JP2001063940A - 可動シリンダを用いた油圧エレベータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動シリンダ装置を有する油圧エレベータの速
度を精度よくコントロールすること。 【解決手段】可動シリンダチューブ（５）を、先端に運
搬ケージを吊下げたロープの他端部に係合させ、上側外
部ポート（１１）に上部圧力スイッチ（２０）を連結
し、さらに上部流量計（３７）を介して逆止弁（２２）
及び電圧比例制御弁（２１）を連結し、且つ該逆止弁を
介して２方向吐出型油圧ポンプ（２３）の一方の吐出ポ
ート（２４）、油吸入用逆止弁（２７）、電磁制御弁
（２５）及びリリーフ弁（２６）を連結し、下側外部ポ
ート（１３）に下部圧力スイッチ（３９）を連結し、さ
らに下部流量計（３８）を介して逆止弁（３２）及び電
圧比例制御弁（３１）を連結し、且つ該逆止弁を介して
２方向吐出型油圧ポンプ（２３）の他方の吐出ポート
（３３）、油吸入用逆止弁（３６）、電磁制御弁（３
４）及びリリーフ弁（３５）を連結したことを特徴とす
る油圧エレベータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリンダチューブ側
が可動する可動シリンダを用いた油圧エレベータに関
し、特に精度のよい運転が可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来油圧エレベータとしては、固定され
たシリンダチューブ内を上下に摺動する可動ピストンに
一体に取付けたピストンロッドの上端に直接運搬ケージ
を設けた単独型の油圧エレベータ、又はこのような単独
型油圧エレベータのシリンダチューブと、ピストンロッ
ドの先端にバランスウェイトを固定したシリンダチュー
ブとを連通したバランスエレベータとからなる省エネル
ギー型油圧エレベータなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の従来型油圧エ
レベータにおいては、運搬ケージの荷重は常時ピストン
ロッドが支えていることになる。しかも荷重の方向は下
向きであるため該ピストンロッドには常時圧縮荷重が作
用しており、これに対抗するためピストンロッドの太さ
はかなり大きくしなければならなかった。このため従来
の油圧エレベータは重量が重くコストも高いものであっ
た。本発明の目的はコストを低減させた軽量の油圧エレ
ベータであって、しかも制御方式として高価なインバー
タ制御を使用せずに精度の高い運転を可能とすることに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に対し
て種々検討してなされたもので、ピストンロッドに常に
引張り荷重が作用する可動シリンダ装置を用い、しかも
排出される油の流量を常時計測してその信号により電圧
もしくは電流比例弁を制御することにより高い精度で速
度制御のできる運転を可能としたものである。

