CN101679002A - 电梯的油压缓冲器 - Google Patents

Abstract

在电梯的油压缓冲器中，至少一个圆筒状的中间柱塞被插入基底缸。上级柱塞被插入中间柱塞。在上级柱塞的底面部设置阻尼孔。在基底缸内竖立设置销杆。销杆从上级柱塞的行程的途中被插入阻尼孔。中间柱塞以及上级柱塞向无负荷状态的位置的回复由回复弹簧进行。

Description

电梯的油压缓冲器

技术领域

本发明涉及电梯的油压缓冲器，特别是涉及具有基底缸、至少一个中间柱塞以及上级柱塞的多级式的油压缓冲器。

背景技术

在以往的多级式的油压缓冲器中，第一缸被插入基底缸，直径比第一缸小的第二缸被插入该第一缸，直径比第二缸小的第三缸被插入该第二缸。在基底缸和第一缸之间设置回复弹簧。在第一以及第二缸内封入工作油(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：特开平4-217577号公报

在上述那样的以往的油压缓冲器中，因为为了从压缩状态回复，不仅需要回复弹簧的复原力，还需要工作油的移动，所以，容易受到温度等的影响，某种情况下，存在不能完全回复的可能性。另外，因为为了回复，要求柱塞头和柱塞的内周面的滑动部的完全的密封，所以，需要柱塞的内周面的高精度的切削加工，成本升高。

本发明是为了解决上述那样的课题而产生的发明，其目的在于，通过简单的结构，得到能够稳定地进行从压缩状态的回复，而且减速设计容易的电梯的油压缓冲器。

发明内容

基于本发明的电梯的油压缓冲器具备：填充了工作油的基底缸、能够滑动地向轴方向插入基底缸的至少一个圆筒状的中间柱塞、能够滑动地向轴方向插入中间柱塞，且在底面部设有阻尼孔的上级柱塞、竖立设置在基底缸内，且从上级柱塞的行程的途中插入阻尼孔的销杆以及使中间柱塞以及上级柱塞回复到无负荷状态的位置的回复弹簧。

附图说明

图1是表示基于本发明的实施方式1的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。

图2是表示图1的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。

图3是表示作为比较例的单级式的油压缓冲器的剖视图。

图4是表示图3的柱塞的位移和阻尼孔的开口面积的关系的图表。

图5是将图4的图表改写成两级式的油压缓冲器的情况的图表。

图6是表示前端尖锐的销杆的侧视图。

图7是表示将图6的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况的上级柱塞的位移和阻尼孔的开口面积的关系的图表。

图8是表示前端平坦的销杆的侧视图。

图9是表示将图8的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况的上级柱塞的位移和阻尼孔的开口面积的关系的图表。

图10是表示前端具有圆柱部的销杆的侧视图。

图11是表示将图10的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况的上级柱塞的位移和阻尼孔的开口面积的关系的图表。

图12是表示图1的油压缓冲器中的上级柱塞的位移和减速度的关系的图表。

图13是表示基于本发明的实施方式2的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。

图14是表示图13的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。

图15是表示基于本发明的实施方式3的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。

图16是表示图15的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。

图17是表示基于本发明的实施方式4的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的合适的实施方式。

实施方式1.

图1是表示基于本发明的实施方式1的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图，图2是表示图1的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。

在图中，在轿厢以及配重等升降体升降的升降路的底部(底坑)垂直地竖立设置基底缸1。基底缸1由地脚螺栓等固定在升降路的底部。另外，基底缸1具有圆筒状的基底缸主体1a、阻塞基底缸主体1a的下端的开口的基底缸底面部1b和从基底缸主体1a的上端部向内径侧突出的基底缸卡合部1c。

在基底缸底面部1b上，垂直地竖立设置销杆2。销杆2具有随着从上端面趋近下方(趋近基底缸底面部1b)，截面逐渐增大的锥部2a。在基底缸卡合部1c的内周配置圆筒状的第一滑动衬套3。

中间柱塞4插入基底缸1的上端部。中间柱塞4具有圆筒状的中间柱塞主体4a、从中间柱塞主体4a的下端部向外径侧突出的中间柱塞止脱部4b、从中间柱塞主体4a的下端部向内径侧突出的挡块部4c以及从中间柱塞主体4a的上端部向内径侧突出的中间柱塞卡合部4d。

中间柱塞主体4a能够沿第一滑动衬套3的内周面上下滑动。为此，中间柱塞主体4a的外周面，即，针对第一滑动衬套3的滑动面被圆滑地机械加工。与此相对，因为在止脱部4b的外周面和基底缸1的内周面之间设有间隙，所以，没有必要对中间柱塞止脱部4b的外周面以及基底缸1的内周面进行特别的机械加工。

