JP2005127464A - テレスコープシリンダ及びエレベータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
駆動源が低圧の水道水であっても、大きな推力を発生させるテレスコープシリンダ、及びエレベータ装置の提供である。
【解決手段】
テレスコープシリンダＳ₁ における外側ロッドＲａと内側ロッドＲｂのそれぞれの摺動部分に、低摩擦材より成るＯリング２６とラビリンスパッキン２７とから成る小摺動抵抗構造を設け、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ に封入された封入水道水Ｗ₂ を僅かにリークさせることにより、前記摺動部分に薄い水の膜を形成させ、当該水の膜上を摺動させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、テレスコープシリンダ、及びテレスコープシリンダを使用したエレベータ装置に関するものである。

従来技術を説明するに当り、本発明の図面を援用する。図４に示されるように、テレスコープシリンダＳ₁ は、シリンダ本体１５に対して摺動可能な外側ロッドＲａの内側に、別のロッド（内側ロッドＲｂ）が摺動可能に取付けられて構成されたものである。このテレスコープシリンダＳ₁ の場合、外側ロッドＲａのピストン部２３に元圧が作用され、前記外側ロッドＲａが押し上げられて突出されると同時に、その外周部分（外側水室Ｃ₁ ）に封入された作動流体が押し込まれ、当該作動流体が押し込まれた分だけ、内側ロッドＲｂが押し上げられて突出される。このように、テレスコープシリンダＳ₁ は、その全長を短くさせたまま、最も内側のロッドＲｂの先端部が配置される位置（突出端位置）を遠くに設定することができる（テレスコープシリンダＳ₁ のストロークＬを長くできる）という利点がある（図２参照）。

このテレスコープシリンダＳ₁ は、エレベータ装置Ｅ（特に、ストロークＬが短くて済む家庭用のエレベータ装置）に使用されている。ここで、エレベータ装置Ｅに使用されるテレスコープシリンダＳ₁ は、通常、作動油で作動されるものである（例えば、特許文献１参照）。これにより、負荷が取付けられた内側ロッドＲｂに大きな推力を作用できるものの、油圧ポンプや油タンク等の油圧装置を設置しなければならず、大掛かりなものとなってしまう。このため、家庭用のエレベータ装置には不向きである。また、各ロッドの摺動部からリークされた作動油を回収することが必要になる。特に、前記テレスコープシリンダＳ₁ が家庭用のエレベータ装置に使用される場合、作動流体が飛散することによって周辺部が汚れたり、回収後の作動流体の廃棄処理が面倒であるという不具合が存する。
特開平１１−３３６７０９号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、駆動源が低圧の水道水であっても、大きな推力を発生させることのできるテレスコープシリンダ、及び該テレスコープシリンダを使用したエレベータ装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体の軸心部に摺動可能にして設けられ、負荷を支持するための負荷ロッドと、前記負荷ロッドと同軸にして、その周囲に入れ子状態で多段にして設けられ、該負荷ロッドと同方向に摺動される１ないし複数本の外側ロッドとから成り、前記負荷ロッドと前記各外側ロッドとの間、各外側ロッドどうしの間、及び最も外側の外側ロッドとシリンダ本体との間には、作動流体が封入される各作動流体室が、それぞれ連通状態で設けられていて、前記作動流体は水道水であり、前記各外側ロッドのうち、最も外側の外側ロッドに水道水圧を作用させて摺動させることにより、一方側の作動流体室に封入された水道水を加圧させて、連通する他方側の作動流体室に流入させ、該他方側の作動流体室に配置されているロッドを順次摺動させる構成のテレスコープシリンダであって、前記各ロッドの摺動部は、微量の水道水をリークさせるべく小摺動抵抗構造を備えていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、テレスコープシリンダを構成する各ロッドの摺動部には、微量の水がリークされる小摺動抵抗構造が設けられている。このため、各ロッドの摺動部に薄い水の膜が形成され、前記各ロッドは、この水の膜上を摺動する。これにより、各ロッドの摺動抵抗が減少され、低圧な水道水であっても負荷ロッドを摺動させることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記小摺動抵抗構造は、各ロッドの摺動部における摺動体又は被摺動体のいずれか一方に装着されたシール材と、ラビリンスパッキンとから成ることを特徴としている。この発明では、各ロッドの摺動部に、シール材とラビリンスパッキンが設けられていることにより、各ロッドの摺動部における水道水のリーク量を最少量にしたまま、各ロッドをスムーズに摺動させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記負荷ロッドは、ラムシリンダであることを特徴としている。これにより、負荷ロッドの摺動抵抗を更に小さくすることができる。

請求項４の発明は、請求項１に記載され、起立状態で配置されるテレスコープシリンダと、前記テレスコープシリンダに取付けられ、エレベータ籠収容空間に設けられたガイド部材にガイドされて昇降可能なエレベータ籠とから成るエレベータ装置であることを特徴としている。この発明では、水道水によってエレベータ装置が作動される。このため、駆動源が容易に得られると共に、リークした水の廃棄処理が容易である。また、油圧で作動されるエレベータ装置と比較して、大掛かりな油圧装置が不要である。

請求項５の発明は、請求項４の発明を前提として、前記エレベータ籠は、上側に配置された負荷ロッドに取付けられていることを特徴としている。この発明では、エレベータ籠が取付けられる負荷ロッドは、起立状態におけるテレスコープシリンダの上方に配置されている。これにより、テレスコープシリンダの全体が安定状態で設置される。

