(57)【要約】  油圧駆動式のエレベータまたはリフトは、ロードキャリアまたはリフトカーによってかけられる荷重を少なくとも部分的に均衡させるカウンタバランス手段を装備する。実質的に一定である容積の加圧流体を含む上記カウンタバランス手段の動作は、油圧駆動システムの作動流体に対する干渉を何ら含まない。
2007515606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトであって、
ロードキャリアと、
上記ロードキャリアを実質上垂直方向へ変位させるように動作可能な油圧ラムと、
上記ロードキャリアにより上記油圧ラム上へかけられる荷重を低減させるように動作可能なカウンターバランスと、を含み、
上記リフトは、上記カウンターバランスが、加圧流体を収容する実質上一定の容積であるチャンバを含むことを特徴とするリフト。
【請求項２】
上記カウンターバランスは本明細書に定義されているストローク・ベースのデバイスである請求項１記載のリフト。
【請求項３】
上記カウンターバランスは上記油圧ラムと一体式に製造される請求項１又は2記載のリフト。
【請求項４】
上記カウンターバランスは、部分的に、上記油圧ラムを中心として供給される環状のチャンバによって画定される請求項３記載のリフト。
【請求項５】
上記カウンターバランスは上面と下面とを有する環状のスライダをさらに含み、上記スライダは上記油圧ラムの動作と共に上記環状のチャンバ内を変位可能であり、上記スライダは内部に上記上面を上記下面へ連結する軸方向のポートを有し、上記下面の面積は上記上面の面積より大きい請求項４記載のリフト。
【請求項６】
上記加圧流体は加圧ガスを含む先行する任意の請求項記載のリフト。
【請求項７】
上記加圧ガスは窒素を含む請求項６記載のリフト。
【請求項８】
上記カウンターバランスは、上記ロードキャリアの重量に満たないカウンターバランス効果をもたらすように構成されかつ配置される先行する任意の請求項記載のリフト。
【請求項９】
上記カウンターバランスは、上記ロードキャリアの重量の７０乃至９０％のカウンターバランス効果をもたらすように構成される請求項８記載のリフト。
【請求項１０】
油圧リフトのための駆動ユニットであって、
上記駆動ユニットは、シリンダと上記シリンダに対して伸長可能かつ引込可能なピストンとを有する油圧ラムを含み、上記ユニットは、上記油圧ラムと一体式であるカウンターバランスをさらに含むことによって特徴づけられ、上記カウンターバランスは、加圧流体を収容する実質上一定の容積のチャンバを含む駆動ユニット。
【請求項１１】
上記実質上一定の容積のチャンバは環状形式であり、上記シリンダの軸を中心として配置される請求項１０記載の駆動ユニット。
【請求項１２】
上記チャンバは部分的に、上記ピストン及び上記シリンダによって画定される請求項１１記載の駆動ユニット。
【請求項１３】
上記加圧流体は加圧ガスを含む請求項１０乃至１２における任意の請求項記載の駆動ユニット。
【請求項１４】
ロードキャリアと上記ロードキャリアを実質上垂直方向へ変位させるように動作可能な油圧ラムとを含む油圧リフトの動力要件を低減する方法であって、
上記方法は、上記ロードキャリアにより上記油圧ラム上へかけられる荷重を低減させるようにカウンターバランスを位置付けることを含み、上記カウンターバランスは加圧流体を収容する実質上一定の容積のチャンバを含む方法。
【請求項１５】
上記カウンターバランスを上記油圧ラムと一体式に供給することをさらに含む請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動システムに関する。本明細書に記述するシステムは、特に油圧駆動式のエレベータ、リフトまたはリフティング・プラットフォーム用途用に開発されたものであるが、本明細書に記述する駆動システムが様々な代替分野に用途を有することは認識されるであろう。
【０００２】
以下の明細書において、「エレベータ」、「リフト」及びリフティング・プラットフォームという用語は互換的に使用され、同じ意味をもつことが意図されている。
【背景技術】
【０００３】
