JPS628109Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、しや断器の空気操作装置に関し、さ
らに詳細には、しや断部の投入負荷の変化に対応
して投入操作力を変化させることによりいわゆる
二段モーシヨンを無くすようにしたしや断器の空
気装置に関する。

一般に、しや断部のしや断操作をしや断バネに
よつて行なうとともに、投入操作を圧縮空気によ
つて行なうしや断器においては、その投入負荷は
第１図に示すように、しや断バネの蓄勢と、コン
タクトタツチ以後にしや断バネに加えた圧接バネ
の蓄勢とを必要とするために、傾斜した階段状の
曲線Ａとなる。なお、第１図において、横軸はス
トロークＳ、縦軸は負荷Ｆを示す。

しかし、従来の空気操作装置の投入操作力Ｆ
は、第２図に示すごとく、投入完了時（ストロー
クエンド）における投入負荷と対応できるよう
に、投入開始時から大きく設けられていた。な
お、第２図において、横軸はストロークＳ、縦軸
は投入操作力F′を示す。ここで、コンタクトタ
ツチ直前においては、その投入操作力Ｆの曲線Ｂ
と前述した投入負荷Ｆの曲線Ａとによつて囲まれ
る斜線部分Ｃが、所定の投入速度を得るためのエ
ネルギーに対し余分な投入操作エネルギーとして
加えられるため、ダンパーのごときエネルギー吸
収装置を設け、余分な投入操作エネルギーによつ
て投入速度が早くなり過ぎるのを防止するととも
に、接点における衝撃力を吸収していた。そのた
めに、しや断器の構造が複雑になるとともに、コ
スト高を招いていた。

また、ダンパーのごときエネルギー吸収装置に
よつて吸収される余分な操作エネルギーを除去す
るために、シリンダー内に供給される操作空気の
供給をしぼる空気操作装置を提案されているが、
コンタクトタツチ時にシリンダー内の圧力が上昇
するのに時間がかかるために、空気操作装置の作
動が一旦停止する、いわゆる二段モーシヨンが起
り、投入時間が長く掛りすぎるなどの問題があつ
た。

本考案は、上述した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、投入操作力を投入
負荷に対応して変化させることにより余分な投入
操作力を除去し、ダンパーのごときエネルギー吸
収装置を必要としないしや断器の空気操作装置の
提供にある。

以下図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明
する。

第３図〜第５図に示すのは、本考案に係る空気
操作装置１のしや断状態における断面説明図で、
この空気操作装置１は、しや断バネ（図示省略）
によつてしや断操作されるしや断部（図示省略）
を、圧縮空気を用いてしや断バネを蓄勢しつつ衝
接し、さらに圧接バネ（図示省略）を畜勢しつつ
圧接して投入操作するものである。

空気操作装置１のシリンダ本体２には、比較的
容量の大きい空気室３が穿設されている。空気室
３は、しや断部の投入、しや断操作時に高圧の圧
縮空気が給排気されるもので、底壁に給気口４が
穿設されているとともに、側壁に排気口５が穿設
されている。なお、給気口４は図示省略するが、
コンプレツサーによつて常時高圧の圧縮空気が充
気されているエアータンクと切換弁を介して接続
されるものである。

また、排気口５は、排気弁機構６によつて開閉
動される排気弁７によつて閉塞自在に設けられて
いる。すなわちシリンダー本体２には、排気口５
と連通するとともに、外方に開口した排気孔８を
備えた、排気弁作動機構６の本体ブロツク９がボ
ルトのごとき締結具１０を介して固着されてお
り、この本体ブロツク９に穿設したピストン室１
１には、本体ブロツク９を摺動自在に挿通した連
結ロツド１２を介して、前記排気弁７と連動する
よう連結された排気弁ピストン１３が摺動自在に
嵌装されている。

排気弁ピストン１３は、ピストン室１１を覆う
蓋部材１４に穿設したポート１５を介して、前記
エアタンク（図示省略）から供給される圧縮空気
によつて排気弁７を開作動すべく移動されるとと
もに、ピストン室１１の底部と排気弁ピストン１
３との間に弾装した復帰バネ１６によつて、排気
弁７を閉作動すべく復帰移動されるものである。

