JPH0246614A

JPH0246614A - 開閉装置用液圧操作装置

Info

Publication number: JPH0246614A
Application number: JP19710888A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Takagi; 弘和高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はパイロツ１へ弁装置の改良を図った開閉装置用
液圧操作装置に関する。

（従来の技術）近年、電力需要の増大に伴ない、遮断器、断路器等の開
閉装置は大形化している。このため、開閉装置の操作装
置は大出力でかつ動作応答性に優れたものが要求されて
いる。

これらの要求を満足するものとして近年一般に液体を駆
動源とし特開昭５９−５４１２８号公報、特開昭公５９−５４１２９号恭報等で知られる液圧操作装置が採
用されている。

ここで、−膜内な液圧操作装置の構成を第３図を用いて
説明する。すなわち、開閉装置の接点部１には、ピスト
ン２、シリンダ３からなる操作部４が接続されている。

そして、ピストン２に対しシリンダ３の一側は、ポンプ
５にて昇圧された圧液を蓄えたアキュムレータ６に接続
されている。

また、シリンダ３の他側は主弁７を介してアキュムレー
タ６に接続されている。この主弁７の制御は投入用パイ
ロット弁８及び遮断用パイロット弁９にて行なわれる。

そして、投入用パイロット弁８あるいは遮断用パイロッ
ト弁９を操作することにより主弁７を制御し、ピストン
２内の主弁７側に圧液を充排することで、接点部１の開
閉が行なわれる。

ところで、両パイロット弁８，９は従来電磁駆動方式の
ソレノイドが採用されていた。このソレノイドの出力は
コイルのアンペア・ターンで決定されるので、高出力を
得るにはコイルの巻線を増すかあるいはコイルに大電流
を流す必要がある。

しかしながら、この場合インダクタンスの増加による応
答性の低下及びジュール熱によるコイルの焼損等の問題
が発生する。このため、ソレノイドすなわち両パイロツ
１〜弁８，９の応答性には自ずと限界があった。

（発明が解決しようとする課題）このように従来のソレノイドを用いたパイロット弁にあ
っては、コイルを使用した電磁駆動方式を採用している
ので、大出力のパイロット弁を得る場合、信頼性及び応
答性が低下していた。これにより液圧操作装置の性能が
低下することになる。

本発明は上記点を考慮して成されたもので、信頼性及び
応答性に優れたパイロット弁装置を猫えた開閉装置用液
圧操作装置を提供づ−ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明においては、パイロッ
ト弁装置のブロックの中空部内に液密に摺動自在に大径
ピストンを収納し、この大径ピストンの一側とブロック
間に圧電素子を固着するとともに大径ピストンの他側に
液体を注入した圧縮室を形成し、この圧縮室とつながる
小中空部内に圧縮室側より一体的に移動自在に小径ピス
トン、連結ロッド及び弁を収納し、これらとブロックで
囲まれた空間に高圧室を形成して主弁と連通ずるととも
に、高圧室と排液タンクとの連通を小中空部に形成した
シート面と弁との接触により開開させ、圧縮室と排液タ
ンク内の液体をチェック弁を介して連通している。

（作　用）このように構成することにより、小径ピストンの高速大
変位が得られ、圧縮室内液体補充が可能となるので、信
頼性及び応答性に優れたパイロット弁装置を備えた開閉
装置用液圧操作装置を提供することができる。

（実施例）以下本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して説
明する。第１図は液圧操作装置の概略断面図である。開
閉装置の接点部１０には、ピストン１１、シリンダ１２
を備えた操作部１３を接続している。

そして、ピストン１１に対しシリンダ１２の接点部１０
側に形成される液室１２ａは、図示しないポンプにより
昇圧された圧液を蓄えたアキュムレータ１４に接続して
いる。他方、ピストン１１に対しシリンダ１２の接点部
１０と反対側に形成される液室１２ｂは、シリングポー
ト１５、主弁装置１６及び高圧ポート１７を介してアキ
ュムレータ１４に接続してる。

また、主弁装置１６は液室１２ｂとアキュムレータ１４
または排液ポート１８との連通を切換１ｌＩｌｌ　ｍす
る主弁１６ａと、この主弁１６ａ、を収納する弁ブロッ
ク１６ｂとを備えている。すなわち。液室１２ｂとアキ
ュムレータ１４とが連通された場合、つまり、主弁１６
ａが図中上昇した場合、圧液が液室１２ｂ内に充填され
る。これにより、ピストン１１が受圧面積差により図中
左進し、接点部１０は閉じる。他方、液室１２ｂと排液
ポート１８とが連通された場合、つまり主弁１６ａが下
降した場合、液室１２ｂの圧液が排液ポート１８から排
出される。これにより、ピストン１１が右進し、接点部
１０は開く。

