JPH075242B2 - 油圧エレベータ弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧エレベータ弁装置に係り、詳しくは、上昇
用制御弁と下降用制御弁とを備え、油圧ポンプやアクチ
ュエータからの油量を制御し、ケージ速度を指令値に保
持するようにした油圧エレベータ弁装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

エレベータのケージを昇降させるエレベータ駆動装置の
一つとして、ケージの昇降距離が短い場合には、しばし
ば油圧シリンダが採用される。そのケージの昇降は油圧
シリンダのプランジャの伸縮を直接利用するものと、ケ
ージの昇降空間の上部に定滑車を設置し、それにロープ
を掛けプランジャの伸縮量を拡大してケージを昇降させ
る間接式のものとがある。

いずれにしても、油圧シリンダなどのアクチュエータを
作動させ、そのアクチュエータの作動速度を調整するこ
とにより、ケージの昇降時の加速、定速（全速）および
減速作動を得ることができるように、エレベータ弁によ
る作動油の給排量が制御されるようになっている。

ケージを直接昇降させるアクチュエータの給排油量を制
御するために、エレベータ弁装置の上昇用制御弁と下降
用制御弁とに、油圧パイロット方式を適用する場合と、
電気制御方式を適用する場合とがある。これらは、ノー
マルオープン型の上昇用制御弁とノーマルクローズ型の
下降用制御弁とを備えており、油圧ポンプやアクチュエ
ータからの油量を制御し、ケージ速度を指令値に保持す
るようにしている。

前者の油圧パイロット方式では、上昇用制御弁および下
降用制御弁の弁体が、パイロット圧で変位するようにな
っている。それぞれの油圧パイロット回路には電磁制御
弁があり、その電磁制御弁をエレベータの昇降指令にも
とづいてオン・オフさせることにより、上昇時にアクチ
ュエータへ供給される油量の調整、もしくは、下降時の
アクチュエータから排出される油量の調整がなされる。

一方、後者の電気制御方式は、上昇用制御弁および下降
用制御弁がともに電磁制御弁であり、そのソレノイドに
予め記憶されている電流パターンを与えて励磁度を変
え、各制御弁で直接油量を調整するようにしている。こ
のような後者の形式の油圧エレベータ弁が、日本エレベ
ータ協会から発行されている「エレベータ界」の第21巻
第84号の25頁に記載されている。

上記二種の油圧エレベータ弁のうち、後者を例にしてそ
の制御を説明する。ケージを上昇させる場合、搭乗者か
らその指令があると、第28図に示す油圧ポンプ31が駆動
されると同時に、例えばマイクロコンピュータなどの開
度指令手段32から、上昇用制御弁である電磁比例弁33の
ソレノイド33aを励磁する信号が出力される。その信号
は、当初小さく徐々に増大してアクチュエータ34への供
給量を増加させるパターンを有している。

所定時間経過後アクチュエータ34が一定の全速度で伸長
するように、上昇用制御弁33の開度が小さく保持され
る。ケージの上昇で減速位置に近づくと減速リミットス
イッチが作動し、開度指令手段32からは上昇用制御弁33
の開度を徐々に大きくすべく、ソレノイド33aの励磁力
を弱める信号が、記憶パターンに基づいて出力される。
全速度の1/8〜1/10程度の着床速度になると、所定の時
間その開度を維持する信号が、ソレノイド33aに印加さ
れる。

床合わせのための停止リミットスイッチが作動すると、
開度指令手段32からの信号は停止される。このような信
号パターンは例えば第29図（ａ）に示すように、加速、
定速Vju、減速を実現する概ね台形をした電流波形Suで
あり、着床の手前で着床速度Vfが得られるように、一部
変形されている。

ケージが下降する場合、搭乗者からの指令があると、開
度指令手段32から下降用制御弁35のソレノイド35aの励
磁信号が出力される。ケージの自重でアクチュエータ34
は縮小するが、その信号パターンSd〔第29図（ｂ）参
照〕は、当初下降用制御弁35の開度を小さく、徐々に増
大してアクチュエータ34からの排出油量を増加するよう
になっている。所定時間の経過後アクチュエータ34が一
定の全速度Vjdで縮小するように、下降用制御弁35の開
度が大きく保持される。

ケージの下降で減速位置に近づくと減速リミットスイッ
チが作動し、開度指令手段32からは下降用制御弁35の開
度を徐々に小さくすべく、ソレノイド35aの励磁力を弱
める信号が出力される。着床速度Vfになると、所定の時
間その開度を維持する信号がソレノイド35aに印加さ
れ、床合わせのための停止リミットスイッチが作動する
と、開度指令手段32からの信号は停止される。

このように作動させる信号波形はケージ速度を示す線図
と類似し、上昇用制御弁33ならびに下降用制御弁35を通
過する油量波形に概ね等しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたいずれのエレベータ弁装置においても、ケー
ジの速度は上昇用制御弁や下降用制御弁を通過する作動
油量で決定されることになる。その油量が常に再現され
ると、所望の昇降速度や乗り心地を維持したケージの昇
降が実現されることになるが、実際には、ケージの搭乗
者数がその都度異なるので、アクチュエータに作用する
油圧は常時同じとならない。

その油圧が違えば、上昇用制御弁や下降用制御弁の弁開
度に応じた弁流量も異なる。圧力が変わっても制御弁の
励磁電流を同じにしておくと、すなわち、弁開度を同一
にしておくと、弁を通過する流量は圧力の上昇につれて
増加する。その結果、弁を所望開度にしても、圧力が変
化しているとアクチュエータに給排される油量は所望外
となり、ケージの昇降速度が変わってしまう。

このような圧力変化による影響は、各制御弁を通過する
油量に変化を与えるだけでなく、アクチュエータに作動
油を供給する油圧ポンプの容積効率にも影響する。すな
わち、圧力が上昇するとポンプ吐出量が減少するので、
ケージを上昇させる場合には、制御弁の開度をポンプ吐
出量の変化を見込んで調整しておかなければならない。

