WO2018179207A1 - エレベータ用油圧緩衝器 - Google Patents
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- FIG. 2 is a cross-sectional view showing the time of operation of FIG. 1 according to Embodiment 1 of the present invention (first half of compression operation by a piston).
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing the time of operation of FIG. 1 according to Embodiment 1 of the present invention (the second half of the compression operation by the piston).
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Abstract
この発明は、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。 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するピストンヘッドと、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る第一の貫通孔と、油室の上方側に形成される中空の空気溜まり部と、ピストンの側面に設けられる第二の貫通孔と、シリンダに設けられる第三の貫通孔と、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ものである。
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。
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。
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1~3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.
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 (3)
- 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。
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