典型的な油圧駆動式エレベータまたはリフトでは、動作する機器またはリフトカーの重量と、これにより支えられる荷重とを合わせたものが油圧ポンプ・ユニットにより変位される流体効果によって持ち揚げられる。油圧ポンプの作動はかなりの熱を発生させるが、リフトの縦穴またはリフトの機械室の限られた空間内でこれを散逸させることは困難である場合がある。何れにしても、発生する熱は、エネルギーの損失及び最適に満たない効率を表す。
【０００４】
これまでに、動力要件、延ては熱の発生を低減させる様々な試みが行われてきた。
【０００５】
過去に採用された一方法は、機械的なカウンターウェイトを使用するものである。機械的カウンターウェイトの欠点は、その固有の垂直ガイドレール・セットを必要とすることにある。これにより、材料コスト及び設置時間の双方が追加される。
【０００６】
より最近では、油圧リフト設備に、リフトカーの下降移動に伴って油圧流体がそれへと変位される１つまたは複数の別個の油圧アキュムレータが装備される。典型的には、上記アキュムレータの内部に、流入する流体を圧縮ガスチャンバから分離する膜が存在する。流入する流体は、ガスをさらに圧縮する。リフトカーが上昇するように呼ばれると、アキュムレータ内部の流体が解放され、アキュムレータ内部のガスは流体の押出しを促進し、こうしてリフトカーが上方へ変位される。リフト・アキュムレータの例は、国際（ＰＣＴ）出願ＷＯ第９９/３３７４０号及びＷＯ第０１/１４２３８号に記述されている。
【０００７】
加圧ガスチャンバの代わりにばねを使用する、アキュムレータを装備する上述のデバイスの変形例は、ドイツ特許公開公報第３２ ０６ ８９９号に記述されている。
【０００８】
アキュムレータは、リフトカー及び荷重を上昇させる動力要件の低減を手助けするが、作動流体自体はアキュムレータ内へと方向づけられ、よって依然としてリフトカー及び荷重の総重量が掛かる。さらに、アキュムレータ及び関連の配管作業に追加コストがかかり、制御弁のうちの１つまたは複数が故障した場合にアキュムレータがリフトカーの不意な上昇を引き起こした例も報告されている。
【０００９】
日本国（ＪＰ）特許出願公報２００２−３７２００８号には、アキュムレータを装備するリフトのさらなる形態が記述されている。同公報は、アキュムレータがラムと一体式である油圧ラムによって駆動されるリフトを記述している。ラム・シリンダ内の中央には分離式のアキュムレータチャンバが供給され、このチャンバは中空のピストンチューブに密閉式に繋がる。中空のピストンチューブ及びアキュムレータは、加圧ガスで充填される。リフトを駆動する圧縮された油圧流体は、ピストンガスチャンバを中心とする環内に供給される。ラム中心部内の加圧ガスは、リフトに加わる荷重の効果をオフセットする働きをすることは認識されるであろう。
【００１０】
ＪＰ２００２−３７２００８に記述されているデバイスは、固有の欠点を有する。主要な欠点は、リフトのラムが伸びるにつれて加圧ガスチャンバの容積が著しく変わり、結果的にガスの圧力が下がることである。従って、リフトがその行程の頂上にあるときのカウンターウェイト効果はリフトがその行程の底にあるときよりはるかに小さい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、先に概説した問題点に少なくともある程度は対処する、または少なくとも新規かつ有益な選択肢を提供する、油圧リフトの動力要件を低減するための方法及び手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、第１の態様において、本発明は、
ロードキャリアと、
上記ロードキャリアを実質上垂直方向へ変位させるように動作可能な油圧ラムと、
上記ロードキャリアにより上記油圧ラム上へかけられる荷重を低減させるように動作可能なカウンターバランスと、を含むリフトを提供し、
上記リフトは、上記カウンターバランスが、加圧流体を収容する実質上一定の容積であるチャンバを含むことによって特徴づけられる。
【００１３】
好適には、上記カウンターバランスは本明細書に定義されているようなストローク・ベースのデバイスである。
【００１４】
好適には、上記カウンターバランスは上記油圧ラムと一体式に製造される。