在中间柱塞卡合部4d的内周配置圆筒状的第二滑动衬套5。

上级柱塞6被插入中间柱塞4的上端部。上级柱塞6具有圆筒状的上级柱塞主体6a、设置在上级柱塞主体6a的下端部的上级柱塞底面部6b以及阻塞上级柱塞主体6a的上端的开口的上级柱塞上面部6c。

上级柱塞主体6a能够沿第二滑动衬套5的内周面上下滑动。为此，上级柱塞主体6a的外周面，即，针对第二滑动衬套5的滑动面被圆滑地机械加工。

在上级柱塞底面部6b的外周部设置与上级柱塞主体6a的外周面相比向外径侧突出的上级柱塞止脱部6d。因为在上级柱塞止脱部6d的外周面和中间柱塞4的内周面之间设有间隙，所以，没有必要对上级柱塞止脱部6d的外周面以及中间柱塞4的内周面进行特别的机械加工。另外，若油压缓冲器被压缩，上级柱塞6下降，则从行程的途中开始，上级柱塞止脱部6d的下面抵接挡块部4c。

在上级柱塞底面部6b的中央设置阻尼孔(开口部)6e。若油压缓冲器被压缩，上级柱塞6下降，则从行程的途中销杆2被插入阻尼孔6e。在柱塞上面部6c的上面紧固着弹性体7。

在图1那样的无负荷状态下，在基底缸1内形成基底缸室8，在中间阻塞4内形成中间柱塞室9，在上级柱塞6内形成上级柱塞室10。另外，在无负荷状态下，工作油11充满基底缸室8以及中间柱塞室9。再有，无负荷状态下的工作油11的油面与阻尼孔6e相比位于上方。

在上级柱塞6的外周部，以围绕上级柱塞6的方式固定着油室壳体12。油室壳体12形成在油压缓冲器压缩时收容工作油11的油室13。油室壳体12以即使上级柱塞6在全行程被压缩，也不会抵接于中间柱塞4的方式，配置在上级柱塞6的上端部附近。即，上级柱塞6的安装油室壳体12的部分即使是在油压缓冲器被全行程压缩的情况下，也从中间柱塞4向上方突出。

在上级柱塞6设置将上级柱塞室10和油室13的最下部连通的连通孔6f。在油室壳体12设置将油室13的最上部和油室壳体12外连通的油室壳体空气孔12a。在上级柱塞6设置将上级柱塞室10和油室13的最上部连通的上级柱塞空气孔6g。油室壳体空气孔12a以及上级柱塞空气孔6g设置成即使油压缓冲器在全行程被压缩时，油面也不会到达的高度。由这些空气孔12a、6g，将油室13内以及上级柱塞室10内的压力总是保持在大气压。

另外，油室壳体12配置在与上级柱塞上面部6c的上面相比的下方。据此，升降体碰撞油压缓冲器时的力不会施加在油室壳体12，能够使油室壳体12轻型化。

在上级柱塞上面部6c的外周部固定弹簧托架14。在基底缸1的上端部和弹簧托架14之间，设置回复弹簧15。作为回复弹簧15，例如使用围绕中间柱塞4、上级柱塞6以及油室壳体12的螺旋弹簧。

若从全行程压缩状态去除负荷，则通过回复弹簧15的复原力，上级柱塞6被上推。此后，若上级柱塞止脱部6d抵接第二滑动衬套5，则通过上级柱塞6，提升中间柱塞4。然后，若中间柱塞止脱部4d抵接第一滑动衬套3，则上级柱塞6以及中间柱塞4的向上运动停止，保持图1的状态。

接着，说明销杆2的设计方法。

图3是表示作为比较例的单级式的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。图中，柱塞22插入基底缸21。在基底缸21内具有锥部23a。竖立设置销杆23。在柱塞22的下端部设置阻尼孔22a。销杆23插入阻尼孔22a。

在柱塞22的上端部附近设置空气孔22b。在柱塞22的上端面紧固着弹性体7。在柱塞22的上端部固定弹簧托架24。在基底缸21的上端部和弹簧托架24之间设置回复弹簧25。

滑动衬套26处于基底缸21和柱塞22之间。在无负荷状态下，工作油11的油面与阻尼孔22a相比位于上方。

一般，在图3所示那样的单级式的油压缓冲器中，通过锥部23a被插入阻尼孔22a，阻尼孔22a的开口面积(阻尼孔面积-销杆截面积)与柱塞22的位移一起变化。据此，规定重量的升降体以规定速度碰撞油压缓冲器的情况下的减速度为一定。因此，销杆23被设计成在柱塞22的位移x和阻尼孔22a的开口面积a之间，下述算式的关系成立。

