JP6687158B2

JP6687158B2 - エレベータ用油圧緩衝器

Info

Publication number: JP6687158B2
Application number: JP2019508005A
Authority: JP
Inventors: 功介水野; 梶田　昭成; 昭成梶田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: WO2018179207A1; CN110446677B; CN110446677A; JPWO2018179207A1

Description

この発明は、エレベータの昇降路に設置されるエレベータ用油圧緩衝器に関するものである。

従来の油圧緩衝器は、作動時にシリンダ内部に充填された油に高い圧力がかかり、この油がピストン内部に流入して、流入した油がピストンに設けられる空気穴から漏れ出ていた。漏れ出た油は緩衝器の外部表面やピットを汚すため、清掃に手間がかかっていた。そこで、例えば下記特許文献１では、ピストン内に空気を流出させる空気室を備え、この空気室によりピストン内の空気は外部へ通すが、油は流出させないようにした構成（特許文献１）がある。

特開昭５７−７７１８４

このような油圧緩衝器は、ピストン内に空気室を追加して設ける必要があるため、コストアップの要因になっていた。また、この空気室に設けられる弁装置は、液体状態の油を流出させないようにすることはできるが、油の飛沫が混ざった状態の混合空気の場合は、空気と共に油が流出してしまうという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ピストン内に空気室を設けることなく、作動時に、油圧緩衝器の外部表面やピットに油が流出しない油圧緩衝器の提供を目的とする。

この発明にかかるエレベータの油圧緩衝器は、油室が形成され、油室の底面にピンロッドが立設され、作動油が注入されたシリンダと、油室に挿入されて昇降するピストンと、ピストンの下端に形成されてピストンの外径より大きい外径を有しており、シリンダ内面に摺動自在に嵌合されたピストンヘッドと、ピストンヘッドに設けられ、ピンロッドが挿通される開口と、ピストンの内部に設けられ、作動時に開口から作動油が流入する中空部と、ピストンの側面に設けられ、中空部の内側と外側とを貫通する第一の貫通孔と、油室の上方側であって、ピストンヘッドの上面側とシリンダ内面とに囲まれた領域に形成される中空の空気溜まり部と、ピストンの側面であって、ピストンヘッドの上面側の近傍に設けられ、中空部の内側と外側とを貫通する第二の貫通孔と、シリンダに設けられ、空気溜まり部からシリンダを貫通する第三の貫通孔と、を備え、ピストンが下降して作動したとき、第一の貫通孔は空気溜まり部の内部に露出して配置されることを特徴とするものである。

この発明は、油圧緩衝器が作動したとき、ピストン内で圧縮された油の飛沫を含んだ空気を、一時的に負圧にされたシリンダ内の空気溜まり部に流入させることで、圧縮された空気の圧力を下げることにより、空気溜まり部に流入した油の飛沫はシリンダ内で液体に戻されて、通常気圧の空気だけが排出される。そのため、緩衝器の外部表面やピットを汚すことのない油圧緩衝器を実現できる。

この発明の実施の形態１によるエレベータの油圧緩衝器全体（通常時）を示す断面図である。この発明の実施の形態１による図１の作動時（ピストンによる圧縮動作の前半）を示す断面図である。この発明の実施の形態１による図１の作動時（ピストンによる圧縮動作の後半）を示す断面図である。この発明の実施の形態２によるエレベータの油圧緩衝器全体（通常時）を示す断面図である。この発明の実施の形態２による図４の作動時（ピストンによる圧縮動作の前半）を示す断面図である。この発明の実施の形態２による図４の作動時（ピストンによる圧縮動作の後半）を示す断面図である。この発明の実施の形態３によるエレベータの油圧緩衝器全体（通常時）を示す断面図である。この発明の実施の形態３による図７の作動時（ピストンによる圧縮動作の前半）を示す断面図である。この発明の実施の形態３による図７の作動時（ピストンによる圧縮動作の後半）を示す断面図である。

実施の形態１．
図１〜３は、この発明の実施の形態１によるエレベータの油圧緩衝器を説明するもので、図１は油圧緩衝器全体（通常時）の断面図、図２は図１の作動時のピストンによる圧縮動作の前半を示す断面図であり、図３は図１の作動時のピストンによる圧縮動作の後半を示す断面図である。

