JPH06338241A - 液圧操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投入状態と遮断状態のいずれの状態で作動流
体の液圧が低下した場合でも、制御弁の位置を確実に保
持して、作動流体の液圧の再昇圧を容易に行うことがで
きるような液圧操作装置を提供する。 【構成】 高圧化した液体を蓄えるアキュムレータ４
と、アキュムレータ４から供給される作動流体によって
動作する駆動部（１，２）と、作動流体を制御して駆動
部の動作を制御する液圧操作部８とを備える。制御弁３
３の第１の弁体３１は、作動流体を駆動部に供給する流
路７を封止し、制御弁３３の第２の弁体３２は、作動流
体を駆動部から排出する流路１６を封止する。第１およ
び第２の封止バネ３５，３６は、対応する弁体を封止方
向に付勢し、互いに異なるバネ力を持つ。保持部材１９
は、弁体の一方または両方を押圧して、弁体を保持す
る。保持バネ２１によって保持部材１９を弁体押圧方向
に付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液圧操作装置に係り、
特に、遮断器の駆動源として使用する液圧操作装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超高電圧以上の送電系統に使用さ
れる開閉装置のうち、主に遮断器は高速で開閉操作を行
うため、液圧操作装置が使用されるようになってきてい
る。この液圧操作装置においては、高圧の液圧を使用す
ることで、装置の縮小化が可能となり、操作時の騒音も
著しく軽減され、液体の非圧縮性により応答が優れてい
るなどの利点がある。また、この液圧操作装置を電力用
遮断器に使用するに当たっては、電力系統の事故電流の
遮断動作を行わせるといった非常装置としての目的を有
するため、異常動作は許されず、高い信頼性が要求され
ている。

【０００３】図６は、従来から用いられている液圧操作
装置の代表的な構成の一例を示す概略図である。なお、
この液圧操作装置は、３相一括操作では、一つの液圧操
作装置で３個の接点を操作し、３相各相操作では、１個
の接点を１個の液圧操作装置で操作するように構成され
ている。

【０００４】すなわち、図６においては、高圧に耐え得
るシリンダ１の内部にピストン２が配設され、このピス
トン２のピストンロッド２ａの先端に電気接点３が接続
されている。このピストン２の上流側にはアキュムレー
タ４が接続されると共に、高圧配管５を介して液圧ポン
プ６が接続されている。一方、前記ピストン２の下流側
には、高圧パイプ７を介して弁ブロック８が配設されて
いる。この高圧パイプ７は、アキュムレータ４の圧力を
弁ブロック８へ導くための供給流路である。また、弁ブ
ロック８の内部には制御弁（図示せず）が内蔵されてお
り、さらに、この制御弁を駆動する投入側パイロット弁
９および遮断側パイロット弁１０が設けられている。な
お、液圧シリンダの操作時に排出された液体は、低圧タ
ンク１１を介して液圧ポンプ６へ回収されるように構成
されている。

【０００５】図７は、図６の液圧操作装置のより具体的
な構成を示した図である。ピストンロッド２の作動は、
弁ブロック８内に配置されている投入主弁１２、遮断主
弁１３の操作による液体の調整により行われる。この投
入主弁１２、遮断主弁１３の操作はさらに、制御弁１４
によって液体を制御することにより行われる。この制御
弁１４は、供給流路である高圧パイプ７に接続されると
共に、流路１５を介して投入主弁１２、遮断主弁１３に
接続されており、さらに、排出流路１６を介して低圧タ
ンク１１に接続されている。また、この制御弁１４に
は、流路１７を介して投入側パイロット弁９が連結さ
れ、流路１８を介して遮断側パイロット弁１０が連結さ
れている。

【０００６】そしてまた、制御弁１４の一方の端部には
テーパ部１４ａが設けられ、このテーパ部１４ａに当接
できるようにして保持ロッド１９が配置されている。こ
の保持ロッド１９は、液室２０内の液圧により保持バネ
２１を圧縮する形で図中上方位置に保持されており、保
守点検などの理由により作動流体の液圧を大気圧まで低
下させた場合には、液室２０内の液圧の低下により、保
持バネ２１の復元力によって図中下方位置に移動し、制
御弁１４の位置を保持するように構成されている。

【０００７】この場合、図６は、作動流体の液圧下降時
における制御弁１４の位置保持状態を示しており、この
図に示すように、作動流体の液圧下降時には、保持ロッ
ド１９は下方位置にあり、この保持ロッド１９の先端部
は液室２０内に突出し、制御弁１４のテーパ部１４ａに
当接する。これにより、制御弁１４の位置が保持され、
投入状態では制御弁１４の一方のシート部２２のシート
力が保持され、遮断状態では制御弁１４の他方のシート
部２３のシート力が保持されるようになっている。そし
て、このように制御弁１４のシート部２２，２３のいず
れか一方のシート力が保持されることにより、作動流体
の液圧を再度上昇させることが可能となっている。ま
た、投入主弁１２のシート力は、バネ２４により、遮断
主弁１３のシート力はバネ２５により、それぞれ保持さ
れるようになっている。

