JPWO2008065706A1 - エレベータの緩衝器 - Google Patents

Abstract

同等のストロークを確保しつつ、緩衝器全体の高さ寸法を短縮することができ、緩衝器全高の短縮によりコストが低減でき、組立性や据付性を向上できるエレベータの緩衝器を提供する。ベースシリンダと複数段のプランジャとからなり、各プランジャには、圧縮された各プランジャを圧縮前の伸長状態に復帰させる復帰用コイルばねを設けたものにおいて、ベースシリンダに進入するプランジャを復帰させる復帰用コイルばねは、大径で、そのプランジャの外側でかつ当該プランジャの上部とベースシリンダの上部との間に配設されており、下段のプランジャに侵入する上段のプランジャを復帰させる別の復帰用コイルばねは、小径で、下段のプランジャの内側でかつ上段のプランジャの下部と下段のプランジャの底部との間に配設されており、各プランジャの伸長状態では、大径の復帰用コイルばねの内側に小径の別の復帰用コイルばねが配置される。

Description

この発明は、昇降路ピット底部に配置され、何らかの異常原因によりエレベータのかご又は釣合いおもりが最下階を行き過ぎて、昇降路ピット部へ下降した時、衝撃を少なくし、安全に停止させるエレベータの緩衝器に関するものである。

エレベータの緩衝器は、何らかの異常原因によりエレベータのかご又は釣合いおもりが最下階を行き過ぎて、昇降路ピット部へ下降した時、衝撃を少なくし、安全に停止させる安全装置である。
従来、この種の緩衝器として、オリフィス−制御棒方式の油圧緩衝器がある。この油圧緩衝器のストロークは、エレベータの定格速度により規定されており（ストローク＝（定格速度×１．１５）^２／２／９.８０６６５）、プランジャの軸方向長さはそのストローク以上の長さが必要であり、また、シリンダもそのプランジャの進入を受け入れる必要があるため、プランジャの長さにほぼ相応する軸方向長さが必要であり、軸方向に長い構成となっていた。このように、装置の全長が長くなると、その分、昇降路の床部を深くしなければならず、昇降路の構築コストが嵩むという問題があった。また、装置の全高が長いため、組立てや現場への搬入性が悪かった。

そこで、超高速のエレベータの油圧緩衝器には、図４に示すようなプランジャを多段に構成することにより、ストロークを確保しつつ全高を低くできる多段の油圧緩衝器の適用が有効である。多段油圧緩衝器は、作動油が充填されたベースシリンダと、このベースシリンダに進入し、順次小径に形成されて軸方向に伸縮可能に構成された複数段のプランジャとからなり、各段のプランジャがベースシリンダまたは下段のプランジャに進入する際、作動油の移動に伴う圧力差により緩衝機能を生じるように構成された油圧緩衝器において、少なくとも２段以上のプランジャがベースシリンダまたは下段のプランジャに同時に進入すると共に、少なくとも２段以上のプランジャの進入に対して、それぞれ、進入深さに伴ない流体抵抗が変化するように構成されており、多段緩衝器の圧縮後のプランジャの復帰方式として、各段にそれぞれ復帰用コイルばねを配置している（例えば、特許文献１参照）。

日本特開２００４−３２４８７９号公報

しかし、多段油圧緩衝器が適用される超高速領域では、プランジャを多段に構成したとはいえ、各段のプランジャの長さ及びストロークが数メートルと大きいため、プランジャの復帰用コイルばねの密着高さは大きくなる。また、緩衝器動作後（圧縮後）の復帰用コイルばねの高さは、当然密着高さ以上にする必要があり、その分、プランジャの長さも大きくなっていた。これにより、緩衝器全体の高さ寸法が大きくなってしまい、多段式にするメリットが最大限に生かせていないというのが現状であった。

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、同等のストロークを確保しつつ、緩衝器全体の高さ寸法を短縮することができ、緩衝器全高の短縮によりコストが低減でき、組立性や据付性を向上できるエレベータの緩衝器を提供するものである。

