エネルギー変換装置
【課題】バッテリーがフル充電状態になったとき等にも、アクチュエータの作動速度が変化して作業性が悪くなることがないエネルギー変換装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１に慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路４に設けた絞り制御弁６と、絞り制御弁６を制御するパイロット圧制御弁１７と、パイロット圧制御弁１７を制御するコントローラＣとを備え、コントローラＣは、上記通路４を介してポンプＰからの圧力流体をアクチュエータ１に供給する信号、蓄電センサー２３からのフル充電信号、フェイルセーフセンサー２４からのフェイル信号のいずれかが入力したとき、パイロット圧制御弁１７を制御して絞り制御弁６を自由流れ位置６ａに保ち、上記通路４を介して戻り流体をタンクＴに戻す信号が入力したとき、パイロット圧制御弁１７を制御して絞り制御弁６を絞り流れ位置６ｂに保つ構成にした。
【解決手段】アクチュエータ１に慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路４に設けた絞り制御弁６と、絞り制御弁６を制御するパイロット圧制御弁１７と、パイロット圧制御弁１７を制御するコントローラＣとを備え、コントローラＣは、上記通路４を介してポンプＰからの圧力流体をアクチュエータ１に供給する信号、蓄電センサー２３からのフル充電信号、フェイルセーフセンサー２４からのフェイル信号のいずれかが入力したとき、パイロット圧制御弁１７を制御して絞り制御弁６を自由流れ位置６ａに保ち、上記通路４を介して戻り流体をタンクＴに戻す信号が入力したとき、パイロット圧制御弁１７を制御して絞り制御弁６を絞り流れ位置６ｂに保つ構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アクチュエータの慣性エネルギーや位置エネルギーを利用して油圧モータを駆動するとともに、この油圧モータの回転力で発電機を回すエネルギー変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、特許文献１に記載された装置が従来から知られている。この従来の装置は、アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に、オンオフ的に切り換わる切換弁を設けている。そして、この切換弁がノーマル位置にあるとき、慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したアクチュエータの戻り油が、この切換弁を経由してタンクに還流する。また、上記切換弁がノーマル位置から切り換え位置に切り換わったときには、上記慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したアクチュエータの戻り油が油圧モータに導かれるようにしている。そして、この油圧モータには発電機が連結されているので、上記戻り油で油圧モータが回転すれば、その回転力で発電機が回って発電される。また、上記油圧モータからの戻り油は、そのままタンクに戻される。つまり、アクチュエータからの戻り油は、発電機に連結した油圧モータを介してタンクに戻されることになる。
【特許文献１】特開２００４−１１１６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにした従来の装置では、例えば、発電機に連結したバッテリーがフル充電に近い状態になると、当然のこととして、充電量が少なくなるため発電機の回転抵抗が小さくなる。したがって、この発電機に連結した油圧モータの負荷も小さくなり、その回転数が上昇してしまう。このようにして、油圧モータの回転数が上昇すれば、アクチュエータからの戻り油がタンクに還流するときの流動抵抗も小さくなるので、オペレータの意思とは関係なくアクチュエータの作動スピードも上昇してしまう。また、フル充電になれば、切換弁がノーマル位置に切り換わるので、油圧モータには油が流れなくなる。すると、アクチュエータの戻り流量は絞りを介して戻されることになるので、アクチュエータの戻り速度が極端に遅くなる。
つまり、従来の装置では、バッテリーの充電状況によって、アクチュエータの作動速度が変化し、作業性が悪くなるという問題があった。
【０００４】
また何らかの原因で、油圧モータや発電機にトラブルが発生し、油圧モータのスムーズな回転が損なわれたときにも、切換弁がノーマル位置になるので、上記の場合と同じ理由で、アクチュエータの作業性が悪くなるという問題が発生していた。
この発明の目的は、バッテリーがフル充電状態になったとき、あるいは、油圧モータや発電機にトラブルが発生した場合にも、アクチュエータの作動速度が変化して作業性が悪くなることがないエネルギー変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、アクチュエータを制御する切換制御弁を設け、この切換制御弁をいずれか一方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの一方の側に供給するとともに、アクチュエータの他方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にする一方、切換制御弁をいずれか他方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの他方の側に供給するとともに、アクチュエータの一方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にし、この切換制御弁の切り換え制御に応じて、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を絞って、この絞り側となる通路に流通する流体を、発電機に連結した油圧モータに供給して、上記慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置を前提とする。
【０００６】
そして、第１の発明は、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に設け、自由流れ位置と絞り流れ位置とに切り換え可能なパイロットバルブからなる絞り制御弁と、この絞り制御弁に作用させるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを備え、このコントローラには、発電機で発電した電力を蓄電するバッテリーの蓄電状況を検出する蓄電センサーあるいは上記油圧モータや発電機の作動状況を検出するフェイルセーフセンサーの少なくともいずれか一方を接続するとともに、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してポンプからの圧力流体をアクチュエータに供給する信号あるいは蓄電センサーからのフル充電信号、フェイルセーフセンサーからのフェイル信号のいずれかがコントローラに入力されたとき、上記コントローラは、上記パイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を自由流れ位置に保ち、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してアクチュエータの戻り流体をタンクに戻す信号がコントローラに入力したとき、コントローラはパイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つ構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
