CN101312097B

CN101312097B - 开关设备操作装置用的缓冲装置

Info

Publication number: CN101312097B
Application number: CN2008100054190A
Authority: CN
Inventors: 森智仁; 小松健; 山下透
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: US20080289921A1; JP2008291898A; CN101312097A

Abstract

本发明提供一种能在不提高活塞及缸等的尺寸精度的情况下减小制动力偏差的开关设备操作装置用的缓冲装置。缓冲装置(10)包括：在内部充满了工作流体(F)的壳体(16)；收纳在壳体(16)内、在内外形成腔室的缸体(20)；贯穿缸体(20)并在其与缸体(20)之间形成流路、与可动接触件连动的滑动轴(12)；以及固定在滑动轴(12)上、收纳在缸体(20)内部、具有大于滑动轴(12)的直径的外径、在与缸体(20)的内周面保持水密性的同时进行滑动而使工作流体(F)在缸体(20)的内外之间移动、因工作流体(F)流过流路时的流通阻力而受到制动力的活塞(11)。

Description

开关设备操作装置用的缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种例如在变电所和交换中设置的电力用开关设备中对电力用开关设备的电路进行开关操作的操作装置的缓冲装置。

背景技术

在这种缓冲装置中，以往例如提出了一种具有将规定量的工作流体密封的缸和可移动地设置在该缸内的活塞的装置。在这种构造的缓冲装置中，在活塞与缸内周面之间形成有规定的间隙(流路)。另外，使流体通过该流路在缸内的两个腔室之间移动，并将此时形成的流体阻力用作制动力。在活塞上开设有贯通孔，当活塞在无需制动力的方向上前进时，该贯通孔打开使工作流体流通，在该贯通孔上设置有止回阀。

另外，在这种缓冲装置中，当开路动作进行至规定位置时，活塞与工作流体的液面碰撞。碰撞后，止回阀将贯通孔堵塞，活塞在受到工作流体的反力的同时移动至开路位置。该反力作为活塞的制动力而起作用(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特公平01-22696号公报

在上述构造的以往的缓冲装置中，产生制动力的因素、即流路的流路截面积由活塞的外径与缸的内径之差来确定。另外，为了获得大的制动力，需要增大活塞的外径和缸的内径。此时，若活塞的外径尺寸的精度差，则流路截面积的偏差就会增大，从而装置之间的制动力会产生偏差。因此，以往活塞的外径尺寸和缸的内径尺寸需要高的精度。另外，在活塞相对于缸偏心的场合，装置之间的制动力会因该偏心量而产生偏差，因此，以往活塞、缸、轴承和活塞杆等各部件的同轴度需要高的精度。由于这种需要较高精度的构造会使成本增加，因此构成了需解决的技术问题。另外，以往在活塞与工作流体的液面碰撞时有时会产生机械冲击力。再者，为了防止开关动作开始时对活塞杆的阻力而设置有止回阀，但在该止回阀闭塞贯通孔时有时也会产生机械冲击力。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种开关设备操作装置用的缓冲装置，在该缓冲装置中，即使是在为获得大的制动力而增大了活塞的外径和缸的内径的场合等，也可在不提高活塞和缸等的尺寸精度、不提高各部件的同轴度的情况下减小制动力的偏差，并可抑制对活塞的阻力的产生，可实现稳定的动作特性。

为了解决上述技术问题并实现上述目的，本发明的开关设备操作装置用的缓冲装置是一种对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，包括：壳体，该壳体在内部充满了工作流体；缸体，该缸体收纳在壳体内，并在内外形成腔室；滑动轴，该滑动轴贯穿缸体并在其与缸体之间形成流路，与可动接触件连动；以及活塞，该活塞固定在滑动轴上，收纳在缸体内部，并具有大于滑动轴的直径的外径，在与该缸体的内周面保持水密性的同时进行滑动，使工作流体在缸体的内外之间移动，因该工作流体流过流路时的流通阻力而受到制动力。