図１において、エレベータ用油圧緩衝器１は、かご及び釣合おもり等の昇降体が昇降する昇降路に設置されており、作動していない状態にある。エレベータ用油圧緩衝器１は、シリンダ２、ピンロッド３、ピストン４、ピストンヘッド５、作動油６、復帰ばね７から構成されている。

シリンダ２は、昇降路の底部にアンカボルト等により垂直に固定されている。シリンダ２は、円筒状であり、内部の油室８には作動油６が注入されており、底面には、ピンロッド３が垂直に固定されている。ピストン４には、シリンダ２の内面に摺動自在に嵌合されたピストンヘッド５が設けられており、ピストンヘッド５の中央には作動時にピンロッド３が挿通される開口であるオリフィス９が設けられている。油室８の上部には、作動油６の油面と、シリンダ２内面とに囲まれた領域に中空の空気溜まり部１０が設けられている。

また、ピストン４の内部には、作動時にオリフィス９から作動油６が流入する中空部１１と、この中空部１１の内側と外側とを貫通する第一の貫通孔１２とが設けられている。さらに、ピストン４の側面には、ピストンヘッド５の上面側の近傍に中空部１１の内側と外側とを貫通する第二の貫通孔１３が設けられている。また、シリンダ２の上端部には、空気溜まり部１０の内面からシリンダ２を貫通する第三の貫通孔１４が設けられている。

通常時、シリンダ２にはピストン４が挿入されており、ピストンヘッド５は油室８の作動油６の油面近くに浸かっており、オリフィス９にピンロッド３の上端部の一部が挿入された状態で配置されている。このとき、第一の貫通孔１２は、シリンダ２の上端面から上方側に露出して配置されている。また、第二の貫通孔１３は、ピストンヘッド５の上面側近傍に作動油６に大半が浸かった状態で配置されている。

また、ピストンヘッド５の上面側の作動油６は、第二の貫通孔１３を通過して、中空部１１の内側と外側とを自在に通過可能にされている。ピストン４の上端部とシリンダ２の上端部との間には、復帰ばね７が配置されており、例えばコイルばねが用いられる。油圧緩衝器１に負荷がかけられて圧縮された状態から、その負荷を取り除かれると、復帰ばね７の復元力によってピストン４が押し上げられ、図１の状態で保持される。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。昇降体の衝突により、ピストン４が下降して圧縮されることで、作動油６の一部がオリフィス９のすき間から中空部１１内に流入する。油室８内の作動油６が中空部１１内に急激に流入すると、流入した作動油６の体積分だけ油室８内から作動油６が減少するため、ピストンヘッド５が下降する。ピストンヘッド５が下降した体積分だけ空気溜まり部１０内の油面は急激に下がる。すなわち、油面が急激に下がることで、空気溜まり部１０の体積はいっきに増加するため、内部の圧力は大気圧よりも低い圧力（以下「負圧」と記載）となる。ここで、負圧となった空気溜まり部１０には、第三の貫通孔１４を通じて外側から空気が流入する。

このとき、ピストン４が下降することで、第一の貫通孔１２は露出していたシリンダ２の上方側からシリンダ２の内部へ下降して空気溜まり部１０の内部に露出して配置される。同時に第二の貫通孔１３は油面の近傍から下降して、ピストンヘッド５の上面側の作動油６の内部に配置される。さらに、このときオリフィス９のすき間から作動油６が中空部１１の内部に吹き出すことにより、中空部１１の内部の圧力は高くなる。ここで、中空部１１内に流入した作動油６は、液体と油の飛沫が混ざった混合空気の２つの状態になって存在している。また、このとき、中空部１１内部に流入した液体の作動油６は、空気溜まり部１０が負圧となっているため、第二の貫通孔１３を通過してピストンヘッド５の上面側の油室８へ流入する。

