JP5762013B2 - 油圧エレベーター装置 - Google Patents

Description

この発明は、油圧配管からの油漏れや機械室にある油圧制御バルブの故障等による乗りかごの降下を防止するために、油圧ジャッキ近傍に圧力保持弁を備えた油圧エレベーター装置に関する。

従来の油圧エレベーター装置では、圧力保持弁を油圧ジャッキ近傍に設けると、乗降時の床沈みは小さくなり、圧油を供給するパワーユニットと圧力保持弁との間の油圧配管から油が漏れたとしても、乗りかごを降下させることなく保持することができる。
一方、圧力保持弁の油圧ジャッキ側は油圧ジャッキ圧が作用し続け、パワーユニット側は停止後時間が経つと、作動油の油温低下により圧力が大気圧近くまで下がる。この時、エレベーターに上昇、下降の起動指令が発生すると、圧力保持弁の油圧ジャッキ側とパワーユニット側との間で圧力差によって起動時にジャークが発生し、乗り心地が悪化する。

これに関する油圧エレベーター装置が特許文献１の図１に示されている。
この油圧エレベーター装置では、パワーユニット側と油圧ジャッキ側とをつなぐ調整絞りを備えた通路を設けることにより、圧力差を補正している。

また、特許文献２の図１には、圧力保持弁の背圧室とパワーユニット側とをつなぐ通路に異常信号に基づき励磁されるノーマルオープン型の第1電磁弁が設けられ、圧力保持弁の背圧室と油圧ジャッキ側とをつなぐ通路に乗りかご下降指令が出された時のみに励磁されるノーマルオープン型の第２電磁弁が設けられた油圧エレベーター装置が記載されている。
この油圧エレベーター装置では、乗りかご走行指定が無い状態で、油圧ジャッキ側から第２電磁弁、圧力保持弁の背圧室、第１電磁弁，パワーユニット側をつなぐ通路が形成されており、圧力差の補正を可能にしている。

特開２００８-１８９４６３号公報（図１） 特開２００９-１８４７７０号公報（図１）

しかしながら、上記特許文献１の油圧エレベーター装置の場合、圧力差の補正を可能にしているが、乗りかごが異常降下した異常発生時に、圧力保持弁を閉弁させた時、調整絞りを通じてパワーユニット側と油圧ジャッキ側とが連通しており、乗りかごの降下を完全に止めることができず、微速で乗りかごの降下が継続してしまうという問題点があった。

また、上記特許文献２の油圧エレベーター装置の場合、第１電磁弁は通常運転時には動作せず、異常時にのみ動作させているので、第１電磁弁の動作の確実性を何らかの方法で確保しないと、万が一の異常時に圧力保持弁の機能を発揮できず、乗りかごの降下を止めることができない可能性があるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、乗り心地の悪化を防止し、また圧力保持弁の動作の確実性を高め、さらに異常発生時には乗りかごを速やかに停止させることができる油圧エレベーター装置を提供することを目的とする。

この発明に係る油圧エレベーター装置は、パワーユニットと油圧ジャッキとの間をつなぐ油圧配管であって油圧ジャッキ近傍に配置されパワーユニット側と油圧ジャッキ側との連通を開閉する弁体、及びこの弁体に対向して設けられを弁体の移動を阻止して弁体の開度を保持する開度保持体とを有する圧力保持弁と、この圧力保持弁の作動を制御する圧力保持弁制御手段とを備えた油圧エレベーター装置であって、
前記弁体は、乗りかごの停止時において、前記開度保持体により僅かな開弁が保持されて前記パワーユニットと前記油圧ジャッキとが連通している。

この発明に係る油圧エレベーター装置によれば、弁体は、乗りかごの停止時において、開度保持体により僅かな開弁が保持されてパワーユニットと油圧ジャッキとが連通しているので、パワーユニット側と油圧ジャッキ側との圧力補正ができ、圧力差による起動時の乗り心地悪化を防止することができる。