采用本发明，由于在滑动轴与缸体之间绕滑动轴形成流路，因此即使是在为获得大的制动力而增大了活塞的外径和缸的内径的场合，也可在不提高活塞和缸等的尺寸精度的情况下减小制动力的偏差。

附图说明

图1是实施形态1的开关设备操作装置用的缓冲装置的纵剖视图。

图2是开关设备的开路状态下的缓冲装置的纵剖视图。

图3是开关设备的闭路动作刚开始后的缓冲装置的纵剖视图。

图4是开关设备的闭路动作途中的缓冲装置的纵剖视图。

图5是开关设备的闭路状态下的缓冲装置的纵剖视图。

图6是开关设备的开路动作刚开始后的缓冲装置的纵剖视图。

图7是开关设备的开路动作途中的缓冲装置的纵剖视图。

图8是开关设备的开路动作完成后的缓冲装置的纵剖视图。

图9是实施形态2的开关设备操作装置用的缓冲装置的纵剖视图。

(符号说明)

10、10A缓冲装置

11活塞

12滑动轴

12a第一滑动轴

12b第二滑动轴

12c连结部

12d、12e台阶部

14缸

14a、15a横向流路孔

14b、15b纵向流路孔

14c、15c锥面

15缸盖

16壳体(罩子)

19活塞轴承

20缸体

S1～S5密封件

F工作流体

H1、H2大径孔

C1～C3间隙

具体实施方式

下面根据附图对本发明的开关设备操作装置用的缓冲装置的实施形态进行详细说明。另外，本发明并不受该实施形态的限定。

实施形态1.

根据附图对本发明实施形态1的开关设备操作装置用的缓冲装置进行说明。图1是本发明实施形态1的开关设备操作装置用的缓冲装置的纵剖视图。在图1中，开关设备操作装置用的缓冲装置10在对与未图示的开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备的操作装置中使用。

缓冲装置10包括：在内部充满了工作流体F的壳体(罩子)16；收纳在该壳体16内的缸体20；贯穿缸体20的滑动轴12；以及固定在滑动轴12上、收纳在缸体20内部的活塞11。

壳体16呈有底圆筒状，开关设备侧的开口由活塞轴承19闭塞，从而形成封闭空间。活塞轴承19例如由螺栓等连结部件固定在壳体16上。在壳体16与活塞轴承19之间设置有密封件S1(O形圈)，从而保持着水密性。以贯穿壳体16和活塞轴承19的形态设置有滑动轴12。在滑动轴12的中间部固定有大致圆板状的活塞11。滑动轴12由位于活塞11的开关设备侧的第一滑动轴12a和相反侧的第二滑动轴12b构成。这样，第一滑动轴12a、第二滑动轴12b和活塞11被制作成一体。

在第一滑动轴12a的端部设置有连结部12c，该连结部12c与开关设备操作装置的输出柄连结。在活塞轴承19的被第一滑动轴12a贯穿的贯通孔中设置有密封件S2。由此，第一滑动轴12a可相对于活塞轴承19水密性地滑动。同样地，在壳体16的被第二滑动轴12b贯穿的底部形成的贯通孔中也设置有密封件S3，由此，第二滑动轴12b可相对于壳体16水密性地滑动。在壳体16内密封有规定量的工作流体F。

缸体20包括：有底圆筒状的缸14、以及将其开口闭塞的缸盖15。而且，缸14包括：圆筒状的缸部、以及与该缸部形成为一体的底部。缸盖15与缸部的开口内接而嵌合，可滑动地安装在缸14上。在缸14与缸盖15之间的滑动面上设置有密封件S4，从而保持着水密性。在缸14与缸盖15之间形成有间隙C1，两者可以相对移动该间隙C1的轴向长度。这样构成的缸体20被收纳在壳体16内，在内外形成腔室。即，在缸体20的内侧形成一个腔室，在缸体20与壳体16之间形成另一个腔室。