油圧パイロット式の油圧エレベータ弁装置では、例えば
ケージが上昇するとき油圧ポンプから供給される油量を
制御する油圧パイロット式の上昇用制御弁が採用される
ことは上述した通りであるが、それにパイロット圧を作
用させる電磁制御弁は従来からオン・オフ弁である〔例
えば、「油圧と空気圧」の第17巻第３号の16頁参照〕。

そのような油圧パイロット構造では、アクチュエータに
作用する圧力の変化に応じてきめ細かく制御することは
不可能に近い。したがって、アクチュエータに作用する
作動油の圧力によって加減速度や定（全）速度さらには
着床速度が異なることになり、ケージの運動性や乗り心
地に影響が生じる問題がある。

一方、電気的な波形信号により制御される第28図に示し
た油圧エレベータ弁装置では、アクチュエータ34に給排
される油量を装置内の流量センサ36で検出し、これを電
圧に変換して指令電圧信号と比較し、差分電圧をさらに
上昇用制御弁33もしくは下降用制御弁35のソレノイド33
a,35aに印加することにより、所定の油量が達成され
る。

しかし、このようなフィードバック制御においては、比
例、積分、微分ゲインの初期調整が煩雑となる問題があ
る。加えて、その調整に不良があると、上昇用制御弁や
下降用制御弁の動作の安定を欠くことになり、弁振動が
発生するといった問題も生じる。

なお、この場合は、アクチュエータへの給排量を一定に
するフィードバック制御がなされるので、上述のような
圧力変化の影響は受けないが、流量センサをエレベータ
弁装置に内蔵させることになるので、その装置の高騰を
招き、また、油圧エレベータ弁装置も極めて複雑なもの
となる。

ところで、実開昭58-41759号公報には、ケージが上昇す
ると設定された速度指令を主制御弁に出力して、その主
制御弁を介して油圧ポンプからの作動油をブリードオフ
するようにした油圧エレベータの制御装置が記載されて
いる。

これは、アクチュエータへ向かう油路から分岐するパイ
ロット回路に、固定絞りと予め設定された制御信号を受
けて動作する電磁制御弁とを介在させている。そして、
固定絞りの下流側圧力を電磁制御弁により制御して主制
御弁のパイロット圧として作用させ、その下流側圧力を
主制御弁の他方側に配設したばね力と平衡させることに
より、弁開度を制御するようにしている。

いまケージの搭乗者数が増えたとすると油路の圧力が増
加して下流側圧力も大きくなるので、主制御弁の弁開度
が減少してケージの速度は増大する。逆に、搭乗者数が
減ればケージの速度は減少する。

このような負荷状態の変化に対してケージの速度が変わ
るのを防止するためには、電磁制御弁の弁開度を負荷状
態に応じて制御する必要がある。それを実現するため
に、油路に介在させた流量計で油量を検出して指令値と
比較し、修正値を電磁制御弁に遂次与えて主制御弁の弁
開度を調整している。

これは流量フィードバック制御であり、前述した例と同
じく初期調整が煩雑であったり、流量計に感度の高い検
出機能が課せられ、作動の安定性も十分に期待できない
欠点がある。

本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的
は、油圧パイロット方式を採用した油圧エレベータ弁装
置に適用でき、ゲイン調整不要な電気オープン制御方式
を採用して電気調整の煩わしさを回避すること、アクチ
ュエータに作用する圧力に変化が生じても、各制御弁を
通過する油量が概ね所望値とされ、ケージの加速度、減
速度、高速走行速度や着床速度を確保できるようにする
こと、パイロット系は電磁減圧弁と下流の固定絞りによ
る電磁比例流量制御方式として、負荷圧力に依存しない
安定な線型性のよい制御特性が得られる油圧エレベータ
弁装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ノーマルオープン型の上昇用制御弁とノーマ
ルクローズ型の下降用制御弁とを備え、その各弁の開度
を調整して、それぞれ油圧ポンプやアクチュエータから
の油量を制御し、ケージの速度を指令値に保持するよう
にした油圧エレベータ弁に適用される。

その特徴とするところは、第１図を参照して、油圧ポン
プ４とケージ５を昇降させるアクチュエータ６に連なる
油路16にチェック弁14が介在され、そのチェック弁14を
境にした油圧ポンプ側の油路から分岐して、ノーマルオ
ープン型の上昇用制御弁２を配置したブリードオフ回路
が設けられる。その上昇用制御弁２のパイロット室2Aに
パイロット圧を作用させる上昇用油圧パイロット回路
が、油圧ポンプ側の油路に連なってブリードオフ回路に
並設される。その上昇用油圧パイロット回路には、制御
信号を受けて開度調整される減圧弁構造の上昇用電磁比
例パイロット弁７と、その下流側にあって上昇用電磁比
例パイロット弁７により発生した二次圧力に応じてパイ
ロット油量を規定する上昇用下流固定絞り８と、上流側
にあって上昇用下流固定絞り８により生じるパイロット
流から前後に差圧を発生させる上昇用上流固定絞り９と
が介装される。そして、上昇用制御弁２のパイロット室
2Aには上昇用上流固定絞り９の下流側圧力P1がパイロッ
ト圧として導入され、そのパイロット室2Aに対向するブ
リードオフ室2Bには上昇用上流固定絞り９の上流側圧力
Ppが導入されるようになっている。

