JP4249281B2 - 液圧操作装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮断器の開路および閉路動作を行うための駆動源として使用される液圧操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力需要の増大により、送電系統の大容量化ならびに超々高圧化などが実現されている。そのため、送電系統に設けられる遮断器の性能向上はめざましいものがある一方で、性能向上に対する要求も大きい。最近では、ＳＦ6 ガス絶縁方式によるガス遮断器が主流であり、その駆動源として気体や液体などの流体を利用したガス遮断器が存在している。
【０００３】
このうち、気体（圧縮空気）を利用したガス遮断器においては、送電系統の大容量化や超々高圧化に伴い、駆動力が著しく大きくなって空気圧シリンダや空気タンクなどの設備が大型化するという欠点がある。また、操作時の給排気音が大きいため、消音装置も必要になる。
【０００４】
一方、液体を利用した液圧操作装置は、空気に比べて高圧・大出力化が容易であるため、小型化が可能である。また、操作時の騒音を著しく軽減させることができると共に、液体の非圧縮性により応答性が優れているなどの利点を有する。そのため、遮断器の駆動源として、このような液圧操作装置の一層の性能向上が期待されている。
【０００５】
このような遮断器の駆動源として使用する従来の液圧操作装置の一例を図１１に示す。この図１１において、遮断器の開閉部１は、例えば固定電極２と可動電極３からなり、可動電極３は、液圧操作装置１０に接続されている。ここで、液圧操作装置１０は、可動電極３を駆動する駆動部２０、作動液を制御する液圧制御部３０、駆動部２０への高圧作動液を常時蓄積するアキュムレータ（蓄圧装置）４０、高圧作動液を発生するポンプユニット５０等から構成されている。各部の構成の詳細は次の通りである。
【０００６】
まず、駆動部２０は、駆動シリンダ２１と、この駆動シリンダ２１内に挿入された駆動ピストン２２、および駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３を備えており、駆動シリンダ２１本体端部における駆動ロッド２３の貫通部には、液圧をシールするロッドシール部２１ａが設けられている。ここで、駆動シリンダ２１内には、駆動ピストン２２の両側、すなわち、駆動ロッド２３側とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されており、駆動ピストン２２の周囲には、第１および第２の液室２４，２５間の液圧をシールするシール部２２ａが設けられている。
【０００７】
そして、第２の液室２５内には、開路動作終了時に駆動ピストン２２を制動するために、駆動ピストン２２の端部に突出するダンパ部２６と、このダンパ部２６の動作によって作動液を昇圧するダンパ室２５ａとが設けられている。ここで、ダンパ室２５ａを形成する隔壁には、ダンパ部２６を挿入するオリフィス２５ｂが設けられている。なお、ダンパ部２６は、例えば、円筒や、円錐、曲面などにより構成される所定の形状の突出部であり、オリフィス２５ｂは、ダンパ部２６の最大直径よりわずかに大きい直径を持つ穴である。
【０００８】
より詳細に、ダンパ室２５ａの作用は次の通りである。すなわち、開路動作終了時にダンパ部２６がオリフィス２５ｂに挿入されるに従い、ダンパ室２５ａ内の圧液は、徐々にダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間隙を通って排出されるが、排出量が少ないと、ダンパ室２５ａ内で圧縮されることになる。これにより、ダンパ室２５ａ内の圧力が上昇し、駆動ピストン２２に制動力が働くため、駆動ピストン２２は停止することになる。
【０００９】
なお、第１の液室２４には高圧配管を経てアキュムレータ４０が接続されており、第２の液室２５には液圧制御部３０が接続されている。この液圧制御部３０は、管路３３を介して第１の液室２４とも接続されている。ここで、液圧制御部３０は、作動液を制御する切換弁３１と、この切換弁３１を液圧で駆動するための電磁弁３２を備えている。
【００１０】
また、アキュムレータ４０としては、一般的に可動式の隔壁で分離した容器内に高圧の窒素ガス４０ａを充填し、ガスの圧縮エネルギ−を利用して作動液を高圧に保持するものが利用されている。このアキュムレータ４０には、高圧作動液を供給するポンプユニット５０が、ポンプ配管を介して接続されている。このポンプユニット５０としては、一般的に、高圧作動液を発生するポンプ５１や電動機などを低圧タンク５２内に一体収納したものが利用されている。ここで、低圧タンク５２は、液圧制御部３０から排出される作動液を回収し、低圧の作動液を所定量蓄積するために設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の液圧操作装置においては、近年の送電系統の大容量化ならびに超々高圧化などの実現に向けて、次のような問題点が生じている。
【００１２】
一般に、送電系統の大容量化ならびに超々高圧化が進むとともに、ガス遮断器の接点部を開閉する液圧操作装置には、操作力の大容量化、高速化が求められるようになる。この場合、液圧操作装置は、駆動ピストンの径を大きくしたり、液圧操作装置のシステム圧力を上げて対応することになり、操作エネルギーの増大につながる。
【００１３】
そして、このような操作エネルギーの増大は、遮断器の開閉動作、特に、開路動作終了時の制動力に大きく影響する。例えば、図１１に示す液圧操作装置において、操作エネルギーが増大すると、より大きな制動力の発生が必要となり、制動力を大きくするためにダンパ室２５ａの圧力上昇を大きくする必要が生じる。しかし、ダンパ室２５ａは、駆動ピストン２２の周囲に設けられた液室間の液室シール用のシール部２２ａと隣接しているため、制動のためにダンパ室２５ａの圧力上昇を大きくしすぎると、ダンパ室２５ａに隣接するシール部２２ａに過大な圧力が加わり、このシール部２２ａの損傷を招く恐れがある。
【００１４】
また、開路動作の開始時点は、遮断器の遮断能力に大きく影響するため、高い遮断能力を確保するためには、より早く動作を開始することが望ましい。さらに、閉路動作についても、正確なタイミングで動作を開始することが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、小型・簡素な構造で動作信頼性および耐久性に優れた液圧操作装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明においては、ダンパ室周辺の構成を改良することにより、制動時にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ピストン周囲に配置されたシール部に過大な圧力が加わることを防止するようにしたものである。
【００１７】
すなわち、本発明の液圧操作装置はまず、次のような駆動部、液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンク部を有する。ここで、駆動部は、駆動シリンダと、その内部を摺動可能に設けられた駆動ピストンと、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッドを備え、駆動シリンダ内における駆動ピストンの駆動ロッド側とその反対側に第１と第２の液室がそれぞれ形成される。この駆動部は、駆動ピストンの動作に応じて遮断器の開閉部をそれぞれ閉路または開路させるように構成される。また、液圧制御部は、駆動シリンダ内の第２の液室に対して作動流体の供給および排出の選択により液圧制御を行うように構成される。そして、アキュムレータは、駆動シリンダ内の第１の液室に対して供給される作動流体の圧力を保持するように構成され、ポンプは、作動流体を昇圧して得た高圧作動流体を前記アキュムレータに対して供給するように構成される。さらに、低圧タンク部は、第２の液室から排出した作動流体を回収すると共に昇圧前の低圧作動流体を蓄積するために設けられる。
【００１８】
請求項１記載の発明は、以上のような基本的な液圧操作装置において、次のような特徴を有する。まず、第２の液室内には、開路動作終了時の制動のために、駆動ピストンから突出するダンパ部が設けられると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられる。そして、駆動ピストンには、その周囲における液圧シール用のシール部の第２の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動ピストン内部を貫通して第２の液室に至る液道が設けられる。
【００２８】
この構成によれば、駆動ピストン周囲のシール部とダンパ室との間に圧力封止リングを設けたことにより、開路動作終了時の制動の際にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ピストン周囲のシール部に過大な圧力が直接加わることはない。すなわち、ダンパ室にダンパ部が挿入される場合には、その挿入容積分の液を挿入穴とダンパ部との間隙から排出しながらダンパ室内に圧力上昇が発生し、駆動ピストン動作を制動することになるが、この場合、昇圧した作動流体の大部分については、圧力封止リングによってブロックすることができる。また、昇圧した作動流体の一部は、圧力封止リングを通過してしまうが、このように圧力封止リングから漏れた作動流体については、圧力封止リングとシール部との間を起点とする液道を介して第２の液室に排出することができる。そのため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動部に、開路動作終了時の制動の際にダンパ室が予め設定された圧力値以上に昇圧した場合にこのダンパ室から作動流体を流出させる流出路が設けられたことを特徴としている。
【００３０】
この構成によれば、開路動作終了時において、ダンパ室内に一定以上の急激な圧力上昇が発生した場合には、流出路によってダンパ室から作動流体を流出させることができるため、圧力上昇による一定以上の急激な制動力の発生を防止することができ、安定した制動力が得られる。このことからまた、駆動ピストン周囲のシール部がダンパ室に隣接している場合でも、シール部に過大な圧力が直接加わることはないため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００３１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動部に、閉路動作時に第２の液室内に作動流体を流入させる流入路が設けられ、この流入路が、開路動作終了時にダンパ室の圧力が連通する部分の圧力より高くなった場合に閉止するように構成されたことを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、駆動部に設けた流入路によって、閉路動作開始時におけるダンパ室内への高圧の作動流体の供給を向上でき、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。また、開路動作終了時には、ダンパ室の圧力が連通する管路や液室より高くなって流入路が閉止することにより、十分なダンパ室の圧力上昇が得られるため、制動力が低下することはない。