【０００５】即ち本発明の油圧エレベータは、ピストン
の上面に中空の上部ピストンロッドの下端を固定してそ
の近傍に該中空部に連通する上側内部ポートを設け、該
上部ピストンロッドの上端を固定点としてその近傍に該
中空部に連通する上側外部ポートを設け、該ピストンの
下面に中空の下部ピストンロッドの上端を固定してその
近傍に該中空部に連通する下側内部ポートを設け、該下
部ピストンロッドの下端を固定点としてその近傍に該中
空部に連通する下側外部ポートを設け、さらに内周面が
該ピストン外周面に内接しながら上下に摺動可能であっ
て該ピストンより上側及び下側にそれぞれ上部シリンダ
室及び下部シリンダ室を形成したシリンダチューブ、も
しくはこれにウェイトを一体結合したシリンダチューブ
を、先端に運搬ケージを吊下げたロープの他端部に係合
させ、上記上側外部ポートに上部流量計を介して上部シ
リンダ室排出油用逆止弁及び上部シリンダ室排出油用電
圧（電流）比例制御弁を連結し、且つ該逆止弁を介して
２方向吐出型油圧ポンプの一方の吐出ポート、油吸入用
逆止弁、上部シリンダ室給油用電磁制御弁及び上部シリ
ンダ室給油用リリーフ弁を連結し、下側外部ポートに下
部流量計を介して下部シリンダ室排出油用逆止弁及び下
部シリンダ室排出油用電圧（電流）比例制御弁を連結
し、且つ該逆止弁を介して２方向吐出型油圧ポンプの他
方の吐出ポート、油吸入用逆止弁、下部シリンダ室給油
用電磁制御弁及び下部シリンダ室給油用リリーフ弁を連
結し、さらに上側外部ポートと下側外部ポートのいずれ
か一方または双方に圧力スイッチを取り付けたことを特
徴とする油圧エレベータである。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【０００７】本発明の油圧エレベータの一例を図１に示
す。上端が建物などの天井部に固定された中空の上部ピ
ストンロッド（１）の下端と、下端が建物などの床部に
固定された中空の下部ピストンロッド（２）の上端との
間に固定ピストン（３）を固定した。そして該固定ピス
トン（３）の外周面にはリング状シール部材（４）を取
付け、さらに該外周面と液密状態を保ちながら上下に摺
動する内周面を有する円筒状シリンダチューブ（５）
を、その上端面を塞ぐ上面板及びその下端面を塞ぐ下面
板をそれぞれ該上部ピストンロッド（１）の外周面及び
下部ピストンロッド（２）の外周面に液密状態に密接摺
動するように設けた。従って該シリンダチューブ（５）
内の固定ピストン（３）より上側には上部シリンダ室
（６）が形成され、同時に該固定ピストン（３）の下側
には下部シリンダ室（７）が形成される。また上部ピス
トンロッド（１）の中空部は、上部シリンダ室（６）内
に開口した上側内部ポート（１０）を通して該上部シリ
ンダ室（６）内に連通し、且つ上端部に開口した上側外
部ポート（１１）を通して外部の油圧回路に連通してい
る。さらに下部ピストンロッド（２）の中空部は、下部
シリンダ室（７）内に開口した下側内部ポート（１２）
を通して該下部シリンダ室（７）内に連通し、且つ下端
部に開口した下側外部ポート（１３）を通して外部の油
圧回路に連通している。

【０００８】このようなシリンダチューブの動きを説明
すると、外部の油圧回路から上側外部ポート（１１）に
作動油を供給し上側内部ポート（１０）を通して上部シ
リンダ室（６）内に送り込むことにより、シリンダチュ
ーブ（５）は上昇することになる。この時は同時に下部
シリンダ室（７）内の作動油は下側外部ポート（１３）
を通して排出される。他方下側外部ポート（１３）に作
動油を供給し下側内部ポート（１２）を通して下部シリ
ンダ室（７）内に送り込むことによりシリンダチューブ
（５）は下降することになり、同時に上側外部ポート
（１１）から上部シリンダ室（６）内の作動油は排出さ
れる。

【０００９】このようにシリンダチューブや固定ピスト
ンなどの部材の重量、該シリンダチューブに作用する荷
重及びシリンダチューブ内の作動油の重量等の大部分を
上部ピストンロッドが引張り力で支えることになるの
で、該ピストンロッドの太さはそれ程大きくならない。
従って装置全体の重量も小さくなり、省スペースとな
る。

【００１０】次にこのような可動シリンダを用いた油圧
エレベータの油圧回路について説明する。先ず上側外部
ポート（１１）に連通する配管に上部圧力スイッチ（２
０）を取付け、さらにこの配管内を通過する作動油の流
量を自動的に計測する上部流量計（３７）を取付けた。
そして上部流量計（３７）を介して、該上部流量計（３
７）の信号により弁開度を自動調節する上部シリンダ室
排出油用電圧比例制御弁（２１）と上部シリンダ室排出
油用逆止弁（２２）を設け、さらに該上部シリンダ室排
出油用逆止弁（２２）介して２方向吐出型油圧ポンプ
（２３）の一方の吐出ポート（２４）、上部シリンダ室
給油用電磁制御弁（２５）及び上部シリンダ室給油用リ
リーフ弁（２６）を連結し、さらに該一方の吐出ポート
（２４）には油吸入用逆止弁（２７）を設けた。なお上
記上部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁（２１）及び
上部シリンダ室給油用電磁制御弁（２５）の他方のポー
トは油タンク（３０）に連通した。

