仕事
をするのに必要とされる圧力の強さでのみ受け取る。こ
の結果、加圧流体源からの高い圧力の流体は必要でなく
なる。したがって、熱／油圧自由ピストンエンジン又は
加圧流体が用いられている時は加圧流体源が上昇された
圧力の流体を連続して生み出す必要がないため、エネル
ギーが節約されるものとなる。
【００２３】前に述べたように、中間の及び低い圧力の
強さは第１及び再２の動力変更ユニット５４，５６の各
々の第１及び第２の流体移送装置６６，６８の相対押し
のけ量の間に関係を調節することにより制御しかつ一定
にすることができる。本発明装置では、第３の中間の強
さの圧力は最高の圧力の約３分の２でありまた第２の低
い圧力は最高の圧力の約３分の１である。追加の圧力が
追加の動力変更ユニットを付加することにより得られる
ことが認識される。
【００２４】加圧流体が第１のソレノイド作動弁８２を
通って方向制御弁３８とアクチュエータ２８の第１の流
体ポート３４とに送られまた負荷が低くなっている場合
には、アクチュエータ２８から方向制御弁３８の排出ポ
ート４２を通って排出される流体は、流体を高速で押出
すよう作用する負荷の力により中に蓄えられた位置エネ
ルギーを有している。アクチュエータ２８から排出され
る流体のエネルギーは本発明では有用なエネルギーに変
換される。マイクロプロセッサー６４がアクチュエータ
２８の第１及び第２の流体ポート３４，３６の圧力の強
さを連続して監視しているため、その間の圧力差が同様
に監視される。
【００２５】この差圧が比較的低く、例えば約３５００
kPa （５０８ポンド／平方インチ）より低くまた流体ポ
ート３６の圧力が流体ポート３４の圧力より大きかった
ならば、マイクロプロセッサー６４は同時に信号を第３
のソレノイド作動弁８６に送り貯蔵器２２への流れを阻
止し、また信号を第２及び第４のソレノイド作動弁８
４，８８に送りこれら作動弁を通る流れを圧力導入ポー
ト４０に送られる流れに加えることができるようにす
る。第１の流体ポート３４と第２の流体ポート３６との
間の圧力差が３５００kPa より高くなったとしても、ア
クチュエータ２８からの流体は依然としてアクチュエー
タ２８に送られている流体に合流することのできること
が認められる。圧力差が高かった時は多量のエネルギー
が、方向制御弁３８を横切る高い圧力降下のため失われ
又は浪費される。
【００２６】圧力差が約３５００kPa より大きかった時
はアクチュエータ２８からの流体のエネルギーはさらに
効果的に用いられアキュムレーター２０を再充填するこ
とができる。この結果、第１及び第２のライン圧力セン
サー７８，８０により検出された圧力差が高い時は、マ
イクロプロセッサー６４が信号を第３のソレノイド作動
弁８６に送りこれを横切る流体の流れを阻止し同時に信
号を第４及び第６のソレノイド作動弁８８，９２の一方
に送る。マイクロプロセッサー６４はアキュムレーター
２０の圧力を、第１及び第２の動力変更ユニット５４，
５６の各々がアクチュエータ２８から排出されている流
体により生み出すことのできる潜在的な圧力と比較す
る。第２の動力変更ユニット５６により生み出すことの
できる潜在的な圧力がアキュムレーター２０の圧力より
も高かったならば、マイクロプロセッサー６４は信号を
第６のソレノイド作動弁９２に送り流体がこれを通って
第２の動力変更ユニット５６に流れることができるよう
にする。
【００２７】導管９０ａの加圧流体が第２の流体移送装
置６８に作用しこれを流体モーターとして作用させる。
第２の流体移送装置６８がシャフト７０により第１の流
体移送装置６６に連結されているので、第１の流体移送
装置６６はポンプとして作用しこれを横切ってアキュム
レーター２０に流れる流体の圧力を増大させる。流体移
送装置６６，６８の各々の押しのけ量が同じであったな
らば、第１の流体移送装置６６に流入する流体の圧力は
ほぼ２倍に増大される。同様に、第１の流体移送装置６
６の押しのけ量が第２の流体移送装置６８の押しのけ量
より大きかったならば、圧力は増大されるが２倍よりは
小さい。第１の流体移送装置６６の押しのけ量が第２の
流体移送装置６８の押しのけ量より小さかったならば、
圧力は２倍より大きく増大される。
【００２８】圧力選択モジュール７２，７４，７６の各
々は同じように作用し、そのため、付加的な作用は必要
でなくなる。１つより多いアクチュエータ２８，３０，