この発明に係るエレベータの緩衝器においては、作動油が充填されたベースシリンダと、このベースシリンダに進入し、順次小径に形成されて軸方向に伸縮可能に構成された複数段のプランジャとからなり、各段のプランジャがベースシリンダ又は下段のプランジャに進入する際、作動油の移動に伴う圧力差により緩衝機能を生じるように構成されて昇降路ピット底部に配置され、圧縮動作時に少なくとも２段以上のプランジャがベースシリンダ又は下段のプランジャに同時に進入すると共に、少なくとも２段以上のプランジャの進入に対して、それぞれ進入深さに伴ない流体抵抗が変化するように構成され、かつ各プランジャには、圧縮された各プランジャを圧縮前の伸長状態に復帰させる復帰用コイルばねを設けたものにおいて、ベースシリンダに進入するプランジャを復帰させる復帰用コイルばねは大径で、そのプランジャの外側でかつ当該プランジャの上部とベースシリンダの上部との間に配設されており、下段のプランジャに侵入する上段のプランジャを復帰させる復帰用コイルばねは小径で、下段のプランジャの内側でかつ上段のプランジャの下部と下段のプランジャの底部との間に配設されており、各プランジャの伸長状態では、大径の復帰用コイルばねの内側に小径の復帰用コイルばねが配置されているものである。

この発明によれば、同等のストロークを確保しつつ、緩衝器全体の高さ寸法を短縮できる多段油圧緩衝器が得られる。また、緩衝器全高の短縮によりコストが低減でき、組立性や据付性を向上することができる。更に、従来のものに比べて昇降路の床部を浅くすることができるので、昇降路の構築コストを低減することができる。

図１はこの発明の実施例１におけるエレベータの緩衝器の伸長時の状態を示す断面構成図である。 図２はこの発明の実施例１におけるエレベータの緩衝器の圧縮時の状態を示す断面構成図である。 図３はこの発明の実施例１におけるエレベータの緩衝器の伸長時と圧縮時の寸法関係を示す比較図である。

符号の説明

１ ベースシリンダ
２ 第１プランジャ
３ 第２プランジャ
４ クッション材
５ 第１復帰用コイルばね
６ 第２復帰用コイルばね
８ 底板
１１ 第１制御シリンダ
１２ 第１オリフィス群
１３ ベースシリンダ壁
１４ａ 第１油室
１４ｂ 第２油室
１５ 油通路
１６ 空間部
１７ ピストン
１８ 空気孔
２０ 第１摺動部材
２１ 第２制御シリンダ
２２ 第２オリフィス群
２３ 第１プランジャの外周壁
２４ 油室
２５ 油通路
３０ 第２摺動部材

この発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従ってこれを説明する。

図１はこの発明の実施例１におけるエレベータの緩衝器の伸長時の状態を示す断面構成図、図２はこの発明の実施例１におけるエレベータの緩衝器の圧縮時の状態を示す断面構成図である。

