JPH09175747A - 油圧エレベータ用弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部材点数が少なく、構造が簡単でコンパクト
な油圧エレベータ弁装置を提供する。 【解決手段】 乗りかごを昇降駆動する油圧シリンダと
可逆油圧ポンプとの間の主流路中に接続される油圧エレ
ベータ用弁装置。主流路を開閉するメインチェック弁
と、ポンプポートの圧油圧力を予め定めた上限圧力以下
に保つ安全弁と、この安全弁にキャビテーション防止機
能を与えるピストンとが弁ボディに内蔵されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧エレベータの
油圧の流通状態を制御する油圧エレベータ用弁装置に係
り、特に乗りかごが緊急停止した時や、圧油圧力が異常
に上昇した時の安全機能を持つ油圧エレベータ用弁装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来の油圧エレベータ装置は、
乗りかごと、乗りかごを昇降駆動する油圧シリンダと、
油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプと、インバー
タ装置によって可変速度制御されて前記油圧ポンプを駆
動する電動機と、油圧シリンダと油圧ポンプとの間の主
流路中に圧油の流動状態を制御する開閉弁装置とを備え
ている。

【０００３】この開閉弁装置は、油圧シリンダ側管路と
油圧ポンプ側管路とを接続又は遮断して圧油の流れを生
じさせたり、圧油の流れを停止させたりして、乗りかご
の昇降停止を制御している。

【０００４】即ち、開閉弁装置が開状態となると、油圧
シリンダと油圧ポンプとが連通され、油圧ポンプ側から
油圧シリンダ側又は油圧シリンダ側から油圧ポンプ側へ
と圧油が流れるので、乗りかごは上昇又は下降すること
となる。また、乗りかごが上昇又は下降している時に、
開閉弁装置が閉状態となると油圧シリンダ側と油圧ポン
プ側との間の流路が遮断されるので、圧油の流れが止ま
り、乗りかごは停止することとなる。

【０００５】図３は、このような従来の油圧エレベータ
装置の一般的な油圧系の構成を示す概略説明図である。
図３の装置は、乗りかご３１を昇降駆動させる油圧シリ
ンダ３２と、図示しないインバータ電動機によって駆動
される油圧ポンプ３３と、この油圧ポンプ３３と油圧シ
リンダ３２との間に設けられた油圧パイロット操作開閉
弁３５と備えている。

【０００６】油圧パイロット操作開閉弁３５は、そのバ
ネ室３５ａに接続された開閉操作用電磁弁３７により、
開閉操作される。この開閉操作用電磁弁３７は、消勢状
態においてはバネ力により第１ポジション３７ａを取る
ことによってバネ室３５ａにパイロット圧油を導入して
該開閉弁３５を閉状態にするが、励磁されると第２ポジ
ション３７ｂに切り換わってバネ室３５ａをタンク３４
に連通させ、該開閉弁３５を開状態にする。

【０００７】また、圧油の流れ方向は、油圧ポンプ３３
の吐出方向によって決定される。即ち、乗りかご３１を
上昇させる時には、圧油の流れ方向は油圧ポンプ３３か
ら油圧シリンダ３２へ向う流れとなり、乗りかご３１を
下降させる時には、油圧シリンダ３２から油圧ポンプ３
３へ向う流れとなる。

【０００８】どちらにせよ、圧油の流れが生じる時は、
開閉操作用電磁弁３７が励磁され、バネ室３５ａがタン
ク３４に連通して、該開閉弁３５が開状態となった時で
ある。

【０００９】また、この開閉弁３５と油圧ポンプ３３と
の間には、油圧エレベータ用弁装置に付属する安全弁３
９とキャビテーション防止弁３６とが設けられている。

【００１０】安全弁３９は、回路異常などで油圧ポンプ
３３からの吐出圧力が予め調圧された上限圧力を超えた
ときに、油圧ポンプ３３側管路とタンク３４とを連結し
て、油圧ポンプ３３の吐出側ポートからの圧油をタンク
３４に導くと共に、油圧ポンプ３３の吐出圧力が前記上
限以下となると油圧ポンプ３３側管路とタンク３４とを
遮断して回路の上限圧力を規制している。