【０００８】なお、図中２６は、投入主弁１２および遮
断主弁１３の制御用の液室であり、この液室２６は、流
路１５を介して制御弁１４と接続されている。また、２
７は、投入主弁１２および遮断主弁１３とシリンダ１内
とを接続する流路であり、２８と２９は、シリンダ１内
のピストン２の両側に形成された液室であり、ピストン
ロッド２ａと反対側の液室２８は、流路２７を介して投
入主弁１２および遮断主弁１３と接続されている。そし
て、ピストンロッド２ａ側の液室２９は、高圧パイプ７
を介してアキュムレータ４と接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の液圧操作装置においては、作動流体を制御する
制御弁１４が一体に形成されているため、この制御弁１
４本体やこれを収納する部材の加工に際しては、同軸度
などの面で極めて高い精度が要求される。その上、装置
の組立時には、制御弁１４を一体化する作業をその収納
部材内部で行わなければならず、この作業がかなり繁雑
化してしまうという問題がある。

【００１０】このような問題に対して、例えば、特願平
４−２７６２２０号においては、作動流体を制御する制
御弁を投入弁体と遮断弁体に分割する構成が提案されて
いる。このように制御弁を投入弁体と遮断弁体に分割し
た場合には、一体型の制御弁に比べて、要求される精度
が低くなり、また、装置の組み立ても容易になるため、
生産性を向上できる。その反面、このように制御弁を分
割方式とした場合には、もはや、図６に示すような制御
弁の位置保持構造をそのまま適用することはできず、作
動流体の液圧低下時に分割方式の制御弁の位置を確実に
保持することは不可能である。

【００１１】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
制御弁を分割方式としながら、しかも、投入状態と遮断
状態のいずれの状態で作動流体の液圧が低下した場合で
も、制御弁の位置を確実に保持して、作動流体の液圧の
再昇圧を容易に行うことができるような液圧操作装置を
提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】まず、請求項１に記載の
液圧操作装置は、高圧化した液体を蓄えるアキュムレー
タと、このアキュムレータから供給される作動流体によ
って動作する駆動部と、前記作動流体を制御して前記駆
動部の動作を制御する液圧操作部とを備えた液圧操作装
置において、前記液圧操作部が、第１および第２の弁体
からなる制御弁、第１および第２の封止バネ、保持部
材、および保持バネを有することを特徴としている。

【００１３】すなわち、制御弁を構成する第１の弁体
は、前記作動流体を前記駆動部に供給する流路を封止す
る弁であり、制御弁を構成する第２の弁体は、前記作動
流体を前記駆動部から排出する流路を封止する弁であ
る。これらの第１および第２の弁体は、いずれか一方が
封止状態位置にある際には他方が開口状態位置にあるよ
うに相互に位置干渉するように構成される。また、第１
および第２の封止バネは、前記第１および第２の弁体に
それぞれ設けられ、対応する弁を封止する方向にそれぞ
れ付勢するように配置され、かつ、互いに異なるバネ力
を持つ。

【００１４】さらに、前記第１および第２の弁体のいず
れか一方または両方の弁体の一部には、被押圧部が設け
られ、この被押圧部は、弁体の軸方向とほぼ直交方向か
ら押圧されることにより、弁体の軸方向に力を発生す
る。そして、保持部材は、前記被押圧部に対向し、か
つ、その軸方向が前記被押圧部を備えた弁体の軸方向と
ほぼ直交するように配置される。この保持部材は、前記
被押圧部を押圧する押圧部と前記作動流体の液圧を受け
る圧力面を備え、前記押圧部によって前記被押圧部を押
圧することによりこの被押圧部を備えた弁体を設定され
た位置に保持する。

【００１５】また、保持バネは、前記保持部材に設けら
れ、この保持部材を弁体押圧方向に付勢するように配置
される。この保持バネは、前記作動流体の液圧が設定さ
れた値以上である場合には、前記保持部材の前記圧力面
に加わる液圧によって圧縮され、前記作動流体の液圧が
設定された値以下に低下した場合には、前記保持部材を
弁体保持位置に保持するようなバネ力を持つ。

【００１６】次に、請求項２に記載の液圧操作装置は、
前記請求項１の構成を備え、特に、保持部材の配置に特
徴を有する。すなわち、請求項２の液圧操作装置におい
ては、被押圧部は、前記第１および第２の弁体のうち、
対応する封止バネのバネ力が大きい方の弁体側に設けら
れる。そして、保持部材は、前記作動流体の液圧が設定
された値以下に低下した場合に、前記バネ力が大きい方
の前記弁体を開口状態位置に保持するように構成され
る。

