JP2000090784A - 遮断器の流体圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触子の開閉を繰返すポンピング動作を防止す
ることができ、アンチポンピング機構が小型で安価且つ
制御性の優れた遮断器の流体圧駆動装置を得ること。 【解決手段】接触子１、２を開閉する接触子開閉用ピス
トン５と、これを動作させる制御弁機構とを備え、制御
弁機構は切換弁１３と切換制御弁とを有し、切換弁１３
は接触子開閉用ピストン５のシリンダ操作室７への圧力
を切換えるように接続され、切換制御弁は閉路用切換制
御弁３９と開路用切換制御弁３７とを有する遮断器の流
体圧駆動装置であり、逆止弁４１を閉じる動作を行うア
ンチポンピングピストン４２を設け、閉路用切換制御弁
３９の２次側と逆止弁４１の１次側との間から流体戻り
側に接続する管路の途中をアンチポンピングピストン操
作室４４に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遮断器の流体圧駆動
装置に係わり、特に電力用遮断器の流体圧駆動装置に好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】落雷等の非常時に電力供給系統を保護す
るために設けられる電力用遮断器は極めて高速の開閉動
作が要求されるが、遮断動作を必要とする事態の発生は
ごくまれであり、長期間静止した状態を維持し、必要時
には、確実に高速動作する必要がある。このため、長期
間静止している間になんらかの要因で弁体の固着等が発
生し、正常に動作しなくなる可能性があり、特に、これ
は操作力の小さいパイロット回路で発生しやすい。正常
でない動作のうち、特に、遮断動作後そのまま投入状態
に戻ってしまう、あるいは遮断と投入を繰り返すポンピ
ング動作は、機構的も電気的にも大きな負荷がかかり、
最も好ましくない。

【０００３】従来の遮断器の流体圧駆動装置としては、
例えば特開平９―９２０９６号公報に記載されているよ
うに、接触子を開閉する接触子開閉用ピストンと、接触
子開閉用ピストンを動作させる制御弁機構とを備え、制
御弁機構は切換弁と切換制御弁とを有し、切換弁は接触
子開閉用ピストンのシリンダ操作室への圧力を切換える
ように接続され、切換制御弁は閉路用切換制御弁と開路
用切換制御弁とを有し、閉路用切換制御弁は、１次側が
流体供給側に接続され、２次側が切換弁の切換弁パイロ
ット室に逆止弁を介して接続され、逆止弁は前記切換弁
パイロット室から閉路用切換制御弁への流れを閉止する
ように設けられ、開路用切換制御弁は、１次側が切換弁
パイロット室に接続され、２次側が流体戻り側に接続さ
れ、閉路用切換制御弁の２次側と逆止弁の１次側との間
から流体戻り側に接続する管路を設け、開路用切換制御
弁と閉路用制御切換弁で制御するアンチポンピング機構
を設けたものがある。なお、閉路用切換制御弁及び開路
用切換制御弁は弁本体機構とパイロット弁とから構成さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来遮断器の流体
圧駆動装置は、開路用切換制御弁と閉路用切換制御弁で
制御するアンチポンピング機構であるため、アンチポン
ピング機構が複雑な構成になり、大型で高価なものであ
り、制御性が劣るものであった。

【０００５】また、閉路用切換制御弁及び開路用切換制
御弁は弁本体機構とパイロット弁から構成されているの
で、この点からも切換制御弁の構成が複雑であり、大型
で高価なものであった。

【０００６】また、接触子開閉用ピストンを一側上部
に、切換弁をその下部に、切換制御弁をこれらの他側に
それぞれ配置しているので、全体寸法が大きく、特に左
右に大きなものとなっていた。

【０００７】また、接触子開閉用ピストンと切換弁との
間に主弁を設けて高出力化を図ること、流体供給側の流
体供給量を検出し、通常より多い供給量を検出した時に
異常状態を出力すること、切換弁を流体圧がないときも
確実に保持すること等については配慮されていなかっ
た。

【０００８】本発明の第１の目的は、接触子の開閉を繰
返すポンピング動作を防止することができ、しかもアン
チポンピング機構が小型で安価且つ制御性の優れた遮断
器の流体圧駆動装置を得ることにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、アンチポンピング
ピストンの設定が容易である遮断器の流体圧駆動装置を
得ることにある。

【００１０】本発明の第３の目的は、切換制御弁が小型
で安価な信頼性の高い遮断器の流体圧駆動装置を得るこ
とにある。

【００１１】本発明の第４の目的は、全体寸法がコンパ
クトな遮断器の流体圧駆動装置を得ることにある。

【００１２】本発明の第５の目的は、高出力化が容易な
遮断器の流体圧駆動装置を得ることにある。

【００１３】本発明の第６の目的は、異常状態を確実に
検出でき、安全性の高い遮断器の流体圧駆動装置を得る
ことにある。

【００１４】本発明の第７の目的は、流体圧がないとき
も確実に切換弁を保持することができる遮断器の流体圧
駆動装置を得ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、接触子を開閉する接触子開閉用ピストン
と、前記接触子開閉用ピストンを動作させる制御弁機構
とを備え、前記制御弁機構は切換弁と切換制御弁とを有
し、前記切換弁は前記接触子開閉用ピストンのシリンダ
操作室への圧力を切換えるように接続され、前記切換制
御弁は閉路用切換制御弁と開路用切換制御弁とを有し、
前記閉路用切換制御弁は、１次側が流体供給側に接続さ
れ、２次側が前記切換弁の切換弁パイロット室に逆止弁
を介して接続され、前記逆止弁は前記切換弁パイロット
室から前記閉路用切換制御弁への流れを閉止するように
設けられ、前記開路用切換制御弁は、１次側が前記切換
弁パイロット室に接続され、２次側が流体戻り側に接続
され、前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止弁の１
次側との間から流体戻り側に接続する管路を設けた遮断
器の流体圧駆動装置において、前記逆止弁を閉じる動作
を行うアンチポンピングピストンを設け、前記閉路用切
換制御弁の２次側と前記逆止弁の１次側との間から流体
戻り側に接続する管路の途中をアンチポンピングピスト
ンのアンチポンピングピストン操作室に接続したもので
ある。