第２の発明は、上記戻り側となる通路と上記油圧モータとを遮断するノーマル位置と、上記戻り側となる通路と油圧モータとを連通する切り換え位置との少なくとも２位置に切り換え可能であって、上記パイロット圧制御弁によって制御される切換弁を設け、上記コントローラは上記パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁を自由流れ位置に保つとき、上記切換弁をノーマル位置に保つ一方、上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つとき、上記切換弁を切り換え位置に保つ構成にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
第１、第２の発明によれば、コントローラが、蓄電センサーからのフル充電信号やフェイルセーフセンサーからのフェイル信号に基づいて、パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁の絞り機能を解除する構成にしたので、フル充電に達したときあるいは故障等が発生したときにも、アクチュエータの作動速度に影響を及ぼしたり、作業効率を落としたりしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示したこの実施形態は、この発明のアクチュエータであるシリンダ１に、３位置４ポート弁であってパイロットバルブからなる切換制御弁２を接続したもので、そのポンプポート２ａをポンプＰに接続し、タンクポート２ｂをタンクＴに接続している。また、一対のアクチュエータポート２ｃ，２ｄのうち、一方のアクチュエータポート２ｃを、通路３を介してシリンダ１のロッド側室１ａに接続し、他方のアクチュエータポート２ｄを、通路４を介してピストン側室１ｂに接続している。
【００１０】
上記のようにした切換制御弁２は、図示の中立位置にあるとき、各ポート２ａ〜２ｄのすべてを閉じた状態に保つ。そして、切換制御弁２の一方のパイロット室にパイロット圧を作用させて、切換制御弁２が図面左側位置に切り換わると、ポンプポート２ａとアクチュエータポート２ｄとが連通し、タンクポート２ｂとアクチュエータポート２ｃとが連通する。また、切換制御弁２の他方のパイロット室にパイロット圧を作用させて、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、今度は、ポンプポート２ａとアクチュエータポート２ｃとが連通し、タンクポート２ｂとアクチュエータポート２ｄとが連通する。このように、切換制御弁２のパイロット室にパイロット圧を作用させることによって、ポンプＰから吐出される吐出油を通路３側に導いたり、通路４側に導いたりすることができる。
【００１１】
そして、上記切換制御弁２を制御するのがパイロット操作機構５である。このパイロット操作機構５は、その操作レバー５ａを操作することによって、切換制御弁２のいずれか一方のパイロット室に、上記操作レバー５ａの操作量に比例したパイロット圧を導き、そのパイロット圧に応じて切換制御弁２を切り換えるようにしている。なお、パイロット操作機構５にはこの発明の制御機構であるコントローラＣが電気的に接続されており、操作レバー５ａの操作状況がコントローラＣに電気信号として発信される。
【００１２】
また、上記通路４には絞り制御弁６を接続している。この絞り制御弁６は、自由な流れを許容する自由流れ位置６ａと、オリフィスによって流量を制御する絞り流れ位置６ｂとからなる２つの切換位置を有している。この絞り制御弁６は、その一方の側に設けたスプリング７によって通常は自由流れ位置６ａを保つとともに、他方の側に設けたパイロット室８にパイロット圧が導かれたとき、絞り流れ位置６ｂに切り替わる構成にしているが、この構成については後で詳しく説明する。
【００１３】
また、この実施形態におけるシリンダ１は、そのピストン側室１ｂを下にした状態で設置される。したがって、ピストン側室１ｂをタンクＴに連通して、シリンダ１を収縮させるとき、このシリンダ１に作用している負荷によって、当該シリンダ１に慣性エネルギーや位置エネルギーが作用するとともに、このときには、通路４が戻り側の通路ということになる。また、当然のこととして、ピストン側室１ｂをポンプＰに連通させたときには、シリンダ１はそれに作用している負荷を上昇させることになるので、当該シリンダ１に作用する負荷による慣性エネルギーは無視できるほど少ない。したがって、この発明でいう、アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したとき、とはシリンダ１を収縮させる場合のみを指すものとする。
【００１４】
そして、上記シリンダ１が収縮動作するとき、その負荷に応じた慣性エネルギーや位置エネルギーが作用すること上記の通りであるが、このようにシリンダ１にエネルギーが作用するときに戻り側となる通路４であって、戻り流れに対して絞り制御弁６よりも上流側になる位置に接続通路１１を接続するとともに、この接続通路１１に２位置４ポート弁である切換弁Ｓを接続している。この切換弁Ｓは、供給ポート９ａ，９ｂと、戻りポート１０ａ，１０ｂとを備えている。そして、一方の供給ポート９ａは、接続通路１１を介して、通路４に接続するとともに、他方の供給ポート９ｂは、油圧モータＭに対して供給側となる供給流路１２に接続している。なお、油圧モータＭは発電機Ｇの動力源であり、油圧モータＭが回転することによって発電機Ｇが発電するとともに、発電機Ｇによって発電された電力がバッテリーＵに蓄電される。
【００１５】
また、上記一方の戻りポート１０ａは、接続通路１３を介してタンクＴに接続するとともに、他方の戻りポート１０ｂは、上記油圧モータＭに対して戻り側となる戻り流路１４に接続している。このようにした切換弁Ｓは、その一方の側にスプリング１５を設けるとともに、他方の側にパイロット室１６を設けている。このパイロット室１６にはパイロット圧制御弁１７を接続しているが、このパイロット圧制御弁１７は、ソレノイド１７ａの励磁電流に応じてパイロット圧を制御するものである。したがって、パイロット圧制御弁１７は上記ソレノイド１７ａに供給された励磁電流に応じたパイロット圧を、上記パイロット室１６に導くとともに、このパイロット圧の大きさに応じて切換弁Ｓが切り換わることになる。
また、パイロット圧制御弁１７で制御されたパイロット圧は、上記パイロット室１６と同時に、絞り制御弁６のパイロット室８にも導かれる。パイロット室８にパイロット圧が導かれると、絞り制御弁６が自由流れ位置６ａから絞り流れ位置６ｂに切り換わる。したがって、絞り制御弁６と切換弁Ｓとは、パイロット圧制御弁１７によって同期して切り換わることとなる。
【００１６】
上記のようにした切換弁Ｓは、パイロット室１６にパイロット圧が作用していないとき、スプリング１５の作用で図示の一方の切り換え位置であるノーマル位置Ｓ１を保つ。そして、この一方の切り換え位置であるノーマル位置Ｓ１において、上記供給ポート９ａ，９ｂが閉じられるとともに、戻りポート１０ａ，１０ｂは絞り開度を保った状態に維持される。また、パイロット室１６に、上記のようにパイロット圧が導かれて、切換弁Ｓが上記ノーマル位置Ｓ１から他方の切り換え位置である切り換え位置Ｓ２に切り換わると、上記供給ポート９ａ，９ｂおよび戻りポート１０ａ，１０ｂが開くが、そのときの開度は、上記したようにソレノイド１７ａの励磁電流に応じて制御される。ただし、このソレノイド１７ａの励磁電流と、前記したパイロット操作機構５の操作レバー５ａの操作量とが対応するように上記コントローラＣが制御している。