【００１７】また、請求項３に記載の液圧操作装置も、
前記請求項１の構成を備え、特に、保持部材の配置に特
徴を有する。すなわち、請求項３の液圧操作装置におい
ては、被押圧部は、前記第１および第２の弁体のうち、
対応する封止バネのバネ力が小さい方の弁体側に設けら
れる。そして、保持部材は、前記作動流体の液圧が設定
された値以下に低下した場合に、前記バネ力が小さい方
の前記弁体を封止状態位置に保持するように構成され
る。

【００１８】

【作用】以上のような構成を有する本発明によれば、投
入状態と遮断状態のいずれの状態で作動流体の液圧が低
下した場合においても、第１および第２の封止バネのバ
ネ力のバランス、あるいは、これらの封止バネの各バネ
力と保持部材による弁体の押圧力とのバランスにより、
第１および第２の弁体からなる制御弁の状態を確実に保
持することができる。したがって、作動流体の液圧の再
昇圧を容易に行うことができる。

【００１９】特に、請求項２の構成、すなわち、保持部
材によって封止バネのバネ力が大きい側の弁体を保持す
るように構成した場合には、作動流体の液圧が一定値以
下に低下した際に、保持部材配置側のバネ力が大きい側
の弁体が封止状態位置にあれば、その大きいバネ力の封
止バネによってその弁体をそのまま封止状態位置に保持
することができ、それにより、他方の弁体を開口状態位
置に保持することができる。逆に、保持部材配置側のバ
ネ力が大きい側の弁体が開口状態位置にあれば、保持部
材によってこの弁体を開口状態位置に保持することがで
き、それにより、他方の弁体を封止状態位置に保持する
ことができる。

【００２０】また、請求項３の構成、すなわち、保持部
材によって封止バネのバネ力が小さい側の弁体を保持す
るように構成した場合には、作動流体の液圧が一定値以
下に低下した際に、保持部材配置側のバネ力が小さい側
の弁体が封止状態位置にあれば、保持部材によってこの
弁体を封止状態位置に保持することができ、それによ
り、他方の弁体を開口状態位置に保持することができ
る。逆に、保持部材配置側のバネ力が小さい側の弁体が
開口状態位置にあれば、バネ力が大きい側の他方の弁体
を、その大きいバネ力の封止バネによって開口状態位置
に保持することができ、それにより、バネ力が小さい側
の弁体を封止状態位置に保持することができる。

【００２１】

【実施例】以下には、本発明による液圧操作装置の一実
施例を、図１〜図３を参照して具体的に説明する。な
お、図６に示した従来例と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

【００２２】［実施例の構成］まず、図１に示すよう
に、本実施例においては、弁ブロック８内に、投入主弁
１２、遮断主弁１３が配置されており、この投入主弁１
２、遮断主弁１３を操作するために、投入弁体（第１の
弁体）３１、遮断弁体（第２の弁体）３２からなる制御
弁３３が配置されている。投入弁体３１の端部には、４
５度の角度のテーパ部（被押圧部）３１ａが設けられて
おり、このテーパ部３１ａに当接できるように保持ロッ
ド（保持部材）１９が配置されている。

【００２３】より詳細には、この保持ロッド１９は、投
入弁体３１のテーパ部３１ａに対向し、かつ、その軸方
向が投入弁体３１の軸方向とほぼ直交するように配置さ
れている。そして、この保持ロッド１９は、投入弁体３
１のテーパ部３１ａと当接してこれを押圧する４５度の
角度のテーパ部（押圧部）１９ａ、作動流体の液圧を受
ける圧力面１９ｂ、および摺動シール部１９ｃを備えて
いる。また、保持ロッド１９の圧力面１９ｂの背面に
は、保持バネ２１が圧縮状態で配置され、その復元力に
よって保持ロッド１９を投入弁体３１を押圧する方向に
付勢するように構成されている。保持ロッド１９の摺動
シール部１９ｃは、この保持バネ２１側の空間と投入弁
体３１側（作動流体側）の液室３４とを区分するために
設けられている。

【００２４】一方、投入弁体３１には、封止バネ（第１
の封止バネ）３５が設けられ、この封止バネ３５によっ
て投入弁体３１をシート部２３の方向へ付勢するように
構成されている。同様に、遮断弁体３２には、封止バネ
（第２の封止バネ）３６が設けられ、この封止バネ３６
によって遮断弁体３２をシート部２２の方向へ付勢する
ように構成されている。ここで、投入弁体３１の封止バ
ネ３５のバネ力Ｆ₁ と遮断弁体３２の封止バネ３６のバ
ネ力Ｆ₂ とは、両方の弁体３１，３２の状態に拘らず、
次の式（１）の条件を満たすように設定されている。