【００１６】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止弁の１次
側との間から流体戻り側に接続する管路に二つの絞りを
設け、この二つの絞りの途中を前記アンチポンピングピ
ストンのアンチポンピングピストン操作室に接続したも
のである。

【００１７】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記アンチポンピングピストン操作室からの戻り側
へ接続する管路を前記アンチポンピングピストンの外径
とそれを内包するスリーブの内径との間の環状隙間を利
用し、この環状隙間を絞りとしたものであり、さらには
前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止弁の１次側と
の間からアンチポンピングピストン操作室へ接続する管
路を前記アンチポンピングピストンの外径とそれを内包
するケーシングの内径との間の環状隙間を利用し、この
環状隙間を絞りとしたものである。

【００１８】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記閉路用切換制御弁は弁体とばねとからなる閉路
用パイロット弁で構成され、前記開路用切換制御弁は弁
体とばねとからなる開路用パイロット弁で構成されたも
のである。

【００１９】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記接触子開閉用ピストンを一側に、前記切換制御
弁を他側に、前記切換弁をその中央部に、それぞれが積
重なるように配置し、前記閉路用切換制御弁と開路用切
換制御弁とを左右に配置し、前記逆止弁及びアンチポン
ピングピストンを前記閉路用切換制御弁と開路用切換制
御弁との間に配置したものである。

【００２０】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記接触子開閉用ピストンと前記切換弁との間に主
弁を介在すると共に、該主弁を開路用主弁と閉路用主弁
とに分割して並置したものである。

【００２１】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記流体供給側の流体供給量を検出し、通常より多
い供給量を検出した時に異常状態を出力する異常検出手
段を設けたものである。

【００２２】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、前記切換弁は、２位置３方弁で構成され、一端側に
切換弁パイロット室が形成され、他端側が流体戻り側に
連通され且つ保持機構で保持されたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の遮断器の流体圧駆
動装置の第1実施例を図１ないし図７を用いて説明す
る。

【００２４】図１は本発明の第1実施例の遮断器の閉路
状態(通電中の状態)を、図２は同開路動作中の状態を、
図３は同開路状態(遮断した状態)を、図４は同閉路動作
中の初期の状態を、図５は同閉路動作中の後期の状態を
それぞれ示す。

【００２５】固定接触子１と可動接触子２を有する接触
子の接点を開閉する遮断器の流体圧駆動装置３は、可動
接触子２を駆動するピストン５を有した流体圧シリンダ
４を備えている。流体圧シリンダ４の一側に形成される
小受圧面積室６は、流体圧源８から吐き出されアキュム
レータ９に蓄圧された作動流体の供給圧が常時作用して
いる。流体圧シリンダ機構４の他側に形成されるシリン
ダ操作室（大受圧面積室）７は、開路用主弁１１または
閉路用主弁１２によって高圧の供給圧側またはリザーバ
１０につながる低圧の戻り側に選択的に接続される。

【００２６】開路用主弁１１は、シリンダ操作室７を低
圧の戻り側に接続して開路動作させる機構を有する２方
弁である。開路用主弁パイロット室１７は切換弁１３の
制御ポート１４が接続されている。開路用主弁１１の弁
体１５は、ばね１６の力が閉じられる方向に加えられて
おり、開路用主弁パイロット室１７を高圧にしたとき弁
座１９が閉じられ、開路用主弁パイロット室１７を低圧
にしたときにシリンダ操作室７から押し出される流体の
圧力によって弁座１９が開かれる。弁体１５の背面には
常に戻り側に通じて低圧になっている低圧室１８が設け
られている。この低圧室18を設けたことにより開路用主
弁パイロット室１７の内径は弁座１９よりも小径にする
ことができる。但し、遮断器の閉路状態において、弁座
１９から外側に作用する供給圧によって弁体１５を開こ
うとする力よりも、開路用主弁パイロット室１７にかか
る供給圧によって弁１５を閉じようとする力の方が大き
くなるように構成してある。

【００２７】閉路用主弁１２は、シリンダ操作室７を高
圧の供給側に接続して閉路動作させるための２方弁であ
り、弁体２０とピストン２１を有している。弁体２０に
は弁座２７を閉じる方向にばね２２の力が加えられてい
る。ピストン２１には弁座２７から弁体２０が開く方向
にばね２３の力が加えられている。弁体２０側のばね２
２はピストン２１側のばね２３よりも大きな力を発生し
ている。ピストン２１のばね２３側に形成される閉路用
主弁パイロット室２４には開路用主弁パイロット室１７
と同様に切換弁１３の制御ポート１４が接続されてい
る。弁体２０の背面には補助室２６が設けられている。
この補助室２６は弁体２０を貫通する導通孔２５を介し
てシリンダ操作室７に連通した弁室に接続されている。
閉路用主弁１２の弁座２７の直径は、閉路用主弁パイロ
ット室２４の内径即ちピストン２１の外径よりも小さ
く、かつ、補助室２６の内径よりも大きくしてある。こ
れによって、弁体２０は、閉路用主弁パイロット室２４
を低圧にすれば、ばね２２とばね２３の力の差と、弁座
２７と補助室２６の径差の部分に作用する供給圧による
力、および、補助室２６に作用する圧力による力によっ
て閉じられる。また、閉路用主弁パイロット室２４を高
圧にすれば、ここで発生する力によって弁体２０は開か
れる。