【００１５】
好適には、上記カウンターバランスは、部分的に、上記油圧ラムを中心にして供給される環状のチャンバによって画定される。
【００１６】
好適には、上記カウンターバランスは上面と下面とを有する環状のスライダをさらに含み、上記スライダは上記油圧ラムの動作と共に上記環状のチャンバ内を変位可能であり、上記スライダは内部に上記上面を上記下面へ連結する軸方向のポートを有し、上記下面の面積は上記上面の面積より大きい。
【００１７】
好適には、上記加圧流体は加圧ガスを含む。
【００１８】
好適には、上記加圧ガスは窒素を含む。
【００１９】
好適には、上記カウンターバランスは、上記ロードキャリアの重量に満たないカウンターバランス効果をもたらすように構成され、かつ配置される。
【００２０】
好適には、上記カウンターバランスは、上記ロードキャリアの重量の７０乃至９０％のカウンターバランス効果をもたらすように構成される。
【００２１】
第２の態様において、本発明は油圧リフトのための駆動ユニットを提供し、上記駆動ユニットは、シリンダと上記シリンダに対して伸長可能かつ引込可能なピストンとを有する油圧ラムを含み、上記ユニットは、上記油圧ラムと一体式であるカウンターバランスをさらに含むことによって特徴づけられ、上記カウンターバランスは、加圧流体を収容する実質上一定の容積のチャンバを含む。
【００２２】
好適には、上記実質上一定の容積のチャンバは環状形式であり、上記シリンダの軸を中心として配置される。
【００２３】
好適には、上記チャンバは部分的に、上記ピストン及び上記シリンダによって画定される。
【００２４】
好適には、上記加圧流体は加圧ガスを含む。
【００２５】
第３の態様において、本発明は、ロードキャリアと上記ロードキャリアを実質上垂直方向へ変位させるように動作可能な油圧ラムとを含む油圧リフトの動力要件を低減する方法を提供し、
上記方法は、上記ロードキャリアにより上記油圧ラム上へかけられる荷重を低減させるようにカウンターバランスを位置付けることを含み、上記カウンターバランスは、加圧流体を収容する実質上一定の容積のチャンバを含む。
【００２６】
好適には、上記方法は、上記カウンターバランスを上記油圧ラムと一体式に供給することをさらに含む。
【００２７】
本発明を実行し得る方法の多くの変形例は、当業者には自ずと明らかになるであろう。以下の説明は、本発明を実行する一手段の単なる例示を意図したものであり、変形例または等価物の説明のなさを限定と見なすべきではない。可能な限り、特定エレメントの説明は、現時点で存在する、または将来的に存在するその任意及び全ての等価物を包含するものと見なされるべきである。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、添付の図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【００２９】
まず図１を参照すると、典型的な油圧リフト設備は、リフト・ガイド１２上に支持されるリフトカーまたはプラットフォーム１０の形式のロードキャリアを備え、上記ガイド１２はリフト・シャフト１４へ固定されかつ同シャフト内を垂直に上方へ伸長する。可動ピストン１７を有する油圧ラム１６はリフト・シャフトのベース１８に取り付けられ、ピストン１７は、リフト・シャフト１４内でリフトカーを上下に変位させるように、リフトカー１０の下側へ係合する。
【００３０】
ピストン１７をラム１６のシリンダから伸長させるために、リザーバ２０から流体を引き出すモータ／ポンプ・ユニット１９により油圧流体がポンピングされる。リフトカーを下方へ移動させる必要があるときは、放出弁２１が開放され、油圧流体を直接リザーバ２０へ戻させる。或いは、モータ／ポンプ・ユニットが逆転され、流体はシリンダから排出されてリザーバ２０へ戻される。
【００３１】
図１に示す特定の実施形態では、ピストン１７はリフトカー１０へ直にもたれているが、技術上周知であるように、ピストンはロープ装置を変位させる場合もあり、その結果、リフトカー１０の変位はピストン１７の変位に比べて増大する。このようなローピングは本来本発明の一部を形成するものではないが、システム圧力を増加し、かつこれによってより少ない流体容積の使用を可能にするように促進すべく使用されることが可能である。