図において、緩衝器は、作動油が充填されたベースシリンダ１と、このベースシリンダ１の内部に設けられた第１制御シリンダ１１に嵌合され、摺動して進入する第１プランジャ２と、第１プランジャ２の内部に設けられた第２制御シリンダ２１に嵌合され、摺動してに進入する第２プランジャ３とで構成されている。第１制御シリンダ１１には複数の第１オリフィス群１２がシリンダ軸方向に適宜設けられている。第２制御シリンダ２１には複数の第２オリフィス群２２がシリンダ軸方向に適宜設けられている。第２プランジャ３の頂部には、エレベータかご又は釣合いおもりなどの昇降体とプランジャとの、金属同士の接触を防ぐためにクッション材４が設けられている。第２制御シリンダ２１と第１プランジャ２の外周壁２３との間には油室２４が形成される。また、第１プランジャ２の底部には油室２４とベースシリンダ１とを連通させる油通路２５が設けられている。また、第２プランジャ３の外周部下部には第２摺動部材３０が設けられ、第２プランジャ３は第２制御シリンダ２１の内壁を油密を保持しながら摺動して第１プランジャ２内に進入する。第２プランジャ３により加圧された第１プランジャ２内の作動油は第２オリフィス群２２を通過することで減圧され、油室２４を経由して、油通路２５へ導かれる。また、第１プランジャ２の外周部下部には第１摺動部材２０が設けられ、第１プランジャ２は第１制御シリンダ１１の内壁を油密を保持しながら摺動してベースシリンダ１内に進入する。第１プランジャ２により加圧されたベースシリンダ１内の作動油は第１オリフィス群１２を通過することで減圧され、第１制御シリンダ１１の外側に形成された第１油室１４ａ及び第２油室１４ｂへ導かれる。第１油室１４ａは第１制御シリンダ１１の外周部に設けられ、第２油室１４ｂは第１油室１４ａの外側に設けられている。第１油室１４ａと第２油室１４ｂとの間にはベースシリンダ壁１３が設けられ、最外郭に設けられた第２油室１４ｂは、ベースシリンダ壁１３の下部に設けられた油通路１５により第１油室１４ａと連通している。第１油室１４ａ及び第２油室１４ｂの高さは、各プランジャ２、３を全圧縮した時の高さよりも低く構成されている。第２油室１４ｂ内には内壁に沿って摺動するピストン１７が設けられており、ピストン１７は第２油室１４ｂ内の作動油を密閉すると共に、油圧緩衝器内全体の作動油に所定の圧力を付与し、所定の油面を保持するのに十分な重量を有する。これにより第２油室１４ｂは第１油室１４ａと同じ高さであり、各プランジャ２、３を全圧縮した時の高さよりも低く構成されているが、第２油室１４ｂの内部には空間部１６が形成される。第１油室１４ａから油通路１５を経由して第２油室１４ｂへ導かれた作動油はピストン１７を空間部１６へと押し上げ、第２油室１４ｂ内に貯蔵される。第２油室１４ｂの頂部にはピストン１７の上下によってピストンにかかる下向きの圧力が変動しないように空気孔１８が開けてある。

また、第１プランジャ２、第２プランジャ３には、圧縮された各プランジャ２、３を圧縮前の伸長状態に復帰させるための第１復帰用コイルばね５、第２復帰用コイルばね６が別々に設けられている。また、各プランジャ２、３を構成する構造部材の重量は、上記第１復帰用コイルばね５、第２復帰用コイルばね６により支持される。

第１プランジャ２を圧縮前の伸長状態に復帰させるための第１復帰用コイルばね５は、大径であり、第１プランジャ２の外周壁２３の外側でかつ第１プランジャ２の上端鍔部とベースシリンダ１の上端部上面との間に配設されている。また、第２プランジャ３を圧縮前の伸長状態に復帰させるための第２復帰用コイルばね６は、第１復帰用コイルばね５より小径であり、第１プランジャ２の内側に設けられた第２制御シリンダ２１内でかつ第２プランジャ３の底板８の下面と第１プランジャ２の底部上面との間に配設されている。そして、第１プランジャ２、第２プランジャ３の伸長状態では、図１に示すように、大径の第１復帰用コイルばね５の内側に小径の第２復帰用コイルばね６が配置されている。

