CN1052558C - 断路器的流体压驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种断路器的流体压驱动装置，包括：收容工作流体的贮存容器；对工作流体加压后排出到供给侧管路上的泵；储压器；对断路器的触点进行开闭作业的流体压液缸；被介装在连接了流体压液缸和供给侧管路的流路上的、对工作流体控制的工作流体流路控制装置；压力监视装置；泄漏装置；使泵起动或停止，以使供给压保持在规定的上限值和下限值之间的泵控制装置。其泄漏装置具有一种其流路的断面积当周围温度上升时减小而当周围温度下降时增加的构成。

Description

断路器的流体压驱动装置

本发明涉及一种电力用断路器的驱动装置，特别是涉及一种利用流体压力进行断路器的触点的开闭作业的流体压驱动装置。

断路器是在因为打雷这样的非常时期和检修等需要停止电力供给等场合，以及在随后重新开始电力供给时进行触点的开闭的装置。对这样的断路器的触点，已有用流体压装置进行其开闭作业的装置出现。这样的利用流体压的断路器的开闭装置，与一般工业上用的流体压装置相比，动作的频率要小，而待机的时间却要长得多。因此，在断路器的开闭装置(流体压驱动装置)上，并不是象在一般的流体压装置上那样经常使泵保持着运转，而只是当储存在储压器中的由泵所排出的高压的工作流体的压力即供给压下降时，才使泵产生运转，将供给压提高到规定的压力。因此，为使供给压保持在规定的范围内，采用了这样一种构成：用压力开关等压力监视装置对供给压进行监视；当供给压降低到预先设定了的下限值时，使泵起动，开始升压；当供给压到达规定的上限值时，停止泵的工作。

从省能源和工作寿命方面来看，是希望泵的运转次数和运转时间等少一些为好。但为了不出现在需要时不能起动或者不能快速地进行升压等问题，而是能使之可靠地起动和升压，就希望以某个程度的频率使泵产生运转。

为此，在以往的断路器的流体压驱动装置上，具有下列构成：设置有将连接了泵的排出口和储压器之间的配管即供给压管路，和连接了泵的吸入侧和贮存容器之间的配管即连接低压侧管路的流路；同时，在该流路上设置节流孔，以构成泄漏装置，使工作流体从储压器常常一点点地泄漏到贮存容器中；在泵停止后，供给压会徐徐下降，当经过某个时间后供给压下降到规定的下限值时，泵再被起动。

或者，象例如在日本专利公报“特开平3-245421”号上所记载的那样，使用一种在连接了供给压侧和低压侧的流路上设置电磁阀，通过定期地打开该电磁阀使供给压下降，从而定期地使泵起动的机构。

在上述第一个现有技术的构成上，由于其节流孔的流路的断面积是固定的，所以当随着周围(外气)的温度变化而使工作流体的粘度产生变化时，其泄漏量就会产生变动。其结果是，会出现泵的运转次数和运转时间等发生大的变动这样的问题。这是因为，由于使其产生泄漏的工作流体的流量极其微量就行，所以小孔节流孔由于其流量过大而不能使用，而要采用环状节流孔或毛细管节流孔；而通过这些节流孔而泄漏的流量是与工作流体的粘度成反比例的。例如，在使用了环状节流孔时的泄漏量Q_L可用由公式(1)所示的环状间隙的流量公式所表示。 $Q_L=\frac{\mathrm{\πd}{\mathrm{\δ}}^3}{12\mathrm{\μL}}\·\mathrm{\ΔP}---\left(1\right)$

这里，d为销的直径；L为环状间隙的轴方向的长度；δ为半径方向的间隙的大小；μ为工作流体的粘度；ΔP为上流侧和下流侧的压力差，即供给压Ps减去低压侧的压力后的压力值，通常，由于低压侧的压力等于大气压，所以ΔP等于Ps。

由于工作流体的粘度在高温时减小而在低温时增大，所以若决定了节流孔的流路的断面积大小的半径间隙δ为固定时，则泄漏量就会随温度的上升而增加，随温度的降低而减小。因此，在夏季或温暖的地域等场合，由于泄漏量增加，泵的运转次数和运转时间等也相应增加，于是就会出现能源消耗量增大，以及泵和驱动装置的继电器等的使用寿命缩短等问题。相反，在冬季或寒冷的地方等场合，由于泄漏量减小，泵的运转次数和运转时间等也相应地减少，会出现泵内的滑动部易于被粘着，使滑动阻力增大，效率下降，不能顺利地起动等问题。

并且，由于只要在节流孔的上流侧和下流侧之间存在压力差时工作流体的泄漏是持续的，所以就存在在万一因泵不能起动等而不能进行正常的升压时，供给压即使在低于规定的下限值后还会继续下降，以至最后会一直下降到不能再驱动断路器的压力值为止的问题。