【００２８】切換弁１３は２位置３方弁で構成されてい
る。この切換弁１３の切換弁パイロット室２８は開路用
パイロット弁３７または閉路用パイロット弁３９を介し
て高圧または低圧に選択的に切り換え接続される。この
切換えによって、開路用主弁パイロット室１７および閉
路用主弁パイロット室２４に通じる制御ポート１４は、
高圧の供給側につながる供給側弁室２９または低圧の戻
り側につながる戻り側弁室３０のいずれかに選択的に接
続される。切換弁１３の弁体３１の円筒部３２は供給側
弁座３３よりも小径にして円筒部３２の背面を戻り側に
開くように構成してある。また、切換弁パイロット室２
８の受圧面積は、戻り側弁座３４と円筒部３２の径差の
部分の受圧面積よりも大きくなるように構成してある。
さらに、切換弁パイロット室２８は絞り３５を介して制
御ポート１４を有する弁室に接続されている。

【００２９】尚、切換弁１３の弁体３１の円筒部３２の
背面には保持機構３６が設けられている。この保持機構
３６は、流体圧がないときに弁体３１を機械的に保持す
るためのものであり、流体圧による通常の動作には影響
を及ぼさない程度の保持力にしてある。

【００３０】開路用パイロット弁３７および閉路用パイ
ロット弁３９は、ともに開路用ソレノイド３８または閉
路用ソレノイド４０を励磁すると開き、励磁を解くとば
ね力で閉じる構成の２方弁である。両者３７、３９は、
逆止弁４１を挟んで、切換弁１３の高圧の供給側とリザ
ーバ１０の低圧の戻り側との間に直列に接続されてい
る。閉路用パイロット弁３９の１次側は高圧の供給側に
接続されている。閉路用パイロット弁３９の２次側は逆
止弁４１を介して開路用パイロット弁３７の１次側およ
び切換弁パイロット室２８に接続されている。開路用パ
イロット弁３７の２次側は低圧の戻り側に接続されてい
る。

【００３１】さらに、逆止弁４１の背面にはアンチポン
ピングピストン４２とばね４３が設けられている。ばね
４３は常に低圧の戻り側に通じる部屋に設けられてい
る。また、閉路用パイロット弁３９の２次側は絞り４５
と絞り４６を経て戻り側に至る管路が設けられている。
この管路の絞り４５と絞り４６の間がアンチポンピング
ピストン操作室４４に接続されている。これにより、ア
ンチポンピングピストン４２は、操作室４４に作用する
圧力が高くなれば逆止弁４１が閉じられ、低くなればば
ね４３の力によって逆止弁４１が開放される。

【００３２】次に、上述した第１実施例の動作を説明す
る。

【００３３】図１の閉路状態では、切換弁１３の供給側
弁座３３が開いた状態であり、シリンダ操作室７、開路
用主弁パイロット室１７、閉路用主弁パイロット室２
４、切換弁パイロット室２８、開路用パイロット弁３７
の１次側、閉路用パイロット弁３９の１次側及び逆止弁
４１の２次側は全て高圧であり、供給側弁座３３以外の
全ての弁は閉じている。

【００３４】この状態において開路指令が発せられる
と、図２に矢印で示すように、開路用ソレノイド３８が
励磁されて開路用パイロット弁３７が押し開かれ、切換
弁パイロット室２８が低圧の戻り側に接続されるので、
切換弁１３が供給側弁室２９と制御ポート１４を有する
弁室に作用する高圧によって図２矢印のように開路操作
状態に切り換わる。即ち、供給側弁座３３が閉じ、戻り
側弁座３４が開いた状態に切換わる。これによって、制
御ポート１４およびこれに接続する開路用主弁パイロッ
ト室１７が絞り３５及び開路用パイロット弁３７を介し
て戻り側に接続して低圧になるため、開路用主弁１１は
流体圧シリンダ４のシリンダ操作室７から作用する高圧
によって図２矢印のように開いてシリンダ操作室７を戻
り側へ接続する。これによって、ピストン５はシリンダ
操作室７側へ動作して可動接触子２の開路動作が開始さ
れる。その後は、シリンダ機構４の小受圧面積室６にか
かる高圧によってシリンダ操作室７の流体が押し出され
る際に開路用主弁１１の弁座１９の前後に発生する圧力
差によって開路用主弁１１は開いた状態を保ち、図３に
示す接触子１、２の完全な開路状態に至る。この開路動
作が終了すると、シリンダ操作室７から開路用主弁１の
弁座１９部分を介しての戻り側への流れが止まるので、
開路用主弁１１の弁座１９前後の圧力差がなくなるか
ら、開路用主弁１１はばね１６の力によって弁座１９が
閉じられる。一方、開路用ソレノイド３８の励磁が解か
れるので、開路用パイロット弁３７もばね力によって閉
じ、戻り側弁座３４以外の全ての弁が閉じた状態とな
る。この際、切換弁パイロット室２８は、既に低圧にな
った制御ポート１４に絞り３５を介して接続しているの
で、開路用パイロット弁３７が閉じても低圧に保たれ、
切換弁１３を開路操作状態に保持する。

【００３５】尚、開路用主弁パイロット室１７とともに
閉路用主弁パイロット室２４も既に低圧になっているの
で、閉路用主弁１２のピストン２１が一旦上方へ動き、
開路動作が終了するとばね２３によって下方へ戻るが、
閉路用主弁１２は始めから閉じており、ピストン２１だ
けが動いても閉じたままなので上記の開路動作には影響
しない。