[算式1]

$a=\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}{A}^3(L-x)}{c_d^{2}M(1+\frac{2\mathrm{gL}}{{\mathrm{\ν}}_0^2})}}---\left(1\right)$

这里，p为工作油的密度，A为受压面积，L为全行程，c_d为流量系数(常数)，M为升降体重量，g为重力加速度，v₀为碰撞速度。另外，若将算式(1)图表化，则如图4那样。

对此，在本实施方式这样的两级结构中，在上级柱塞6下降，与中间柱塞4一体化时，受压面积增大。若考虑这样的受压面积的增大，改写图4，则如图5的实线那样。

图5中，L1表示上级柱塞6单独下降的行程，LB表示上级柱塞6和中间柱塞4成为一体，被插入基底缸1内的行程。因此，若能够遍及全行程，设置销杆2，则只要将销杆2的截面积设计成开口面积相对于上级柱塞6的位移象图5所示那样变化，就能够实现使减速度为一定的理想的油压缓冲器。

但是，在多级结构中，由于全行程压缩时的高度，销杆2的高度H受到限制。另外，截止到销杆2被插入阻尼孔6e，开口面积与阻尼孔6e本身的面积相等，为一定，不能使开口面积比阻尼孔6e本身的面积大。因此，为了得到接近理想的减速性能，有效的是以尽可能地接近图5的理想开口面积曲线(实线)的方式确定阻尼孔6e本身的面积以及销杆2的形状。

图6是表示前端尖锐的销杆的侧视图，图7是表示将图6的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况下的上级柱塞6的位移和阻尼孔6e的开口面积的关系的图表。该情况下，若以相对于理想开口面积(图7的实线)的剩余部分(图7的区域B)的面积和相对于理想开口面积的不足部分(图7的区域C)的面积相等的方式决定阻尼孔6e本身的面积(图7的单点划线)，则销杆2的实质的高度(插入到阻尼孔6e的部分的高度)H由阻尼孔6e本身的面积和理想开口面积曲线的交点D确定。

在该例中，交点D位于上级柱塞6到达了基底缸1的行程LB的途中。因此，销杆2的前端有必要存在于行程LB的途中，即，在中间柱塞4开始下降时的阻尼孔6e的位置之下。然后，以阻尼孔6e的开口面积尽量与理想开口面积曲线D-E一致的方式决定锥部2a的形状。

接着，图8是表示前端平坦的销杆的侧视图，图9是表示将图8的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况下的上级柱塞6的位移和阻尼孔6e的开口面积的关系的图表。

虽然理想的是销杆2的形状为如图6所示的一直尖的到前端的锥状，但是，存在由于加工的原因不得不使前端平坦的情况。该情况下，也是若销杆2的上面的面积Ap相对于阻尼孔6e本身的面积足够小，则能够应用图7所示的设计方法。但是，在面积Ap大的情况下，应选择考虑了面积Ap的设计方法。

在考虑面积Ap的情况下，以图9的区域B的面积与区域B1(相对于D点以后的理想开口面积的剩余部分)的面积之和等于区域C的面积的方式决定阻尼孔6e本身的面积(图9的单点划线)。然后，根据交点D1决定销杆2的高度H。再有，以阻尼孔6e的开口面积尽量与理想开口面积曲线D1-E一致的方式决定锥部2a的形状。

图10是表示前端具有圆柱部的销杆的侧视图，图11是表示将图10的销杆应用到图1的油压缓冲器的情况下的上级柱塞6的位移和阻尼孔6e的开口面积的关系的图表。

在图9那样的设计方法中，因为销杆2的高度H比图7的情况短，所以，存在行程的终端附近的减速力不足，上级柱塞6没有充分减速，碰撞基底缸底面部1b，一时产生大的减速度的情况。对此，通过做成图10那样的形状，能够在行程的终端附近确保足够的减速力。

该情况下，以图11的区域B的面积与区域C的面积相等的方式决定阻尼孔6e本身的面积(图11的单点划线)。另外，以区域B1的面积和区域C1(相对于D点以后的理想开口面积的不足部分)的面积相等的方式决定销杆2的高度H(D1点)和锥部2a的高度Ht(D2点)。再有，以阻尼孔6e的开口面积尽量与理想开口面积曲线D2-E一致的方式决定锥部2a的形状。