３２が本発明の本質からはずれることなく一回に用いる
ことができることが認められる。
【００２９】上記のことから、本発明のエネルギー変換
装置が、効果的な装置でありその理由はマイクロプロセ
ッサー６４が負荷を動かすのに必要な要求事項を絶えず
監視し仕事をするのに最低の圧力を必要とする加圧流体
の経路を選択するからであることが容易に明らかとな
る。さらに、アクチュエータ２８から排出されている流
体にエネルギーが存在する時は、この装置のマイクロプ
ロセッサー６４がアクチュエータ２８の圧力差を絶えず
監視しこの圧力差に依存し、マイクロプロセッサー６４
が排出されるエネルギーを用いるための最も効率的なや
り方を決定する。圧力差が低かったならば、排出された
流体はアクチュエータ２８に流入する流体に再び合流さ
れまた圧力差が高かったならば、排出する流体が圧力の
強さを増大させる動力変更ユニット５４，５６のうちの
適当な方に送られアキュムレーター２０を再充填させる
ようにする。
【００３０】本発明のその他の形態、目的及び利点は図
面、明細書の開示及び特許請求の範囲の考察から得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を組込んだ概略図である。
【図２】図１の一部のさらに詳細な概略図である。
【符号の説明】
１０…作業装置 １２…熱／油圧自由ピストンエンジン（加圧流体源） １４…流体装置 １６…エネルギー変換装置 １８…圧力貯蔵装置 ２０…アキュムレーター ２２…貯蔵器 ２４…アクチュエータ装置 ２６…方向制御弁機構 ２８，３０，３２…アクチュエータ ３４，３６…流体ポート ３８…方向制御弁 ４０…圧力導入ポート ４２…排出ポート ４４，４６…作動ポート ４８，５０…導管 ５２…圧力センサー ５４，５６…動力変更ユニット ５８…圧力選択モジュール ６０…制御装置 ６２…入力制御装置 ６４…マイクロプロセッサー ６６，６８…流体移送装置 ７２２，７４，７６…圧力選択モジュール ７８，８０…ライン圧力センサー ８２，８４，８６，８８，９０，９２…ソレノイド作動
弁 ９４，９５…一方向逆止弁

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧流体源から流体装置へのエネルギー
    を変換するエネルギー変換装置であって、前記流体装置
    が、貯蔵器と、アクチュエータ装置と、加圧流体源と貯
    蔵器に作用するよう連結された方向制御弁機構と、入力
    指令を受け取り入力指令を表わす指令信号を方向制御弁
    機構に送り加圧流体源からの加圧流体をアクチュエータ
    装置に制御可能に送るよう作動する制御装置とを有して
    いる、エネルギー変換装置において、 加圧流体源に連結され、制御装置に加圧流体源によって
    生み出される圧力の強さに比例する信号を送るよう作動
    する圧力センサーと、 ライン圧力センサーを有し、ライン圧力センサーが、ア
    クチュエータ装置の作動圧力の強さを検出し、検出され
    た圧力の強さを、制御装置と、方向制御弁機構と加圧流
    体源の間に並列に配設された第１及び第２のソレノイド
    作動弁とに送るよう作用する、圧力選択モジュール装置
    と、 第１及び第２の流体移送装置を有し圧力選択モジュール
    装置の第２のソレノイド作動弁と加圧流体源と貯蔵器と
    の間に配設された動力変更ユニットであって、第１及び
    第２の流体移送装置が駆動するよう相互に連結されてい
    る、動力変更ユニット、とを具備し、 制御装置が加圧流体をアクチュエータ装置に制御可能
    に、第１のソレノイド作動弁を通って第１の圧力の強さ
    で送り、また動力変更ユニットと第２のソレノイド作動
    弁とを通って第２の低い圧力の強さで送るよう作動す
    る、 ことを特徴とするエネルギー変換装置。
  2. 【請求項２】 制御装置が加圧流体源からの圧力の強さ
    を所定の最大圧力と所定の最小圧力との間で制御するよ
    う作動する請求項１に記載のエネルギー変換装置。
  3. 【請求項３】 アクチュエータ装置が第１及び第２の流
    体ポートを有するアクチュエータを含み、方向制御弁機
    構が、圧力導入ポートと排出ポートとを有しアクチュエ
    ータの各流体ポートに連結されている方向制御弁を含