【００３６】次に、図３の開路状態において閉路指令が
発せられると、図４矢印に示すように、閉路用ソレノイ
ド４０が励磁され、閉路用パイロット弁３９が押し開か
れる。これによって、高圧の供給側に接続している閉路
用パイロット弁３９の１次側から２次側へ流体が流入
し、逆止弁４１を押し開いて、切換弁パイロット室２８
を高圧にして切換弁１３を閉路操作状態に切り換える。
即ち、切換弁１３は、戻り側弁座３４を閉じ、供給側弁
座３３を開いた状態に切り換える。これによって、制御
ポート１４およびこれに接続する閉路用主弁パイロット
室２４が高圧になるため、閉路用主弁１２のピストン２
１と弁体２０が下方に動いて弁体２０を弁座２７からを
開き、シリンダ操作室７を弁座２７部分を介して高圧側
に接続し、ストン５と可動接触子２が閉路動作を開始す
る。シリンダ操作室７の圧力上昇とともに導通孔２５を
経て補助室２６の圧力も高まるが、ピストン５が動いて
いる間は供給圧までは上昇しない。即ち、小受圧面積室
６に作用する供給圧、可動接触子等の質量、ピストン５
周囲のパッキンの摩擦力等の負荷に打ち勝ってピストン
５を駆動するに足るだけの圧力がシリンダ操作室７に生
じ、この圧力は概ね小受圧面積室６とシリンダ操作室７
の受圧面積の比で決まるが、シリンダ操作室７の方が受
圧面積が大きいのでこの圧力は供給圧よりも低い値とな
る。従って、この圧力ではピストン２１は閉路用主弁パ
イロット室２４に作用する供給圧とばね２３の力によっ
て下方に押されており、この力は補助室２６やばね２２
から上方に作用する力よりも大きくなるように構成して
ある。これによって、ピストン５の閉路動作中、閉路用
主弁１２は開いた状態に保たれ、閉路動作を継続する。

【００３７】この際、切換弁１３が閉路操作状態に切り
換わると、開路用主弁パイロット室１７も高圧になる
が、開路用主弁１１は動作開始前から閉じており、弁を
閉じる力が増すだけである。

【００３８】一方、閉路用パイロット弁３９が開いて２
次側が高圧になると、アンチポンピングピストン操作室
４４の圧力が絞り４５、４６によって決まる圧力まで高
まり、図５に示すようにこの圧力によってアンチポンピ
ングピストン４２は逆止弁４１の２次側の高圧による力
に打ち勝って左方へ動き、逆止弁４１を押して閉じる。
しかし、既に切換弁１３は閉路操作状態に切換わり、制
御ポート１４を有する弁室は高圧になっているので、絞
り３５を介してここに接続された切換弁パイロット室２
８は逆止弁４１が閉じても、高圧に保たれ閉路操作状態
を保持する。同様に、閉路用ソレノイド４０の励磁が解
かれて閉路用パイロット弁３９が閉じても切換弁１３は
閉路操作状態を保持する。

【００３９】そして、閉路動作が終了してピストン５が
停止し流れが止まると、シリンダ操作室７、導通孔２
５、補助室２６が供給圧まで高まるので、ばね２２の力
によって弁体２０とピストン２１を押し上げて閉路用主
弁１２を閉じる。また、閉路用パイロット弁３９と逆止
弁４１が閉じると、これらの間にあった圧力は絞り４５
と４６を介して戻り側へ抜け、次第に低圧になるので、
アンチポンピングピストン操作室４４も低圧になり、ア
ンチポンピングピストン４２はばね４３によって右方へ
戻される。これら一連の動作の結果、図１に示した閉路
状態に至る。

【００４０】かかる第１実施例によれば、次の効果が得
られる。

【００４１】まず、遮断器では極めて高速の開路動作が
要求されるため、シリンダ操作室７の流体を早く排出す
るように開路用主弁１１は極めて大流量を流す必要があ
り、弁座１９の直径や弁体１５の開口量が大きくなるた
め、これを操作するためのパイロット流量も大きくしな
ければならない。しかし、この第１実施例によれば、開
路用主弁１１の弁体１５の背面に低圧室１８を設けたの
で、開路用主弁パイロット室１７の内径を弁座１９より
も小径にしても、閉路状態において開路用主弁パイロッ
ト室１７にかかる供給圧による弁を閉じる力が弁座１９
から外側に作用する供給圧による弁を開く力に打ち勝
ち、弁座１９からの漏れを防ぐことができる。従って、
開路用主弁パイロット室１７に供給、排出するパイロッ
ト流量が小さくでき、切換弁１３が小形の弁で済む。さ
らに、切換弁１３も、弁体３１の円筒部３２の背面を戻
り側に開いた構成としているため、切換弁パイロット室
２８は戻り側弁座３４と円筒部３２の径差の部分の面積
よりも大きい受圧面積にすれば良いので、切換弁１３を
操作するためのパイロット流量も小さくて済み、開路用
パイロット弁３７と閉路用パイロット弁３９も小形化で
きる。これにより、流体圧駆動装置全体を小形化でき
る。

【００４２】しかも、開路用主弁１１の低圧室１８は、
開路時に開路用主弁１１から流出する大流量の流れの影
響を受けにくい場所で戻り側に接続されているので、圧
力変動等の影響を受けて弁体１５の開口量が変動し特性
がばらつくようなことはない。

【００４３】また、切換弁１３の円筒部３２の背面を戻
り側に開いており、この部分に保持機構３６を設けてい
るので、流体圧源８が停止しアキュムレータ９にも蓄圧
されていない状態でも弁体３１の位置が機械的に保持さ
れ、運搬、据付、点検等の作業を行った後で運転を再開
する際にも遮断器が作業前と同じ状態に保持されるので
作業の安全性が高まる。

【００４４】また、一般に２位置３方弁は、構成が簡単
であるが、開路用と閉路用の弁の同軸度の管理が必要で
あるため、大流量を流す主弁をこの構成にすると、大形
であるために高い精度が得にくくなり製作が困難になっ
てしまう。これに対し、この第１実施例では、小形の切
換弁１３は２位置３方弁を用い、大形の開路用主弁１１
と閉路用主弁１２を分けて構成している。さらに、この
第１実施例では、閉路用主弁１２は弁体２０とピストン
２１も分けて構成しているので、部品加工時の同軸度等
の精度管理が容易になり製作が容易になる。

