(57)【要約】【課題】高エネルギ段階での液圧ポンプにかかるエネルギ負荷を下げるために低エネルギ段階から蓄積されたエネルギを使用する液圧回路の提供。【解決手段】  例えば、建設機械における操作機具を操作するために使用される液圧回路１００は、シリンダ１２０の伸長のための動力よりも低い動力を液圧シリンダの反作用のために使用している。高エネルギ段階での液圧ポンプ１０１にかかるエネルギ荷重を下げるために低エネルギ段階から蓄積されたエネルギを使用する液圧回路１００が提供されている。液圧ポンプからのエネルギは、蓄積される液圧エネルギの量を増すために低エネルギ段階中に増大される。増大された量の蓄積エネルギは、次いで、高エネルギ段階のために液圧ポンプによって発生されたエネルギを増強するために使用される。【選択図】  図２
2006112616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記作業車両は、フレームと、機具と、前記フレームと機具との間に設けられた連結機構と、前記フレームと前記機具との間に設けられたブームと、前記機具を操作するための液圧シリンダとを含み、該液圧シリンダは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを有し、前記第１のチャンバに対する第１の圧力の第１の体積の流体の適用により第１の負荷の下では伸長し、前記第２のチャンバに対する第２の圧力の第２の体積の流体の適用により第２の負荷の下では後退し、前記液圧シリンダが反作用するときに前記第１のチャンバ内に第１のチャンバの反作用圧力が発生されるようになされており、
当該液圧エネルギ増強回路は、
前記第１の圧力の第１の体積の流体と前記第２の圧力の第２の体積の流体とを押しのけるための液圧ポンプであって、ポンプ入口を有している液圧ポンプと、
前記シリンダロッドを伸長させるために前記第１のチャンバに前記第１の体積の流体を導き且つ前記シリンダロッドを後退させるために前記第２のチャンバに前記第２の体積の流体を導き且つ前記第１のチャンバからの流体の流れを遮断することができる少なくとも１つの容積型制御弁と、
アキュムレータ反作用圧力の下で前記液圧シリンダの第１のチャンバから所定の体積の流体を蓄積することができるアキュムレータであって、前記所定の体積は前記液圧シリンダが前記伸長位置にあるときに決定され、前記アキュムレータは、前記第２の圧力の前記第２の体積の流体が前記第２の負荷と組み合わせられて前記第２のチャンバに適用されたときに前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にする第１の予充填圧力まで予充填されるようになされた前記アキュムレータと、
前記第１のチャンバからの前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にする少なくとも１つのアキュムレータ弁であって、前記アキュムレータ内に蓄積された流体が前記アキュムレータ反作用圧力下で前記アキュムレータから解放されるのを可能にし、前記少なくとも１つの容積型制御弁が前記第２の体積の流体を前記液圧ポンプから前記第２のチャンバへと導き、前記第１のチャンバからの流体の流れを遮断し、それによって、前記第１のチャンバからの流体の流れを前記少なくとも１つのアキュムレータ弁へ逸らし、前記少なくとも１つのアキュムレータ弁は前記第１のチャンバからの前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするために開き、前記アキュムレータは前記所定の体積の流体を前記アキュムレータ反作用圧力で蓄積するようになされた前記少なくとも１つのアキュムレータ弁と、を含んでいる、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記少なくとも１つのアキュムレータ弁が、
前記第１のチャンバからの流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするためのアキュムレータ充填弁と、
前記アキュムレータ内に蓄積された流体が前記アキュムレータ反作用圧力下で前記アキュムレータから解放されるのを可能にするためのアキュムレータ排出弁であって、前記少なくとも１つの容積型制御弁が前記液圧ポンプからの前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバへ導き且つ前記第１のチャンバからの流体の流れを遮断し、それによって前記第１のチャンバからの流体を前記少なくとも１つのアキュムレータ弁へと逸らし、前記少なくとも１つのアキュムレータ弁は前記第１のチャンバからの前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするために開き、前記アキュムレータは前記所定の体積の流体を前記アキュムレータ反作用圧力で蓄積するようになされた前記アキュムレータ排出弁と、を含むようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項３】