    み、排出ポートからの流体が貯蔵器に連通され、圧力選
    択モジュール装置が、第１及び第２のソレノイド作動弁
    を有する圧力選択モジュールと、方向制御弁と貯蔵器と
    の間に配設され制御装置からの信号を受け取るのに応じ
    て作動し流体の流れを阻止する第３のソレノイド作動弁
    と、第３のソレノイド作動弁の上流側の地点と第２のソ
    レノイド作動弁と流体変更ユニットの間の地点との間に
    配設された第４のソレノイド作動弁とを含み、制御装置
    から信号を受け取るのに応じて作動し流体が流れること
    ができるようにする請求項２に記載のエネルギー変換装
    置。
  4. 【請求項４】 ライン圧力センサーがアクチュエータの
    各第１及び第２の流体ポートに連結された第１及び第２
    のライン圧力センサーを含み、アクチュエータからの流
    体の圧力が第２のソレノイド作動弁の上流側の第２の低
    い圧力よりも大きい時制御装置が信号を第３のソレノイ
    ド作動弁に送りこれを横切る流体の流れを阻止しまた実
    質的に同時に信号を第４のソレノイド作動弁に送りこれ
    を横切って方向制御弁の排出ポートから第２のソレノイ
    ド作動弁と動力変更ユニットとの間の連結個所に流体が
    流れることができるようにする請求項３に記載のエネル
    ギー変換装置。
  5. 【請求項５】 アクチュエータからの流体の圧力が圧力
    貯蔵装置の第１の所定の最大圧力の強さより小さい時、
    排出ポートからの流体の流れが動力変更ユニットに送ら
    れまた流体の一部分が第１及び第２の流体移送装置の一
    方を横切って貯蔵器に送られ流体の他の部分が他方の流
    体移送装置を横切って加圧流体源に増大された圧力の強
    さで送られる請求項４に記載のエネルギー変換装置。
  6. 【請求項６】 アクチュエータへの流体の圧力がアクチ
    ュエータからの流体の圧力より小さい時、制御装置が信
    号を第２のソレノイド作動弁に送り流体がこれを横切り
    方向制御弁に流れるようにする請求項４に記載のエネル
    ギー変換装置。
  7. 【請求項７】 第１及び第２の駆動するよう相互に連結
    された流体移送装置を有する第２の動力変更ユニットを
    含み、圧力選択モジュールが方向制御弁の圧力導入ポー
    トに第１及び第２のソレノイド作動弁と並列に連結され
    た第５のソレノイド作動弁を含み、第２の動力変更ユニ
    ットが第５のソレノイド作動弁と加圧流体源と貯蔵器と
    の間に配設され、制御装置が加圧流体を第２の動力変更
    ユニットと第５のソレノイド作動弁とを通って方向制御
    弁に第３の中間の圧力の強さで制御可能に送るよう作動
    する請求項５に記載のエネルギー変換装置。
  8. 【請求項８】 圧力選択モジュールが、方向制御弁の排
    出ポートと第２の動力変更ユニットと第５のソレノイド
    作動弁の間の一点との間に配設された第６のソレノイド
    作動弁を含んでいる請求項７に記載のエネルギー変換装
    置。
  9. 【請求項９】 方向制御弁の排出ポートの流体の圧力が
    第２の動力変更ユニットと第５のソレノイド作動弁との
    間の流体の圧力より大きい時、制御装置が信号を第３の
    ソレノイド作動弁に送りこれを横切る流体の流れを阻止
    しまた実質的に同時に信号を第６のソレノイド作動弁に
    送り流体がこれを横切り方向制御弁の排出ポートから第
    ５のソレノイド作動弁と第２の動力変更ユニットとの間
    の連結点へと流れることができるようにする請求項８に
    記載のエネルギー変換装置。
  10. 【請求項１０】 アクチュエータからの流体の圧力が加
    圧流体源の第１の所定の最大圧力の強さより小さくしか
    も第２の低い圧力の強さよりも大きい時、流体の流れが
    第２の動力変更ユニットに送られまた流体の一部分が第
    １及び第２の流体移送装置の一方を横切って送られ流体
    の他方の部分が流体移送装置の他方を横切って加圧流体
    源に増大された圧力の強さで送られる請求項９に記載の
    エネルギー変換装置。
  11. 【請求項１１】 アクチュエータからの流体の圧力がア
    クチュエータへの流体の圧力より大きくまた第２の低い