【００４５】次に、開路用主弁１１は、開路動作を終え
て閉じる際には周囲がすべて低圧になり、ばね１６の力
によって弁体１５が弁座１９に着座する。閉路用主弁１
２も、閉路動作を終えて閉じる際には周囲が全て供給圧
になり、ばね２２の力によって弁体２０が弁座２７に着
座する。従って、流体圧によって閉じる構成に比べて着
座時の力が小さいため弁座の損傷を防止でき、長い寿命
が得られ、長期間高い信頼性が保たれる。その上、これ
らの弁はその弁の目的とする機能と反対の動作をする
際、即ち、開路用主弁１１は閉路動作の際に、閉路用主
弁１２は開路動作の際に、流体圧による力がそれぞれの
弁を閉じる向きに作用するので、ばね力で既に閉じてい
る弁がより堅固に閉保持されるようになり、仮に、ばね
力だけでは完全に閉じられなかったとしても流体圧によ
って確実に閉じられるので、弁座部からの漏れをより確
実に防止することができる。一方、開路用パイロット弁
３７、閉路用パイロット弁３９、逆止弁４１も開いて所
定の操作を行った後は周囲が同じ圧力になってばね力で
閉じる構成であり、開路用パイロット弁３７は閉路動作
の際に、閉路用パイロット弁３９と逆止弁４１は閉路動
作終了後に、それぞれ流体圧によってより堅固に閉保持
されるので、開路用主弁１１、閉路用主弁１２と同様に
弁座の損傷を防止できる上、漏れを生じにくく高い信頼
性が得られる。

【００４６】また、開路用主弁１１の低圧室１８と閉路
用主弁１２の補助室２６は次の効果も有する。即ち、開
路用主弁１１では、低圧室１８を設けることにより、閉
路動作時に弁を閉じておくための力が必要最小限になる
よう開路用主弁パイロット室１７を小径化したので、弁
座１９に過大な応力が作用しないから弁座の損傷を防止
できる。一方、閉路用主弁１２では、開路動作中から開
路状態にかけては導通孔２５を介してシリンダ操作室７
に接続する補助室２６の圧力が下がり、弁を閉じておく
ための力が必要最小限になるので、弁座２７に過大な応
力が作用しないから弁座の損傷を防止できる。

【００４７】さらに、万一、何らかの異常が生じて閉路
用パイロット弁３９が閉路動作終了後も開いたままにな
っていた場合は、その２次側が高圧のままになるので、
絞り４５、４６を介して低圧側へ漏れ続け、アンチポン
ピングピストン操作室４４はこれらの絞り４４、４６に
よって決まる圧力まで上昇しており、図５に示した閉路
動作中と同様にアンチポンピングピストン４２が左方へ
動い状態で逆止弁４１を閉じたままの閉路状態を保持す
る。この状態で開路指令が発せられた場合は、図６に示
すように、開路用ソレノイド３８が励磁され、開路用パ
イロット弁３７が開いて、逆止弁４１の１次側が高圧で
２次側が低圧の状態になるが、アンチポンピングピスト
ン４２はこの状態でもアンチポンピングピストン操作室
４４側から作用する力の方が逆止弁４１の１次側から作
用する力よりも大きくなるように構成してあるので、逆
止弁４１の閉路状態を保持し続ける。従って、開路動作
は遂行されて図７に示す開路状態に至るが、この状態で
も逆止弁４１は閉じたままに保持される。よって、この
状態で閉路指令が発せられても、閉路用パイロット弁３
９は開いた状態であるため、各部の圧力は何ら変化せ
ず、逆止弁４１は閉じたままである。従って、切換弁１
３は閉路操作状態に切り換えられず、閉路動作は行われ
ない。即ち、閉路用パイロット弁３９に異常が生じた場
合は、切換弁１３の閉路状態はアンチポンピングピスト
ン４２によりそのまま保持され、開路指令が発せられれ
ば開路動作は遂行されるが、一旦開路した後は閉路でき
なくなる。従って、開路動作後に勝手に閉路する誤動作
事故を防止するアンチポンピング機構として機能する。

【００４８】しかも、閉路用パイロット弁３９が開いた
ままになると、絞り４５、４６を介して低圧側へ漏れ続
けるので、アキュムレータ９内に蓄圧した高圧の作動流
体の流出量が増し、流体圧源８の運転回数が増加するの
で、これを検出し、異常状態を出力する異常検出手段を
設けることにより、安全性を向上することができる。

【００４９】さらにまた、閉路状態において、シリンダ
操作室７の圧力が降下してピストン５が開路動作し始め
るときの圧力よりも高い圧力で閉路用主弁１２のピスト
ン２１が下方に動いて閉路用主弁１２を押し開くように
寸法を設定しておくことにより、ピストン５が開路動作
し始める前に閉路用主弁１２から高圧が供給されるの
で、たとえ、開路用主弁１１から漏れが生じたとしても
勝手に開路動作してしまう誤動作を防止できる。

【００５０】また、開路状態において、シリンダ操作室
７の圧力が上昇してピストン５が閉路動作し始めるとき
の圧力よりも低い圧力で開路用主弁１１が開くように寸
法を設定しておくことにより、ピストン５が閉路動作し
始める前に開路用主弁１１が開いて圧力の上昇を防ぐの
で、たとえ、閉路用主弁１２から漏れが生じたとしても
勝手に閉路動作してしまう誤動作を防止できる。

【００５１】さらに、切換弁１３は、切換弁パイロット
室２８が絞り３５を介して制御ポート１４に接続されて
いるので、開路用パイロット弁３７、閉路用パイロット
弁３９、逆止弁４１等から若干の漏れがあったとして
も、既に切り換わっている制御ポート１４と同じ圧力に
保持されるから、勝手に切り換わってしまう誤動作は生
じない。

【００５２】以上のように、第１実施例によれば、流体
圧駆動装置を小形化でき製作も容易になる上、誤動作も
防止でき長期間高い信頼性を保てるようになり、遮断器
の信頼性が向上する。