另一方面，在上述第二现有技术的构成上，由于需要为驱动电磁阀的驱动装置和定期打开该电磁阀的定时器等装置，所以存在机器的构成变复杂，以及需要对因电磁阀和其驱动装置等的障碍而引起的机器故障进行处理的设备等问题。而且，在这样的构成时，当万一在泵不能被起动的状态下反复进行打开电磁阀的动作时，也会出现供给压下降得过低，以至不能再驱动断路器的问题。

本发明的目的是，解决在上述那样的现有技术中存在的问题，在即使由于温度变化而使工作流体的粘度发生变化时，也可以将为使供给压保持在规定的范围内所需的泵的运转次数和运转时间等的变动抑制到小的程度；并且在万一泵的升压不能正常进行时，会停止工作流体的泄漏，使供给压不再继续下降。

为达到上述目的，在本发明中，在连接有供给压侧和低压侧的流路上设置有一种具有以其流路的断面积可以随温度的变化而变化的构成的节流孔流路的泄漏装置。即，设置有一种具有其流路的断面积随温度的上升而减小，随温度的下降而增加的节流孔流路的泄漏装置。

具体来说，上述泄漏装置希望具有下列这样的构成。

首先，设置具有锥孔的第一部件，和与该锥孔之间以具有环状间隙的方式相嵌合的，在其一端具有锥销而另一端与第一部件相结合着的第二部件；使两者之间的间隙成为工作流体流动的节流孔流路；使该节流孔流路的一端与供给压侧相接续，而另一端与低压侧相接续。锥孔和锥销的锥形，以随着从第一部件和第二部件的结合部远离其锥形部的直径变细小的方式被设置着。其次，第二部件的至少一部，最好是位于构成锥销的部分和与第一部件相结合着的结合部两者之间的那部分，是用其热膨胀系数比第一部件的要大的材料所构成的。

依据上述这样的构成，当温度变化时，由于第二部件一方的伸缩比第一部件的要大，所以可使锥孔的内面和锥销的外面两者沿轴方向的相对位置发生变化，从而使节流孔的流路的断面积发生变化。即，当温度上升时，由于第二部件比第一部件要伸长得大一些，所以间隙δ会减小；相反，当温度下降时，由于第二部件比第一部件要收缩得大一些，所以间隙δ会增大。这样，由于节流孔的流路的断面积会随着温度的变化而产生高温时减小而低温时增大的变化，所以即使粘度发生了变化，也可以将与用粘度μ除间隙δ的3次方后的值成比例的泄漏量的变动抑制到小的程度。因此，就可以将为使供给压保持在规定的范围内而所需的泵的运转次数和运转时间等的变动抑制到小的程度。而且，由于泄漏量是与间隙δ的3次方成比例的，所以可以通过只使间隙δ产生很小的变化而得到大的效果。

进一步，在本发明中，在泄漏量调整装置的上流，设置有具有一种当供给压在规定的下限值以下时切断经泄漏装置的工作流体的流入的构成的流路开闭装置。具体来说，该流路开闭装置具有下列构成：设置一种提升阀等的流路开闭部，使该流路开闭部的入口侧与供给压侧相接续，而出口侧与泄漏装置的上流侧相接续；进一步，设置通过弹簧等弹性部件进行关闭流路开闭部的操作的闭操作机构，和通过供给压进行打开流路开闭部的操作的开操作机构；当供给压低于预先设定了的压力值时，与打开流路开闭部的开操作机构的操作力相比，关闭流路开闭部的闭操作机构的操作力更大。由于开操作机构的开操作力等于受压面积和供给压的乘积，所以可以设定这样一个开操作机构的受压面积，以使当供给压低于规定的下限值时闭操作机构的闭操作力比开操作机构的开操作力要大。

依据这样的构成，由于当供给压低于预先设定了的压力值时，流路开闭部产生关闭，使工作流体的泄漏停止，所以就可以防止供给压降低到该预定的压力值以下。因此，即使在万一由于泵不能被起动等致使正常的升压不能进行时，也不会发生供给压异常地降低致使变得不能再驱动断路器这样的问题。