【００３２】
実際には、先に述べたことは全て、その変形例がそうであるように完全に従来的である。例えば、モータポンプ・ユニット１９をリザーバ２０に含まれる流体内に浸すことは一般的である。
【００３３】
従来、油圧システム上の荷重を減らし、これにより全体的な動力要件を低減するために様々な手段が実行されてきた。最も従来的な手段は、ピストン１７によりリフトカーへ印加される変位力とは逆方向の変位力をリフトカーへ印加するように取り付けられる、単純な機械的カウンターウェイトを備える。先に述べたように、機械的なカウンターウェイトはその固有のガイドレール及びロープ装置を必要とし、よって実装が比較的高価である。またこれは、リフト・シャフト内のかなりの空間を占有する可能性がある。こうして、より効率的な全体的駆動システムを探求する中で、注目は油圧駆動システム自体へと反れてきている。
【００３４】
図２を参照すると、油圧式リフト設備におけるエネルギーを利用する周知のシステムは、油圧アキュムレータの使用を含む。上述のようにして、ピストン１７は、油圧モータ／ポンプ１９の作動によって変位され、リフトカー（図示されていない）を上昇させる。リフトカーを下降させる場合、ラム１６内の流体は、上述のようにもとのリザーバ２０へとポンピングされるか、排出される代わりに、アキュムレータ２３の下方のチャンバ２４内へポンピングされる。またアキュムレータ２３は上方のガス充填チャンバ２５も含み、チャンバ２４及び２５は可動式または可撓性の膜２６により分離される。
【００３５】
リフトカーが次に上昇するように要求されると、アキュムレータのチャンバ２４内の流体に対して要求がなされ、この時点でチャンバ２５内の圧縮ガスが拡大し、チャンバ２４から流体を駆動する。この作用がポンプモータ／ポンプユニット１９を積極的に支援することは、認識されるであろう。
【００３６】
次に図３を参照すると、本発明によるリフト駆動システムの駆動エレメントの原理は完全に従来的であって、図に示すように油圧ラム１６を含み、油圧ラム１６は、そこから伸長しかつそこへ引込まれることが可能なピストン１７を有する。リザーバ２０からの油圧流体は、従来的な方法でモータ／ポンプ１９によりシリンダ１６へとポンピングされ、リフトカー１０を持ち揚げる。リフトカーが降下する場合は、モータ／ポンプが逆転され、または適切なバルブ（図示されていない）が開放されてシリンダ１６内の流体がリザーバ２０へ戻される。
【００３７】
本発明の新規性は、リフトカー１０によって加えられる下向きの荷重を少なくとも部分的に相殺する１つまたは複数のデバイス３０を供給することにある。デバイス３０は油圧駆動コンポーネントに物理的に近接して存在してもよいが、その場合、デバイス３０はリザーバ２０から何ら流体を受け入れないという点において工藤システムは全く独立して動作する。デバイス３０は、好適にはストローク・ベースのカウンターバランス・デバイスである。言い替えれば、実質上の線形軸に沿って作動し、少なくとも一方の動作方向へ支持機能を発生させるデバイスである。ストローク・ベースのカウンターバランス・デバイスの典型例には、ガス・ストラットが含まれる。
【００３８】
図から分るように、カウンターバランス・デバイス３０は、好適にはその作動軸が油圧駆動装置の作動軸に実質上平行であるように位置付けられる。事実、デバイス３０はカウンターウェイトの形状を含み、而して、リフトカー１０により油圧駆動システム上へかかる荷重を低減させる。
【００３９】
次に図４及び５を参照すると、カウンターバランス・デバイスは油圧駆動システムを一体式に装備してもよい。このような装置では、駆動力と同じ軸に沿ってカウンターバランス力を印加することが最も都合がよい。
【００４０】