【００５３】次に、本発明の遮断器の流体圧駆動装置の
第２実施例を図８を用いて説明する。

【００５４】図８は同駆動装置の開路動作中の状態を示
す構成図である。閉路用主弁１２は、弁体２０とピスト
ン２１を一体にした弁体２０ａとし、ばね２３を除いた
構成としてある。このように構成しても、前述の第１実
施例の図２に示した開路動作中にピストン２１が弁体２
０から離れる動作がなくなって図８に示すようになるだ
けで、弁は同様に閉じたままであり、開路動作の進行は
変わらない。

【００５５】次に、本発明の遮断器の流体圧駆動装置の
第３実施例を図９ないし図１３を用いて説明する。

【００５６】この第３実施例は、第１実施例の開路用主
弁１１と閉路用主弁１２を取り除いて切換弁１３の制御
ポート１４を流体圧シリンダ４のシリンダ操作室７に接
続し、切換弁１３で直接流体圧シリンダ４を駆動するよ
うに構成したものである。図９は閉路状態(通電中の状
態)を、図１０は開路動作中の状態を、図１１は開路状
態(遮断した状態)を、図１２は閉路動作中の初期の状態
を、図１３は閉路動作中の後期の状態をそれぞれ示す。
また、図１４と図１５に閉路用パイロット弁３９が開い
たままの状態で開路動作を行うときの動作を示す。開路
用主弁１１と閉路用主弁１２がない点以外は、図１ない
し図７に示した実施例と全て同じ構成であり、通常の状
態での開路動作と閉路動作、および、閉路用パイロット
弁３９に異常が生じて開いたままになった場合の開路動
作とも前述の実施例と同じである。

【００５７】この第３実施例は小容量から中容量の遮断
器を駆動する流体圧駆動装置に適している。この種の遮
断器では開路動作時の負荷が比較的小さいので流体圧シ
リンダ４が小形のもので良いから、これを駆動する弁も
流量の小さなもので済む。このため、主弁を用いずに切
換弁１３で直接流体圧シリンダを駆動する構成が可能で
ある。この第3実施例によれば、上述した第1実施例と同
じ効果が得られ長期間高い信頼性を実現できる上、主弁
が不要なのでさらに小形化でき製作も容易になる。

【００５８】次に、本発明の遮断器の流体圧駆動装置の
第４実施例を図１６を用いて説明する。

【００５９】図１６は同遮断器のアンチポンピングピス
トン機構部の構成図である。この第４実施例のものは、
逆止弁４１及びアンチポンピングピストン４２を収納す
るスリーブ４７を別体に設けたものである。そして、ア
ンチポンピングピストン４２の外径とこのピストン４２
を摺動可能に内包するスリーブ４７の内径との径差で規
定される環状隙間４６を絞り機構としたものである。即
ち、アンチポンピングピストン操作室４４から流体戻り
側へ接続する管路の絞り機構をこの環状隙間４６を利用
し構成したものである。これにより、別体の絞り機構を
管路中に設ける必要が無くなり、簡単な構成になるとと
もに、装置の小型化を図ることができる。また、スリー
ブ４７の外径とこのスリーブ４７を内包するケーシング
の内径の径差で規定される環状隙間４５を絞り機構とし
たものである。即ち、閉路用切換制御弁３９の２次側と
逆止弁４１の１次側との間からアンチポンピングピスト
ン操作室４４へ接続する管路の絞り機構をこの環状隙間
４５を利用して構成したものである。これによっても、
別体の絞り機構を管路中に設ける必要が無くなり、簡単
な構成になるとともに、装置の小型化を図ることができ
る。

【００６０】以上説明したように、本発明の実施例によ
れば、逆止弁４１を閉じる動作を行うアンチポンピング
ピストン４２を設け、閉路用切換制御弁３９の２次側と
逆止弁４１の１次側との間から流体戻り側に接続する管
路の途中をアンチポンピングピストン４２のアンチポン
ピングピストン操作室４４に接続したので、閉路用切換
制御弁３９に異常が生じて閉路動作終了後も開いたまま
になっていても、アンチポンピングピストン操作室４４
が閉路用切換制御弁３９の２次側の高圧に接続されたま
まになっているので、アンチポンピングピストン４２に
より逆止弁４１の閉路状態が保持されている。その後、
開路指令が発せられれば、切換弁１３の開路動作が遂行
されるが、この開路動作後は閉路指令が発せられても閉
路用切換制御弁３９が既に開いている状態であるため、
切換弁１３の閉路動作が遂行されることはない。従っ
て、接触子１、２の開閉を繰返すポンピング動作を防止
することができる。また、逆止弁４１を閉じる動作を行
うアンチポンピングピストン４２を設け、閉路用切換制
御弁３９の２次側から流体戻り側に接続する管路の途中
をアンチポンピングピストン４２のアンチポンピングピ
ストン操作室４４に接続したという構成でポンピング動
作を防止できるので、アンチポンピング機構の構成が簡
単となり、小型で安価なものとすることができると共
に、閉路用切換制御弁３９の２次側のみでアンチポンピ
ング機構を動作でき、制御性の優れたものとすることが
できる。

【００６１】更に、閉路用切換制御弁３９の２次側と逆
止弁４１の１次側との間から流体戻り側に接続する管路
に設けた二つの絞り４５、４６の途中をアンチポンピン
グピストン操作室４４に接続したので、この二つの絞り
４５、４６を調整することによりアンチポンピングピス
トン操作室４４の圧力を容易に設定することができ、ア
ンチポンピングピストン４２の設定が容易である。

【００６２】しかも、閉路用切換制御弁３９及び開路用
切換制御弁３７は弁体とばねとからなるパイロット弁で
構成したので、この点からも切換制御弁３７、３９が簡
単となり、小型で安価な信頼性の高いものとすることが
できる。

【００６３】また、接触子開閉用ピストン５一側に、切
換制御弁３７、３９を他側に、前記切換弁１３をその中
央部に、それぞれが積重なるように配置し、閉路用切換
制御弁３９と開路用切換制御弁３７とを左右に配置し、
逆止弁４１及びアンチポンピングピストン４２を閉路用
切換制御弁３９と開路用切換制御弁３７との間に配置し
たので、全体寸法をコンパクトに纏めることができ、狭
い場所に駆動装置を配置することができる。