在缸盖15和缸14的底部开设有孔径比滑动轴12的直径大规定量的第一大径孔H1和第二大径孔H2。滑动轴12贯穿这两个第一大径孔H1和第二大径孔H2配设。另外，在第一滑动轴12a的外周面与第一大径孔H1的内周面之间形成有规定宽度的圆筒状的间隙(绕轴流路)。同样地，在第二滑动轴12b的外周面与第二大径孔H2的内周面之间形成有规定宽度的圆筒状的间隙(绕轴流路)

另外，在缸盖15上，在相对于第一滑动轴12a垂直的方向上贯穿有横向流路孔15a，该横向流路孔15a将缸体20外的腔室与第一大径孔H1的内周面连通。而且，在与第一滑动轴12a平行的方向上贯穿形成有纵向流路孔15b，该纵向流路孔15b将缸盖15的与活塞轴承19抵接的端面与缸体20内的腔室连通。另一方面，同样地，在缸14的底部，在相对于第二滑动轴12b垂直的方向上贯穿有横向流路孔14a，该横向流路孔14a将缸体20外的腔室与第二大径孔H2的内周面连通。而且，在与第二滑动轴12b平行的方向上贯穿有纵向流路孔14b，该纵向流路孔14b将底部的与壳体16抵接的底面与缸体20内的腔室连通。

大致圆板状的活塞11在外周部具有密封件S5。另外，活塞11隔着该密封件S5与缸14内接，可以在相对于缸14的内周面保持水密性的同时进行滑动。而且，活塞11将缸体20内部的腔室进一步分割成两个腔室。另一方面，缸体20在壳体16的内部仅由活塞11支撑，而并未被其它任何部件支撑。因此，缸体20在活塞11沿轴向移动时跟着活塞11移动。但是，当缸体20移动间隙C1的长度时与壳体16抵接，因此此后仅活塞11移动。

当滑动轴在操作装置的开关动作下沿轴向移动时，活塞11在缸体20的内部滑动。另外，活塞11使工作流体F在缸体20的内外之间移动。此时，在第一滑动轴12a的外周面与第一大径孔H1的内周面之间的间隙、以及在第二滑动轴12b的外周面与第二大径孔H2的内周面之间的间隙分别构成工作流体F的流路(绕轴流路)。另外，工作流体F流过该绕轴流路时的流通阻力成为本实施形态的制动力，活塞11受到该制动力。在第一滑动轴12a的外周面与第二滑动轴12b的外周面上分别形成有台阶部12d和台阶部12e。所述制动力的大小由所述绕轴流路的流通截面积来确定，台阶部12d和台阶部12e通过改变直径的大小或轴向的长度来调整绕轴流路的流通截面积，从而使制动力变得合适。流过该绕轴流路的工作流体F处于高压状态，工作流体F在流过后逐渐变化成低压，并经由设置在缸14和缸盖15上的横向流路孔14a、15a从缸体20的内部向缸体20的外部移动，从而回到低压状态。

下面对动作进行说明。首先说明闭路动作。当从表示开路状态的图2的状态起开始闭路动作时，连结部12c被朝着箭头U方向牵引，滑动轴12a及12b、活塞11和密封件S5一体地开始移动。由于活塞11在移动开始前与缸14的底部紧贴，两个零件之间呈没有间隙的状态，因此会产生阻碍活塞11移动的阻力，但由于在缸14与缸盖15之间预先设置有间隙C1以使缸14可朝着箭头D、U方向移动，因此在活塞11刚开始移动后，缸14在保持与活塞11紧贴的状态下如图3所示地一起移动。在该动作下，在缸14与壳体16之间产生间隙C2。接着，如箭头F1所示，工作流体F从设置在缸14上的纵向流路孔14b流入活塞11与缸14的紧贴部，从而使紧贴状态解除，可在不产生阻力的情况下使活塞11平滑地进行移动。