【数１】Ｆ₁ ＞Ｆ₂ … 式（１）

【００２５】そしてまた、投入弁体３１と遮断弁体３２
の内部には、制御弁３３の液室として、アキュムレータ
４につながる液室３７，３８がそれぞれ設けられてい
る。すなわち、制御弁３３の両側の液室３７，３８は、
アキュムレータ４に接続された高圧パイプ７に対し、投
入弁体３１に設けられた孔３１ｂおよび流路３９を介し
て接続されている。また、投入弁体３１側の液室３７
は、流路４０を介して、保持ロッド１９の液室３４と接
続されている。さらに、投入弁体３１の外部には、２つ
の液室４１，４２がそれぞれ設けられている。すなわ
ち、投入弁体３１の図中左側の液室４１は、流路４３を
介して投入側パイロット弁９と接続されており、投入弁
体３１の図中右側の液室４２は、流路４４を介して遮断
側パイロット弁１０と接続されている。また、投入弁体
３１の図中左側の液室４１は、流路４５を介して、制御
弁３３の投入弁体３１側の液室３７と接続されている。
なお、図中３２ａは、遮断弁体の周囲に設けられた摺動
シール部である。

【００２６】［実施例の作用］以上のような構成を有す
る本実施例の液圧操作装置の作用は次の通りである。す
なわち、図１において、通常の運転時などの、アキュム
レータ４から高圧パイプ７を介して弁ブロック８内に供
給される作動流体の液圧が十分高い場合には、この高圧
パイプ７の液圧は、投入弁体３１の孔３１ｂ、液室３
７、および流路３９を介して、保持ロッド１９の液室３
４に伝達される。その結果、保持ロッド１９の液室３４
内が高圧となるため、保持ロッド１９は、その圧力面１
９ｂにおいて受ける高い液圧により、保持バネ２１のバ
ネ力に逆らって図中上方に押し上げられる。したがっ
て、この状態において、保持ロッド１９は、投入弁体３
１と当接せず、投入弁体３１に作用することはない。

【００２７】そして、例えば、液圧操作装置によって操
作される図示していない遮断器が投入状態である場合
に、遮断側パイロット弁１０が開くと、この遮断側パイ
ロット弁１０に接続された図中右側の液室４２の圧力が
急激に低下し、図中左側の液室４１との間に圧力差が生
じる。その結果、投入弁体３１および遮断弁体３２から
なる制御弁３３全体が、図中右方向へ移動し、投入状態
においてシートしていたシート部２２が開き、投入状態
において開いていたシート部２３がシートされる。この
動作により、排出流路１６が開き、高圧パイプ７が閉じ
るため、投入主弁１２および遮断主弁１３の制御用の液
室２６の作動流体が、流路１５および排出流路１６を介
して低圧タンク１１内に流出して、この液室２６の圧力
が低下する。この圧力低下により、投入主弁１２および
遮断主弁１３は、それぞれ図中上方に移動し、投入主弁
１２はシート状態となり、遮断主弁１３は開いた状態と
なる。その結果、シリンダ１内のピストンロッド２ａと
反対側の液室２８の作動流体が流路２７および遮断主弁
１３を介して流出するため、ピストン２が図中上方の遮
断方向へ移動する。なお、このような遮断状態から、遮
断側パイロット弁１０が再び閉じた場合には、この遮断
側パイロット弁１０に接続された図中右側の液室４２の
圧力は、投入弁体３１の摺動部の隙間から流れ込む高圧
の作動流体により再び高圧状態となる。また、遮断主弁
１３は、バネ２５により下方へ移動し、図１の状態に戻
る。

【００２８】次に、上記のような遮断状態において、投
入側パイロット弁９が開くと、この投入側パイロット弁
９に接続された図中左側の液室４１の圧力が急激に低下
し、液室４２との間に圧力差が生じ、制御弁３３全体
が、図中左方向へ移動し、遮断状態においてシートして
いたシート部２３が開き、遮断状態において開いていた
シート部２２がシートされる。この動作により、高圧パ
イプ７が開き、排出流路１６が閉じるため、アキュムレ
ータ４内に蓄えられていた高圧の作動流体が、高圧パイ
プ７および流路１５を介して、投入主弁１２および遮断
主弁１３の制御用の液室２６に流れ込み、この液室２６
が高圧となる。このような液室２６の急激な昇圧によ
り、投入主弁１２および遮断主弁１３はそれぞれ図中下
方に押圧され、投入主弁１２は開いた状態となり、遮断
主弁１３はシート状態となる。その結果、液室２６内の
高圧の作動流体が、流路２７を介して、シリンダ１内の
ピストンロッド２ａと反対側の液室２８に流れ込むた
め、ピストン２が図中下方の投入方向へ移動する。な
お、このような投入状態から、投入側パイロット弁９が
再び閉じた場合には、この投入側パイロット弁９に接続
された図中左側の液室４１は、投入弁体３１の内部の液
室３７から流路４５を介して流れ込む高圧の作動流体に
より再び高圧状態となる。また、投入主弁１２は、バネ
２４により上方へ移動し、図１の状態に戻る。

