JP5193561B2 - 油圧シリンダを使用した昇降装置及び該昇降装置における緊急制御方法 - Google Patents

Description

本発明は昇降高さ１０ｍ程度の昇降装置、例えば段差解消機，立体倉庫における荷役用エレベータ，業務用エレベータ，ホームエレベータ等に適用して有用な油圧シリンダを使用した昇降装置及び該昇降装置における緊急制御方法に関し、特には機械室不要で設置スペースが少なく、施工が簡単で、設計の自由度が高いとともに、障害発生時においても、障害の発生に感応して安全に停止・下降することのできる緊急制御機構を具備したものである。

各種昇降装置は、油圧シリンダを使用した油圧式の昇降装置と、巻上機を使用した電気式の昇降装置に大別される。油圧式の昇降装置は電気式の昇降装置に比較して、（１）機械室を任意の位置に設置可能であること、（２）停電時でも手動で下降できること、（３）シリンダで荷重を支えるため、建物強度に影響せずに積載荷重の大きいものに対応できること等の長所を有するが、一方で（イ）駆動動力が大きいこと、（ロ）高速に昇降できないこと（一般に６０ｍ／分程度）、（ハ）油圧シリンダの座屈強度の関係から、昇降高さをあまり高くすることができないこと等の短所をも有する。

また、油圧式の昇降装置は、油圧シリンダを昇降体に直結して昇降させる直接駆動式と、一端を昇降体に、他端を建築構造物等に固定したチェーン等の索条をシーブを介して油圧シリンダで昇降させる間接駆動式とに大別される。間接駆動式は直接駆動式に対して、油圧シリンダを地中に埋設するためのピット工事等を必要とせず、既設建物への後付が容易である等の利点を有している。そのため、積載荷重が比較的軽く、速度の速い人間の運搬専用の乗用や、人間と荷物の双方を運搬する人荷用では間接駆動式が採用されることが多く、速度の遅い荷物運搬専用の荷物用には直接駆動式が採用されることが多い。

これら各種昇降機の設計・製作・設置に際しては、安全確保の観点から、国が定めた昇降機技術基準に適合するものでなければならない。昇降機は設置場所や使用条件によって必要とされる仕様が異なるため、油圧シリンダを使用した昇降装置においても、現状では個々の昇降機毎に昇降機技術基準に適合する油圧源や駆動部である油圧シリンダ，油圧制御弁，油圧配管，安全装置等の必要な機材をその都度設計・構成する必要がある。

そこで、低家屋の油圧式エレベータの設置作業の簡素化及び低廉価を図るために、ユニット化した枠組体内にレールに案内されて上下に移動するエレベーターボックスを設置し、エレベータボックスの上部に上端が連結されて枠組体の土台に立設された油圧シリンダの伸縮動作によってエレベータボックスを上下に移動させる低家屋の油圧式エレベータが提供されている（特許文献１）。
特開平５−７８０５８号公報 「油圧エレベータ／油圧エレベータの特徴と市場背景及びシステムの概要について説明」／油空圧技術２００２年７月号／Ｐ３７−Ｐ４１

油圧シリンダを使用した昇降装置は、従来その特徴を活かして昇降高さの低い荷物用や中低層集合住宅向けに多く採用されてきた。しかしながら、電気式の昇降装置において、巻上機を昇降路内に設け機械室を不要としたものが提供され、近時は油圧式の昇降装置が大幅に減少してきている。

また、油圧シリンダを使用した昇降装置は、昇降機技術基準に乗っ取って個々の昇降機毎に個別に設計・構成する必要があるため、繁雑な作業となるとともに、汎用性に欠けている。更に、従来は油圧シリンダ，油圧ポンプ，制御弁，制御盤等の必要な機器をそれぞれ個別に設置する必要があったため、機械室を必要とするなどのスペース上の難点も有している。

特許文献１にかかる低家屋の油圧式エレベータは、４階以下の低家屋を対象とするものであるが、エレベータボックスが昇降する枠体そのものをユニット化し、この枠体内に単独の油圧シリンダを設置し、エレベータボックスに油圧シリンダの上端を連結する構成を採用している。そのため、却って設計の自由度が狭くなり、汎用性に欠けることとなるとともに、油圧シリンダ，油圧ポンプ，制御弁，制御盤等の必要な機器がそれぞれ個別に設置スペースを必要とすることに相違ない。更に、単独の油圧シリンダで全ての負荷を支持する必要性があり、油圧シリンダに障害が発生した場合のフューエルセーフの対策が施されていない。また、１本の油圧シリンダで全ての負荷を受けることから油圧シリンダにはそれに見合った大きさや耐圧力が要求されるとともにエレベーターボックスと油圧シリンダを連結する連結端部の強度も応力集中を考慮した強固なものが要求される。