【００３３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動ロッドに、閉路状態の位置を決定するストッパが設けられたことを特徴としている。
【００３４】
この構成によれば、開路動作終了時の制動による衝撃を、駆動部の開閉接点側で受けることとなり、駆動シリンダにおける駆動ロッド貫通部付近の僅かなスペースで、十分な強度が得られる構造を取りやすくなる。また、駆動ピストンのダンパ部の先端面がダンパ室の端部に密着しないことから、閉路動作時には駆動ピストン背部全体に作動流体が流入しやすくなり、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。
【００３５】
請求項５記載の発明は、前述したような基本的な液圧操作装置において、次のような特徴を有する。まず、第１の液室内には、閉路動作終了時の制動のために、駆動ピストンの先端部がダンパ部として形成されると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられる。そして、第１の液室とダンパ室とを区切る可動の隔壁部材が設けられ、この隔壁部材に挿入穴が設けられると共に、この隔壁部材をダンパ室の容積が最大となる側に付勢するバネが設けられる。さらに、駆動シリンダには、その本体端部の駆動ロッド貫通部における液圧シール用のシール部の第１の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動シリンダ本体内部を貫通して第１の液室を含む高圧側の部分に至る液道が設けられる。
【００３６】
この構成によれば、開路動作開始時において駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。すなわち、第１の液室とダンパ室とが固定の隔壁で単に区切られていると、開路動作開始直後に駆動ピストンが動作を開始する際には、駆動ピストンの第１の液室側からダンパ部が抜けるにつれてダンパ室の容積が大きくなるため、ダンパ室内の圧力が低下することになる。これに対して、請求項５記載のように、可動の隔壁部材を設けることにより、ダンパ部の抜けに伴い、ダンパ室容積が小さくなる方向に隔壁部材を動作させることができる。そのため、開路動作開始時にはダンパ部をダンパ室から早く抜くことができ、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。また、閉路動作終了時の制動時には、ダンパ室内の圧力が上昇するため、駆動ピストンに制動力が働くと同時に隔壁部材はダンパ室の容積が最大となる位置に保持される。
【００３８】
また、駆動シリンダ本体端部における駆動ロッド貫通部のシール部と第１の液室との間に圧力封止リングを設けたことにより、閉路動作終了時の制動の際にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ロッド部の液圧をシールするシール部に過大な圧力が直接加わることはない。すなわち、ダンパ室にダンパ部が挿入される場合には、その挿入容積分の液を挿入穴とダンパ部との間隙から排出しながらダンパ室内に圧力上昇が発生し、駆動ピストン動作を制動することになるが、この場合、昇圧した作動流体の大部分については、圧力封止リングによってブロックすることができる。また、昇圧した作動流体の一部は、圧力封止リングを通過してしまうが、このように圧力封止リングから漏れた作動流体については、圧力封止リングとシール部との間を起点とする液道を介して高圧側の部分に排出することができる。そのため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
［１．第１の実施の形態］
以下には、本発明による液圧操作装置を実施する場合の代表的な形態を、図１を参照して説明する。この図１は、液圧操作装置の一つの形態を示す構成図である。
【００４０】
［１−１．液圧操作装置の構成］
図１に示すように、遮断器の開閉部１は、固定電極２と可動電極３から構成されており、可動電極３は、液圧操作装置１０に接続されている。なお、この開閉部１の構成は一例にすぎず、対向する２つの電極が相対的に運動する構成でも構わない。液圧操作装置１０は、可動電極３を駆動する駆動部２０、作動液を制御する液圧制御部３０、駆動部２０への高圧作動液を常時蓄積するアキュムレータ４０、高圧作動液を供給するポンプユニット５０等から構成されている。これらの構成要素のうち、液圧制御部３０、アキュムレータ４０、およびポンプユニット５０については、図１１に示した従来技術と同様に構成されているため、以下には、本発明に係る駆動部２０の構成の特徴について説明する。
【００４１】
まず、駆動部２０は、駆動シリンダ２１と、この駆動シリンダ２１内に挿入された駆動ピストン２２、および駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３を備えており、駆動シリンダ２１端部における駆動ロッド２３の貫通部には、液圧をシールするロッドシール部２１ａが設けられている。ここで、駆動シリンダ２１内には、駆動ピストン２２の両側、すなわち、駆動ロッド２３側とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されており、駆動ピストン２２の周囲には、第１および第２の液室２４，２５間の液圧をシールするシール部２２ａが設けられている。
【００４２】
そして、第２の液室２５内には、開路動作終了時に駆動ピストン２２を制動するために、駆動ピストン２２の端部に突出するダンパ部２６と、このダンパ部２６の動作によって作動液を昇圧するダンパ室２５ａとが設けられており、ダンパ室２５ａを形成する隔壁には、ダンパ部２６を挿入するオリフィス２５ｂが設けられている。なお、ダンパ部２６は、例えば、円筒や、円錐、曲面などにより構成される所定の形状の突出部であり、オリフィス２５ｂは、ダンパ部２６の最大直径よりわずかに大きい直径を持つ穴である。
【００４３】
ここで、ダンパ室２５ａは、液室２４，２５間の液圧シールを行うシール部２２ａと隣接する位置ではなく、このシール部２２ａから離れた位置である駆動シリンダ２１内の端部位置に配置されている。また、ダンパ部２６の先端面には、ダンパ部２６の直径より小さい円筒状または円錐状の凸部２６ａが設けられている。
【００４４】
なお、第１の液室２４には高圧配管を経てアキュムレータ４０が接続されており、第２の液室２５には液圧制御部３０が接続されている。この液圧制御部３０は、管路３３を介して第１の液室２４とも接続されている。
【００４５】
［１−２．液圧操作装置の作用］
以上のような構成を有する本形態の液圧操作装置の作用は次の通りである。なお、図１は、開閉部１の開路動作の途中状態を示している。
【００４６】
まず、図１に示すような開路動作時においては、アキュムレータ４０が、窒素ガス４０ａの圧縮性を利用してポンプ５１によって蓄液、蓄圧されており、駆動ピストン２２の第１の液室２４側の面にはアキュムレータ４０からの高圧作動液が常時作用している。開閉動作は、液圧制御部３０の電磁弁３２の励磁により、切換弁３１が動作し、第２の液室２５内に高圧作動液を供給するか、もしくは、第２の液室２５内の高圧作動液を低圧タンク５２に排出することにより行われる。一般的には、高圧作動液を供給することにより閉路動作が行われ、高圧作動液を排出することにより開路動作が行われる。
【００４７】
そして、開路動作終了時の制動は、次のようにして行われる。すなわち、開路動作終了時において、駆動ピストン２２が移動するにつれ、その端部に設けられたダンパ部２６がオリフィス２５ｂに挿入され、このダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間のわずかな間隙を残してダンパ室２５ａが閉塞状態となり、ダンパ部２６によって圧縮される。これにより、ダンパ室２５ａ内の作動液が排出されにくくなってその圧力が上昇し、制動力が発生して開路動作速度を低下させ、制動が働く。このような制動の際にダンパ室２５ａの圧力上昇が大きくなった場合でも、ダンパ室２５ａとシール部２２ａとが隣接していないため、ダンパ室２５ａの圧力の上昇分が過大な圧力としてシール部２２ａに直接加わることはない。そのため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を防止することができる。
【００４８】
なお、遮断器の開路状態では、第２の液室２５側の圧力がほぼ大気圧に等しくなるため、第１の液室２４との圧力差により開路状態が保持される。これに対して、閉路状態では、第２の液室２５側と第１の液室２４側の圧力が等しくなるため、受圧面積差により閉路状態が保持される。
【００４９】
さらに、本形態の装置においては、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、閉路動作開始時において駆動ピストン２２の動作を良好に開始できるという作用も得られる。すなわち、ダンパ部２６の先端面が単なる平面であると、遮断器の開路状態においてダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合に、閉路動作開始時にこの密着部に作動液が侵入するまでの間、密着上体を解除することができず、動作開始のタイミングが遅れる可能性がある。これに対して、本形態の装置においては、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、密着面積を小さくすると共に、閉路動作開始時には、密着隙間内に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。
【００５０】
［１−３．液圧操作装置の効果］
以上のように、本形態の液圧操作装置によれば、駆動ピストン２６周囲のシール部２２ａとダンパ室２５ａとの位置関係により、開路動作終了時の制動の際にダンパ室２５ａの圧力上昇が大きくなった場合でも、シール部２２ａに過大な圧力が直接加わることはないため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を確実に防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。
