JP3657673B2 - 緩衝装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば遮断器の開路動作や閉路動作の運動エネルギを吸収するためなどに使用される緩衝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は例えば特開平６−８１８７８号公報に示された従来の緩衝装置の断面図である。図において、本体ハウジング１は、シリンダ２及びその両端を閉塞するフランジ３，４からなっている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動自在に設けられている。ピストン５は、フランジ３を貫通するピストンロッド６の先端部に固定され、ばね１７により前進方向（図の矢印Ｍ１方向）へ常時付勢されている。
【０００３】
シリンダ２の内周面には、軸方向の溝２３が設けられている。この溝２３は、ピストン５の移動時における作動油の絞り流路を形成する。つまり、シリンダ２内は、ピストン５により室２１，２２に分割されており、ピストン５の後退方向（図の矢印Ｍ２方向）への移動によって、作動油が室２１から室２２へ流動する。その際、作動油は溝２３を通過するが、溝２３の作動油に対する抵抗によって室２１内に背圧が発生し、これにより緩衝作用が発揮される。
【０００４】
本体ハウジング１には、ピストン５及びピストンロッド６の移動に伴う体積変化を吸収するために、独立気泡のゴム膜からなるアキュムレータ２４が設けられている。フランジ４には、室２１，２２内に作動油を供給するための給油口２５が設けられている。給油口２５は、使用時において、鋼球２６及びねじ２７により閉塞されている。
【０００５】
ピストン５には、鋼球２９及びばね３０からなるチェック弁２８が設けられており、ピストン５の前進時には作動油が室２２からチェック弁２８を経て室２１へ流通する。このため、ピストン５の前進は高速で行われる。また、鋼球２９は、ばね３０によって弁座に当接するように常に付勢されているので、鋼球２９に遊びがなく、ピストン５の後退時の初期の無効ストロークが零となっている。
【０００６】
フランジ３には、ダストスクレーパ３２、空気圧用パッキン３３、油圧用パッキン３４及び真空室３５が設けられている。ダストスクレーパ３２は、外部からのダストの侵入を防止する。空気圧用パッキン３３は、空気（外気）のシリンダ２内への侵入を防止する。油圧用パッキン３４は、シリンダ２内からの作動油の漏れを防止する。真空室３５は、空気圧用パッキン３３と油圧用パッキン３４との間に設けられた円環状の凹部であり、ポート３６を介して真空ポンプ３７に接続され、この緩衝装置使用時には真空状態にされる。
【０００７】
このように、空気圧用パッキン３３の外側の空間は大気圧であり、内側の空間は真空状態であるため、空気圧用パッキン３３には、ほぼ１気圧の差圧が加わる。これにより、空気圧用パッキン３３の本来のシール性能が発揮され、空気の引き込みが生じにくくなり、シリンダ２内への空気の侵入が防止される。また、油圧用パッキン３４においても、常に差圧が加わるので、空気の引き込みがさらに減少し、空気の侵入の防止効果が向上する。
【０００８】
上記のような緩衝装置では、図３のＭ２方向へ移動する移動物体（図示せず）がピストンロッド６の左端部に衝突すると、ピストンロッド６及びピストン５が同方向へ移動し、作動油の流動によって運動エネルギが吸収される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の緩衝装置においては、空気圧用パッキン３３及び真空室３５に加えて、油圧用パッキン３４がフランジ３に設けられているため、緩衝の主機能を発生するシリンダ２の長さに比べて、ピストンロッド６が貫通するフランジ３の厚み、即ち漏れ防止の副次機能部分の厚みが大きくなり、装置全体として冗長で大形であるという問題点があった。