接着，说明上述那样设计的油压缓冲器的动作。图12是表示图1的油压缓冲器中的上级柱塞6的位移和减速度的关系的图表。若从图1的无负荷状态规定重量的升降体以某个下落速度(设计速度)碰撞油压缓冲器，则首先弹性体7受到冲击，此后，上级柱塞6开始下降。

与此同时，基底缸室8以及中间柱塞室9内的工作油11的压力上升，中间柱塞室9内的工作油11通过阻尼孔6e，向上级柱塞室10吹出。此时，上级柱塞6的底面受到工作油11的压力，据此，从上级柱塞6经弹性体7向升降体传递减速力。

另外，中间柱塞4虽然因其自重而欲与上级柱塞6一起下降，但是，由于工作油11的压力上升，从下方受到力，其位置得到保持。因此，在该阶段，在使升降体减速的同时，仅上级柱塞6下降。因为此时的阻尼孔6e的开口面积为阻尼孔6e本身的面积没有变化，所以，减速力大致与升降体的速度的平方成比例地降低。然后，到上级柱塞6仅下降行程L1为止的期间的减速度比设计减速度低地推移。

此后，因为若上级柱塞6仅下降行程L1，中间柱塞4与上级柱塞6一体开始下降，则中间柱塞室9的容积大致为零，所以，基底缸室8内的工作油11通过阻尼孔6e向上级柱塞室10吹出。此时，由于中间柱塞4的下降，基底缸室8内的工作油11的压力上升，并且受压面积增大，因此，减速力也增大。

另一方面，因为中间柱塞4的底面大致整个面开口，没有与阻尼孔6e的流体阻力的重叠效果，所以，减速力受阻尼孔6e的开口面积的支配，能够将减速度的增大抑制在很小。另外，到上级柱塞6仅下降行程Lp为止，阻尼孔6e的开口面积为阻尼孔6e本身的面积没有变化，所以，减速力大致与升降体的速度的平方成比例地降低。然后，到上级柱塞6仅下降行程Lp为止的期间的减速度比设计减速度高地推移。

此后，若上级柱塞6仅下降行程Lp，则销杆2开始插入阻尼孔6e。此时，若为图1以及图8所示那样的前端平坦的销杆2，则阻尼孔6e的开口面积仅减少前端面的面积的量，因此，工作油11通过阻尼孔6e时的阻力增大。据此，由于基底缸室8内的工作油的压力上升，所以，减速力也增大。

行程Lp以后，若在设计条件下，则不取决于行程，保持一定的减速度。因此，在行程Lp以后，到升降体停止为止减速力得到维持，不会施加大的冲击，能够使升降体停止。然后，此期间的减速度以大致设计减速度推移。

在这样的油压缓冲器中，因为中间柱塞4以及上级柱塞6仅通过回复弹簧15的复原力回复到无负荷状态的位置，所以，能够稳定地进行从压缩状态的回复。另外，因为没有必要高精度地精加工基底缸1的内周面、中间柱塞4的内周面，所以，能够使结构简单，降低成本。

再有，因为使用圆筒状的中间柱塞4，仅在上级柱塞上设置阻尼孔6e，所以，减速性能由阻尼孔6e以及销杆2的设计决定，减速设计容易。另外还有，因为不存在上级柱塞6以及中间柱塞4同时开始下降的情况，所以，能够将减速度的增大幅度抑制得小，能够得到稳定的减速性能。

另外，因为销杆2的高度设定得比基底缸1的正上方的柱塞，这里是中间柱塞4开始被压缩时的阻尼孔6e的高度低，并且，在销杆2上设置锥部2a，所以，能够得到稳定的减速性能。

再有，通过在销杆2的前端设置圆柱部，在难以使前端尖锐的情况下，也能够得到稳定的减速性能。

另外还有，因为在上级柱塞6上设置了油室壳体12，所以，能够防止为了油室13而增大油压缓冲器整体的粗度的情况。

另外，因为油室壳体12以围绕上级柱塞6的方式设置在上级柱塞6的外周部，所以，升降体碰撞油压缓冲器时的力没有施加给油室壳体12，能够使油室壳体12轻量化。

再有，因为回复弹簧15设置在基底缸1和上级柱塞6之间，所以，能够进行稳定的回复动作。另外，因为回复弹簧15的自重没有施加在可动部，所以，还能够谋求中间柱塞4以及上级柱塞6的轻量化。

实施方式2.