【００５１】
また、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、ダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合でも、閉路動作開始時には、ダンパ部２６の先端部に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、閉路動作時の動作信頼性を向上できる。
【００５２】
［２．第２の実施の形態］
図２は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、ダンパ部２６の先端面の形状のみを変更したものである。すなわち、図２に示すように、本形態の液圧操作装置において、ダンパ部２６の先端面には、凸部２６ａの代わりに、一本もしくは複数本のスリット２６ｂが設けられている。そして、この部分以外の構成は、前記第１の実施の形態と全く同様とされている。
【００５３】
この構成によれば、前記第１の実施の形態と同様に、ダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合でも、閉路動作開始時には、ダンパ部２６の先端部に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。なお、スリット以外の任意の形状の凹部を設けても、同等の効果が得られるものである。
【００５４】
［３．第３の実施の形態］
図３は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、ダンパ部２６の構成のみを変更したものである。すなわち、図３に示すように、本形態の液圧操作装置において、駆動ピストン２２のダンパ部２６内には、絞り流路２６ｃが設けられている。
【００５５】
この構成によれば、開路動作終了時の制動の際、ダンパ室２５ａ内の高圧作動液が、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間隙からのみでなく、絞り流路２６ｃからも排出される。この場合、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間の間隙より、絞り流路２６ｃの方が、精度良く流路面積調整が可能である。すなわち、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間の間隙に比べて、絞り流路２６ｃの加工精度を向上させることは容易であり、寸法管理も行いやすい。そのため、この絞り流路２６ｃの絞りを調整して開路動作時の制動のためのダンパ室内の圧力上昇量を高い精度で微調整することができ、高い精度で目標の制動特性を得ることができる。したがって、開路動作時の動作信頼性をより向上できる。
【００５６】
［４．第４の実施の形態］
図４は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、第２の液室２５とダンパ室２５ａとを区切る隔壁を、円筒状のブッシュ（隔壁部材）２５ｃによって可動に構成したことを特徴としている。このブッシュ２５ｃは、挿入穴２５ｂを含む隔壁部と、駆動シリンダ２１の内周を摺動する円筒部とから形成されており、バネ２５ｄによって、ダンパ室２５ａの容積が最大となる側に付勢されている。
【００５７】
この構成によれば、開路動作終了時の制動時には、ダンパ室２５ａ内の圧力が上昇するため、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａの容積が最大となる初期位置に保持される。また、閉路動作開始時には、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。すなわち、閉路動作開始直後には、ダンパ部２６の抜けに伴い、ダンパ室２５ａ内の容積が増大し、ダンパ室２５ａ内の圧力が低下するため、ダンパ室２５ａ内の容積が小さくなる方向にブッシュ２５ｃが移動する。その結果、ダンパ室２５ａ内の圧力降下が抑制され、駆動ピストン２２がダンパ室２５ａから抜けやすくなる。そのため、閉路動作開始時には、ダンパ部２６をダンパ室２５ａから早く抜くことができ、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。
【００５８】
以下には、このような可動のブッシュ２５ｃの作用についてより詳細に説明する。
まず、開路動作終了時に、ダンパ部２６がブッシュ２５ｃの挿入穴２５ｂに挿入される際には、ダンパ部２６の外径と挿入穴２５ｂとの間に設定された隙間からダンパ部２６の挿入された体積に等しい作動液を排出することになるが、この部分の隙間の設定でダンパ室２５ａの内部圧力が上昇し、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａの容積が最大となる初期位置に維持される。
【００５９】
一方、閉路動作時において開路動作と逆方向に駆動ピストン２２を駆動する際には、ダンパ室２５ａからのダンパ部２６の抜出し量に相当する容積を補うだけの作動液をダンパ室２５ａ内に供給する必要があるが、隙間の設定の関係から液流が絞られるため、ダンパ室２５ａ内に圧力降下が生じ、この圧力降下によりブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａ内へ向かって移動する。この結果として、ダンパ室２５ａ内の圧力降下が少なくなり、制動力を低減でき、駆動ピストン２２の動作速度を向上できる。
【００６０】
仮に、ダンパ室２５ａにこのブッシュ２５ｃのような可動部がなければ、ー色動作開始直後に駆動ピストン２２が動作すると、そのダンパ部２６の先端部が抜けるにつれてダンパ室２５ａの容積が大きくなるため、ダンパ室２５ａ内の圧力が低下し、制動力が働くことになる。本形態は、この圧力降下を防ぐために、ダンパ室２５ａの容積が小さくなる方向にブッシュ２５ｃが移動するように構成したものである。
【００６１】
そして、このような構成により、前述したように、閉路動作開始時には、駆動ピストン２２のダンパ部２６がダンパ室２５ａから早く抜けるようになり、また、動きに伴う制動力の発生もなくなるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始できるのである。したがって、閉路動作時の動作信頼性をより向上できる。
【００６２】
［５．第５の実施の形態］
図５は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動部２０に、閉路動作時のみにダンパ室２５ａに作動液を供給する流入路２７ａが設けられたものである。この流入路２７ａは、開路動作終了時にダンパ室の圧力が連通する部分の圧力より高くなった場合に閉止するようになっている。
【００６３】
この構成によれば、流入路２７ａによって、閉路動作開始時におけるダンパ室内への高圧の作動液の供給を向上でき、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。また、開路動作終了時には、ダンパ室２５ａの圧力が連通する管路や液室より高くなって流入路が閉止することにより、ダンパ室２５ａを十分に圧力上昇させることができるため、制動力が低下することはない。したがって、閉路動作時の動作信頼性をより向上できる。なお、この構造は、図１１に示すような、駆動ピストン２２のシール部２２ａとダンパ室２５ａとを隣接させた構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００６４】
［６．第６の実施の形態］
図６は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動ロッド２３に、閉路状態の位置を決定するストッパ２３ａが設けられたものである。
【００６５】
この構成によれば、開路動作終了時の制動による衝撃を、駆動部２０の開閉接点側で受けることとなり、駆動シリンダ２１における駆動ロッド２３貫通部付近の僅かなスペースで、十分な強度が得られる構造を取りやすくなる。また、駆動ピストン２２のダンパ部の先端面がダンパ室２５ａの端部に密着しないため、閉路動作開始時には駆動ピストン２２の背部全体に作動液が流入しやすくなり、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、動作信頼性と耐久性をより向上できる。なお、この構造は、図１１に示すような、駆動ピストン２２のシール部２２ａとダンパ室２５ａとを隣接させた構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００６６】
［７．第７の実施の形態］
図７は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００６７】
この図７に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、図１１に示す従来の一般的な構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。そして、駆動ピストン２２の周囲におけるシール部２２ａの第２の液室２５側には、圧力封止リング２２ｂが設けられている。さらに、圧力封止リング２２ｂとシール部２２ａとの間を起点とし、駆動ピストン２２内部を貫通して第２の液室２５に至る液道２２ｃが設けられている。より詳細には、液道２２ｃは、駆動ピストン２２とダンパ部２６の内部を貫通してダンパ部２６の先端面に開口している。
【００６８】
この構成によれば、開路動作終了時の制動の際に、ダンパ室２５ａにダンパ部２６が挿入される場合に、昇圧した作動液の大部分を、圧力封止リング２２ｂによってブロックすることができる。また、昇圧した作動液の一部は、圧力封止リング２２ｂを通過してしまうが、このように圧力封止リング２２ｂから漏れた作動流体については、圧力封止リング２２ｂとシール部２２ａとの間を起点とする液道２２ｃを介して第２の液室２５に排出することができる。そのため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を確実に防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。
【００６９】
［８．第８の実施の形態］
図８は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００７０】