請求項６の発明は、請求項５の発明を前提として、シリンダ本体の上端部には、各ロッドの摺動部からリークされた水道水を回収するための水溜部が設けられていることを特徴としている。この発明では、各ロッドの摺動部からリークした水道水は、前記各ロッドをつたって落下し、カバー水溜部に回収される。このため、リークした水道水が確実に回収され、周囲に飛散することが防止される。また、この水溜部は、起立状態に配置されたテレスコープシリンダのシリンダ本体の上端部に取付けられているため、負荷ロッド及び各外側ロッドが摺動する際の障害となることはない。この結果、各ロッドの突出長をそのままにして、リークした水道水を回収することが可能となる。

請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかの発明を前提として、前記エレベータ籠の停止位置を検出するための検出装置と、前記検出装置からの信号により、各作動流体室に水道水を補充するための水補充装置とが設けられていることを特徴としている。この発明では、検出装置により、各ロッドの突出長が足りないこと、即ち、各作動流体室に封入されている水の量が不足していることが検出されると、前記検出装置からの信号により補充装置が作動され、各作動流体室に水道水が供給される。これにより、各作動流体室は、常に水が満杯の状態となる。この結果、各ロッドの突出長は、常に一定に保持される。

請求項８の発明は、請求項７の発明を前提として、前記検出装置は、エレベータ籠の停止位置を検出するための上昇端位置検出スイッチと、上昇を開始したエレベータ籠が、前記上昇端位置検出スイッチを作動させるまでの時間を設定するためのタイマとから成り、前記タイマの設定時間内にエレベータ籠が、上昇端位置検出スイッチを作動させないときに、水補充装置が作動されるように構成されていることを特徴としている。この発明では、各作動流体室内の水道水の不足が、上昇端位置検出スイッチとタイマによって検出される。このため、検出装置の構成が簡単であると共に、その制御も容易である。

請求項９の発明は、請求項４ないし７のいずれかの発明を前提として、最も外側に配置されている外側ロッドのピストン部と、該ピストン部と対向配置されるヘッドカバーとの間には、クッション装置が設けられていることを特徴としている。この発明では、外側ロッドの下降時において、該外側ロッドはクッション装置によって、緩速状態で下降されて停止される。これにより、エレベータ籠の停止時の衝撃を少なくできる。

本発明に係るテレスコープシリンダは、シリンダ本体と、前記シリンダ本体の軸心部に摺動可能にして設けられ、負荷を支持するための負荷ロッドと、前記負荷ロッドと同軸にして、その周囲に入れ子状態で多段にして設けられ、該負荷ロッドと同方向に摺動される１ないし複数本の外側ロッドとから成り、前記負荷ロッドと前記各外側ロッドとの間、各外側ロッドどうしの間、及び最も外側の外側ロッドとシリンダ本体との間には、作動流体が封入される各作動流体室が、それぞれ連通状態で設けられていて、前記作動流体は水道水であり、前記各外側ロッドのうち、最も外側の外側ロッドに水道水圧を作用させて摺動させることにより、一方側の作動流体室に封入された水道水を加圧させて、連通する他方側の作動流体室に流入させ、該他方側の作動流体室に配置されているロッドを順次摺動させる構成のテレスコープシリンダであって、前記各ロッドの摺動部は、微量の水道水をリークさせるべく小摺動抵抗構造を備えていることを特徴としている。このため、各ロッドの摺動部に薄い水の膜が形成され、前記各ロッドは、この水の膜上を摺動する。これにより、各ロッドの摺動抵抗が減少され、低圧な水道水であっても負荷ロッドを摺動させることができる。

また、本発明に係るエレベータ装置は、請求項１に記載され、起立状態で配置されるテレスコープシリンダと、前記テレスコープシリンダに取付けられ、エレベータ籠収容空間に設けられたガイド部材にガイドされて昇降可能なエレベータ籠とから成ることを特徴としている。このエレベータ装置は、水道水によって作動されるため、駆動源が容易に得られると共に、各ロッドの摺動部からリークした水道水の廃棄処理が容易である。また、油圧によって作動されるエレベータ装置と比較して、大掛かりな油圧装置を設置することが不要である。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

図１は本発明に係るエレベータ装置Ｅと、テレスコープシリンダＳ₁ への各配管路Ｈ₁,Ｈ₂ を示す図、図２はエレベータ装置Ｅの正面図、図３はエレベータ装置Ｅの平面図、図４はテレスコープシリンダＳ₁ の正面断面図、図５はテレスコープシリンダＳ₁ におけるロッドカバー１３の部分とヘッドカバー１４の部分の拡大断面図、図６は図４のＸ−Ｘ線断面図である。図１及び図２に示されるように、建物Ｂに設けられたエレベータ籠収容空間Ｋに、エレベータ装置Ｅが設置されている。このエレベータ装置Ｅは、建物Ｂの１階部分と２階部分とを結ぶためのものであり、その昇降長はＴである（図１参照）。エレベータ装置Ｅを構成するエレベータ籠１は、建物Ｂの敷地内に設けられたピット２に起立埋設状態で設置されたテレスコープシリンダＳ₁ の内側ロッドＲｂの上面に、当板３を介して取付けられている。この当板３は、平面視におけるエレベータ籠１の床板のほぼ中央部に取付けられている（図３参照）。本実施例のエレベータ装置Ｅを構成するテレスコープシリンダＳ₁(第１実施例のテレスコープシリンダＳ₁ ）は単動で２段のものであり、１本の外側ロッドＲａと１本の内側ロッドＲｂとから構成されている。そして、水道水によって駆動される。水道水の圧力Ｐ₁ は、０．２（ＭＰａ）である。以下、テレスコープシリンダＳ₁ を作動させるために供給される水道水を、「駆動水道水Ｗ₁ 」と記載する。