よって、油圧シリンダを使用した昇降装置の長所はそのままに、油圧システム全体を複合一体化してコンパクトにまとめ、昇降路内の制約されたスペース内に設置可能な機械室不要の汎用性を有する油圧シリンダを使用した昇降装置の開発が期待されている。そこで本発明は上記の油圧シリンダを使用した昇降装置が有している問題点を解決して、設置スペースが少なく、施工が簡単で、設計の自由度が高いとともに、障害発生時においても、障害の発生に感応して安全に停止・下降することのできる緊急制御機構を具備した油圧シリンダを使用した昇降装置及び該昇降装置における緊急制御方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのロッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した上昇用緊急遮断弁と、上昇用緊急遮断弁又は下降用緊急遮断弁の閉弁後に、電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して電動油圧ポンプを緊急停止させる圧力スイッチと、電動油圧ポンプの緊急停止後に開弁する非常用下降弁と、非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御する流量制御弁とからなる油圧シリンダを使用した昇降装置を基本として提供する。

そして、上昇用緊急遮断弁は、昇降体の上昇時に左右一対の油圧シリンダのいずれか一方の油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合において、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して閉弁する。下降用緊急遮断弁は、昇降体の下降時に左右一対の油圧シリンダのいずれか一方の油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合において、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応し、閉弁して圧油の流通を遮断するとともに、遮断後に一定流量の戻り圧油を流通させる。

上記構成の油圧シリンダを使用した昇降装置において、昇降体の上昇時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、左右一対の油圧シリンダの双方の上昇用緊急遮断弁を閉弁することにより、双方の油圧シリンダへの圧油の供給を完全に遮断し、その後電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させ、流量制御弁によって非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御することにより昇降体を安全に下降させる油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法を提供する。

また、昇降体の上昇時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、左右一対の油圧シリンダの双方の上昇用緊急遮断弁を閉弁することにより、双方の油圧シリンダへの圧油の供給を完全に遮断することにより、電動油圧ポンプから供給される圧油が電動油圧ポンプ内に設けられたリリーフ弁の設定圧力まで昇圧し、この圧力上昇を検知して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させ、流量制御弁によって非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御することにより昇降体を安全に下降させる。

更に、底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と、からなる油圧シリンダを使用した昇降装置において、昇降体の下降時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量変化に感応して、障害の発生していない他方の油圧シリンダの下降用緊急遮断弁を閉弁することにより、他方の油圧シリンダからの戻り圧油の流通を遮断するとともに、遮断後にこの下降用緊急遮断弁から遮断後一定流量を戻り圧油として流通させることにより、障害の発生していない他方の油圧シリンダによって昇降体を安全に自重下降させて着床させる昇降装置における緊急制御方法を提供する。

また、底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と下降用緊急遮断弁の閉弁後に、電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して電動油圧ポンプを緊急停止させる圧力スイッチと、電動油圧ポンプの緊急停止後に開弁する非常用下降弁と、からなる油圧シリンダを使用した昇降装置において、昇降体の下降時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量変化に感応して、障害の発生していない他方の油圧シリンダの下降用緊急遮断弁を閉弁することにより、他方の油圧シリンダからの戻り圧油の流通を遮断し、遮断後にこの下降用緊急遮断弁から遮断後一定流量を戻り圧油として流通させるとともに、戻り圧油が一定流量に制約されることにより電動油圧ポンプ内に設けられたリリーフ弁の圧力が電動油圧ポンプから供給される圧油によって設定圧力まで昇圧した場合には、この圧力上昇を検知して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させることにより昇降体を安全に下降させることを特徴とする油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法を提供する。

本発明によれば、予め共通フレーム内に、左右一対の油圧シリンダ、電動油圧ポンプその他の必要機材を一体に組み付けてなるので、設置スペースが少なくて済み、施工が簡単で、設計の自由度が高く、汎用性を有して昇降機安全基準に適合する昇降装置を得ることができる。油圧シリンダは左右一対のものを使用するため、一方に障害が生じたとしても他方の油圧シリンダで安全に下降することが可能となる。即ち、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ下降用緊急遮断弁を配置するとともに、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのロッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ上昇用緊急遮断弁を配置してあるため、昇降体の上昇時や下降時に障害が発生した場合には、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、双方の油圧シリンダへの圧油の供給を遮断する等の処置を講ずることにより、安全に停止・下降することができる。

