JP5989445B2 - Shock absorber for operating mechanism for switchgear - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電気的接点を含む移動体を動作させて開閉装置の開閉動作を操作する開閉装置用操作機構に用いられる装置であって、動作した移動体を制動するための緩衝装置に関する。 An embodiment of the present invention is an apparatus used in an operating mechanism for an opening / closing device that operates a moving body including an electrical contact to operate an opening / closing operation of the opening / closing device, and is a shock absorber for braking the operated moving body About.
一般に、高電圧の開閉装置には、電気的接点を含む移動体を高速で駆動させる操作機構が設けられている。操作機構は、電気的接点を含む移動体を、開と閉の位置間に往復駆動させることで、開閉装置の開閉動作(遮断動作と投入動作)を操作している。開閉装置が優れた遮断性能を発揮するためには、操作機構は、電気的接点を含む移動体を、遮断動作の終端位置に到達する少し前まで高速で駆動させることが重要である。 In general, a high-voltage switchgear is provided with an operation mechanism that drives a moving body including an electrical contact at high speed. The operation mechanism operates the opening / closing operation (shut-off operation and closing operation) of the opening / closing device by reciprocally driving the moving body including the electrical contacts between the open and closed positions. In order for the switchgear to exhibit excellent blocking performance, it is important for the operating mechanism to drive the moving body including the electrical contact at a high speed until just before reaching the end position of the blocking operation.
このような移動体の動作を実現すべく、操作機構には緩衝装置が採用されている。緩衝装置とは、遮断動作の終了間際で高速移動する移動体を減速し、制動する装置である。開閉装置用操作機構に用いられる緩衝装置の従来例としては特許文献1などが提案されている。
In order to realize such an operation of the moving body, a shock absorber is adopted as the operation mechanism. The shock absorber is a device that decelerates and brakes a moving body that moves at high speed just before the end of the blocking operation.
通常、緩衝装置には、電気的接点を含む移動体と衝突するようにピストンロッドが設けられている。このピストンロッドにはピストンが取り付けられている。ピストンロッド及びピストンはシリンダ内部に摺動自在に配置されている。シリンダにはピストンにより圧縮される作動油が充填されている。シリンダとピストンロッドとの摺動部分にはパッキンが設けられている。また、ピストンロッドには初期位置に復帰させるロッド復帰ばねなどが設置されている。 Usually, the shock absorber is provided with a piston rod so as to collide with a moving body including an electrical contact. A piston is attached to the piston rod. The piston rod and the piston are slidably disposed inside the cylinder. The cylinder is filled with hydraulic oil that is compressed by the piston. A packing is provided at a sliding portion between the cylinder and the piston rod. The piston rod is provided with a rod return spring for returning to the initial position.
以上の構成を有する緩衝装置では、開閉装置の遮断動作が終了する間際に、高速で駆動される移動体がピストンロッドの端部に衝突する。移動体と衝突したピストンロッドは、ロッド復帰ばねを衝撃的に圧縮しつつ、シリンダ内部に高速で進入する。ピストンロッドの進入に伴ってピストンもシリンダ内部に高速で進入し、ピストンが作動油を急激に圧縮する。急激に圧縮された作動油はピストンを押し戻そうとする反力を発揮する。この反力がピストンロッドを介して移動体に伝わり、移動体を制動する。 In the shock absorber having the above configuration, the moving body driven at high speed collides with the end of the piston rod just before the closing operation of the opening / closing device is completed. The piston rod that collides with the moving body enters the cylinder at a high speed while compressing the rod return spring in a shocking manner. As the piston rod enters, the piston also enters the cylinder at a high speed, and the piston rapidly compresses the hydraulic oil. The rapidly compressed hydraulic oil exerts a reaction force to push back the piston. This reaction force is transmitted to the moving body via the piston rod and brakes the moving body.
上記の緩衝装置によれば、開閉装置の遮断動作の終了間際にのみ、制動力が発生して電気的接点を含む移動体の速度を減速させ、移動体を停止させることができる。したがって、操作機構は、電気的接点を含む移動体を、遮断動作の終端位置に到達する少し前まで高速で駆動させることができる。 According to the above shock absorber, only when the closing operation of the switchgear is finished, the braking force is generated, the speed of the moving body including the electrical contact can be reduced, and the moving body can be stopped. Therefore, the operation mechanism can drive the moving body including the electrical contact at a high speed until shortly before reaching the end position of the blocking operation.
このような操作機構によって操作される開閉装置は、優れた遮断性能を発揮することが可能となる。また、開閉装置の投入動作では、電気的接点を含む移動体とピストンロッドとの係合が解消されるので、圧縮されていたロッド復帰ばねの復元力によってピストンロッドは初期位置に復帰し、ピストンも初期位置に戻る。 An opening / closing device operated by such an operation mechanism can exhibit excellent blocking performance. Further, in the closing operation of the switchgear, the engagement between the moving body including the electrical contact and the piston rod is canceled, so that the piston rod returns to the initial position by the restoring force of the compressed rod return spring, and the piston Also return to the initial position.