【００６４】また、接触子開閉用ピストンと切換弁との
間に主弁を設けたので、切換弁の作動力を主弁にて増幅
して接触子開閉用ピストンを動作することができ、遮断
器の高出力化を図ることができと共に、接触子開閉用ピ
ストンと切換弁との間に開路用主弁及び閉路用主弁を左
右に並べて設けたので、全体構成がコンパクトで遮断器
の高出力化を図ることができる。

【００６５】また、流体供給側の流体供給量を検出し、
通常より多い供給量を検出した時に異常状態を出力する
異常検出手段を設けたので、安全性を向上することがで
きる。

【００６６】また、切換弁１３は２位置３方弁で構成さ
れているので、簡単な構成で安価であり、切換弁の一端
側に切換弁パイロット室２８が形成され、他端側が流体
戻り側に連通され且つ保持機構３６で保持されているの
で、流体圧がないときも確実に保持することができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、逆止弁を閉じる動作を
行うアンチポンピングピストンを設け、閉路用切換制御
弁の２次側と逆止弁の１次側との間から流体戻り側に接
続する管路の途中をアンチポンピングピストンのアンチ
ポンピングピストン操作室に接続したので、接触子の開
閉を繰返すポンピング動作を防止することができ、しか
もアンチポンピング機構が小型で安価且つ制御性の優れ
た遮断器の流体圧駆動装置を得ることができる。

【００６８】また、本発明によれば、閉路用切換制御弁
の２次側と逆止弁の１次側との間から流体戻り側に接続
する管路に二つ絞りを設け、この二つの絞りの途中を前
記アンチポンピングピストンのアンチポンピングピスト
ン操作室に接続したので、アンチポンピングピストンの
設定が容易である遮断器の流体圧駆動装置を得ることが
できる。

【００６９】また、本発明によれば、閉路用切換制御弁
は弁体とばねとからなる閉路用パイロット弁で構成し、
開路用切換制御弁は弁体とばねとからなる開路用パイロ
ット弁で構成したので、切換制御弁が小型で安価な信頼
性の高い遮断器の流体圧駆動装置を得ることができる。

【００７０】また、本発明によれば、接触子開閉用ピス
トンを一側に、切換制御弁を他側に、切換弁をその中央
部に、それぞれが積重なるように配置し、閉路用切換制
御弁と開路用切換制御弁とを左右に配置し、逆止弁及び
アンチポンピングピストンを閉路用切換制御弁と開路用
切換制御弁との間に配置したので、全体寸法がコンパク
トな遮断器の流体圧駆動装置を得ることができる。

【００７１】また、本発明によれば、接触子開閉用ピス
トンと切換弁との間に主弁を介在すると共に、該主弁を
開路用主弁と閉路用主弁とに分割して並置したので、高
出力化が容易な遮断器の流体圧駆動装置を得ることがで
きる。

【００７２】また、本発明によればは、前記流体供給側
の流体供給量を検出し、通常より多い供給量を検出した
時に異常状態を出力する異常検出手段を設けたので、異
常状態を確実に検出でき、安全性の高い遮断器の流体圧
駆動装置を得ることができる。

【００７３】また、本発明によれば、前記切換弁は、２
位置３方弁で構成され、一端側に切換弁パイロット室が
形成され、他端側が流体戻り側に連通され且つ保持機構
で保持したので、流体圧がないときも確実に切換弁が保
持される遮断器の流体圧駆動装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の遮断器の閉路状態を示す
構成図である。

【図２】同遮断器の開路動作中の状態を示す構成図であ
る。

【図３】同遮断器の開路動作終了時の開路状態を示す構
成図である。

【図４】同遮断器の閉路動作中の初期の状態を示す構成
図である。

【図５】同遮断器の閉路動作中の後期の状態を示す構成
図である。

【図６】同遮断器の開路用パイロット弁が開いたままの
状態から開路動作する途中の状態を示す構成図である。

【図７】同遮断器の開路用パイロット弁が開いたままの
状態から開路動作した後の開路状態を示す構成図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例の遮断器の閉路状態を示す
構成図である。