【００２９】続いて、保守点検時などの、作動流体の液
圧低下時における制御弁３３および保持ロッド１９の動
作について詳しく説明する。

【００３０】すなわち、図２に示すように、遮断器が投
入状態にある場合には、投入弁体３１は、この弁体の周
囲が全て同圧力であるため、その封止バネ３５のバネ力
（投入状態バネ力）Ｆ_{1 CL}のみを図中右方向に受ける。
これに対して、遮断弁体３２は、シート部２２の直径Ｄ
₁ による断面積（１／４）πＤ₁ ² と、その摺動シール
部３２ａの直径Ｄ₂ （ここで、Ｄ₂ ＞Ｄ₁ である。）に
よる断面積（１／４）πＤ₂ ² との差の分だけ、図中左
方向に液圧を受け、この液圧に加えて、その封止バネ３
６のバネ力（投入状態バネ力）Ｆ_{2 CL}を図中左方向に受
けることになる。ここで、供給される作動流体の液圧を
Ｐとすると、投入状態において、投入弁体３１に作用す
る力Ｆａ_CLと遮断弁体３２に作用する力Ｆｂ_CLは、それ
ぞれ、次に示す式（２）および式（３）で表される。

【数２】Ｆａ_CL＝Ｆ_{1 CL} … 式（２）
（ただし、図中右向きの力を正の値とする。）

【数３】Ｆｂ_CL＝（１／４）π（Ｄ₂ ² −Ｄ₁ ² ）Ｐ＋
Ｆ_{2 CL}… 式（３）（ただし、図中左向きの力を正の値
とする。また、前述のように、Ｄ₂ ＞Ｄ₁である。）

【００３１】したがって、投入状態における遮断弁体３
２のシート部２２におけるシート力Ｆｃは、次の式
（４）で表される。

【数４】Ｆｃ＝Ｆｂ_CL−Ｆａ_CL＝（１／４）π（Ｄ₂ ²
−Ｄ₁ ² ）Ｐ＋Ｆ_{2 CL}−Ｆ_{1 CL}… 式（４）（ただし、
図中左向きの力を正の値とする。また、前記式（１）か
ら、Ｆ_{1 CL}＞Ｆ_{2 CL}である。）ここで、供給される作動
流体の液圧Ｐが低下した場合には、前記式（１）から、
Ｆ_{1 CL}＞Ｆ_{2 CL}の関係があるため、遮断弁体３２のシー
ト力Ｆｃの値は、図４にも示すように、負の値となる。

【００３２】一方、保持ロッド１９には、この保持ロッ
ド１９の直径をＤ₃ とすれば、上向きに（１／４）πＤ
₃ ² Ｐの液圧が作用し、下向きに保持バネ２１のバネ力
Ｆ₃が作用するため、保持ロッド１９に作用する力Ｆｄ
は、次の式（５）で表される。

【数５】Ｆｄ＝Ｆ₃ −（１／４）πＤ₃ ² Ｐ… 式
（５）（ただし、図中下向きの力を正の値とする。）

【００３３】ここで、遮断弁体３２のシート力ＦｃがＦ
ｃ＝０となる時の作動流体の液圧をＰ₁ とした場合に、
保持ロッド１９に作用する力Ｆｄは、以下の式（６）に
よって表される。

【数６】Ｆｄ＝Ｆ₃ −（１／４）πＤ₃ ² Ｐ₁… 式
（６）

【００３４】また、保持バネ２１のバネ力Ｆ₃ は、この
式（６）において表される場合の、保持ロッド１９に作
用する力Ｆｄが、Ｆｄ＞０となるように、設定されてい
る。すなわち、保持バネ２１のバネ力Ｆ₃ は、遮断弁体
３２のシート力ＦｃがＦｃ＝０となる時の作動流体の液
圧をＰ₁ とした場合に、次の式（７）の条件を満たすよ
うに設定されている。

【数７】Ｆ₃ ＞（１／４）πＤ₃ ² Ｐ₁… 式（７）

【００３５】さらに、投入弁体３１のテーパ部（被押圧
部）３１ａおよび保持ロッド１９のテーパ部（押圧部）
１９ａの角度は、それぞれ４５度とされているため、保
持ロッド１９が投入弁体３１を図中左方向へ押圧する力
Ｆｅは、次の式（８）によって表される。

【数８】Ｆｅ＝（１／２）Ｆｄ … 式（８）

【００３６】したがって、図１に示すように、保持ロッ
ド１９が投入弁体３１に当接する状態においては、投入
弁体３１には、さらに、保持ロッド１９による押圧力Ｆ
ｅが図中左方向に作用することになる。そのため、この
状態で、投入弁体３１に作用する力Ｆａ_CL´は、前述の
式（２）および式（８）から、次の式（９）によって表
される。