前記シリンダ本体２には、空気室３に連設して
第１ピストン室１７が形成されるとともに、第１
ピストン室１７に連接してこの第１ピストン室１
７より大径の第２ピストン室１８が、第３図にお
いて上方に開口して穿設されている。第２ピスト
ン室１８には、シリンダーキヤツプ１９を摺動自
在に挿通するとともに、しや断部と連結された操
作ロツド２０を備えた操作ピストン２１の大径部
２１ａが摺動自在に嵌装されている。なお１９ａ
はシリンダーキヤツプ１９に穿設した孔である。

そして、前記操作ピストン２１には、前記第１
ピストン室１７に摺動自在に嵌装される小径部２
１ｂが一体的に形成されている。そして、この操
作ピストン２１における小径部２１ｂの下部には
円周方向に複数個の連通孔２４が設けられている
とともに、この小径部２１ｂの第１ピストン室１
７に対する嵌合の長さは投入操作開始時からしや
断部のコンタクトタツチが行なわれるまでに操作
ピストン２１が移動する長さより若干長く設けら
れている。したがつて、投入操作すべく移動され
た操作ピストン２１の小径部２１ｂは、コンタク
トタツチ時においても第１ピストン室１７との嵌
合は保持されているとともに、連通孔２４は第２
ピストン室１８の底部１８ａより高い位置にあ
り、この連通孔２４を介して第１ピストン室１７
と第２ピストン室１８が連通される。

また、操作ピストン２１の小径部２１ｂの内部
には、凹部２２が形成されている。

以上の構成によりしや断部を投入操作するに
は、まず、排気弁機構６により排気弁７を作動し
て排気口５を閉止する。次いで、エアタンクより
給気口４を介して高圧の圧縮空気を空気室３に流
入させる。圧縮空気の流入によつて空気室３内の
圧力が高くなると、操作ピストン２１は、しや断
バネを圧縮しながら上昇し、しや断部のコンタク
トタツチ前において、第４図に示すように操作ピ
ストン２１の小径部２１ｂに設けた連通孔２４が
第２ピストン室１８の底部１８ａよりも若干上昇
する。

したがつて、前記連通孔２４を介して空気室３
内の圧縮空気は第２ピストン室１８にも流入し、
操作ピストン２１の大径部２１ａにも作用するの
で受圧面積が増加し、且つ、一見内部容積の増加
によつて内部圧力の低下をきたすかたちとなる
が、空気室３の圧力がその容積の増大により、前
記内部容積の増大分をカバーするように空気室３
の容積が形成されているため、操作ピストン２１
の投入操作力は急速に増大される。

受圧面積の増加によつて投入操作力を増大した
操作ピストン２１は、しや断バネとともに圧接バ
ネを圧縮しつつ上昇し、第５図示の位置に達する
と、しや断部は圧接バネによつて圧接された状態
となつて投入操作が完了する。

前記構成において、操作ピストン２１の小径部
２１ｂと第１ピストン室１７との間には若干のギ
ヤツプＸが生じるが、このギヤツプをゼロにする
ことは製作上不可能である。しかるに、このギヤ
ツプが存在することにより、空気室３内の圧縮空
気は該ギヤツプＸを通り第２ピストン室１８に流
入し、大径部２１ａを押すため、投入操作時に操
作ピストン２１の受圧面積の変化が急激に発生せ
ず、前述の構成によるも二段モーシヨンの防止と
いう点において必ずしも完壁とは云えなかつた。

本考案は前記の欠点を改良したもので、次にそ
れを前記各図面について説明する。すなわち、本
考案においては、シリンダ本体２にバイパス２３
を設けてあるもので、その下端２３ａは空気室３
の手前において給気口４と接続しており、その上
端２３ｂは、コンタクトタツチ直前時において、
上昇しつつある操作ピストン２１の小径部２１ｂ
の下端により開かれる高さ位置において第１ピス
トン室１７に連通可能に設けてある。さらに、前
述の小径部２１ｂと第１ピストン室１７との間の
ギヤツプから第２ピストン室１８へ圧縮空気が流
入するのを防止するため、前記第１ピストン室１
７の内周壁上端部と、バイパス２３の上端２３ｂ
よりも下方に位置する内周壁下部にＯリング等の
シールリング２５，２６を設けてある。