しかしながら、従来の緩衝装置には次のような課題があった。すなわち、開閉装置の遮断動作の終了間際において、ピストンロッドが移動体の衝撃を受け止めて高速でシリンダ内部に進入するとき、ピストンロッドの動作に伴ってロッド復帰ばねは急激に圧縮されて衝撃による変形が起こる。一般的に、ばねに衝撃による変形が起きた場合、ばねの端部が局部的に変形するので、ばねの素線同士が密着し易くなる。その結果、ロッド復帰ばねには変形あるいは損傷が発生して、ばね強度が低下する可能性がある。 However, the conventional shock absorber has the following problems. That is, when the piston rod receives the impact of the moving body and enters the cylinder at a high speed just before the closing operation of the opening / closing device, the rod return spring is rapidly compressed along with the operation of the piston rod and deformed by the impact. Happens. Generally, when a spring is deformed due to an impact, the end of the spring is locally deformed, so that the strands of the spring are easily brought into close contact with each other. As a result, the rod return spring may be deformed or damaged, and the spring strength may be reduced.
また、緩衝装置の制動容量を増加させるにはピストンロッドのストローク(変位量)を伸ばすことが有効であるが、そのためにはロッド復帰ばねのばね長を伸ばす必要がある。しかし、ロッド復帰ばねの自由長を伸ばし、ピストンロッドのストローク(変位量)も伸ばした場合、ロッド復帰ばねは座屈し易くなる。仮にロッド復帰ばねが座屈すれば、ばね力が設計通りに発生しなくなるだけではなく、ばねの素線が周囲の構造物と接触する。その結果、ロッド復帰ばねには変形あるいは損傷が発生して、やはり、ばね強度が低下する可能性がある。 In order to increase the braking capacity of the shock absorber, it is effective to increase the stroke (displacement amount) of the piston rod. To this end, it is necessary to increase the spring length of the rod return spring. However, when the free length of the rod return spring is extended and the stroke (displacement amount) of the piston rod is also extended, the rod return spring is likely to buckle. If the rod return spring buckles, not only will the spring force not be generated as designed, but the spring wire will contact the surrounding structure. As a result, the rod return spring may be deformed or damaged, and the spring strength may also decrease.
本実施形態に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置は、上記の課題を解決するためになされたものである。本実施形態の目的は、ばねの変形あるいは損傷または座屈によるばね強度の低下を回避して信頼性の向上を図ることにある。 The shock absorber of the switchgear operating mechanism according to the present embodiment is made to solve the above-described problems. An object of the present embodiment is to improve reliability by avoiding a decrease in spring strength due to deformation or damage of the spring or buckling.
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置は、電気的接点を含む移動体を、開と閉の位置間に往復駆動させることで開閉装置の開閉動作を操作する操作機構に用いられる緩衝装置において、次の(1)〜(6)を備えたことを特徴とする。
(1)同軸状に配置された外シリンダ及び内シリンダ。
(2)前記内シリンダの内側に摺動自在に配置された第1ピストン。
(3)前記外シリンダの内側に摺動自在に配置された第2ピストン。
(4)前記第2ピストンに摺動自在に配置され、前記第1ピストンに固着されたピストンロッド。
(5)前記内シリンダと前記第1ピストンで囲まれて形成され、前記ピストンロッド及び前記第1ピストンが押し込まれることで圧縮される作動油が封入された高圧室。
(6)前記外シリンダと前記第2ピストンとの間に配置され、前記外シリンダと前記第2ピストンとを離す方向に付勢された復帰ばね。
In order to achieve the above object, a shock absorber for an operating mechanism for a switching device according to an embodiment of the present invention opens and closes the switching device by reciprocating a moving body including an electrical contact between an open and a closed position. A shock absorber used for an operation mechanism for operating an operation includes the following (1) to (6).
(1) Outer cylinder and inner cylinder arranged coaxially.
(2) A first piston slidably disposed inside the inner cylinder.
(3) A second piston slidably disposed inside the outer cylinder.
(4) A piston rod that is slidably disposed on the second piston and is fixed to the first piston.
(5) A high-pressure chamber formed by being surrounded by the inner cylinder and the first piston and filled with hydraulic oil that is compressed by the piston rod and the first piston being pushed in.
(6) A return spring disposed between the outer cylinder and the second piston and biased in a direction to separate the outer cylinder and the second piston.
