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水圧エレベータ 

世の中、「環境にやさしい」が合言葉になって、それにつれてローテクが復活している。
いやいや、ハイテクを装備したローテクといった方が正しいだろう。

油圧というのは重厚長大なイメージを持つが、電気・電機というとかなり身近なものに感じられる。
それに油圧というのは機械油でベトベト、3Kのイメージもあるだろう。電気は扱いやすく、クリーンなイメージがある。

ところがどっこい、電気は力が弱いのだ。モータというのは、中にコイルの巻かれた電磁石が磁場によって反発したり引き寄せられたりして回るのだが、軸はどこにも接触していない。だから強い力が働けば空回りすることがある。電気が通らなくなれば軸は容易に回せるようになる。

そうならないようにいろいろな仕掛けが設けられているのだが、油圧に比べれば力が圧倒的に弱い。だから重たいものは大きな力が必要なものには油圧が使われる。飛行機だって油圧で動かしているんだ。非常時にはモータでも動かせるが、力が弱いのでその分時間がかかる。

さて、エレベータである。最近は駅にガラス張りのエレベータもあって中がみえるから、覗いたことがある人もあろう。あれば電機モータで動いている。モータは先にも書いたが力が弱いので、人の乗るカゴの反対側にバランスをとるための錘(ウエイト)がついている。つまり、カゴとウエイトはできるだけバランスするようになっているわけだ。するとカゴや人の重量をモータに直接のしかからず、力の弱いモータでも重さの差の分だけでよい。

モータを使うエレベータはロープを使うのだが、万万が一ロープが切れた場合などに備え、設備底面には緩衝ダンパーが設けられている。このためエレベータを設置するときには緩衝ダンパー分、底面を掘らなければならない。

エレベータ協会:駆動の仕組み ロープ式
http://www.n-elekyo.or.jp/square/elevator_01.html

さて、交通バリアフリー新法により駅などにどんどんエレベータが設置されている。既存の駅の場合、ホームの上下階に地下街などの店舗や別の鉄道などがあるために機械室や緩衝ダンパーを設置することが難しい場合がある。最近は機械室をなくしたタイプもあるが、どうしてもダンパー分は深く掘る必要があるので、既存の駅の改良では難しい場合がある。

そこでダンパー自体を伸縮できる油圧シリンダーにして、カゴの横でシリンダーを固定できれば底面(ピット)を深くしなくてもよい。油圧シリンダーのため、仮に油が漏れても急降下することがない。いいアイデアだと思ったら、油圧の機械油は消防法の適用を受け消火装置の設置などが必要になってしまい、容易に設置することができないのだそうだ。

そこをクリアしたのが、日本オーチスの水圧エレベータだ。しくみは次の通り。

日本オーチス:SPEC ECO「ピットレス構造のしくみ」 
http://www.otis.com/site/jp/OT_DL_Documents/OT_DL_DocumentLibrary/SPEC%20ECO/04_SPECECO%20ピットレス構造のしくみ.pdf

エレベータ協会:駆動の仕組み その他の駆動式(一番下)
http://www.n-elekyo.or.jp/square/elevator_03.html

油の代わりに水を使う。消防法の制約を受けずに、ピットも浅くて済む。そしてロープなど複雑なものも使わない。エレベータの上に滑車などがないため、上部に荷重がかからない。重量物の載るエレベータでも駆動可能。なかなかいいじゃないか。欠点はシリンダーの長さ以上の階数には設置できないため、高層ビルなどではやはりロープ式となろう。

では油圧機器も水圧にすれば、油でベタベタにならずいいではないか。そうでもない。

エッフェル塔が建造された頃の展望台へのエレベータは水圧式だった。そもそも19世紀には水圧式や蒸気式のエレベータやプレス機が活躍していた。それが油圧に代わったのは、大きな欠点があったからだ。

1)粘性が油よりもないので、油では漏れないような隙間から水が漏れてくる。
 これを漏れないようにしようとすると、隙間がなくなりシリンダが動かなくなる。油だと滑りがよくなる。
2)水は腐りやすく、金属を腐食しやすい。

以上のことから油圧を水圧に置き換えることはなかなかむずかしい。
ただ環境・衛生、小出力という分野では、食品加工や半導体製造分野で活躍している。つまり適材適所ですね。この水圧エレベータも少しずつ設置されているようですから、水圧装置が身近になる日も来るでしょう。


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