JPH0543640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピストンの位置をチエツクする装置
をそなえた油圧式ジヤツキに関する。

〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕

ジヤツキ作動式の油圧式制御装置の多くの用途
例においては、ジヤツキにより作動される要素の
位置を確認する必要がある。これを行うためには
通常、前記の要素自体、もしくは連動する部材
（例えばピストン棒）に作用されるいわゆるスト
ローク終端接触子つまり通過接触子を、使用して
いる。

しかしながら、例へば高圧型電気サーキツトブ
レーカを油圧制御するといつたような特殊な用途
においては、ジヤツキにより作動される前記要素
の直ぐ近くに、ストローク終端検出器のようなも
のを設置することは極めて不都合であり、かつ
（可動部分に電圧がかかるため）不可能な場合が
多い。

このような理由により、相当に長尺の、また信
頼性の低い機械的連結を避けて、メインジヤツキ
のように給入と排出を行ういわるる「イメージジ
ヤツキ（image jack）」いいかえれば小型の補助
制御ジヤツキを、電気サーキツトブレーカ制御装
置に設けている。従つてこの補助ジヤツキは、メ
インジヤツキの動作を再現する、つまり、前記ジ
ヤツキにより動される要素、すなわちサーキツト
ブレーカの可動接触子の変位を再現する、ための
ものである。

サーキツトブレーカの開閉位置を示すという主
な機能の他に、この「イメージジヤツキ」はサー
キツトブレーカの自動安全作動を制御する機能を
もそなえている。従つて、このジヤツキの作動は
信頼性の高いものでなければならない。しかし、
誤指示の可能性をなくそうとすれば製造が難しく
なり、それだけいつそう費用がかかるという問題
がある。

このジヤツキのもう１つの問題点は、別の油圧
回路を付加的に設けなければならない点にあり、
これが、作動液の漏出源となる可能性がある。

さらに、最新のサーキツトブレーカ制御装置で
は、作動中のサーキツトブレーカの可動接触子
の、実際反応・作動時間をチエツクすることが望
まれている。作動時間が極めて短い時間、百分の
数秒のオーダーであることは知られている。この
時間は、装置が受信した瞬間にチエツクされる
が、この装置がいつたん作動し始めれば、初期動
作が実際保持され続けているかどうか確認するこ
とはもはや不可能になる。また、とくに動作の同
時性が絶対に必要とされる、いくつかのボールお
を直列配置したサーキツトブレーカの場合におい
ては、これらの作動時間がまつたく一定であり、
かつ再現可能であると確認できることが、非常に
大切である。さらに、電気技師は、可動接触子が
固定式接触子に対する外方向へ移動する移動時間
（この時間は、明らかに、可動接触子の全移動時
間の一部でしかない）を勘案し、そして可動接触
子の速度曲線を決定する必要がある。

むろん、「イメージジヤツキ」の慣性は、メイ
ンジヤツキの慣性およびメインジヤツキによつて
動かされる可動部品の慣性と同じではないから、
「メイージヤツキ」は、稼動中の異つた作動特性
に関する有効な指示を提供しない。

本発明の目的は、これまで使用されてきた制御
装置、たとえば「イメージジヤツキ」の不利な点
や欠点を解消することにある。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明によれば、ジヤツキ内を運動中のピスト
ンの位置を、ストロークの両端部だけでなく、そ
の間の複数の中間位置でも検出するようなチエツ
ク装置の構成が可能になる。

これまで、ジヤツキシリンダ内で移動するピス
トンのすぐ近くに、ピストン位置センサを設ける
ことは不可能であつた。実際、サーキツトブレー
カ制御装置用に設計された従来のジヤツキは、
300〜400バールのオーダーの非常な高圧で作動す
るため、シリンダ内のピストンに完全な耐圧性が
要求される。このため、ピストンは、多くの場
合、いわゆる「ばね付きパツキン」から成る非常
に精巧なパツキンでシールされており、またシリ
ンダの内周面に完全な研磨やラツプを仕上げをほ
どこして、パツキンの摩耗や損傷を防いでいる。
シリンダ壁の厚い部分に、１つまたはいくつか
の、ピストンの近接検出器を設けることは、明ら
かに不可能である。なぜなら、それによつて生じ
るリンダ表面の凸凹が、パツキンを破壊するから
である。

しかし、本発明者は最近、ピストンにパツキン
シールまたはリングを設けないで、かつピストン
に作動もしくは支持されるシール弁により、ピス
トンストロークの終端でジヤツキのメインチヤン
バを閉鎖することのできる差動ジヤツキ、とくに
サーキツトブレーカの制御に用いられる差動ジヤ
ツキを作ることができることを発見した。この結
果、ピストンにパツキンシールが設けられていな
いためにピストンの周りに生じる漏出は、ピスト
ンが終端に到達したときその下方にあるシリンダ
の空間内に、侵入することがない。