一方、チェック弁14を境にしたアクチュエータ側の油路
から分岐して、ノーマルクローズ型の下降用制御弁３を
配置したエグゾースト回路が設けられる。その下降用制
御弁３のパイロット室3Aにパイロット圧を作用させる下
降用油圧パイロット回路が、アクチュエータ側の油路に
連なってエグゾースト回路に並設される。その下降用油
圧パイロット回路には、制御信号を受けて開度調整され
る減圧弁構造の下降用電磁比例パイロット弁10と、その
下流側にあって下降用電磁比例パイロット弁10により発
生した二次圧力に応じてパイロット油量を規定する下降
用下流固定絞り11と、上流側にあって下降用下流固定絞
り11により生じるパイロット流から前後に差圧を発生さ
せる下降用上流固定絞り12とが介装される。そして、下
降用制御弁３のパイロット室3Aには下降用上流固定絞り
12の下流側圧力P3がパイロット圧として導入され、パイ
ロット室3Aに対向するエグゾースト室3Bには下降用上流
固定絞り12の上流側圧力Ｐが導入されるようになってお
り、上昇または下降指令パターンのソレノイド駆動信号
を、オープンループ制御信号として上記各電磁比例パイ
ロット弁7,10へ出力する開度指令手段24が設けられる。

さらに、上昇用制御弁２と下降用制御弁３の弁体18に
は、第４図および第５図に示す切欠き26が形成され、そ
の切欠き26は作動油の流線角度θが小さくなる傾斜もし
くは円弧状とされている。

〔作用〕

ケージ５を上昇させる指令があると、減圧弁構造の上昇
用電磁比例パイロット弁７の開度が開度指令手段24から
のオープンループ制御信号である指令パターンに応じて
調整される。それによって上昇用制御弁２の上昇用油圧
パイロット回路に所定のパイロット圧P1が発生され、上
昇用制御弁２の弁体18uの前後に作用する圧力差Pp-P1で
上昇用制御弁２の開度が調整される。

油圧ポンプ４から上昇用制御弁２に導入されてブリード
オフしていた全油量の一部がアクチュエータ６に供給さ
れ、ケージ５が上昇する。その上昇用制御弁２の開度
は、上昇用電磁比例パイロット弁７のソレノイドを駆動
する指令パターンに従って調整され、アクチュエータ６
への供給量に応じてケージ５は上昇する。

ケージ５を下降させる場合もほぼ同様であり、下降用制
御弁３の開度が減圧弁構造の下降用電磁比例パイロット
弁10のソレノイドを駆動する指令パターンに基づいて調
整される。アクチュエータ６から排出される油量は、下
降用制御弁３の開度に応じてタンク13に流れ、指令パタ
ーンに従う下降速度がケージ５に与えられる。

上記の作動において、アクチュエータに作用する作動油
の圧力が変化すると、各制御弁2,3の開度が指令どおり
になされても、アクチュエータへ給排される油量や油圧
ポンプから吐出される油量に変化をきたすことになる。
ケージ５が上昇する場合には、上昇用制御弁２における
弁体18uに形成された切欠き26を介して作動油がブリー
ドオフされるが、その際、その切欠き26を通過した後の
作動油の流線角度θが小さくなる。

上昇用制御弁２においては全開状態から閉止する方向へ
弁体18uが移動して、アクチュエータ６への供給油量を
増加させるように機能しているが、流入してきた作動油
の圧力Ｐとブリードオフされる作動油の圧力の差が大き
くなればなるほど、作動油の流体反力で弁体18uがやや
閉止する方向へ移動される。したがって、多くの人が搭
乗するなどしてアクチュエータ６に作用する圧力を高く
する必要のある場合に、上昇用制御弁２はその切欠き26
の形状で定まるブリードオフ量とされ、アクチュエータ
６への供給量は、油圧ポンプ４からの作動油の圧力に関
係なく所望値とされる。このような動作は全速走行や着
床速度における走行についても同様になされる。

一方、ケージ５が下降する場合には、下降用制御弁３の
開度が大きくされるが、上記と同様に弁体18dが流体反
力によって閉止す方向へやや移動する。その結果、アク
チュエータ６の圧力が大きいことにより下降用制御弁３
からタンク13へ流れる量が多くなる傾向にあっても、そ
の油量が制限され、アクチュエータ６に作用する作動油
の圧力に関係なく所望値とされる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上流固定絞りの前後差圧を上昇用電磁
比例パイロット弁や下降用電磁比例パイロット弁とその
下流固定絞りとで制御し、上流固定絞りの前後差圧の下
流側圧力を上昇用制御弁や下降用制御弁のパイロット室
に導入し、上流側圧力を各パイロット室に対向する油室
に導入して、この圧力平衡で上昇用制御弁や下降用制御
弁の弁開度を決めることができるようになる。

上昇用電磁比例パイロット弁や下降用電磁比例パイロッ
ト弁は制御信号を受けて開度調整される減圧弁構造の電
磁比例減圧弁であり、一次圧力に無関係に二次圧力を制
御し、下流固定絞りで指令に応じたパイロット流量を一
次圧力に関係することなく制御することができる。

したがって、搭乗者数が変化して負荷圧力が変わっても
上流固定絞りの前後の圧力は変わることがなく、上昇用
電磁比例パイロット弁や下降用電磁比例パイロット弁の
指令電流のみで当該差圧が決められる。

また、いずれの電磁比例パイロット弁も電磁比例減圧弁
であり、その上流および下流に固定絞りを配設している
ので、指令電流に対する上記差圧特性はリニアとなる。
このように負荷圧力に依存しない安定で線形性のよい差
圧特性が得られるので、開度指令手段からの信号のみで
オープンループ制御が可能となる。これによりフィート
バック制御する場合に必要となるゲイン調整が不要とな
り、装置の初期調整作業における電気調整の煩わしさが
回避される。

さらに、アクチュエータに作用する作動油の圧力に変化
があっても、上昇時のアクチュエータへの供給油量や下
降時の下降用制御弁を通過する排油量を所望値とするこ
とができる。したがって、油圧パイロット方式のエレベ
ータ弁においても、ケージに常時所望の加減速度を与
え、高速および低速走行させることができる。