【図９】本発明の第３実施例の遮断器の閉路状態を示す
構成図である。

【図１０】同遮断器の開路動作中の状態を示す構成図で
ある。

【図１１】同遮断器の開路動作終了時の開路状態を示す
構成図である。

【図１２】同遮断器の閉路動作中の初期の状態を示す構
成図である。

【図１３】同遮断器の閉路動作中の後期の状態を示す構
成図である。

【図１４】同遮断器の開路用パイロット弁が開いたまま
の状態から開路動作する途中の状態を示す構成図であ
る。

【図１５】同遮断器の開路用パイロット弁が開いたまま
の状態から開路動作した後の開路状態を示す構成図であ
る。

【図１６】本発明の第４実施例の遮断器のアンチポンピ
ングピストン機構部の構成図である。

【符号の説明】

１１・・・開路用主弁、１２・・・閉路用主弁、１３・・・切換
弁、１７・・・開路用主弁パイロット室、１８・・・低圧室、
２４・・・閉路用主弁パイロット室、２５・・・導通孔、２６
・・・補助室、３７・・・閉路用パイロット弁、３９、・・・開
路用パイロット弁、４１・・・逆止弁、４２・・・アンチポン
ピングピストン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸 信治 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大門 五郎 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 武田 康秀 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 河本 英雄 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 Ｆターム(参考） 3H082 AA01 AA18 BB17 CC02 DA11 DA20 DA22 DA46 DA48 EE20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接触子を開閉する接触子開閉用ピストン
   と、前記接触子開閉用ピストンを動作させる制御弁機構
   とを備え、前記制御弁機構は切換弁と切換制御弁とを有
   し、前記切換弁は前記接触子開閉用ピストンのシリンダ
   操作室への圧力を切換えるように接続され、前記切換制
   御弁は閉路用切換制御弁と開路用切換制御弁とを有し、
   前記閉路用切換制御弁は、１次側が流体供給側に接続さ
   れ、２次側が前記切換弁の切換弁パイロット室に逆止弁
   を介して接続され、前記逆止弁は前記切換弁パイロット
   室から前記閉路用切換制御弁への流れを閉止するように
   設けられ、前記開路用切換制御弁は、１次側が前記切換
   弁パイロット室に接続され、２次側が流体戻り側に接続
   され、前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止弁の１
   次側との間から流体戻り側に接続する管路を設けた遮断
   器の流体圧駆動装置において、前記逆止弁を閉じる動作
   を行うアンチポンピングピストンを設け、前記閉路用切
   換制御弁の２次側と前記逆止弁の１次側との間から流体
   戻り側に接続する管路の途中をアンチポンピングピスト
   ンのアンチポンピングピストン操作室に接続したことを
   特徴とする遮断器の流体圧駆動装置。
2. 【請求項２】前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止
   弁の１次側との間から流体戻り側に接続する管路に二つ
   の絞りを設け、この二つの絞りの途中を前記アンチポン
   ピングピストンのアンチポンピングピストン操作室に接
   続したことを特徴とする請求項１記載の遮断器の流体圧
   駆動装置。
3. 【請求項３】前記アンチポンピングピストン操作室から
   の戻り側へ接続する管路を前記アンチポンピングピスト
   ンの外径とそれを内包するスリーブの内径との間の環状
   隙間を利用し、この環状隙間を絞りとしたことを特徴と
   する請求項２記載の遮断器の流体圧駆動装置。
4. 【請求項４】前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止
   弁の１次側との間からアンチポンピングピストン操作室
   へ接続する管路を前記アンチポンピングピストンの外径
   とそれを内包するケーシングの内径との間の環状隙間を
   利用し、この環状隙間を絞りとしたことを特徴とする請
   求項３に記載の遮断器の流体圧駆動装置。
5. 【請求項５】前記閉路用切換制御弁は弁体とばねとから
   なる閉路用パイロット弁で構成され、前記開路用切換制
   御弁は弁体とばねとからなる開路用パイロット弁で構成
   されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
   遮断器の流体圧駆動装置。
6. 【請求項６】前記接触子開閉用ピストンを一側に、前記
   切換制御弁を他側に、前記切換弁をその中央部に、それ
   ぞれが積重なるように配置し、前記閉路用切換制御弁と
   開路用切換制御弁とを左右に配置し、前記逆止弁及びア
   ンチポンピングピストンを前記閉路用切換制御弁と開路
   用切換制御弁との間に配置したことを特徴とする請求項
   １〜５の何れかに記載の遮断器の流体圧駆動装置。
7. 【請求項７】前記接触子開閉用ピストンと前記切換弁と
   の間に主弁を介在すると共に、該主弁を開路用主弁と閉
   路用主弁とに分割して並置したことを特徴とする請求項
   ６に記載の遮断器の流体圧駆動装置。
8. 【請求項８】前記流体供給側の流体供給量を検出し、通
   常より多い供給量を検出した時に異常状態を出力する異
   常検出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７の何
   れかに記載の遮断器の流体圧駆動装置。
9. 【請求項９】前記切換弁は、２位置３方弁で構成され、
   一端側に切換弁パイロット室が形成され、他端側が流体
   戻り側に連通され且つ保持機構で保持されたことを特徴
   とする請求項１〜８の何れかに記載の遮断器の流体圧駆
   動装置。
10. 【請求項１０】固定接触子と可動接触子とからなる接触
    子を開閉する接触子開閉用ピストンと、前記接触子開閉
    用ピストンを動作させる制御弁機構と、前記接触子開閉
    用ピストン及び制御弁機構に流体を供給する流体圧源及
    びアキュームレータとを備え、前記制御弁機構は切換弁
    と切換制御弁とを有し、前記切換弁は、２位置３方弁で
    構成され、その中央が制御ポートに接続され、両側が流
    体供給源および流体戻り側に接続されて、前記接触子開
    閉用ピストンのシリンダ操作室への圧力を切換えるよう
    に設けられ、前記切換制御弁は、弁体とばねからなる閉
    路用パイロット弁及び開路用パイロット弁とで構成さ
    れ、前記閉路用パイロット弁は、１次側が流体供給側に
    接続され、２次側が前記切換弁の切換弁パイロット室に
    逆止弁を介して接続され、前記逆止弁は前記切換弁パイ
    ロット室から前記閉路用パイロット弁への流れを閉止す
    るように設けられ、前記開路用パイロット弁は、１次側
    が前記切換弁パイロット室に接続され、２次側が流体戻
    り側に接続され、前記閉路用パイロット弁の２次側と前
    記逆止弁の１次側との間から流体戻り側に接続する管路
    を設けた遮断器の流体圧駆動装置において、前記接触子
    開閉用ピストンを一側に、前記切換制御弁を他側に、前
    記切換弁をその中央部に、それぞれが積重なるように配
    置し、前記閉路用切換制御弁と開路用切換制御弁とを左
    右に配置し、前記逆止弁及びアンチポンピングピストン
    を前記閉路用切換制御弁と開路用切換制御弁との間に配
    置し、前記閉路用切換制御弁は弁体とばねとからなる閉
    路用パイロット弁で構成され、前記開路用切換制御弁は
    弁体とばねとからなる開路用パイロット弁で構成された
    前記逆止弁を閉じる動作を行うアンチポンピングピスト
    ンを設け、前記閉路用切換制御弁の２次側と前記逆止弁
    の１次側との間から流体戻り側に接続する管路の途中二
    つの絞りを設け、この絞りの途中をアンチポンピングピ
    ストンのアンチポンピングピストン操作室に接続したこ
    とを特徴とする遮断器の流体圧駆動装置。