尚、弁ブロック１６ｂは作動液を封入した排液タンク１
９内に収納している。また、排液ポートは排液タンク１
９内に開放している。さらに、液室１２ｂはシリンダ１
２内あるいは弁ブロツク１６内に形成している。

そして、主弁１６ａの切換ｉｌ、ＩＩ御は投入用パイロ
ット弁装置２０及び遮断用パイロット弁装置２１にて行
なう。つまり、投入用パイロット弁装置２０及び遮断用
パイロット弁装置２１は主弁１６ａ背圧部でめる液室１
６ｃ　、１６ｄ内の圧液を充排させるものである。

尚、第１図は遮断用パイロット弁装買２１を開き液室１
６ｄ内の圧液を排出し、主弁１６ａが下降した遮断状態
を示している。

次に、投入用パイロット弁装置２０の構成を第２図を用
いて詳細に説明する。尚、遮断用パイロット弁装置２１
については、投入用パイロット弁装置２０と同等の構成
としたので説明を省略する。ブロック２２に形成した中
空部２３内にはパツキン２４を介して液密に周動自在の
大径ピストン２５を収納している。また、大径ピストン
２５の一側には積層されたセラミック製圧電素子２６が
固着されている。この圧電素子２６の他側はブロック２
２内壁に固着されている。そして、圧電素子２６はリー
ド線２７．２８を介して通電すると、電歪効果により伸
縮する。

他方、大径ピストン２５に対して圧電素子２６と反対側
の中空部２３は液体を注入して圧縮室２９を形成してる
。

ざらに、ブロック２２内には圧縮室２９とつながる小中
空部３０を形成している。この小中空部３０内には圧縮
室２９側より小径ピストン３１、連結ロッド３２及び弁
３３を一体的に移動自在に収納している。また、小中空
部３０と小径ピストン３１間にはパツキン３４を装着し
ている。これにより、圧縮室２９はブロック２２、大径
ピストン２５及び小径ピストン３１で囲まれることにな
る。そして、弁３３は常時バネ３５により小径ピストン
３１側に押圧されている。尚、小中空部３０には小径ピ
ストン３１が中空部２３内に入り込ませいように弁３３
と当接させるシート面３６を形成している。このシート
面３６断面積は小径ピストン３１の断面積と等しくして
いる。

また、ブロック２２、小径ピストン３１、連結ロッド３
２及び弁３２で囲まれる空間は、第１図に示す液’９１
６Ｃと液体流入ポート３７を介して連通させ高圧室３８
を形成する。

ぞして、シート面３６に対して高圧室３８と反対側の小
中空部３０は排液ポート３９及びパイプ４０を介して排
液タンク１９に連通させている。

さらに、圧縮室２９と排液タンク１９間は連通孔４１及
びパイプ４２を介して連通させている。また、連通孔４
１の途中にはチェック弁体４３とバネ４４からなるチェ
ック弁４５を設けている。このチェック弁４５は流体を
排液タンク１９から圧縮室２９方向へのみ流すものであ
る。

次に、本実施例の構成におりる作用効果を説明する。第
２図の状態において、リード線２７．２８を介して圧電
素子２６に電圧が印加されると、電歪効果により圧電素
子２６が伸びる。これにより、圧電素子２６に固着され
た大径ピストン２５は第２図中下降する。このため、圧
縮室２９を形成する小径ピストン３１とともに連結ロッ
ド３２及び弁３３が下降する。

尚、圧電素子２６の変位は通常数１０ＪＪＩｎ等小さい
けれども、小中空部３０の断面積比により、小径ピスト
ン３１の変位は増幅される。このとき、圧縮室２９内の
液体は連通孔４１を介して排液タンク１９に流れようと
するけれど乙、連通孔４１の途中にチェック弁４５を設
けているので連通孔４１を介して排出されることはなく
全て小径ピストン３１に作用する。

そして、弁３３がバネ３５の力に抗して下降することに
より、シート面３６から弁３３が離れる。これにより、
高圧室３８と排液ポート３９とが連通される。

よって、第１図に示す液室１６ｃ内の液体は液体流入ボ
ート３７、高圧室３８、排液ポート３９及びパイプ４０
を介して排液タンク１９内に排出される。

これにより、主弁１６ａは第１図中上昇する。この主弁
１６の上昇により排液ポート１８が閉じアキュムレータ
１４内の圧液は、高圧ポート１７、シリンダボート１５
を介して液室１２ｂに流入する。そして、ビス１〜ン１
１が左進し接点部１０が閉じられ、投入動作は完了する
。