〔実施例〕

以下に、本発明をその実施例を示す図面をもとにして、
詳細に説明する。第１図は油圧パイロット方式が採用さ
れている油圧エレベータ弁装置１の油圧回路図である。

これは、ノーマルオープン型の上昇用制御弁２とノーマ
ルクローズ型の下降用制御弁３とを備えており、その各
弁2,3の開度を調整して、油圧ポンプ４やケージ５を昇
降させる油圧シリンダなどのアクチュエータ６からの油
量を制御し、ケージ５の速度を指令値に調整するように
したものである。

ケージ５を昇降させるために油圧ポンプ４からの作動油
をアクチュエータ６に供給するメインの油路16にはチェ
ック弁14が介在されている。そして、上記の上昇用制御
弁２は、そのチェック弁14を境にした油圧ポンプ側の油
路から分岐するブリードオフ回路に配置され、上記の下
降用制御弁３は、チェック弁14を境にしたアクチュエー
タ側の油路から分岐するエグゾースト回路に配置されて
いる。

このようなエレベータ弁装置では、上昇用制御弁２のパ
イロット室2Aにパイロット圧を作用させる上昇用油圧パ
イロット回路が、ブリードオフ回路に並設されて油圧ポ
ンプ側の油路に連なっている。また、下降用制御弁３の
パイロット室3Aにパイロット圧を作用させる下降用油圧
パイロット回路も、エグゾースト回路に並設されてい
る。

上記の上昇用油圧パイロット回路には、制御信号を受け
て開度調整される減圧弁構造の上昇用電磁比例パイロッ
ト弁７と上昇用下流固定絞り８とが設けられている。さ
らに、その上昇用油圧パイロット回路に生じるパイロッ
ト流によりパイロット圧P1を発生させ、その圧力を上昇
用制御弁２のパイロット室2Aに作用させる上昇用上流固
定絞り９が介設されている。

一方、下降用油圧パイロット回路には、制御信号を受け
て開度調整される減圧弁構造の下降用電磁比例パイロッ
ト弁10と下降用下流固定絞り11とが配置されている。さ
らに、その下降用油圧パイロット回路に生じるパイロッ
ト流によりパイロット圧P3を発生させ、その圧力を下降
用制御弁３のパイロット室3Aに作用させる下降用上流固
定絞り12が介設されている。

したがって、ケージ５が上昇する場合には、油圧ポンプ
４から供給される作動油のうち上昇用制御弁２の弁開度
に応じてタンク13へブリードオフされた残量が、チェッ
ク弁14,15を経て油圧シリンダ６に供給され、その作動
油量が調整されるようになっている。なお、チェック弁
14はケージ５が下降するとき、油圧シリンダ６からの作
動油を上昇用制御弁２へ導入させないようにするための
ものである。

上記の上昇用制御弁２に作用されるパイロット圧P1は、
以下のようにして発生される。上昇用電磁比例パイロッ
ト弁７が開くと、減圧弁構造である上昇用電磁比例パイ
ロット弁７の二次側の圧力は、一次側の圧力P1に関係な
く、その弁開度に応じて二次圧のフィードバックをとり
ながら圧力P2を規定する。その二次圧力P2に応じて、上
昇用下流固定絞り８の通過油量quが決まる。すなわち、
上昇用電磁比例パイロット弁７の開度に比例して、上昇
用下流固定絞り８を通過する油量quは変わることにな
る。

そのパイロット流が、上昇用油圧パイロット回路の上流
側に介在したフィルタ17の下流側の上昇用上流固定絞り
９を通過し、その流通により上昇用上流固定絞り９の前
後に差圧が生じる。すなわち、上昇用上流固定絞り９の
下流側の圧力P1は、油圧ポンプ４からの作動油が油圧シ
リンダ６に供給される油路16における圧力Ppよりも低く
なる。この前後差圧Pp-P1は上昇用電磁比例パイロット
弁７の開度に比例して変わることになるので、この差圧
を利用して上昇用制御弁７の開度が調整される。

上昇用上流固定絞り９の下流側の圧力P1が、上昇用制御
弁２のパイロット室であるばね室2Aに作用し、そのばね
室2Aに弁体18uを挟んで対向するブリードオフ室2Bに
は、油路16の圧力Ppが作用する。ばねにより全開状態に
あった上昇用制御弁２の弁体18uが移動し、その弁開度
が小さくなりブリードオフ室2Bを介してタンク13にブリ
ードオフされる油量が減少する。したがって、油路16か
ら油圧シリンダ６に供給される油量がその分増加される
ことになる。

一方、下降用制御弁３のパイロット流が、下降用電磁比
例パイロット弁10とその下降用下流固定絞り11で発生さ
れ、その流れでフィルタ19の下流に介設された下降用上
流固定絞り12の前後に差圧P-P3が生じ、その下流側の圧
力P3が、下降用制御弁３のパイロット室であるばね室3A
に、パイロット圧として作用する。

弁体18dを挟んで対向するエグゾースト室3Bには、油圧
シリンダ６から帰還した圧力Ｐの作動油が供給され、ば
ね室3Aに作用するパイロット圧P3とで、下降用制御弁３
の弁開度が調整され、油圧シリンダ６から排出される作
動油量が制御されることになる。

なお、チェック弁15を迂回する回路に、絞り20およびケ
ージ５の下降指令を受けて開弁する電磁パイロット切換
弁21が介在されている。電磁パイロット切換弁21はケー
ジ５の下降指令があると直ちに開口するものである。そ
れらを介した油圧シリンダ６からの作動油の流れで、パ
イロット圧P3が発生するのは上述の通りであるが、下降
用制御弁３の開口動作に応じてチェック弁15も開き、排
出された作動油の大半はチェック弁15から下降用制御弁
３を経てタンク13へ流れる。

ちなみに、油圧シリンダ６からの作動油を直接ドレンさ
せ、緊急時にケージ５を一番下まで下降させるための応
急手動弁22が、タンク13に直結した回路に設けられてい
る。