接着，如图4所示，缸体20的内部被活塞11分割成缸盖15侧的腔室R1和缸14侧的腔室R2两个腔室，且腔室R1逐渐变小，腔室R2逐渐变大。然后，如箭头F2所示，腔室R1内的工作流体F经由第一滑动轴12a与第一大径孔H1之间的流路向缸盖15的低压侧流动，之后，经由设置在缸盖15上的横向流路孔15a朝着在缸体20与壳体16之间形成的低压部排出。制动力可由该动作时工作流体F流过第一滑动轴12a与第一大径孔H1之间的流路时的流通阻力来获得。另外，对于该制动力，由于可利用第一滑动轴12a的台阶部12d来调节流路截面积，因此可获得合适的制动力。如图5所示，闭路动作在活塞11接触缸盖15而停止后完成，该停止位置成为闭路位置。

下面说明开路动作。当在闭路状态的图5状态下开始开路动作时，连结部12c被朝着箭头D方向推压，滑动轴12a及12b、活塞11和密封件S5一体地开始移动。由于活塞11在开始移动前与缸盖15紧贴，两个零件之间呈没有间隙的状态，因此会产生阻碍活塞11移动的阻力，但由于在缸14与壳体16之间存在间隙C2，因此缸盖15可与缸14一起朝着D方向移动。在活塞11刚开始移动后，缸盖15在保持与活塞11紧贴的状态下与缸14一起如图6所示地移动。在该动作下，在缸盖15与活塞轴承19之间产生间隙C3。接着，如箭头F3所示，工作流体F从设置在缸盖15上的纵向流路孔15b流入活塞11与缸盖15的紧贴部，从而使紧贴状态解除，可在不产生阻力的情况下使活塞11平滑地进行移动。

接着，如图7所示，缸体20的内部被活塞11分割成缸盖15侧的腔室R1和缸14侧的腔室R2两个腔室，且腔室R2逐渐变小，腔室R1逐渐变大。接着，如箭头F4表示，腔室R2内的工作流体F经由第二滑动轴12b与第二大径孔H2之间的流路向缸14的低压侧流动，之后，经由设置在缸14上的横向流路孔14a朝着在缸体20与壳体16之间形成的低压部排出。制动力可由该动作时工作流体F流过第二滑动轴12b与第二大径孔H2之间的流路时的流通阻力来获得。另外，对于该制动力，由于可利用第二滑动轴12b的台阶部12e来调节流路截面积，因此可获得合适的制动力。如图8所示，开路动作在活塞11接触缸14而停止后完成，该停止位置成为开路位置。

由于该实施形态的缓冲装置如上构成，因此将直径比活塞11小的第一滑动轴12a、第二滑动轴12b(包括台阶部12d、12e在内)与第一大径孔H1、第二大径孔H2之间形成的间隙做成工作流体F的流路(绕轴流路)。即，以往在直径较大的活塞周围形成流路，但在本实施形态中绕直径较小的第一、第二滑动轴12a、12b形成流路。因此，由直径尺寸的偏差引起的流路截面积的变动变小，可在不进行严格的直径尺寸控制的情况下减小缓冲装置之间的制动力的偏差。另外，由于缸体20仅由活塞11支撑，而并未被其它部件支撑，因此自然会成为同轴，可在无需较高的尺寸精度的情况下确保活塞11、缸14和缸盖15的同轴度。由此，滑动轴12a、12b相对于大径孔H1、H2不会偏心，因此流路不会偏移，从而可进一步减小缓冲装置之间的制动力的偏差。另外，在开路、闭路动作刚开始后，活塞11与缸14或活塞11与缸盖15处于紧贴状态，但通过将缸14和缸盖15做成可与活塞11一起移动规定量的构造，并在缸14和缸盖15上设置纵向流路孔14b和纵向流路孔15b，可抑制对活塞11的阻力的产生，并可在动作刚开始后平滑地动作。

实施形态2.