接着，图13是表示基于本发明的实施方式2的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图，图14是表示图13的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。图中，回复弹簧15配置在基底缸1以及中间柱塞4的内部。回复弹簧15的下端部被固定在基底缸底面部1b上，回复弹簧15的上端部抵接上级柱塞底面部6b的下面。

在基底缸1内，设置在全行程压缩时承接中间柱塞4的下面的规定高度的中间柱塞挡块16。基底缸1以及销杆2的高度仅高出中间柱塞挡块16的高度的量。其它的结构与实施方式1相同。

在这样的油压缓冲器中，因为回复弹簧15被内置在基底缸1以及中间柱塞4，所以，能够提高在装配时以及维护时的安全性。

实施方式3.

接着，图15是表示基于本发明的实施方式3的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图，图16是表示图15的油压缓冲器被全行程压缩的状态的剖视图。图中，在基底缸1内收容中间柱塞回复弹簧15a。中间柱塞回复弹簧15a的下端部被固定在基底缸底面部1b上，中间柱塞回复弹簧15a的上端部抵接中间柱塞4的下面。

在中间柱塞4内收容上级柱塞回复弹簧15b。上级柱塞回复弹簧15b的下端部被固定在中间柱塞4的底面部上，上级柱塞回复弹簧15b的上端部抵接上级柱塞底面部6b的下面。

在基底缸1内，设置在全行程压缩时承接中间柱塞4的下面的规定高度的中间柱塞挡块16。在中间柱塞4内设置在全行程压缩时承接上级柱塞底面部6b的下面的上级柱塞挡块17。基底缸1、中间柱塞4以及销杆2的高度仅高出挡块16、17的高度的量。其它的结构与实施方式1相同。

在这样的油压缓冲器中，因为回复弹簧15a、15b被内置在基底缸1以及中间柱塞4，所以，能够提高在装配时以及维护时的安全性。另外，因为中间柱塞4以及上级柱塞6中分别使用对应的柱塞回复弹簧15a、15b，所以，缩短一根弹簧的长度即可，能够降低制造成本。

实施方式4.

接着，图17是表示基于本发明的实施方式4的电梯的油压缓冲器的无负荷状态的剖视图。在本例中，中间柱塞回复弹簧15a以及上级柱塞回复弹簧15b层状地并列配置。另外，回复弹簧15a、15b的下端部均被固定在基底缸底面部1b上。其它的结构与实施方式3相同。

在这样的油压缓冲器中，因为回复弹簧15a、15b被内置在基底缸1以及中间柱塞4，所以，能够提高在装配时以及维护时的安全性。另外，因为上级柱塞回复弹簧15b的反作用力以及自重不会施加在中间柱塞4，所以，减少中间柱塞回复弹簧15a的负担载荷即可。

另外，也可以使挡块部从上级柱塞6的外周面向外径侧突出。

另外，虽然在上述例中，仅使用了一个中间柱塞4，但也可以使用多个中间柱塞。该情况下，中间柱塞的直径被设定成从基底缸1侧向上级柱塞6侧逐渐减小。

再有，虽然在上述例中，将油压缓冲器设置在了升降路的底部，但也可以搭载于升降体的下部。另外，也可以为了缓和对升降路顶棚部的碰撞、升降体彼此的碰撞的冲击而设置在升降体的上部或者升降路顶棚部。

Claims (7)

1.一种电梯的油压缓冲器，其特征在于，具备：

填充了工作油的基底缸、

能够滑动地向轴方向插入上述基底缸的至少一个圆筒状的中间柱塞、

能够滑动地向轴方向插入上述中间柱塞，且在底面部设有阻尼孔的上级柱塞、

竖立设置在上述基底缸内，且从上述上级柱塞的行程的途中插入上述阻尼孔的销杆以及

使上述中间柱塞以及上述上级柱塞回复到无负荷状态的位置的回复弹簧。

2.如权利要求1所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，上述销杆的前端与和上述基底缸相邻的上述中间柱塞开始被压缩时的上述阻尼孔相比位于上述基底缸的底面部侧，

上述销杆具有截面随着趋近上述基底缸的底面部而逐渐增大的锥部。

3.如权利要求2所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，在上述销杆的前端设置圆柱部。

4.如权利要求1所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，在上述上级柱塞上设置油室壳体，所述油室壳体形成在上述上级柱塞被全行程压缩时工作油流入的油室。

5.如权利要求4所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，上述油室壳体以围绕上述上级柱塞的方式设置在上述上级柱塞的外周部。

6.如权利要求1所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，上述回复弹簧设置在上述基底缸和上述上级柱塞之间。

7.如权利要求1所述的电梯的油压缓冲器，其特征在于，上述回复弹簧包括使对应的柱塞分别回复到无负荷状态的位置的多个柱塞回复弹簧。

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