【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、外部への作動油の漏れを効果的に防止しつつ、全体を小形化することができる緩衝装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る緩衝装置は、側壁に貫通孔を有し作動油が収容されるシリンダと、このシリンダの両端部に設けられている一対のフランジと、これらのフランジの少なくともいずれか一方を貫通するピストンロッドと、このピストンロッドに固着されシリンダ内を摺動するピストンと、シリンダを囲むように配置され、貫通孔によりシリンダ内と連通するカバー室が内部に形成されているカバーと、フランジにおけるピストンロッドの貫通部に設けられ、作動油の漏れを防止するパッキンと、このパッキンが設けられているフランジとシリンダとの間に設けられ、ピストンロッドが摺動自在に貫通するロッド孔、及びこのロッド孔とカバー室とを連通する作動油流出孔を有している摺動軸受とを備え、摺動軸受のロッド孔には、ロッド孔を通して漏洩する作動油の流路に狭部・拡大部を交互に生じさせ漏洩する作動油の流体損失を大きくするための複数の円環状の大径部が設けられているものである。
また、大径部は、作動油流出孔に重ねて設けられている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態の一例を示す遮断器の緩衝装置の断面図であり、動作途中の状態を示している。また、この例の緩衝装置は、開路動作時でも、閉路動作時でも緩衝する構造となっている。
【００１６】
図において、複数の貫通孔５１ａが側壁に設けられているシリンダ５１の内部には、ピストン５２が摺動自在に設けられている。図に示すように、貫通孔５１ａの大きさは、シリンダ５１の軸方向に沿って変化されている。このピストン５２には、ピストンロッド５３Ａ，５３Ｂが固着されている。シリンダ５１の一端部には、第１の摺動軸受５４及び第１のフランジ５５が一体に形成されている。第１のフランジ５５におけるピストンロッド５３Ａの貫通部には、作動油の漏れを防止するリング状のパッキン５６が設けられている。
【００１７】
第１のフランジ５３には、シリンダ５１を囲繞するカバー５７が密着固定されている。このカバー５７内には、貫通孔５１ａによりシリンダ５１内と連通したカバー室５７ａが形成されている。第１の摺動軸受５４には、ピストンロッド５３Ａが摺動自在に貫通するロッド孔５４ａ、及びこのロッド孔５４ａとカバー室５７ａとを連通する作動油流出孔（キリ孔）５４ｂが設けられている。作動油流出孔５４ｂは、周方向の複数箇所に径方向へ向けて設けられている。また、第１の摺動軸受５４の内周面には、軸方向の位置が作動油流出孔５４ｂと重なるように複数の円環状の大径部（凹部）５４ｃが設けられている。
【００１８】
カバー５７には、第２のフランジ５８が一体に形成されている。カバー５７は、第１及び第２のフランジ５５，５８間に設けられ、かつシリンダ５１を囲繞し、シリンダ５１との間にカバー室５７ａを形成している。第２のフランジ５８におけるピストンロッド５３Ｂの貫通部には、作動油の漏れを防止するリング状のパッキン５９が設けられている。第２のフランジ５８とシリンダ５１との間には、ピストンロッド５３Ｂが摺動自在に貫通するロッド孔６０ａを有する第２の摺動軸受６０が設けられている。
【００１９】
ここで、図２は図１の第２の摺動軸受６０を図１の下方から見た底面図であり、逆に図１の第２の摺動軸受６０は図２のＩ−Ｉ断面に相当する。この第２の摺動軸受６０は、第２のフランジ５８とは別部材で構成されており、その第２のフランジ５８側の端面に作動油流出孔としてのスリット６０ｂが設けられている。また、第２の摺動軸受６０の内周面には、軸方向の位置がスリット６０ｂと重なるように複数の円環状の大径部（凹部）６０ｃが設けられている。
【００２０】
次に、動作について説明する。この遮断器の緩衝装置は、開路動作や閉路動作の途中で、その動作を制動停止するものである。即ち、開路動作や閉路動作によりピストン５２がシリンダ５１内を摺動し、これによりシリンダ５１内の作動油が流動するとともに、貫通孔５１ａから流出する作動油の流路が絞られる。これにより、ピストン５２に背圧が加わり、緩衝作用を発揮する。