最初に、エレベータ装置Ｅの構成について説明する。建物Ｂにおける１階と２階の所定位置には、エレベータ籠１に出入りするための各開口４が設けられていて、各開口４の部分は、それぞれ扉５によって閉じられている。これらの扉５は、前記開口４の部分にエレベータ籠１が配置されたときにのみ開閉可能である。後述するように、本実施例のエレベータ装置Ｅでは、テレスコープシリンダＳ₁ を構成する外側ロッドＲａと内側ロッドＲｂの両者が、最下端まで下降したときに、前記エレベータ籠１が、建物Ｂの１階の開口４に臨んで配置される。また、両ロッドＲa,Ｒb が最上端まで上昇したときに、前記エレベータ籠１が、建物Ｂの２階の開口４に臨んで配置される。このとき、エレベータ籠１は、建物Ｂの所定の高さ位置に取付けられた上側停止位置検出スイッチ６によって検出される。このエレベータ籠１は１人乗り用で、乗員Ｍとの合計重量は約１００ｋｇである。なお、図１において、７は、エレベータ籠１内に取付けられた操作スイッチであり、１０ａは、建物Ｂの２階の床部、１０ｂは、建物Ｂの２階の天井部である。

図２及び図３に示されるように、エレベータ籠収容空間Ｋを構成する内壁面で、エレベータ籠１の両側の部分には、一定の間隔をおいて一対のガイドバー８が立設されている。各ガイドバー８は、同一形状の溝型鋼より成り、それらの開口部が相対向して配設されている。そして、前記エレベータ籠１におけるそれぞれの外側面部で、一対のガイドバー８の開口部と相対向する部分には、高さ方向に所定間隔をおいて、２本のガイドローラ９が、回転自在に支承されている。各ガイドローラ９の直径は、ガイドバー８の開口部の内幅よりも僅かに小さい。前記エレベータ籠１は、４本のガイドローラ９が、対応するガイドバー８の開口部に嵌め込まれた状態で設置される。これにより、昇降中のエレベータ籠１は４本のガイドローラ９によって支持され、該エレベータ籠１が傾いたりするおそれはない。なお、図２において、１１，１２は、一対のガイドバー８の上部と下部を補強するための各補強板である。

次に、テレスコープシリンダＳ₁ について説明する。図４ないし図６に示されるように、本実施例のテレスコープシリンダＳ₁ は、ロッドカバー１３とヘッドカバー１４とが円筒状のシリンダ本体１５によって一体に連結されていて、前記ロッドカバー１３及び前記シリンダ本体１５に摺動可能に装着された外側ロッドＲａと、該外側ロッドＲａに摺動可能に装着された内側ロッドＲｂとから構成されている。そして、ピット２に取付けられた有底円筒状のカバー部材１６に、ヘッドカバー１４の部分を下にした起立状態で埋設されている。前記ヘッドカバー１４の側面部には、駆動水道水Ｗ₁ を供給するための水供給ポート１７が設けられていて、該水供給ポート１７は、連通孔１８によって、ヘッドカバー１４の軸心位置に設けられたクッション孔部１９（後述）に連通されている。なお、図４において、２１は、前記連通孔１８とヘッドカバー１４の上面部とを接続するためにヘッドカバー１４に内装されたチェック弁である。

外側ロッドＲａについて説明する。前記ロッドカバー１３及び前記シリンダ本体１５の内側には、それらの内周面に摺接される外側ロッドＲａが装着されている。この外側ロッドＲａは、略円筒状のロッド本体部２２と、起立状態における前記ロッド本体部２２の下端部に組み付けられた大径のピストン部２３とから構成されている。この外側ロッドＲａは、ロッド本体部２２が、ロッドカバー１３の内周面に摺接して支持されていると共に、そのピストン部２３が、シリンダ本体１５の内周面に摺接して支持されている。

前述したように、外側ロッドＲａのロッド本体部２２の外径は、ピストン部２３の外径（即ち、シリンダ本体１５の内径）よりも小さい。この結果、シリンダ本体１５とロッド本体部２２との間の部分には空間部（外側水室Ｃ₁ ）が形成されている。本実施例のテレスコープシリンダＳ₁ では、前記外側水室Ｃ₁ に作動流体として水（水道水）が封入されている。後述するように、この水道水は、前述した駆動水道水Ｗ₁ と同一の水源から供給される。以降、両者を区別して記載する必要があるときに、外側水室Ｃ₁ に封入された水道水を、「封入水道水Ｗ₂ 」と記載する。前記ロッド本体部２２の内周面の上端部には、内側ロッドＲｂを摺動させるための摺動部２２ａが設けられていて、前記摺動部２２ａの直下に、その内径よりも少し大きな内径でもって内側水室形成部２２ｂが設けられている。そして、この内側水室形成部２２ｂの部分（内側水室Ｃ₂ ）にも、封入水道水Ｗ₂ が導入されている。前記外側水室Ｃ₁ と前記内側水室Ｃ₂ とは、ロッド本体部２２の下部に設けられた連通孔２４によって連通されている。なお、図５において、２５は、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ に封入水道水Ｗ₂ を導入したときに、両水室Ｃ₁,Ｃ₂ に残存する空気を抜くための空気抜きポートである。

前記外側ロッドＲａには、クッション装置が設けられている。即ち、ピストン部２３の底面部には、該ピストン部２３よりも小径で略円柱状のクッションボス２３ａが、同軸にして突設されている。そして、ヘッドカバー１４において、前記クッションボス２３ａと対応する部分には、該クッションボス２３ａが入り込むためのクッション孔部１９が設けられている。このクッション孔部１９の内径は、クッションボス２３ａの外径よりも少し大きい。外側ロッドＲａが下降し、そのピストン部２３が、ヘッドカバー１４のクッション孔部１９に進入する。これにより、駆動水道水Ｗ₁ が戻るための領域が急激に減少する。即ち、クッション孔部１９の全領域から、該クッション孔部１９にクッションボス２３ａが進入した状態のリング状部分の領域に減少する。このため、前記クッション孔部１９を介して排出される駆動水道水Ｗ₁ の戻り量は急激に減少し、その結果、外側ロッドＲａのピストン部２３とヘッドカバー１４との間に残留した駆動水道水Ｗ₁ が圧縮される。これにより、外側ロッドＲａの下降速度に制動がかけられ、該外側ロッドＲａは緩速となって下降する（後述）。