图1为显示了本发明的流体压驱动装置的一实施例的闭路状态的系统图。

图2为显示了图1的实施例的开路状态的系统图。

图3为显示了图1中的泄漏装置的构成的断面图。

图4为显示了图3的泄漏装置的由温度而引起其节流孔部变化的断面图。

图5为显示了图3的泄漏装置的由温度而引起其泄漏量变化的特性图。

图6为显示了本发明的泄漏装置和流路开闭装置的一实施例的断面图。

图7为显示了当图6的流路开闭装置为关闭时的状态的断面图。

图8为显示了图6的流路开闭装置上的供给压和操作力的关系的一例的特性图。

图9为显示了本发明的泄漏装置的其他实施例的断面图。

图10为显示了本发明的泄漏装置的其他另一实施例的断面图。

图11为显示了本发明的流路开闭装置的其他实施例的断面图。

图12为显示了本发明的流路开闭装置的供给压和操作力的关系的其他例的特性图。

下面，参照图1至图5对本发明的断路器的流体压驱动装置的第1实施例进行说明。

在图1所示的实施例中，其断路器的流体压驱动装置包括：被大气压所敞开的、贮存着工作流体的贮存容器10；从该贮存容器10中吸入工作流体并对其进行加压的泵5；对泵5进行驱动的马达18；与泵5的排出口相接续的过滤器6；与过滤器6的流出侧相接续的、作为供给侧管路的供给压管路36；与供给压管路36相接续的储压器7；通过配管41将供给压管路36和贮存容器10相接续的泄漏装置16；其直杆侧区域(小的受压面积侧区域)4a与上述供给压管路36相接续的流体压缸3；具有由固定触点1和可动触点2所构成的接点的、并由上述流体压缸3对该接点进行开闭操作的断路器80；通过管路37将上述供给压管路36和上述流体压缸3的缸头侧区域(大的受压面积侧区域)4b相接续的主控制阀8；将主控制阀8的排出口与上述贮存容器10相接续的管路39；其流入侧经管路38后与比主控制阀8要靠上流侧的管路37相接续，而其流出侧经管路42后与上述主控制阀8的第2导向室9b相接续的导向阀11；将该导向阀11的排出口与上述贮存容器10相接续的管路40；对上述供给压管路36的内压进行检测并输出该检测结果的、作为压力监视装置的压力开关15；以压力开关15的输出信号作为输入而使上述马达18起动或停止的泵控制装置17；以及与上述供给压管路36相接续的，当供给压超过了预先设定了的压力值时被打开而将供给压管路36内的工作流体导入贮存容器10的卸荷阀14。由主控制阀8和导向阀11，构成将由供给压所加压了的工作流体送入流体压液缸3或将流体压液缸3的工作流体排出到贮存容器10的工作流体流路控制装置。

在对由固定触点1和可动触点2所构成的接点进行开闭的流体压液缸3的小的受压面积侧区域4a上，直接作用有从泵5的排出口经过滤器6后被储压器7所蓄压着的工作流体的供给压。流体压液缸3的大的受压面积侧区域4b，通过切换主控制阀8可以有选择地与供给压侧或与贮存容器10相连接着的低压侧相接续。主控制阀8包括：阀箱；可以滑动地内装在该阀箱内的阀体9c；以该阀体9c的滑动方向的一方的端面为受压壁面的第1导向室9a；以及以阀体9c的滑动方向的另一方的端面为受压壁面的第2导向室9b。第2导向室9b的受压壁面的面积比第1导向室9a的受压壁面的面积要大。若第2导向室9b由于工作流体的压力而在其受压壁面上所受到的力大于第1导向室9a由于工作流体的压力而在其受压壁面上所受到的力时，则阀体9c为图1所示的状态，此时它将流体压液缸3的大的受压面积侧区域4b与管路37相连通；而若第2导向室9b由于工作流体的压力而在其受压壁面上所受到的力小于第1导向室9a由于工作流体的压力而在其受压壁面上所受到的力时，则阀体9c为图2所示的状态，此时它将流体压液缸3的大的受压面积侧区域4b与管路39相连通。

导向阀11具有开路用驱动装置12和闭路用驱动装置13，且当开路用驱动装置12动作时该导向阀11会将主控制阀8的第2导向室9b经管路40后与低压侧(贮存容器10)相接续，而当闭路用驱动装置13动作时该导向阀11会将主控制阀8的第2导向室9b与供给压侧(管路38)相接续。开路用驱动装置12和闭路用驱动装置13的动作，是由图中未示出的控制回路所控制的。在主控制阀8的第1导向室9a上，常时作用有供给压。

因此，在图1所示的保持着闭路的状态下，当开路用驱动装置12动作时，导向阀11将主控制阀8的第2导向室9b与低压侧(管路40)相接续，再切换主控制阀8，主控制阀8就将流体压液缸3的大的受压面积侧区域4b与低压侧(管路39)相接续。由于小的受压面积侧区域4a常时与供给压管路36相接续着，所以流体压液缸3会由于其小的受压面积侧区域4a上所受到的供给压而使活塞产生向图示的右方的移动，由此实现开路动作，成为图2所示的状态，此时电力的输送通路就被切断了。另一方面，在图2所示的保持着开始的状态下，当闭路用驱动装置13动作时，导向阀11将主控制阀8的第2导向室9b与供给压侧(管路38)相接续，再向相向的方向切换主控制阀8，由于主控制阀8将流体压液缸3的大的受压面积侧区域4b与供给压侧(管路37)相接续，所以使活塞产生向图示的左方移动的力就会大于在小的受压面积侧区域4a上因供给压而受到的力，从而实现闭路动作，回到图1的状态，电力的输送就可以重新进行。