図示されている形態においては、駆動ユニット３１は、ベース部材３４へ固定される外側の円筒体３２を含む。ベース３４の内面には静止駆動シリンダ３６が固定され、駆動シリンダ３６は外側の本体３２内の中心に位置決めされる。駆動シリンダ３６上には、同シリンダとスライド式に接触してピストン・シリンダ３８が位置決めされ、ピストン・シリンダ３８の上端はピストン４０でキャップされる。駆動ユニットをリフトカー１０へ付着させる取付けフランジ４２は、ピストン４０に付着されるか、ピストン４０と一体式に製造される。従来型油圧ラムのピストンロッドとは異なり、ピストン・シリンダ３８は中空であり、その内部はシリンダ３６に繋がりかつオイルで充填されることは留意されるであろう。これは、ユニット３１が受ける座屈荷重を低減するという優位点を有するものと思われる。
【００４１】
駆動シリンダ３６の内部にある流体は本質的に「死んでいる」流体であり、よって上記駆動シリンダの容積（及び延ては作動流体の容積）は、充填棒またはこれに類似するもの（図示されていない）を駆動シリンダ３６内へ挿入することにより低減され得ることは認識されるであろう。
【００４２】
ピストン・シリンダ３８の外側の下端はさらなるピストンまたは環状スライダ４４を搭載し、同スライダは、駆動シリンダ３６の外面上を、同外面を密封しながら滑動する。上記ピストン・シリンダは上側のシール４６によってさらに支持され、シール４６は外側円筒体３２に固定されるが、ピストン・シリンダ３８の外面に対するスライド式シールを形成する。
【００４３】
リフトカー１０を上方向へ駆動するために、油圧流体は加圧下でポート４８を介してベース部材３４内へ供給される。ポート４８は駆動シリンダ３６の内部へ繋がり、次にはピストン・シリンダ３８の内部へ繋がる。従って、流入する流体はピストン４０に作用し、ピストン・シリンダ３８を上向きに駆動シリンダ３６上へと嵌り込ませる。リフトカーが下方向へ移動するときは、ポート４８は低圧リザーバに連絡して配置され、シリンダ３６及び３８の内部にある流体はポンピングされるか、そこから流れ出ることができるようにされる。
【００４４】
外体３２の内面と、駆動及びピストン・シリンダ３６及び３８の各外面との間には、環状のチャンバ５０が画定されることは認識されるであろう。このチャンバは、上述のカウンターバランス力を供給するために使用される。上記チャンバ内には、例えばベース３４とスライダ４４との間に作用するコイルばねなど何らかの形式の機械的考案物を取り付けることができるが、チャンバ５０は好適には、油圧駆動装置を中心にして流体ストラットが形成されるように、圧縮されたガスまたは液体を装填される。
【００４５】
図から分るように、スライダ４４はシリンダ３８とシリンダ３６との間にスライド式シールを供給するだけでなく、環状のチャンバ５０を横断して伸長し、円筒体３２の内面に対してスライド式接触を供給する。シール４４内には、チャンバ５０におけるスライダ４４の上及び下の部分が互いに通じ合うことができるように、よって上記チャンバの２つの部分における流体圧力が均衡できるようにする軸方向のポート５２が供給される。
【００４６】
チャンバ５０は、ベース３４内のポート５３を介して圧縮ガスを装填される。チャンバ５０に必要量のガスが装填されると、ポート５３を密封してもよい。但し、より大容量の利用可能ガスを供給しかつラムの伸長時とラムの引込時との圧力差を減らすためには、ポート５３に連絡して配置される外部のガスチャンバ５４を供給することが好適である。
【００４７】
コンポーネントのこの構成は、チャンバ５０内の圧縮ガスが環状のスライダ４４上へ上向きの成分の力を供給し、よってリフトカー１０及びリフトカー１０が搭載する任意の荷重によってかけられる下向きの成分の力と少なくともある程度均衡することを保証する。より特定的には、図示しかつ説明している実施形態では、環状のスライダ４４の下面は圧縮流体に対して上面よりも大きい表面積を提示する。
【００４８】
窒素は実質的に不活性であることから、チャンバ５０は、好適には窒素ガスを装填される。但し、本発明の範囲を逸脱することなく、他のガス及び流体が使用可能であることは認識されるであろう。
【００４９】
軸方向のポート５２を装備することにより、チャンバ５０及び５４の合計容積は、スライダ４４の上下の環状の幅の差によって幾分かの微小変化があるにしても、実質的に一定であることは留意されるべきである。その結果、両チャンバ内の流体圧力はリフトカーの行程を通じて実質的に一定のままであり、よってカウンターバランス効果もリフトカーの行程を通じて実質的に一定のままである。