更に、共通フレームの支柱間の空き空間には電動油圧ポンプ等の必要な油圧機器を収納し、又、上部空間には制御ボックスをも収納することができる。そして、昇降装置全体を昇降路の壁面と昇降体との隙間等に設置可能とすることで機械室不要の油圧シリンダを使用した間接駆動式昇降システムを提供するものである。

以下図面に基づいて本発明にかかる油圧シリンダを使用した昇降装置及び該昇降装置における緊急制御方法の最良の実施形態を説明する。図１は本発明にかかる油圧シリンダを使用した昇降装置１の全体斜視図であり、図２は昇降装置１を使用して、昇降体２をガイドレール３ａ，３ｂに沿って昇降動作させる実施形態を示す全体斜視図、図３は昇降体２が上昇した状態を示す全体斜視図である。図において、昇降装置１は、左右一対の油圧シリンダ４ａ，４ｂと、電動油圧ポンプ５と、電動油圧ポンプ５から油圧シリンダ４ａ，４ｂに圧油を供給・制御するための油圧配管６ａ，６ｂ，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ、制御弁７、その他必要な機材を共通フレーム１７に一体として組み付けて構成されている。

図４は共通フレーム１７の正面図、図５は同側面図、図６は同平面図である。共通フレーム１７は、板状の底盤８に板状の左右一対の支柱９ａ，９ｂを立設し、該一対の支柱９ａ，９ｂの上端部，中間部，下端部をそれぞれ板状の上ビーム１０，中ビーム１１，下ビーム１２で連結してなる。１３ａ，１３ｂは、油圧シリンダ４ａ，４ｂを固定するために底盤８に垂直方向に立設された油圧シリンダ受け金具であって、１４ａ，１４ｂは電動油圧ポンプ５を固定するために支柱９ａ，９ｂから水平方向に張り出した左右一対の電動油圧ポンプ取付金具である。

３６ｂは支柱９ｂの上端部に穿設された螺子孔であり、油圧シリンダ４ｂのロッドカバー２０ｂを支柱９ｂに固定するために使用するものであり、３７ｂは支柱９ｂの下端部に穿設された螺子孔であり、油圧シリンダ４ｂのヘッドカバー１９ｂを支柱９ｂに支持するために使用するものである。なお、支柱９ａの上端部及び下端部にも同様の螺子孔（図示略）が穿設されている。１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは後述する制御ボックス３０を上下から固定するために支柱９ａ，９ｂから水平方向に張り出した上下左右各一対の制御ボックス取付金具であり、１６ａ，１６ｂは共通フレーム１７を吊り上げるための左右一対の吊環である。

上記構成の共通フレーム１７の電動油圧ポンプ取付金具１４ａ，１４ｂに電動油圧ポンプ５の底部を載置して、適宜のボルト等で固定する。電動油圧ポンプ５の上面には電動機１８と、制御弁７その他の必要部材が配備されている。底盤８に立設された油圧シリンダ受け金具１３ａ，１３ｂには、油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂを支持させて、油圧シリンダ４ａ，４ｂを支柱９ａ，９ｂに沿って立設する。なお、併せて前記した支柱９ｂの螺子孔３７ｂ及び支柱９ａの図示しない螺子孔を使用して適宜のブラケットを介して油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂを支柱９ａ，９ｂにボルト等で固定する。

油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂには、水平方向に張り出した支持板２１ａ，２１ｂがリテーナーとして付設され、この支持板２１ａ，２１ｂを油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドが貫通するように配置されている。この支持板２１ａ，２１ｂを、支柱９ｂの螺子孔３６ｂ及び支柱９ａの図示しない螺子孔を使用し、適宜のブラケットを介して支柱９ａ，９ｂにボルト等で固定する。そして、支持板２１ａ，２１ｂから突出した油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッド先端にシーブ２２ａ，２２ｂが固定されている。また、支持板２１ａ，２１ｂ上には、シーブ２２ａ，２２ｂに巻回される索条２７ａ，２７ｂの一端を固定する索条固定具２３ａ，２３ｂが立設されている。

共通フレーム１７の中ビーム１１には、電動油圧ポンプ５から油圧配管６ａ，６ｂを介して圧油が供給される中継ブロック２４が固定され、中継ブロック２４と油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂとの間に上昇用の圧油を供給する油圧配管３８ａ，３８ｂが配設されている。この油圧配管３８ａ，３８ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂ側には下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂがそれぞれ配備されている。この下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂは閉弁作動すると圧油の流通を遮断するとともに、安全に昇降体２を下降可能な遮断後一定流量を流通させる機能が付加された構成であり、遮断後に絞り弁としての機能を有している。