請求項１に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記少なくとも１つの容積型制御弁は、第１の容積型制御弁と第２の容積型制御弁とを含んでおり、前記第１の容積型制御弁は前記第１のチャンバに第１の液圧エネルギを導き、前記第２の容積型制御弁は前記第２のチャンバに第２の液圧エネルギを導くようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項４】
請求項１に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記液圧ポンプが負荷センサーを有している負荷検知可変容積型液圧ポンプである、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項５】
請求項４に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記第１のチャンバ上に第１の液圧と前記第２のチャンバ上の第２の液圧との負荷検知内容を前記負荷センサーへと給送する手段を更に含んでいる、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項６】
請求項５に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記負荷検知内容を給送する手段がシャトル逆止弁を含んでいる、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項７】
請求項５に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記第２の負荷が重力作用によって生じる後退負荷であるようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項８】
請求項５に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記第１の圧力が最も高いパイロット圧力であるようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項９】
請求項５に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記第２の圧力が負荷検知内容であるようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１０】
請求項２に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記アキュムレータ排出弁が、前記アキュムレータ内に蓄積された所定の体積の流体を解放するために開くようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１１】
請求項１０に記載の作業車両のための液圧エネルギ増強回路であって、
前記ポンプ上の負荷を減じるために前記アキュムレータ反作用圧力が前記ポンプの入口に適用されるようになされた、作業車両のための液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１２】
液圧エネルギ増強回路であって、
第１の負荷と第２の負荷とを操作するための液圧シリンダであって、第１のチャンバと第２のチャンバとシリンダロッドとを有し、前記シリンダロッドはピストンとピストンロッドとを有し、前記ピストンは第１の適用面と第２の適用面とを有し、前記液圧シリンダは第１の圧力の第１の体積の流体を前記第１のチャンバに適用すると前記第１の負荷に抗して伸長し、前記第１の圧力は該第１の圧力が前記第１の適用面に対して適用されると第１の力を発生し、前記液圧シリンダは第２の圧力の第２の体積の流体を前記第２のチャンバに適用すると前記第２の負荷によって後退し、前記第２の圧力は該第２の圧力が前記第２の適用面に対して適用されると第２の力を発生し、前記液圧シリンダが後退しつつあるときに前記第１のチャンバ内に第１のチャンバ反作用圧力が発生されるようになされた液圧シリンダと、
前記第１の圧力の前記第１の体積の流体と前記第２の圧力の前記第２の体積の流体とを発生し且つポンプ入口を有している液圧ポンプと、
前記第１の圧力の前記第１の体積の流体を前記第１のチャンバに導き且つ前記第２の圧力の前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバに導き且つ前記第１のチャンバからの流体の流れを遮断することができる少なくとも１つの容積型制御弁と、
前記第１のチャンバからの所定の体積の流体をアキュムレータ反作用圧力で蓄積することができるアキュムレータであって、前記第２の力の少なくとも１つが前記第２の負荷よりも大きく且つ前記第２の液圧エネルギが前記第２の負荷と組み合わせられて適用されるときに発生される前記第１のチャンバ反作用圧力の下においてのみ、前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にする第１の圧力へ予充填される前記アキュムレータと、