ピストンにパツキンシールを設けない、このタ
イプの差動ジヤツキは、本発明者の名義で1987年
３月25日に出願されたフランス特許出願第
8704134号内に記載されている。

本発明はこのタイプの油圧式差動ジヤツキに適
用されるものである。

本発明は、 (イ) ピストンのストロークに対応する距離にわた
つて、ジヤツキシリンダの壁に、互いに一定の
間隔をおいて、複数の貫通孔を設け、 (ロ) 各貫通孔の内部には、変位検出器をその感知
要素をシリンダの内部に向けて収容して、ピス
トンの通過を感知させ、また (ハ) 前記検出器とシリンダの外周面との間にはシ
ール手段を設け、高圧でもシリンダの耐漏えい
性を保証することを特徴とする前記タイプのジ
ヤツキに関している。

このような構成上の特徴のために、シリンダの
内周面の表面仕上げが、貫通孔によつて台なしと
なるが、これは何ら問題とならない。なぜならこ
われやすいパツキンシールがピストンに設けられ
ていないからである。

近接検出器、とくにセンサが収容されている孔
の対向面で金属ピストンの通過を感知する誘導性
トランスデユーサのような公知のセンサを使用す
るのが好ましい。もちろん、センサ自体もジヤツ
キシリンダ内の高圧（300〜400バール）を受ける
けれども、最近では例えば500バールのような高
圧下で動作できるように設計されたセンサが存在
している。

誘導性トランスデユーサにはアナグロ出力信号
を出力ケーブルに供給するための電気スイツチが
組み込まれている。アナログ出力信号は、増幅さ
れ処理されてから、チエツク装置へ送られ、この
チエツク装置によりジヤツキ内のピストンの装
置、従つて、被作動要素の位置とくにサーキツト
ブレーカの可動接触子の位置が示される。

〔実施例〕

第１図に示されたジヤツキは、先に引用した特
許出願に記載されているタイプのものであり、シ
リンダ２（鋳物であるのが好ましい）と、パツキ
ングシールもしくはリングが設けられていないピ
ストン４と、サーキツトブレーカ（図示省略）の
可動接触子と連結されたピストン棒６と、ピスト
ン４がそのストロークの下端位置にある時（この
位置は第１図の右半分に示されている）に、ジヤ
ツキの給入／排出孔１０を閉鎖するための弁装置
８と、から成つている。

図示した実施例では、ジヤツキに、ストローク
端部制動装置が設けられてもいる。この装置の閉
止弁は、浮動リング８からなり、この浮動リング
は、２つのシールリツプ１２−１２′と、ピスト
ン６に支持された制動用スタツドと協力する中央
孔１４とをそなえている。このタイプの制動装置
と、ピストンのストローク終端で二重シールとし
て働く閉止弁でもある浮動リングとは、本発明者
の名義で1987年４月13日に出願されたフランス特
許出願第8705198に開示されている。

差動ジヤツキタイプの油圧式サーキツトブレー
カ制御装置において知られているように、ジヤツ
キの環状チヤンバ１８（ピストン４の上方）は油
空式アキユムレータ２０により形成された高圧源
に連続接続されている。メインチヤンバ２２（ピ
ストン４の下方）は、三方弁２４により、高圧側
か、或いは低圧タンク３０へ向う排出側かへ選択
的に連結される。高圧側へは、ライン２６と移送
ダクト２８を介して連結される。ダクト２８は、
ジヤツキシリンダ２と一体成形するのが好まし
い。差動ジヤツキタイプのこの油圧式サーキツト
ブレーカ制御装置は、例えばフランス特許第
2317532号（またはアメリカ特許第4026523号）に
記載されている。

本発明においては、複数の貫通孔３４が、シリ
ンダ２の壁３２に穿たれているが、これらの貫通
孔はピストンのストローク長に沿つて、異なつた
水準（高さ）に設けられている。第１図の実施例
では、３つの貫通孔だけが示されている。すなわ
ちピストンの各端部にある貫通孔と、その中間部
にある貫通孔である。しかし、言うまでもなく、
ピストンの通過位置の検出点をもつと多く設けた
い時には、３個以上の貫通孔をシリンダの同一の
母線上に、または好ましくは複数の異つた母線上
に設けてもよい。

各貫通孔３４の中には近接検出器３６がはめ込
まれている。この検出器の検出面３８は、第２図
に見られるように、シリンダ２の内周面４０と同
一平面上にある。検出器３６をそれぞれの貫通孔
にはめ込んだ後、ジヤツキシリンダ内に加えられ
た高圧下で貫通孔３４を密封シールするのは、シ
ール４２−４２′のようなシール手段である。

図面の明瞭な理解のために、第１図では２つの
貫通孔だけに検出器３６をはめ込んで示してお
り、検出器がどのように貫通孔に組み込まれてい
るかについては、第２図の断面図により詳細に示
してある。