また、遮断動作時には遮断用パイロット弁装置２１が動
作することにより、液室１６ｄ内の液体を排出すること
で主弁１６ａが下降する。これにより、アキュムレータ
１４内の圧液の液室１２ｂへの流入を止め、液室１２ｂ
内の圧液が排液ポート１８を介して排出される。このた
め、ピストン１１が右進し接点部１０が開かれ、遮断動
作は完了する。

本実施例においては、パイロット弁装置２０．２１の駆
動源として圧電素子２６を用い、大径ピストン２５と小
径ピストン３１との組合せにより小径ピストン３１を高
速で大変位させることができる。これにより、信頼性及
び応答性に優れた投入用及び遮断用パイット弁装置２０
．２１を備えた開閉装置用液圧操作装置を提供できる。

しかも、両パイロット弁装置２０．２１の圧縮室２９は
チェック弁４５、連通孔４１及びパイプ４２を介して排
液タンク１９内の液体と連通させている。このため、圧
縮室２９内の液体が万一パッキン２４．３４装着部から
漏出しても、排液タンク１９内の液体が圧縮室２９内に
補充されるので、両パイロット弁装置２０゜２１の信頼
性はさらに向上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、パイロット弁装
置のブロックの中空部内に液密に１冨動自在に大径ピス
トンを収納し、この大径ピストンの一側とブロック間に
圧電素子を固着するとともに大径ピストンの他側に液体
を注入した圧縮室を形成し、この圧縮室とつながる小中
空部内に圧縮室側より一体的に移動自在に小径ピストン
、連結ロッド及び弁を収納し、これらとブロックで囲ま
れた空間に高圧室を形成して主弁と連通するとともに、
高圧室と排液タンクとの連通を小中空部に形成したシー
ト面と弁との接離により開開させ、圧縮室と排液タンク
内の液体をチェック弁を介して連通させているので、電
圧印加に伴ない伸縮する圧電素子により移動する大径ピ
ストンの変位は小径ピストンに高速大変位を与えかつ、
圧縮室内の液体補充が連通孔を介して可能となり、信頼
性及び応答性に優れたパイロット弁装置を備えた開閉装
置用液圧操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す開閉装置用液圧操作装
置の概略断面図、第２図は第１図に示す投入用パイロッ
ト弁装置の断面図、第３図は一般的な開閉装置用液圧操
作装置の概略構成図である。１０・・・接点部、　　　　１１・・・ピストン、１２
・・・シリンダ、　　　１２ａ、　１２ｂ・・・液室、
１３・・・操作部、　　　　１４・・・アキュムレータ
、１５・・・シリンダポート、１６・・・主弁装置、１
６ａ・・・主弁、　　　　１６ｂ・・・弁ブロック、１
６Ｃ，１６ｄ・・・液室、　　１７・・・高圧ポート、
１８・・・排液ポート、　　１９・・・排液タンク、２
０・・・投入用パイロット弁装置、２１・・・遮断用パイロット弁装置、２２・・・ブロック、　　　２３・・・中空部、２４・
・・パツキン、　　　２５・・・大径ピストン、２６・
・・圧電素子、　　　２７．２８・・・リード線、２９
・・・圧縮室、　　　　３０・・・小中空部、３１・・
・小径ピストン、　３２・・・連結ロッド、３３・・・
弁、　　　　　　３４・・・パツキン、３５・・・バネ
、　　　　　３６・・・シート面、３７・・・液体流入
ポート、３９・・・排液ポート、４１・・・連通孔、４３・・・チェック弁体、４５・・・チェック弁。

Claims

【特許請求の範囲】

開閉装置の接点部をピストン、シリンダを有する操作部
にて開閉し、この操作部の制御を主弁で行ないさらにこ
の主弁の制御をパイロット弁装置にて行なう開閉装置用
液圧操作装置において、前記パイロット弁装置は内部に
中空部を形成したブロックと、前記中空部内にパッキン
を介して液密に摺動自在に収納した大径ピストンと、こ
の大径ピストンと前記ブロック間に固着された圧電素子
と、前記大径ピストンに対して前記圧電素子の反対側の
中空部に形成され液体が注入された圧縮室と、前記ブロ
ック内に形成され前記圧縮室とつながる小中空部と、こ
の小中空部内に前記圧縮室側より一体的に移動自在に収
納された小径ピストン、連結ロッド及び弁と、前記小中
空部と小径ピストン間に装着されたパッキンと、前記弁
を前記小径ピストン側に押圧するバネと、前記ブロック
、小径ピストン、連結ロッド及び弁で囲まれた空間に形
成され前記主弁を制御する液体と連通させた高圧室と、
前記小中空部に形成され前記弁の接離により前記高圧室
と排液タンクとの連通を開閉するシート面と、前記圧縮
室内と前記排液タンク内の液体とをチェック弁を介して
連通する連通孔とを備えてなる開閉装置用液圧操作装置
。