【００２１】
このとき、ピストンロッド５３Ａ，５３Ｂと摺動軸受５４，６０との間の隙間から漏れる作動油は、パッキン５６，５９によりシールされる。しかし、これらのパッキン５６，５９に加わる差圧が高いと、適切なシール性能が得られなくなる。このため、摺動軸受５４，６０には、作動油流出孔５４ｂ及びスリット６０ｂが設けられており、低圧のカバー室５７ａへ作動油を逃がすことにより、パッキン５６，５９に高い差圧が働かないようにしている。従って、外部への作動油の漏れを効果的に防止しつつ、全体が小形化される。
【００２２】
また、摺動軸受５４，６０の内周面に大径部５４ｃ，６０ｃを設けることにより、漏洩する作動油の流路に凹凸、即ち狭部・拡大部が交互に生じ、作動油の流体損失が大きくなり、作動油の漏れが少なくなる。このような大径部５４ｃ，６０ｃは、作動油流出孔５４ｂ及びスリット６０ｂに重ねて設けられている点において、単に流体摩擦を大きくして漏れを少なくするラビリンスパッキンとは異なる。しかも、大径部５４ｃ，６０ｃを、作動油流出孔５４ｂ及びスリット６０ｂに重ねることにより、軸方向の寸法が一層小さくなる。
【００２３】
さらに、第２の摺動軸受６０は、フランジ５８と別部材で構成されているため、作動油流出孔としてのスリット６０ｂは端面に形成されることになり、その加工が容易である。また、作動油流出孔の断面形状を幅広で軸方向に短いスリット形状としたので、第２の摺動軸受６０の軸方向寸法は一層小さくなる。
【００２４】
なお、カバー室５７ａ内には空気層があり、シリンダ５１内にも空気が混入し得るが、遮断器の開路動作、閉路動作の緩衝に支障を生じることがなく、動作特性に影響を与えるほどのものでないことが試験によって確認されている。
【００２５】
また、上記の例では２本のピストンロッド５３Ａ，５３Ｂを有するものを示したが、構造によってはどちらか１本でよい場合もある。
また、作動油流出孔５４ｂ及びスリット６０ｂの形状や数は、上記の例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態の一例を示す遮断器の緩衝装置の断面図である。
【図２】 図１の第２の摺動軸受を図１の下方から見た底面図である。
【図３】 従来の緩衝装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
５１ シリンダ、５１ａ 貫通孔、５２ ピストン、５３Ａ，５３Ｂ ピストンロッド、５４ 第１の摺動軸受、５４ａ，６０ａ ロッド孔、５４ｂ 作動油流出孔、５４ｃ，６０ｃ 大径部、５５ 第１のフランジ、５６，５９ パッキン、５７ カバー、５７ａ カバー室、５８ 第２のフランジ、６０ 第２の摺動軸受、６０ｂ スリット（作動油流出孔）。

Claims (2)

1. 側壁に貫通孔を有し作動油が収容されるシリンダと、
   このシリンダの両端部に設けられている一対のフランジと、
   これらのフランジの少なくともいずれか一方を貫通するピストンロッドと、
   このピストンロッドに固着され上記シリンダ内を摺動するピストンと、
   上記シリンダを囲むように配置され、上記貫通孔により上記シリンダ内と連通するカバー室が内部に形成されているカバーと、
   上記フランジにおける上記ピストンロッドの貫通部に設けられ、上記作動油の漏れを防止するパッキンと、
   このパッキンが設けられているフランジと上記シリンダとの間に設けられ、上記ピストンロッドが摺動自在に貫通するロッド孔、及びこのロッド孔と上記カバー室とを連通する作動油流出孔を有している摺動軸受と
   を備え、上記摺動軸受の上記ロッド孔には、上記ロッド孔を通して漏洩する作動油の流路に狭部・拡大部を交互に生じさせ上記漏洩する作動油の流体損失を大きくするための複数の円環状の大径部が設けられていることを特徴とする緩衝装置。
2. 上記大径部は、上記作動油流出孔に重ねて設けられていることを特徴とする請求項１記載の緩衝装置。

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