【００１１】また下側外部ポート（１３）に連通する配
管に下部圧力スイッチ（３９）を設け、該配管内の作動
油の流量を自動的に計測する下部流量計（３８）を取り
付け、該下部流量計（３８）を介して該下部流量計の電
気信号により弁開度を自動調節する下部シリンダ室排出
油用電圧比例制御弁（３１）と下部シリンダ室排出油用
逆止弁（３２）を設け、さらに該下部シリンダ室排出油
用逆止弁（３２）を介して、２方向吐出型油圧ポンプ
（２３）の他方の吐出ポート（３３）、下部シリンダ室
給油用電磁制御弁（３４）及び下部シリンダ室給油用リ
リーフ弁（３５）を連結し、さらに該他方の吐出ポート
（３３）には油吸入用逆止弁（３６）を設けた。なお上
記下部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁（３１）及び
下部シリンダ室給油用電磁制御弁（３４）の他方のポー
トは油タンク（３０）に連通した。

【００１２】さらに上記シリンダチューブ（５）内に作
動油を補充するために、以下の回路を追加した。即ち作
動油補給用油圧ポンプ（１５）の吐出ポートに補給回路
用リリーフ弁（１６）を連結し、さらに該吐出ポートを
２つに分岐して、いずれも補給回路用逆止弁（１７）
（１８）を介して一方は上側外部ポート（１１）に連結
し、他方は下側外部ポート（１３）に連結した。

【００１３】またこのような油圧エレベータとしては、
例えば図２に示すように上記シリンダチューブ（５）と
一体にバランスウェイト（４０）を固定し、該バランス
ウェイト（４０）にシリンダ側プーリー（４１）を取付
け、さらに建物側に第１プーリー（４２）と第２プーリ
ー（４３）を取付けて一端を建物の天井部に固定したロ
ープ（４４）を、該シリンダ側プーリー（４１）、第１
プーリー（４２）及び第２プーリー（４３）に掛けて他
端に運搬ケージ（４５）を取付けた構成のものがある。
あるいは図３に示すように他端に運搬ケージ（４５）を
採りつけたロープ（４４）を上記と同様の第１及び第２
プーリー（４２）（４３）に掛けてその他端をシリンダ
チューブ（５）もしくはバランスウェイト（４０）に固
定した構成のものがある。上記いずれの油圧エレベータ
においても、シリンダチューブ（５）を上昇させたとき
には運搬ケージ（４５）は下降し、該シリンダチューブ
（５）を下降させたときには該運搬ケージ（４５）は上
昇するものである。なおこのような油圧エレベータの運
転時において、停電などの非常停止の際に上記シリンダ
チューブを手動で上下動させるために、本出願人の既出
願（特願平１１―２２６２０３号）で開示した手動ポン
プと手動切換弁からなる装置を図１の上側外部ポート
（１１）と下側外部ポート（１３）との間に設置するこ
とができる。

【００１４】このような油圧エレベータは図１に示す油
圧回路で制御されるものであり、通常は運搬ケージ（４
５）の上昇時、即ちシリンダチューブ（５）の下降時は
油圧ポンプ（２３）の吐出ポート（３３）より作動油を
下部シリンダ室（７）に送り込み、上部シリンダ室
（６）から排出される作動油の流量を上部流量計（３
７）で計測して、その流量値が予め設定された値に制御
されるように上部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁
（２１）の弁開度を自動的に調節することにより、シリ
ンダチューブ（５）の下降速度を制御するメーターアウ
ト制御方式である。同じく運搬ケージ（４５）の下降時
の制御も、下部シリンダ室（７）から排出される作動油
の量を下部流量計（３８）で計測して、排出油の量を下
部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁（３１）により制
御するメーターアウト制御方式である。

