JPS6220122Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はしや断器の液圧操作装置の改良に関す
る。

従来、液圧によりしや断器を操作する時は、開
閉部の接点を開閉する駆動シリンダと駆動ピスト
ンとからなる駆動部と、これを制御する弁装置を
備えている。この液圧による駆動部は例えば２サ
イクルしや断のような極めて高速動作が要求され
る。一般の油圧操作機構では、主弁、増幅弁及び
パイロツト弁からなり、まず電磁石によつてパイ
ロツト弁を作動させて増幅弁を動かし、増幅して
主弁を操作し、駆動ピストンを駆動する。この場
合、電磁石がパイロツト弁を操作するのに数
ms、増幅弁、主弁及び駆動ピストンが動作し接
点のしや断が行れるまでのすべての時間が30ms
といつた極めて短かい時間に動作する。主弁は、
普通は常時、弁体の流入側と背圧部に液体圧力が
かゝり、平衡しており、ばねによつて弁は閉止さ
れている。主弁体の背圧部、すなわちパイロツト
弁室の圧液を大気に開放すると主弁体は平衡を失
ないいつきに開き、高圧液を蓄えたアキユムレー
タから、駆動シリンダに圧液が供給され接点の開
閉が行われる。

従つて、主弁の背圧部、すなわちパイロツト弁
室を大気に開放するパイロツト弁があればよい
が、主弁を瞬時に開閉するためには、パイロツト
弁室の圧液を瞬時に大気に開放する必要があり、
大口径になる。又は、パイロツト弁のみで操作す
る場合には、電磁力が数百Kgも必要になり電磁石
がぼう大なものとなる欠点がある。

また、パイロツト弁１を第１図のように弁体２
の圧力バランスがとれるように形成すると圧縮ば
ね３の力に相当する分だけ操作力ですみ、小さな
電磁石でまかなうことができるが、しや断器が動
作する時は電力系統の事故時が大半であるため、
常時は開閉部の接点は閉じられたまゝである。従
つて、特に駆動部の反ロツド側の圧液の漏れがあ
ると、駆動ピストンが不安定となる。第１図にお
いて、パイロツト弁１の弁体２のくびれた部分に
高圧力がかゝつているので、ポペツト４側はよい
が、スプールランド５側から、漏出して液圧が下
がり、アキユムレータの蓄圧流体を放出してしま
うので、ポンプがその都度起動して蓄圧するとい
う不具合点がある。

本考案は上記の点を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、漏液のない構造の簡単
な信頼性のあるしや断器の液圧操作装置を提供す
ることにある。

以下、本考案を図面に示す一実施例を参照して
説明する。第２図において、開閉装置例えばしや
断器のしや断部１１は固定接点１２と可動接点１
３とからなり、この可動接点１３は絶縁ロツド１
４を介在して連結されるピストンロツド１６を備
えた駆動ピストン１５に連結され、この駆動ピス
トン１５と駆動シリンダ１７によつて駆動部１８
が形成される。

この駆動部１８を駆動操作する操作装置のしや
断系統は弁箱１９中にしや断主弁２０とこの背圧
部２１に圧縮ばね２２を設け、背圧部２１はしや
断パイロツト弁３０によつて大気圧の排圧タンク
５１に連通する排圧路５２をしや閉する。このし
や断パイロツト弁３０はコア６１と電磁コイル６
２とアーマチユア６３とからなるしや断電磁部６
０のアーマチユア６３に連結される。

投入系統は上述と同様に弁箱１９中に投入主弁
２０Ａ、背圧部２１Ａ、圧縮ばね２２Ａ、投入パ
イロツト弁３０Ａが設けられ、この投入パイロツ
ト弁３０Ａは投入電磁部６０Ａと連結される。

アキユムレータ５０から供給される圧液の流路
は、駆動部１８のロツド側に入る流路５３と、投
入主弁２０Ａ及びしや断主弁２０によつてしや閉
される流路５４，５５と、この流路５５は駆動部
１８の反ロツド側に通ずる流路５６を設け、しや
断主弁２０は排圧タンク５１に通じる排圧路５７
をしや閉している。さらにしや断主弁２０には背
圧部２１と流路５６と連通する小孔２３を形成
し、このしや断主弁２０と弁箱１９間に摺動パツ
キング２４が設けられ、また投入主弁２０Ａには
背圧部２１Ａと流路５４と連通する小孔２３Ａが
形成される。