【００１７】
いずれにしても、切換弁Ｓが、図示のノーマル位置Ｓ１にあるときには、供給流路１２にピストン側室１ｂからの戻り油は導かれないので、油圧モータＭは回転せず、当然のこととして発電機Ｇも機能しない。
【００１８】
一方、パイロット操作機構５の操作レバー５ａを操作して、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、シリンダ１におけるピストン側室１ｂの戻り流体をタンクＴに戻す信号が、パイロット操作機構５からコントローラＣに入力される。この信号が入力されると、コントローラＣがパイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを励磁する。したがって、絞り制御弁６のパイロット室８と、切換弁Ｓのパイロット室１６にパイロット圧が導かれ、絞り制御弁６が絞り流れ位置６ｂに切り換わるとともに、切換弁Ｓが切り換え位置Ｓ２に切り換わる。このように絞り制御弁６と切換弁Ｓとが切り換われば、シリンダ１の戻り流体が、油圧モータＭに供給されるので、油圧モータＭが回転する。この油圧モータＭの回転にともなって、発電機Ｇも回転して発電機能を発揮するとともに、発電機Ｇで発電された電力はバッテリーＵに蓄電される。
【００１９】
また、上記供給流路１２と戻り流路１４との間には、それら両者を短絡させる短絡流路１８を設けるとともに、この短絡流路１８には、戻り流路１４から供給流路１２への流れのみを許容するチェック弁１９を設けている。さらに、このチェック弁１９と並列にしたリリーフ弁２０を設け、供給流路１２側の最高圧を制御するようにしている。なお、このリリーフ弁２０の設定圧を可変にすることによって、当該装置を、許容トルクが異なるいろいろな発電機に対応させることができる。さらにまた、上記供給流路１２には、補給流路２１を接続し、供給流路１２側における流量不足を、タンクＴから補うようにしている。なお、図中符号２２は、補給流路２１に設けたチェック弁で、タンクＴから供給流路１２への流れのみを許容するものである。
【００２０】
また、上記コントローラＣには、バッテリーＵの蓄電状況を検出する蓄電センサー２３および油圧モータＭや発電機Ｇが故障して正常に機能しなくなった場合等にフェイル信号を発信するフェイルセーフセンサー２４が接続されている。そして、コントローラＣは、充電状態において蓄電センサー２３からフル充電信号を受信したとき、あるいはフェイルセーフセンサー２４からフェイル信号を受信したとき、上記パイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを非励磁状態にする。このようにソレノイド１７ａが非励磁状態にあれば、絞り制御弁６が自由流れ位置に保たれ、切換弁Ｓがノーマル位置Ｓ１に保たれるので、油圧モータＭは停止する。
【００２１】
次に、この実施形態の作用を説明する。
今、切換制御弁２を図示の中立位置に保った状態から、パイロット操作機構５の操作レバー５ａを操作して、切換制御弁２を図面左側位置に切り換えると、シリンダ１のピストン側室１ｂにポンプＰの吐出油が供給されるとともに、ロッド側室１ａの作動油がタンクＴに戻されて、シリンダ１は伸長する。このとき、上記操作レバー５ａの操作信号がコントローラＣに送信されるが、この操作信号を受信したコントローラＣは、パイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを非励磁状態にする。ソレノイド１７ａが非励磁状態になれば、絞り制御弁６のパイロット室８及び切換弁Ｓのパイロット室１６にパイロット圧が作用しない状態になるので、絞り制御弁６は図示の自由流れ位置６ａに保たれ、切換弁Ｓはノーマル位置Ｓ１に保たれる。
【００２２】
上記の状態からパイロット操作機構５の操作レバー５ａを上記とは反対方向に切り換えて、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、ポンプＰの吐出油がロッド側室１ａに供給されるが、ピストン側室１ｂからの戻り油は、以下のようにしてタンクＴに戻されることとなる。
すなわち、上記のように切換制御弁２が図面右側位置に切り換わると、コントローラＣは、操作レバー５ａからその操作信号を受信するとともに、操作レバー５ａの操作量、言い換えれば切換制御弁２の切換量に応じて、ソレノイド１７ａの励磁電流を制御する。なお、コントローラＣが操作レバー５ａから受信する上記の操作信号が、この発明でいうシリンダ１におけるピストン側室１ｂの戻り流体をタンクＴに戻す信号である。
【００２３】
このときソレノイド１７ａは、操作レバー５ａの操作量が大きくなるにつれて、パイロット室８，１６に作用するパイロット圧も大きくなるように制御される。したがって、切換制御弁２が図面右側位置に切り換わると、絞り制御弁６を絞り流れ位置６ｂに切り換え、切換弁Ｓを切り換え位置Ｓ２に切り換えるとともに、このときの絞り流れ位置６ｂにおける絞り開度、および切り換え位置Ｓ２における開度は、上記操作レバー５ａの操作量に比例したものとなる。
【００２４】
このように、絞り制御弁６が絞り流れ位置６ｂに切り換わると、ピストン側室１ｂからの戻り油のうち、切換制御弁２側への流体が絞り流れ位置６ｂにおける絞りによって絞られるとともに、残りの流体が接続通路１１から供給流路１２に導かれ、油圧モータＭがその圧力で回転して発電機Ｇを回し、発電機能を発揮させる。このようにして発電された電力は、バッテリーＵに蓄電される。
上記のように操作レバー５ａを操作して切換制御弁２を図中右側位置に切り換えたとき、言い換えれば、ピストン側室１ｂをタンクＴに連通して、シリンダ１を収縮させるとき、ピストン側室１ｂからの戻り油を利用して発電機Ｇが発電する。つまり、シリンダ１に作用している負荷によって発生する慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。
【００２５】
なお、上記のように絞り制御弁６の絞り流れ位置６ｂにおける絞り開度、および切換弁Ｓの切り換え位置Ｓ２における開度が、上記操作レバー５ａの操作量に比例したものになっている。そして、上記絞り制御弁６の絞りを介してタンクＴに流れる流量Ｑｔと、上記切換弁Ｓを通過して油圧モータＭに供給される流量Ｑｍとの合計流量が、パイロット操作機構５の操作レバー５ａの操作量に比例した流量、すなわちシリンダ１の戻り制御に必要とされる流量Ｑｃに等しくなる。したがって、発電機Ｇを設けた場合と、それを設けなかった場合とで、シリンダ１に対するオペレータの操作感がほとんど違わなくなるといった効果が期待できる。
【００２６】
上記のようにしてバッテリーＵに電力が蓄えられた結果、バッテリーＵがフル充電状態になると、蓄電センサー２３がコントローラＣにフル充電信号を発信する。コントローラＣはフル充電信号を受信すると、ソレノイド１７ａを非励磁状態にして、絞り制御弁６を自由流れ位置６ａに切り換えるとともに、切換弁Ｓをノーマル位置Ｓ１に切り換える。
したがって、接続通路１１と供給流路１２とが遮断されて発電機能が中断されるとともに、ピストン側室１ｂからの戻り油は、全量絞り制御弁６及び切換制御弁２を介してタンクＴに戻される。つまり、この場合には、ピストン側室１ｂからの戻り流量は、操作レバー５ａの操作量に比例した切換制御弁２の開度に応じて制御されることになる。