【００１５】なお上部シリンダ室（６）または下部シリ
ンダ室（７）の圧力が低いときに、運搬ケージ内に人あ
るいは荷物を載せると、該運搬ケージは油の圧縮により
わずかに下降する。このような運搬ケージの下降を防止
するため、作動油補給用油圧ポンプ（１５）を運転して
該上部下部シリンダ室の圧力をリリーフ弁（１６）の設
定圧力まで増加させ、タイマーなどにより停止させるよ
うにする。これにより運搬ケージのわずかな沈みは極め
て小さくなり実用上ほとんど問題がなくなり良好な乗り
心地が得られる。ここでリリーフ弁（１６）の設定圧力
は、作動圧力以下で通常約１／２程度で用いる。

【００１６】なおこのような可動シリンダ装置では運搬
ケージの積載量の変化がシリンダの内圧に大きな変化を
与えることになる。即ちシリンダチューブ側が運搬ケー
ジより重い場合には上側外部ポート（１１）（以下Ｄポ
ートと記す）側が高圧になり、逆に運搬ケージ側が重い
場合は下側外部ポート（１３）（以下Ｕポートと記す）
側が高圧になる。そしてＤポート側が高圧のときは、そ
の負荷圧力と抵抗分の作動圧力で該シリンダチューブを
上昇させることができる。しかしながらシリンダチュー
ブを下降させようとする場合は、通常はＵポートに圧力
油を供給するが、このようにＤポート側が高圧のときは
シリンダチューブの耐圧上からＵポートはできるだけ低
圧の作動油を供給するようにしなければならない。

【００１７】そこで可動シリンダのＤポート側の圧力
は、運搬ケージの全積載量の約１／２を分岐点として、
積載量ゼロの時Ｄポート圧力は最大となり、該分岐点で
Ｕポートとほぼ同圧になり、該分岐点以上全負荷のとき
はＵポート側が高圧になる。従って運搬ケージの積載量
がゼロ〜全積載量の１／２の場合、シリンダチューブ
（５）を下降させようとするときにはＤポートが高圧と
なるので上部圧力スイッチ（２０）の信号により、Ｕポ
ート側の下部シリンダ室給油用電磁制御弁（３４）をＯ
ＦＦのままでバイパス時の圧力だけをＵポートに与える
ブリードオフ制御を行うようにする。なおこの圧力は該
制御弁（３４）のバイパス圧力調整ネジで調整する。そ
してこの場合、シリンダチューブ（５）を上昇させよう
とするときには上部圧力スイッチ（２０）の信号によ
り、上部シリンダ室給油用電磁制御弁（２５）をＯＮに
して上部シリンダ室給油用リリーフ弁（２６）の設定圧
力までの圧油をＤポートに加えるようにする。

【００１８】また運搬ケージの積載量が全積載量の１／
２以下、即ち負荷が１／２〜全負荷になるとＤポートの
圧力は下がってＵポート側が高圧になる。従ってシリン
ダチューブ（５）を下降させようとする時には、下部圧
力スイッチ（３９）の信号により下部シリンダ室給油用
電磁制御弁（３４）をＯＮに切換えることにより、下部
シリンダ室給油用リリーフ弁（３５）の設定圧力まで昇
圧できるのでスムーズな上昇と停止ができる。なおこの
時速度制御はメーターアウト制御であるから上部シリン
ダ室排出油用電圧比例制御弁（２１）にて行う。また同
様にＵポート側が高圧の場合であって、シリンダチュー
ブ（５）を上昇させようとするときには下部圧力スイッ
チ（３９）の信号により、上部シリンダ室給油用電磁制
御弁（２５）をＯＦＦのままでバイパス圧力をＤポート
に与えるブリードオフ制御を行う。なお本実施例では圧
力スイッチを上側外部ポート（１１）及び下側外部ポー
ト（１３）の両方に設けたが、いずれか一方のポートに
設けてその信号により上記制御を行うこともできる。