【数９】Ｆａ_CL´＝Ｆ_{1 CL}−Ｆｅ＝Ｆ_{1 CL}−（１／２）
Ｆｄ… 式（９）（ただし、図中右向きの力を正の値と
する。）

【００３７】そして、本実施例の液圧操作装置におけ
る、遮断弁体３２のシート部２２の直径Ｄ₁ 、遮断弁体
３２の摺動シール部３２ａの直径Ｄ₂ 、保持ロッド１９
の直径Ｄ₃ 、投入状態における封止バネ３５，３６のバ
ネ力Ｆ_{1 CL}，Ｆ_{2 CL}、および保持バネ２１のバネ力Ｆ₃
は、次のような一定の条件を満たすように設定されてい
る。すなわち、これらの値Ｄ₁ 〜Ｄ₃ ，Ｆ_{1 CL}，
Ｆ_{2 CL}，Ｆ₃ は、作動流体の定格液圧をＰσとして、作
動流体の液圧Ｐが０≦Ｐ≦Ｐσの範囲にあり、かつ、保
持ロッド１９が投入弁体３１に当接する状態において、
常に、遮断弁体３２のシート力Ｆｃ´が次の式（１０）
の条件を満たすように設定されている。

【数１０】Ｆｃ´＝Ｆｂ_CL−Ｆａ_CL´＝Ｆｃ＋（１／
２）Ｆｄ＞０… 式（１０）

【００３８】この式（１０）から分かるように、作動流
体の液圧Ｐが投入状態において低下した場合でも、保持
ロッド１９が投入弁体３１に当接することにより、シー
ト部２２における遮断弁体３２のシート力は維持される
ため、作動流体の液圧の再昇圧が可能となる。そして、
液圧が十分に上昇すれば、保持ロッド１９は液圧により
図中上方へ移動し、制御弁３３の動作が可能となる。

【００３９】また、図３に示すように、遮断器が遮断状
態にある場合には、投入弁体３１は、シート部２３の直
径Ｄ₄ による断面積（１／４）πＤ₄ ² に応じた液圧を
受け、遮断弁体３２は、摺動シール部３２ａの直径Ｄ₂
による断面積（１／４）πＤ₂ ² に応じた液圧を受け
る。また、この場合、投入弁体３１には、その封止バネ
３５のバネ力（遮断状態バネ力）Ｆ_{1 OP}も作用し、遮断
弁体３２には、その封止バネ３６のバネ力（遮断状態バ
ネ力）Ｆ_{2 OP}も作用する。ここで、供給圧力をＰとする
と、この遮断状態において、投入弁体３１に作用する力
Ｆａ_OPおよび遮断弁体３２に作用する力Ｆｂ_OPは、次の
式（１１）および式（１２）で表される。

【数１１】Ｆａ_OP＝（１／４）πＤ₄ ² Ｐ＋Ｆ_{1 OP}…
式（１１）（ただし、図中右向きの力を正の値とす
る。）

【数１２】Ｆｂ_OP＝（１／４）πＤ₂ ² Ｐ＋Ｆ_{2 OP}…
式（１２）（ただし、図中左向きの力を正の値とす
る。）

【００４０】したがって、遮断状態における投入弁体３
１のシート力Ｆｆは、次の式（１３）で表される。

【数１３】Ｆｆ＝Ｆａ_OP−Ｆｂ_OP＝（１／４）π（Ｄ₄
² −Ｄ₂ ² ）Ｐ＋Ｆ_{1 OP}−Ｆ_{2 OP}… 式（１３）（ただ
し、図中右向きの力を正の値とする。また、Ｄ₄ ＞Ｄ₂
である。）ここで、前述の式（１）から、Ｆ_{1 OP}＞Ｆ
_{2 OP}であるため、供給される作動流体の液圧Ｐが遮断状
態において低下した場合でも、Ｆｆは、Ｆｆ＞０とな
り、シート力は維持される。この場合、保持ロッド１９
は、保持バネ２１のバネ力Ｆ₃により図中下方に押圧さ
れ、そのテーパ部１９ａが液室４１内に突出する。しか
し、保持ロッド１９のテーパ部１９ａが投入弁体３１に
当接することはないため、保持ロッド１９が制御弁３３
に力を及ぼすことはない。したがって、作動流体の液圧
Ｐが遮断状態において低下した場合でも、シート部２３
における投入弁体３１のシート力は維持されるため、作
動流体の液圧の再昇圧が可能となる。そして、前述した
投入状態の場合と同様に、液圧が十分に上昇すれば、保
持ロッド１９は液圧により図中上方へ移動し、制御弁３
３の動作が可能となる。

【００４１】［実施例の効果］以上のように、本実施例
によれば、制御弁３３が投入状態にある場合において、
作動流体の液圧が低下した場合には、保持ロッド１９が
投入弁体３１のテーパ部３１ａに当接し、その押圧力Ｆ
ｄと、封止バネ３５のバネ力Ｆ_{1 CL}、および封止バネ３
６のバネ力Ｆ_{2 CL}のバランスにより、そのシート力を維
持することが可能となる。また、制御弁３３が遮断状態
にある場合において、作動流体の液圧が低下した場合に
は、封止バネ３５のバネ力Ｆ_{1 OP}と封止バネ３６のバネ
力Ｆ_{2 OP}のバランスにより、シート力を維持することが
できる。したがって、投入状態と遮断状態のいずれの状
態で作動流体の液圧が低下した場合でも、制御弁３３の
シート力を維持でき、再昇圧することが可能となる。