この図８に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、前記第７の実施の形態および図１１に示す従来の構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。そして、駆動部２０には、開路動作終了時の制動の際にダンパ室２５ａの圧力が予め設定された圧力値以上に過度に昇圧した場合にこのダンパ室２５ａから作動液を排出する流出路２７ｂが設けられている。
【００７１】
この構成によれば、開路動作終了時において、ダンパ室２５ａ内に過度の急激な圧力上昇が発生した場合に、流出路２７ｂによってダンパ室２５ａから作動液を排出することができるため、一定以上の急激な圧力上昇を抑制して急激かつ過大な制動力の発生を防止することができ、安定した制動力が得られる。このことからまた、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａに過大な圧力が直接加わることがないため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。なお、この構造は、前記第１〜第６の実施の形態のような、駆動ピストン２２のシール部２２ａをダンパ室２５ａと隣接しない位置に配置した構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００７２】
［９．第９の実施の形態］
図９は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００７３】
この図９に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、前記第７、第８の実施の形態および図１１に示す従来の構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。
【００７４】
そして、本形態においては、閉路動作終了時の制動のために、第１の液室２４内にダンパ室２４ａが設けられている。このダンパ室２４ａ用のダンパ部２２ｄは、駆動ピストン２２の駆動ロッド２３側の先端部がダンパ部として形成されたものである。また、第１の液室２４とダンパ室２４ａとを区切る隔壁は、挿入孔２４ｂを含む円筒状のブッシュ（隔壁部材）２４ｃによって可動に構成されている。このブッシュ２４ｃは、前記第４の実施の形態において、第２の液室２５側で使用したブッシュ２５ｃと同様に、挿入穴２４ｂを含む隔壁部と、駆動シリンダ２１の内周を摺動する円筒部とから形成されており、バネ２４ｄによって、ダンパ室２４ａの容積が最大となる側に付勢されている。
【００７５】
この構成によれば、閉路動作終了時の制動時には、ダンパ室２４ａ内の圧力が上昇するため、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２４ｃはダンパ室２４ａの容積が最大となる初期位置に保持される。また、開路動作開始時には、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。すなわち、開路動作開始直後には、ダンパ部２２ｄの抜けに伴い、ダンパ室２４ａ内の容積が増大し、ダンパ室２４ａ内の圧力が低下するため、ダンパ室２４ａ内の容積が小さくなる方向にブッシュ２８が移動する。その結果、ダンパ室２４ａ内の圧力降下が抑制され、駆動ピストン２２がダンパ室２４ａから抜けやすくなる。そのため、開路動作開始時には、ダンパ部２２ｄをダンパ室２４ａから早く抜くことができ、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、開路動作時の動作信頼性を向上できる。
【００７６】
［１０．第１０の実施の形態］
図１０は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第９の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動シリンダ２１本体端部の駆動ロッド貫通部におけるロッドシール部２１ａの第１の液室２４側には、圧力封止リング２１ｂが設けられている。さらに、圧力封止リング２１ｂとロッドシール部２１ａとの間を起点とし、駆動シリンダ２１本体内部を貫通して管路３３に連通する液道２１ｃが設けられている。
【００７７】
この構成によれば、閉路動作終了時の制動の際に、ダンパ室２４ａにダンパ部２２ｄが挿入される場合に、昇圧した作動液の大部分を、圧力封止リング２１ｂによってブロックすることができる。また、昇圧した作動液の一部は、圧力封止リング２１ｂを通過してしまうが、このように圧力封止リング２１ｂから漏れた作動流体については、圧力封止リング２１ｂとロッドシール部２１ａとの間を起点とする液道２１ｃを介して管路３３に排出することができる。そのため、ロッドシール部２１ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するロッドシール部２１ａの損傷を確実に防止することができ、したがって、閉路動作時の動作信頼性および耐久性をより向上できる。なお、この形態の変形例として、液道２１ｃを、他の高圧側の部分、すなわち、第１の液室２４や、アキュムレータ４０、ポンプ５０を連結する配管等と連通する構造としても、同等の効果が得られるものである。
【００７８】
［１１．他の実施の形態］
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な形態を実施可能である。例えば、前記１〜１０の実施の形態を適宜組み合わせること等も可能である。具体的には、可変のダンパ室として、第４の実施の形態におけるダンパ室２５ａ、ブッシュ２５ｃ、およびバネ２５ｄからなる構造と、第９、第１０の実施の形態におけるダンパ室２４ａ、ブッシュ２４ｃ、およびバネ２４ｄからなる構造の両方を、同一の液圧操作装置内に組み込むことにより、開路動作時と閉路動作時の両方で制動性および動作開始時の始動性を向上させ得ることは明白であり、本発明の範囲内である。さらに、駆動シリンダ、駆動ピストン、駆動ロッド、液室、液道、ダンパ室、ダンパ部、隔壁部材等の各部の具体的な形状や寸法は適宜選択可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液圧操作装置の駆動部において、開路動作終了時の制動用のダンパ室を駆動ピストン周囲のシール部から離れた位置に配置したり、シール部の近傍に圧力封止リングを設けたり、ダンパ室から作動液を流出させる流出路を設けること等により、シール部の損傷を防止できるため、小型・簡素な構造で動作信頼性および耐久性に優れた液圧操作装置を提供することができる。
【００８０】
また、開路動作終了時の制動用のダンパ室を可変に構成したり、ダンパ部の先端面の形状を工夫したり、ダンパ室内に作動液を供給する流入路を設けること等により、閉路動作開始時の始動性を向上させることができる。さらに、閉路動作終了時の制動のために駆動ロッド側に可変のダンパ室を設けることにより、開路動作開始時の始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液圧操作装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明による液圧操作装置の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明による液圧操作装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明による液圧操作装置の第４の実施の形態を示す構成図である。
【図５】本発明による液圧操作装置の第５の実施の形態を示す構成図である。
【図６】本発明による液圧操作装置の第６の実施の形態を示す構成図である。
【図７】本発明による液圧操作装置の第７の実施の形態を示す構成図である。
【図８】本発明による液圧操作装置の第８の実施の形態を示す構成図である。
【図９】本発明による液圧操作装置の第９の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】本発明による液圧操作装置の第１０の実施の形態を示す構成図である。
【図１１】従来の液圧操作装置の一般的な形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…開閉部
２…固定電極
３…可動電極
１０…液圧操作装置
２０…駆動部
２１…駆動シリンダ
２１ａ…ロッドシール部
２１ｂ，２２ｂ…圧力封止リング
２１ｃ…液道
２２…駆動ピストン
２２ａ…シール部
２２ｃ…液道
２２ｄ…ダンパ部
２３…駆動ロッド
２３ａ…ストッパ
２４…第１の液室
２４ａ，２５ａ…ダンパ室
２４ｂ，２５ｂ…オリフィス
２４ｃ，２５ｃ…ブッシュ
２４ｄ，２５ｄ…バネ
２５…第２の液室
２６…ダンパ部
２６ａ…凸部
２６ｂ…スリット
２６ｃ…絞り流路
２７ａ…流入路
２７ｂ…流出路
３０…液圧制御部
３１…切換弁
３２…電磁弁
３３…管路
４０…アキュムレータ
４０ａ…窒素ガス
５０…ポンプユニット
５１…ポンプ
５２…低圧タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮断器の開路および閉路動作を行うための駆動源として使用される液圧操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力需要の増大により、送電系統の大容量化ならびに超々高圧化などが実現されている。そのため、送電系統に設けられる遮断器の性能向上はめざましいものがある一方で、性能向上に対する要求も大きい。最近では、ＳＦ6 ガス絶縁方式によるガス遮断器が主流であり、その駆動源として気体や液体などの流体を利用したガス遮断器が存在している。
【０００３】
このうち、気体（圧縮空気）を利用したガス遮断器においては、送電系統の大容量化や超々高圧化に伴い、駆動力が著しく大きくなって空気圧シリンダや空気タンクなどの設備が大型化するという欠点がある。また、操作時の給排気音が大きいため、消音装置も必要になる。
【０００４】
一方、液体を利用した液圧操作装置は、空気に比べて高圧・大出力化が容易であるため、小型化が可能である。また、操作時の騒音を著しく軽減させることができると共に、液体の非圧縮性により応答性が優れているなどの利点を有する。そのため、遮断器の駆動源として、このような液圧操作装置の一層の性能向上が期待されている。
【０００５】
このような遮断器の駆動源として使用する従来の液圧操作装置の一例を図１１に示す。この図１１において、遮断器の開閉部１は、例えば固定電極２と可動電極３からなり、可動電極３は、液圧操作装置１０に接続されている。ここで、液圧操作装置１０は、可動電極３を駆動する駆動部２０、作動液を制御する液圧制御部３０、駆動部２０への高圧作動液を常時蓄積するアキュムレータ（蓄圧装置）４０、高圧作動液を発生するポンプユニット５０等から構成されている。各部の構成の詳細は次の通りである。