前記第１のチャンバ反作用圧力下で前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするための少なくとも１つのアキュムレータ弁であって、必要とされたときに前記所定の体積の流体が前記アキュムレータから解放されるのを可能にし、前記少なくとも１つの容積型制御弁が前記第２の体積の流体を前記液圧ポンプから前記第２のチャンバへ導き且つ前記第１のチャンバからの前記流体の流れを遮断し、それによって前記第１のチャンバからの流体を前記少なくとも１つのアキュムレータ弁へと逸らし、前記少なくとも１つのアキュムレータ弁は前記第１のチャンバからの前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするために開き、前記アキュムレータは前記所定の体積の流体を前記アキュムレータ反作用圧力で蓄積するようになされた前記少なくとも１つのアキュムレータ弁と、を含む液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１３】
請求項１に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記少なくとも１つのアキュムレータ弁が、
前記第１のチャンバからの流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするためのアキュムレータ充填弁と、
前記アキュムレータ反作用圧力の下で前記アキュムレータ内に蓄積された流体が前記アキュムレータから解放されるのを可能にするためのアキュムレータ排出弁であって、前記少なくとも１つの排出制御弁が前記液圧ポンプからの前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバへ導き且つ前記第１のチャンバからの流体の流れを遮断し、それによって前記第１のチャンバからの流体を前記少なくとも１つのアキュムレータ弁へと逸らせ、前記少なくとも１つのアキュムレータ充填弁は前記第１のチャンバからの前記所定の体積の流体の流れが前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするために開き、前記アキュムレータ排出弁は閉じており、前記アキュムレータは前記所定の体積の流体を前記アキュムレータ反作用圧力で蓄積するようになされた前記アキュムレータ排出弁と、を含む液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１４】
請求項１２に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記少なくとも１つの容積型制御弁が、第１の容積型制御弁と第２の容積型制御弁とを含み、前記第１の容積型制御弁は前記第１の体積の流体を前記第１のチャンバへ導き、前記第２の容積型制御弁は前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバへ導くようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１５】
請求項１２に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記液圧ポンプが負荷センサーを有する負荷検知可変容積型液圧ポンプである、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１６】
請求項１５に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
第１の液圧の負荷検知内容を前記第１のチャンバへ給送し且つ第２の液圧の負荷検知内容を前記第２のチャンバへ給送するようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１７】
請求項１６に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記負荷検知内容を給送する手段がシャトル逆止弁を含んでいる、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１８】
請求項１６に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記第２の負荷が重力作用によって生じる後退負荷であるようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項１９】
請求項１６に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記第１の圧力が前記負荷検知内容より大きいようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項２０】
請求項１６に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記第２の圧力が前記負荷検知内容よりも大きいようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項２１】