このような油圧エレベータ弁装置は図中の二点鎖線で示
すような弁ケーシング23に内蔵され、一体の弁機構とな
っている。したがって、弁ケーシング23には、P,T,Cの
三つのポートが開口され、それぞれのパイピングが接続
されている。

ところで、上記の上昇用電磁比例パイロット弁７や下降
用電磁比例パイロット弁10は、それぞれのソレノイド7
a,10aが励磁されて、その開度を変えるようになってい
るが、その励磁信号を発生する開度指令手段24が設置さ
れている。

これは、マイクロプロセッサなどからなり、ケージ５の
昇降指令があると、油圧エレベータ弁装置を制御指令す
る別途設置のコントローラ24からの指令信号を受けて、
後述する指令パターンに応じた電気信号を出力するもの
である。そして、中央処理装置や固定記憶部、書込記憶
部やタイマなどから構成され、その固定記憶部には、第
２図（ａ）および（ｂ）に示すような加減速時の指令パ
ターンが記憶されている。

そのパターンは電流波形であり、それぞれの波形はその
図の矢印Xu,Yu,Zu,Xd,Yd,Zdで示す部分がＳ字状の曲線
となるように予め滑らかに整形されている。そのソレノ
イド駆動指令信号を受けると、ケージ５が第３図（ａ）
および（ｂ）に示すように、上昇および下降の際の所望
の加速状態、速度Vu,Vdの全速状態や減速状態となり、
しかも、加速から高速走行もしくは減速から低速走行に
移るとき、良好な乗り心地を得ることができるように配
慮されている。

上述した上昇用制御弁２と下降用制御弁３の弁体18u,18
dには、第４図および第５図に示すように切欠き26u,26d
が形成され、ケージ５の搭乗者数が異なったり荷物の重
量が変わったりして、油圧シリンダ６に作用する作動油
の圧力が変わった場合の調整を自動的に行わせることが
できるように配慮されている。

ところで、通常の上昇用制御弁２や下降用制御弁３に適
用される弁装置の構造を、第６図に示す下降用制御弁３
を例にして述べると、作動油がエグゾースト室3Bから周
溝27に流出する際に圧力降下が発生するが、その際、弁
体18に閉止方向の力を発生させる流体反力Fhが生じる。
これは、 Fh＝k Q v cosθ k:定数 Q:流量 v:流速 θ：流線角度 で表わされ、弁体18の移動で開口面積Ａは小さくなる反
面、P-Ptの増加があるので、 の変化は小さくなる。したがって、流体反力も大きく変
わることがない。

一方、弁体18に形成された複数の油溝28は図示のように
一定の深さとされ、油溝28から周溝27に流出する油の流
線角度を大きいθｏとしておき、流体反力を小さくして
いる。このようにして通常は流体反力による弁体18に及
ぼす影響をできるだけ少なくするようにしているのであ
るが、本発明においては、P-Ptが増大すると、それによ
って生じる流体反力が一層大きくなるように配慮されて
いる。

そのために、上記した切欠き26は、第４図および第５図
のように弁体18の周部に複数形成されている油溝28に連
なっており、作動油の流線角度θが小さくなる傾斜もし
くは円弧状とされている。なお、ばね2b,3bの定数ｋを
実験的なデータをもとにしてに選定すれば、圧力や流量
の所望する補償機能を発揮させることができる。

その圧力補償を以下に簡単に説明する。圧力補償しない
状態で、第７図に示すように、下降用電磁比例パイロッ
ト弁10の各ソレノイド駆動電流Idを一定にしておくと、
それに対応した下降用制御弁３の各通過油量Qdは、圧力
上昇につれて実線のように増加する。

この油量Qdを圧力に関係なく破線のように一定にするた
めには、油圧シリンダ６に作用する圧力の上昇につれて
弁開度を減少させればよい。上記した切欠き26dを備え
た油溝28dによれば、大きく作用する流体反力によって
弁体18dの開口度が抑制され、タンク13に流れようとす
る作動油の量が制限される。このようにして圧力補償が
なされると、第３図（ｂ）のように常に同じケージ５の
下降運動が達成される。

上記は油圧ポンプ４が作動しないケージ下降の場合の油
圧シリンダ６からの排出油量の制御であるが、ケージ５
が上昇する場合には油圧ポンプ４が作動するので、その
容積効率をも圧力に応じて補償する必要がある。上昇用
電磁比例パイロット弁７の開動作も、下降用電磁比例パ
イロット弁10の開動作の場合と同様に、圧力の変化に関
係なくなされるが、上昇用制御弁２の弁体18における切
欠き26に基づく流体反力で弁体18が移動し、上述した原
理で閉止方向へやや移動して圧力および容積効率の補償
がなされる。

以上の構成による作動シーケンスを、次に説明する。ま
ず、上昇用制御弁２はノーマルオープンであり、ばね2b
の作用で弁体18uが第８図のように右方向へ押圧された
状態にあって全開し、油圧ポンプ４から上昇用制御弁２
に向かう作動油の全部が、油溝28u、周溝27uを介してタ
ンク13へブリードオフされている。

上昇指令があると油圧ポンプ４が起動され〔第９図参
照〕、コントローラ25へは、運転、高速上昇、低速上昇
の指令が入力される〔第10図（ａ）、第11図（ａ）およ
び第12図（ａ）参照〕。開度指令手段24では、予め記憶
されている第２図（ａ）に示す指令パターンに基づく電
流で上昇用電磁比例パイロット弁７が開くと、その開度
に応じた二次側の圧力P2が規定される。その圧力に応じ
て上昇用下流固定絞り８を通過する油量quが発生し、上
昇用上流固定絞り９の前後に差圧が生じる。