在泵5的排出口，经过滤器6接续着供给压管路36；在供给压管路36上，在接续有储压器7的同时，还接续有作为防止供给压的异常上升的安全阀的卸荷阀14，和作为压力监视装置的压力开关15。在供给压管路36上，进一步还接续着其间介装有泄漏装置16的配管41的上流端；该配管41的下流端与低压侧(贮存容器10)相连接。压力开关15的输出端与泵控制装置17相接续；泵控制装置17会根据压力开关15的输出信号给马达18以指令，从而使泵5起动或停止。即，由泵5所加压后排出的高压的工作流体在储压器7中得到蓄压；而另一方面，储压器7的工作流体经泄漏装置16可以一点点地向低压侧(贮存容器10)泄漏，这样在泵5停止后供给压会徐徐地下降。工作流体的供给压由压力开关15所监视着；当供给压下降到规定的下限值时，压力开关15将该信号输出给泵控制装置17。接收到该信号的泵控制装置17给马达18以起动指令，由此起动泵5，开始供给压的升压过程。当储压器7的蓄压值增加，供给压到达规定的上限值时，这时接收到来自压力开关15的该信号的泵控制装置17给马达18以停止的指令，由此使泵5停止工作，结束供给压的升压过程。

泄漏装置16，如图3所示，包括：具有锥孔19的第一部件20；在其一端具有与锥孔19之间以具有环状间隙21的方式相嵌合的锥销22的第二部件23；以及将两者固定在一起的螺母25。第二部件23包括：锥销22；与该锥销22的大径端同轴同径相接的轴承圆筒部22A；与该轴承圆筒部22A同轴相接的圆筒部26；以及与该圆筒部26同轴相接、并具有比圆筒部26更大的直径的外螺纹的结合部24。第一部件20为中空的圆筒状，从其一方的端部开始同轴地顺次配置有：锥孔19；与该锥孔19的大径端相接的，并具有比该大径端的直径还要大的直径的圆筒状的凹部20A；与该凹部20A相邻接的、并且其内径比凹部20A的内径要小的轴承部20B；与该轴承部20B相邻接的，并具有比轴承部20B的内径要大的直径的圆筒状的凹部20C；以及与该凹部20C相邻接的，并且其内径比凹部20C的内径要小的结合部20D。在该结合部20D上，设置有与上述结合部24的外螺纹相螺合的内螺纹。

第二部件23的轴承圆筒部22A与轴承部20B相嵌合，第二部件23的结合部24在第一部件的结合部20D处与第一部件20相螺合，第二部件23相对于第一部件20用螺母25所固定着。锥孔19和锥销22的锥部，具有一种随着从结合部24的远离而逐渐变细的形状；由两者(锥孔19和锥销22)之间的环状间隙21构成对工作流体流动的节流孔通路(以下也叫节流孔)；环状间隙21的小径侧与供给压管路36(即上流侧)相接续，而其大径侧则经凹部20A与低压侧(贮存容器10)相接续。并且，结合部24和20D构成进给螺杆机构；通过旋转第二部件23，使该第二部件23相对于第一部件20产生轴方向上的变位；在将环状间隙21调整到规定的大小后，再用螺母25将第一、二部件20、23固定成一个整体。在两者被结合成一个整体时，锥销22与锥孔19为同心保持，环状间隙21沿其全周为均一的间隙。

进一步，在第二部件23的轴承圆筒部22A与轴承部20B相嵌合着的部分设置有密封部27，由此可防止工作流体从凹部20A经凹部20C泄漏到结合部24侧。而且，第二部件23的位于其轴承圆筒部22A和结合部24之间的圆筒部26，由热膨胀系数比第一部件20的要大的材料所构成。第二部件23的其他部分以及第一部件20，它们的热膨胀系数相同。

如图4所示，若在初期的温度(指部件的温度，但由于部件的温度会随周围的温度而变化，所以也可考虑周围的温度。以下同)T_O时，设环状间隙21的半径方向的大小(正确地说，应是垂直于锥形面而测得的间隙的大小)为δ_O，则当温度上升到T_H时，由于第二部件23的圆筒部26比第一部件20的相对应部分要伸长得大一些，所以锥销22会向图上的轴方向的右侧移动，使间隙减小到δ_H；相反，当温度下降到T_L时，由于圆筒部26比第一部件20的相对应部分要收缩得大一些，所以锥销22会向轴方向的左侧移动，使间隙增大到δ_L。若设第一部件20的热膨胀系数为α₁，圆筒部26的热膨胀系数为α₂，圆筒部26的轴方向的长度为S，锥形角度为θ，则当温度只变化了ΔT时的间隙δ，如公式(2)所示，当高温时减小，而低温时增大。工作流体的粘度μ也是当温度升高时减小，而当温度降低时增大；工作流体的粘度μ和间隙δ两得的大小；随温度的变化而成比例的变化(一方增大的话，另一方也增大；同时，一方减小的话，另一方也减小)。

         δ＝δ_O-S·(α₂-α₁)·ΔT·Sinθ……(2)

可是，构成与高压的工作流体相接触的节流孔的孔和销，由于通常两者都用钢或铜合金等相同的材料所制成，所以在采用无锥形的环状间隙时，由于因温度的变化而引起的孔和销的尺寸变化(直径的变化)两者为同一程度，所以间隙δ几乎无变化，可以认为是一个不变的定值。并且，节流孔的沿轴方向的长度在高温时变长而在低温时缩短，这从泄漏量的观点看是一种抵消工作流体的粘度μ的变化地变化，但由于该节流孔的沿轴方向的长度随温度的变化比起粘度μ的变化来说过小，所以得不到能抑制泄漏量的变化的效果。