【００１１】また、乗りかご３１の下降時に非常停止が
かかって開閉操作用電磁弁３７が消磁され、第２ポジシ
ョン３７ｂから第１ポジション３７ａに切り換わると開
閉弁３５が閉状態となるが、このとき、油圧ポンプ３３
側管路の圧油圧力は、慣性力で駆動する油圧ポンプ３３
により予め設定した圧力よりも異常に低くなり、キャビ
テーションを生じる恐れがある。

【００１２】そのため、キャビテーション防止弁３６の
バネ室３６ａは、油圧ポンプ３３側管路に接続されてお
り、油圧ポンプ３３側管路の圧油圧力がタンク３４側よ
りも低くなると、キャビテーション防止弁３６が開かれ
て油圧ポンプ３３側管路とタンク３４とを連通させ、タ
ンク３４側から油圧ポンプ３３側管路に圧油を導いて、
油圧ポンプ３３側管路のキャビテーションを防止してい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の油圧エレベータ用弁装置は、開閉弁装置、安
全弁装置、キャビテーション防止弁装置がそれぞれ独立
した弁装置であるため、構造が複雑で大型化してしまう
という難点がある。

【００１４】更に、独立した複数の弁装置のそれぞれに
対して多数の配管部材を必要とするため、油圧エレベー
タの全体構造が複雑となり、また、保守面でも繁雑化が
避けられない。

【００１５】従って、本発明は、部品点数が少なく、構
造が簡単でコンパクトな油圧エレベータ用弁装置を提供
することをその主目的とする。また、簡単に油圧エレベ
ータ装置に組み込むことができ、配管の増加や保守の繁
雑化を回避することのできる油圧エレベータ用弁装置を
提供することも本発明の目的の一部である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の油圧エレベータ用弁装置は、乗りかごを昇降駆
動する油圧シリンダと、乗りかごの上昇時にはタンク内
の圧油を前記油圧シリンダに供給すると共に乗りかごの
下降時には前記油圧シリンダからの圧油をタンクへ排出
する可逆油圧ポンプとの間の主流路中に接続され、乗り
かごの昇降と停止を制御するために電磁弁操作で前記主
流路を開閉する油圧エレベータ用弁装置であって、前記
油圧ポンプに接続されるポンプポートと、前記油圧シリ
ンダに接続されるシリンダポートと、前記タンクに接続
されるタンクポートとを有する弁ボディを備え、この弁
ボディには、前記ポンプポートとシリンダポートとの間
で前記主流路を開閉する主制御弁と、前記ポンプポート
の圧力が予め調圧された上限圧力を超えたときに前記ポ
ンプポートを前記タンクポートに開いて前記ポンプポー
トの圧力を前記上限圧力以下に保つ安全弁と、一端面に
作用する前記ポンプポートの圧力と他端面に作用する前
記タンクポートの圧力との差によって変位して前記ポン
プポート側の圧力が前記タンクポート側の圧力より低く
なったときに前記安全弁を機械的に強制的に開いて前記
タンクポートから前記ポンプポートへの圧油の流入を許
容するキャビテーション防止用ピストンとが内蔵されて
いることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による油圧エレベ
ータ弁装置の構成例を示す概念的な断面説明図である。
図１の油圧エレベータ用弁装置は、乗りかご１を昇降駆
動する油圧シリンダ２と、図示しないインバータ電動機
によって正逆可変駆動される可逆油圧ポンプ３との間に
設けられている。

【００１８】この油圧エレベータ用弁装置の弁ボディ１
００は、油圧シリンダ２に繋がるシリンダポート１０２
ａと、油圧ポンプ３に繋がるポンプポート１０３ａと、
シリンダポート１０２ａとポンプポート１０３ａとを繋
ぐ流路中のメイン弁座孔１０５よりも前記ポンプポート
１０３ａ側で弁孔１０８を介して分岐しタンク４と連通
するタンクポート１０４ａとを有している。