次に緩衝動作について説明する。
無負荷時の油圧緩衝器は図１に示すように、ピストン１７で仕切られた第２油室１４ｂの下側の空間、第１油室１４ａ、第１制御シリンダ１１、油室２４、及び第２制御シリンダ２１内が作動油で満たされている。何らかの異常によりエレベータかご（あるいは釣合いおもり）が油圧緩衝器に衝突すると、第２プランジャ３が第１プランジャ２の第２制御シリンダ２１内を降下する。この時、第１制御シリンダ２１と第２プランジャ３とに囲まれた空間は第２オリフィス群２２を除いて密閉されているため、第２制御シリンダ２１内部の作動油は加圧され、第２プランジャ３を上方に支え、減速力をエレベータかごに与えながら第１プランジャ２を下方へ押し下げる。第２プランジャ３が第２制御シリンダ２１に進入した体積分だけ、作動油は第２オリフィス群２２の開口部から油室２４内に噴出し、流体抵抗により減圧される。なお、第２プランジャ３の下降に従って第２制御シリンダ２１に設けた第２オリフィス群２２の総開口面積は減少し、流体抵抗は徐々に大きくなる。油室２４は油通路２５を通して第１制御シリンダ１１内の空間とつながっている。油通路２５の開口面積は第２オリフィス群２２の開口面積と比較して大きくとってあるので、油室２４と第１制御シリンダ１１内の圧力はほぼ等しくなる。第２制御シリンダ２１内部の圧力により第１プランジャ２は下方に押し下げられるが、このとき第１制御シリンダ１１内部には油通路２５からも作動油が流入しており、第１制御シリンダ１１内部の作動油は加圧され、第１プランジャ２を上方に支える方向に力を発生する。この状態で第２制御シリンダ２１内部の圧力は、油室２４、第１制御シリンダ１１内部の圧力よりも高いので、第２制御シリンダ２１内部への作動油の逆流はなく、第１プランジャ２が第１制御シリンダ１１内に進入した体積分と、油通路２５を通過し第１制御シリンダ１１内に流入した作動油の体積分とだけ、第１オリフィス群１２の開口部から第１油室１４ａへ作動油が噴出する。第１オリフィス群１２の開口部から噴出する作動油は流体抵抗により減圧され、ピストン１７の質量により油室１４ａの作動油に常時与えられている圧力まで減圧される。この場合も同様に、第１プランジャ２の下降に従って第１制御シリンダ１１に設けた第１オリフィス群１２の総開口面積が減少し、流体抵抗が大きくなる。第１油室１４ａは油通路１５を通して第２油室１４ｂとつながっており、第１油室１４ａは既に作動油で満たされているので、噴出した作動油は第２油室１４ｂのピストン１７を押し上げる。油通路１５の開口面積は第１オリフィス群１２の開口面積と比較して大きくとってあるので、第１油室１４ａと第２油室１４ｂ内の作動油の圧力はほぼ等しくなる。この圧力は、ピストン１７の摺動抵抗を無視すれば、ピストンの荷重による圧力と大気圧との和と同じレベルに常に保たれる。この圧力レベルは、緩衝動作時のように油圧緩衝器に大きな荷重がかかった状態では、第２制御シリンダ２１内や第１制御シリンダ１１内などの圧力と比較して小さいため、第１油室１４ａ、第２油室１４ｂ内の作動油はもはや減速性能に関与しない。以上の一連の動作は圧力変化に伴う変化であるので、実際には同時に成立する。

次に復帰動作について説明する。
油圧緩衝器が全圧縮された状態（図２）から、第２プランジャ３に載っている荷重を除去すると、第１プランジャ２、第２プランジャ３などの可動部分は復帰用コイルばね５、６の働きと、以下に述べる作動油の流れとにより徐々に伸長し、やがて元の状態に戻る。このとき、第２油室１４ｂに貯蔵されていた作動油は、ピストン１７の質量により押し込まれ、緩衝動作時とは逆の流れにより、油通路１５から第１油室１４ａ、第１制御シリンダ１１の第１オリフィス群１２、油通路２５、油室２４、第２制御シリンダ２１の第２オリフィス群２２を経由し、各空間を徐々に満たしてゆく。