【００２７】
また、バッテリーＵがフル充電状態にない場合であっても、油圧モータＭや発電機Ｇに異常が生じた場合には、フェイルセーフセンサー２４がフェイル信号を発信するとともに、フェイル信号を受信したコントローラＣが、上記と同様にパイロット圧の供給を遮断するようにソレノイド１７ａを非励磁状態にする。したがって、油圧モータＭや発電機Ｇに異常を生じた場合にも、発電機能が中断されるとともに、ピストン側室１ｂからの戻り油の全量が、自由流れ位置６ａに保たれた絞り制御弁６及び切換制御弁２を介してタンクＴに戻されることとなる。この場合にも、ピストン側室１ｂからの戻り流量は、操作レバー５ａの操作量に比例した切換制御弁２の開度に応じて制御されることになる。
なお、上記のようにフル充電信号やフェイル信号を受信していない場合であっても、パイロット操作機構５からコントローラＣに発電中断信号を入力すれば、ソレノイド１７ａを非励磁状態にして、発電機能を中断することができる。
【００２８】
また、シリンダ１を伸縮させている状態から切換制御弁２を図示の中立位置に戻すと、ポンプＰからの圧油供給が遮断されてシリンダ１が停止するとともに、上記コントローラＣがパイロット圧の供給を遮断するようにソレノイド１７ａを非励磁状態にする。したがって、絞り制御弁６が自由流れ位置６ａに切り換わるとともに、切換弁Ｓがノーマル位置Ｓ１に切り換わるので、ピストン側室１ｂの戻り油はタンクＴから遮断されて、シリンダ１を所定の位置に保持することができる。
【００２９】
このように、この実施形態によれば、フル充電に達したときあるいは故障等が発生したときにも、シリンダ１の作動速度に影響を及ぼしたり、作業効率を落としたりしない。
なお、切換弁Ｓが、上記ノーマル位置Ｓ１に切り換われば、油圧モータＭへの戻り油の供給が断たれるので、油圧モータＭは停止しようとするが、油圧モータＭおよび発電機Ｇの慣性エネルギーによって、そのエネルギーが吸収されるまで回転し続ける。このように油圧モータＭが慣性エネルギーで回転し続けると、当該油圧モータＭは、実質的にポンプ作用をする。したがって、供給流路１２側から作動油を吸い込んで、戻り流路１４側に作動油を吐出するが、上記したように、切換弁Ｓの供給ポート９ａ，９ｂが閉じられるので、油圧モータＭは、供給流路１２から十分に作動油を吸い込むことができない。
【００３０】
しかし、このときには、油圧モータＭから戻り流路１４側に吐出された作動油は、短絡通路１８を介して、圧力が低くなっている供給流路１２側に戻される。しかも、補給流路２１からも、タンクＴの作動油が補給されるので、油圧モータＭの吸い込み側において負圧が発生してキャビテーションが発生するという問題は解消されることになる。
【００３１】
また、例えば、シリンダ１を伸長させたりあるいは収縮させたりする動作を、短時間で繰り返すことがあるが、このような動作を短時間で繰り返すと、切換弁Ｓも実質的にオンオフ動作を繰り返すことになる。ところが、慣性エネルギーの大きな発電機Ｇと連結した油圧モータＭは、短時間で停止と駆動を繰り返すことができない。
しかし、この実施形態では、補給流路２１から作動油を補給するとともに、発電機Ｇの慣性エネルギーを吸収するので、切換弁Ｓが、短時間でオンオフを繰り返した場合に、油圧モータＭも、短時間で停止と駆動を繰り返すことができる。また、このときには、供給流路１２側に負圧も発生せず、当然のこととしてキャビテーションも発生しない。
しかも、切換弁Ｓが、図示のノーマル位置Ｓ１に急に切り換わったとしても、戻りポート１０ａ，１０ｂは、絞り開度を維持しているので、油圧モータＭにショックが発生することもない。
【００３２】
なお、発電が継続して、バッテリーの充電量が多くなれば、上記したように油圧モータＭの負荷が軽くなるが、それにともなって、油圧モータＭを経由してタンクＴに戻される単位時間当たりの流量が多くなる。そこで、コントローラＣが、蓄電センサー２３からの充電信号に応じてパイロット圧制御弁１７を制御し、切換弁Ｓの切り換え位置Ｓ２における開度を徐々に絞るとともに、絞り制御弁６の絞り流れ位置６ｂにおける絞り機能を徐々に解除するようにしてもよい。このようにすれば、油圧モータＭの負荷が軽くなったとしても、シリンダ１の下降速度を常に、操作レバー５ａの操作量に比例したものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ アクチュエータであるシリンダ
２ 切換制御弁
３，４ 通路
６ 絞り制御弁
６ａ 自由流れ位置
６ｂ 絞り流れ位置
１７ パイロット圧制御弁
２３ 蓄電センサー
２４ フェイルセーフセンサー
Ｃ コントローラ
Ｇ 発電機
Ｍ 油圧モータ
Ｐ ポンプ
Ｓ 切換弁
Ｓ１ ノーマル位置
Ｓ２ 切り換え位置
Ｔ タンク
Ｕ バッテリー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アクチュエータの慣性エネルギーや位置エネルギーを利用して油圧モータを駆動するとともに、この油圧モータの回転力で発電機を回すエネルギー変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、特許文献１に記載された装置が従来から知られている。この従来の装置は、アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に、オンオフ的に切り換わる切換弁を設けている。そして、この切換弁がノーマル位置にあるとき、慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したアクチュエータの戻り油が、この切換弁を経由してタンクに還流する。また、上記切換弁がノーマル位置から切り換え位置に切り換わったときには、上記慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したアクチュエータの戻り油が油圧モータに導かれるようにしている。そして、この油圧モータには発電機が連結されているので、上記戻り油で油圧モータが回転すれば、その回転力で発電機が回って発電される。また、上記油圧モータからの戻り油は、そのままタンクに戻される。つまり、アクチュエータからの戻り油は、発電機に連結した油圧モータを介してタンクに戻されることになる。
【特許文献１】特開２００４−１１１６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにした従来の装置では、例えば、発電機に連結したバッテリーがフル充電に近い状態になると、当然のこととして、充電量が少なくなるため発電機の回転抵抗が小さくなる。したがって、この発電機に連結した油圧モータの負荷も小さくなり、その回転数が上昇してしまう。このようにして、油圧モータの回転数が上昇すれば、アクチュエータからの戻り油がタンクに還流するときの流動抵抗も小さくなるので、オペレータの意思とは関係なくアクチュエータの作動スピードも上昇してしまう。また、フル充電になれば、切換弁がノーマル位置に切り換わるので、油圧モータには油が流れなくなる。すると、アクチュエータの戻り流量は絞りを介して戻されることになるので、アクチュエータの戻り速度が極端に遅くなる。
つまり、従来の装置では、バッテリーの充電状況によって、アクチュエータの作動速度が変化し、作業性が悪くなるという問題があった。
【０００４】