前記外側ロッドＲａのピストン部２３の外周部分には、その周方向に複数本のラビリンスパッキン２７が、軸方向に所定間隔をおいて設けられている。そして、シリンダ本体１５と前記ピストン部２３との間に、僅かな隙間ｅ（図５参照）が設けられていて、当該隙間ｅの部分から微量の水（封入水道水Ｗ₂ ）をリークさせる構成となっている。これにより、シリンダ本体１５とピストン部２３との隙間ｅの部分に薄い水の膜が形成され、前記ピストン部２３は、その水の膜上を摺動する。この結果、外側ロッドＲａの摺動抵抗が小さくなり、駆動源が低圧な水道水（駆動水道水Ｗ₁ ）であっても、外側ロッドＲａをスムーズに摺動させることができる。同様に、外側ロッドＲａのロッド本体部２２における摺動部２２ａの部分にも、該摺動部２２ａと内側ロッドＲｂとの間に僅かな隙間ｅが設けられている。この摺動部２２ａにおいては、軸方向におけるほぼ中央部の位置に、低摩擦材より成るＯリング２８が装着されていると共に、その上下の部分に、複数本のラビリンスパッキン２９が設けられている。前記Ｏリング２８により、当該部分における封入水道水Ｗ₂ のリーク量が最少量となるように調整されている。更に、ロッド本体部２２の上端部には、ダストシール３１が装着されていて、異物の進入防止が図られている。

次に、内側ロッドＲｂについて説明する。この内側ロッドＲｂは、ほぼ全長に亘ってストレート形状のラムシリンダであり、その下端部に、ストッパリング３２が装着されていると共に、その下端面の部分に、放射状にして突起部３３が設けられている（図６参照）。このストッパリング３２の外径は、外側ロッドＲａのロッド本体部２２の摺動部２２ａの内径よりも少し大きい。前記内側ロッドＲｂが上昇されると、前記ストッパリング３２が、ロッド本体部２２の摺動部２２ａの下端面に当接して停止される。これにより、内側ロッドＲｂが上昇端に配置されると共に、該内側ロッドＲｂが抜け出るおそれはない。また、前記突起部３３は、内側ロッドＲｂの下端面が、外側ロッドＲａのピストン部２３の底面に密着することを防止して、封入水道水Ｗ₂ が、内側ロッドＲｂの受圧面３３ａに容易に作用するようにするためのものである。

次に、ロッドカバー１３について説明する。図４及び図５に示されるように、このロッドカバー１３の内周面の部分は、前述した外側ロッドＲａの摺動部２２ａとほぼ同一の構成となっている。即ち、軸方向のほぼ中央部に、低摩擦材より成るＯリング３４が装着されていると共に、周方向に複数本のラビリンスパッキン３５が設けられている。このロッドカバー１３の内側の部分には、段付き形状を呈するシール保持部３６が全周に亘って設けられており、当該部分にダストシール３７が装着されている。更に、ロッドカバー１３の外周部分で、前記シール保持部３６よりも高い位置に、外壁部１３ａが設けられている。そして、外壁部１３ａとシール保持部３６との間には、その全周に亘って水溜部３８が設けられている。この水溜部３８は、内外の各ロッドＲa,Ｒb が摺動するのに伴い、それらの摺動部分からリークした封入水道水Ｗ₂ を回収するという機能を有している。回収された封入水道水Ｗ₂ は、前記外壁部１３ａに設けられた排水ポート３９から、排水パイプ４０ａにより外部（例えば、下水道）に排出される。また、前記ロッドカバー１３には、シリンダ本体１５に一体に組み付けられた状態で外側水室Ｃ₁ と連通する連通孔４１が設けられていて、該連通孔４１に、外側水室Ｃ₁ に封入水道水Ｗ₂ を補充するための水補充ポート４２が設けられている。これにより、外側ロッドＲａとロッドカバー１３との摺動部分、及び外側ロッドＲａの摺動部２２ａと内側ロッドＲｂとの摺動部分の隙間ｅから封入水道水Ｗ₂ がリークすることにより、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ が減少しても、前記水補充ポート４２から直ちに封入水道水Ｗ₂ が供給され、補充される。この結果、内側ロッドＲｂの突出長を、常に一定のものにすることができる。

次に、配管路Ｈ₁,Ｈ₂ について説明する。本実施例のテレスコープシリンダＳ₁ では、外側ロッドＲａに駆動水道水Ｗ₁ の水道圧を作用させるための駆動配管路Ｈ₁ と、前記駆動配管路Ｈ₁ から分岐され、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ が減少したときに、水道水を補充するための補充配管路Ｈ₂ とから成る。最初に、駆動配管路Ｈ₁ について説明する。図１に示されるように、水源４３（上水道）から供給された水道水は、フィルタ４４を通った後、電磁弁４５に導入される。そして、パイロットチェック弁４６を介して、水道水供給パイプ４０ｂにより水供給ポート１７に供給され、外側ロッドＲａを押し上げるために使用される（駆動配管路Ｈ₁)。また、前記フィルタ４４を通って分岐された水道水は、電磁弁４７を介して、水補充パイプ４０ｃにより水補充ポート４２に接続されている（水補充配管路Ｈ₂)。この電磁弁４７の作動位置は、エレベータ籠１の上側の停止位置を検出するための上側停止位置検出スイッチ６の作動によって切り換えられる。