而且，油压工作油的动粘度ν(ν＝μ/ρ，ρ为粘度)的相对于温度的变化，常用由公式(3)所示的Walther的实验式所表示；随温度的升高，粘度的降低程度会增加。

            loglog(ν+0.8)＝-mlog T+k……(3)

因此，如图5所示，在使用无锥形的环状间隙时，高温时的泄漏量会显著增加。

而如在本实施例中这样使用了具有锥形的环状间隙时，公式(1)的分子项中的间隙δ的值会如公式(2)所示的那样与分母项中的粘度μ随温度的变化而产生同样的变化，而且由于泄漏量Q_L与间隙δ的3次方成比例，所以可以将泄漏量的变化抑制到很小的程度。若在温度T_O时，为使无锥形的环状间隙和带锥形的环状间隙具有同样的泄漏量，而假设两者具有相同的销直径d、环状间隙的轴方向的长度L和间隙δ的话，则在温度低于T_O的低温时，由于带锥形的环状间隙δ的3次方比无锥形的环状间隙δ的3次方要大，所以带锥形的环状间隙δ的泄漏量Q_L会大一些；而在温度高于T_O的高温时，由于带锥形的环状间隙δ的3次方比无锥形的环状间隙δ的3次方要小，所以带锥形的环状间隙δ的泄漏量Q_L会小一些。其结果是，在从温度T_L到T_H的范围内，泄漏量Q_L会产生如图5所示的变化，带锥形的环状间隙的一方比起无锥形的环状间隙的另一方可以在很宽的温度范围内将泄漏量的变化抑制到小的程度。

因此，依据本实施例，即使从夏季到冬季温度发生了大的变化时，也可以使流经泄漏装置16的工作流体的流量的变动减小，从而使将供给压从其上限值降到下限值时所需的时间的变动减小。因此，可以使为将供给压保持在规定的范围内而所需的泵的运转次数和运转时间的变动抑制到小的程度。或者，在从温暖的地域到寒冷的地方，都可以用同样的工作规格而实现稳定的性能，而不必相应于不同的设置场所而设计特别的工作规格或对间隙的大小的设定进行改变。

而且，作为工业上的有用材料的组分的一例，其内部受到高压作用的第一部件20可以用铁或钢制成，而第二部件23的圆筒部26可以用铁、钢或具有2倍的热膨胀系数的铝所制成。或者，圆筒部26也可用具有更大的热膨胀系数的树脂等材料所制成。第一部件20和圆筒部26的热膨胀系数的差值以大一些为好。这是因为，由此可得到下列各效果：由于圆筒部26的轴方向的长度S可以缩短，所以可以使泄漏装置16的尺寸减小；由此可以减小锥形角度θ，所以可以减小在将结合部24固定之前进行间隙δ_O的调整时的、间隙相对于螺杆进给量的误差等。

另外，本实施例的构成节流孔的环状间隙的锥形，为一种从供给压侧向着低压侧其直径逐渐增大的形状。依据这样的构成，由于流路断面积是逐渐增加的，所以就不容易发生因淤泥或异物的凝聚和蓄积等引起的流动不畅，可以在长时间里得到稳定的性能。

下面，参照图6至图8对本发明的流路开闭装置的一实施例进行说明。

在本实施例中，在由图3和图4所示的构成泄漏装置16的节流孔的环状间隙21的上流侧，设置有流路开闭装置28。在该流路开闭装置28上，设置着具有下列构成的提升阀：具有阀座30A的阀箱30；和内装在该阀箱30内的、通过与上述阀座30A产生接触或分离而对流路进行开闭的、作为阀体的提动头29。

阀箱30，在其内部具有：一端被闭锁着的直径为d_A的圆筒状的空部30D；与空部30D的开放端相接的、并与空部30D同轴地形成着的直径为d_O(d_A＜d_O)的圆筒状的空部30E；与空部30E相接的，并与空部30E同轴地形成着的直径为d_C(d_O＜d_C)的圆筒状的空部30F；以及与空部30F相邻接的，并与空部30F同轴地形成着的直径为d_B(d_O＜d_B＜d_C)的圆筒状的空部30G。空部30G的与空部30F相反侧的端部被闭锁着。在空部30D上，具有与贮存容器10相连通的排出口30H；在空部30E上，具有经配管41与供给压管路36相连通的入口30B；在空部30F上，具有与上述环状间隙21的小径端(上流端)相接续着的出口30C；而在空部30G上，则具有与贮存容器10相连通的排出口30J。由阀座30A，构成位于空部30E与空部30F的相连接处的其直径大致等于d_O的突角部。