次に、図３及び図４によりこの発明の油圧緩衝器と従来の油圧緩衝器の寸法関係を比較して説明する。
図３に示すこの発明の油圧緩衝器の構造によれば、伸長時（図３ａ）の全高は１００００ｍｍ、圧縮時（図３ｂ）の全高は４０００ｍｍ、伸長時から圧縮時までのストロークは６０００ｍｍ、第１復帰用コイルばね５の圧縮高さは１０００ｍｍ、第２復帰用のコイルばね６の圧縮高さは１０００ｍｍである。
一方、図４に示す従来の油圧緩衝器の構造によれば、伸長時（図４ａ）の全高は１０５００ｍｍ、圧縮時（図４ｂ）の全高は４５００ｍｍ、伸長時から圧縮時までのストロークは６０００ｍｍ、第１復帰用コイルばねの圧縮高さは１０００ｍｍ、第２復帰用のコイルばねの圧縮高さは１０００ｍｍである。
したがって、第１プランジャ２を圧縮前の伸長状態に復帰させるための第１復帰用コイルばね５を、第１プランジャ２の外周壁２３の外側でかつ第１プランジャ２の上端鍔部とベースシリンダ１の上端部上面との間に配設し、また、第２プランジャ３を圧縮前の伸長状態に復帰させるための第２復帰用コイルばね６を、第１プランジャ２の内側に設けられた第２制御シリンダ２１内でかつ第２プランジャ３の底板８の下面と第１プランジャ２の底部上面との間に配設することにより、伸長時から圧縮時までのストロークは６０００ｍｍで同等であり、かつ第１復帰用コイルばね５及び第２復帰用コイルばね６の圧縮長も１０００ｍｍで同等であるのもかかわらず、緩衝器の全高は、第１復帰用コイルばね５及び第２復帰用コイルばね６の圧縮高さ（１０００ｍｍ）の１／２である５００ｍｍ小さく短縮されていることが判る。すなわち、この発明によれば、ベースシリンダ１、第１プランジャ２、第２プランジャ３の長さは異なるが、従来と同等のストロークを確保しつつ、緩衝器の全高を第１復帰用コイルばね５及び第２復帰用コイルばね６の圧縮高さの１／２程度短くすることができる。

これにより、緩衝器全高の短縮によって、緩衝器のコストが削減でき、組立性や据付性も向上する。更に、従来に比べて昇降路の床部を浅くすることができるので、昇降路の構築コストを低減することができる。

以上のように、この発明に係るエレベータの緩衝器は、昇降路ピット底部に配置され、何らかの異常原因によりエレベータのかご又は釣合いおもりが最下階を行き過ぎて、昇降路ピット部へ下降した時、衝撃を少なくし、安全に停止させるための多段油圧緩衝器に適用することができる。

Claims (4)

1. 作動油が充填されたベースシリンダと、このベースシリンダに進入し、順次小径に形成されて軸方向に伸縮可能に構成された複数段のプランジャとからなり、各段のプランジャが上記ベースシリンダ又は下段のプランジャに進入する際、作動油の移動に伴う圧力差により緩衝機能を生じるように構成されて昇降路ピット底部に配置され、圧縮動作時に少なくとも２段以上のプランジャが上記ベースシリンダ又は下段のプランジャに進入すると共に、上記少なくとも２段以上のプランジャの進入に対して、それぞれ進入深さに伴ない流体抵抗が変化するように構成され、かつ上記各プランジャには、圧縮された各プランジャを圧縮前の伸長状態に復帰させる復帰用コイルばねを設けたエレベータの緩衝器において、
   上記ベースシリンダに進入するプランジャを復帰させる復帰用コイルばねは大径で、そのプランジャの外側でかつ当該プランジャの上部と上記ベースシリンダの上部との間に配設されており、
   上記下段のプランジャに侵入する上段のプランジャを復帰させる復帰用コイルばねは小径で、下段のプランジャの内側でかつ上段のプランジャの下部と下段のプランジャの底部との間に配設されており、
   各プランジャの伸長状態では、上記大径の復帰用コイルばねの内側に上記小径の復帰用コイルばねが配置されていることを特徴とするエレベータの緩衝器。
2. ベースシリンダは、複数のオリフィスを有し、上段のプランジャと嵌合する制御シリンダ、及び上記制御シリンダの外側に設けられ、高さが各段のプランジャを全圧縮した高さよりも低く構成された油室を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの緩衝器。
3. 最上段を除く各段のプランジャのうち、少なくとも１つのプランジャは、複数のオリフィスを有し、上段のプランジャと嵌合する制御シリンダ、上記制御シリンダの外側に設けられた油室、および上記油室とベースシリンダ又は下段のプランジャとを連通させる油通路を備えたことを特徴とする請求項２記載のエレベータの緩衝器。
4. 下段のプランジャに侵入する上段のプランジャを復帰させる復帰用コイルばねを、下段のプランジャの内側に設けられた上段のプランジャと嵌合する制御シリンダ内に配設したことを特徴とする請求項３記載のエレベータの緩衝器。

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