また、中継ブロック２４と油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂとの間に下降用の圧油を供給する油圧配管３９ａ，３９ｂが配設されている。この油圧配管３９ａ，３９ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂ側には上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂがそれぞれ配備されている。この上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂは閉弁作動すると圧油の流通を完全に停止させる構成である。

３０は昇降装置１を駆動・制御するための必要な制御機器やスイッチ類を収納するための制御ボックスであって、支柱９ａ，９ｂに固定された制御ボックス取付金具１５ａ，１５ｂに上部を、制御ボックス取付金具１５ｃ，１５ｄに下部を支持されて共通フレーム１７に一体に組み付けられている。なお、図７は油圧配管６ａ，６ｂ，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ等を除いた昇降装置１の要部正面図、図８はその側面図である。

このように昇降装置１は共通フレーム１７内に必要な機材が一体に組み付けられてなるものであり、使用に際しては、昇降装置１を所定の設置場所に設置し、昇降する昇降体２と油圧シリンダ４ａ，４ｂを索条２７ａ，２７ｂを介して連結するのみでよい。図２は、昇降体２を昇降する際の駆動装置として昇降装置１を使用した例を示すものであり、設計重量に耐える基礎３１上に所定間隔でガイドレール３ａ，３ｂを立設し、ガイドレール３ａ，３ｂに複数のガイドローラ２９を介して昇降体２が昇降自在に設置されている。この基礎３１上に底盤８をアンカーボルト等の適宜の手段で固定して、昇降装置１を強固に据え付ける。そして、チェーン等の索条２７ａ，２７ｂの一端を支持板２１ａ，２１ｂ上の索条固定具２３ａ，２３ｂにそれぞれ固定し、他端を油圧シリンダ４ａ，４ｂのシーブ２２ａ，２２ｂにそれぞれ巻回して、昇降体２の下端部に配置されている索条固定具２８ａ，２８ｂにそれぞれ固定することにより、設置が完了する。

使用に際しては、電動機１８を駆動させることにより、電動油圧ポンプ５の油圧タンク（図示略）から、所定圧力の圧油が油圧配管６ａを介して中継ブロック２４に供給され、中継ブロック２４から分岐されて油圧配管３８ａ，３８ｂ及び下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂを介してヘッドカバー１９ａ，１９ｂから油圧シリンダ４ａ，４ｂに供給される。供給された圧油によって、油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドが伸長してシーブ２２ａ，２２ｂを上昇させることにより、チェーン等の索条２７ａ，２７ｂも上昇し、索条２７ａ，２７ｂの他端に固定された昇降体２が所定高さ上昇する。このとき、油圧配管３９ａ，３９ｂからは圧油が中継ブロック２４方向に供給され、中継ブロック２４から油圧配管６ｂを介して油圧タンクに戻されることとなる。

昇降体２を下降させる場合は、電動機１８を駆動させることにより、電動油圧ポンプ５の油圧タンク（図示略）から、所定圧力の圧油が油圧配管６ｂを介して中継ブロック２４に供給され、中継ブロック２４から分岐されて油圧配管３９ａ，３９ｂ及び上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂを介してロッドカバー２０ａ，２０ｂから油圧シリンダ４ａ，４ｂに供給される。供給された圧油によって、油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドが縮小してシーブ２２ａ，２２ｂを下降させることにより、チェーン等の索条２７ａ，２７ｂも下降し、索条２７ａ，２７ｂの他端に固定された昇降体２が所定高さ下降する。このとき、油圧配管３８ａ，３８ｂからは圧油が中継ブロック２４方向に供給され、中継ブロック２４から油圧配管６ａを介して油圧タンクに戻されることとなる。

これらの上昇，下降動作及び停止動作は、制御ボックス３０内に収納された制御機器によって行うことができる。なお、昇降体２は昇降高さ１０ｍ程度のものであれば、段差解消機，立体倉庫における荷役用エレベータ，業務用エレベータ，ホームエレベータ等のどのような用途のものであってもよい。

本発明にかかる昇降装置１は、左右一対の油圧シリンダ４ａ，４ｂを使用しているため、２本の油圧シリンダ４ａ，４ｂが受ける負荷を半減させることができる。そのため、本発明によれば１本の油圧シリンダで全ての負荷を受ける特許文献１に示すような従来の油圧シリンダが、その負荷に見合った大きさや耐圧力を必要とし、昇降体と油圧シリンダを連結する連結部分の強度も応力集中を考慮した強固なものが要求されるという問題点を改善し、油圧シリンダ４ａ，４ｂのサイズも小さくすることができる。また、昇降体２の固定端も適当なスパンで２ケ所に分散して連結されるため固定部の設計強度も大幅に低減できる。