第３図において、しや断主弁２０の背圧部２１
はしや断パイロツト弁３０のポペツト３１によつ
て排圧タンク５１に連通する排圧路５２としや閉
されている。しや断パイロツト弁３０のポペツト
３１はばね支持部材２５との間の圧縮ばね３２に
よつて、常時押圧されており、このポペツト３１
の他端はスプール３３が形成され、このポペツト
３１とスプール３３の間のパイロツト弁空間部３
４は排圧タンク５１と連通する排圧路５２によつ
て開放されている。しや断パイロツト弁３０の中
央に、この背圧部３５としや断主弁２０の背圧部
２１と連通する連通孔３６を形成し、この背圧部
２１は排圧タンク５１と連通する排圧路５８によ
つて開放されている。しや断パイロツト弁３０の
連通孔３６には一端を固定された圧縮ばね３７の
他端に球弁３８が設けられ、しや断パイロツト弁
３０の背圧部３５と常時はしや閉している。この
球弁３８はしや断電磁部６０のアーマチユア６３
と一体の球弁ロツド３９の球弁３８の近傍は、第
３図に示すように球弁３８が閉じているときは排
圧路５８に連通し、球弁３８が開のときは排圧路
５８が閉じられるような切欠き溝４０が形成され
ている。なお、投入主弁２０Ａの投入系統の投入
パイロツト弁３０Ａも上述と同様に構成されてい
る。

次に、本考案の構成による作用について説明す
る。概略は第２図に示すように、まずしや断電磁
部６０がしや断指令により通電されると、しや断
パイロツト弁３０が開になり、しや断主弁２０の
背圧部２１は、パイロツト弁３０の空間部３４を
通つて大気に開放される。従つて、しや断主弁３
０は下方に下り、流路５６を経て、駆動部１１の
反ロツド側は排圧タンク５１に開放される。この
時、駆動部１８のロツド側に流路５３からアキユ
ムレータ５０の圧液が供給されているので、駆動
ピストン１５は急速に下降し、ピストンロツド１
６に連続される可動接点１３を開らき、しや断部
１１をしや断する。

投入の場合には、しや断主弁２０は閉じたまゝ
で、投入主弁２０Ａが開らくので、駆動部１８の
駆動ピストン１５のロツド側、反ロツド側に圧液
が供給されるので、ピストンロツド１６の断面積
に相当する面積に圧力を受け、駆動ピストン１５
は上昇し、可動接点１３は投入される。

さらに第３図において、しや断主弁２０の背圧
部２１は、しや断主弁２０に形成される小孔２３
によつて流路５６と連通している。しや断主弁２
０には摺動パツキング２４が設けられており、背
圧部２１は高液圧が保たれている。ただし、投入
側の投入主弁２０Ａは大気に連通している流路が
ないので摺動パツキングは不要である。

第３図について、再度しや断動作を詳述する
と、しや断指令が発せられ、しや断電磁部６０に
通電されると、アーマチユア６３は吸引され、球
弁ロツド３９は移動する。この際、球弁ロツド３
９の先端は球弁３８を圧縮ばね３７に抗して突上
げる。そこでしや断主弁２０の背圧部２１の圧液
は、連通孔３６を経てパイロツト弁３０の背圧部
３５に流入し、パイロツト弁３０はポペツト３１
側とスプール３３側の端に夫々圧力を受けてバラ
ンスする。従つて圧縮ばね３２の力のみを受ける
が、これに抗して球弁ロツド３９は上昇するの
で、球弁ロツド３９の溝４０が形成された太い部
分でスプール３３の底を押し、しや断パイロツト
弁３０は押し上げられて、ポペツト３１は開ら
き、しや断主弁２０の背圧部２１は流路５２を経
て排圧タンク５１に開放される。そして、バラン
スを失つたしや断主弁２０は下方に下り、開らか
れ、駆動部１８の反ロツド側圧液は開放されるの
で、駆動ピストンは上部から、すなわち反ロツド
側の圧液により急激に下方に動き可動接点１３を
開らきしや断する。

また、第３図及び第４図において、しや断電磁
弁６０が消磁されると、しや断パイロツト弁３０
は圧縮ばね３２に押されて下降する。しや断パイ
ロツト弁３０のスプール３３の背圧部３５の液は
励磁時は球弁ロツド３９が上昇し、切欠き溝４０
がない部分が弁箱１９に接するので密閉され昇圧
する。そして、消磁し、球弁３８が下降するとき
は、球弁ロツド３９は下方に下り、切欠き溝４０
は流路５８を経て排圧タンク５１に開放されるの
で、背圧部３５は大気圧となり、ポペツト３１及
び球弁３８によつて、しや断主弁２０の背圧部２
１は密封される。さらに、この時しや断主弁２０
にあけた小孔２３から圧液は背圧部２１に流入し
ているが、しや断パイロツト弁３０のポペツト３
１のしや閉するポートの方がはるかに大きいの
で、背圧部２１の圧力は下がる。

なお、しや断パイロツト弁３０の弁体をポペツ
ト３１のシート径とスプール３３の径とに差をつ
けると、しや断電磁部６０により球弁３８を突上
げるのみで、弁体の面積差でしや断パイロツト弁
３０を開くようにすると、早くしかも、電磁力を
多く必要としないこと及び電磁力による２段動作
の必要がない利点がある。

さらに、第５図に本考案の他の実施例を示す。
第３図と同一部分は同符号を付した。第５図にお
いて、円錐弁７０を栓のように、パイロツト弁３
０の連通孔３６の連通孔３６にポペツト構成する
と、急速な動きをするしや断パイロツト弁３０が
得られる。その作用は、円錐弁７０は圧縮ばね７
１の力で連通孔３６の断面積に液圧を乗じた力で
打ち勝ち閉止している。しや断電磁部６０によ
り、アーマチユア６３を吸収して円錐弁７０を開
らく。このように円錐弁７１が少し開らくと弁体
は急激に上昇し、自力開弁される。また、円錐弁
７０のストロークは少なくてすむという利点があ
る。