【００４２】［他の実施例］なお、本発明は、前記実施
例に限定されるものではなく、例えば、図５に示すよう
に、保持ロッド１９を遮断弁体３２側に設ける構成も同
様に可能である。すなわち、本実施例では、遮断弁体３
２に４５度の角度のテーパ部３２ａを設け、このテーパ
部３２ａに当接できるように、保持ロッド１９が配置さ
れている。保持ロッド１９は、遮断弁体３２のテーパ部
３２ａと当接してこれを押圧する４５度の角度のテーパ
部（押圧部）１９ａ、作動流体の液圧を受ける圧力面１
９ｂ、および摺動シール部１９ｃを備えている。また、
保持ロッド１９の圧力面１９ｂの背面には、保持バネ２
１が圧縮状態で配置され、その復元力によって保持ロッ
ド１９を遮断弁体３２を押圧する方向に付勢するように
構成されている。保持ロッド１９の摺動シール部１９ｃ
は、この保持バネ２１側の空間と液室３４および遮断弁
体３２側の液室３８とを区分するために設けられてい
る。なお、これ以外の構成については、前記実施例と同
様の構成とされている。

【００４３】以上のような構成を有する本実施例の液圧
操作装置の作用は次の通りである。すなわち、遮断器が
投入状態にある場合に作動流体の液圧が低下した場合に
は、保持ロッド１９が保持バネ２１のバネ力Ｆ₃ により
液室３８内に突出して遮断弁体３２のテーパ部３２ｂに
当接し、遮断弁体３２を図中左方向に押圧する。この投
入状態で、投入弁体３２に作用する力Ｆａ_CL´および遮
断弁体３２に作用する力Ｆｂ_CL´は、次の式（１４）お
よび式（１５）で表される。

【数１４】Ｆａ_CL´＝Ｆ_{1 CL} … 式（１
４）（ただし、図中右向きの力を正の値とする。）

【数１５】Ｆｂ_CL´＝（１／４）π（Ｄ₂ ² −Ｄ₁ ² ）
Ｐ＋Ｆ_{2 CL}＋（１／２）Ｆｄ… 式（１５）（ただし、
図中左向きの力を正の値とする。）

【００４４】したがって、投入状態における遮断弁体３
２のシート部２２におけるシート力Ｆｃ″は、次の式
（１６）で表される。

【数１６】Ｆｃ″＝Ｆｂ_CL´−Ｆａ_CL´＝（１／４）π
（Ｄ₂ ² −Ｄ₁ ² ）Ｐ＋Ｆ_{2 CL}−Ｆ_{1 CL}＋（１／２）Ｆ
ｄ… 式（１６）

【００４５】さらに、前記の式（４）から、投入状態に
おける遮断弁体３２のシート部２２におけるシート力Ｆ
ｃ″は、次の式（１７）で表される。

【数１７】Ｆｃ″＝Ｆｃ＋（１／２）Ｆｄ… 式（１
７）ここで、遮断弁体３２のシート部２２の直径Ｄ₁ 、
遮断弁体３２の摺動シール部３２ａの直径Ｄ₂ 、保持ロ
ッド１９の直径Ｄ₃ 、投入状態における封止バネ３５，
３６のバネ力Ｆ_{1 CL}，Ｆ_{2 CL}、および保持バネ２１のバ
ネ力Ｆ₃ は、前記の式（１０）を満たすように設定され
ているため、本実施例においても、前記実施例と同様
に、投入状態で作動流体の液圧が低下した場合に、遮断
弁体３２のシート部２２におけるシート力は維持され
る。したがって、作動流体の再昇圧が可能となる。

【００４６】また、遮断状態においては、前記実施例と
同様に、保持ロッド１９の力が制御弁３３に作用しない
ため、封止バネ３５，３６のバネ力Ｆ_{1 CL}，Ｆ_{2 CL}のバ
ランスにより、投入弁体３１のシート部２３におけるシ
ート力は維持される。したがって、作動流体の再昇圧が
可能となる。