この発明の実施の形態１の油圧エレベーター装置を示す全体構成図である。 図２（ａ）は図１の油圧エレベーター装置の通常走行時の乗りかごのタイムチャートであり、図２（ｂ）は図１の油圧エレベーター装置の異常発生時の乗りかごのタイムチャートである。

図１は、この発明の実施の形態１の油圧エレベーター装置を示す全体構成図、図２は図１の油圧エレベーター装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
図１において、ロープ２の一端部が乗りかご１に固定され、他端部がジャッキ台等の固定体に接続されている。このロープ２はシープ３に巻掛けされており、油圧ジャッキ５のプランジャー４が昇降することでシープ３及び乗りかご１が昇降する。
この油圧エレベーター装置は、油を送ったり戻したりするパワーユニット１０と、このパワーユニット１０と油圧ジャッキ５とをつなぐ油圧配管６と、この油圧配管６のパワーユニット１０の近傍に取付けられたストップバルブ１１と、油圧配管６の油圧ジャッキ５の近傍に取付けられた圧力保持弁１２と、圧力保持弁１２の作動を制御する圧力保持弁制御手段とを備えている。

パワーユニット１０は、制御バルブ７と、油圧ポンプ８と、油圧ポンプ８を駆動するモータ９とを備えている。
圧力保持弁１２は、ハウジング５０と、このハウジング５０の上部を塞いだ断面Ｔ字形状のフランジ５１と、このフランジ５１の下部に上部が係合した押しばね１４と、この押しばね１４の下端部が上面に当接し下部にスプール５３を有する弁体５２と、スプール５３の下面に先端面が当接する開度保持体３０とを備えている。
スプール５３の上部の側壁には径方向に延びた複数のオリフィス（図示せず）が形成されており、このオリフィスを通じてパワーユニット１０と油圧ジャッキ５とをつなぐ油圧配管６内の圧油は流れる。
開度保持体３０は、スプール５３の下面に当接するロッド５４と、このロッド５４に連結された小径部５５と、この小径部５５に連結された中径部５６と、この中径部５６に連結された大径部５７とを備えている。

弁体５２の上側には、弁体用背圧室１９が形成されている。開度保持体３０の大径部５７の下側には、開度保持体用背圧室３１が形成されている。
弁体用背圧室１９と開度保持体用背圧室３１との間であって、弁体５２の周囲には、第１中間室５８が形成されている。スプール５３と小径部５５との間には、第２中間室５９が形成されている。中径部５６の周囲には、第３中間室６０が形成されている。
弁体５２の上部周壁面には第１Ｏリング６１が設けられており、この第１Ｏリング６１は、弁体用背圧室１９と第１中間室５８との間の連通を阻止している。小径部５５の周壁面には第２Ｏリング６２が設けられており、この第２Ｏリング６２は、第２中間室５９と第３中間室６０との間の連通を阻止している。大径部５７の周壁面には第３Ｏリング６３が設けられており、この第３Ｏリング６３は、第３中間室６０と開度保持体用背圧室３１との間の連通を阻止している。

圧力保持弁制御手段は、弁体用背圧室１９と油圧配管６のパワーユニット１０側とを接続した第１油圧回路６４に取付けられ、消磁の際には閉弁したノーマルクローズ型の第１電磁弁１５と、弁体用背圧室１９と油圧配管６の油圧ジャッキ５側とを接続した第２油圧回路６５に取付けられ、消磁の際には開弁したノーマルオープン型の第２電磁弁２０と、第３中間室６０と油受け部６７とを接続した第３油圧回路６６と、開度保持体用背圧室３１と第３油圧回路６６とを接続した第４油圧回路６８に取付けられ、消磁の際には閉弁したノーマルクローズ型の第３電磁弁３３と、開度保持体用背圧室３１と油圧配管６とを接続した第５油圧回路６９とを備えている。
第１油圧回路６４には、逆止弁１６及び閉止弁２２が取付けられている。第５油圧回路６９には、逆止弁３４が取付けられている。

