(57)【要約】【課題】下位のピストンの背圧室に充填されている圧油を上位のピストンの正圧室に流入させて上位のピストンを伸長させる多段油圧ジャッキにおいて、圧油の流入時に音が発生するのを抑制するとともに、上位のピストンの動きをスムーズなものにする。【解決手段】下位のピストンに上位のピストンを上下動可能に内挿し、かつ、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室を連通して各々の背圧室に圧油を充填した多段油圧ジャッキにおいて、下位のピストンのロッド筒に上位のピストンの正圧室に連通する流出入孔を形成して各々の背圧室と正圧室とを連通するとともに、この流出入孔を、中央に径細部を有し、径細部からロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を有するものにしたことを特徴とする多段油圧ジャッキ。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下位のピストンに上位のピストンを上下動可能に内挿し、かつ、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室を連通して各々の背圧室に圧油を充填した多段油圧ジャッキにおいて、下位のピストンのロッド筒に上位のピストンの正圧室に連通する流出入孔を形成して各々の背圧室と正圧室とを連通するとともに、この流出入孔を、中央に径細部を有し、径細部からロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を有するものにしたことを特徴とする多段油圧ジャッキ。
【請求項２】
径細部の長さに対してロッド筒の厚みが２倍以上であり、径細部の直径に対してロッド筒の内外表面における漸太部の最大直径が３倍以上である請求項１の多段油圧ジャッキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用（ホーム）エレベータ等を昇降させるのに適した多段油圧ジャッキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
階段の昇降に難渋する高齢者や障害者がいる家庭では、ホームエレベータを設置しているところがある。このようなホームエレベータでは、ショックのない始動及び停止並びにスムーズな昇降が求められる。このホームエレベータの駆動構造には種々のものがあるが、その一つに、本出願人が先に特開平１０−１４１３２３号として提案したような、ピストンを多段に重ねた多段油圧ジャッキがある。この多段油圧ジャッキは、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室を連通して各々の背圧室に圧油を充填しておくものであり、最下位のピストンの正圧室に圧油を供給してこれを上昇させると、その背圧室の容積が減少するから、これを上位のピストンの正圧室に流入させて当該ピストンを上昇させる構造を各ピストンで構成したものである。
【０００３】
一方、この多段油圧ジャッキを下降させる場合は、最下位のピストンの正圧室の圧力を解放する。すると、各ピストンはその自重により、上位のピストンの正圧室の圧油を下位のピストンの背圧室に流入させて下降する。従って、最下位のピストンの正圧室を除いてそれぞれのピストンの背圧室に充填されている圧油は上位のピストンの正圧室との間を往復流動することになる。従って、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室の容積を等しく設定しておく限り、各ピストン間の圧油の給排は原則として必要なくなる。
【０００４】
これによると、最下位のピストンの正圧室に圧油を時間当たり一定の割合で供給してやると、各ピストンは同時に、しかも、最上位のピストンは等速で動くものになる。このとき、各段のピストンの伸長量を同じにしておくと、それぞれの終点は同じタイミングになるから、伸長途中でショックが生じることがない動きを確保できる。加えて、このピストンは多段に重ねることができるから、縮短長を短くして低いスペースに収容できる割りには大きな伸長量を得ることができる。