しかしながら反面において、電動油圧ポンプ５から中継ブロック２４を介して左右の油圧シリンダ４ａ，４ｂに流通した圧油は、ひとたび油圧配管６ａ，６ｂ，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂの破損、索条２７ａ，２７ｂの切断等のシステム上に障害が発生した場合には、障害が発生した油圧シリンダ４ａ又は４ｂと障害の発生していない油圧シリンダ４ａ又は４ｂ間の圧力バランスが崩れてしまうため、電動油圧ポンプ５からの圧油と回路内の油圧が低負荷側へ流入環流し、油圧シリンダ４ａ又は４ｂが逸走するという安全面での解決する課題がある。そのため、本発明では障害発生時においても、障害の発生に感応して安全に停止・下降することができるように前記した上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂ及び下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂを装備した緊急制御機構を具備している。

そこで、次に昇降体２の上昇時や下降時に障害が発生した場合において安全に停止・下降するための緊急制御機構について説明する。図９は昇降体２の上昇運転時において、索条２７ａ，２７ｂの破断の障害が生じた場合の緊急制御方法を示すチャート図であり、図１０は昇降体２の下降運転時における緊急制御方法を示すチャート図であり、図１１は油圧系統図の一例を示すものである。

本発明にかかる油圧シリンダを使用した昇降装置１は、１台の電動油圧ポンプ５から中継ブロック２４を介して、上昇用の圧油を油圧配管３８ａ，３８ｂから油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂ側に、又下降用の圧油を油圧配管３９ａ，３９ｂから油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂ側へ分流し、あるいは単流させている。そのため、油圧配管６ａ，６ｂ，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂや索条２７ａ，２７ｂ等に何らかの障害が発生すると負荷圧力が低い方の油圧シリンダ４ａ（又は油圧シリンダ４ｂ）に圧油が優先的に流れようとするため、システム動作上非常に危険となる。

そこで、本発明では、中継ブロック２４と油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂとを結ぶ油圧配管３９ａ，３９ｂ内に主として上昇時の流量変化に対して働く上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂをそれぞれ直接配置してある。また、中継ブロック２４と油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂとを結ぶ油圧配管３８ａ，３８ｂ内に主として下降時の流量変化に対して働く下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂ（遮断後一定流量を流通させる機能を付加）を直接配置してある。これらの上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂ及び下降用緊急遮断２６ａ，２６ｂの相互作用によって、安全に停止、下降、着床することができるようにしてある。具体的には次の通りである。

［昇降体の上昇時の緊急制御方法］
図９に示すように、ステップ４１で電動機１８，電動油圧ポンプ５，制御弁７／ｂ側をオンにし、電動油圧ポンプ５から中継ブロック２４，油圧配管３８ａ，３８ｂ，下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂを介して油圧シリンダ４ａ，４ｂのヘッドカバー１９ａ，１９ｂ側から上昇方向の圧油を供給し、左右の油圧シリンダ４ａ，４ｂを伸長方向に駆動させることにより昇降体２を上昇させる自動運転を開始する。この上昇運転時において、ステップ４２で仮に油圧シリンダ４ｂの索条２７ｂが破断したとすると、ステップ４３に示すように負荷圧力が低下して油圧シリンダ４ｂ側への上昇圧油の流量が増加し、油圧シリンダ４ｂの伸長に伴って油圧配管３９ｂに供給される。そのため上昇用緊急遮断弁２５ｂを通過する流量が増加するので、この上昇用緊急遮断弁２５ｂを通過する流量が設定量を超えたことに感応してステップ４４で上昇用緊急遮断弁２５ｂがオンとなって閉弁し、ステップ４５で油圧シリンダ４ｂへの圧油の通路を閉鎖し、ステップ４６に示すように油圧シリンダ４ｂが停止する。

ステップ４５で油圧シリンダ４ｂへの圧油の通路が閉鎖されることにより、上昇用の圧油は全て油圧シリンダ４ａ側へ流通し、ステップ４７に示すように油圧シリンダ４ａへの上昇圧油流量が増加し、油圧シリンダ４ａの伸長に伴って油圧配管３９ａに供給されるために上昇用緊急遮断弁２５ａを通過する流量が増加するので、この上昇用緊急遮断弁２５ａを通過する流量が設定量を超えたことに感応してステップ４８で上昇用緊急遮断弁２５ａがオンとなって閉弁し、ステップ４９で油圧シリンダ４ａへの圧油の通路を閉鎖する。これにより、油圧シリンダ４ａ，４ｂの双方への圧油の供給は完全に停止する。