以下、本発明に係る開閉装置用操作機構の緩衝装置の実施形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
[第1の実施形態]
(構成)
Hereinafter, an example of an embodiment of a shock absorber for an opening / closing device operating mechanism according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(Constitution)
図1〜図4を用いて、本発明に係る第1の実施形態を説明する。図1は開閉装置用操作機構の緩衝装置10の初期状態を示す断面図、図2は図1で示した緩衝装置10の制動動作完了状態を示す断面図、図3は図1で示した緩衝装置10の制動動作完了状態から初期状態に移行する復帰動作途中の状態を示す断面図、図4は図2で示した緩衝装置10のA−A矢視図である。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing an initial state of the shock absorber 10 of the opening / closing device operating mechanism, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a braking operation completion state of the shock absorber 10 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a shock absorber shown in FIG. Sectional drawing which shows the state in the middle of the return operation | movement which transfers to the initial state from the braking operation completion state of the
図1及び図2に示すように、開閉装置には電気的接点である可動接点1の開閉動作を操作する操作機構が設けられている。操作機構は、図示しない制御装置から遮断指令または投入指令を受けて、可動接点1の遮断動作または投入動作を操作するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the switching device is provided with an operating mechanism for operating the opening / closing operation of the
(操作機構の構成)
操作機構には、制御装置(図示せず)からの指令により開閉動作を行う遮断ばね2が設けられている。遮断ばね2はその可動端3が遮断ばね受け4に取り付けられている。遮断ばね受け4にはばねロッド5が固定されている。ばねロッド5は連結部8を介して可動接点1に結合されている。
(Configuration of operation mechanism)
The operating mechanism is provided with a
ここで、可動接点1と一体的に動作する部材群は遮断ばね2、遮断ばね受け4及びばねロッド5であって、これらの部材から電気的接点を含む移動体が構成される。この移動体は支持構造体6の内部に収納されている。支持構造体6には遮断ばね受け4と対向して制止板7が固定されている。
Here, the member group which operates integrally with the
(緩衝装置の構成)
制止板7において、支持構造体6が固定された面の反対側の面に、緩衝装置10が固定されている。緩衝装置10とは、可動接点1を含む前記移動体の速度を減少させるためのものである。緩衝装置10は、内部に作動油24(後段で詳述)を封入し、可動接点1が動作の終端位置に到達する少し前で、作動油24を圧縮することで制動力を発生させる装置である。
(Configuration of shock absorber)
In the
緩衝装置10の構成要素は次の通りである。緩衝装置10は、復帰ばね受け19と、スタッド26と、底板23と、底蓋17と、中心軸を同じにする外シリンダ11及び内シリンダ12と、第1及び第2のピストン13、14と、1本のピストンロッド15と、復帰ばね20と、高圧室25と、低圧室27と、液室28と、3つのパッキン16、18、22とから構成されている。
The components of the
以上の緩衝装置10の構成要素について詳しく説明する。
(復帰ばね受け、スタッド、底板、底蓋)
復帰ばね受け19及びスタッド26は制止板7に固定されている。スタッド26は復帰ばね受け19を外側から囲むようにして複数配置されている。スタッド26は操作機構の支持構造体6と反対側方向に延びている。底板23はスタッド26の端部に固定されている。底蓋17は底板23に隣接して配置されている。底蓋17は、外シリンダ11の端部に嵌着され、内シリンダ12の端部に当接されている。
The components of the
(Return spring support, stud, bottom plate, bottom lid)
The
(外シリンダ及び内シリンダ)
外シリンダ11は復帰ばね受け19及び底板23に挟まれるようにして配置されている。このため、外シリンダ11はスタッド26の長さ方向の全域にわたる長さに設定されている。
(Outer cylinder and inner cylinder)
The
内シリンダ12は所定の間隙を持って外シリンダ11の内側に移動自在に配置され、外シリンダ11の長さ方向の半分ほどの長さに設定されている。また、内シリンダ12には複数個の貫通孔21が開口されている。内シリンダ12と外シリンダ11との隙間によって形成される空間が低圧室27となる。
The
内シリンダ12において底蓋17側の端部には油帰還路12aが開口されている。内シリンダ12の両端部には切り欠き部12cと突起部12dが配置されており、突起部12dは貫通孔21とほぼ同一平面に配置されている。さらに、内シリンダ12の第2ピストン14と接する端面には溝12eが配置されている(突起部12d及び溝12eは図4に図示)。
An
(第1ピストン及び第2ピストン)
第1ピストン13は内シリンダ12の内側に、第2ピストン14は外シリンダ11の内側に、それぞれ摺動自在に配置されている。図1に示す緩衝装置10の初期状態では、第2ピストン14は内シリンダ12の端部と接する位置で静止し、第1ピストン13は第2ピストン14と接する位置で静止している。
(First piston and second piston)
The