この点で、この多段油圧ジャッキは、ホームエレベータの駆動原として好ましいものといえる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この場合における下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室との間を往復流通する圧油は、下位のピストンのロッド筒に形成された流出入孔を通って出入りするようにしている。従って、この多段油圧シリンダが伸縮するごとに流出入孔を圧油が通過するが、この流出入孔は小径の通路であるから、これを通過して広い部屋に出たところで拡散して渦が発生する。この渦は、大きな音を発生させるとともに、ピストン、即ち、エレベータボックスを脈動的に動かし、エレベータに乗った人に不快感や不安感を与える。特に、このエレベータは高齢者や障害者が搭乗するものであるから、これらの現象は避けなければならない。このため、本出願人は、先の出願において、流出入孔を通過する圧油を密度を高めて層流化すべく、通路の一部をオリフィス（径細部）で絞る案件を提案している（オリフィス効果）。
【０００６】
しかし、単に絞るだけでは、不十分で、特に、先の出願におけるように、流出入通路が径細部を通過した後に直筒部が形成されているような形状であると問題が起こる。即ち、直筒部から流出した圧油は、正圧室又は背圧室といった広い部屋に出たところで急激に拡散するから、やはり渦の発生が起こる。本発明は、このような課題を解決したものであり、径細部を通過した後も漸次拡散するようにして広い部屋に出たときの急激な拡散を抑制したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、下位のピストンに上位のピストンを上下動可能に内挿し、かつ、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室を連通して各々の背圧室に圧油を充填した多段油圧ジャッキにおいて、下位のピストンのロッド筒に上位のピストンの正圧室に連通する流出入孔を形成して各々の背圧室と正圧室とを連通するとともに、この流出入孔を、中央に径細部を有し、径細部からロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を有するものにしたことを特徴とする多段油圧ジャッキを提供したものである。
【０００８】
以上の手段をとることにより、即ち、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室とを連通する圧油の流出入孔（通路）を、中央に径細部を有し、径細部からロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を有するものにしたことにより、径細部によってここを通過する圧油のオリフィス効果が得られるとともに、径細部を通過した圧油は、ロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を通過することによって徐々に拡散され、広い部屋に出たときの拡散割合が減じられるから、渦の発生が抑制される。その結果、音の発生、脈動的な動きが抑えられ、この多段油圧ジャッキによって昇降させられるエレベータの乗り心地の悪化を防ぐ。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す多段油圧ジャッキの縮短状態の一部断面側面図、図２は伸長状態の一部断面側面図、図３は縮短状態の下部部分の一部断面図であるが、この多段油圧ジャッキ（以下、油圧ジャッキ）は、立てらせたシリンダ１に第１ピストン２を上下動可能に内挿し、第１ピストン２に第２ピストン３を同じく内挿し、更に、第２ピストン３に第３ピストン４を同じく内挿したものである。尚、ピストンの段数はこれに限られるものではなく、これより多いものも少ないものもある。
【００１０】
シリンダ１は、圧油ポート５が設けられた下部ブロック６にシリンダ筒７が接続されて上延し、上端に端部リング８が取り付けられたものである。第１ピストン２は、ピストンヘッド９からロッド筒１０が接続されて上延したものであり、これにおいて、ピストンヘッド９は、シリンダ筒７に摺動可能に内装され、ロッド筒１０は、その上端が端部リング８に上方に突出した状態で摺動可能に内装され、最上端に端部リング１１が取り付けられたものである。以下、第２ピストン３及び第３ピストン４も同様に構成されており、第２ピストン３には、ピストンヘッド１２、ロッド筒１３、端部リング１４が、第３ピストン４には、ピストンヘッド１５、ロッド筒１６がそれぞれ設けられている（最上位の第３ピストン４のロッド筒１６には端部リングは設けられていない）。