この油圧シリンダ４ａ，４ｂ双方への圧油の通路が閉鎖されることにより、ステップ５０に示すように電動油圧ポンプ５から供給される上昇方向への圧油によって電動油圧ポンプ５内に設けられたリリーフ弁３５の設定圧力まで昇圧することとなり、この圧力上昇を検知してステップ５１で圧力スイッチ３３がオンとなって作動し、ステップ５２で電動機１８，電動油圧ポンプ５，制御弁７／ｂ側がオフとなることにより、昇降体２は完全に緊急停止する。このとき油圧シリンダ４ａ側の圧油は、カウンターバランス弁３６と非常用下降弁３２によって保持されることとなり、ステップ５３に示すように油圧シリンダ４ａは停止する。

その後、ステップ５４に示すように非常用下降弁３２をオンとして開弁することにより、非常用下降運転を開始する。即ち、ステップ５５に示すように、流量制御弁３４によって、非常用下降弁３２からの油量を一定の油量に制御することにより、油圧シリンダ４ａから電動油圧ポンプ５への戻り圧油が流通し始め、ゆっくりと自重下降する。そして、ステップ５６に示すように、所定位置に着床し、着床を検知して非常用下降弁３２をオフにして閉弁し、非常用下降運転を終了する。流量制御弁３４は圧力保証機能を有しており、油圧シリンダ４ａの負荷圧力に関係なく常に一定の流量を流通させることができるため、昇降体２を安全に着床させることが可能である。なお、油圧シリンダ４ａ側にチェーンの破断等の障害が生じた場合は、前記した油圧シリンダ４ｂと４ａの動作が逆となる。

［昇降体の下降時の緊急制御方法］
図１０に示すように、ステップ６１で電動機１８，電動油圧ポンプ５，制御弁７／ａ側をオンにし、電動油圧ポンプ５から中継ブロック２４，油圧配管３９ａ，３９ｂ，上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂを介して油圧シリンダ４ａ，４ｂのロッドカバー２０ａ，２０ｂ側から下降方向の圧油を供給し、左右の油圧シリンダ４ａ，４ｂを縮小方向に駆動させることにより昇降体２を下降させる自動運転を開始する。この下降運転時において、ステップ６２で仮に油圧シリンダ４ｂの索条２７ｂが破断したとすると、油圧シリンダ４ｂで支持する負荷圧力がなくなり、昇降体２の全ての負荷圧力を油圧シリンダ４ａで受けることとなる。そのため、負荷のなくなった油圧シリンダ４ｂは、ステップ６３に示すようにゆっくりと自重下降又は停止する。

一方、昇降体２の全ての負荷を受けることとなった油圧シリンダ４ａには、下降用の圧油の全てが流入するためステップ６４に示すように負荷圧力が増大し、油圧シリンダ４ａが縮小方向に駆動される速度が増す。そして、ステップ６５に示すように油圧シリンダ４ａへの下降圧油流量が増加し、油圧シリンダ４ａの縮小に伴って油圧配管３８ａに供給されるため、下降用緊急遮断弁２６ａを通過する流量が増加することとなり、ステップ６６に示すように下降用緊急遮断弁２６ａがオンとなって閉弁する。

この状態から、油圧シリンダ４ａからの戻り圧油は、ステップ６７に示す下降用緊急遮断弁２６ａの遮断後流量でもって電動油圧ポンプ５に向けて戻るため、昇降体２はこの油圧シリンダ４ａの遮断後流量でゆっくり自重下降し、ステップ６８に示すように予め定められた着床位置に到達すると、着床を検知してステップ６９で電動機１８及び電動油圧ポンプ５並びに制御弁７／ａ側をオフにして、ステップ７０に示すように油圧シリンダ４ａを停止させる。

また、ステップ６７に示す油圧シリンダ４ａの遮断後流量で下降中に、通過流量が遮断後流量を超えた場合は、電動油圧ポンプ５内に設けられたリリーフ弁３５の設定圧力まで昇圧することとなり、この圧力上昇を検知してステップ７１で圧力スイッチ３３がオンとなって作動し、ステップ７２で電動機１８，電動油圧ポンプ５，制御弁７／ｂ側がオフとなることにより、昇降体２は完全に緊急停止する。このとき油圧シリンダ４ａ側の圧油は、カウンターバランス弁３６と非常用下降弁３２によって保持されることとなり、ステップ７３に示すように油圧シリンダ４ａは停止する。

