JPS59155603A - 流体圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電力系統の回路しゃ断器に用いられる流体圧駆
動装置に関するものである。

〔発明の背景〕

本発明者は先に、差動ピストン形シリンダの小受圧面側
を流体圧源に直接連通すると共に、その大受圧面側に主
制御弁により制御された流体圧を作用させるようにした
流体圧駆動装置を提案した。

この流体圧駆動装置では、主制御弁を切換えるときに高
圧流体源、制御される流体室およびタンクポートは一時
的に連通し、圧力流体の流体圧源からタンクポートへの
吹き抜は量が大きいばかりでなく、流体圧の切換時間が
゛比較的に長くなる欠点がある。特にシリンダの切換を
短時間で行う場合には、機器を小型にするため流体圧を
高くする程前記切換時間が長くなる傾向が大となる恐れ
がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記Ｋかんがみ操作シリンダに作用する流体圧
の切換時間を短縮すると共に、切換時に生ずる圧力流体
の消費量を低減することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、差動ピストン形操作
シリンダの小受圧面側を流体圧源に直接連通すると共に
、その大受圧面側に主制御弁により制御された流体圧を
作用させるようにした流体より前記操作シリンダに供給
する圧力流体を制御するよ、うにしたものである。

〔発明の実施例〕゛′ 以下本発明の一実施例を図面について説明する。

第１図において、１は駆動力を発生する差動ピストン形
操作シリンダで、この操作シリンダ１のボディ１ａ内に
は、両側にピストン突出部３ａ。

３ｂ’ｔ−有し、かつピストンロッド４ａ、４ｂに直結
するピストン３が摺動自在に収納され、このピストン３
の一方側（上方側）に流体室２ａ、２ｂが、他方側（下
方側）Ｋ流体室２Ｃ，２ｄがそれぞれ形成されている。

その流体室２ａは流路４４を介してアキュムレータ１０
と流体圧源６に連通し、流体室２ｂは逆止弁１２と流路
４４を介してアキュムレータ１０と流体圧源６に連通し
ている。

流体室２Ｃは逆止弁１３と流路４７を介して主制御弁５
に連通し、また流体室２ｄは流路４７を介して主制御弁
５に連通している。

上記逆止弁１２．１３はそれぞれ流体室２ａから同２ｂ
への流れおよび流体室２ｄから同２Ｃへの流れが自由で
あるが、逆方向の流れは阻止されるので、ピスト／突出
部３ａまたは３ｂが流体室２ａまたは２ｄ内に挿入され
ると、流体室２ｂから同２ａへの流体流れまたは流体室
２ｄから同２Ｃへの竺体流れは絞られるため、ピストン
３はそのストローク終端において円滑に減速される。

一方、ピストン３の起動時には、流体は逆止弁１２ｔた
は１３ｅ介して流体室２ａから同２ｂへまたは流体室２
ｄから同２Ｃへそれぞれ円滑に流れるから、ピストン３
は急速に加速される。したがって上部ピストンロッド４
ａに連結されているしゃ断部１１の接触子１１ａは、そ
の上部ピストンロッド４ａの上下動により閉路または開
路される。

前記主制御弁５は、流体圧源６に連通する流路４５、操
作シリンダ１に連通する流路４７およびタンク１４に連
通する流路４９の相互間を接続およびしゃ断、する作用
を行う。図では流路４５と同４７は連通した状態にある
が、この状態は単に狭い隙間を介した程度の連通であっ
て、流体を積極的に流すための連通ではない。

また主制御弁５の一端（図の右端）には、流路６５．４
５．４４’を介して流体圧源６に連通する受圧部６０お
よび主制御弁５の切換により高圧流体が流路７３を介し
て供給または排出される受圧部６２が設けられ、主制御
弁５の他端（図の左端）には、流路６７を介して第１パ
イロツト弁（しゃ所用パイロット弁）７に連通する受圧
部６１および流路６９を介して第２パイロツト弁（投入
用パイロット弁）８に連通する受圧部６３が設けられて
いる。図示の状態では、受圧部６０には流体圧源６から
直接に高圧流体が作用し、受圧部６１には第１パイロツ
ト弁７を介して流体圧源６からの高圧流体が作用するが
、受圧部６２，６３には前記高圧流体は作用していない
。