圧力保持弁１２は、開度保持体３０が全閉のときに弁体５２のスプール５３に形成されたオリフィスが僅かに開いてパワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側との油圧配管６が液体連通している。
即ち、開度保持体３０の中径部５６がハウジング５０の内壁面に当接した、開度保持体３０が最上位のときに、ロッド５４がスプール５３の下動を阻止して、弁体５２のオリフィスが僅かに開いた状態が確保されるように、開度保持体３０がハウジング５０内に配置されている。
この弁体５２は、通常上昇時及び通常下降時にロッド５４から離間して上方向に移動し、弁体５２のオリフィスは、圧力保持弁１２を流れる流量に応じた開度となる。

圧力保持弁１２は、弁体５２の上側に弁体用背圧室１９が形成されており、下側には第２中間室５９が形成されている。弁体用背圧室１９は、第２中間室５９と接続された油圧配管６に第１油圧回路６４を介して連通しているので、弁体用背圧室１９と第２中間室５９との内部は同圧であるが、弁体５２に対する弁体用背圧室１９側の面積は、第２中間室５９側の面積に比較して大きいので、弁体５２には下方向の力（自閉力）が作用する。
また、弁体５２には、自閉力とともに押しばね１４の弾性力により下方向の力が作用しており、弁体５２には、この弾性力及び上記自閉力により下方向の力が作用しているが、これらの力よりも大きな上方向の力が開度保持体３０に作用することで、開度保持体３０の最上位が確保される。

開度保持体用背圧室３１は、第２中間室５９と接続された油圧配管６に第５油圧回路６９を介して連通しているので、開度保持体用背圧室３１と第２中間室５９との内部は同圧であるが、開度保持体３０に対する開度保持体用背圧室３１側の面積は、第２中間室５９側の面積に比較して大きいので、開度保持体３０には上方向の力が作用する。開度保持体３０が最上位のときには、この上方向の力が弁体５２に作用する押しばね１４の弾性力及び上記自閉力の合力よりも勝っている。

従って、乗りかご１の通常走行時では、開度保持体３０は、常に全閉状態が保持され、弁体５２の開度は、僅かに開く状態が確保される。

次の、上記構成の油圧エレベーター装置の動作について説明する。
先ず、乗りかご１の通常走行時の動作について説明する。
通常走行の上昇運転時は、パワーユニット１０の油圧ポンプ８からの圧油が油圧配管６を通じて圧力保持弁１２の第２中間室５９に流入し、弁体５２を押し上げる。
この結果、弁体５２のスプール５３の側壁に形成されたオリフィスを通じてパワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側とが連通し、パワーユニット１０の油圧ポンプ８からの圧油は、油圧ジャッキ５内に流入し、油圧ジャッキ５のプランジャー４が昇降することでシープ３及び乗りかご１が昇降する。

この時、弁体５２を迅速に上動させるためには、圧力保持弁１２の弁体用背圧室１９内の圧油を素早く油圧ジャッキ５側に逃がす必要があるが、第２電磁弁２０は、ノーマルオープン型であり開状態であるので、油圧は第２油圧回路６５を通じて油圧配管６に流れ、第２電磁弁２０は弁体５２の開速度を速める方向に作用する。
なお、弁体用背圧室１９は、第１油圧回路６４を通じて油圧配管６にも通じているが、弁体用背圧室１９内の油圧は、逆止弁１６により油圧配管６への流入は阻止されている。