【０００６】
まず、駆動部２０は、駆動シリンダ２１と、この駆動シリンダ２１内に挿入された駆動ピストン２２、および駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３を備えており、駆動シリンダ２１本体端部における駆動ロッド２３の貫通部には、液圧をシールするロッドシール部２１ａが設けられている。ここで、駆動シリンダ２１内には、駆動ピストン２２の両側、すなわち、駆動ロッド２３側とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されており、駆動ピストン２２の周囲には、第１および第２の液室２４，２５間の液圧をシールするシール部２２ａが設けられている。
【０００７】
そして、第２の液室２５内には、開路動作終了時に駆動ピストン２２を制動するために、駆動ピストン２２の端部に突出するダンパ部２６と、このダンパ部２６の動作によって作動液を昇圧するダンパ室２５ａとが設けられている。ここで、ダンパ室２５ａを形成する隔壁には、ダンパ部２６を挿入するオリフィス２５ｂが設けられている。なお、ダンパ部２６は、例えば、円筒や、円錐、曲面などにより構成される所定の形状の突出部であり、オリフィス２５ｂは、ダンパ部２６の最大直径よりわずかに大きい直径を持つ穴である。
【０００８】
より詳細に、ダンパ室２５ａの作用は次の通りである。すなわち、開路動作終了時にダンパ部２６がオリフィス２５ｂに挿入されるに従い、ダンパ室２５ａ内の圧液は、徐々にダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間隙を通って排出されるが、排出量が少ないと、ダンパ室２５ａ内で圧縮されることになる。これにより、ダンパ室２５ａ内の圧力が上昇し、駆動ピストン２２に制動力が働くため、駆動ピストン２２は停止することになる。
【０００９】
なお、第１の液室２４には高圧配管を経てアキュムレータ４０が接続されており、第２の液室２５には液圧制御部３０が接続されている。この液圧制御部３０は、管路３３を介して第１の液室２４とも接続されている。ここで、液圧制御部３０は、作動液を制御する切換弁３１と、この切換弁３１を液圧で駆動するための電磁弁３２を備えている。
【００１０】
また、アキュムレータ４０としては、一般的に可動式の隔壁で分離した容器内に高圧の窒素ガス４０ａを充填し、ガスの圧縮エネルギ−を利用して作動液を高圧に保持するものが利用されている。このアキュムレータ４０には、高圧作動液を供給するポンプユニット５０が、ポンプ配管を介して接続されている。このポンプユニット５０としては、一般的に、高圧作動液を発生するポンプ５１や電動機などを低圧タンク５２内に一体収納したものが利用されている。ここで、低圧タンク５２は、液圧制御部３０から排出される作動液を回収し、低圧の作動液を所定量蓄積するために設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の液圧操作装置においては、近年の送電系統の大容量化ならびに超々高圧化などの実現に向けて、次のような問題点が生じている。
【００１２】
一般に、送電系統の大容量化ならびに超々高圧化が進むとともに、ガス遮断器の接点部を開閉する液圧操作装置には、操作力の大容量化、高速化が求められるようになる。この場合、液圧操作装置は、駆動ピストンの径を大きくしたり、液圧操作装置のシステム圧力を上げて対応することになり、操作エネルギーの増大につながる。
【００１３】
そして、このような操作エネルギーの増大は、遮断器の開閉動作、特に、開路動作終了時の制動力に大きく影響する。例えば、図１１に示す液圧操作装置において、操作エネルギーが増大すると、より大きな制動力の発生が必要となり、制動力を大きくするためにダンパ室２５ａの圧力上昇を大きくする必要が生じる。しかし、ダンパ室２５ａは、駆動ピストン２２の周囲に設けられた液室間の液室シール用のシール部２２ａと隣接しているため、制動のためにダンパ室２５ａの圧力上昇を大きくしすぎると、ダンパ室２５ａに隣接するシール部２２ａに過大な圧力が加わり、このシール部２２ａの損傷を招く恐れがある。
【００１４】
また、開路動作の開始時点は、遮断器の遮断能力に大きく影響するため、高い遮断能力を確保するためには、より早く動作を開始することが望ましい。さらに、閉路動作についても、正確なタイミングで動作を開始することが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、小型・簡素な構造で動作信頼性および耐久性に優れた液圧操作装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明においては、ダンパ室周辺の構成を改良することにより、制動時にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ピストン周囲に配置されたシール部に過大な圧力が加わることを防止するようにしたものである。
【００１７】
すなわち、本発明の液圧操作装置はまず、次のような駆動部、液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンク部を有する。ここで、駆動部は、駆動シリンダと、その内部を摺動可能に設けられた駆動ピストンと、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッドを備え、駆動シリンダ内における駆動ピストンの駆動ロッド側とその反対側に第１と第２の液室がそれぞれ形成される。この駆動部は、駆動ピストンの動作に応じて遮断器の開閉部をそれぞれ閉路または開路させるように構成される。また、液圧制御部は、駆動シリンダ内の第２の液室に対して作動流体の供給および排出の選択により液圧制御を行うように構成される。そして、アキュムレータは、駆動シリンダ内の第１の液室に対して供給される作動流体の圧力を保持するように構成され、ポンプは、作動流体を昇圧して得た高圧作動流体を前記アキュムレータに対して供給するように構成される。さらに、低圧タンク部は、第２の液室から排出した作動流体を回収すると共に昇圧前の低圧作動流体を蓄積するために設けられる。
【００１８】
請求項１記載の発明は、以上のような基本的な液圧操作装置において、次のような特徴を有する。まず、第２の液室内には、開路動作終了時の制動のために、駆動ピストンから突出するダンパ部が設けられると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられる。そして、駆動ピストンには、その周囲における液圧シール用のシール部の第２の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動ピストン内部を貫通して第２の液室に至る液道が設けられる。
【００２８】
この構成によれば、駆動ピストン周囲のシール部とダンパ室との間に圧力封止リングを設けたことにより、開路動作終了時の制動の際にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ピストン周囲のシール部に過大な圧力が直接加わることはない。すなわち、ダンパ室にダンパ部が挿入される場合には、その挿入容積分の液を挿入穴とダンパ部との間隙から排出しながらダンパ室内に圧力上昇が発生し、駆動ピストン動作を制動することになるが、この場合、昇圧した作動流体の大部分については、圧力封止リングによってブロックすることができる。また、昇圧した作動流体の一部は、圧力封止リングを通過してしまうが、このように圧力封止リングから漏れた作動流体については、圧力封止リングとシール部との間を起点とする液道を介して第２の液室に排出することができる。そのため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動部に、開路動作終了時の制動の際にダンパ室が予め設定された圧力値以上に昇圧した場合にこのダンパ室から作動流体を流出させる流出路が設けられたことを特徴としている。
【００３０】
この構成によれば、開路動作終了時において、ダンパ室内に一定以上の急激な圧力上昇が発生した場合には、流出路によってダンパ室から作動流体を流出させることができるため、圧力上昇による一定以上の急激な制動力の発生を防止することができ、安定した制動力が得られる。このことからまた、駆動ピストン周囲のシール部がダンパ室に隣接している場合でも、シール部に過大な圧力が直接加わることはないため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００３１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動部に、閉路動作時に第２の液室内に作動流体を流入させる流入路が設けられ、この流入路が、開路動作終了時にダンパ室の圧力が連通する部分の圧力より高くなった場合に閉止するように構成されたことを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、駆動部に設けた流入路によって、閉路動作開始時におけるダンパ室内への高圧の作動流体の供給を向上でき、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。また、開路動作終了時には、ダンパ室の圧力が連通する管路や液室より高くなって流入路が閉止することにより、十分なダンパ室の圧力上昇が得られるため、制動力が低下することはない。
【００３３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の液圧操作装置において、駆動ロッドに、閉路状態の位置を決定するストッパが設けられたことを特徴としている。
【００３４】
この構成によれば、開路動作終了時の制動による衝撃を、駆動部の開閉接点側で受けることとなり、駆動シリンダにおける駆動ロッド貫通部付近の僅かなスペースで、十分な強度が得られる構造を取りやすくなる。また、駆動ピストンのダンパ部の先端面がダンパ室の端部に密着しないことから、閉路動作時には駆動ピストン背部全体に作動流体が流入しやすくなり、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。
【００３５】