その後、ステップ７４に示すように非常用下降弁３２をオンとして開弁することにより、非常用下降運転を開始する。即ち、ステップ７５に示すように、流量制御弁３４によって、非常用下降弁３２からの油量を一定の油量に制御することにより油圧シリンダ４ａから電動油圧ポンプ５への戻り圧油が流通し始め、ゆっくりと自重下降する。そして、ステップ７６に示すように、着床し、着床を検知して非常用下降弁３２をオフにして閉弁し、非常用下降運転を終了する。流量制御弁３４は圧力保証機能を有しており、油圧シリンダ４ａの負荷圧力に関係なく常に一定の流量を流通させることができるため、昇降体２を安全に着床させることが可能である。なお、油圧シリンダ４ａ側にチェーンの破断等の障害が生じた場合は、前記した油圧シリンダ４ｂと４ａの動作が逆となる。

［停電時の緊急制御方法］
停電時においては、電動油圧ポンプ５及び制御弁の電源はオフとなり、直ちに停止する。この停止した状況から非常用下降弁３２をオンとして開弁することにより、負荷側の圧油は非常用下降弁３２から流量制御弁３４を通過して油圧タンクに戻ることとなるため、自重下降することができる。なお、非常用下降弁３２は非常用のバッテリー電源で操作できるとともに、手動でも開弁操作することができるため、停電時においても自重下降することが可能である。

なお、障害は上昇時、下降時ともにチェーンの破断に限らず、油圧配管の破断や油圧シリンダ内のシール破損等の左右の油圧シリンダ４ａ，４ｂの圧油の流量バランスに変化を来すあらゆる障害に対応できる。

上記した索条２７ａ，２７ｂの破断以外の各種油圧配管の破断やシールパッキンの破損等の圧油の流通に関する各種の障害が発生したとしても、上昇用緊急遮断弁２５ａ，２５ｂ、及び下降用緊急遮断弁２６ａ，２６ｂの動作を組み合わせることにより対応可能であり、障害の発生に感応して昇降体２を安全に停止・下降することのできる緊急制御機構を実現できる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、共通フレーム内に、左右一対の油圧シリンダ、電動油圧ポンプその他の必要機材を予め一体に組み付けてなるので、設置スペースが少なくて済み、施工が簡単で、設計の自由度が高く、汎用性を有する昇降装置を得ることができる。油圧シリンダは左右一対のものを使用するため、一方に障害が生じたとしても他方の油圧シリンダで安全に下降することが可能となる。即ち、昇降体の上昇時や下降時に障害が発生した場合には、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、障害の生じた一方の油圧シリンダへの圧油の供給を遮断する等の処置を講ずることにより、安全に停止・下降することができる。

よって、機械室不要の油圧式昇降装置開発の障害となっている左右一対の油圧シリンダを使用したシステム障害時のフェイルセーフ機能を新たに付加し、更に油圧シリンダを使用した昇降装置の長所はそのままに、油圧システム全体を複合一体化してコンパクトにまとめ、昇降路内の制約されたスペース内に設置できる機械室不要で汎用性を有し、施工が簡単でかつ設計の自由度が高く、障害時においても障害の発生に感応して安全に停止・下降することができる。

更に、共通フレーム内下部の空き空間には小型にまとめられた電動油圧ポンプ等油圧機器を収納し、又上部空間には制御ボックスをも収納することができ、昇降装置全体を昇降路の壁面と昇降体との隙間等に設置することができる。

本発明にかかる油圧シリンダを使用した昇降装置の一例を示す全体斜視図。 昇降動作させる実施形態を示す全体斜視図。 昇降体が上昇した状態を示す全体斜視図。 共通フレームの一例を示す正面図。 図４の側面図。 図４の平面図。 昇降装置の要部正面図。 図７の側面図。 上昇運転時における緊急制御方法を示すチャート図。 下降運転時における緊急制御方法を示すチャート図。 本発明にかかる昇降装置の油圧系統図。

符号の説明

１…昇降装置
２…昇降体
３ａ，３ｂ…ガイドレール
４ａ，４ｂ…油圧シリンダ
５…電動油圧ポンプ
６ａ，６ｂ，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ…油圧配管
７…制御弁
８…底盤
９ａ，９ｂ…支柱
１０…上ビーム
１１…中ビーム
１２…下ビーム
１３ａ，１３ｂ…油圧シリンダ受け金具
１４ａ，１４ｂ…電動油圧ポンプ取付金具
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…制御ボックス取付金具
１６ａ，１６ｂ…吊環
１７…共通フレーム
１８…電動機
１９ａ，１９ｂ…ヘッドカバー
２０ａ，２０ｂ…ロッドカバー
２１ａ，２１ｂ…支持板
２２ａ，２２ｂ…シーブ
２３ａ，２３ｂ，２８ａ，２８ｂ…索条固定具
２４…中継ブロック
２５ａ，２５ｂ…上昇用緊急遮断弁
２６ａ，２６ｂ…下降用緊急遮断弁
２７ａ，２７ｂ…索条
２９…ガイドローラ
３０…制御ボックス
３１…基礎
３２…非常用下降弁
３３…圧力スイッチ
３４…流量制御弁
３５…リリーフ弁
３６…カウンターバランス弁