【００１１】
従って、第１ピストン２は、ピストンヘッド９を境に正圧室１７と背圧室１８とを有しており、同様に、第２ピストン３と第３ピストン４とは、それぞれのピストンヘッド１２、１５を境に正圧室１９、２１と背圧室２０、２２とを有している。この場合、第１ピストン２の背圧室１８と第２ピストン３の正圧室１９とは連通しており、この構成として本例では、第１ピストン２のロッド筒１０の壁面に何カ所か流出入孔２３を形成したもので構成している。
【００１２】
この流出入孔２３は、中央に径細部２３ａを形成し、径細部２３ａから内外表面にかけて径が漸大する漸太部２３ｂを形成する構造にしている。圧油の流出入の際の渦の発生を極力抑え、音の発生と脈動を防止するためである。この点で、流出入孔２３は、ロッド筒１０に２〜８個で、等間隔で形成されるのが好ましい。同様な構成は、第２ピストン３でも見られ、第２ピストン３のロッド筒１３にも流出入孔２４を形成している（径細部２４ａと漸太部２４ｂも同じ）。更に、第３ピストン４でも同様であるが、本例では、その正圧室２１と背圧室２２を連通する流出入路２５をピストンヘッド１５からロッド筒１６に形成したもので構成している。
【００１３】
更に、本発明の油圧ジャッキでは、第１ピストン２の正圧室１７と第２ピストン３の正圧室１９とにかけて、第１ピストン２の正圧室１７内の圧油が一定の圧力になると、この圧油が第２ピストン３の正圧室１９に流れ、逆流は阻止するチェック弁２６が設けられている。本例のチェック弁２６は、第１ピストン２のピストンヘッド９に設けられるものであり、ピストンヘッド９の中心に上部が径大の段付きの貫通孔２７を形成し、この貫通孔２７の径小部に下面がテーパで外周に膨出して上面がフラットになったテーパ部２８ａを上部に形成したスプール２８を上下動可能に挿設したもので構成している。
【００１４】
この場合、テーパ部２８の下部には径細の首部２８ｂを形成し、スプール２８にこの首部２８ｂの外周に等配置で開口する軸芯と直角な枝路２８ｃを形成している。そして、スプール２８の中心には下端に開口する軸芯方向の幹路２８ｄを形成し、枝路２８ｃと幹路２８ｄを連通させてこれを流出路２９としている。一方、スプール２８の上方には空間３０を確保しており、この空間３０を貫通孔２７の径大部に嵌合されるキャップ３１で覆っている。このキャップ３１には、上下に貫通する流出孔３２が円周上適宜間隔で形成されており、キャップ３１とテーパ部２８ａとはスプリング３３で張られている。尚、テーパ部２８ａの上面の中心には凸部２８ｅも形成されており（凸部２８ｅの外周側はフラットな部分が残っている）、この凸部２８ｅは、キャップ３１の下面に形成された凹部３１ａに一部入り込んでいる。この場合、スプリング３３は、凸部２８ｅの外周と凹部３１ａの内周との間で張られている。
【００１５】
第１ピストン２の正圧室１７から第２ピストン２の正圧室１９に圧油が流入するときには、スプール２８が上動するが、このとき、キャップ３１の下面には、テーパ部２８ａの凸部２８ｅの外周側のフラットな部分が当たってそれ以上の上動を規制するストッパ面３１ｂが形成されている。更に、このとき、凸部２８ｅはキャップ３１の凹部３１ａ一杯まで上昇せず、スプリング３３は一杯まで縮短されない状態である。この他、本例のスプール２８は、ピストンヘッド８に嵌装されたシート３４中を上下するようになっており、キャップ３１がシート３４を上から押えて係止（ストップ）リング３５で止められている。以上のチェック弁２６は、第２ピストン３のピストンヘッド１２にも組み込まれており、本例では、これらチェック弁２６の構造を共通のものとしている。
【００１６】
以上により、各ピストン２〜４を順次組み込んで（端部リング８、１１、１４を外した状態にして組み込む）、それぞれを縮短した状態にする。尚、本例では、この状態のときには、各ピストン２〜４がそれぞれ下位のピストン２〜４に当接した状態になり、それ以上下がらない構造にしてある。次に、最上位のピストン４を上昇しないように上から押えておき、シリンダ１の圧油ポート５から圧油を第１ピストン２の正圧室１７に供給する。すると、圧油は第１ピストン２のチェック弁２６のスプール２８を押し上げ、これに形成された流出路２９から上方空間３０及びキャップ３１の流出孔３２を通って第２ピストン３の正圧室１９に流入し、次いで、第１ピストン２のロッド筒１０に形成された流出入孔２３を通って第１ピストン２の背圧室１８に充満する。