請求項５記載の発明は、前述したような基本的な液圧操作装置において、次のような特徴を有する。まず、第１の液室内には、閉路動作終了時の制動のために、駆動ピストンの先端部がダンパ部として形成されると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられる。そして、第１の液室とダンパ室とを区切る可動の隔壁部材が設けられ、この隔壁部材に挿入穴が設けられると共に、この隔壁部材をダンパ室の容積が最大となる側に付勢するバネが設けられる。さらに、駆動シリンダには、その本体端部の駆動ロッド貫通部における液圧シール用のシール部の第１の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動シリンダ本体内部を貫通して第１の液室を含む高圧側の部分に至る液道が設けられる。
【００３６】
この構成によれば、開路動作開始時において駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。すなわち、第１の液室とダンパ室とが固定の隔壁で単に区切られていると、開路動作開始直後に駆動ピストンが動作を開始する際には、駆動ピストンの第１の液室側からダンパ部が抜けるにつれてダンパ室の容積が大きくなるため、ダンパ室内の圧力が低下することになる。これに対して、請求項５記載のように、可動の隔壁部材を設けることにより、ダンパ部の抜けに伴い、ダンパ室容積が小さくなる方向に隔壁部材を動作させることができる。そのため、開路動作開始時にはダンパ部をダンパ室から早く抜くことができ、駆動ピストンの動作を良好に開始させることができる。また、閉路動作終了時の制動時には、ダンパ室内の圧力が上昇するため、駆動ピストンに制動力が働くと同時に隔壁部材はダンパ室の容積が最大となる位置に保持される。
【００３８】
また、駆動シリンダ本体端部における駆動ロッド貫通部のシール部と第１の液室との間に圧力封止リングを設けたことにより、閉路動作終了時の制動の際にダンパ室の圧力上昇が大きくなった場合でも、駆動ロッド部の液圧をシールするシール部に過大な圧力が直接加わることはない。すなわち、ダンパ室にダンパ部が挿入される場合には、その挿入容積分の液を挿入穴とダンパ部との間隙から排出しながらダンパ室内に圧力上昇が発生し、駆動ピストン動作を制動することになるが、この場合、昇圧した作動流体の大部分については、圧力封止リングによってブロックすることができる。また、昇圧した作動流体の一部は、圧力封止リングを通過してしまうが、このように圧力封止リングから漏れた作動流体については、圧力封止リングとシール部との間を起点とする液道を介して高圧側の部分に排出することができる。そのため、過大な圧力に起因するシール部の損傷を防止することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
［１．第１の実施の形態］
以下には、本発明による液圧操作装置を実施する場合の代表的な形態を、図１を参照して説明する。この図１は、液圧操作装置の一つの形態を示す構成図である。
【００４０】
［１−１．液圧操作装置の構成］
図１に示すように、遮断器の開閉部１は、固定電極２と可動電極３から構成されており、可動電極３は、液圧操作装置１０に接続されている。なお、この開閉部１の構成は一例にすぎず、対向する２つの電極が相対的に運動する構成でも構わない。液圧操作装置１０は、可動電極３を駆動する駆動部２０、作動液を制御する液圧制御部３０、駆動部２０への高圧作動液を常時蓄積するアキュムレータ４０、高圧作動液を供給するポンプユニット５０等から構成されている。これらの構成要素のうち、液圧制御部３０、アキュムレータ４０、およびポンプユニット５０については、図１１に示した従来技術と同様に構成されているため、以下には、本発明に係る駆動部２０の構成の特徴について説明する。
【００４１】
まず、駆動部２０は、駆動シリンダ２１と、この駆動シリンダ２１内に挿入された駆動ピストン２２、および駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３を備えており、駆動シリンダ２１端部における駆動ロッド２３の貫通部には、液圧をシールするロッドシール部２１ａが設けられている。ここで、駆動シリンダ２１内には、駆動ピストン２２の両側、すなわち、駆動ロッド２３側とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されており、駆動ピストン２２の周囲には、第１および第２の液室２４，２５間の液圧をシールするシール部２２ａが設けられている。
【００４２】
そして、第２の液室２５内には、開路動作終了時に駆動ピストン２２を制動するために、駆動ピストン２２の端部に突出するダンパ部２６と、このダンパ部２６の動作によって作動液を昇圧するダンパ室２５ａとが設けられており、ダンパ室２５ａを形成する隔壁には、ダンパ部２６を挿入するオリフィス２５ｂが設けられている。なお、ダンパ部２６は、例えば、円筒や、円錐、曲面などにより構成される所定の形状の突出部であり、オリフィス２５ｂは、ダンパ部２６の最大直径よりわずかに大きい直径を持つ穴である。
【００４３】
ここで、ダンパ室２５ａは、液室２４，２５間の液圧シールを行うシール部２２ａと隣接する位置ではなく、このシール部２２ａから離れた位置である駆動シリンダ２１内の端部位置に配置されている。また、ダンパ部２６の先端面には、ダンパ部２６の直径より小さい円筒状または円錐状の凸部２６ａが設けられている。
【００４４】
なお、第１の液室２４には高圧配管を経てアキュムレータ４０が接続されており、第２の液室２５には液圧制御部３０が接続されている。この液圧制御部３０は、管路３３を介して第１の液室２４とも接続されている。
【００４５】
［１−２．液圧操作装置の作用］
以上のような構成を有する本形態の液圧操作装置の作用は次の通りである。なお、図１は、開閉部１の開路動作の途中状態を示している。
【００４６】
まず、図１に示すような開路動作時においては、アキュムレータ４０が、窒素ガス４０ａの圧縮性を利用してポンプ５１によって蓄液、蓄圧されており、駆動ピストン２２の第１の液室２４側の面にはアキュムレータ４０からの高圧作動液が常時作用している。開閉動作は、液圧制御部３０の電磁弁３２の励磁により、切換弁３１が動作し、第２の液室２５内に高圧作動液を供給するか、もしくは、第２の液室２５内の高圧作動液を低圧タンク５２に排出することにより行われる。一般的には、高圧作動液を供給することにより閉路動作が行われ、高圧作動液を排出することにより開路動作が行われる。
【００４７】
そして、開路動作終了時の制動は、次のようにして行われる。すなわち、開路動作終了時において、駆動ピストン２２が移動するにつれ、その端部に設けられたダンパ部２６がオリフィス２５ｂに挿入され、このダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間のわずかな間隙を残してダンパ室２５ａが閉塞状態となり、ダンパ部２６によって圧縮される。これにより、ダンパ室２５ａ内の作動液が排出されにくくなってその圧力が上昇し、制動力が発生して開路動作速度を低下させ、制動が働く。このような制動の際にダンパ室２５ａの圧力上昇が大きくなった場合でも、ダンパ室２５ａとシール部２２ａとが隣接していないため、ダンパ室２５ａの圧力の上昇分が過大な圧力としてシール部２２ａに直接加わることはない。そのため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を防止することができる。
【００４８】
なお、遮断器の開路状態では、第２の液室２５側の圧力がほぼ大気圧に等しくなるため、第１の液室２４との圧力差により開路状態が保持される。これに対して、閉路状態では、第２の液室２５側と第１の液室２４側の圧力が等しくなるため、受圧面積差により閉路状態が保持される。
【００４９】
さらに、本形態の装置においては、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、閉路動作開始時において駆動ピストン２２の動作を良好に開始できるという作用も得られる。すなわち、ダンパ部２６の先端面が単なる平面であると、遮断器の開路状態においてダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合に、閉路動作開始時にこの密着部に作動液が侵入するまでの間、密着上体を解除することができず、動作開始のタイミングが遅れる可能性がある。これに対して、本形態の装置においては、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、密着面積を小さくすると共に、閉路動作開始時には、密着隙間内に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。
【００５０】
［１−３．液圧操作装置の効果］
以上のように、本形態の液圧操作装置によれば、駆動ピストン２６周囲のシール部２２ａとダンパ室２５ａとの位置関係により、開路動作終了時の制動の際にダンパ室２５ａの圧力上昇が大きくなった場合でも、シール部２２ａに過大な圧力が直接加わることはないため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を確実に防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。
【００５１】
また、ダンパ部２６の先端面に凸部２６ａを設けたことにより、ダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合でも、閉路動作開始時には、ダンパ部２６の先端部に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、閉路動作時の動作信頼性を向上できる。
【００５２】
［２．第２の実施の形態］
図２は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、ダンパ部２６の先端面の形状のみを変更したものである。すなわち、図２に示すように、本形態の液圧操作装置において、ダンパ部２６の先端面には、凸部２６ａの代わりに、一本もしくは複数本のスリット２６ｂが設けられている。そして、この部分以外の構成は、前記第１の実施の形態と全く同様とされている。
【００５３】
この構成によれば、前記第１の実施の形態と同様に、ダンパ部２６の先端がダンパ室２５ａの端部に密着する場合でも、閉路動作開始時には、ダンパ部２６の先端部に短時間で作動液を侵入させることができるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。なお、スリット以外の任意の形状の凹部を設けても、同等の効果が得られるものである。
【００５４】
［３．第３の実施の形態］
図３は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、ダンパ部２６の構成のみを変更したものである。すなわち、図３に示すように、本形態の液圧操作装置において、駆動ピストン２２のダンパ部２６内には、絞り流路２６ｃが設けられている。