次に、水補充配管路Ｈ₂ について説明する。前述したように、本実施例のエレベータ装置Ｅには、エレベータ籠１が建物Ｂの所定の高さ位置に配置されたことを検出する上側停止位置検出スイッチ６が取付けられている。図１及び図７に示されるように、この上側停止位置検出スイッチ６は、リミットスイッチである。また、前記エレベータ籠１の背面側の底面部には、前記上側停止位置検出スイッチ６を作動させるための、検出板４８が取付けられている。

図７に示されるように、内外の各ロッドＲa,Ｒb が上昇すると、それに伴ってエレベータ籠１が上昇される。通常の場合、上昇したエレベータ籠１が上昇端位置に配置されると、前記検出板４８が上側停止位置検出スイッチ６を作動させる。これにより、エレベータ籠１が上昇端位置に配置されたことが検出される。この場合、電磁弁４７の作動位置は切り換わらず、各水室Ｃ₁,Ｃ₂ に水が供給されることはない。しかし、各ロッドＲa,Ｒb の摺動部分から封入水道水Ｗ₂ がリークすることにより、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ の量が減少すると、各水室Ｃ₁,Ｃ₂ に空所（真空）が発生し、内側ロッドＲｂの突出長が短くなる。これにより、エレベータ籠１の上側の停止位置（上昇端位置）が僅かにずれる（低くなる）おそれがある。これを防止するため、本実施例のテレスコープシリンダＳ₁ では、上昇中のエレベータ籠１が上側の停止位置に配置されようとしても、所定時間内に前記検出板４８が上側停止位置検出スイッチ６を作動させないことがタイマ（図示せず）によって検出された場合、電磁弁４７の作動位置が切り換えられる。図８のフローチャートに示されるように、乗員Ｍにより、エレベータ籠１の操作スイッチ７の上昇ボタンが押されると、駆動配管路Ｈ₁ の電磁弁４５の作動位置が切り換えられ、テレスコープシリンダＳ₁ に駆動水道水Ｗ₁ が供給される。これにより、該エレベータ籠１は上昇を開始する。エレベータ籠１の上昇開始と同時にタイマが作動され、その設定時間内に、エレベータ籠１の検出板４８が、上側停止位置検出スイッチ６を作動させない場合には、各水室Ｃ₁,Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ が不足していると判断される。これにより、水補充配管路Ｈ₂ の電磁弁４７の作動位置が切り換えられ、水源４３から供給された水道水Ｗ₁ が、水補充ポート４２を介して外側水室Ｃ₁ に封入水道水Ｗ₂ となって供給される。この結果、内側ロッドＲｂは、所定突出長の分だけ上昇され、エレベータ籠１は２階の停止位置（上昇端位置）に配置される。

次に、図５を参照しながら、第１実施例のテレスコープシリンダＳ₁ の作動原理について説明する。ここで、外側ロッドＲａのピストン部２３の受圧面積をＡ₁ 、外側ロッドＲａの断面積（中実状態としての断面積）をＡ₂ 、内側ロッドＲｂの断面積をＡ₃ とする。テレスコープシリンダＳ₁ の構成部材の自重を考えないとすると、封入水道水Ｗ₂ の圧力Ｐ₂ は、負荷Ｄ（エレベータ籠１の重量と乗員Ｍの重量との和）によって決定される。

また、封入水道水Ｗ₂ の圧力Ｐ₂ は、Ｐ₁ ×Ａ₁ ＝Ｐ₂ ×（Ａ₁ −Ａ₂ ＋Ａ₃)より求められる。これより、Ｐ₂ ＝Ａ₁ ／（Ａ₁ −Ａ₂ ＋Ａ₃)である。

ここで、外側ロッドＲａのピストン部２３の外径が１２５mm、同じくロッド本体部２２の外径が１０８mm、内側ロッドＲｂの外径が６３mmの場合、上式よりＰ₂ ＝０．４（ＭＰａ）が求められる。これより、内側ロッドＲｂの推力Ｆ₂ を計算すると、Ｆ₂ ＝Ｐ₂ ×Ａ₃ ＝１２２（ｋｇ）となり、１２２ｋｇの負荷Ｄを持ち上げることができる。ここで、負荷Ｄが１００ｋｇの場合、最初、内側ロッドＲｂには、圧力Ｐ₂ の最大値（０．４ＭＰａ）が作用する。しかし、現実の負荷Ｄは１００ｋｇなので、内側ロッドＲｂに作用する圧力Ｐ₂ は、Ｄ／Ａ₃ 、即ち、１００／［（π／４）×６．３² ］＝０．３３（ＭＰａ）で済む。このため、内側ロッドＲｂには、１００ｋｇの負荷Ｄを持ち上げるために必要な圧力Ｐ₂ （０．３３ＭＰａ）が作用した状態で突出される。

即ち、図９に示されるように、内側ロッドＲｂに作用する負荷Ｄは１００ｋｇなので、０．３３ＭＰａの圧力Ｐ₂ が発生する。これは、前述した圧力Ｐ₂ の最大値（０．４ＭＰａ）以下なので、内側ロッドＲｂは突出し、上昇を開始する。内側ロッドＲｂの上昇中、圧力Ｐ₂ は０．３３ＭＰａになり、外側ロッドＲａのピストン部２３に作用する圧力Ｐ₁ はそれに見合った大きさ（０．１６ＭＰａ）となる。そして、この圧力差の分だけ、外側水室Ｃ₁ の封入水道水Ｗ₂ が、外側ロッドＲａのピストン部２３の摺動部の隙間ｅ（ラビリンスパッキン２７の部分）を介して駆動水道水Ｗ₁ の側に流出される。なお、図９における二点鎖線は、圧力Ｐ₂ の最大値（０．４ＭＰａ）であり、これ以上の圧力Ｐ₂ を生じさせる負荷Ｄを押し上げることはできないことを示している。また、時間ｔは、テレスコープシリンダＳ₁ の内側ロッドＲｂの突出開始点を示す。

