JPS62108419A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、流体圧駆動装置に係り、特にアクチュエータ
に改良を施すことにより、しゃ断器等の駆動を行なうに
当たって高速、且つ高応答を実現した流体圧駆動装置に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 電力需要の増大に伴い、発変電所は容量増加の一途をた
どっている。しかも電力大量消費地である都市部におけ
る発電所の建設能のために送電線路は長距離化し、この
送電効率の向上のために高電圧化の傾向にある。このよ
うな送電系統の大容量化に伴い、変電所や開閉所に用い
られるしゃ断器に要求されるしゃ断言量も増大の一途を
たどり、現在５５０ＫＶ系統ではしゃ断電流６３ＫＡの
ものまで実用化されている。

この５５０ＫＶ−６３ＫＡは４点切で構成され　　　″
ており、これをそのまま１０００ＫＶ系統に適用すると
８点切で対応することになる。しゃ断器の信頼性を向上
させるためにはしゃ断点数を少なくし、部品点数を可能
な限り少なくすることが徂要である。このためには１し
ゃ断点光たりのしゃ断容量を上げることが必要である。

このようなしゃ断器のしゃ断性能を向上させる一つの方
法としては、電極間の開極時間及び開極速度を速めるこ
とが上げられる。これには駆動装置の高応答性、且つ高
速性が必要となってくる。

ところで、一般に電力用しゃ断器等の開閉器は、空気圧
式駆動装置或いは流体圧駆動装置等の駆動装置によって
、開閉操作されるものとなっている。

そして装置の小型化及び容量アップを図る目的から、最
近は流体圧特に油圧式駆動装置が多用されるに至ってい
る。

第３図はこのようなしゃ断器用流体圧駆動装置の系統図
である。第３図において１はしゃ断器であり、このしゃ
断器１はアクチュエータ２によって開閉操作されるもの
となっている。アクチュエータ２はシリンダ２１及びピ
ストン２２とから成り、主弁３を介して供給される高圧
油によってそのピストン２２が駆動されるものである。

主弁３は投入用パイロット弁４及びしゃ所用パイロット
弁５によって制御されるようになっている。これらの各
パイロット弁４，５には、それぞれ電磁ソレノイド６．
７が付設されており、各電磁ソレノイド６．７の選択的
な付勢により主弁３が投入状態又はしゃ断状態に制御さ
れるようになっている。

８はポンプユニットであり、作動油を昇圧してアキュム
レータ９へ送り込むものである。アキュムレータ９はポ
ンプユニット８から送り込まれた高圧作動油を蓄積保持
しておき、前記主弁３の作動状態に応じて、蓄積保持し
ていた作動油を勢いよく館記アクチュエータ２のシリン
ダ２１内に送り込み、ピストンを駆動するものである。

以上のような構成において、アクチュエータ２の高応答
化のためには、大きな駆動力で重量物を急加速する必要
があり、大型のアクチュエータが必要になる。一方、大
型のアクチュエータを高速で駆動する場合、大流量が必
要となり、アキュムレータ９の容最増大につながる。ま
た、主弁３等の制御弁の慣性力も大きくなり、動作遅れ
を生じ易くなるため、高速且つ高応答性に関して問題を
有していた。

上記の問題点を解決する手段として特開昭６０−９３７
１６号の発明が提案されている。この発明は、第４図の
実施例に示すように流体圧アクチュエータ２を、所要ス
トローク作動する主アクチユエータ２ａと、加速時だけ
作動する加速用アクチュエータ２ｂで構成し、この複合
アクチュエータを制御弁３〜５で同時に動作させるもの
である。

即ち、アクチュエータ速度の低い加速範囲では主及び加
速用のアクチュエータ２ａ、　２ｂを同時に作動させる
ことにより、大きな駆動力を得られる。

加速が完了して高速で動作する範囲では主アクチユエー
タ２ａのみを作動させるため、速度に比較して相対的に
流量を小さくできる。それ故、大ぎな加速力を得て高速
度で作動する流体圧駆動装置でありながら、主弁３を相
対的に小型にでき、その慣性力も小さくなるため、動作
遅れを小さくすることができる。

しかしながら、この発明では、主アクチユエータ２ａに
加え、加速用アクチュエータ２ｂを設けたことから、加
速用アクチュエータ２ｂへの充油、或いは排油用の両配
管が必要となるため、装置全体としては結局複雑・大型
化してしまう。また管端のシール部分が増え、両アクヂ
ュエータ２ａ。

２ｂを区切るシール部分も必要となるため、油漏れの危
険性が大きくなる。更に、両アクチュエータ２ａ、２ｂ
を軸方向に配置するため、加速用アクチュエータ２ｂの
ストローク分ピストンロッドが長大化・し、また、駆動
装置も大型化してしまう。

このように、従来の高速・高応答の駆動装置では油漏れ
等による信頼性低下、又は装置の複雑・大型化の点で問
題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上述の如き従来技術の欠点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、大きな慣性力を有
するしヤ断器等の被駆動機器を、高応答且つ高速度で駆
動しながら、しかも小型・簡略化して且つ信頼性を向上
さＩ！１ｒＩるような優れた流体圧駆動装置を提供する
ことにある。