第1ピストン13及び第2ピストン14は、初期状態では図1に示すように隣接し合っており、制動動作が完了した状態では図2に示すように互いに離れる方向に移動するようになっている。可動接点1が投入状態から遮断状態に移行するとき(図1の状態から図2の状態へ)、緩衝装置10は制動動作を行うようになっている。
The
このとき、第1ピストン13は図中を左側に移動し、第2ピストン14は図中を右側に移動するようになっている。すなわち、第1ピストン13と第2ピストン14とは互いに離れるように移動するようになっている。これは、後述するようにピストンロッド15が作動油24で満たされた空間中に進入してくるので、その体積変化分だけ、第2ピストン14が右側に移動するためである。つまり、第2ピストン14は作動油24の体積変化を吸収するように動作している。
At this time, the
(ピストンロッド)
ピストンロッド15は第2ピストン14に対し摺動自在に配置されている。ピストンロッド15は作動油24で満たされた空間中に進入するようになっている。ピストンロッド15において内シリンダ12側の端部には第1ピストン13が固着され、もう一方の端部にはピストンヘッド15aが固着されている。ピストンヘッド15aは、緩やかな凸面を持つ円形凸面部15cと、平面15dとから構成されている。平面15dはピストンヘッド15aにおいて円形凸面部15cの反対側に配置される。
(Piston rod)
The
円形凸面部15cはばねロッド5と向かい合っており、ばねロッド5と接離可能であり、平面15dは制止板7と向かい合ってその端部と接離可能である。図1に示す投入状態では、円形凸面部15cはばねロッド5と離れており、反対側の平面15dも制止板7の端部とは離れている。このような投入状態から図2に示す遮断状態では、円形凸面部15cがばねロッド5と接し、平面15dも制止板7の端部と接して、静止している。
The circular convex surface portion 15c faces the
(復帰ばね)
復帰ばね20は、外シリンダ11に設置された復帰ばね受け19と第2ピストン14との間に配置されており、常に復帰ばね受け19と第2ピストン14を離す方向にばね力が付勢されている。復帰ばね20のばね力は、第2ピストン14により作動油24全体を大気圧より高く加圧するように設定されている。
(Return spring)
The
(高圧室、低圧室及び液室)
高圧室25とは内シリンダ12と第1ピストン13で囲まれた空間であり、作動油24を充填している。低圧室27とは外シリンダ11と内シリンダ12とで囲まれた空間であり、第1ピストン13の動作により高圧室25内の作動油24が圧縮されるとき、内シリンダ12の貫通孔21から作動油24が噴出する空間である。また、図2に示すように、遮断状態では、第1ピストン13と第2ピストン14とが離れて、これらピストン13、14及びピストンロッド15で囲まれた空間が形成される。この空間が液室28である。
(High pressure chamber, low pressure chamber and liquid chamber)
The
内シリンダ12の貫通孔21から低圧室27に流れ出た作動油24は、低圧室27から液室28内に流れ込むようになっている。このとき、内シリンダ12の突起部12dを貫通孔21とほぼ同一平面に配置したことで、作動油24の流れを遮るようになっている。また、内シリンダ12の第2ピストン14と接する端面に溝12eを配置したことで、内シリンダ12と第2ピストン14が接した状態でも作動油24は液室28と低圧室27の間を循環する構造となっている。
The
(パッキン)
パッキン16とパッキン18は、第2ピストン14における外シリンダ11とピストンロッド15との摺動部分にそれぞれ設けられている。図1に示すように、パッキン16は第2ピストン14における外シリンダ11との摺動部分に設けられているが、より詳しくは第2ピストン14の外周にそれぞれ2箇所固定されている。同様にパッキン18は第2ピストン14におけるピストンロッド15との摺動部分に設けられているが、より詳しくは第2ピストン14の内周にそれぞれ2箇所固定されている。パッキン22は底蓋17において外シリンダ11と接する摺動部分に固定されている。より詳しくは、パッキン22は底蓋17の外周にそれぞれ2箇所固定されている。
(Packing)
The packing 16 and the packing 18 are respectively provided at sliding portions of the
(制動動作)
以上のように構成された第1の実施形態において、開閉装置の遮断動作時の緩衝装置10の制動動作について説明する。制動動作を行う緩衝装置10は、図1に示した状態から図2に示した状態に移行する。開閉装置が遮断動作を行う場合、図示しない制御装置から開閉装置用操作機構に遮断指令が入り、遮断ばね2が遮断動作を開始して、遮断方向である図中左方向に伸びる。遮断ばね2が所定の距離だけ図中左方向に伸びると、ピストンヘッド15aの円形凸面部15cがばねロッド5の端部に当接する。
(Braking action)
In the first embodiment configured as described above, the braking operation of the
円形凸面部15cがばねロッド5の端部に当接した瞬間から、ピストンヘッド15aとピストンロッド15及び第1ピストン13は、底蓋17側に向けて運動を開始し、第1ピストン13は高圧室25内の作動油24の圧縮を開始する。第1ピストン13は複数の貫通孔21を塞ぎつつ、開口している貫通孔21を通して、高圧室25内の作動油24を低圧室27側に押し出していく。
From the moment when the circular convex surface portion 15c comes into contact with the end of the
この時の高圧室25に発生する圧力が制動力となって、ピストンロッド15とピストンヘッド15aとばねロッド5の間に伝わり、遮断ばね2の動作を停止させる力となる。内シリンダ12の油帰還路12aは、第2ピストン14を介して伝えられる復帰ばね20のばね力により、底蓋17と内シリンダ12の底部が接することで閉じられている。さらに、緩衝装置10の制動動作中は高圧室25と低圧室27の圧力差のため、内シリンダ12は底蓋17側(図中左側)に押し付けられ、油帰還路12aの閉じた状態は維持される。
The pressure generated in the
低圧室27に流入した作動油24の流れは内シリンダ12の周囲に設けられた切り欠き部12cから液室28に流出する。液室28に流れ込んだ作動油24は、第2ピストン14を復帰ばね受け19側(図中右方向)に移動させることにより体積を増加させていき、復帰ばね20のばね力により第2ピストン14を介して加圧される。以上のような緩衝装置10の制動動作の完了状態が図2である。