本実施例のテレスコープシリンダＳ₁ の作用について、建物Ｂの１階に停止していたエレベータ籠１が上昇される場合について説明する。図５に示されるように、ヘッドカバー１４の水供給ポート１７を介して所定圧の駆動水道水Ｗ₁ が供給されると、外側ロッドＲａに推力Ｆ₁ が作用し、外側ロッドＲａが押し上げられる。ここで、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ の外側ロッドＲａには、クッション装置が設けられていて、前記ピストン部２３におけるクッションボス２３ａの外径は、該ピストン部２３の外径よりも小さいので、駆動水道水Ｗ₁ が供給されても、すぐに外側ロッドＲａが押し出されない場合もある。このような場合であっても、クッション孔部１９の内圧が設定圧以上になると、チェック弁２１が開放され、ピストン部２３のほぼ全域に駆動水道水Ｗ₁ が供給される。これにより、外側ロッドＲａは、スムーズに押し上げられる。

前記外側ロッドＲａが押し上げられるのに伴い、外側水室Ｃ₁ の封入水道水Ｗ₂ が加圧される。加圧された封入水道水Ｗ₂ は、連通孔２４を通って内側水室Ｃ₂ に供給される。このときの封入水道水Ｗ₂ の圧力Ｐ₂ が、推力Ｆ₂ となって内側ロッドＲｂに作用する。これにより、外側ロッドＲａと内側ロッドＲｂは、同時に押し上げられる。なお、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、外側ロッドＲａが押し上げられることによって外側水室Ｃ₁ から内側水室Ｃ₂ に供給される封入水道水Ｗ₂ の量と、内側ロッドＲｂが押し上げられることによって形成される空間部の大きさは、常に同一である。これは、外側ロッドＲａの上昇速度と、内側ロッドＲｂの上昇速度が同一である（即ち、外側ロッドＲａと内側ロッドＲｂは、等速で上昇される）ことを意味している。これより、図１０の（イ）,(ロ）に示されるように、ヘッドカバー１４に対する外側ロッドＲａの突出長Ｌ₁ と、外側ロッドＲａのピストン部２３に対する内側ロッドＲｂの突出長Ｌ₂ は同一である。そして、エレベータ籠１は、最初の位置より、（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）だけ押し上げられる。そして、図２に示されるように、内外の各ロッドＲa,Ｒb が、それぞれ最大に突出される（即ち、テレスコープシリンダＳ₁ が、そのストロークＬの分だけ突出される）と、エレベータ籠１が２階の停止位置に配置される。即ち、テレスコープシリンダＳ₁ のストロークＬは、エレベータ籠１の昇降長Ｔに等しい。

そして、このとき（上昇時）の各ロッドＲa,Ｒb の速度曲線のグラフを、図１１の（イ）に示す。このグラフに示されるように、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、ほぼ全ての工程で、等速の上昇速度Ｖで上昇される。これは、上昇中のエレベータ籠１内の乗員Ｍに、該エレベータ籠１の上昇に伴う衝撃が、殆ど作用しないことを示している。ここで、図１１の（イ）において、二点鎖線４９で示された部分は、従来のテレスコープシリンダで、一方側のロッドが上昇した後で、他方側のロッドが上昇される形態のものの速度曲線を示している。即ち、従来のテレスコープシリンダでは、上昇するロッドが切り換わる際に、その上昇速度が、いったん減少する。このため、乗員Ｍに不快感を与える。しかし、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、内外の各ロッドＲa,Ｒb が同時に、しかも、等速で上昇するため、そのような不快感を与えることはない。

第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、内外の各ロッドＲa,Ｒb における摺動部分に小摺動抵抗構造が設けられている。このため、各摺動部分において、微量の封入水道水Ｗ₂ がリークされ、当該摺動部の隙間ｅに薄い水の膜が形成される。しかも、各ラビリンスパッキン２７、２９、３５の作用により、封入水道水Ｗ₂ のリーク量は最少量で済み、該封入水道水Ｗ₂ が急激に不足するおそれはない。これにより、各摺動部分における各ロッドＲa,Ｒb の摺動抵抗が小さくなり、低圧の水道水であっても、エレベータ装置Ｅに使用できるという利点がある。第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、リークされる封入水道水Ｗ₂ は、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ から各ダストシール３１、３７の部分を超えてリークされるものが殆どであるが、外側水室Ｃ₁ から、外側ロッドＲａのピストン部２３の部分を超えてリークされるものもある。しかしながら、駆動水道水Ｗ₁ の圧力Ｐ₁ と各水室Ｃ₁,Ｃ₂ 内の圧力Ｐ₂ との圧力差は小さいので、封入水道水Ｗ₂ は殆どリークされず、しかも、摺動抵抗は小さくなる。

また、内側ロッドＲｂはラムシリンダであり、その摺動部分は１箇所のみであるため、ピストン部が設けられている場合と比較して、更に摺動抵抗が小さくなる。しかも、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ は起立状態で使用されるため、横荷重が作用するおそれはない。

前記各摺動部分からリークした封入水道水Ｗ₂ は、そのまま各ロッドＲa,Ｒb の外周面をつたって落下し、ロッドカバー１３に設けられた水溜部３８に回収され、排水ポート３９を介して外部に排出される。このため、リークした封入水道水Ｗ₂ が飛散して、周囲を汚すおそれは少ない。また、駆動水道水Ｗ₁ 及び封入水道水Ｗ₂ は、いずれも水道水であるため、廃棄処理が極めて容易である。更に、油圧によって作動されるエレベータ装置と比較して、大掛かりな油圧装置を設置することが不要である。