上述した本考案の構成によれば、常時、駆動部
１８の反ロツド側の圧液は、流路５６、背圧部２
１に至り、パツキング２４、ポペツト３１、球弁
３８により閉止され、洩れがない。すなわち、ス
プール３３のように嵌合のみでシールするところ
がないので、洩れを少なくすることができる利点
がある。なお、スプール３３にパツキングを設け
れば、球弁３８は不要となり、背圧部２１と背圧
部３５とを連通するのみでよいが、例えばＯリン
グのようなパツキングは摩擦係数の違いにより、
電磁石により駆動される弁体の動きを悪くする。
すなわち、３相の場合、１相毎にしや断する際
に、夫々に弁を備えているとアンバランスを生
じ、タイミングが合わないため、しや断できない
ということが起るおそれがある。また、パイロツ
ト弁３０の下部の背圧部３５にも圧液が流入する
が、この時は、しや断動作が行なわれる瞬間の間
であり、リークした液をドレーンに戻しておけば
十分である。

次に、このように構成すると電磁石を極めて小
さく、特性のよい電磁石を得やすく、しかも小さ
な電磁力で急速な動作をさせることができる。
今、仮りにポペツト弁のみの直動の場合、ポペツ
ト３１の弁シート径を10mmとすると液圧350Kg／
cm²の場合、300Kgもの電磁力が必要であり、電磁
石がぼう大なものとなる。しかし、これを本考案
のようにバランス形にすると、電磁石は圧縮ばね
の力のみに打ち勝つ力のみでよく、さらに、弁体
のポペツト３１とスプール３３の径を後者の径を
大きく設定することにより、ばねの力を含めてバ
ランスさせることができる。また、球弁３８を突
き上げるに要する力は、弁シート径を例えば２mm
とすると液圧350Kg／cm²の場合、10Kgとなり、こ
のように電磁石を小さく抑えることができる。

以上、説明したように本考案の構成によれば、
配管を減らした弁箱の中に組込み、１段目に操作
する瞬間前に圧力をバランスさせる球弁を開き、
次にパイロツト弁の弁体を開くという２段動作に
することにより、常時は洩れのない、しかもバラ
ンス形で操作力の小さいパイロツト弁を備え、ま
た、弁機構を主弁及びパイロツト弁のみで、増幅
弁を省略できるため、簡単に構成できる、漏液の
ない信頼性のあるしや断器の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図は従来の液圧操作装置の要部を示す断面
図、第２図ないし第４図は夫々本考案の液圧操作
装置の要部を示す断面図、第４図は第３図に示す
−線矢視断面図、第５図は本考案の他の実施
例の要部を示す断面図である。 １１……しや断部、１２……固定接点、１３…
…可動接点、１４……絶縁ロツド、１５……駆動
ピストン、１６……ピストンロツド、１７……駆
動シリンダ、１８……駆動部、１９……弁箱、２
０……しや断主弁、２０Ａ……投入主弁、２１…
…背圧部、２１Ａ……背圧部、２２……圧縮ば
ね、２２Ａ……圧縮ばね、２３……小孔、２４…
…摺動パツキング、２５……圧縮ばね支持部材、
３０……しや断パイロツト弁、３０Ａ……投入パ
イロツト弁、３１……ポペツト、３２……圧縮ば
ね、３３……スプール、３４……空間部、３５…
…背圧部、３６……連通孔、３７……圧縮ばね、
３８……球弁、３９……球弁ロツド、４０……切
欠き溝、５０……アキユムレータ、５１……排圧
タンク、５２，５７，５８……排圧路、５３，５
４，５５，５６……流路、６０……しや断電磁
部、６０Ａ……投入電磁部、７０……円錐弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定接点及び可動接点からなる開閉部と、この
   可動接点を駆動する駆動シリンダ及び駆動ピスト
   ンとからなる駆動部と、この駆動部のロツド側及
   び反ロツド側に圧液を供給するアキユムレータ
   と、この圧液をしや閉する投入主弁と、この投入
   主弁の背圧部と排圧タンクとの間をしや閉する投
   入パイロツト弁とからなる投入弁系統と、前記駆
   動部のロツド側の圧液と前記排圧タンク間をしや
   閉するしや断主弁と、このしや断主弁の背圧部と
   前記排圧タンク間をしや閉するしや断パイロツト
   弁からなるしや断弁系統とを設け、前記投入弁系
   統及び前記しや断弁系統を弁箱中に組込み、前記
   夫々のパイロツト弁は夫々の背圧部と排圧タンク
   間の圧液をしや閉するポペツトとスプールとから
   なり、これらを貫通する連通孔のスプール側に圧
   液をしや閉する球弁と、この球弁を押圧して開く
   プランジヤと、このプランジヤを動作させる電磁
   部とから形成されることを特徴とする液圧操作装
   置。