【００１７】
この充満が一杯になると、圧油は今度は第２ピストン３のチェック弁２６のスプール２８を押し上げて第２ピストン３の正圧室１９に流入し、ロッド筒１３に形成された流出入孔２４を通って第２ピストン２の背圧室２０に充満する。更に、この充満が一杯になると、第３ピストンに形成された流出入路２５を通ってその背圧室２２に充満する。このようにして各ピストン２〜４の背圧室１８、２０、２２（勿論、正圧室１７、１９、２１も）は、圧油で充填されることになり、これで初期状態が完了する。
【００１８】
この油圧ジャッキを伸長（上昇）させるには、圧油を圧油ポート５から第１ピストン２の正圧室１７に供給する。これに供給された圧油は、第２ピストン３の正圧室１９に背圧がかかっているから、スプール２８を作動させず、第１ピストン２のピストンヘッド９を押し上げ、その背圧室１８の容積を減少させる。すると、背圧室１８の圧油は流出入孔２３を通って第２ピストン３の正圧室１９に流入し、第２ピストン３のピストンヘッド１２を同様に押し上げ、第２ピストン３の背圧室２０の容積を減少させ、ここの圧油は流出入孔２４を通って第３ピストン４の正圧室２１に流入し、第３ピストン４のピストンヘッド１５を同様に押し上げる。尚、このときも、第３ピストン４の背圧室２２の容積は縮小するが、ここの圧油はその正圧室２１に連なる流出入路２５を通って正圧室２１に還流することになり、ピストンヘッド１５は上昇する。
【００１９】
ところで、この場合、第１ピストン２は、そのピストンヘッド９がシリンダ１の端部リング８に当接したときが一杯に上昇したときであり、同様に、第２ピストン３は、そのピストンヘッド１２が第１ピストン２の端部リング１１に当接したときが一杯に上昇したときであり、更に、第３ピストン４は、そのピストンヘッド１５が第２ピストンの端部リング１４に当接したときが一杯に上昇したときであるが、これらは同じタイミングで行われるように設定されている。この点で、各ピストン２〜４が順次作動するものに比べて段ごとのショックがなく、ストローク全長に亘って滑らかな動きとなる。
【００２０】
又、各ピストン２〜４は同時に作動するものであるから、第１ピストン２の正圧室１７への圧油の供給量を時間当たり一定にしておく限り、最上位の第３ピストン４は等速運動をすることになる。これらの点で、この油圧ジャッキは、この種のエレベータの駆動原として好ましいものといえる。一方、縮短（下降）させるには、第１ピストン２の正圧室１７の圧油の圧力を解放することで可能になる。即ち、各ピストン２〜４は、その自重によって以上と逆の動作をして縮短することになる（各ピストン２〜４が同時に下降位置に来るのも上記と同じ）。
【００２１】
加えて、この油圧ジャッキでは、下位のピストン２〜４の背圧室１８、２０、２２の最大容積と上位のピストン２〜４の正圧室１７、１９、２１の最大容積とが同じに設定してあるから、原則として、昇降のたびごとに第１ピストン２の背圧室８以上には圧油を給排する必要がなく、その都度、チェック弁２６を作動させる必要がない。但し、現実にはこれは難しいのは上記したとおりであり、上位のピストン２〜４の正圧室１７、１９、２１の容積の方が大きいと、伸長時に圧油が補充され、小さいと、端部リング８、１１、１４等を通って漏出し、その漏出分が補充される。更に、作動に伴ってチェック弁２６や端部リング８、１１、１４からも多少圧油が漏れるから、これも補償してやる必要がある。これら補充や補償は、チェック弁２６を押し上げて上位のピストン２〜４へ圧油を供給することで行われる。
【００２２】
図４は以上の油圧ジャッキをホームエレベータに適用した場合の断面図であるが、各階層に面して屋内にエレベータ通路３６を形成し、この通路３６に油圧ジャッキを立てらせて設け（３７はこれを駆動する油圧ユニット）、最上位のピストン４にエレベータボックス３８を取り付ける。この場合、油圧ジャッキの高さを吸収するため、油圧ジャッキをボックス３８の裏面に伸延させ、その天井部を油圧ジャッキに連結している（このため、ロッド筒１６先端にネジ等の取付構造３９を施している）。この場合、各階層の床面とボックス３８の床面を合わせるように停止位置を決めるが、最下位の階層で油圧ジャッキを止めたときは、上記したように、各ピストンを機械的に当接させておくことで、圧油の漏出による降下（段差）がなくなる。