作動油６を含んだ混合空気は、第一の貫通孔１２を通過して空気溜まり部１０へ流入する。さらに、空気溜まり部１０に流入した混合空気に含まれる作動油６は、空気溜まり部１０が負圧となっているため、内部にそのまま留まって液体に戻される。これにより、空気溜まり部１０に流入した混合空気に含まれる作動油６は、第三の貫通孔１４から外側に流出することはない。

次に、衝突した昇降体が取り除かれた後の復帰動作について説明する。衝突した昇降体が取り除かれると、復帰ばね７の復元力によってピストン４が押し上げられる。そのとき、ピストンヘッド５が上昇し、ピストンヘッド５の下面側の油室８の体積が拡大することによって、ピストンヘッド５の上面側に流入した作動油６は、オリフィス９のすき間から吸引されてピストンヘッド５の下面側に流入する。

このとき、中空部１１内の作動油６はそのまま流入するが、ピストンヘッド５の上面側の油室８に流入した作動油６は第二の貫通孔１３を通過して、オリフィス９のすき間から吸引されてピストンヘッド５の下面側に流入する。また、第二の貫通孔１３は、ピストンヘッド５の近傍に設けられているので、ピストンヘッド５の上面側の油室８に流入した作動油６がオリフィス９へ吸引される際の流路を妨げることはない。

上記のように実施の形態１によれば、油室８が形成され、油室８の底面にピンロッド３が立設され、作動油６が注入されたシリンダ２と、油室８に挿入されて昇降するピストン４と、ピストン４の下端に形成されてピストン４の外径より大きい外径を有しており、シリンダ２内面に摺動自在に嵌合されたピストンヘッド５と、ピストンヘッド５に設けられ、ピンロッド３が挿通されるオリフィス９と、ピストン４の内部に設けられ、作動時にオリフィス９から作動油６が流入する中空部１１と、ピストン４の側面に設けられ、中空部１１の内側と外側とを貫通する第一の貫通孔１２と、油室８の上方側であって、ピストンヘッド５の上面側とシリンダ２内面とに囲まれた領域に形成される中空の空気溜まり部１０と、ピストン４の側面であって、ピストンヘッド５の上面側の近傍に設けられ、中空部１１の内側と外側とを貫通する第二の貫通孔１３と、シリンダ２に設けられ、空気溜まり部１０からシリンダ２を貫通する第三の貫通孔１４と、を備え、ピストン４が下降して作動したとき、第一の貫通孔１２は空気溜まり部１０の内部に露出して配置されることにより、第一の貫通孔１２から油の飛沫が混ざった状態の混合空気が空気溜まり部１０に流出したとき、第三の貫通孔１４からその混合空気が外側に流出しないため、油圧緩衝器１の外部表面やピットを汚すことのない油圧緩衝器１を実現することができる。また、作動した後の復帰動作において、ピストンヘッド５の上面側の油室８に流入した作動油６は、第二の貫通孔１３を通過してオリフィス９のすき間からピストンヘッド５の下面側に吸引されるため、手間をかけることなく作動する前の状態に戻すことができる。
実施の形態２．

図４〜６は、この発明の実施の形態２によるエレベータの油圧緩衝器を説明するもので、図４は油圧緩衝器全体（通常時）の断面図、図５は図４の作動時のピストンによる圧縮動作の前半を示す断面図であり、図６は図４の作動時のピストンによる圧縮動作の後半を示す断面図である。この発明の実施の形態２によるエレベータの油圧緩衝器１５は、ピストン４の側面であって、かつ第一の貫通孔１２と第二の貫通孔１３との間に設けられ、中空部１１の内側と外側とを貫通する第四の貫通孔１６を備えていることが異なり、それ以外の同様な部分に同じ記号を付記し説明を省略する。

図において、シリンダ２の側面で、第一の貫通孔１２と第二の貫通孔１３との間に第四の貫通孔１６が設けられている。第四の貫通孔１６は、第二の貫通孔１３と同等の作用を有しており、中空部１１の内側と外側とを貫通し、作動油６が自在に通過可能となっている。

通常時、第一の貫通孔１２は、シリンダ２の上端面から上方側に露出して配置されている。また、第二の貫通孔１３は、ピストンヘッド５の上面側近傍に作動油６に大半が浸かった状態で配置されている。第四の貫通孔１６は、空気溜まり部１０の内部に露出して配置されている。