上記各受圧部６０〜６３に高圧流体がそれぞれ作用する
圧力１受圧部の記号を添字として表わすと、受圧部６０
，６１に作用する力Ｆ６０ｔ　Ｆｅ２はＦｅ２＞Ｆ２Ｏ
の関係にあって、主制御弁５はブロック５ａの位置を保
持している。いま第１パイロツト弁７に第１指令（しゃ
断指令）を与えると、受圧部６１に作用する圧力流体が
排出され、その受圧部６１の力Ｆｓ１はＦ’５ｉ＝ｏと
な′る。このため主制御弁５はブロック５ｂの位置に切
換えられ、流路４５と同４７がしゃ断されると同時に、
流路４７と同４９は接続し、操作シリンダ１の流体室２
Ｃ，２ｄ内の流体がタンク１４へ排出されると同時に、
流路４５と同７βは接続されて受圧部６２へ高圧流体が
供給される。第１パイロツト弁７への第１指令の解除に
より、受圧部６１へ高圧流体が供給されても、主制御弁
５の各受圧部６０〜６２に作用する力がＦｅ２＜　Ｆ６
０＋Ｆ６２となるように設定すれば、主制御弁５はブロ
ック５ｂの位置を保持する。

次に第２パイロツト弁８に第２指令（投入指令）が与え
られると、受圧部６３に高圧流体が供給される。この際
、主制御弁５の各受圧部６０〜６３に作用する力関係が
Ｆ６１＋Ｆｅｓ＞Ｆｓｏ＋　Ｆｅ２となるように設定す
れば、主制御弁５はブロック５ｂの位置からブロック５
ａの位置に切換えられるので、流路４７と同４９とをし
ゃ断すると同時に、流路４７と同４５を接続し、操作シ
リンダ１の流体室２ｄへ高圧流体を供給すると同時に、
流路４５と同７３をしゃ断して受圧部６２に作用する流
体を排出する。したがって第２パイロツト弁８への第２
指令が解除されても、主制御弁５はブロック５ａの位置
全保持される。

上記流路４５．４７間に設けられたパイロット操作形逆
止弁９は、流ｊｉ１２１４７，４７’から流路４５’　
、４５へ流体を自由に流すが、その逆方向への流れを阻
止し、パイロット圧が供給されたときにのみ流路４５．
４５’から流路４７’　、４７への流れを可能とする。

前記パイロット圧は第２パイロツト弁８から流路６９′
を介して供給される。前記逆止弁９のパイロット圧が作
用したときの開度は、外部から機械的に調整可能に構成
されているので、パイロット圧が作用したときの流路４
５から同４７への流量を調整することができる。

前記第１、第２パイロット弁７，８はフォースモークあ
るいはソレノイドなどで駆動される方向切換弁であり、
その第１パイロツト弁７は基準状態で流体圧源６からの
高圧流体を流路４５，６４゜６７を介して主制御弁５の
受圧部６１へ供給し、指令ケ受けているときに受圧部６
１の流体をタンク１４へ排出する。第２パイロツト弁８
は基準状態で主制御弁５の受圧部６３およびパイロット
操作形逆止弁９の受圧部を流路６９’　、６９ｔ−経て
タンク１４へ連通させ、指令を受けているときに前記各
受圧部へ高圧流体を供給する。

第２図は主制御弁５およびパイロット操作形逆止弁９の
一実施例の具体的構成を示したもので、その両弁５，９
は並列に役向して一体に構成されているが、両弁５，９
を別体に形成してボルトなどで締結して一体としてもよ
い。

上記主制御弁５はパルプボディ５１と、このバルブボデ
ィ５１内に摺動自在に収納されたスプール５２とからな
り、このスプール５２は受圧部６０を設けたポペット５
３および受圧部６１゜６３を設けたポペット５４を備え
ている。前記パルプボディ５１とスプール５２との間に
は、５個の流体室５５，５６．５７，５８．５９が構成
されている。前記受圧部６０はスプール５２０位置に応
じて、第１図に示す受圧部６０，６２’ｉ組合せた作用
を行う。またその受圧部６０はポペット５３の右側端に
構成され、かつ流路４５を介して流体圧源６に連通ずる
流体室５５に面している。