【００５５】
この構成によれば、開路動作終了時の制動の際、ダンパ室２５ａ内の高圧作動液が、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間隙からのみでなく、絞り流路２６ｃからも排出される。この場合、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間の間隙より、絞り流路２６ｃの方が、精度良く流路面積調整が可能である。すなわち、ダンパ部２６とオリフィス２５ｂとの間の間隙に比べて、絞り流路２６ｃの加工精度を向上させることは容易であり、寸法管理も行いやすい。そのため、この絞り流路２６ｃの絞りを調整して開路動作時の制動のためのダンパ室内の圧力上昇量を高い精度で微調整することができ、高い精度で目標の制動特性を得ることができる。したがって、開路動作時の動作信頼性をより向上できる。
【００５６】
［４．第４の実施の形態］
図４は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、第２の液室２５とダンパ室２５ａとを区切る隔壁を、円筒状のブッシュ（隔壁部材）２５ｃによって可動に構成したことを特徴としている。このブッシュ２５ｃは、挿入穴２５ｂを含む隔壁部と、駆動シリンダ２１の内周を摺動する円筒部とから形成されており、バネ２５ｄによって、ダンパ室２５ａの容積が最大となる側に付勢されている。
【００５７】
この構成によれば、開路動作終了時の制動時には、ダンパ室２５ａ内の圧力が上昇するため、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａの容積が最大となる初期位置に保持される。また、閉路動作開始時には、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。すなわち、閉路動作開始直後には、ダンパ部２６の抜けに伴い、ダンパ室２５ａ内の容積が増大し、ダンパ室２５ａ内の圧力が低下するため、ダンパ室２５ａ内の容積が小さくなる方向にブッシュ２５ｃが移動する。その結果、ダンパ室２５ａ内の圧力降下が抑制され、駆動ピストン２２がダンパ室２５ａから抜けやすくなる。そのため、閉路動作開始時には、ダンパ部２６をダンパ室２５ａから早く抜くことができ、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。
【００５８】
以下には、このような可動のブッシュ２５ｃの作用についてより詳細に説明する。
まず、開路動作終了時に、ダンパ部２６がブッシュ２５ｃの挿入穴２５ｂに挿入される際には、ダンパ部２６の外径と挿入穴２５ｂとの間に設定された隙間からダンパ部２６の挿入された体積に等しい作動液を排出することになるが、この部分の隙間の設定でダンパ室２５ａの内部圧力が上昇し、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａの容積が最大となる初期位置に維持される。
【００５９】
一方、閉路動作時において開路動作と逆方向に駆動ピストン２２を駆動する際には、ダンパ室２５ａからのダンパ部２６の抜出し量に相当する容積を補うだけの作動液をダンパ室２５ａ内に供給する必要があるが、隙間の設定の関係から液流が絞られるため、ダンパ室２５ａ内に圧力降下が生じ、この圧力降下によりブッシュ２５ｃはダンパ室２５ａ内へ向かって移動する。この結果として、ダンパ室２５ａ内の圧力降下が少なくなり、制動力を低減でき、駆動ピストン２２の動作速度を向上できる。
【００６０】
仮に、ダンパ室２５ａにこのブッシュ２５ｃのような可動部がなければ、ー色動作開始直後に駆動ピストン２２が動作すると、そのダンパ部２６の先端部が抜けるにつれてダンパ室２５ａの容積が大きくなるため、ダンパ室２５ａ内の圧力が低下し、制動力が働くことになる。本形態は、この圧力降下を防ぐために、ダンパ室２５ａの容積が小さくなる方向にブッシュ２５ｃが移動するように構成したものである。
【００６１】
そして、このような構成により、前述したように、閉路動作開始時には、駆動ピストン２２のダンパ部２６がダンパ室２５ａから早く抜けるようになり、また、動きに伴う制動力の発生もなくなるため、駆動ピストン２２の動作を良好に開始できるのである。したがって、閉路動作時の動作信頼性をより向上できる。
【００６２】
［５．第５の実施の形態］
図５は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動部２０に、閉路動作時のみにダンパ室２５ａに作動液を供給する流入路２７ａが設けられたものである。この流入路２７ａは、開路動作終了時にダンパ室の圧力が連通する部分の圧力より高くなった場合に閉止するようになっている。
【００６３】
この構成によれば、流入路２７ａによって、閉路動作開始時におけるダンパ室内への高圧の作動液の供給を向上でき、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。また、開路動作終了時には、ダンパ室２５ａの圧力が連通する管路や液室より高くなって流入路が閉止することにより、ダンパ室２５ａを十分に圧力上昇させることができるため、制動力が低下することはない。したがって、閉路動作時の動作信頼性をより向上できる。なお、この構造は、図１１に示すような、駆動ピストン２２のシール部２２ａとダンパ室２５ａとを隣接させた構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００６４】
［６．第６の実施の形態］
図６は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第１の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動ロッド２３に、閉路状態の位置を決定するストッパ２３ａが設けられたものである。
【００６５】
この構成によれば、開路動作終了時の制動による衝撃を、駆動部２０の開閉接点側で受けることとなり、駆動シリンダ２１における駆動ロッド２３貫通部付近の僅かなスペースで、十分な強度が得られる構造を取りやすくなる。また、駆動ピストン２２のダンパ部の先端面がダンパ室２５ａの端部に密着しないため、閉路動作開始時には駆動ピストン２２の背部全体に作動液が流入しやすくなり、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、動作信頼性と耐久性をより向上できる。なお、この構造は、図１１に示すような、駆動ピストン２２のシール部２２ａとダンパ室２５ａとを隣接させた構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００６６】
［７．第７の実施の形態］
図７は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００６７】
この図７に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、図１１に示す従来の一般的な構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。そして、駆動ピストン２２の周囲におけるシール部２２ａの第２の液室２５側には、圧力封止リング２２ｂが設けられている。さらに、圧力封止リング２２ｂとシール部２２ａとの間を起点とし、駆動ピストン２２内部を貫通して第２の液室２５に至る液道２２ｃが設けられている。より詳細には、液道２２ｃは、駆動ピストン２２とダンパ部２６の内部を貫通してダンパ部２６の先端面に開口している。
【００６８】
この構成によれば、開路動作終了時の制動の際に、ダンパ室２５ａにダンパ部２６が挿入される場合に、昇圧した作動液の大部分を、圧力封止リング２２ｂによってブロックすることができる。また、昇圧した作動液の一部は、圧力封止リング２２ｂを通過してしまうが、このように圧力封止リング２２ｂから漏れた作動流体については、圧力封止リング２２ｂとシール部２２ａとの間を起点とする液道２２ｃを介して第２の液室２５に排出することができる。そのため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を確実に防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。
【００６９】
［８．第８の実施の形態］
図８は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００７０】
この図８に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、前記第７の実施の形態および図１１に示す従来の構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。そして、駆動部２０には、開路動作終了時の制動の際にダンパ室２５ａの圧力が予め設定された圧力値以上に過度に昇圧した場合にこのダンパ室２５ａから作動液を排出する流出路２７ｂが設けられている。
【００７１】
この構成によれば、開路動作終了時において、ダンパ室２５ａ内に過度の急激な圧力上昇が発生した場合に、流出路２７ｂによってダンパ室２５ａから作動液を排出することができるため、一定以上の急激な圧力上昇を抑制して急激かつ過大な制動力の発生を防止することができ、安定した制動力が得られる。このことからまた、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａに過大な圧力が直接加わることがないため、シール部２２ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するシール部２２ａの損傷を防止することができる。したがって、開路動作時の動作信頼性および耐久性を向上できる。なお、この構造は、前記第１〜第６の実施の形態のような、駆動ピストン２２のシール部２２ａをダンパ室２５ａと隣接しない位置に配置した構成にも採用することができ、同等の効果が得られるものである。
【００７２】
［９．第９の実施の形態］
図９は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。
【００７３】
この図９に示すように、本形態の液圧操作装置において、第２の液室２５内のダンパ室２５ａは、前記第７、第８の実施の形態および図１１に示す従来の構成と同様に、駆動ピストン２２周囲のシール部２２ａと隣接する位置に設けられている。
【００７４】