次に、上記のように構成された実施の形態２の動作について説明する。昇降体の衝突により、ピストン４が下降して圧縮されることで、作動油６の一部がオリフィス９のすき間から中空部１１内に流入する。このとき、ピストン４が下降することで、第四の貫通孔１６は露出していた空気溜まり部１０の内部から下降して油室８の作動油６の内部に配置される。ここで、中空部１１内に流入した作動油６は、空気溜まり部１０が負圧となっているため、第二の貫通孔１３と第四の貫通孔１６の両方を通過してピストンヘッド５の上面側の油室８へ流入する。すなわち、実施の形態１に比べて作動油６が中空部１１から油室８へ流入する流路が拡大されるので、単位時間当たりの流量が増えて作動油６の通過が容易になる。

衝突した昇降体が取り除かれた後の復帰動作については、ほぼ実施の形態１と同じである。ピストンヘッド５の上面側の油室８に流入した作動油６は、第二の貫通孔１３及び第四の貫通孔１６を通過してオリフィス９のすき間から吸引される。そのため、実施の形態１に比べて作動油６がピストンヘッド５の上面側の油室８から中空部１１へ流入する流路が拡大されるので、単位時間当たりの流量が増えて作動油６の通過が容易になる。

上記のように実施の形態２によれば、ピストン４の側面であって、かつ第一の貫通孔１２と第二の貫通孔１３との間に設けられ、中空部１１の内側と外側とを貫通する第四の貫通孔１６を備えたことにより、作動油６が中空部１１から油室８へ流入する流路が拡大されるので、単位時間当たりの流量が増えて作動油６の通過が容易になる。また、作動油６が中空部１１から油室８へ容易に通過できるので、作動油６が中空部１１の内部に過剰に滞留することを抑制できる。また、衝突した昇降体が取り除かれた後の復帰動作についても、ピストンヘッド５の上面側の油室８から中空部１１へ流入する流路が拡大されるので、手間をかけることなく作動する前の状態に実施の形態１よりも短時間で戻すことができる。

また、第二の貫通孔１３の穴サイズを大きくすることで、単位時間当たりの作動油６の流量を増やすこともできるが、穴サイズを大きくすると、ピストン４の座屈強度が低下する場合がある。そこで、第四の貫通孔１６を設けることにより、第二の貫通孔１３の穴サイズを大きくすることなく、作動油６が中空部１１から油室８へ流入する流路の単位時間当たりの流量を増やすことができる。

実施の形態３．
図７〜９は、この発明の実施の形態３によるエレベータの油圧緩衝器を説明するもので、図７は油圧緩衝器全体（通常時）の断面図、図８は図７の作動時のピストンによる圧縮動作の前半を示す断面図であり、図９は図７の作動時のピストンによる圧縮動作の後半を示す断面図である。この発明の実施の形態３によるエレベータの油圧緩衝器１７は、第三の貫通孔１４に設けられ、空気は通過させると共に油の通過は抑制されるフィルター１８を備えていることが異なり、それ以外の同様な部分に同じ記号を付記し説明を省略する。

図において、油圧緩衝器１７はフィルター１８を備えている以外は、実施の形態１の構成と同じものであり、第三の貫通孔１４には、空気は通過させると共に油の通過は抑制されるフィルター１８がシリンダ２の内側に設けられている。フィルター１８は、例えば、紙製やスポンジなどが用いられる。

次に、上記のように構成された実施の形態３の動作について説明する。昇降体の衝突により、ピストン４が下降して圧縮されることで、作動油６の一部がオリフィス９のすき間から中空部１１内に流入する。中空部１１に流入した作動油６の一部は、油の飛沫が混ざった状態の混合空気となって、第一の貫通孔１２を通過して空気溜まり部１０に流入する。このとき、空気溜まり部１０は負圧となるため、第三の貫通孔１４を通じて外側から空気が流入する。そのため、第三の貫通孔１４を通過して作動油６が外部に流出することはない。