【００５０】
また、チャンバ５０及び５４内の流体は駆動シリンダ３６及びピストン３８内のそれとは完全に独立していることも認識されるであろう。
【００５１】
駆動システムを上述のように構成するために、リフトカー１０の空荷重が計算され、カウンターバランスの数、その形状寸法及びその内部のガス圧が、リフトカー１０が常に下向きに少量の正味の力をかけることを確実にするように決定される。実際には、カウンターバランスは好適にはリフトカーの空重量の９０％以下であり、より好適にはリフトカー重量の７０乃至９０％の範囲である。これは、リフトカーが手動による下げによって降下できることを保証し、リフトカーがカウンターバランスのみの効果により上昇する機会を防止する。
【００５２】
単なる例示として、リフト及びリフト駆動システムは次のような公称構成を有することが可能である。
リフトカー重量                                  ８００ｋｇ
定格荷重                                        ６３０ｋｇ
必要なカウンターバランス（リフトカーの９０％）  ７２０ｋｇ
シリンダ３２の内径                              １１４ｍｍ
シリンダ３８の外径                                ６８ｍｍ
油圧作動圧力                                  １１５バール
チャンバ５０内のガス圧                              １０３バール
油圧タンク容量                                ４０リットル
上述の仕様は、引用した重量のリフトが７．５ＫＷ定格のモータを使用して公称速度０．６３ｍ／秒で作動されることを有効化する。
【００５３】
上述のようなリフト駆動システムは、次のような優位点を有するものと思われる。
１）リフトの運転質量の大部分が相殺されることから、有効なリフト作動が比較的小さい油圧パッケージを使用して達成され得る。
２）システムが作動するために要する油圧オイルの容積は、比較的少ない。
３）駆動流体とは独立でありかつ実質的に容積が一定である流体ベースのカウンターバランス・システムを装備することは、リフトの行程を通じて実質的に一定のカウンターバランス力を保証する。
４）油圧駆動装置上にかかる荷重が低いため、熱及び騒音の発生が少ない。
５）シリンダ内部に繋がる中空のピストンロッドが、所定の荷重の座屈を低減させる。
【００５４】
当業者には、上述のシステムの多くの変形が自ずと明白になるであろう。例えば、先に述べたように、本発明は、リフトまたはエレベータ以外の昇降またはサポート・システムに適用してもよく、他のリフト・システムに組み込んでもよい。
【００５５】
従って、少なくとも本明細書に記述している作動実施形態の場合、本発明は、専門家による取付け要件を必要とせず、リフト駆動システムとは独立している、油圧リフトの動力要件を低減する新規かつ効果的な手段を提供することは認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の様々な態様を適用することができる油圧リフトを示す立面線図である。
【図２】油圧リフトの動力要件を低減させるための先行技術によるアキュムレータ・システムを示す線図である。
【図３】本発明の広範な原理を具現する、動力要件が低減されたリフトを示す線図である。
【図４】完全な引込状態にある本発明による動作手段を示す断面図である。
【図５】図４に類似する図であるが、部分的に伸長された状態にある動作手段を示す。
【図１】
2007515606.tif 000003
【図２】
2007515606.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007515606.tif 000007
【国際調査報告】
2007515606.tif 000008
2007515606.tif 000009