また何らかの原因で、油圧モータや発電機にトラブルが発生し、油圧モータのスムーズな回転が損なわれたときにも、切換弁がノーマル位置になるので、上記の場合と同じ理由で、アクチュエータの作業性が悪くなるという問題が発生していた。
この発明の目的は、バッテリーがフル充電状態になったとき、あるいは、油圧モータや発電機にトラブルが発生した場合にも、アクチュエータの作動速度が変化して作業性が悪くなることがないエネルギー変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、アクチュエータを制御する切換制御弁を設け、この切換制御弁をいずれか一方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの一方の側に供給するとともに、アクチュエータの他方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にする一方、切換制御弁をいずれか他方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの他方の側に供給するとともに、アクチュエータの一方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にし、この切換制御弁の切り換え制御に応じて、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を絞って、この絞り側となる通路に流通する流体を、発電機に連結した油圧モータに供給して、上記慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置を前提とする。
【０００６】
そして、第１の発明は、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に設け、自由流れ位置と絞り流れ位置とに切り換え可能なパイロットバルブからなる絞り制御弁と、この絞り制御弁に作用させるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを備え、このコントローラには、発電機で発電した電力を蓄電するバッテリーの蓄電状況を検出する蓄電センサーあるいは上記油圧モータや発電機の作動状況を検出するフェイルセーフセンサーの少なくともいずれか一方を接続するとともに、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してポンプからの圧力流体をアクチュエータに供給する信号あるいは蓄電センサーからのフル充電信号、フェイルセーフセンサーからのフェイル信号のいずれかがコントローラに入力されたとき、上記コントローラは、上記パイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を自由流れ位置に保ち、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してアクチュエータの戻り流体をタンクに戻す信号がコントローラに入力したとき、コントローラはパイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つ構成にした点に特徴を有する。
【０００７】
第２の発明は、上記戻り側となる通路と上記油圧モータとを遮断するノーマル位置と、上記戻り側となる通路と油圧モータとを連通する切り換え位置との少なくとも２位置に切り換え可能であって、上記パイロット圧制御弁によって制御される切換弁を設け、上記コントローラは上記パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁を自由流れ位置に保つとき、上記切換弁をノーマル位置に保つ一方、上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つとき、上記切換弁を切り換え位置に保つ構成にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
第１、第２の発明によれば、コントローラが、蓄電センサーからのフル充電信号やフェイルセーフセンサーからのフェイル信号に基づいて、パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁の絞り機能を解除する構成にしたので、フル充電に達したときあるいは故障等が発生したときにも、アクチュエータの作動速度に影響を及ぼしたり、作業効率を落としたりしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示したこの実施形態は、この発明のアクチュエータであるシリンダ１に、３位置４ポート弁であってパイロットバルブからなる切換制御弁２を接続したもので、そのポンプポート２ａをポンプＰに接続し、タンクポート２ｂをタンクＴに接続している。また、一対のアクチュエータポート２ｃ，２ｄのうち、一方のアクチュエータポート２ｃを、通路３を介してシリンダ１のロッド側室１ａに接続し、他方のアクチュエータポート２ｄを、通路４を介してピストン側室１ｂに接続している。
【００１０】
上記のようにした切換制御弁２は、図示の中立位置にあるとき、各ポート２ａ〜２ｄのすべてを閉じた状態に保つ。そして、切換制御弁２の一方のパイロット室にパイロット圧を作用させて、切換制御弁２が図面左側位置に切り換わると、ポンプポート２ａとアクチュエータポート２ｄとが連通し、タンクポート２ｂとアクチュエータポート２ｃとが連通する。また、切換制御弁２の他方のパイロット室にパイロット圧を作用させて、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、今度は、ポンプポート２ａとアクチュエータポート２ｃとが連通し、タンクポート２ｂとアクチュエータポート２ｄとが連通する。このように、切換制御弁２のパイロット室にパイロット圧を作用させることによって、ポンプＰから吐出される吐出油を通路３側に導いたり、通路４側に導いたりすることができる。
【００１１】
そして、上記切換制御弁２を制御するのがパイロット操作機構５である。このパイロット操作機構５は、その操作レバー５ａを操作することによって、切換制御弁２のいずれか一方のパイロット室に、上記操作レバー５ａの操作量に比例したパイロット圧を導き、そのパイロット圧に応じて切換制御弁２を切り換えるようにしている。なお、パイロット操作機構５にはこの発明の制御機構であるコントローラＣが電気的に接続されており、操作レバー５ａの操作状況がコントローラＣに電気信号として発信される。
【００１２】
また、上記通路４には絞り制御弁６を接続している。この絞り制御弁６は、自由な流れを許容する自由流れ位置６ａと、オリフィスによって流量を制御する絞り流れ位置６ｂとからなる２つの切換位置を有している。この絞り制御弁６は、その一方の側に設けたスプリング７によって通常は自由流れ位置６ａを保つとともに、他方の側に設けたパイロット室８にパイロット圧が導かれたとき、絞り流れ位置６ｂに切り替わる構成にしているが、この構成については後で詳しく説明する。
【００１３】
また、この実施形態におけるシリンダ１は、そのピストン側室１ｂを下にした状態で設置される。したがって、ピストン側室１ｂをタンクＴに連通して、シリンダ１を収縮させるとき、このシリンダ１に作用している負荷によって、当該シリンダ１に慣性エネルギーや位置エネルギーが作用するとともに、このときには、通路４が戻り側の通路ということになる。また、当然のこととして、ピストン側室１ｂをポンプＰに連通させたときには、シリンダ１はそれに作用している負荷を上昇させることになるので、当該シリンダ１に作用する負荷による慣性エネルギーは無視できるほど少ない。したがって、この発明でいう、アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したとき、とはシリンダ１を収縮させる場合のみを指すものとする。