【００１９】

【発明の効果】このように本発明によれば、シリンダチ
ューブからの排出油の量を予め考えられる良好なパター
ンに沿って自動的に制御できるのでエレベータの運転精
度が上がり、乗り心地に優れ、しかも停止精度なども向
上する。また従来は上昇下降時に各々メーターアウト制
御をする場合油圧ポンプが２台必要であったが、本発明
によれば１台で済む効果がある。さらにインバータ制御
を採用せずにインダクションモータでの制御が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明油圧エレベータの可動シリンダ装置の説
明図である。

【図２】本発明油圧エレベータの一例である。

【図３】本発明油圧エレベータの他の例である。

【符号の説明】

１ 上部ピストンロッド ２ 下部ピストンロッド ３ 固定ピストン ４ リング状パッキン ５ シリンダチューブ ６ 上部シリンダ室 ７ 下部シリンダ室 １０ 上側内部ポート １１ 上側外部ポート １２ 下側内部ポート １３ 下側外部ポート １５ 作動油補給用油圧ポンプ １６ 補給回路用リリーフ弁 １７、１８ 補給回路用逆止弁 ２０ 上部圧力スイッチ ２１ 上部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁 ２２ 上部シリンダ室排出油用逆止弁 ２３ ２方向吐出型油圧ポンプ ２４ 一方の吐出ポート ２５ 上部シリンダ室給油用電磁制御弁 ２６ 上部シリンダ室給油用リリーフ弁 ２７ 油吸入用逆止弁 ３０ 油タンク ３１ 下部シリンダ室排出油用電圧比例制御弁 ３２ 下部シリンダ室排出油用逆止弁 ３３ 他方の吐出ポート ３４ 下部シリンダ室給油用電磁制御弁 ３５ 下部シリンダ室給油用リリーフ弁 ３６ 油吸入用逆止弁 ３７ 上部流量計 ３８ 下部流量計 ３９ 下部圧力スイッチ ４０ バランスウェイト ４１ シリンダ側プーリー ４２ 第１プーリー ４３ 第２プーリー ４４ ロープ ４５ 運搬ケージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの上面に中空の上部ピストンロッ
   ドの下端を固定してその近傍に該中空部に連通する上側
   内部ポートを設け、該上部ピストンロッドの上端を固定
   点としてその近傍に該中空部に連通する上側外部ポート
   を設け、該ピストンの下面に中空の下部ピストンロッド
   の上端を固定してその近傍に該中空部に連通する下側内
   部ポートを設け、該下部ピストンロッドの下端を固定点
   としてその近傍に該中空部に連通する下側外部ポートを
   設け、さらに内周面が該ピストン外周面に内接しながら
   上下に摺動可能であって該ピストンより上側及び下側に
   それぞれ上部シリンダ室及び下部シリンダ室を形成した
   シリンダチューブ、もしくはこれにウェイトを一体結合
   したシリンダチューブを、先端に運搬ケージを吊下げた
   ロープの他端部に係合させ、上記上側外部ポートに上部
   流量計を介して上部シリンダ室排出油用逆止弁及び上部
   シリンダ室排出油用電圧（電流）比例制御弁を連結し、
   且つ該逆止弁を介して２方向吐出型油圧ポンプの一方の
   吐出ポート、油吸入用逆止弁、上部シリンダ室給油用電
   磁制御弁及び上部シリンダ室給油用リリーフ弁を連結
   し、下側外部ポートに下部流量計を介して下部シリンダ
   室排出油用逆止弁及び下部シリンダ室排出油用電圧（電
   流）比例制御弁を連結し、且つ該逆止弁を介して２方向
   吐出型油圧ポンプの他方の吐出ポート、油吸入用逆止
   弁、下部シリンダ室給油用電磁制御弁及び下部シリンダ
   室給油用リリーフ弁を連結し、さらに上側外部ポートと
   下側外部ポートのいずれか一方または双方に圧力スイッ
   チを取り付けたことを特徴とする油圧エレベータ。