The flow of the
(復帰動作)
次に開閉装置の投入動作時の緩衝装置10の復帰動作について説明する。復帰動作では、緩衝装置10は図2に示した制動動作の完了状態から図1に示した初期状態に移行する。開閉装置が投入動作を行う場合、図示しない制御装置から開閉装置用操作機構に投入指令が入り、図示しない投入ばねによって遮断ばね2が投入動作を開始する。
(Return operation)
Next, the return operation of the
開閉装置の投入動作時には、遮断ばね2は遮断方向とは逆方向である投入方向(図中右方向)に移動を開始し、遮断ばね2につながる遮断ばね受け4とばねロッド5も投入方向に移動を開始する。ばねロッド5が投入方向に移動すると、ばねロッド5の端部がピストンヘッド15aから離れる。
During the closing operation of the switchgear, the blocking
第2ピストン14は復帰ばね20のばね力によって作動油24全体を大気圧より高く加圧しているため、ばねロッド5が離れたことで、ピストンロッド15はばねロッド5側に押し出される。この時、第1ピストン13は図中右側に移動したため、高圧室25の体積が増大して、高圧室25の圧力は低圧室27の圧力よりも一瞬、低くなる。
Since the
その結果、第1ピストン13とともに内シリンダ12が、ばねロッド5側に移動を開始する。すると、内シリンダ12の底部が底蓋17から離れて、内シリンダ12の油帰還路12aが開く。したがって、油帰還路12aを通って低圧室27側から高圧室25の中に作動油24が流入する。このような復帰動作の途中の状態を図3に示す。
As a result, the
さらに緩衝装置10の復帰動作が進むと、作動油24は内シリンダ12の油帰還路12aと低圧室27から複数の貫通孔21を介して高圧室25内に流入する。開閉装置の投入動作が終了した時点で、第2ピストン14は内シリンダ12の端部と接する初期位置に復帰してそこで停止し、第1ピストン13は第2ピストン14と接する初期位置に復帰してそこで停止する。以上のような緩衝装置10の復帰動作が完了した状態、すなわち緩衝装置10の初期状態が図1である。
When the return operation of the
(作用効果)
以上述べた第1の実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、第1の実施形態では、ピストンロッド15には、ピストンロッド15を初期位置に復帰させるためのロッド復帰ばねを有していない。第1の実施形態で示した復帰ばね20は、急激に圧縮されることはなく、作動油24を介して圧縮される。
(Function and effect)
The operational effects of the first embodiment described above are as follows. That is, in the first embodiment, the
したがって、開閉装置の遮断動作の終了間際において、ばねロッド5との衝突によりピストンロッド15が急激に変位しても、復帰ばね20には急激な変位が発生することはない。このような復帰ばね20では、衝撃による局部的な変形が起きず、ばねの素線同士が密着することがない。その結果、変形あるいは損傷の発生を抑えることができ、優れたばね強度を維持することが可能である。
Therefore, even if the
また、ピストンロッド15のストローク(変位量)を伸ばす際、ピストンロッド15を復帰させるばねの全長や取り付け寸法の制約等が無いため、比較的自由な改造が可能であり、様々な制動容量に対応することができる。このような復帰ばね20は、ばねの自由長を伸ばし、ピストンロッド15のストローク(変位量)を伸ばしても座屈し難いので、その点からも、ばね強度の低下を防ぐことができる。
In addition, when extending the stroke (displacement amount) of the
[第2の実施形態]
(構成)
本発明に係る第2の実施形態について図5と図6を参照して説明する。図5は第2の実施形態の初期状態を示す断面図である。図6は図5で示した緩衝装置10の制動動作完了状態を示す図である。なお、上記第1の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置10以外の部分については第1の実施形態と同一であるため図示していない。
[Second Embodiment]
(Constitution)
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an initial state of the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a braking operation completion state of the
第2の実施形態は、図1に示す緩衝装置10に強制復帰ばね30を追加し、内シリンダ12と底蓋17の形状を変更したものである。すなわち、図5に示すように内シリンダ12の底蓋17側底部に突起部12bが配置されており、その周囲に強制復帰ばね30が配置されている。底蓋17には凹部17aが配置されており、ここに強制復帰ばね30が収納されている。
In the second embodiment, a forced
強制復帰ばね30は内シリンダ12と底蓋17間で常に圧縮力が付勢されている。内シリンダ12は第2ピストン14を介して復帰ばね20のばね力により底蓋17側に押し付けられており、内シリンダ12の移動は制止されるように構成されている。すなわち、強制復帰ばね30のばね力は復帰ばね20より小さく設定されている。
The
図6に示す制動動作完了状態では、強制復帰ばね30のばね力により内シリンダ12は第2ピストン14側に移動しているが、第1ピストン13の端部と内シリンダ12の高圧室25側の底部が接触する位置で制止される。この状態では油帰還路12aは開いた状態となっている。
In the state where the braking operation is completed as shown in FIG. 6, the
(制動動作)
以上の構成を有する第2の実施形態では、制動動作において、第1の実施形態と同様な動作を行うが、制動動作の完了後、強制復帰ばね30のばね力により内シリンダ12は第2ピストン14側へ移動し、第1ピストン13と内シリンダ12の底部が接する位置で制止される。
(Braking action)
In the second embodiment having the above configuration, the same operation as that of the first embodiment is performed in the braking operation. However, after the braking operation is completed, the