各検出器の電気出力は２本のリード線を有する
ケーブル４４を介して送られる。これらのケーブ
ルは、手段４６に接続されている。この手段は、
ピストン６の変位を、また必要なら速度曲線を、
制御および・または記録および・または表示する
ためのものである。

第２図に示されているように、貫通孔３４はジ
ヤツキシリンダ２の内周面に達しているため、こ
の内周面は、完全な周囲を形成していない。しか
し、ピストン６には、シリンダの内周面に接して
漏洩を防ぐパツキンシールやリングが設けられて
いないから、このように内周面の一部が欠けてい
たとしてもなんら不都合は生じない。他方、従来
のジヤツキの場合では、ピストンのパツキンリン
グが、ピストンが貫通孔の前を通過するたびに損
傷し、すぐにこわれてしまう。

近接検出器としては、マイクロスイツチをそな
え、高圧の雰囲気下でも動作するように設計され
た誘導性トランスデユーサがよい。たとえば、
Honeywell Control Systems Ltdにより販売さ
れている500バールの圧力下で作動可能な、品番
921922926タイプのものがよい。

他のタイプの検出器、例えば容量性トランスデ
ユーサまたはメカニカルトランスデユーサを用い
てもよい。

本発明の検出装置の利点は、ジヤツキ本体と一
体になつていること、また検出器の出力用ケーブ
ルを制御装置に接続する以外のいかなる組立や接
続の作業も現場では必要とされないということに
ある。

このジヤツキが検出装置と一体化されていると
いう点が重要な特徴である。というのは、最新技
術においては、工場で組立て、調整される完全な
組立体（Complete assembly）を製造すること
が増々一般化しているからである。

本発明によれば、サーキツトブレーカ制御装置
において、従来型のイメージジヤツキ（その問題
点はすでに指摘した）を不要にできるだけでな
く、サーキツトブレーカの動作を、その作動時
に、そして、作動後は一定時間ごとに、正確に制
御することができる。

また、本発明の検出装置が、その制御装置４６
により、サーキツトブレーカが開放位置にあるか
閉鎖位置にあるかを知らせ、サーキツトブレーカ
に連続する他の装置（例えば断路器との安全連動
を保証し、さらに閉鎖命令が保持されている場合
に閉鎖（短絡閉鎖）と同時に引き外しが生じた時
にサーキツトブレーカの「ハンチング」現象を防
止するものであることは、明らかであろう。

さらに、本発明の装置によれば、いろいろな計
測を行うことができる。これは、前述したイメー
ジジヤツキにより作動される可動要素に直接連続
される機械式連結装置では可能でない。事実、こ
れらの機械式連結装置を用いると、その長さと遊
びにより、計測値は全く不正確であつた。これ
は、単にサーキツトブレーカの突然作動によつて
機械連結にひずみや弾性変形が現われたにすぎな
い場合でも、同様に不正確であつた。

このように、本発明の検出装置によれば、引き
外し命令を送つた後、可動接触子から後退するの
に要する遅延時間（Time delay）の正確な計測
とその記録とが可能になり、可動接触子の速度曲
線（とくにSF６タイプの自動溶断サーキツトブ
レーカの場合に非常に重要）を決定することがで
き、さらに、ストローク端の制動運動が正確に行
われているかどうかをチエツクすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧式差動ジヤツキの軸方向
断面図、第２図は第１図の平面−に沿つた横
方向の拡大断面図。 ２……シリンダ、４……ピストン、６……ピス
トン棒、２０……アキユムレータ、３４……貫通
孔、４４……ケーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダの内周面をシールするパツキングを
   ピストンに設けないタイプの、とくに高圧電気サ
   ーキツトブレーカの制御に用いる油圧式差動ジヤ
   ツキにおいて、 (イ) ピストンのストロークに対応する距離にわた
   つて伸びる複数の貫通孔を、互いに間隔をあけ
   て、シリンダ壁に設け、 (ロ) 各貫通孔の内部には、変位検出器をその感知
   要素をシリンダの内部に向けて収容して、各貫
   通孔の対向面でピストンの通過を感知させ、 (ハ) 前記シリンダ内に高圧が生じても前記シリン
   ダの耐漏洩性を保証するシール手段を、前記検
   出器と前記シリンダ壁との間に設け、 (ニ) 前記検出器の出力線を、シリンダ内のピスト
   ンの位置をチエツクする装置に接続することを
   特徴とする油圧式差動ジヤツキ。 ２ 前記検出器は、ピストンが各貫通孔の前を通
   過する際に、ピストンと物理的に接触しない近接
   検出器であることを特徴とする請求項１記載の油
   圧式差動ジヤツキ。 ３ 前記近接検出器は、300−400バールのオーダ
   ーの高い油圧に耐える誘導性トランスデユーサで
   ある油圧式差動ジヤツキ。