    圧力の強さよりも大きいが第３の中間の圧力の強さより
    も小さい時、制御装置が信号を第５のソレノイド作動弁
    に送り流体がこれを横切って方向制御弁に流れるように
    する請求項１０に記載のエネルギー変換装置。
  12. 【請求項１２】 アクチュエータ装置が第１及び第２の
    流体ポートを有する第２のアクチュエータを含み、方向
    制御弁機構が導入ポートと排出ポートとを有する第２の
    方向制御弁を含み、圧力選択モジュール装置が第１、第
    ２、第３及び第４のソレノイド作動弁を有する第２の圧
    力選択モジュールを含み、第２の圧力選択モジュールの
    第４のソレノイド作動弁を通る流れがまた第１の動力変
    更ユニットに送られる請求項１１に記載のエネルギー変
    換装置。
  13. 【請求項１３】 第２の圧力選択モジュールの第６のソ
    レノイド作動弁を通る流れが第２の動力変更ユニットに
    送られる請求項１２に記載の圧力変換装置。
  14. 【請求項１４】 加圧流体源が圧力貯蔵装置に連結され
    た熱／油圧自由ピストンエンジンを含んでいる請求項１
    ３に記載のエネルギー変換装置。
  15. 【請求項１５】 制御装置が、圧力貯蔵装置の圧力が所
    定の最大圧力に達したのに応じて油圧式自由ピストンエ
    ンジンを止め、圧力貯蔵装置の圧力が所定の最小圧力に
    達した時油圧式自由ピストンエンジンを始動させるよう
    作動する請求項１４に記載のエネルギー変換装置。
  16. 【請求項１６】 制御装置がアクチュエータの各第１及
    び第２のポートの間の圧力差を監視し、圧力差が約３５
    ００kPa より大きい時は制御装置が流体をアクチュエー
    タから適当な動力変更ユニットに流すようにし、圧力差
    が約３５００kPa より小さい時は制御装置が流体を方向
    制御弁を通ってアクチュエータの導入ポートに戻すよう
    にする請求項１１に記載のエネルギー変換装置。
  17. 【請求項１７】 油圧式自由ピストンエンジンから流体
    装置へのエネルギーを変換するエネルギー変換装置おで
    あって、前記流体装置が、貯蔵器と、アクチュエータ装
    置と、油圧式自由ピストンエンジンと貯蔵器とに作用す
    るよう連結された方向制御弁機構と、入力指令を受け取
    り入力指令を表わす指令信号を方向制御弁機構に送り加
    圧流体を油圧式自由ピストンエンジンからアクチュエー
    タ装置に制御可能に送るよう作動する制御装置とを有し
    ている、エネルギー変換装置において、 油圧式自由ピストンエンジンに連結され、油圧式自由ピ
    ストンエンジンによってつくり出される圧力の強さに比
    例する信号を制御装置に送るよう作動する、圧力センサ
    ーと、 ライン圧力センサーを有する圧力選択モジュール装置で
    あって、ライン圧力センサーが、アクチュエータ装置の
    作動圧力の強さを検出し検出された強さの圧力を制御装
    置と、方向制御弁機構と油圧式自由ピストンエンジンと
    の間に配設された第１のソレノイド作動弁と、方向制御
    弁と貯蔵器との間に配設された第２のソレノイド作動弁
    とに送るよう作動する、圧力選択モジュール装置と、 圧力選択モジュール装置の第１のソレノイド作動弁と油
    圧式自由ピストンエンジンと貯蔵器との間に配設され油
    圧式自由ピストンエンジンとアクチュエータ装置との間
    の流体の圧力と容量とを制御可能に調節するよう作動す
    る動力変更ユニット、 とを具備していることを特徴とするエネルギー変換装
    置。
  18. 【請求項１８】 制御装置が、動力変更ユニットからア
    クチュエータ装置の一端への流れを制御可能に阻止しま
    たアクチュエータ装置の他端からの流体の流れを動力変
    更ユニットを通って油圧式自由ピストンエンジンに向っ
    て戻すように作動擦る請求項１７に記載のエネルギー変
    換装置。
  19. 【請求項１９】 動力変更ユニットが、駆動するよう相
    互に連結された第１及び第２の流体移送装置を有してい
    る請求項１８に記載のエネルギー変換装置。
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