【００１４】
そして、上記シリンダ１が収縮動作するとき、その負荷に応じた慣性エネルギーや位置エネルギーが作用すること上記の通りであるが、このようにシリンダ１にエネルギーが作用するときに戻り側となる通路４であって、戻り流れに対して絞り制御弁６よりも上流側になる位置に接続通路１１を接続するとともに、この接続通路１１に２位置４ポート弁である切換弁Ｓを接続している。この切換弁Ｓは、供給ポート９ａ，９ｂと、戻りポート１０ａ，１０ｂとを備えている。そして、一方の供給ポート９ａは、接続通路１１を介して、通路４に接続するとともに、他方の供給ポート９ｂは、油圧モータＭに対して供給側となる供給流路１２に接続している。なお、油圧モータＭは発電機Ｇの動力源であり、油圧モータＭが回転することによって発電機Ｇが発電するとともに、発電機Ｇによって発電された電力がバッテリーＵに蓄電される。
【００１５】
また、上記一方の戻りポート１０ａは、接続通路１３を介してタンクＴに接続するとともに、他方の戻りポート１０ｂは、上記油圧モータＭに対して戻り側となる戻り流路１４に接続している。このようにした切換弁Ｓは、その一方の側にスプリング１５を設けるとともに、他方の側にパイロット室１６を設けている。このパイロット室１６にはパイロット圧制御弁１７を接続しているが、このパイロット圧制御弁１７は、ソレノイド１７ａの励磁電流に応じてパイロット圧を制御するものである。したがって、パイロット圧制御弁１７は上記ソレノイド１７ａに供給された励磁電流に応じたパイロット圧を、上記パイロット室１６に導くとともに、このパイロット圧の大きさに応じて切換弁Ｓが切り換わることになる。
また、パイロット圧制御弁１７で制御されたパイロット圧は、上記パイロット室１６と同時に、絞り制御弁６のパイロット室８にも導かれる。パイロット室８にパイロット圧が導かれると、絞り制御弁６が自由流れ位置６ａから絞り流れ位置６ｂに切り換わる。したがって、絞り制御弁６と切換弁Ｓとは、パイロット圧制御弁１７によって同期して切り換わることとなる。
【００１６】
上記のようにした切換弁Ｓは、パイロット室１６にパイロット圧が作用していないとき、スプリング１５の作用で図示の一方の切り換え位置であるノーマル位置Ｓ１を保つ。そして、この一方の切り換え位置であるノーマル位置Ｓ１において、上記供給ポート９ａ，９ｂが閉じられるとともに、戻りポート１０ａ，１０ｂは絞り開度を保った状態に維持される。また、パイロット室１６に、上記のようにパイロット圧が導かれて、切換弁Ｓが上記ノーマル位置Ｓ１から他方の切り換え位置である切り換え位置Ｓ２に切り換わると、上記供給ポート９ａ，９ｂおよび戻りポート１０ａ，１０ｂが開くが、そのときの開度は、上記したようにソレノイド１７ａの励磁電流に応じて制御される。ただし、このソレノイド１７ａの励磁電流と、前記したパイロット操作機構５の操作レバー５ａの操作量とが対応するように上記コントローラＣが制御している。
【００１７】
いずれにしても、切換弁Ｓが、図示のノーマル位置Ｓ１にあるときには、供給流路１２にピストン側室１ｂからの戻り油は導かれないので、油圧モータＭは回転せず、当然のこととして発電機Ｇも機能しない。
【００１８】
一方、パイロット操作機構５の操作レバー５ａを操作して、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、シリンダ１におけるピストン側室１ｂの戻り流体をタンクＴに戻す信号が、パイロット操作機構５からコントローラＣに入力される。この信号が入力されると、コントローラＣがパイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを励磁する。したがって、絞り制御弁６のパイロット室８と、切換弁Ｓのパイロット室１６にパイロット圧が導かれ、絞り制御弁６が絞り流れ位置６ｂに切り換わるとともに、切換弁Ｓが切り換え位置Ｓ２に切り換わる。このように絞り制御弁６と切換弁Ｓとが切り換われば、シリンダ１の戻り流体が、油圧モータＭに供給されるので、油圧モータＭが回転する。この油圧モータＭの回転にともなって、発電機Ｇも回転して発電機能を発揮するとともに、発電機Ｇで発電された電力はバッテリーＵに蓄電される。
【００１９】
また、上記供給流路１２と戻り流路１４との間には、それら両者を短絡させる短絡流路１８を設けるとともに、この短絡流路１８には、戻り流路１４から供給流路１２への流れのみを許容するチェック弁１９を設けている。さらに、このチェック弁１９と並列にしたリリーフ弁２０を設け、供給流路１２側の最高圧を制御するようにしている。なお、このリリーフ弁２０の設定圧を可変にすることによって、当該装置を、許容トルクが異なるいろいろな発電機に対応させることができる。さらにまた、上記供給流路１２には、補給流路２１を接続し、供給流路１２側における流量不足を、タンクＴから補うようにしている。なお、図中符号２２は、補給流路２１に設けたチェック弁で、タンクＴから供給流路１２への流れのみを許容するものである。
【００２０】
また、上記コントローラＣには、バッテリーＵの蓄電状況を検出する蓄電センサー２３および油圧モータＭや発電機Ｇが故障して正常に機能しなくなった場合等にフェイル信号を発信するフェイルセーフセンサー２４が接続されている。そして、コントローラＣは、充電状態において蓄電センサー２３からフル充電信号を受信したとき、あるいはフェイルセーフセンサー２４からフェイル信号を受信したとき、上記パイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを非励磁状態にする。このようにソレノイド１７ａが非励磁状態にあれば、絞り制御弁６が自由流れ位置に保たれ、切換弁Ｓがノーマル位置Ｓ１に保たれるので、油圧モータＭは停止する。
【００２１】
次に、この実施形態の作用を説明する。
今、切換制御弁２を図示の中立位置に保った状態から、パイロット操作機構５の操作レバー５ａを操作して、切換制御弁２を図面左側位置に切り換えると、シリンダ１のピストン側室１ｂにポンプＰの吐出油が供給されるとともに、ロッド側室１ａの作動油がタンクＴに戻されて、シリンダ１は伸長する。このとき、上記操作レバー５ａの操作信号がコントローラＣに送信されるが、この操作信号を受信したコントローラＣは、パイロット圧制御弁１７のソレノイド１７ａを非励磁状態にする。ソレノイド１７ａが非励磁状態になれば、絞り制御弁６のパイロット室８及び切換弁Ｓのパイロット室１６にパイロット圧が作用しない状態になるので、絞り制御弁６は図示の自由流れ位置６ａに保たれ、切換弁Ｓはノーマル位置Ｓ１に保たれる。
【００２２】
上記の状態からパイロット操作機構５の操作レバー５ａを上記とは反対方向に切り換えて、切換制御弁２を図面右側位置に切り換えると、ポンプＰの吐出油がロッド側室１ａに供給されるが、ピストン側室１ｂからの戻り油は、以下のようにしてタンクＴに戻されることとなる。
すなわち、上記のように切換制御弁２が図面右側位置に切り換わると、コントローラＣは、操作レバー５ａからその操作信号を受信するとともに、操作レバー５ａの操作量、言い換えれば切換制御弁２の切換量に応じて、ソレノイド１７ａの励磁電流を制御する。なお、コントローラＣが操作レバー５ａから受信する上記の操作信号が、この発明でいうシリンダ１におけるピストン側室１ｂの戻り流体をタンクＴに戻す信号である。