更に、各摺動部分から封入水道水Ｗ₂ がリークすることにより、内外の各水室Ｃ₁,Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ の量が減少したため、エレベータ籠１が所定の高さ位置まで上昇せず、設定時間内に上側停止位置検出スイッチ６を作動させないことがタイマ（図示せず）によって検出されると、電磁弁４７の作動位置が切り換えられて、外側水室Ｃ₁ に水道水が供給される。この結果、内側ロッドＲｂは、常に所定突出長の分だけ上昇され、エレベータ籠１は２階の停止位置（上昇端位置）に配置される。

建物Ｂの２階の部分に配置されているエレベータ籠１が下降されるとき、電磁弁４５の作動位置が切り換えられ、パイロットチェック弁４６が開放される。これにより、内側ロッドＲｂはエレベータ籠１及び乗員Ｍの自重により下降され、内側水室Ｃ₂ の封入水道水Ｗ₂ が押し出されて外側水室Ｃ₁ に入り込み、外側ロッドＲａを下降させる。このとき（下降時）の各ロッドＲa,Ｒb の速度曲線のグラフを、図１１の（ロ）に示す。本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ では、上昇時と同様に、下降時においても、等速の下降速度Ｖで下降され、下降中のエレベータ籠１内の乗員Ｍに不快感を与えることはない。しかも、本実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ には、クッション装置が設けられているため、エレベータ籠１が１階の停止位置に配置される際の衝撃等が抑止される。

即ち、外側ロッドＲａの下降時において、ヘッドカバー１４と外側ロッドＲａのピストン部２３との間に存する駆動水道水Ｗ₁ の排水量を、Ａ₁ ×ΔＱとする（Ａ₁ は、外側ロッドＲａのピストン部２３の受圧面積である）。ここで、ΔＱは、単位時間当りに排出される駆動水道水Ｗ₁ の量である。そして、前記外側ロッドＲａのクッションボス２３ａが、ヘッドカバー１４のクッション孔部１９に進入すると、前記駆動水道水Ｗ₁ の排水量は、Ａ₁'×ΔＱに減少する（Ａ₁ ＞Ａ₁'）。ここで、Ａ₁'は、クッション孔部１９の断面積である。このため、図１１の（ロ）に曲線５１で示されるように、外側ロッドＲａの下降速度Ｖは徐々に遅くなって停止される。これにより、外側ロッドＲａのヘッドカバー１４とピストン部２３とが衝撃力をもって衝突することが防止され、テレスコープシリンダＳ₁ の損傷防止が図られる。

上記した第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ を構成する内側ロッドＲｂは、ほぼ全長に亘ってストレート形状のラムシリンダである。しかし、前記内側ロッドＲｂにピストン部が設けられている形態であっても構わない。その実施形態（第２実施形態）のテレスコープシリンダＳ₂ を、図１２に示す。この実施形態のテレスコープシリンダＳ₂ の内側ロッドＲb'は、外側ロッドＲａと同様に、ロッド本体部５２とピストン部５３とから成る。前記ロッド本体部５２及びピストン部５３の軸心部分には、内側ロッドＲb'が突出されたときの空間部に供給される封入水道水Ｗ₂ を貯留するための水貯留部５４が設けられている。また、ロッド本体部５２の下端部には、該ロッド本体部５２の周囲に形成された水室Ｃ₂ と前記水貯留部５４とを連通させる連通孔５５が、軸直角方向に設けられている。水源４３（図１参照）から供給された駆動水道水Ｗ₁ によって外側ロッドＲａが突出されると、外側水室Ｃ₁ の封入水道水Ｗ₂ が、連通孔５５を介して内側水室Ｃ₂ に流入し、内側ロッドＲb'を押し出す。このとき、内側水室Ｃ₂ も押し込まれるため、前記外側水室Ｃ₁ の封入水道水Ｗ₂ は、連通孔５５から水貯留部５４を介して、内側ロッドＲb'が突出されることによって形成される空間部に流入される。これにより、内外の各ロッドＲa,Ｒb'は、同時に突出される。各ロッドＲa,Ｒb'の摺動部分からリークした水が、ロッドカバー１３の水溜部３８に回収され、排水ポート３９を介して外部に排出される構成は、第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ と全く同様である。この実施形態のテレスコープシリンダＳ₂ の場合、内外の各ロッドＲa,Ｒb'のいずれにもピストン部２３、５３が設けられていて、２箇所で支持されているため、曲げ荷重に対する剛性を高くすることができるという利点がある。

上記した第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ は２段のもの、即ち、外側ロッドＲａと内側ロッドＲｂが、それぞれ１本ずつ設けられた構成である。しかし、複数本のロッドが、入れ子状態で取付けられている形態であっても構わない。例えば、図１３に示される第３実施形態のテレスコープシリンダＳ₃ は３段のものであり、軸心部分に配置された内側ロッドＲｂに対して、それを摺動可能に支持する第１外側ロッドＲa₁が配設されていて、更に、この第１外側ロッドＲa₁を内側ロッドとして、それを摺動可能に支持する第２外側ロッドＲa₂が配設されている。そして、シリンダ本体１５の上端部に取付けられたロッドカバー１３に、内外の各ロッドＲa₁，Ｒa₂，Ｒｂの摺動部からリークする水を回収するための水溜部３８が設けられていること、各外側ロッドＲa₁，Ｒa₂の外周部分に設けられた各水室Ｃ₁,Ｃ₂ に封入水道水Ｗ₂ を補充するための水補充ポート４２が設けられていることは、第１実施形態のテレスコープシリンダＳ₁ の場合と同様である。この実施形態のテレスコープシリンダＳ₃ では、シリンダ本体１５の全長をそれ程長くさせることなく、各ロッドＲa₁，Ｒa₂，Ｒｂの各突出長（即ち、テレスコープシリンダＳ₃ のストロークＬ）を長くすることができる。