【００１９】また、弁ボディ１００内には、シリンダポ
ート１０２ａとポンプポート１０３ａとを繋ぐ流路中の
メイン弁座孔１０５を開閉するために、メインポペット
弁５が設けられている。メインポペット弁５は、油圧シ
リンダ側管路と油圧ポンプ側管路とを連通又は遮断して
圧油の流れを生じさせたり、圧油の流れを停止させたり
して、乗りかごの昇降と停止を制御するものである。

【００２０】このメインポペット弁５のバネ室５ａに
は、開閉操作用電磁弁７が接続されており、この開閉操
作用電磁弁７は、消勢状態においてはバネ力により第一
ポジション７ａを取ることによってバネ室５ａにパイロ
ット圧油を導入してメインポペット弁５を閉状態にし、
励磁されると第２ポジション７ｂに切り換わってバネ室
５ａをタンク４へ連通させてメインポペット弁５を開状
態にする。

【００２１】また、ポンプポート１０３ａとタンクポー
ト１０４ａとの間の弁孔１０８には、パイロット弁９に
よって制御される弁体８が設けられている。この制御弁
体８は、基本的には、ポンプポート１０３ａの圧力がパ
イロット弁９に設定された上限圧力を超えたときに、バ
ネ８ｂを撓める方向に移動して弁孔１０８を開き、ポン
プポート１０３ａの過剰圧力をタンクポート１０４ａか
らタンクへ放出する安全弁機能を果たすものであるが、
更に付加的にはポンプポート１０３ａの圧油圧力がタン
クポート１０４ａの圧油圧力よりも低くなった時に、後
述するキャビテーション防止ピストン６と協動して弁孔
１０８を開き、ポンプポート１０３ａとを強制的に連通
させてタンクポート１０４ａからポンプポート１０３ａ
に圧油を引き込むキャビテーション防止機能を果たすも
のである。

【００２２】ここで、まずはじめに上記弁体８による安
全弁機構について図２を参照して説明する。図２は本実
施例の油圧エレベータ弁装置の要部の拡大断面図であ
る。ここでは説明のため、メインポペット弁５が開かれ
て圧油がポンプポート１０３ａからシリンダポート１０
２ａへ向って流ていれる状態を示している。

【００２３】図２において、弁体８のバネ室８ａは、油
路１０ａを介してポンプポートに通じており、ポンプポ
ート１０３ａの圧油圧力は、この油路１０ａを通って弁
体８のバネ室８ａに作用している。

【００２４】このバネ室８ａは、調圧されたパイロット
弁９のパイロット圧力室９ａとも連通しており、バネ室
８ａ内の圧油圧力は、パイロット弁９のパイロット圧力
室９ａからパイロットパイロットポペット９ｂ作用す
る。

【００２５】このパイロットポペット９ｂは、パイロッ
ト弁９のバネ室９ｃ側で調圧バネ９ｄにより支持されて
おり、このバネ９ｄは、予め上限圧力に対応して調圧さ
れているので、前記パイロット圧力室９ａ内の圧力が前
記上限圧力よりも低ければ、ポペット９ｂは閉じたまま
であるが、メインポペット弁５の急激な閉動作や回路異
状等の理由でポンプポート１０３ａの圧油圧力、即ち、
パイロット圧力室９ａの圧力が上限圧力以上になると、
ポペット９ｂがバネ９ｄに抗して開かれ、その結果、バ
ネ室８ａ内の圧油がパイロット圧力室９ａからバネ室９
ｃおよび油路１０ｂを通ってタンクポート１０４ａに流
出し、タンク４に排出されることになる。

【００２６】一方、弁体８には、ポンプポート１０３ａ
の圧力がバネ８ｂに対抗して作用しており、従ってパイ
ロットポペット９ｂが開かれると弁体８がバネ８ｂを撓
める方向に変位し、弁孔１０８を開いてポンプポート１
０３ａ側の過剰圧力をタンクポート１０４ａに放出す
る。ポンプポート１０３ａの圧力がパイロット弁９の調
圧値に回復すれば、パイロットポペット９ｂが閉じ、弁
体８は再び弁孔１０８を閉じることになる。このように
して、ポンプポート１０３ａ側の圧油圧力を常に前記上
限圧力以下となるように制御する安全弁機能が果たされ
ている。