上昇用電磁比例パイロット弁７の開度が変わると、その
差圧Pp-P1はさらに大きくなり、上昇用制御弁２の弁体1
8uが第４図に示すように左方向へ移動し、ブリードオフ
量Qu1が漸次減少される〔第13図参照〕。すなわち、上
昇用電磁比例パイロット弁７のソレノイド励磁電流が、
時間t2およびt3の間で増加し〔第２図（ａ）参照〕、上
昇用下流固定絞り８を通過するパイロット流量quが増大
すると〔第14図参照〕、その上昇用下流固定絞り８の上
流側の圧力P2も増加する〔第15図参照〕。

したがって、油路16に枝設される上昇用油圧パイロット
回路に介在したフィルタ17の下流の上昇用上流固定絞り
９の前後におけるポンプ圧力Pp〔第16図参照〕と上昇用
電磁比例パイロット弁７の上流側圧力P1〔第17図参照〕
との差圧Pp-P1が増加する。

ばね室2Aに作用する圧力P1がブリードオフ室2Bに作用す
る圧力Ppより小さいため、上昇用制御弁２は閉止する方
向へ動作する。これにより、油路16における圧力Ppは漸
次上昇し〔第16図参照〕、油圧シリンダ６に作用してい
るケージ５と搭乗者の重量に対応した圧力Pcより少し高
くなったとき、チェック弁15が開き、油圧シリンダ６へ
の作動油の供給が開始され、ケージ５は上昇を始める
〔第３図（ａ）参照〕。

さらに、Ｓ字状の指令パターンXu〔第２図（ａ）参照〕
に従って、ソレノイド駆動電流が増加すると上昇用制御
弁２が一層閉止する方向へ動作し、上昇用制御弁２のブ
リードオフ流量Qu1は漸次減少する一方〔第13図参
照〕、油圧シリンダ６への供給流量Qu2は増加し〔第18
図参照〕、ケージ５は滑らかに加速される〔第３図
（ａ）参照〕。次に、指令パターンは所定の高速電流Iu
t〔第２図（ａ）参照〕となり、第19図のように弁体18u
がブリードオフする作動油の流路を閉止すると、油圧シ
リンダ６は高速で伸長してケージ５は速度Vuで上昇する
〔第３図（ａ）参照〕。

ケージ５が上階に近づくと、減速リミットスイッチが動
作するので、コントローラ25に入っていた高速上昇信号
が切れ〔第11図（ａ）参照〕、低速上昇信号のみとなっ
て〔第12図（ａ）参照〕、上昇用電磁比例パイロット弁
７のソレノイド励磁電流はＳ字状のパターンYu〔第２図
（ａ）参照〕に従ったものとなり、上昇用制御弁２を開
方向へ動作させる。その結果、油圧シリンダ６への供給
流量Qu2は減少する一方〔第18図参照〕、上昇用制御弁
２のブリードオフ流量Qu1は増加して〔第13図参照〕、
ケージ５は減速される〔第３図（ａ）参照〕。

次に、指令パターンは所定の低速電流Iui〔第２図
（ａ）参照〕となり、低速度すなわち着床速度Vfによる
上昇状態となる〔第３図（ａ）参照〕。床合わせのため
の停止リミットスイッチが動作するとコントローラ25の
低速上昇信号も切れ〔第12図（ａ）参照〕、指令電流は
所定のＳ字状の指令パターンZu〔第２図（ａ）参照〕に
従って減少する。上昇用制御弁２は第８図の状態に戻っ
て、油圧ポンプ４の全吐出量Qpをブリードオフし〔第13
図参照〕、ケージ５は停止する〔第３図（ａ）参照〕。

なお、ケージ５が停止するときのショックを緩和するた
めに、ケージ５が完全に停止した後、停止指令からある
一定の僅かな時間が経過して油圧ポンプ４は停止される
〔第９図参照〕。

ところで、上記の作動において、ケージ５の搭載重量が
大きく油圧シリンダ６に作用する作動油の圧力が増加す
ると、上昇用制御弁２の開度が指令どおりになされて
も、油圧シリンダ６へ供給される油量や油圧ポンプから
吐出される油量に変化をきたす。

上昇用制御弁２における弁体18uに形成された切欠き26u
を介して作動油がブリードオフされるが、その際、その
切欠き26uを通過した後の作動油の流線角度θが小さ
い。これによって発生する比較的大きい流体反力は上昇
用制御弁２の弁体18uを閉止方向へやや移動させる。上
昇用制御弁２へ流入してきた作動油の圧力Ｐとブリード
オフされる作動油の圧力Ptとの差が大きくなればなるほ
ど、作動油の流体反力で弁体18uがより一層閉止する方
向へ移動される。

したがって、多くの人が搭乗して油圧シリンダ６に作用
する圧力を高くする必要のある場合に、上昇用制御弁２
はその切欠き26uの形状で定まるブリードオフ量とさ
れ、油圧シリンダ６への供給量は、油圧ポンプ４からの
作動油の圧力に関係なく所望値とされる。このような動
作は全速走行や着床速度における走行についても同様に
なされる。

下降用制御弁３はノーマルクローズであり、ばね3bの作
用で弁体18dは押圧された状態にあり、弁は第20図のよ
うに全閉している。ケージ５の下降指令があると、油圧
ポンプ４が駆動されることなく〔第９図参照〕、コント
ローラ25へ運転、高速下降、低速下降信号が入力される
〔第10図（ｂ）、第11図（ｂ）および第12図（ｂ）参
照〕。

コントローラ25からの信号で電磁パイロット切換弁21の
ソレノイド21aが励磁され〔第21図参照〕、その電磁パ
イロット切換弁21が開いて、絞り20を介した油圧シリン
ダ６からの作動油の流入により、油路16の圧力Ｐが上昇
する〔第22図参照〕。この状態で、駆動電流は指令パタ
ーンにしたがって漸次増加する〔第２図（ｂ）参照〕。