請求項１３に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記アキュムレータ内に蓄積された前記所定の体積の流体を解放するために前記アキュムレータ排出弁が開くようになされている、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項２２】
請求項２１に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記ポンプに対する負荷を減じるために前記アキュムレータ反作用圧力が前記ポンプの入口に適用されるようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項２３】
作業車両のための液圧回路内のエネルギを増強するための方法であって、
前記液圧回路は、負荷を操作するための液圧シリンダを含んでおり、該液圧シリンダは第１のチャンバと第２のチャンバとを有し、前記液圧シリンダは第１の圧力の第１の体積の流体を前記第１のチャンバに適用すると前記第１の負荷に抗して伸長し、第２の負荷と第２の圧力の第２の体積の流体を前記第２のチャンバに適用することによって発生される前記第２の力によって後退し、前記液圧シリンダが後退しているときに前記第１のチャンバ内に第１のチャンバ反作用圧力が発生され、液圧ポンプが前記第１の圧力で前記第１の体積の流体を押しのけ且つ前記第２の圧力で前記第２の体積の流体を押しのけ、前記液圧ポンプはポンプ入口を有しており、少なくとも１つの容積型制御弁が前記第１の体積の流体を前記第１のチャンバへと導き、アキュムレータが所定の体積の流体をアキュムレータ反作用圧力で蓄積することができ、アキュムレータ充填弁が所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にし、アキュムレータ排出弁が所定の体積の流体が前記アキュムレータから解放されるのを可能にするようにされており、
前記アキュムレータを、少なくとも１つの第２の力が前記第２の負荷よりも大きく且つ前記第２の液圧エネルギが前記第２の負荷と組み合わせられて適用されるときに発生される第１のチャンバ反作用圧力の下で前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にする第１の圧力まで予充填することと、
前記液圧ポンプによって前記第２の圧力で前記第２の体積の流体を押しのけることと、
前記少なくとも１つの容積型制御弁を前記第１のチャンバに対して閉じて前記第１のチャンバからの流体の流れを前記アキュムレータ充填弁へと逸らしつつ、前記少なくとも１つの容積型制御弁を前記第２のチャンバに対して開いて前記第２の容積の流体を前記第２のチャンバへと導くことと、
前記アキュムレータ充填弁を開いて前記アキュムレータが前記所定の体積の流体を前記アキュムレータ反作用圧力で蓄積するのを可能することと、を含む方法。  
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、
前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積された後に前記アキュムレータ充填弁を閉じることを更に含む方法。  
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
前記アキュムレータ内に蓄積された前記所定の体積の流体を解放するために、液圧エネルギの高い要求量のときに前記アキュムレータ排出弁を開くことと、
前記液圧ポンプに対する負荷を減じるために、前記ポンプの入口に前記アキュムレータ反作用圧力を適用することと、を含む方法。  
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法であって、
前記第２の負荷が重力の作用によって生じる後退負荷であるようにした、方法。  
【請求項２７】
作業車両のための液圧回路内のエネルギを増強するための方法であって、
前記液圧回路は、負荷を操作するための液圧シリンダを含んでおり、該液圧シリンダは第１のチャンバと第２のチャンバとを有しており、前記液圧シリンダは前記第１のチャンバに対して第１の圧力で第１の体積の流体を適用した際に第１の負荷に抗して伸長し、前記液圧シリンダは前記第２のチャンバに対して第２の圧力で第２の体積の流体を適用した際に第２の負荷の下で後退し、前記液圧シリンダが後退しているときに前記第１のチャンバ内に第１のチャンバ反作用圧力が発生され、前記第１の圧力で前記第１の体積の流体を押しのけ且つ前記第２の圧力で前記第２の体積の流体を押しのける液圧ポンプを含み、該液圧ポンプはポンプ入口を有し、前記液圧回路は、前記必要に応じて前記第１の体積の流体を前記第１のチャンバに導き且つ前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバに導く少なくとも１つの容積型制御弁を含み、アキュムレータの反作用圧力において前記第１のチャンバからの所定の体積の流体を蓄積することができるアキュムレータを含み、前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にするためのアキュムレータ充填弁を含み、前記所定の体積の流体が前記アキュムレータから解放されるのを可能にするアキュムレータ排出弁を含み、