一方、通常走行の下降運転時は、ノーマルクローズ型の第１電磁弁１５とノーマルオープン型の第２電磁弁２０を共に励磁し、弁体用背圧室１９と第２油圧回路６５を介しての油圧配管６との連通は第２電磁弁２０の作動により遮断され、弁体用背圧室１９と第１油圧回路６４を介しての油圧配管６との連通は第１電磁弁１５の作動により連通する。
これにより、弁体用背圧室１９の圧油は、第１油圧回路６４及び油圧配管６を通じてパワーユニット１０側に流出する。
この結果、弁体５２を挟んで第２中間室５９内の圧力と弁体用背圧室１９内の圧力との力のバランスにより弁体５２が上動し、弁体５２が開く。
この時、第２電磁弁２０は閉じられているので、圧力ジャッキ５側から第２油圧回路６５を通じて弁体用背圧室１９への圧油の流入は無く、弁体５２の開動作レスポンスを上げることができる。

開度保持体３０は、通常の上昇運転時，下降運転時，停止時を通じ、常に最上位が確保されている。開度保持体３０は最上位が確保され、弁体５２が一定のストローク分押し上げられ、このストロークにおいて、スプール５３に形成されたオリフィスは僅かに開き、パワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側とは僅かな開度でつないだ状態となるが、この状態は、通常の乗りかご１の上昇、下降運転時において問題なく通常の正規の運転を実施することができる。

また、乗りかご１の停止時においては、パワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側とが僅かな開度でつながった状態となっていることより、油圧ジャッキ５側とパワーユニット１０側の圧力補正ができ、圧力差による起動時の乗り心地悪化を阻止することができる。
なお、図２（ａ）は図１の油圧エレベーター装置の通常走行時の乗りかごのタイムチャートである。

次に、異常発生時の動作について説明する。
乗りかご１が降下する異常発生時には、第１電磁弁１５及び第２電磁弁２０を消磁し、第３電磁弁３３を励磁する。
第１電磁弁１５及び第２電磁弁２０の消磁により、弁体用背圧室１９と第２油圧回路６５を介して油圧配管６と連通し、弁体用背圧室１９と第１油圧回路６４を介しての油圧配管６との連通は遮断される。
これにより、弁体５２は油圧ジャッキ５側から弁体用背圧室１９に流入する圧油により速やかに閉止動作に入る。
また、第３電磁弁３３の励磁により、開度保持体３０の開度保持体用背圧室３１の圧油は油受け部６７へ流出し、第２中間室５９と開度保持体用背圧室３１との圧力差により、開度保持体３０は下動する。
この下動に連動して、自閉力及び押しばね１４の弾性力で下方向に付勢した弁体５２も下動し、スプール５３のオリフィスは完全に塞がれ、パワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側とをつなぐ油圧配管６を介しての連通は、弁体５２により完全に遮断され、乗りかご１の降下を止めることができる。
なお、図２（ｂ）は図１の油圧エレベーター装置の異常発生時の乗りかごのタイムチャートである。

上記特許文献２の第１電磁弁がノーマルオープン型の電磁弁であるのに対し、この発明の第１電磁弁１５は、ノーマルクローズ型の電磁弁であり、ノーマルオープン型の電磁弁と比較して閉弁動作の確実性が高い。
また、第１電磁弁１５は下降運転の度に励磁するが、万が一、第１電磁弁１５が開動作できない状態のときには、弁体用背圧室１９内の圧油が第１油圧回路６４を介して油圧配管６、パワーユニット１０に流れず、弁体５２を上動して開くことができなくなり、乗りかご１の下降運転不能となる。
従って、乗りかご１の下降運転不能により第１電磁弁１５の異常を検出することが可能であり、特許文献２のものに対し圧力保持弁１２の動作の確実性を高めることができる。