【００４７】なお、本発明は、前記の２つの実施例に限
定されるものではなく、例えば、投入弁体と遮断弁体の
両方にそれぞれ保持部材を設けるように構成することも
可能である。また、弁体の被押圧部と保持部材の押圧部
の具体的な形状は、テーパ部同志の組み合わせに限ら
ず、自由に変更可能であり、例えば、溝部と球面部の組
み合わせを使用することが可能である。さらに、他の各
部の具体的な構成についても自由に変更可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相互に位置干渉する第１および第２の弁体からなる制御
弁と、第１および第２の弁体を個別に付勢し、互いに異
なるバネ力を持つ第１および第２の封止バネと、弁体の
一方または両方を押圧する保持部材、および保持部材を
付勢する保持バネを有するという構成により、投入状態
と遮断状態のいずれの状態で作動流体の液圧が低下した
場合でも、制御弁の位置を確実に保持して、作動流体の
液圧の再昇圧を容易に行うことができるような液圧操作
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液圧操作装置の一実施例を示す断
面図。

【図２】図１の液圧操作装置において、制御弁周辺部分
の投入状態を示す断面図。

【図３】図１の液圧操作装置において、制御弁周辺部分
の遮断状態を示す断面図。

【図４】図１の液圧操作装置において、作動流体の液圧
に対する遮断弁体のシート力と保持ロッドの押圧力を示
す説明図。

【図５】本発明による液圧操作装置の別の実施例を示す
断面図。

【図６】従来の液圧操作装置の一例を示す概略図。

【図７】図６の液圧操作装置の具体的な構成の一例を示
す断面図。

【符号の説明】

１…シリンダ ２…ピストン ２ａ…ピストンロッド ３…電気接点 ４…アキュムレータ ５…高圧配管 ６…液圧ポンプ ７…高圧パイプ ８…弁ブロック ９…投入側パイロット弁 １０…遮断側パイロット弁 １１…低圧タンク １２…投入主弁 １３…遮断主弁 １４…制御弁 １４ａ…テーパ部 １５，１７，１８，２７…流路 １６…排出流路 １９…保持ロッド １９ａ…テーパ部 １９ｂ…圧力面 １９ｃ…摺動シール部 ２０，２６，２８，２９…液室 ２１…保持バネ ２２，２３…シート部 ２４，２５…バネ ３１…投入弁体 ３１ａ…テーパ部 ３１ｂ…孔 ３２…遮断弁体 ３２ａ…摺動シール部 ３２ｂ…テーパ部 ３３…制御弁 ３４，３７，３８，４１，４２…液室 ３５，３６…封止バネ ３９，４０，４３〜４５…流路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧化した液体を蓄えるアキュムレータ
   と、このアキュムレータから供給される作動流体によっ
   て動作する駆動部と、前記作動流体を制御して前記駆動
   部の動作を制御する液圧操作部とを備えた液圧操作装置
   において、前記液圧操作部は、前記作動流体を前記駆動
   部に供給する流路を封止する第１の弁体と、前記作動流
   体を前記駆動部から排出する流路を封止する第２の弁体
   とからなる制御弁を有し、前記第１および第２の弁体
   は、いずれか一方が封止状態位置にある際には他方が開
   口状態位置にあるように相互に位置干渉するように構成
   され、さらに、前記液圧操作部は、前記第１および第２
   の弁体にそれぞれ設けられ、対応する弁を封止する方向
   にそれぞれ付勢するように配置され、かつ、互いに異な
   るバネ力を持つ第１および第２の封止バネと、前記第１
   および第２の弁体のいずれか一方または両方の弁体の一
   部に設けられ、弁体の軸方向とほぼ直交方向から押圧さ
   れることにより、弁体の軸方向に力を発生する被押圧部
   と、前記被押圧部に対向し、かつ、その軸方向が前記被
   押圧部を備えた弁体の軸方向とほぼ直交するように配置
   され、前記被押圧部を押圧する押圧部と前記作動流体の
   液圧を受ける圧力面を備え、前記押圧部によって前記被
   押圧部を押圧することによりこの被押圧部を備えた弁体
   を設定された位置に保持する保持部材と、前記保持部材
   に設けられ、この保持部材を弁体押圧方向に付勢するよ
   うに配置され、前記作動流体の液圧が設定された値以上
   である場合には、前記保持部材の前記圧力面に加わる液
   圧によって圧縮され、前記作動流体の液圧が設定された
   値以下に低下した場合には、前記保持部材を弁体保持位
   置に保持するようなバネ力を持つ保持バネとを有するこ
   とを特徴とする液圧操作装置。
2. 【請求項２】 前記被押圧部は、前記第１および第２の
   弁体のうち、対応する封止バネのバネ力が大きい方の弁
   体側に設けられ、前記保持部材は、前記作動流体の液圧
   が設定された値以下に低下した場合に、前記バネ力が大
   きい方の前記弁体を開口状態位置に保持するように構成
   されることを特徴とする請求項１に記載の液圧操作装
   置。
3. 【請求項３】 前記被押圧部は、前記第１および第２の
   弁体のうち、対応する封止バネのバネ力が小さい方の弁
   体側に設けられ、前記保持部材は、前記作動流体の液圧
   が設定された値以下に低下した場合に、前記バネ力が小
   さい方の前記弁体を封止状態位置に保持するように構成
   されることを特徴とする請求項１に記載の液圧操作装
   置。