提动头29的构成包括：可以滑动地与空部30D相嵌合着的第1圆筒部31；与该第1圆筒部31相结合地同轴形成着的、并且具有比第1圆筒部31的直径要小的直径的中间轴31A；与该中间轴31A相结合地同轴形成着的、并且具有直径d_D(d_O＜D_D＜d_C)的阀座圆筒部32A；与该阀座圆筒部32A相结合地同轴形成着的、并且具有可以滑动地与空部30G相嵌合着的大致上为d_B的直径的第2圆筒部32；在第1圆筒部31的外周上成环状形成着的密封槽31B；以及在第2圆筒部32的外周上成环状形成着的密封槽32B。阀座圆筒部32A的靠中间轴31A侧的端部，构成以中间轴31A侧为小径端(其直径＜d_O)的圆锥台；通过使该圆锥台的圆锥面与阀座30A相接触或分离，而对工作流体的流路进行开、闭操作。

该提升阀，是一个其上、下流侧分别与供给压侧和泄漏装置16的环状间隙21的上流侧相接续着的流路开闭部；当提动头29向空部30G侧移动而开口时，为一种其流路从上流侧到下流侧为逐渐扩大的扩大流路型的提升阀。而且，从提动头29的第1圆筒部31和第2圆筒部32的阀座30A上看处于背后的空部30D和30G，分别经排出口30H和30J后与低压侧(贮存容器10)相接续着。进一步，在第2圆筒部32的背后的空部30G上，设置有构成闭操作机构的压缩弹簧33，该压缩弹簧33对提动头29作用有使阀产生关闭的方向上的闭操作力F_C。

依据上述的构成，当供给压处于规定的范围内时，如图6所示，构成流路开闭部的提升阀会充分地产生开口，使供给压作用于泄漏装置16的环状间隙21的上流侧。但在由于发生了泵不能起动、或尽管被起动了但效率低下而不能顺利地升压等任何的不正常情况而使供给压低于规定的下限值时，如图7所示，由弹簧3的闭操作力F_C可使提升阀关闭，切断对泄漏装置16的流体的供给，从而防止供给压的持续降低。

作用于本实施例的提动头29上的开操作力和闭操作力之间具有如图8所示的构成的关系。

首先，来考虑一下从储压器7上完全没有被蓄着压的状态下起动流体压驱动装置时的情况。在该状态时，由弹簧33的闭操作力F_C1使提动头29落座在阀座30A上，使构成流路开闭部的提升阀产生关闭，处于与图7相同的状态。然后当开始泵5的运转，使供给压P_s开始上升时，在提动头29上，作用有向下(指图示的向下方向，以下同)的开操作力F_O1，该开操作力F_O1的大小等于由作用于直径为d_O的阀座30A的内侧的压力而产生的向下的力和由作用于直径为d_A的第1圆筒部31的压力而产生的向上的力两者的差值，它可由公式(4)表示。 $F_{O1}=\frac{\mathrm{\π}}{4}\·({d_O}^2-{d_A}^2)\·\mathrm{Ps}----\left(4\right)$

当供给压P_S持续上升并越过P_O时，由于开操作力F_O1比闭操作力F_C1要大，所以提动头29从阀座30A分离，使提升阀开始产生开口。由于下流侧具有对流体的流动具有很大的阻力的泄漏装置16的节流孔，所以下流侧(空部30F)的压力会马上上升；在提动头29上也会增加作用有因在从直径为d_O的阀座30A到第2圆筒部32的直径d_B为止的部分上受到的压力而产生的向下的力。这样，由于伴随开口而增加的弹簧33的闭操作力F_C也可以被克服以实现快速的开口，所以下流侧的压力就与供给压P_S相后；此时在提动头29上作用有由公式(5)所示的更大的开操作力F_O2。此时处于同图6的开口状态。 $F_{O2}=\frac{\mathrm{\π}}{4}\·({d_B}^2-{d_A}^2)\·\mathrm{Ps}---\left(5\right)$

然后，当供给压P_S到达其上限值pH时，泵5就停止，结束升压过程。这时，开操作力由点52所表示。其后，由于从泄漏装置16的泄漏，使供给压P_S徐徐降低，当降低到其下限值P_L时，重新起动泵5，再一次进行升压过程。但当供给压P_S即使达到其下限值P_L时，若此时是一种其开口状态时的开操作力F_O2比闭操作力F_C2还要大的构成的话，则提升阀就一直处于开口的状态。因此，在根据压力开关的信号而进行泵的起动或停止，以使供给压P_S保持在其上限值p_H和下限值P_L之间的通常的状态时，开操作力的使用范围为图8的粗线51的范围，构成流路开闭部的提升阀则总是被保持在图6所示的开口的状态。

但万一，在由于发生了泵不能起动、或泵的效率低下等任何的不正常情况而使升压不能顺利进行，或在由于泄漏装置的节流孔的损伤而使泄漏量显著增加等场合时，供给压P_S会偏离图8中的粗线51的范围而降低到其下限值P_L以下。但是，当开操作力F_O2小于闭操作力F_C2而使提升阀开始关闭时，由于对流体的流动的阻力逐渐增大，从直径为d_O的阀座30A向外侧的下流侧作用着的压力得到消失，所以开操作力沿实线53靠近F_O1；当供给压P_S达到P_C时，提动头29就落座在阀座30A上，使构成流路开闭部的提升阀关闭。该压力P_C，被设计得比作为断路器的流体压驱动装置为进行正常的动作而所需的最低限的供给压Pmin要大。