また、この発明の第３電磁弁３３は、特許文献２の第２電磁弁と同様に異常信号に基づき励磁される電磁弁であるが、特許文献２の第２電磁弁がノーマルオープン型の電磁弁であるのに対して励磁時に開弁するノーマルクローズ型の電磁弁であるので、励磁時に閉弁する第２電磁弁と比較して動作の確実性は高い。
さらに、万が一、第３電磁弁３３が閉止状態のときに異常が発生したとしても、例えば、次のような事態が生じるので、この異常を検出することができる。
「開度保持体３０が下動し、弁体５２が油圧ジャッキ５側とパワーユニット１０側との油圧配管６の通路を遮断し、圧力保持弁１２を挟んでパワーユニット１０側と油圧ジャッキ５側との間での圧力補正ができなくなり、起動時の乗り心地が悪化する。」
また、次のような手段を講じることで異常を迅速に検出することができる。
イ．油受け部６７に接続されたタンク（図示せず）にフロートセンサーを配置する。
ロ．開度保持体３０の開度保持体用背圧室３１に位置検出スイッチを設け、開度保持体３０の全開を検出する。
以上のように、圧力保持弁１２としての動作の確実性を高め、異常時には、乗りかご１の降下を確実に止めることができる。

１ 乗りかご、２ ロープ、３ シープ、４ プランジヤー、５ 油圧ジャッキ、６ 油圧配管、７ 制御バルブ、８ 油圧ポンプ、９ モーター、１０ パワーユニット、１１ ストップバルブ、１２ 圧力保持弁、１４ 押しばね、１５ 第１電磁弁、１６ 逆止弁、１９ 弁体用背圧室、２０ 第２電磁弁、２２ 閉止弁、３１ 開度保持体用背圧室、３０ 開度保持体、３３ 第３電磁弁、３４ 逆止弁、５０ ハウジング、５１ フランジ、５２ 弁体、５３ スプール、５４ ロッド、５５ 小径部、５６ 中径部、５７ 大径部、５８ 第１中間室、５９ 第２中間室、６０ 第３中間室、６１ 第１Ｏリング、６２ 第２Ｏリング、６３ 第３Ｏリング、６４ 第１油圧回路、６５ 第２油圧回路、６６ 第３油圧回路、６７ 油受け部、６８ 第４油圧回路、６９ 第５油圧回路。

Claims (4)

1. パワーユニットと油圧ジャッキとの間をつなぐ油圧配管であって油圧ジャッキ近傍に配置されパワーユニット側と油圧ジャッキ側との連通を開閉する弁体、及びこの弁体に対向して設けられ弁体の移動を阻止して弁体の開度を保持する開度保持体とを有する圧力保持弁と、この圧力保持弁の作動を制御する圧力保持弁制御手段とを備えた油圧エレベーター装置であって、
   前記弁体は、乗りかごの停止時において、前記開度保持体により僅かな開弁が保持されて前記パワーユニットと前記油圧ジャッキとが連通していることを特徴とする油圧エレベーター装置。
2. 前記圧力保持弁制御手段は、前記圧力保持弁の弁体用背圧室と前記パワーユニット側の前記油圧配管とをつなぐ配管に取付けられたノーマルクローズ型の第１電磁弁と、
   前記圧力保持弁の弁体用背圧室と前記油圧ジャッキ側の前記油圧配管とをつなぐ配管に取付けられたノーマルオープン型の第２電磁弁とを有し、
   乗りかごの通常上昇時には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を消磁し、前記パワーユニットからの圧油により前記弁体が開き、
   前記乗りかごの通常降下時には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を励磁することで、前記弁体用背圧室の圧油をパワーユニット側に逃がすことで前記弁体が開き、
   前記乗りかごの異常降下時には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を消磁することで、前記弁体を閉止させて前記乗りかごの降下を止めるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の油圧エレベーター装置。
3. 前記開度保持体は、前記弁体と対向する側の一方の面積よりも、弁体と反対側の他方の面積が大きく、この面積差により生じた力により前記弁体を押圧しており、
   また中間部に配管を通じて大気と連通した中間室が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧エレベーター装置。
4. 前記開度保持体の前記弁体と反対側に形成された開度保持体用背圧室に一端が接続され、他端が油受け部に接続された配管に、ノーマルクローズ型の第３電磁弁が取付けられ、前記乗りかごの異常降下時には、第３電磁弁を励磁することで前記開度保持体を移動させることで前記弁体の移動の阻止を解除し、前記弁体を閉止させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の油圧エレベーター装置。

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