しかし、ピストン４の下降が止まって圧縮されなくなると、第三の貫通孔を通過して空気溜まり部１０へ流入した空気によって、空気溜まり部１０は次第に通常気圧に戻っていく。このとき、空気溜まり部１０の内部圧力が通常気圧に近い場合、作動油６の飛沫が混ざった混合空気が第一の貫通孔１２を通過して流入すると、作動油６の飛沫の一部が第三の貫通孔１４を通過して外部に流出することが想定される。

そこで、第三の貫通孔１４にシリンダ２の内側からフィルター１８を設けることで、油の飛沫が混ざった混合空気に含まれる作動油６をフィルター１８の表面で受け止める。なお、このような遷移状態においては、空気溜まり部１０の内部圧力が負圧になっていなくても、作動油６の飛沫が混ざった混合空気の圧力は低くなっているので、作動油６がフィルター１８を突き抜けて外部に流出することはない。また、フィルター１８を紙製やスポンジなどにすることで、外側からの空気の流入を妨げることはない。

上記のように実施の形態３によれば、前記第三の貫通孔１４に設けられ、空気は通過させると共に油の通過は抑制されるフィルター１８を備えたことにより、作動油６の飛沫が混ざった混合空気が第一の貫通孔１２を通過して流入する場合、油の飛沫が混ざった混合空気に含まれる作動油６の一部をフィルター１８の表面で受け止める。これにより、第三の貫通孔１４を通過して外部に作動油６の流出を防止することができると共に外部からの空気の流入を妨げることはない。

なお、実施の形態２では、ピストン４の側面に第一の貫通孔１２と第二の貫通孔１３との間に第四の貫通孔１６を設けているが、第一の貫通孔１２と第二の貫通孔１３との間に第四の貫通孔１６に加えて、さらに貫通孔を追加しても良い。これにより、油圧緩衝器の全長に応じて適切な貫通孔を設けることができるため、実施の形態２と同等の作用・効果を奏することができる。

なお、実施の形態３は、実施の形態１の構成にフィルター１８を設けたものであるが、実施の形態２の構成にフィルター１８を設けても良い。このようにフィルター１８を備える油圧緩衝器では、実施の形態３と同等の作用・効果を奏することができる。

１，１５，１７油圧緩衝器、２シリンダ、３ピンロッド、４ピストン、５ピストンヘッド、６作動油、７復帰ばね、８油室、９オリフィス、１０空気溜まり部、１１中空部、１２第一の貫通孔、１３第二の貫通孔、１４第三の貫通孔、１６第四の貫通孔、１８フィルター

本発明は、エレベータの昇降路に設置されるエレベータ用油圧緩衝器に関するものである。

Claims

油室が形成され、前記油室の底面にピンロッドが立設され、作動油が注入されたシリンダと、
前記油室に挿入されて昇降するピストンと、前記ピストンの下端に形成されて前記ピストンの外径より大きい外径を有しており、前記シリンダ内面に摺動自在に嵌合されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドに設けられ、前記ピンロッドが挿通される開口と、
前記ピストンの内部に設けられ、作動時に前記開口から前記作動油が流入する中空部と、
前記ピストンの側面に設けられ、前記中空部の内側と外側とを貫通する第一の貫通孔と、
前記油室の上方側であって、前記ピストンヘッドの上面側と前記シリンダ内面とに囲まれた領域に形成される中空の空気溜まり部と、
前記ピストンの側面であって、前記ピストンヘッドの上面側の近傍に設けられ、前記中空部の内側と外側とを貫通する第二の貫通孔と、
前記シリンダに設けられ、前記空気溜まり部から前記シリンダを貫通する第三の貫通孔と、
を備え、前記ピストンが下降して作動したとき、前記第一の貫通孔は前記空気溜まり部の内部に露出して配置されることを特徴とするエレベータ用油圧緩衝器。
前記ピストンの側面であって、かつ前記第一の貫通孔と前記第二の貫通孔との間に設けられ、前記中空部の内側と外側とを貫通する第四の貫通孔を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエレベータ用油圧緩衝器。
前記第三の貫通孔に設けられ、空気は通過させると共に油の通過は抑制されるフィルターを備えたことを特徴とする請求項1〜２のいずれかに記載のエレベータ用油圧緩衝器。