前記第２の液圧エネルギ及び前記第２の負荷が適用されると発生される第１のチャンバ反作用圧力の下で前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積されるのを可能にする予充填圧力へと前記アキュムレータを予充填することと、
前記液圧ポンプによって前記第２の圧力の前記第２の体積の流体を発生させることと、
前記少なくとも１つの容積型制御弁を前記第２のチャンバに対して開いて前記第２の体積の流体を前記第２のチャンバに導く一方で前記少なくとも１つの容積型制御弁を前記第１のチャンバに対して閉じて前記第１のチャンバからの流体の流れを前記アキュムレータ充填弁へと逸らすことと、
前記アキュムレータ排出弁を閉じ、前記アキュムレータ充填弁を開いて前記アキュムレータが前記アキュムレータ反作用圧力で前記所定の体積の流体を蓄積することを可能にすることと、を含む方法。  
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、
前記所定の体積の流体が前記アキュムレータ内に蓄積された後に前記アキュムレータ充填弁を閉じることを更に含んでいる方法。  
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、
液圧エネルギの高い要求量があったときに前記アキュムレータ排出弁を開いて前記アキュムレータ内に蓄積されている第３の液圧エネルギを解放することと、
前記アキュムレータ反作用圧力を前記ポンプ入口に適用して前記液圧ポンプに対する負荷を減じることと、を含む方法。  
【請求項３０】
請求項２７に記載の方法であって、
前記第２の負荷が重力の作用によって生じる後退負荷であるようにした方法。  
【請求項３１】
請求項１に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記所定の体積の流体が一杯まで伸長した位置において前記液圧シリンダの第１のチャンバ内に含まれている十分な体積の流体であるようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項３２】
請求項１２に記載の液圧エネルギ増強回路であって、
前記所定の体積の流体が一杯まで伸長した位置において前記液圧シリンダの第１のチャンバ内に含まれている十分な体積の流体であるようになされた、液圧エネルギ増強回路。  
【請求項３３】
請求項２３に記載の方法であって、
前記所定の体積の流体が一杯まで伸長した位置において前記液圧シリンダの第１のチャンバ内に含まれている十分な体積の流体であるようにした、方法。  
【請求項３４】
請求項２７に記載の方法であって、
前記所定の体積の流体が一杯まで伸長した位置において前記液圧シリンダの第１のチャンバ内に含まれている十分な体積の流体であるようにした、方法。  
【請求項３５】
請求項２４に記載の方法であって、
液圧エネルギの高い要求量があったときに前記アキュムレータ排出弁を開いて前記アキュムレータ内に蓄積されている所定の体積の流体を解放することと、
前記アキュムレータ反作用圧力を適用して前記液圧ポンプに対する負荷を減じることと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローダー、バックホー等のような作業車両の液圧装置のためのエネルギ回復回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の作業車両においては、作業機具を操作する液圧シリンダに動力を供給するために液圧回路が使用されている。このような装置は、それらの押しのけ容積の操作によって液圧流体の流量を制御する可変容積型ポンプを使用することができる。所望の作業を完了するため、すなわち、例えば二段階作用液圧シリンダを確実に伸長させ又は後退させるために流体の流れの方向を決定するために容積型制御弁が使用される。容積型制御弁はまた、発生される圧力を最小にするため、すなわち、浮動すなわち作業機具が地面に載置され且つ作業車両が地面に沿って推進されるときに地面の形状に従う動作モードを可能にするために流体を自由に流れさせるためにも使用される。
【０００３】
液圧シリンダが重力のような抵抗力に抗して機具又は負荷を操作するために液圧シリンダが使用される場合には、大多数の場合に関連する液圧装置のための液圧ポンプは、後退位置へ動く際に伸長位置へ動く場合よりも実質的に少ないエネルギを発生する。これは、一般的に、シリンダは重力の作用下で後退するが液圧シリンダが重力の作用に打ち勝ったときにのみ伸長することができるという事実によるものである。更に、液圧シリンダは、より少ない流体を使用し且つピストンに力負荷を発生させるための内部容積及び適用面積がピストンの伸長側よりも後退側における方が小さいので、伸長中よりも後退中により小さい力を発生する傾向がある。従って、液圧シリンダの作用は一般的に液圧シリンダの低エネルギ段階として特徴付けられ、伸長は一般的に液圧シリンダの高エネルギ段階として特徴付けられる。