Claims (7)

1. 底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのロッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した上昇用緊急遮断弁と、上昇用緊急遮断弁又は下降用緊急遮断弁の閉弁後に、電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して電動油圧ポンプを緊急停止させる圧力スイッチと、電動油圧ポンプの緊急停止後に開弁する非常用下降弁と、非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御する流量制御弁とからなることを特徴とする油圧シリンダを使用した昇降装置。
2. 上昇用緊急遮断弁は、昇降体の上昇時に左右一対の油圧シリンダのいずれか一方の油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合において、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して閉弁する請求項１記載の油圧シリンダを使用した昇降装置。
3. 下降用緊急遮断弁は、昇降体の下降時に左右一対の油圧シリンダのいずれか一方の油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合において、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応し、閉弁して圧油の流通を遮断するとともに、遮断後に一定流量の戻り圧油を流通させる請求項１又は２記載の油圧シリンダを使用した昇降装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の油圧シリンダを使用した昇降装置において、
   昇降体の上昇時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、左右一対の油圧シリンダの双方の上昇用緊急遮断弁を閉弁することにより、双方の油圧シリンダへの圧油の供給を完全に遮断し、その後電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させ、流量制御弁によって非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御することにより昇降体を安全に下降させることを特徴とする油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の油圧シリンダを使用した昇降装置において、
   昇降体の上昇時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量の変化に感応して、左右一対の油圧シリンダの双方の上昇用緊急遮断弁を閉弁することにより、双方の油圧シリンダへの圧油の供給を完全に遮断することにより、電動油圧ポンプから供給される圧油が電動油圧ポンプ内に設けられたリリーフ弁の設定圧力まで昇圧し、この圧力上昇を検知して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させ、流量制御弁によって非常用下降弁からの油量を一定の油量に制御することにより昇降体を安全に下降させることを特徴とする油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法。
6. 底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と、からなる油圧シリンダを使用した昇降装置において、
   昇降体の下降時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量変化に感応して、障害の発生していない他方の油圧シリンダの下降用緊急遮断弁を閉弁することにより、他方の油圧シリンダからの戻り圧油の流通を遮断するとともに、遮断後にこの下降用緊急遮断弁から遮断後一定流量を戻り圧油として流通させることにより、障害の発生していない他方の油圧シリンダによって昇降体を安全に自重下降させて着床させる油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法。
7. 底盤に左右一対の支柱を立設し、該左右一対の支柱をビームで連結してなる共通フレームと、ヘッド側を底盤に支持させ、ロッド側を上方にして支柱に沿って立設した左右一対の油圧シリンダと、該左右一対の油圧シリンダのロッド先端に固定された左右一対のシーブと、共通フレーム内に固定された電動油圧ポンプと、電動油圧ポンプから制御弁と中継ブロックを介して左右一対の油圧シリンダのヘッド側とロッド側にそれぞれ圧油を供給するための油圧配管と、一端が共通フレーム内に固定され、左右一対のシーブを介して他端が昇降体に固定される索条と、中継ブロックと左右一対の油圧シリンダのそれぞれのヘッド側を結ぶ油圧配管にそれぞれ配置した下降用緊急遮断弁と下降用緊急遮断弁の閉弁後に、電動油圧ポンプから供給される圧油による圧力の上昇に感応して電動油圧ポンプを緊急停止させる圧力スイッチと、電動油圧ポンプの緊急停止後に開弁する非常用下降弁と、からなる油圧シリンダを使用した昇降装置において、
   昇降体の下降時にいずれか一方の油圧シリンダの油圧配管の破損，索条の切断等の障害が発生した場合に、障害の発生に起因する圧油の流量変化に感応して、障害の発生していない他方の油圧シリンダの下降用緊急遮断弁を閉弁することにより、他方の油圧シリンダからの戻り圧油の流通を遮断し、遮断後にこの下降用緊急遮断弁から遮断後一定流量を戻り圧油として流通させるとともに、戻り圧油が一定流量に制約されることにより電動油圧ポンプ内に設けられたリリーフ弁の圧力が電動油圧ポンプから供給される圧油によって設定圧力まで昇圧した場合には、この圧力上昇を検知して圧力スイッチを作動させて電動油圧ポンプを緊急停止させるとともに、非常用下降弁を開弁させることにより昇降体を安全に下降させることを特徴とする油圧シリンダを使用した昇降装置における緊急制御方法。

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