【００２３】
このときソレノイド１７ａは、操作レバー５ａの操作量が大きくなるにつれて、パイロット室８，１６に作用するパイロット圧も大きくなるように制御される。したがって、切換制御弁２が図面右側位置に切り換わると、絞り制御弁６を絞り流れ位置６ｂに切り換え、切換弁Ｓを切り換え位置Ｓ２に切り換えるとともに、このときの絞り流れ位置６ｂにおける絞り開度、および切り換え位置Ｓ２における開度は、上記操作レバー５ａの操作量に比例したものとなる。
【００２４】
このように、絞り制御弁６が絞り流れ位置６ｂに切り換わると、ピストン側室１ｂからの戻り油のうち、切換制御弁２側への流体が絞り流れ位置６ｂにおける絞りによって絞られるとともに、残りの流体が接続通路１１から供給流路１２に導かれ、油圧モータＭがその圧力で回転して発電機Ｇを回し、発電機能を発揮させる。このようにして発電された電力は、バッテリーＵに蓄電される。
上記のように操作レバー５ａを操作して切換制御弁２を図中右側位置に切り換えたとき、言い換えれば、ピストン側室１ｂをタンクＴに連通して、シリンダ１を収縮させるとき、ピストン側室１ｂからの戻り油を利用して発電機Ｇが発電する。つまり、シリンダ１に作用している負荷によって発生する慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。
【００２５】
なお、上記のように絞り制御弁６の絞り流れ位置６ｂにおける絞り開度、および切換弁Ｓの切り換え位置Ｓ２における開度が、上記操作レバー５ａの操作量に比例したものになっている。そして、上記絞り制御弁６の絞りを介してタンクＴに流れる流量Ｑｔと、上記切換弁Ｓを通過して油圧モータＭに供給される流量Ｑｍとの合計流量が、パイロット操作機構５の操作レバー５ａの操作量に比例した流量、すなわちシリンダ１の戻り制御に必要とされる流量Ｑｃに等しくなる。したがって、発電機Ｇを設けた場合と、それを設けなかった場合とで、シリンダ１に対するオペレータの操作感がほとんど違わなくなるといった効果が期待できる。
【００２６】
上記のようにしてバッテリーＵに電力が蓄えられた結果、バッテリーＵがフル充電状態になると、蓄電センサー２３がコントローラＣにフル充電信号を発信する。コントローラＣはフル充電信号を受信すると、ソレノイド１７ａを非励磁状態にして、絞り制御弁６を自由流れ位置６ａに切り換えるとともに、切換弁Ｓをノーマル位置Ｓ１に切り換える。
したがって、接続通路１１と供給流路１２とが遮断されて発電機能が中断されるとともに、ピストン側室１ｂからの戻り油は、全量絞り制御弁６及び切換制御弁２を介してタンクＴに戻される。つまり、この場合には、ピストン側室１ｂからの戻り流量は、操作レバー５ａの操作量に比例した切換制御弁２の開度に応じて制御されることになる。
【００２７】
また、バッテリーＵがフル充電状態にない場合であっても、油圧モータＭや発電機Ｇに異常が生じた場合には、フェイルセーフセンサー２４がフェイル信号を発信するとともに、フェイル信号を受信したコントローラＣが、上記と同様にパイロット圧の供給を遮断するようにソレノイド１７ａを非励磁状態にする。したがって、油圧モータＭや発電機Ｇに異常を生じた場合にも、発電機能が中断されるとともに、ピストン側室１ｂからの戻り油の全量が、自由流れ位置６ａに保たれた絞り制御弁６及び切換制御弁２を介してタンクＴに戻されることとなる。この場合にも、ピストン側室１ｂからの戻り流量は、操作レバー５ａの操作量に比例した切換制御弁２の開度に応じて制御されることになる。
なお、上記のようにフル充電信号やフェイル信号を受信していない場合であっても、パイロット操作機構５からコントローラＣに発電中断信号を入力すれば、ソレノイド１７ａを非励磁状態にして、発電機能を中断することができる。
【００２８】
また、シリンダ１を伸縮させている状態から切換制御弁２を図示の中立位置に戻すと、ポンプＰからの圧油供給が遮断されてシリンダ１が停止するとともに、上記コントローラＣがパイロット圧の供給を遮断するようにソレノイド１７ａを非励磁状態にする。したがって、絞り制御弁６が自由流れ位置６ａに切り換わるとともに、切換弁Ｓがノーマル位置Ｓ１に切り換わるので、ピストン側室１ｂの戻り油はタンクＴから遮断されて、シリンダ１を所定の位置に保持することができる。
【００２９】
このように、この実施形態によれば、フル充電に達したときあるいは故障等が発生したときにも、シリンダ１の作動速度に影響を及ぼしたり、作業効率を落としたりしない。
なお、切換弁Ｓが、上記ノーマル位置Ｓ１に切り換われば、油圧モータＭへの戻り油の供給が断たれるので、油圧モータＭは停止しようとするが、油圧モータＭおよび発電機Ｇの慣性エネルギーによって、そのエネルギーが吸収されるまで回転し続ける。このように油圧モータＭが慣性エネルギーで回転し続けると、当該油圧モータＭは、実質的にポンプ作用をする。したがって、供給流路１２側から作動油を吸い込んで、戻り流路１４側に作動油を吐出するが、上記したように、切換弁Ｓの供給ポート９ａ，９ｂが閉じられるので、油圧モータＭは、供給流路１２から十分に作動油を吸い込むことができない。
【００３０】
しかし、このときには、油圧モータＭから戻り流路１４側に吐出された作動油は、短絡通路１８を介して、圧力が低くなっている供給流路１２側に戻される。しかも、補給流路２１からも、タンクＴの作動油が補給されるので、油圧モータＭの吸い込み側において負圧が発生してキャビテーションが発生するという問題は解消されることになる。
【００３１】
また、例えば、シリンダ１を伸長させたりあるいは収縮させたりする動作を、短時間で繰り返すことがあるが、このような動作を短時間で繰り返すと、切換弁Ｓも実質的にオンオフ動作を繰り返すことになる。ところが、慣性エネルギーの大きな発電機Ｇと連結した油圧モータＭは、短時間で停止と駆動を繰り返すことができない。
しかし、この実施形態では、補給流路２１から作動油を補給するとともに、発電機Ｇの慣性エネルギーを吸収するので、切換弁Ｓが、短時間でオンオフを繰り返した場合に、油圧モータＭも、短時間で停止と駆動を繰り返すことができる。また、このときには、供給流路１２側に負圧も発生せず、当然のこととしてキャビテーションも発生しない。
しかも、切換弁Ｓが、図示のノーマル位置Ｓ１に急に切り換わったとしても、戻りポート１０ａ，１０ｂは、絞り開度を維持しているので、油圧モータＭにショックが発生することもない。
【００３２】
なお、発電が継続して、バッテリーの充電量が多くなれば、上記したように油圧モータＭの負荷が軽くなるが、それにともなって、油圧モータＭを経由してタンクＴに戻される単位時間当たりの流量が多くなる。そこで、コントローラＣが、蓄電センサー２３からの充電信号に応じてパイロット圧制御弁１７を制御し、切換弁Ｓの切り換え位置Ｓ２における開度を徐々に絞るとともに、絞り制御弁６の絞り流れ位置６ｂにおける絞り機能を徐々に解除するようにしてもよい。このようにすれば、油圧モータＭの負荷が軽くなったとしても、シリンダ１の下降速度を常に、操作レバー５ａの操作量に比例したものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この実施形態の回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ アクチュエータであるシリンダ
２ 切換制御弁
３，４ 通路
６ 絞り制御弁
６ａ 自由流れ位置