因此，依据本流路开闭装置，由于当供给压降低到预先设定了的压力值P_C时，向着泄漏装置16的工作流体的流路被关闭，从储压器7向贮存容器10的工作流体的泄漏被停止，可以使供给压P_S的降低停止在P_C处，所以就不会出现不能使断路器驱动这样的情况。

如上所述，依据本发明的流体压驱动装置，由于不但可以使为使供给压保持在规定的范围内的泵的运转次数和运转时间等随温度的变动抑制在小的程度，而且在万一因泵的升压不能正常进行等情况而使供给压低于预先设定了的压力值时，由于流路开闭部产生关闭，使从泄漏装置的泄漏停止，可以确保正常动作所需的最低限的供给压，所以可以可靠地完成规定的动作，从而可以具有高的工作可靠性。

而且，如图9所示，在泄漏装置16的第一部件20上，也可以设置使外部的空间和内包着第二部件23的空间(凹部20C)相连通的连通孔34。依据这样的构成，由于在第一部件20和第二部件23的圆筒部26之间不容易产生温度差，所以此时节流孔的间隙δ相对于外部的温度变化而进行的跟随可以变得更快，也更准确。

另外，如图10所示，泄漏装置16也可以是一种在其第一部件20的一部(构成凹部20C的部分)上设置由热膨胀系数比第二部件23要小的材料所构成的圆筒部35的构造。或者，还可以是一种将图3至图5所示的实施例中的热膨胀系数大的圆筒部26和图10所示的热膨胀系数小的圆筒部35并用的构造。

另一方面，流路开闭装置28，如图11所示，也可以是一种将从第1圆筒部31和第2圆筒部32的阀座30A侧看为背后的部位向大气压侧开放的构造；或者是一种将构成闭操作机构的弹簧33设置在第1圆筒部31侧的构造。弹簧33通过调节螺丝31A和螺母31B之间的卡合，而可以自由地对其负荷的大小进行调节。

进一步，在以上的实施例中，作为流路开闭装置的闭操作机构是用弹簧33所构成的，但也可以是使用了其他的弹性部件的机构，或者是用流体压导向操作机构。这时即使采用这些构成，也可以得到与上述实施例同样的效果。并且，如图12所示，在当开操作力F_O2与闭状态时的闭操作力F_C1为相同时的压力P_C比供给压的下限值P_L要小这一条件下，也可以将当流路开闭装置开始产生闭动作时的压力设置得比供给压的下限值P_L要高一些。依据这样的构成，由于流路开闭装置只产生与泵的运转次数相同次数的闭动作，所以就不应担心会出现由于长时间的关闭而使阀体具有粘着倾向以至在需要的时候不能正确地产生动作，或供给压降低到压力P_C以下这样的不利情况。

并且，在上述的实施例中，作为泄漏装置16的节流孔流路，是以由锥孔19和锥销22所构成的装置为例进行了说明的。但也可以取代锥孔而设置通常的平行孔(即直径不变化的孔)，并在该平行孔里同心状地插入锥销而构成节流孔流路。但此时必须使锥销22的大径端的直径比孔的直径要大，使锥销22的小径端总是位于孔中，而使大径端总是位于孔的外面。在这时，也可以通过孔和锥销22之间的沿轴方向的相对的移动而使流路的断面积产生变动，从而可以对由于工作流体的粘度变化而引起的流量变动进行抑制。

如上所述，依据本发明，即使因周围温度的变化而引起了工作流体的粘度的变化，由于泄漏装置的节流孔部的流路的断面积也产生与工作流体的粘度发生变化相同的变化而可减小泄漏量的变动，所以可以将使供给压保持在规定的范围内的泵的运转次数和运转时间等的变动抑制到小的程度；而且在万一泵的升压作业不能正常进行时，由于使工作流体的泄漏停止，使供给压不会进一步降低，所以可以可靠地完成规定的动作，从而可以实现具有高的可靠性的断路器的流体压驱动装置以及相应的断路器。

Claims (17)

1.一种断路器的流体压驱动装置，包括：

收纳工作流体的贮存容器，

将工作流体加压后排出到供给侧管路的泵，

与该供给侧管路相接续的，并对由上述泵所加压供给的工作流体进行蓄压的储压器，

对断路器的触点进行开闭作业的流体压液缸，

被介装在使该流体压液缸和上述供给侧管路连接的管路上的，对工作流体往该流体压液缸的供给和排出进行控制的工作流体流路控制装置，

对作为蓄压在上述储压器中的工作流体的压力的供给压进行检测并输出其检测结果的压力监视装置，

使蓄压在上述储压器中的工作流体流出到上述贮存容器的泄漏装置，

根据来自该压力监视装置的输出信号使上述泵起动或停止，以使上述供给压保持在规定的上限值和下限值之间的泵控制装置；

其特征在于：上述泄漏装置的结构为：其流路的断面积当周围温度上升时减小而当周围温度降低时增加。

2.一种如同权利要求1所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述泄漏装置，在其一端具有互相结合着的第一部件和第二部件；由该第一部件和第二部件，在上述泄漏装置的另一端，形成在上述第一部件和第二部件之间流过工作流体的节流孔流路；该节流孔流路的一端与供给压侧相接续，而其另一端与低压侧相接续；上述第一部件和第二部件内的至少一方的至少一部分，是由与另一方的部件具有不同的热膨胀系数的材料所构成，以使上述节流孔流路的断面积当周围温度上升时减小而当周围温度下降时增加。