【００２７】例えば、乗りかご１の上昇中に緊急停止が
かかり、開閉操作用電磁弁７が第２ポジション７ｂから
第１ポジション７ａに切り換わって、突然メインポペッ
ト弁５が閉じた場合もポンプは慣性力で回転するためポ
ンプポート１０３ａ側の圧油圧力が上限圧力を超えてし
まうことがあり、このような場合にも弁体８が同様の動
作を行ってポンプポート１０３ａ側の異常圧力上昇を防
いでいる。

【００２８】次に、弁体８ａとキャビテーション防止ピ
ストン６とによるキャビテーション防止機能を説明す
る。

【００２９】図１に示すように、弁体８の先端部には延
長ロッド８ｄが設けられ、このロッド８ｄの先端と当接
可能なように弁ボディ１００内にキャビテーション防止
ピストン６が配設されている。このピストン６は尾端面
に弁ボディ１００内の圧力室６ａの圧油圧力を受けてロ
ッド８ｄを介して弁体８を弁孔１０８から離座させるよ
うに押し上げることができる。図１の状態では、ピスト
ン６は圧力室６ａの容積を最小にする位置にある。

【００３０】圧力室６ａは、油路１０ｃによってタンク
ポート１０４ａに連通されており、この油路１０ｃによ
りタンクポート１０４ａの圧力が圧力室６ａに導入され
ている。この結果、ピストン６は一端面にポンプポート
１０３ａの圧力を、他端面にタンクポート１０４ａの圧
力を受け、それらの圧力差に応じて移動する。

【００３１】通常は、圧力室６ａに導入されるタンクポ
ート１０４ａの圧油圧力よりも、ポンプポート１０３ａ
の圧油圧力の方が高いため、キャビテーション防止ピス
トン６は圧力室６ａ側に後退したままである。

【００３２】ここで、乗りかご１の下降中に、例えば、
緊急停止がかかって開閉操作用電磁弁７が第２ポジショ
ン７ｂから第１ポジション７ａに切り換わり、突然メイ
ンポペット弁５が閉じたとき等のように、ポンプ３が下
降運転状態でメインポペット弁５が急に閉じられた場
合、ポンプ３は慣性によって回転し続けポンプポート１
０３ａの圧油圧力がタンクポート１０４ａ側よりも低く
なると、圧力室６ａの圧油圧力がポンプポート１０３ａ
側の圧油圧力よりも方が相対的に高くなるため、キャビ
テーション防止ピストン６が圧力室６ａの容積を増大さ
せる方向に移動し、これに伴ってロッド８ｄを介して弁
体８が強制的に押し上げられる。

【００３３】これにより、弁孔１０８が開かれてタンク
ポート１０４ａとポンプポート１０３ａとが連通される
ので、慣性で吸入動作するポンプ３にはタンクポート１
０４ａからポンプポート１０３ａに流入する圧油が補給
され、キャビテーションの発生が防止される。この時、
キャビテーション発生防止機能の応答性を高めたいとき
には、本構成例のように、絞り１０９をバイパスさせる
チェック弁１１０を設けてバネ室８ａ内の圧油を急速に
ポンプポート１０３ａに流出させるとよい。

【００３４】尚、ポンプポート１０３ａがタンクポート
１０４ａの圧油圧力以上に回復すれば、ピストン６及び
弁体８はバネ８ｂにより弁孔１０８を閉める方向に移動
し、タンクポート１０４ａとポンプポート１０３ａとが
遮断される。

【００３５】このように、弁体８は、ポンプポート１０
３ａの圧力がタンクポート１０４ａの圧力より低くなる
とピストン６によって強制的に押し上げられ、弁孔１０
８が開かれるように構成されているので、ポンプ３の下
降運転動作中におけるメインポペット弁５の閉鎖時にポ
ンプ３の慣性によるキャビテーションの発生を確実に防
止することができる。

【００３６】尚、図示の構成例では、キャビテーション
防止機能が働く時のポンプ吸込抵抗を極力下げるため
に、キャビテーション防止ピストン６の径Ｄ１を弁体８
の径Ｄ２よりも大きくしているが、キャビテーション防
止ピストン６の径Ｄ１と弁体８の径Ｄ２とを同じにして
も良い。この場合、弁体８のバネ室８ａ内に配置された
バネ８ｂは、そのバネ力が安全弁機能の閉動作時間に支
障をきたさない程度に弱く調整されていればよい。