前記流体室５６はポペツ）５３，５４間に形成され、流
路４７を介して操作シリンダ１の流体室２ｄに連通し、
流体室５７はポペット５４の周囲に形成され、流路４９
を介してタンク１０（第１図）に連通している。流体室
５８はスプールランド５４ａに設けた受圧部６１に面し
、流路６７を介して第１パイロツト弁７（第１図）に連
通している。流体室５９はスプールランド５４ａに設け
た受圧部６３に面し、流８６９を介して第２パイロツト
弁８（第１図）に連通している。

スプール５２が第２図に示すように右位置にあるとき、
ポペット５４は流体室５６と同５７をしゃ断し、ポペッ
ト５３とパルプボディ５１との間の隙間ｙを介して流体
室５５と同５６は連通されている。一方、スプール５２
が左方向に前記隙間ｙよシ大きいｘ（ｘ＞ｙ）だけ変位
すると、ポペット５３は弁座に密着して流体室５５と同
５６とをしゃ断すると共に、ポペット５４は弁座から離
脱して流体室５６と同５７とを連通ずる。ポペット５４
の流体室５６に面する端面５４ｂとスプールランド５３
ａとの断面積の差が第１図に示す受圧部６０、すなわち
二点鎖線で示すポペット５３が弁座に密着し、流体室５
６に面する端面５３ｂとポペット５４の端面５４ｂとの
差が第１図に示す受圧部６２に相当する。

前記逆止弁９は、弁ボディ９１と、この弁ボデイ９１内
に摺動自在に収納されたポペット９２と、このポペット
９２に付勢する押しばね９３と、ポペット９２の変位量
Ｚを調整するストッパ９４とにより構成されている。前
記弁ボディ９１とポペット９２との間には流体室９５．
９６が設けられ、そのポペット９２け通常時、押しばね
９３により弁座に密着し、流路４７′と流体室９６とを
しゃ断している。またポペット９２は主制御弁５の流体
室５６に連通する流路４７′から流体室９６および流路
４５′を介して流体室５５への流れを自由にするが、そ
の逆方向の流れを阻止するように作用する。流体室９５
は流路６９’　、６９ｉ介して第２パイロツト弁８に連
通している。この流路６９′に設けた絞り７０によシ（
第１図参照）、ポペット９２の動作速度は制御される。

このポペット９２にはランド部９２ａが設けられ、ポペ
ット９２がＺだけストロークする間は、流路４７′と流
体室９６とを積極的に連通させず、ポペット９２と弁ボ
ディ９１との間の狭い隙間で連通させるように構成され
ている。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

第１図に示す状態にある場合、第１、第２パイロット弁
７，８はばね力によυ基準状態に保持され、主制御弁５
の受圧部６０，６１には流体圧源６からの圧力流体が作
用し、受圧部６２，６．３は大気に開放されているため
、主制御弁５はブロック５ａすなわちスプール５２が右
方向に位置する（Ｆｅ２＞Ｆ２Ｏ）。パイロット操作形
逆止弁９は第２図に示すように、ポペット９２が閉状態
にあるので、操作シリンダ１の流体室２ａ、２ｂには流
体圧源６の高圧流体が流路４４を経て直接に流入するが
、同流体室２ｃ、２ｄには前記高圧流体が流路４５、主
制御弁５の狭い隙間ｙおよび流路４７を経て流入し、ピ
ストン３を上方に押し上げるからロッド４ａを介して接
触子１１ａが閉路する。

この場合、第１パイロツト弁７に指令を与えると、主制
御弁５の受圧部６１の圧力流体は排出され、受圧部６０
の油圧力によりスプール５２は左方向に高速度で移動さ
れる。この際、主制御弁５の流体室５５，５６．５７は
瞬間的に連通ずるが、隙間ｙが小さいため、流体圧源６
からタンク１４へ流れる流体の量は微小である。スプー
ル５２が動作して主制御弁５の隙間ｙｅ閉じると、主制
御弁５の流体室５６の流体は排出されるから圧力は急速
に低下する。このため操作シリンダ１の流体室２ｃ、２
ｄの流体は、流路４７、主制御弁５の流体室５６および
流路４９を経てタンク１４へ急速に排出されるので、ピ
ストン３の下降によりロッド４ａも同様に下降して接触
子１１ａ’に開路する。前記スプール５２が切換わると
、受圧部６２にも圧力流体が作用するため、第１ノくイ
ロット弁７が第１図に示す基準状態に復帰し、流量６７
を経や圧力流体が受圧部６１に作用しても、との力Ｆａ
ｓは力（Ｆ’ｓ。十Ｆｓｚ）Ｊ、り小さいから、スプー
ル５２の位置は切換った位置に保持される。