图9是本发明实施形态2的开关设备操作装置用的缓冲装置的纵剖视图。图9中，在本实施形态的缓冲装置10A中，将缸盖15的内周面、即缸盖15的与第一大径孔H1相对的面做成锥面15c。对于由第一滑动轴12a的外周面与第一大径孔H1的内周面之间的间隙形成的绕轴流路，锥面15c使其流路截面积以逐渐增大(减小)的形态变化。另外，在本实施形态的缓冲装置10A中，将缸14底部的内周面、即缸14的与第二大径孔H2相对的面做成锥面14c。对于由第二滑动轴12b的外周面与第二大径孔H2的内周面之间的间隙形成的绕轴流路，锥面14c使其流路截面积以逐渐增大(减小)的形态变化。其它结构与实施形态1相同。

在闭路动作时，连结部12c被朝着U方向牵引，滑动轴12a及12b、活塞11和密封件S5一体地朝着U方向移动，工作流体F在高压状态下流过由第一滑动轴12a的台阶部12d和第一大径孔H1构成的绕轴流路。此时，由于流路截面积因锥面15c而逐渐变大，因此工作流体F从高压状态逐渐转变为低压状态，并经由横向流路孔15a向低压部排出。另一方面，在开路动作时，连结部12c被朝着D方向推压，滑动轴12a及12b、活塞11和密封件S5一体地朝着D方向移动，工作流体F在高压状态下流过由第二滑动轴12b的台阶部12e和第二大径孔H2构成的绕轴流路。此时，由于流路截面积因锥面14c而逐渐变大，因此工作流体F从高压状态逐渐转变为低压状态，并经由横向流路孔14a向低压部排出。其它动作与实施形态1相同。

由于该实施形态的缓冲装置如上构成，因此当工作流体F在高压状态下流过由滑动轴12a、12b的台阶部12d、12e和大径孔H1、H2构成的流路时，流路截面积因锥面14c、15c而逐渐变大，从而工作流体F不会从高压状态突然转变为低压状态，溶入被高压压缩的工作流体F中的空气不会以气泡形式出现，因此制动力在反复动作时也可保持稳定。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的开关设备操作装置用的缓冲装置适用于例如在变电所和交换所设置的电力用开关设备中对电力用开关设备的电路进行开关操作的操作装置的缓冲装置。

Claims

1.一种对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，包括：

壳体，该壳体在内部充满了工作流体；

缸体，该缸体收纳在所述壳体内，在所述缓冲装置的动作中相对于所述壳体可动，并在内外形成腔室；

滑动轴，该滑动轴贯穿所述缸体，与所述缸体之间形成流路，并与所述可动接触件连动；以及

活塞，该活塞固定在所述滑动轴上，收纳在所述缸体内部，并具有大于所述滑动轴的直径的外径，所述活塞在与所述缸体的内周面保持水密性的同时进行滑动，使所述工作流体在所述缸体的内外之间移动，并因该工作流体流过流路时的流通阻力而受到制动力。

2.如权利要求1所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述缸体可滑动地被所述活塞支撑。

3.如权利要求1所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述滑动轴具有台阶部，通过改变该台阶部的直径的大小或轴向的长度来调整所述流路的流通截面积。

4.如权利要求1所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述缸体包括：具有圆筒状缸部的缸、以及将所述缸部的开口密闭的缸盖，所述缸盖与所述缸部的开口嵌合而得以支撑。

5.如权利要求4所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述缸使所述缸部与所述活塞的外周部水密且可滑动地接触，所述缸被所述活塞支撑。

6.如权利要求4所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述缸或所述缸盖可与所述活塞朝着同一方向滑动，在可滑动的所述缸或所述缸盖上开设有贯通孔，该贯通孔使所述工作流体流入在所述活塞的动作开始时处于紧贴状态的所述缸或所述缸盖与所述活塞之间，从而解除紧贴状态。

7.如权利要求1至6中任一项所述的对与开关设备的固定接触件接触、分离的可动接触件进行驱动的开关设备操作装置用的缓冲装置，其特征在于，所述缸体具有使流路截面积逐渐变化的锥状的内壁。