６ｂ 絞り流れ位置
１７ パイロット圧制御弁
２３ 蓄電センサー
２４ フェイルセーフセンサー
Ｃ コントローラ
Ｇ 発電機
Ｍ 油圧モータ
Ｐ ポンプ
Ｓ 切換弁
Ｓ１ ノーマル位置
Ｓ２ 切り換え位置
Ｔ タンク
Ｕ バッテリー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータを制御する切換制御弁を設け、この切換制御弁をいずれか一方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの一方の側に供給するとともに、アクチュエータの他方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にする一方、切換制御弁をいずれか他方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの他方の側に供給するとともに、アクチュエータの一方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にし、この切換制御弁の切り換え制御に応じて、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に絞りを設け、この絞りによって切換制御弁への流体を制限するとともに、残りの流体を発電機に連結した油圧モータに供給して、上記慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置において、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に設け、自由流れ位置と絞り流れ位置とに切り換え可能なパイロットバルブからなる絞り制御弁と、この絞り制御弁に作用させるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを備え、このコントローラには、発電機で発電した電力を蓄電するバッテリーの蓄電状況を検出する蓄電センサーあるいは上記油圧モータや発電機の作動状況を検出するフェイルセーフセンサーの少なくともいずれか一方を接続するとともに、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してポンプからの圧力流体をアクチュエータに供給する信号あるいは蓄電センサーからのフル充電信号、フェイルセーフセンサーからのフェイル信号のいずれかがコントローラに入力されたとき、上記コントローラは、上記パイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を自由流れ位置に保ち、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してアクチュエータの戻り流体をタンクに戻す信号がコントローラに入力したとき、コントローラはパイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つ構成にしたエネルギー変換装置。
【請求項２】
上記戻り側となる通路と上記油圧モータとを遮断するノーマル位置と、上記戻り側となる通路と油圧モータとを連通する切り換え位置との少なくとも２位置に切り換え可能であって、上記パイロット圧制御弁によって制御される切換弁を設け、上記コントローラは上記パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁を自由流れ位置に保つとき、上記切換弁をノーマル位置に保つ一方、上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つとき、上記切換弁を切り換え位置に保つ構成にした請求項１記載のエネルギー変換装置。
【請求項１】
アクチュエータを制御する切換制御弁を設け、この切換制御弁をいずれか一方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの一方の側に供給するとともに、アクチュエータの他方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にする一方、切換制御弁をいずれか他方に切り換えることによってポンプからの圧力流体をアクチュエータの他方の側に供給するとともに、アクチュエータの一方の側からの戻り流体をタンクに導く構成にし、この切換制御弁の切り換え制御に応じて、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に絞りを設け、この絞りによって切換制御弁への流体を制限するとともに、残りの流体を発電機に連結した油圧モータに供給して、上記慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置において、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路に設け、自由流れ位置と絞り流れ位置とに切り換え可能なパイロットバルブからなる絞り制御弁と、この絞り制御弁に作用させるパイロット圧を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁を制御するコントローラとを備え、このコントローラには、発電機で発電した電力を蓄電するバッテリーの蓄電状況を検出する蓄電センサーあるいは上記油圧モータや発電機の作動状況を検出するフェイルセーフセンサーの少なくともいずれか一方を接続するとともに、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してポンプからの圧力流体をアクチュエータに供給する信号あるいは蓄電センサーからのフル充電信号、フェイルセーフセンサーからのフェイル信号のいずれかがコントローラに入力されたとき、上記コントローラは、上記パイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を自由流れ位置に保ち、上記アクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を介してアクチュエータの戻り流体をタンクに戻す信号がコントローラに入力したとき、コントローラはパイロット圧制御弁を制御して上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つ構成にしたエネルギー変換装置。
【請求項２】
上記戻り側となる通路と上記油圧モータとを遮断するノーマル位置と、上記戻り側となる通路と油圧モータとを連通する切り換え位置との少なくとも２位置に切り換え可能であって、上記パイロット圧制御弁によって制御される切換弁を設け、上記コントローラは上記パイロット圧制御弁を制御して、上記絞り制御弁を自由流れ位置に保つとき、上記切換弁をノーマル位置に保つ一方、上記絞り制御弁を絞り流れ位置に保つとき、上記切換弁を切り換え位置に保つ構成にした請求項１記載のエネルギー変換装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２３９８９４（Ｐ２００７−２３９８９４Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６３４２９（Ｐ２００６−６３４２９）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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