そして、本形態においては、閉路動作終了時の制動のために、第１の液室２４内にダンパ室２４ａが設けられている。このダンパ室２４ａ用のダンパ部２２ｄは、駆動ピストン２２の駆動ロッド２３側の先端部がダンパ部として形成されたものである。また、第１の液室２４とダンパ室２４ａとを区切る隔壁は、挿入孔２４ｂを含む円筒状のブッシュ（隔壁部材）２４ｃによって可動に構成されている。このブッシュ２４ｃは、前記第４の実施の形態において、第２の液室２５側で使用したブッシュ２５ｃと同様に、挿入穴２４ｂを含む隔壁部と、駆動シリンダ２１の内周を摺動する円筒部とから形成されており、バネ２４ｄによって、ダンパ室２４ａの容積が最大となる側に付勢されている。
【００７５】
この構成によれば、閉路動作終了時の制動時には、ダンパ室２４ａ内の圧力が上昇するため、駆動ピストン２２に制動力が働くと同時にブッシュ２４ｃはダンパ室２４ａの容積が最大となる初期位置に保持される。また、開路動作開始時には、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。すなわち、開路動作開始直後には、ダンパ部２２ｄの抜けに伴い、ダンパ室２４ａ内の容積が増大し、ダンパ室２４ａ内の圧力が低下するため、ダンパ室２４ａ内の容積が小さくなる方向にブッシュ２８が移動する。その結果、ダンパ室２４ａ内の圧力降下が抑制され、駆動ピストン２２がダンパ室２４ａから抜けやすくなる。そのため、開路動作開始時には、ダンパ部２２ｄをダンパ室２４ａから早く抜くことができ、駆動ピストン２２の動作を良好に開始させることができる。したがって、開路動作時の動作信頼性を向上できる。
【００７６】
［１０．第１０の実施の形態］
図１０は、本発明による液圧操作装置を実施する場合の他の形態を示す図である。ここで、本形態の液圧操作装置は、前記第９の実施の形態に係る液圧操作装置において、駆動シリンダ２１本体端部の駆動ロッド貫通部におけるロッドシール部２１ａの第１の液室２４側には、圧力封止リング２１ｂが設けられている。さらに、圧力封止リング２１ｂとロッドシール部２１ａとの間を起点とし、駆動シリンダ２１本体内部を貫通して管路３３に連通する液道２１ｃが設けられている。
【００７７】
この構成によれば、閉路動作終了時の制動の際に、ダンパ室２４ａにダンパ部２２ｄが挿入される場合に、昇圧した作動液の大部分を、圧力封止リング２１ｂによってブロックすることができる。また、昇圧した作動液の一部は、圧力封止リング２１ｂを通過してしまうが、このように圧力封止リング２１ｂから漏れた作動流体については、圧力封止リング２１ｂとロッドシール部２１ａとの間を起点とする液道２１ｃを介して管路３３に排出することができる。そのため、ロッドシール部２１ａに加わる圧力を十分に軽減することができ、過大な圧力に起因するロッドシール部２１ａの損傷を確実に防止することができ、したがって、閉路動作時の動作信頼性および耐久性をより向上できる。なお、この形態の変形例として、液道２１ｃを、他の高圧側の部分、すなわち、第１の液室２４や、アキュムレータ４０、ポンプ５０を連結する配管等と連通する構造としても、同等の効果が得られるものである。
【００７８】
［１１．他の実施の形態］
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な形態を実施可能である。例えば、前記１〜１０の実施の形態を適宜組み合わせること等も可能である。具体的には、可変のダンパ室として、第４の実施の形態におけるダンパ室２５ａ、ブッシュ２５ｃ、およびバネ２５ｄからなる構造と、第９、第１０の実施の形態におけるダンパ室２４ａ、ブッシュ２４ｃ、およびバネ２４ｄからなる構造の両方を、同一の液圧操作装置内に組み込むことにより、開路動作時と閉路動作時の両方で制動性および動作開始時の始動性を向上させ得ることは明白であり、本発明の範囲内である。さらに、駆動シリンダ、駆動ピストン、駆動ロッド、液室、液道、ダンパ室、ダンパ部、隔壁部材等の各部の具体的な形状や寸法は適宜選択可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液圧操作装置の駆動部において、開路動作終了時の制動用のダンパ室を駆動ピストン周囲のシール部から離れた位置に配置したり、シール部の近傍に圧力封止リングを設けたり、ダンパ室から作動液を流出させる流出路を設けること等により、シール部の損傷を防止できるため、小型・簡素な構造で動作信頼性および耐久性に優れた液圧操作装置を提供することができる。
【００８０】
また、開路動作終了時の制動用のダンパ室を可変に構成したり、ダンパ部の先端面の形状を工夫したり、ダンパ室内に作動液を供給する流入路を設けること等により、閉路動作開始時の始動性を向上させることができる。さらに、閉路動作終了時の制動のために駆動ロッド側に可変のダンパ室を設けることにより、開路動作開始時の始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液圧操作装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明による液圧操作装置の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明による液圧操作装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明による液圧操作装置の第４の実施の形態を示す構成図である。
【図５】本発明による液圧操作装置の第５の実施の形態を示す構成図である。
【図６】本発明による液圧操作装置の第６の実施の形態を示す構成図である。
【図７】本発明による液圧操作装置の第７の実施の形態を示す構成図である。
【図８】本発明による液圧操作装置の第８の実施の形態を示す構成図である。
【図９】本発明による液圧操作装置の第９の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】本発明による液圧操作装置の第１０の実施の形態を示す構成図である。
【図１１】従来の液圧操作装置の一般的な形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…開閉部
２…固定電極
３…可動電極
１０…液圧操作装置
２０…駆動部
２１…駆動シリンダ
２１ａ…ロッドシール部
２１ｂ，２２ｂ…圧力封止リング
２１ｃ…液道
２２…駆動ピストン
２２ａ…シール部
２２ｃ…液道
２２ｄ…ダンパ部
２３…駆動ロッド
２３ａ…ストッパ
２４…第１の液室
２４ａ，２５ａ…ダンパ室
２４ｂ，２５ｂ…オリフィス
２４ｃ，２５ｃ…ブッシュ
２４ｄ，２５ｄ…バネ
２５…第２の液室
２６…ダンパ部
２６ａ…凸部
２６ｂ…スリット
２６ｃ…絞り流路
２７ａ…流入路
２７ｂ…流出路
３０…液圧制御部
３１…切換弁
３２…電磁弁
３３…管路
４０…アキュムレータ
４０ａ…窒素ガス
５０…ポンプユニット
５１…ポンプ
５２…低圧タンク
Claims (5)
- 駆動シリンダと、その内部を摺動可能に設けられた駆動ピストンと、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッドを備え、前記駆動シリンダ内における駆動ピストンの駆動ロッド側とその反対側に第１と第２の液室がそれぞれ形成され、前記駆動ピストンの動作に応じて前記遮断器の開閉部をそれぞれ閉路または開路させる駆動部と、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して作動流体の供給および排出の選択により液圧制御を行う液圧制御部と、前記駆動シリンダ内の第１の液室に対して供給される作動流体の圧力を保持するアキュムレータと、作動流体を昇圧して得た高圧作動流体を前記アキュムレータに対して供給するポンプと、前記第２の液室から排出した作動流体を回収すると共に昇圧前の低圧作動流体を蓄積する低圧タンク部を有する液圧操作装置において、
前記第２の液室内には、開路動作終了時の制動のために、前記駆動ピストンから突出するダンパ部が設けられると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられ、
前記駆動ピストンには、その周囲における液圧シール用のシール部の第２の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動ピストン内部を貫通して第２の液室に至る液道が設けられたことを特徴とする液圧操作装置。 - 前記駆動部に、開路動作終了時の制動の際に前記ダンパ室が予め設定された圧力値以上に昇圧した場合にこのダンパ室から作動流体を流出させる流出路が設けられたことを特徴とする請求項１記載の液圧操作装置。
- 前記駆動シリンダに、閉路動作時に前記ダンパ室内に作動流体を流入させる流入路が設けられ、この流入路が、開路動作終了時にダンパ室の圧力が連通する部分の圧力より高くなった場合に閉止するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の液圧操作装置。
- 前記駆動ロッドに、閉路状態の位置を決定するストッパが設けられたことを特徴とする請求項１記載の液圧操作装置。
- 駆動シリンダと、その内部を摺動可能に設けられた駆動ピストンと、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッドを備え、前記駆動シリンダ内における駆動ピストンの駆動ロッド側とその反対側に第１と第２の液室がそれぞれ形成され、前記駆動ピストンの動作に応じて前記遮断器の開閉部をそれぞれ閉路または開路させる駆動部と、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して作動流体の供給および排出の選択により液圧制御を行う液圧制御部と、前記駆動シリンダ内の第１の液室に対して供給される作動流体の圧力を保持するアキュムレータと、作動流体を昇圧して得た高圧作動流体を前記アキュムレータに対して供給するポンプと、前記第２の液室から排出した作動流体を回収すると共に昇圧前の低圧作動流体を蓄積する低圧タンク部を有する液圧操作装置において、
前記第１の液室内には、閉路動作終了時の制動のために、前記駆動ピストンの先端部がダンパ部として形成されると共に、このダンパ部を挿入する挿入穴を持ち、ダンパ部の動作によって作動流体を昇圧するダンパ室が設けられ、
前記第１の液室と前記ダンパ室とを区切る可動の隔壁部材が設けられ、
この隔壁部材に前記挿入穴が設けられると共に、この隔壁部材をダンパ室の容積が最大となる側に付勢するバネが設けられ、
前記駆動シリンダには、その本体端部の前記駆動ロッド貫通部における液圧シール用のシール部の第１の液室側に圧力封止リングが設けられると共に、このシール部と圧力封止リングとの間を起点とし、駆動シリンダ本体内部を貫通して第１の液室を含む高圧側の部分に至る液道が設けられたことを特徴とする液圧操作装置。
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