更に、図１４に示される第４実施形態のテレスコープシリンダＳ₄ のように、４段のものであっても構わない。この実施形態のテレスコープシリンダＳ₄ では、シリンダ本体１５の全長をそれ程長くさせることなく、各ロッドＲa₁，Ｒa₂，Ｒa₃, Ｒｂの各突出長（即ち、テレスコープシリンダＳ₄ のストロークＬ）を、更に長くすることができる。

本発明に係るエレベータ装置Ｅと、テレスコープシリンダＳ₁ への各配管路Ｈ₁,Ｈ₂ を示す図である。 エレベータ装置Ｅの正面図である。 エレベータ装置Ｅの平面図である。 テレスコープシリンダＳ₁ の正面断面図である。 テレスコープシリンダＳ₁ におけるロッドカバー１３の部分とヘッドカバー１４の部分の拡大断面図である。 図４のＸ−Ｘ線断面図である。 ２階に配置されたエレベータ籠１の側面図である。 テレスコープシリンダＳ₁ の外側水室Ｃ₁ に、封入水道水Ｗ₂ が補充される場合の作用を示すフローチャートである。 時間に対する内側ロッドＲｂに作用する圧力Ｐ₂ の変化を示す図である。 （イ）,(ロ）は、テレスコープシリンダＳ₁ の作用説明図である。 （イ）は、エレベータ籠１の上昇時の速度曲線であり、（ロ）は、同じく下降時の速度曲線である。 第２実施形態のテレスコープシリンダＳ₂ の正面断面図である。 第３実施形態のテレスコープシリンダＳ₃ の正面断面図である。 第４実施形態のテレスコープシリンダＳ₄ の正面断面図である。

符号の説明

Ｃ₁,Ｃ₂ ：水室（作動流体室）
Ｅ：エレベータ装置
ｅ：隙間（小摺動抵抗構造）
Ｈ₂ ：水補充配管路（水補充装置）
Ｋ：エレベータ籠収容空間
Ｐ₁ ：水道水圧
Ｒa,Ｒa₁〜Ｒa₃：外側ロッド
Ｒb,Ｒb'：内側ロッド（負荷ロッド）
Ｓ₁ 〜Ｓ₄ ：テレスコープシリンダ
Ｗ₂ ：封入水道水（作動流体）
１：エレベータ籠
６：上側停止位置検出スイッチ（検出装置）
８：ガイドバー（ガイド部材）
１３：ロッドカバー（シリンダ本体の上端部）
１４：へッドカバー
１５：シリンダ本体
１９：クッション孔部（クッション装置）
２２ａ：摺動部
２３，５３：ピストン部
２３ａ：クッションボス（クッション装置）
２４：連通孔
２８，３４：Ｏリング（シール材）
２７，２９，３５：ラビリンスパッキン
３８：水溜部（作動流体溜部）

Claims (9)

1. シリンダ本体と、
   前記シリンダ本体の軸心部に摺動可能にして設けられ、負荷を支持するための負荷ロッドと、
   前記負荷ロッドと同軸にして、その周囲に入れ子状態で多段にして設けられ、該負荷ロッドと同方向に摺動される１ないし複数本の外側ロッドとから成り、
   前記負荷ロッドと前記各外側ロッドとの間、各外側ロッドどうしの間、及び最も外側の外側ロッドとシリンダ本体との間には、作動流体が封入される各作動流体室が、それぞれ連通状態で設けられていて、
   前記作動流体は水道水であり、前記各外側ロッドのうち、最も外側の外側ロッドに水道水圧を作用させて摺動させることにより、一方側の作動流体室に封入された水道水を加圧させて、連通する他方側の作動流体室に流入させ、該他方側の作動流体室に配置されているロッドを順次摺動させる構成のテレスコープシリンダであって、
   前記各ロッドの摺動部は、微量の水道水をリークさせるべく小摺動抵抗構造を備えていることを特徴とするテレスコープシリンダ。
2. 前記小摺動抵抗構造は、各ロッドの摺動部における摺動体又は被摺動体のいずれか一方に装着されたシール材と、ラビリンスパッキンとから成ることを特徴とする請求項１に記載のテレスコープシリンダ。
3. 前記負荷ロッドは、ラムシリンダであることを特徴とする請求項１又は２に記載のテレスコープシリンダ。
4. 請求項１に記載され、起立状態で配置されるテレスコープシリンダと、前記テレスコープシリンダに取付けられ、エレベータ籠収容空間に設けられたガイド部材にガイドされて昇降可能なエレベータ籠とから成ることを特徴とするエレベータ装置。
5. 前記エレベータ籠は、上側に配置された負荷ロッドに取付けられていることを特徴とする請求項４に記載のエレベータ装置。
6. シリンダ本体の上端部には、各ロッドの摺動部からリークされた水道水を回収するための水溜部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のエレベータ装置。
7. 前記エレベータ籠の停止位置を検出するための検出装置と、前記検出装置からの信号により、各作動流体室に水道水を補充するための水補充装置とが設けられていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のエレベータ装置。
8. 前記検出装置は、エレベータ籠の停止位置を検出するための上昇端位置検出スイッチと、上昇を開始したエレベータ籠が、前記上昇端位置検出スイッチを作動させるまでの時間を設定するためのタイマとから成り、
   前記タイマの設定時間内にエレベータ籠が、上昇端位置検出スイッチを作動させないときに、水補充装置が作動されるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のエレベータ装置。
9. 最も外側に配置されている外側ロッドのピストン部と、該ピストン部と対向配置されるヘッドカバーとの間には、クッション装置が設けられていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載のエレベータ装置。

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