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既に説明したように、幾つかの作業車両のための液圧装置においては、低エネルギ段階からの液圧エネルギの一部分は、作業車両における何らかの他の機能に対して適用するために蓄積される。しかしながら、一般的作業用車両においては、蓄積された液圧エネルギは、シリンダに液圧エネルギを供給する液圧ポンプにかかるエネルギ荷重を下げるために使用されない。従って、一般的な作業用車両においては、高エネルギ段階のピークエネルギの条件は、液圧ポンプの大きさ、容量及びエネルギ条件、従って液圧回路全体の燃料効率を直接決定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書には、高エネルギ段階での液圧ポンプにかかるエネルギ荷重を下げるために低エネルギ段階において蓄積されたエネルギを使用する液圧回路が提供されている。液圧ポンプからのエネルギは、蓄積される液圧エネルギの量を増すために低エネルギ段階中に増大される。増大された量の蓄積エネルギは、次いで、高エネルギ段階のために液圧ポンプによって発生されたエネルギを増強するために使用される。
【発明の効果】
【０００６】
このような方法による蓄積エネルギの使用は、低エネルギ段階及び高エネルギ段階中における液圧ポンプに対するエネルギ荷重間の差を狭めるのに役立つ。このことは、液圧回路の性能の重大な低下を生じることなく液圧ポンプの大きさ及び高い燃料効率による利益を得ることを可能にする。燃料効率の重大な低下を生じさせることなく液圧回路の性能を高め又は液圧回路を駆動するエンジンの大きさを減じることも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面と組み合わせて詳細に説明する。
図１は、本発明を使用することができる作業車両を図示している。図１に示した特別な作業車両は、垂直枢支軸４０によって後方車両部分３０に枢動可能に結合された前方車両部分２０を含んでいる主要車両本体１０を有している連接四輪駆動ローダー１である。このローダーは、当該技術において公知の方法で前方車両部分２０を後方車両部分３０に対して枢動させることによって操舵される。前方及び後方車両部分２０及び３０は、各々、前方駆動車輪５０及び後方駆動車輪６０上に支持されている。運転者ステーション７０は後方車両部分３０上に設けられており且つ概して垂直枢動軸４０の上方に配置されている。前方車両部分２０は、ブーム８０、連結アセンブリ８５、作業機具９０及び液圧シリンダ１２０を含んでいる。前方及び後方の駆動車輪５０及び６０は、車両を地面に沿って推進させ且つ当該技術において公知の方法で動力を付与される。
【０００８】
図２は、本発明の例示的な実施形態を示している液圧回路１００を示している。図示された液圧回路１００は、負荷検知可変容積型ポンプ１０１、シャトル逆止弁１０２、第１の容積型制御弁１１０、第２の容積型制御弁１１１、アキュムレータ１１５、アキュムレータ充填弁１１６、アキュムレータ排出弁１１７及び液圧シリンダ１２０を含んでいる。負荷検知可変容積型ポンプ１０１は、ポンプ入口１０１ａ、ポンプ出口１０１ｂ及びセンサー入口１０１ｃを含んでいる。液圧シリンダ１２０は、第１のチャンバ１２０ａ、第２のチャンバ１２０ｂ、シリンダロッド１２１及びハウジング１２２を含んでいる。シリンダロッド１２１は、ピストン１２１ｂに結合されているピストンロッド１２１ａ、第１の適用面１２１ｃと少なくとも結合ピストンロッド１２１ａの断面積だけ第１の適用面１２１ｃよりも小さい第２の適用面１２１ｄを有しているピストン１２１ｂとを含んでいる。第１及び第２のチャンバ１２０ａ及び１２０ｂは、各々、第１及び第２の適用面１２１ｃ及び１２１ｄに曝されている液圧シリンダ１２０の部分を含んでいる。
【０００９】
液圧シリンダ１２０は、第２の適用面１２１ｄのための第２の表面積に対する第１の適用面１２１ｃのための第１の表面積の比として規定されている面積比によって部分的に定格される。伸長負荷１３０は、シリンダロッド１２１上の負荷を表している。液圧シリンダ１２０の伸長中に受ける伸長負荷１３０は、通常は、液圧シリンダ１２０の後退中に受ける後退負荷１３１よりも大きい。
【００１０】
液圧ポンプ１０１は、入口１０１ｂを介して第１の容積型制御弁１１０及び第２の容積型制御弁に流体的に結合されている。液圧ポンプは、入口１０１ａを介してアキュムレータ排出弁１１７に流体的に結合されている。第１の容積型制御弁１１０は、第１のチャンバ１２０ａ及びアキュムレータ充填弁１１６に流体連通されている。第２の容積型制御弁１１１は、第２のチャンバ１２０ｂと流体連通されている。アキュムレータ１１５は、アキュムレータ充填弁１１６及びアキュムレータ排出弁１１７と流体連通している。アキュムレータ充填弁１１６は、アキュムレータ排出弁１１７と流体連通している。最後に、逆止弁１０２は、各々、パイロットライン１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃを介して第１のチャンバ１２０ａ、第２のチャンバ１２０ｂ及びセンサー入口１０１ｃに流体接続されている。