したがつて、前記構成によると、投入操作に際
しシールリング２５，２６により、前記ギヤツプ
から第２ピストン室１８に圧縮空気が流入するお
それがないとともに、コンタクトタツチ直前まで
はバイパス２３の上端２３ｂは操作ピストン２１
の小径部２１ｂに塞がれていて操作ピストン２１
を押上げる力は所定断面の給気口４から空気室３
へ供給される圧縮空気のみであるが、コンタクト
タツチ直前においてバイパス２３の上端２３ｂが
開かれるので、ここからも圧縮空気が第１ピスト
ン室１７に流入し空気室３及び第１ピストン室１
７に流入する圧縮空気の流入口の断面積が拡大
し、流量もそれだけ増大するので、操作ピストン
２１は急速に上昇することができ、大径部２１ａ
による受圧面積の増大による投入操作力の向上と
相俟つて二段モーシヨンの防止作用はより確実な
ものとなる。

以上説明したように、本考案に係る空気操作装
置によると、しや断部のコンタクトタツチ直前に
おいて、操作ピストンが所定の高さ位置まで上昇
することにより、第１ピストン室の圧縮空気が第
２ピストン室に流入するので、しや断部の投入負
荷の増大に対応して投入操作力を増大することが
でき、コンタクトタツチ後に圧接バネなどによつ
て増大する投入負荷の変化に対応することができ
るので、投入操作がいわゆる二段モーシヨンにな
ることはないというすぐれた効果がある。とく
に、本考案では、空気室の手前で給気口から分岐
しているバイパスの上端が操作ピストンの小径部
で塞がれており、コンタクトタツチ直前において
該上端が開かれてここからも第１ピストン室に圧
縮空気が流入するから、コンタクトタツチ時にお
ける操作ピストンによる投入操作力のアツプ率は
向上し、前記二段モーシヨンの防止効果は一層確
実になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なしや断器の投入負荷の変化を
示した説明図、第２図は一般的なしや断器におけ
る投入負荷と従来の空気操作装置の投入操作力と
の関係を示した説明図、第３図〜第５図は本考案
に係る空気操作装置の断面説明図で、第３図はし
や断時の状態、第４図は投入操作過程の状態、第
５図は投入完了時の状態をそれぞれ示すものであ
る。 ２……シリンダ本体、３……空気室、４……給
気口、１７……第１ピストン室、１８……第２ピ
ストン室、２０……操作ロツド、２１……操作ピ
ストン、２１ａ……大径部、２１ｂ……小径部、
２３……バイパス、２３ａ……バイパスの下端、
２３ｂ……バイパスの上端。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダ本体２に、空気室３を穿設するととも
   に、該空気室３に連接して第１ピストン室１７及
   び第１ピストン室１７よりも大径の第２ピストン
   室１８を設け、第２ピストン室１８及び第１ピス
   トン室１７にしや断部と連結した操作ロツド２０
   を備えた操作ピストン２１の大径部２１ａと円筒
   状の小径部２１ｂとを各々嵌装し、前記小径部２
   １ｂに貫通して設けた連通孔２４によつて第１ピ
   ストン室１７と第２ピストン室１８が連通し得る
   ごとく成し、 さらにシリンダ本体２の壁内にバイパス２３を
   設け、該バイパス２３の上端２３ｂを第１ピスト
   ン室１７の内周壁に開口させるとともに、下端２
   ３ａを給気口４に連通させ、操作ピストン２１が
   しや断部投入方向に所定ストローク移動したとき
   前記バイパス２３の上端２３ｂが操作ピストン２
   １の小径部２１ｂの下端から外れて第１ピストン
   室１７と連通するように構成したことを特徴とす
   るしや断器の空気操作装置。