(復帰動作)
第2の実施形態では、復帰動作において、第1の実施形態と同様な動作を行い、上記遮断動作の説明から容易に第2の実施形態における投入動作が推測できるため、詳細な説明は省略する。ただし、図6に示す制動動作完了状態では油帰還路12aが既に開いており、低圧室27から高圧室25への作動油24の流入は、内シリンダ12が移動しなくても開始することができる。
(Return operation)
In the second embodiment, in the return operation, the same operation as that of the first embodiment is performed, and the closing operation in the second embodiment can be easily estimated from the description of the above-described blocking operation. Therefore, the detailed description is omitted. . However, when the braking operation is completed as shown in FIG. 6, the
(作用効果)
以上のように構成した第2の実施形態では、前述の第1の実施形態と同様な作用効果に加えて、強制復帰ばね30を配置したことにより、遮断状態から投入状態に至る過程でのピストンロッド15の動作を開始する応答時間を短縮させることができる。
(Function and effect)
In the second embodiment configured as described above, in addition to the same function and effect as those of the first embodiment described above, the piston in the process from the shut-off state to the closing state is provided by arranging the forced
一般にパッキン16、18の摺動面は、長時間静止した状態が継続されると、油膜が減少し、最悪の場合、パッキン16、18と摺動部材(この場合はピストンロッド15)が固着してしまい、摺動しなくなるといった可能性がある。パッキン16、18とピストンロッド15とが固着まで至らない場合でも、両者の摺動面の摩擦力が大きくなると、ピストンロッド15が遮断位置から投入位置に達するまでの復帰時間が遅延する。また、前記摩擦力が変化すれば復帰時間にばらつきが出る。そこで、本実施形態では強制復帰ばね30のばね力を、ピストンロッド15の動作開始時に作用する摩擦力を打ち消す力として加算する。このような第2の実施形態によれば、復帰時間の遅延を無くすと共に、復帰時間のばらつきを小さくすることができ、緩衝装置に好ましい特性を与えることができる。
In general, when the sliding surfaces of the
また、第2の実施形態では、遮断動作時のピストンロッド15の急激な変位は、直接強制復帰ばね30には伝わらず、作動油24を介して伝わる構造となっている。そのため、強制復帰ばね30が局部的な変形を起こすことはない。したがって、ばねの素線同士が密着することがなく、変形あるいは損傷の発生を抑えて、優れたばね強度の維持が可能である。
In the second embodiment, the sudden displacement of the
[第3の実施形態]
(構成)
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図7と図8を参照して説明する。図7は第3の実施形態の初期状態を示す断面図である。図8は図7で示した緩衝装置10の制動動作完了状態を示す図である。なお、上記第1の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置10以外の部分については第1の実施形態と同一であるため図示していない。
[Third Embodiment]
(Constitution)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an initial state of the third embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a braking operation completion state of the
第3の実施形態は、図1に示す緩衝装置10に強制復帰ばね30と強制復帰ピストン31とガイド32を追加し、底蓋17の形状を変更したものである。すなわち、図7に示すように底蓋17には凹状のガイド32が固着されている。ガイド32には凸形状の強制復帰ピストン31が摺動自在に配置されている。
In the third embodiment, a
強制復帰ばね30は強制復帰ピストン31の内部に収納され、強制復帰ピストン31と底蓋17間で常に圧縮力が付勢される。強制復帰ピストン31の内部と底蓋17とガイド32で形成される空間は、第2高圧室33となっており、強制復帰ピストン31の移動に伴い第2高圧室33内の作動油24が圧縮される構造となっている。
The forced
強制復帰ピストン31には段差部31aが設けられており、ガイド32には段差部32aが配置されている。段差部31a、32a同士が当接することによって強制復帰ピストン31及びガイド32の移動範囲が規制されている。強制復帰ピストン31には突起部31bが設けられており、突起部31bは油帰還路12aの内部を貫通して高圧室25の中に突き出し形成されている。
The
また、強制復帰ピストン31には第2高圧室33と高圧室25とを連通させるための油道31cが形成されている。なお、油帰還路12aの穴径は突起部31bの軸径より大きく、作動油24が流れるように設定されている。内シリンダ12は第2ピストン14を介して復帰ばね20のばね力によりガイド32の端面に押し付けられており、内シリンダ12の移動は制止される。この時、油帰還路12aは閉じた状態となっている。
The forced
図8に示す制動動作の完了状態では、強制復帰ピストン31の突起部31bは第2ピストン14の端面と当接されており、強制復帰ばね30が圧縮されている。強制復帰ばね30のばね力により第2ピストン14とピストンロッド15は投入動作方向に押されている。強制復帰ピストン31のストローク(変位量)すなわち強制復帰ばね30のストロークはパッキン18の幅より長く設定されている。これは、ピストンロッド15がパッキン18と固着した幅以上動作すれば、摺動面の油膜が再度形成されるためである。