【００１１】
第１の容積型制御弁１１０と第２の容積型制御弁１１１とは、ノーマルクローズ中心を有する３位置３方向弁である。シャトル逆止弁１０２は、第１の側１２０ａ及び第２の側１２０ｂからの最も高いパイロット圧の流れを停止させ且つ最も高いパイロット圧又は負荷センサーを負荷センサー入口１０１ｃへ給送する二段階動作をする。２つの単一動作の逆止弁（図示せず）は、同じ機能を達成する。アキュムレータ充填弁１１６及びアキュムレータ排出弁１１７は、ノーマルクローズ２位置１方向弁である。
【００１２】
作動時には、後退せしめられたシリンダロッド１２１を伸長させるために、液圧ポンプ１０１は、第１の液圧エネルギを発生し、すなわち、第１の圧力で第１の体積の流体を押し出す。ポンプが第１の液圧エネルギを発生すると、第１の容積型制御弁１１０は位置＃２へと移動せしめられ、一方、第２の容積型制御弁１１１は位置＃６へずらされ、アキュムレータ充填弁１１６は閉じたままである。第１の圧力の流体は次いで第１のチャンバ１２０ａ内に入り且つ第１の圧力を第１の適用面１２１ｃにかけて伸長負荷１３０と流体の重量及びあらゆる流れに対するライン抵抗によって第２の適用面１２１ｄに生じる第２の力よりも大きい第１の力を発生する。液圧シリンダ１２０の第１のチャンバ１２０ａは、次いで、流体を充填され、液圧シリンダ１２０を伸長させ且つ第２のチャンバ１２０ｂ内のあらゆる流体を第２の容積型制御弁１１１、フィルタアセンブリ１４２、熱交換器アセンブリ１４１を介して流体リザーバ１４０内へと押し出す。
【００１３】
伸長された液圧シリンダ１２０を後退させるためには、第１の容積型制御弁１１０は位置＃１に移動され、第２の容積型制御弁１１１は位置＃５に移動され、アキュムレータ充填弁１１６は開かれ、アキュムレータ排出弁１１７は閉じられる。次いで、液圧ポンプ１０１は第２の液圧エネルギを発生し、すなわち、第２の圧力によって第２の体積の流体を押し出す。次いで、流体が第２のチャンバ１２０ｂ内に入って第２の適用面１２１ｄに第２の圧力をかけ、この第２の圧力は、後退負荷１３１と組み合わせられたときに第１の適用面１２１ｃ上に第１のチャンバの反作用圧力からの第３の力に打ち勝つのに十分である第２の力を発生させる。第１のチャンバの反作用圧力は、特に液圧ライン内の流れに対する抵抗及びアキュムレータ１１５内のアキュムレータの反作用圧力を介して、反作用負荷１３１と組み合わせられた第２の力に対する反作用によって発生される。次いで、流体が第２のチャンバ１２０ｂ内に流れ込んで液圧シリンダ１２０に作用し且つ第１のチャンバ１２０ａからの流体をアキュムレータ充填弁１１６を介してアキュムレータ１１５内へと押し出す。アキュムレータ１１５は、十分な体積の流体が獲得されるか又はアキュムレータ反作用圧力が第１のチャンバの反作用圧力に等しいか若しくはより高くなるまで加圧された流体を捕捉し続ける。このようにして、アクチュエータ１１５は、流体を蓄積するにつれて第３の液圧エネルギを蓄積し、すなわち、アキュムレータ１１１５はアキュムレータ反作用圧力の下で第１の側１２０ａからの流体を蓄積する。
【００１４】
所望ならば、第１のチャンバ１２０ａと第１の容積型制御弁１１０との間の圧力変換器１５０は、ひとたび第１のチャンバ反作用圧力に到達すると第１の容積型制御弁１１０を位置＃３へ移動させ且つ充填弁１１６を閉じるための信号をコントローラ（図示せず）に送るように設定しても良い。このことにより、第１のチャンバ１２０ａを十分に空にすることができ且つ液圧シリンダを十分に後退させることができる。
【００１５】
アキュムレータに対する予充填は、通常は、第１の反作用圧力が、シリンダロッド１２１が一杯まで伸長された状態で液圧シリンダ１２０の第１の側１２０ａに含まれる流体の全体積の蓄積を可能にするのに十分であるように調整される。しかしながら、アキュムレータ１１５は、液圧ポンプ１０１がより高い第２の圧力を発生することを必要とするより高い圧力へと再度充填しても良い。更に、予充填は、ある体積又は所定の体積の流体のみがアキュムレータ１１５内に蓄積されるように調整されても良い。もちろん、この実施形態においては、液圧エネルギは圧力及び体積の関数であるので、アキュムレータ上により高い予充填をすることによって、より多量の液圧エネルギがアキュムレータ１１５内に蓄積されるのが可能になる。
【００１６】
シリンダロッド１２１の次の伸長中に、アキュムレータ排出弁１１７が開かれてアキュムレータ１１５内に蓄積された第３の液圧エネルギが解放され且つアキュムレータ反作用圧力が液圧ポンプ１０１のポンプ入口１０１ａにかけられてポンプ入口１０１ａとポンプ出口１０１ｂとの間の圧力差が減じられ、最終的に、伸長中の液圧ポンプ１０１に対する要求量が減じられる。これによって、液圧ポンプ１０１に対するピーク要求量の低減が生じる。これはまた、液圧シリンダ１２０を伸長させ或いは後退させるための液圧ポンプに対する全ての要求量を一様にする傾向があり且つ液圧回路１００のための性能の最終的な低下を生じることなくエンジン（図示せず）のサイズ及びエネルギ条件の低減につながり得る。
【００１７】