【００３７】更に、図示の構成例に置ける弁ボディ１０
０には、ポンプポート１０３ａ側の圧油圧力とシリンダ
ポート１０２ａの圧油圧力との差の大きさを検出する圧
力検出器１２もまた設けられている。

【００３８】即ち、乗りかご１の始動に際して、シリン
ダポート１０２ａとポンプポート１０３ａとの圧力差が
大きい状態のままで、メインポペット弁５を開閉すると
圧油の急激な流れが生じ、この急激な流れが乗りかご１
の起動時のショックとなって乗りかご１に伝わってしま
う。

【００３９】圧力検出器１２は、開閉操作用電磁弁の作
動タイミングをこのようなショックが生じない時点に制
御するもので、シリンダポート１０２ａ側の圧油圧力と
ポンプポート１０３ａ側の圧油圧力との圧力差がほぼ零
になった時に、開閉操作用電磁弁７の励磁電源のオンオ
フを切り換える。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の油圧エレベー
タ弁装置は、主流路の開閉弁装置と共に、安全弁装置と
それにキャビテーション防止機能を果たさせるピストン
を一つの弁ボディにコンパクトに内蔵したものであるた
め、油圧エレベータ装置の制御機器として組み込むのが
簡単であり、油圧エレベータ用の制御装置を小型なもの
とすることができるだけでなく、安全弁として機能する
単一の弁体にピストンを対置してこれらを協動させるこ
とによりキャビテーション防止機能を持たせているた
め、本発明の油圧エレベータ弁装置だけで、操作用電磁
弁と共に主流路開閉弁と安全弁及びキャビテーション防
止弁のすべての機能を果たすことができ、配管の増加や
保守の繁雑化を回避することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による油圧エレベータ弁装置の構成例を
示す概念的な断面図である。

【図２】図１の構成例における要部の拡大断面図であ
る。

【図３】従来の油圧エレベータ装置の油圧系の構成を示
す概略説明図である。

【符号の説明】

１ 乗りかご ２ 油圧シリンダ ３ 油圧ポンプ ４ タンク ５ メインポペット弁 ６ キャビテーション防止
ピストン ６ａ 圧力室 ７ 開閉操作用電磁弁 ８ 弁体 ９ パイロット弁 １００ 油圧エレベータ用弁装
置の弁ボディ １０２ａ シリンダポート １０３ａ ポンプポート １０４ａ タンクポート １０５ メイン弁座孔 １０８ 弁孔 １０９ 絞り １１０ チェック弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗りかごを昇降駆動する油圧シリンダ
   と、乗りかごの上昇時にはタンク内の圧油を前記油圧シ
   リンダに供給すると共に乗りかごの下降時には前記油圧
   シリンダからの圧油をタンクへ排出する可逆油圧ポンプ
   との間の主流路中に接続され、乗りかごの昇降と停止を
   制御するために電磁弁操作で前記主流路を開閉する油圧
   エレベータ用弁装置であって、 前記油圧ポンプに接続されるポンプポートと、前記油圧
   シリンダに接続されるシリンダポートと、前記タンクに
   接続されるタンクポートとを有する弁ボディを備え、 該弁ボディには、前記ポンプポートとシリンダポートと
   の間で前記主流路を開閉する主制御弁と、前記ポンプポ
   ートの圧力が予め調圧された上限圧力を超えたときに前
   記ポンプポートを前記タンクポートに開いて前記ポンプ
   ポートの圧力を前記上限圧力以下に保つ安全弁と、一端
   面に作用する前記ポンプポートの圧力と他端面に作用す
   る前記タンクポートの圧力との差によって変位して前記
   ポンプポート側の圧力が前記タンクポート側の圧力より
   低くなったときに前記安全弁を機械的に強制的に開いて
   前記タンクポートから前記ポンプポートへの圧油の流入
   を許容するキャビテーション防止用ピストンとが内蔵さ
   れていることを特徴とする油圧エレベータ用弁装置。