下降用電磁比例パイロット弁10のソレノイド励磁が大き
くなり、その開度に応じた二次側の圧力P4が規定される
〔第23図参照〕。その圧力に応じて下降用下流固定絞り
11を通過する油量qdが発生し〔第24図参照〕、下降用上
流固定絞り12の前後に差圧が生じる。下降用電磁比例パ
イロット弁10の開度が変わると、その差圧P-P3はさらに
大きくなり、下降用制御弁３の通過油量が漸次増大され
る。

すなわち、下降用電磁比例パイロット弁10のソレノイド
励磁電流が増加し〔第２図（ｂ）参照〕、下降用下流固
定絞り11を通過するパイロット流量qdが増大して〔第24
図参照〕、その下流固定絞り11の上流側の圧力P4も増加
する〔第23図参照〕。

その結果、油路16に枝設される油圧パイロット回路に介
在したフィルタ18の下流の下降用上流固定絞り12の前後
における油路16の圧力Ｐ〔第22図参照〕と下降用電磁比
例パイロット弁10の上流圧力P3〔第25図参照〕との差圧
P-P3が増加する。

ばね室3Aに作用する圧力P3がエグゾースト室3Bに作用す
る圧力Ｐより小さいため、下降用制御弁３は第５図に示
すように開口する方向へ動作する。下降用制御弁３の開
動作に応じて、チェック弁15は開作動する。指令電流が
指令パターンXdのＳ字状に従って増加され〔第２図
（ｂ）参照〕、下降用制御弁３の制御流量Qdは増加し
〔第26図参照〕、ケージ５の下降は加速される〔第３図
（ｂ）参照〕。

次に、指令パターンは所定の高速電流Idtとなり〔第２
図（ｂ）参照〕、ケージ５は高速Vdで下降する〔第３図
（ｂ）参照〕。ケージ５が下階に近づくと、減速リミッ
トスイッチが動作し、コントローラの高速下降信号が切
れ〔第11図（ｂ）参照〕、指令パターンYdに従って下降
用電磁比例パイロット弁10の電流を漸次減少させ〔第２
図（ｂ）参照〕、下降用制御弁３を閉止方向へ動作させ
る。下降用制御弁３の制御流量Qdは減少し〔第26図参
照〕、ケージ５は減速される〔第３図（ｂ）参照〕。

次に、指令パターンは所定の低速電流Idiとなり〔第２
図（ｂ）参照〕、低速走行状態となる〔第３図（ｂ）参
照〕。床合わせのための停止リミットスイッチが動作す
ると、コントローラ25の低速下降信号が切れ〔第12図
（ｂ）参照〕、指令電流は所定パターンZdのＳ字状の停
止パターンで減少し〔第２図（ｂ）参照〕、下降用制御
弁３は漸次閉止動作から第27図のように完全閉止とな
る。

なお、ケージ５が停止するときのショックを緩和するた
めに、電磁パイロット切換弁21のソレノイド駆動信号
は、下降用制御弁３が完全に閉じた後、停止指令からあ
る一定の僅かな時間経過して遮断される〔第21図参
照〕。

このようなケージ５の下降においても、下降用制御弁３
を通過する油圧シリンダ６から排出される油量は、切欠
き26dにより比較的大きくなった流体反力で弁体18dが閉
止方向へ僅かであるが移動する。その結果、油圧シリン
ダ６の圧力が大きいことにより下降用制御弁３からタン
ク13へ流れる量が多くなる傾向にあっても、その油量が
制約され、油圧シリンダ６に作用する作動油の圧力に関
係なく所望値とされる。

以上の説明から分かるように、上昇用上流固定絞り９の
前後差圧Pp-P1を、制御信号を受けて開度調整される減
圧弁構造の上昇用電磁比例パイロット弁７と上昇用下流
固定絞り８とで制御し、その上昇用下流固定絞り８によ
る絞り下流側圧力P1を上昇用制御弁２のパイロット室2A
に作用させる一方、絞り上流側圧力Ppをパイロット室2A
に対向するブリードオフ室2Bに作用させるようにしたの
で、その圧力の平衡によって上昇用制御弁２の弁開度が
決められる。

上昇用電磁比例パイロット弁７は電磁比例減圧弁であ
り、この上昇用電磁比例パイロット弁７の一次圧力P1に
無関係に二次圧力P2が制御され、上昇用下流固定絞り８
によって規定されるパイロット流量quも圧力P1に無関係
に制御される。したがって、搭乗者数が変化して油路16
の圧力Ppが変化しても上昇用上流固定絞り９の前後差圧
Pp-P1は変わることがなく、上昇用電磁比例パイロット
弁７の指令電流のみで決めることができるようになる。

また、減圧弁構造の上昇電磁比例パイロット弁７の上流
に固定絞り９を下流に固定絞り８を配設する構成である
ので、上昇用電磁比例パイロット弁７の指令電流に対す
る上昇用上流固定絞り９の前後差圧Pp-P1の特性はリニ
アなものとなる。このように負荷圧力に依存しない安定
したリニアリティのよい差圧Pp-P1が得られるオープン
ループ制御が可能となり、それゆえ、フィードバック制
御において必要となる装置の初期調整時の煩わしさがな
くなる。

また、油圧シリンダに作用する作動油の圧力に変化があ
っても、油圧シリンダへ供給される油量や下降用制御弁
を通過する油量を所定値とすることができ、ケージの加
減速や高速および低速走行が所望値に保持される。