次に第２パイロツト弁８に指令を与えると、主制御弁５
の受圧部６３に圧力流体ｉ＝作用し、ブロックは位置５
ｂから５３に切換えられる。すなわちスプール５２は右
方向に移動し、スプール５２のストローク終端付近で流
体室５５，５６．５７は互に連通し、流体圧源６からの
高圧流体１１１タンク１４へ排出されるときがあるが、
これは主宙制御弁５の隙間ｙが小さいから短時間で終了
し、その流量も微量である。

一方、第２パイロツト弁８からのノ（イロット圧は流Ｍ
６９’、絞り７０を介して）くイロット操作形逆止弁９
にも送られ、そのポペット９２を右方向へ押圧して高圧
流体を操作シリンダ１の流体室２ｄへ供給する。この場
合、ポペット９２０ランド部９２ａの長さおよび絞シフ
０の調整によりポペット９２の動作を調整し、スプール
５２の動作がほぼ完了した時点で流路４５′と流路４７
′とを連通させるようにする。

前記逆止弁９１に流れる流量は、調整ボルト９４を介し
てポペット９２の移動量２を調整することによシ任意に
選定することが可能である。第２パイロツト弁８が復帰
してパイロット圧が排除されても、受圧部６１の圧力Ｆ
６１は受圧部６０の圧力Ｆ’ｇｏより大であるため、主
制御弁５のスプール５２は切換えられた位置を保持し、
逆止弁９はばね９３の力で復帰して流路４５′と同４７
′をしゃ断する。この際、操作シリンダ１の流体室２ｄ
は、主制御弁５の狭い隙間ｙを介して流体圧源６に連通
しているため、万一、パツキンなどからの少量の油もれ
があっても、前記流体室２ｄの圧力は低下しないから、
ピストン３は同位置に維持される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、主制御弁の切換時
における流体圧源とタンクとの連通時間を極めて短時間
にすると共に、パイロット操作形逆止弁も主制御弁と協
調して動作させることにより、流体圧源とタンクとを連
通させることなく流量を制御することができる。したが
って操作シリンダ内の流体室の制御されるべき流体圧の
変化も極めて短時間に行われ、そのピストンを急速に加
速できるばかりでなく、流体圧源からタンクへの圧力流
体の無駄な流出がなくなるから、補助流体源としてのア
キュムレータの小型化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体圧駆動装置の一実施例を示す流体
圧回路図、第２図は同実施例の主制御弁およびパイロッ
ト操作形逆止弁の具体的構成を示す断面図である。 １・・・差動ピストン形操作シリンダ、２ａ〜２ｄ・・
・流体室、３・・・ピストン、５・・・主制御弁、６・
・・流体圧源、７，８・・・第１、第２パイロツト弁、
９・・・パイロット操作形逆止弁。 第１図 子　／　図 ５ｔ＾ ５３．４”／ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、差動ピストン形操作シリンダの小受圧面側を流体圧
   源に直接連通すると共に、その大受圧面側に主制御弁に
   より制御された流体圧を作用させるようにした流体圧駆
   動装置において、前記主制御弁にパイロット操作形逆止
   弁を並列に接続して一体に結合し、この弁によシ前記操
   作シリンダに供給する圧力流体を制御するようにしたこ
   とを特徴とする流体圧駆動装置。 ２、主制御弁を第１パイロツト弁と第２パイロツト弁に
   より、パイロット操作形逆止弁を第２パイロツト弁と主
   制御弁によりそれぞれ操作するように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体圧駆動装置。 ３、操作シリンダの大受圧面側に圧力流体を主制御弁の
   狭い隙間を介して供給し、前記操作シリンダ内のピスト
   ンの動作に必要な流体量全パイロット形逆止弁を介して
   供給するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の流体圧駆動装置。