アキュムレータ充填弁１１６及びアキュムレータ排出弁１１７の動作を含む全ての弁動作は、液圧シリンダ１２０を機能させるための制御装置が操作されると自動的に発生される電気信号を発生させる。
【００１８】
ピーク要求量の最大の低減、最終的には液圧ポンプ１０１に対する全ての要求量の理想的な平準化ばかりでなくエンジン（図示せず）のサイズの低減は、アキュムレータ１１５に対する予充填を調整して最大の第２の液圧エネルギが最大の第１の液圧エネルギにほぼ等しくなることを必要とすることによって達成することができる。このことは、例えば、液圧シリンダ１２０が液圧シリンダ１２０の反作用の際に液圧回路が受ける反作用負荷１３１を決定するように処理できるように最大負荷１３０を選択し、液圧シリンダ１２０の面積比を確かめ、それによってアキュムレータを予充填することによって達成することができる。例えば、予充填は、
【式１】
【００１９】
2006112616.tif 000003
【００２０】
（式中、Ｈ２ｍａｘは最大の第２の液圧エネルギであり、ＡＲは面積比であり、ＨＧは重力の作用によって発生される液圧エネルギであり、Ｈ１ｍａｘは最大の第１の液圧エネルギであり、
【式２】
【００２１】
2006112616.tif 000004
【００２２】
である）であるように調整することができる。これらの条件下では、（Ｐ２ｍａｘＡ２＋ＦＲＧ）／Ａ１＞＝ＰＲＡｍａｘ（式中、Ｐ２ｍａｘは第２の圧力であり、Ａ２は第２の表面積であり、ＦＲＧは重力の作用による力であり、Ａ１は第１の表面積であり、ＰＲＡｍａｘはアキュムレータ反作用圧力である）である。
【００２３】
作業機具の浮動は、第１及び第２の容積型制御弁１１０及び１１１を、各々、位置＃３及び＃６へ移動させることによって達成される。このことにより、流体がリザーバとチャンバ１２０ａ及び１２０ｂとの間で自由に流れるのが可能になる。
【００２４】
図３は、アキュムレータ充填弁１１６とアキュムレータ排出弁１１７とが単一のアキュムレータ弁２１０によって置き換えられている本発明の例示的な実施形態としてのもう一つ別の液圧回路２００を図示している。アキュムレータ１１５が第１のチャンバ１２０ａからの流体によって充填されつつあるときに、アキュムレータ弁２１０は充填位置＃７に移動される。次いで、ひとたびアキュムレータ１１５が充填されると、アキュムレータ弁２１０は充填位置＃８へ移動せしめられる。最後に、アキュムレータ弁２１０は位置＃９へと移動せしめられてアキュムレータ１１５内に蓄積された流体をアキュムレータ反作用圧力で解放し且つこの圧力を液圧ポンプ１０１のポンプ入口１０１ａに適用する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上例示的な実施形態を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形を施すことができることは明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明を使用することができる作業車両の側面図である。
【図２】図２は、図１の作業車両のための本発明の液圧回路の例示的な実施形態の回路図である。
【図３】図３は、図１の作業車両のための本発明の液圧回路の別の例示的な実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  連接四輪駆動ローダー、    １０  主要車両本体、    ２０  前方車両部分、
３０  後方車両部分、            ４０  垂直枢軸、        ５０  前方駆動車輪、
６０  後方駆動車輪、            ７０  運転者ステーション、
８０  ブーム、                  ８５  連結アセンブリ、  ９０  作業機具、
１００  液圧回路、              １０１  負荷検知可変容積型ポンプ、
１０１ａ  ポンプ入口、          １０１ｂ  ポンプ出口、
１０１ｃ  センサー入口、        １０２  シャトル逆止弁、
１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃ  パイロットライン、
１１０  第１の容積型制御弁、    １１１  第２の容積型制御弁、
１１５  アキュムレータ、        １１６  アキュムレータ充填弁、
１１７  アキュムレータ排出弁、  １２０  液圧シリンダ、
１２０ａ  第１のチャンバ、      １２０ｂ  第２のチャンバ、
１２１  シリンダロッド、      １２１ａ  ピストンロッド、
１２１ｂ  ピストン、            １２１ｃ  第１の適用面、
１２１ｄ  第２の適用面、          １２２  ハウジング、
１３０  伸長負荷、              １３１  後退負荷、
１４０  流体リザーバ、          １４１  熱交換器アセンブリ、
１４２  フィルタアセンブリ、    ２００  液圧回路、
２１０  アキュムレータ弁
【図１】
2006112616.tif 000005
【図２】
2006112616.tif 000006
【図３】
2006112616.tif 000007