さらに、加減速時のパターンをＳ字曲線とした上昇また
は下降パターンのソレノイド駆動指令信号を、上記各電
磁比例パイロット弁へ出力するようにしたので、加速も
しくは減速から定速に移るときの指令信号は滑らかであ
り、ケージの乗り心地が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧エレベータ弁装置の回路図、第２
図（ａ），（ｂ）は開度指令手段から出力された制御信
号を受けて開度調整される上昇用電磁比例パイロット弁
と下降用電磁比例パイロット弁のソレノイド駆動信号波
形図、第３図（ａ），（ｂ）はケージの昇降速度線図、
第４図は切欠きを備えた弁体が中間開度位置にある場合
の上昇用制御弁の断面図、第５図は切欠きを備えた弁体
が中間開度位置にある場合の下降用制御弁の断面図、第
６図は切欠きを備えない弁体を有する下降用制御弁の断
面図、第７図は圧力補償をしないソレノイド駆動電流を
電磁比例パイロット弁に印加した場合の下降用制御弁に
おける弁通過油量の変化図、第８図は全開状態にある上
昇用制御弁の断面図、第９図は油圧ポンプの作動状態
図、第10図（ａ），（ｂ）はコントローラに入力される
運転信号、第11図（ａ），（ｂ）はコントローラに入力
される高速昇降信号、第12図（ａ），（ｂ）はコントロ
ーラに入力される低速昇降信号、第13図は上昇用制御弁
におけるブリードオフ量の変化状態図、第14図は上昇時
のパイロット制御油量の変化状態図、第15図は上昇用電
磁比例パイロット弁の下流制御圧力の変化図、第16図は
油圧ポンプ下流の油路における圧力の変化図、第17図は
上昇用制御弁のパイロット制御圧力の変化図、第18図は
油圧シリンダへ供給される作動油量の変化図、第19図は
全閉状態にある上昇用制御弁の断面図、第20図は全開状
態にある下降用制御弁の断面図、第21図は電磁パイロッ
ト切換弁の開口状態図、第22図は油圧シリンダからの戻
りの油路における圧力の変化図、第23図は下降用制御弁
のパイロット弁の下流制御圧力の変化図、第24図は下降
時のパイロット制御油量の変化状態図、第25図は下降用
制御弁のパイロット制御圧力の変化図、第26図は下降時
の下降用制御弁による制御量の変化図、第27図は全閉状
態にある下降用制御弁の断面図、第28図は電気的フィー
ドバック制御による先行する技術における油圧エレベー
タ弁装置の一例、第29図（ａ），（ｂ）は昇降するケー
ジの速度変化図である。 ２……上昇用制御弁、2A……パイロット室（ばね室）、
2B……ブリードオフ室、３……下降用制御弁、3A……パ
イロット室（ばね室）、3B……エグゾースト室、４……
油圧ポンプ、５……ケージ、６……アクチュエータ（油
圧シリンダ）、７……上昇用電磁比例パイロット弁、８
……上昇用下流固定絞り、９……上昇用上流固定絞り、
10……下降用電磁比例パイロット弁、11……下降用下流
固定絞り、12……下降用上流固定絞り、18,18u,18d……
弁体、24……開度指令手段、26,26u,26d……切欠き、P
1,P3……パイロット圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノーマルオープン型の上昇用制御弁とノー
   マルクローズ型の下降用制御弁とを備え、その各弁の開
   度を調整して、それぞれ油圧ポンプやアクチュエータか
   らの油量を制御し、ケージの速度を指令値に保持するよ
   うにした油圧エレベータ弁において、 前記油圧ポンプとケージを昇降させるアクチュエータに
   連なる油路にチェック弁が介在され、該チェック弁を境
   にした油圧ポンプ側の油路から分岐して、ノーマルオー
   プン型の前記上昇用制御弁を配置したブリードオフ回路
   が設けられ、 前記上昇用制御弁のパイロット室にパイロット圧を作用
   させる上昇用油圧パイロット回路が、油圧ポンプ側の油
   路に連なって前記ブリードオフ回路に並設され、 該上昇用油圧パイロット回路には、制御信号を受けて開
   度調整される減圧弁構造の上昇用電磁比例パイロット弁
   と、その下流側にあって該上昇用電磁比例パイロット弁
   により発生した二次圧力に応じてパイロット油量を規定
   する上昇用下流固定絞りと、上流側にあって該上昇用下
   流固定絞りにより生じるパイロット流から前後に差圧を
   発生させる上昇用上流固定絞りとが介装され、 前記上昇用制御弁のパイロット室には前記上昇用上流固
   定絞りの下流側圧力がパイロット圧として導入され、該
   パイロット室に対向するブリードオフ室には前記上昇用
   上流固定絞りの上流側圧力が導入されるようになってお
   り、 前記チェック弁を境にしたアクチュエータ側の油路から
   分岐して、ノーマルクローズ型の前記下降用制御弁を配
   置したエグゾースト回路が設けられ、 前記下降用制御弁のパイロット室にパイロット圧を作用
   させる下降用油圧パイロット回路が、アクチュエータ側
   の油路に連なって前記エグゾースト回路に並設され、 該下降用油圧パイロット回路には、制御信号を受けて開
   度調整される減圧弁構造の下降用電磁比例パイロット弁
   と、その下流側にあって該下降用電磁比例パイロット弁
   により発生した二次圧力に応じてパイロット油量を規定
   する下降用下流固定絞りと、上流側にあって該下降用下
   流固定絞りにより生じるパイロット流から前後に差圧を
   発生させる下降用上流固定絞りとが介装され、 前記下降用制御弁のパイロット室には前記下降用上流固
   定絞りの下流側圧力がパイロット圧として導入され、該
   パイロット室に対向するエグゾースト室には前記下降用
   上流固定絞りの上流側圧力が導入されるようになってお
   り、 上昇または下降指令パターンのソレノイド駆動信号を、
   オープンループ制御信号として上記各電磁比例パイロッ
   ト弁へ出力する開度指令手段が設けられ、 前記上昇制御弁と下降制御弁の弁体には切欠きが形成さ
   れ、その切欠きは作動油の流線角度が小さくなる傾斜も
   しくは円弧状とされていることを特徴とする油圧エレベ
   ータ弁装置。