【００２３】
本発明は、ロッド筒１０、１３に形成された流出入孔２３、２４の形状を、中央部に径細部２３ａ、２４ａを形成し、この径細部２３ａ、２４ａからロッド筒１０、１３の内外表面にかけて径が漸太する漸太部２３ｂ、２４ｂに形成したものである。図５はその詳細を示す第１ピストン２のロッド筒１０に形成された流出入孔２３の断面図であるが、本例では、ピストンヘッド９の上端に接続部９ａを突出するとともに、この接続部９ａの内周にロッド筒１０を螺合し、この接続部９ａとロッド筒１０をもってロッド筒１０と称している。この場合、流出入孔２３は、接続部９ａ（ロッド筒１０）の根元部に機械加工等で形成しており、流出入孔２３における径細部２３ａは、一般的には、ロッド筒１０の中央部にある長さをもって形成されている。この長さｌは特に限定はされないが、漸太部２３ｂの機能を十分に発揮させるためには、ロッド筒１０の厚みＬが長さｌの２倍以上になるのが好ましい。
【００２４】
一方、径細部２３ａの直径ｄも特に限定はされないが、オリフィス効果を出すためには、ロッド筒１０の直径が６０〜１２０ｍｍ程度の場合、３〜６ｍｍ程度の直径ｄが好ましい。そして、この両側に形成される漸太部２３ｂの最大径Ｄは大きいほど好ましいが、寸法上や加工上の制約を受けてある程度制限されるものの、それでも直径ｄに対して３倍以上が望ましい（漸太部２３ｂの最大径Ｄは外周面ではＤ1 、内周面ではＤ2 のように異なることもある) 。但し、漸太部２３ｂはロッド筒１０の内外表面に至るまで漸太していることが必要である。更に、流出入孔２３は円周上等分に配置され、その数は２〜８程度である。以上の流出入孔２３の構成は、第２ピストン３のロッド筒１３に形成される流出入孔２４にも適用され、本例でも、ピストンヘッド１２に接続部１２ａを形成し、これに流出入孔２４を形成している。尚、以上の漸太部２３ｂは、流出入孔２３を中心に部分的に形成したものであるが、接続部９ａの全周に亘って形成してもよく、この場合は、機械加工が容易になる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、上記したものであるから、即ち、下位のピストンの背圧室と上位のピストンの正圧室とを連通する圧油の流出入孔を、中央に径細部を有し、径細部からロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を有するものにしたものであるから、径細部によってここを通過する圧油のオリフィス効果が得られるとともに、径細部を通過した圧油は、ロッド筒の内外表面にかけて径が漸大する漸太部を通過することによって徐々に拡散され、広い部屋に出たときの拡散割合が減じられる。従って、渦の発生が抑制され、その結果、音の発生、脈動的な動きが抑えられてこの油圧ジャッキによって昇降させられるエレベータの乗り心地の低下を来さない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧ジャッキが縮短した状態の一部断面側面図である。
【図２】本発明に係る油圧ジャッキが伸長した状態の一部断面側面図である。
【図３】本発明に係る油圧ジャッキが縮短した状態の要部の一部断面側面である。
【図４】本発明に係る油圧ジャッキをホームエレベータの昇降用に適用した状態の側面図である。
【図５】本発明の一例に係るロッド筒に形成された流出入孔の断面図である。
【符号の説明】
１      シリンダ
２      第１ピストン
３      第２ピストン
４      第３ピストン
９      第１ピストンのピストンヘッド
１０    第１ピストンのロッド筒
１３    第２ピストンのロッド筒
１７    第１ピストンの正圧室
１８    第１ピストンの背圧室
１９    第２ピストンの正圧室
２０    第２ピストンの背圧室
２１    第３ピストンの正圧室
２２    第３ピストンの背圧室
２３    第１ピストンの流出入孔
２３ａ  流出入孔の径細部
２３ｂ  流出入孔の漸太部
２４    第２ピストンの流出入孔
２４ａ  流出入孔の径細部
２４ｂ  流出入孔の漸太部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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