3.一种如同权利要求2所述的断路器的液体压驱动装置，其特征为：

上述第一部件具有锥孔；

上述第二部件，其一端与上述第一部件相结合，而在另一端上具有与上述锥孔相嵌合的锥销，在该锥销和上述锥孔之间形成有构成工作流体流动的上述节流孔流路的间隙；

上述第一部件的热膨胀系数比第二部件的要小。

4.一种如同权利要求3所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述第一部件的上述锥孔，其小径部与供给压侧相接续，而其大径部与低压侧相接触。

5.一种如同权利要求3所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述第一部件和第二部件以可以自由地进行相对的位置调节的方式被结合着。

6.一种如同权利要求3所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述第一部件内包着上述第二部件；在上述第一部件上，设置有使外部空间与内包着上述第二部件的内部空间相连通的连通孔。

7.一种如同权利要求1至6中的任何一项中所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：在上述泄漏装置的上流侧，设置有具有一种当供给压下降到规定的下限值以下时将工作流体经上述泄漏装置的供给路关闭上的结构的流路开闭装置。

8.一种如同权利要求7所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述流路开闭装置包括：其一端与供给压侧相接续而另一端与上述泄漏装置的上流侧相接续的流路开闭部，产生将上述流路开闭部打开的力的开操作机构，以及由弹性部件所构成的、产生将上述流路开闭部关闭的力的闭操作机构；当上述供给压降低到规定的下限值以下时，上述开操作机构的开操作力比上述闭操作机构的闭操作力小。

9.一种如同权利要求8所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述流路开闭部是这样构成的：在比供给压的下限值高但比供给压的上限值低的压力时是打开的，而在比该流路开闭部打开时的压力低的压力下则是关闭的。

10.一种如同权利要求9所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述流路开闭装置为一提升阀。

11.一种如同权利要求10所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述提升阀，为一种在其开口时其流路从上流侧向下流侧逐渐扩大的扩大流路型的提升阀；该提升阀的阀体包括：在上流侧具有其直径比上述提升阀的阀座的直径小的、且其背后与低压侧或大气压侧相接续着的第1圆筒部，在下流侧则具有其直径比上述阀座的直径大的、且其背后与低压侧或大气压侧相接续着的第2圆筒部；上述开操作机构为一种由作用于上述第一圆筒部的力与作用于上述第2圆筒部的相反方向的力的差值而产生将上述提升阀打开的力的机构。

12.一种如同权利要求9至11中的任何一项中所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：上述闭操作机构为可以自由地进行负荷调节的弹簧机构。

13.一种如同权利要求8或9所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：当上述流路开闭部关闭时的供给压，被设定为比使上述泵起动的上述供给压的下限值低的压力。

14.一种如同权利要求8或9所述的断路器的流体压驱动装置，其特征在于：当上述流路开闭部在开状态时的开操作力与在闭状态时的闭操作力相同时的压力被设计成比供给压的下限值小；而上述流路开闭部被关闭时的供给压被设计成比使上述泵起动的上述供给压的下限值高。

15.一种断路器的流体压驱动装置的控制方法，该断路器的流体压驱动装置包括：

收纳工作流体的贮存容器，

对工作流体进行加压后排出到供给侧管路上的泵，

与该供给侧管路相接续的、对由泵所加压供给的工作流体进行蓄压的储压器，

对断路器的触点进行开闭的流体压液缸，

被介装在连接于该流体压液缸和上述供给侧管路的管路上的、对工作流体向该流体压液缸的供给和排出进行控制的工作流体流路控制装置，

对作为由上述储压器所蓄压着的工作流体的压力的供给压进行检测并输出其检测结果的压力监视装置，

使蓄压在上述储压器中的工作流体流出到上述贮存容器中的泄漏装置，

以及根据来自该压力监视装置的输出信号使上述泵起动或停止，以使上述供给压保持在规定的上限值和下限值之间的泵控制装置，

所述控制方法的特征在于：控制上述泄漏装置的流路的断面积：

在周围温度上升时减小该断面积，

而在周围温度下降时增加该断面积。

16.一种如同权利要求15所述的断路器的流体压驱动装置的控制方法，其特征为：当供给压下降到规定的压力以下时，停止工作流体向泄漏装置的流动。

17.一种由如同权利要求1或8所述的流体压驱动装置所开闭的断路器。

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