In the state where the braking operation shown in FIG. 8 is completed, the
(制動動作)
以上の構成を有する第3の実施形態では、制動動作において、第1の実施形態と同様な動作を行うが、制動動作完了直前に、第2ピストン14の端部が突起部31bに当接し、強制復帰ピストン31は底蓋17側へ押し込まれる。この時、第2高圧室33内の作動油24が圧縮されることで圧力が上昇する。この圧力が強制復帰ピストン31の制動力となる。第2高圧室33内の作動油24は油道31cを通して高圧室25側へ流出される。
(Braking action)
In the third embodiment having the above-described configuration, the same operation as that of the first embodiment is performed in the braking operation, but immediately before the completion of the braking operation, the end of the
(復帰動作)
第3の実施形態では、投入動作において、第1の実施形態と同様な動作を行い、上記制動動作の説明から容易に第3の実施形態における復帰動作が推測できるため、詳細な説明は省略する。ただし、図8に示す制動動作完了状態では強制復帰ピストン31は強制復帰ばね30のばね力により常に第2ピストン14とピストンロッド15を第2ピストン14側に押している。このため、ピストンロッド15とパッキン18の摩擦力が変化した場合でも、復帰動作の開始時にはピストンロッド15は瞬時に復帰動作を開始する。
(Return operation)
In the third embodiment, in the closing operation, the same operation as that of the first embodiment is performed, and the return operation in the third embodiment can be easily estimated from the description of the braking operation. Therefore, the detailed description is omitted. . However, in the braking operation completion state shown in FIG. 8, the forced
(作用効果)
以上のように構成した第3の実施形態では、前述の第1の実施形態及び第2の実施形態と同様な作用効果に得ることができる。すなわち、ピストンロッド15とパッキン18間の油膜減少に伴って摺動抵抗が増大しても、復帰時間の遅延やばらつきを、強制復帰ばね30と強制復帰ピストン31により防止することが可能となり、緩衝装置に好ましい特性を与えることができる。
(Function and effect)
In the third embodiment configured as described above, the same operational effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained. That is, even if the sliding resistance increases as the oil film between the
また、遮断動作時のピストンロッド15の急激な変位は、直接強制復帰ばね30には伝わらない構造となっているため、強制復帰ばね30が局部的な変形を起こすことはなく、ばね強度が低下することがない。さらに、第2高圧室33は優れた制動効果を挙げることができ、さらに強制復帰ばね30の急激な変位を防止することが可能となり、ばねの変形を起こす心配がない。
Further, since the sudden displacement of the
[第4の実施形態]
(構成)
次に、本発明に係る第4の実施形態について、図9を参照して説明する。図9は開閉装置用操作機構の緩衝装置10の第4の実施形態の投入状態を示す断面図である。なお、上記第3の実施形態と同一または類似の部分に関しては共通の符号を付して、重複する説明は省略する。また、緩衝装置10以外の部分については第3の実施形態と同一であるため図示していない。
[Fourth Embodiment]
(Constitution)
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the
第4の実施形態は、図7に示す緩衝装置10のガイド32を省略し、強制復帰ピストン31の移動量を規制するための止め板34を追加したものである。すなわち、図9に示すように底蓋17に凹部を形成して、凸形状の強制復帰ピストン31を摺動自在に底蓋17の内部に配置し、止め板34を底蓋17の端面に固着させる。強制復帰ピストン31の突起部31bは止め板34に配置された穴を通して、内シリンダ12側に突き出る構造となっている。強制復帰ピストン31の段差部31aは、止め板34と当接することにより移動範囲が規制されている。
In the fourth embodiment, the
(作用効果)
以上の構成を有する第4の実施形態では、制動動作及び復帰動作において第3の実施形態と同様な動作を行うことができ、前述の第3の実施形態と同様な作用効果に得ることができる。
(Function and effect)
In the fourth embodiment having the above-described configuration, the same operation as that of the third embodiment can be performed in the braking operation and the return operation, and the same effect as the above-described third embodiment can be obtained. .
[他の実施形態]
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。
[Other Embodiments]
In addition, said embodiment is shown as an example in this specification, Comprising: It does not intend limiting the range of invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention.
これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態では、復帰ばね20及び強制復帰ばね30に圧縮コイルばねを用いているが、他の弾性体要素、たとえば皿ばねを用いることもできる。
These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof in the same manner as included in the scope and gist of the invention. For example, although the compression coil spring is used for the
1… 可動接点
2… 遮断ばね
3… 可動端
4… 遮断ばね受け
5… ばねロッド
6… 支持構造体
7… 制止板
8… 連結部
10… 緩衝装置
11… 外シリンダ
12… 内シリンダ
12a… 油帰還路
12b… 突起部
12c… 切り欠き部
12d… 突起部
12e… 溝
13… 第1ピストン
14… 第2ピストン
15… ピストンロッド
15a… ピストンヘッド
15c… 円形凸面部
15d… 平面
16… パッキン
17… 底蓋
17a… 凹部
18… パッキン
19… 復帰ばね受け
20… 復帰ばね
21… 貫通孔
22… パッキン
23… 底板
24… 作動油
25… 高圧室
27… 低圧室
28… 液室
30… 強制復帰ばね
31… 強制復帰ピストン
31a… 段差部
31b… 突起部
31c… 油道
32… ガイド
32a… 段差部
33… 第2高圧室
34… 止め板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
同軸状に配置された外シリンダ及び内シリンダと、
前記内シリンダの内側に摺動自在に配置された第1ピストンと、
前記外シリンダの内側に摺動自在に配置された第2ピストンと、
前記第2ピストンに摺動自在に配置され、前記第1ピストンに固着されたピストンロッドと、
前記内シリンダと前記第1ピストンで囲まれて形成され、前記ピストンロッド及び前記第1ピストンが押し込まれることで圧縮される作動油が封入された高圧室と、
前記外シリンダと前記第2ピストンとの間に配置され、前記外シリンダと前記第2ピストンとを離す方向に付勢された復帰ばねを備えたこと、
を特徴とする開閉装置用操作機構の緩衝装置。 In a shock absorber used for an operation mechanism that operates a switching body of an opening / closing device by reciprocating a movable body including an electrical contact between an open and a closed position,
An outer cylinder and an inner cylinder arranged coaxially;
A first piston slidably disposed inside the inner cylinder;
A second piston slidably disposed inside the outer cylinder;
A piston rod slidably disposed on the second piston and secured to the first piston;
A high-pressure chamber formed by being surrounded by the inner cylinder and the first piston, and filled with hydraulic oil that is compressed when the piston rod and the first piston are pushed in;
A return spring disposed between the outer cylinder and the second piston and biased in a direction to separate the outer cylinder and the second piston;
A shock absorber for an operating mechanism for a switchgear.
前記遮断ばねの端部には遮断ばね受けを嵌着し、
前記遮断ばね受けに遮断ばねロッドを固着し、
前記ピストンロッドと前記遮断ばねロッドを接離自在に係合したこと、
を特徴とする請求項1に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。 The switchgear operating mechanism has a stop plate and a blocking spring,
A cutoff spring receiver is fitted to the end of the cutoff spring,
A blocking spring rod is fixed to the blocking spring receiver,
Engaging the piston rod and the shut-off spring rod detachably,
The shock absorber of the operating mechanism for the switchgear according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。 Disposing a forced return spring between the inner cylinder and the bottom lid ;
The shock absorber of the operating mechanism for the switchgear according to claim 1 or 2.
前記ガイドの内部に強制復帰ピストンを摺動自在に配置し、
前記強制復帰ピストンの端面は前記第1ピストンの端面と離接自在に接触し、
前記底蓋と前記強制復帰ピストンの間に強制復帰ばねを配置したこと、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。 A guide is fixed to the bottom lid,
A forced return piston is slidably disposed inside the guide,
The end face of the forcible return piston is in contact with the end face of the first piston so as to be detachable.
Disposing a forced return spring between the bottom lid and the forced return piston;
The shock absorber of the operation mechanism for switchgear according to any one of claims 1 to 3.
前記強制復帰ピストンの端面は前記第1ピストンの端面と離接自在に接触し、
前記底蓋と前記強制復帰ピストンの間に強制復帰ばねを配置し、
前記底蓋の端面に前記強制復帰ピストンの可動範囲を規制する止め板を固着したこと、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。 A forced return piston is slidably arranged inside the bottom lid,
The end face of the forcible return piston is in contact with the end face of the first piston so as to be detachable.
A forced return spring is disposed between the bottom lid and the forced return piston;
A stopper plate for restricting a movable range of the forced return piston is fixed to an end surface of the bottom lid;
The shock absorber of the operation mechanism for switchgear according to any one of claims 1 to 3.
前記強制復帰ばねのストロークは前記パッキンの幅以上であること、
を特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の開閉装置用操作機構の緩衝装置。 The second piston has a packing fixed to a sliding portion between the outer cylinder and the piston rod,
The stroke of the forced return spring is not less than the width of the packing;
The shock absorber for an operating mechanism for a switchgear according to any one of claims 3 to 5.
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