［発明の概要］ 本発明の流体圧駆動装置は、上記の目的を実現するため
に、アクチュエータを、径の異なる２組のシリンダ及び
ピストンにより構成し、小径ピストンを所要ストローク
だけ動作させ、大径ピストンを加速時のみ動作させるよ
うにしたことを特徴とするものである。そして、まず、
動作初期の低速且つ加速状態では大径ピストンの受ける
流体圧により大きな駆動力を得て、両ピストンは一体と
なって大径シリンダ内で急加速動作を行なう。加速完了
時には、大径ピストンが停止することにより両ピストン
が分離して、この後、小径ピストンは、大径ピストン内
に設けたチェック弁の作用により確保される流ｍで小径
シリンダ内を高速動作する。従って、小流量で駆動でき
るため、制御弁を小型化できる。また、加速範囲では両
ピストンが一体で動作するため、アクチュエータの軸方
向長さは所要ストローク分だけでよく、ピストンロッド
を短゛縮できることからアクチュエータの小型化が可能
である。更に、大径及び小径シリンダを一体化するため
、配管数が充排油用の最小限のみですむため、両シリン
ダを区切るシール部分もなくすことができることにより
、油密に対する信頼性を向上できる。

（発明の実施例］ 以下、第１図及び第２図を用いて本発明の一実施例を説
明する。なお、前述した第３図の従来例と同一部分には
同一符号を引用し、その部分の詳細説明は省略する。

＊構成 第１図及び第２図において、しゃ断器１を開閉操作する
アクチュエータ２は、軸方向に並べて設けられた大径及
び小径シリンダ２１ａ、　２１ｂと各シリンダ２１ａ、
２１ｂの内面を開動する大径及び小径ピストン２２ａ、
２２ｂと、大径シリンダ２１ａ及び大径ピストン２２ａ
を貫通して小径ピストン２２ａとしゃ断器１の可動部と
を接続するピストンロッド１０とから成る。

大径及び小径シリンダ２１ａ、２１ｂ内に形成される左
右端部の液’Ｊ２３ａ、２３ｂは、各々ボート１１ａ、
１１ｂを介してアクチュエータ９及び主弁３と連通して
いる。大径ピストン２２ａ内には、単数又は複数個のチ
ェック弁装置１２が円周上に配置されている。このチェ
ック弁装置１２は、チェック弁１２ａとこれを閉位置に
付勢するバネ１２ｂとから成るものであり、そのチェッ
ク弁装置１２の動作により、大径及び小径ピストン２２
ａ、２２ｂの接触面に連通ずる流路１３と大径シリンダ
２１ａの左側液室２３ａとが開閉されるように成ってい
る。また、大径シリンダ２１ｂのボート１１ｂ（ｌｌｌ
ｌ＋ａ部（図中右側）には、チェック弁装′ａ１２に対
向する円周上の位置にブツシュロッド１４が設けられて
いる。このブツシュロッド１４は、大径ピストン２２ａ
の右側への動作終了付近で、同ピストン２２ａに設けら
れた大径シリンダ２１ａの右側液！２４ａとの連通孔１
５に挿入されてチェック弁を押圧し、これをバネ１２ｂ
と流体圧に高して開くようになっている。

＊作用 上述の構成を有する本実施例の流体圧駆動装置の作用は
次の通りである。

まず、しゃ断器１の投入状態では、大径及び小径ピスト
ン２２ａ、２２ｂは大径シリンダ２１ａの左端に位置し
ている。この状態において、しゃ所用パイロット弁５へ
のしゃ断指令がなされると、これにより主弁３が切換え
られ、小径シリンダ２１ｂの液室２３ｂ、及びこれと連
通ずる大径シリンダ２１ａの右側液室２４ａ内の高圧流
体がボート１１ｂよりタンクへ排出する。これと同時に
大径シリンダ２１ａの左側液室２３ａ内には、ボート１
１ａより高圧流体が流入するため、大径及び小径ピスト
ン２２ａ、２２ｂは一体となって図中右方向へ移動を始
め、しゃ断器１を開離動作させる。この時、大径シリン
ダ２１ａの左側液室２３ａ内と右側液室２４．ａ内の圧
力差により、チェック弁１２ａが、液ｖ２４ａとの連通
孔１５と、液室２３ａとを閉止するため、大径ピストン
２２ａが１する駆動力が、大径及び小径ピストン２２ａ
。

２２ｂの接触面を介してピストンロッド１０及びしゃ断
器１の可動部に伝達され、これを加速する。

（第１図）しゃ断器１の可動部の加速がほぼ完了したこ
ろ、大径シリンダ２１ａの右側液？２４ａと小径シリン
ダ２１ｂの液室２３ｂとの流路が小さくなり、更に、小
径ピストン２２ｂが、小径シリンダ２１ｂと嵌合し始め
ると、液室２４ａと液室２，３ｂとの流路が閉ざされ、
この後の大径ピストン２２ａの動作により、液室２４ａ
内の圧力が上昇する。この流体圧は、大径及び小径ピス
トン２２ａ、２２ｂの接触面に作用し、小径ピストン２
２ｂを大径ピストン２２ａと分離して、更に、右方向へ
動かす駆動力となる。この駆動力が小径ピストン２２ｂ
に附随するピストンロッド１０１及びし中断器１の可動
部等の可動物体の完成力に勝る時、小径ピストン２２ｂ
は単独で動作を始める。この時、大径ピストン２２ａの
動作終了付近で、ブツシュロッド１４が連通孔１５を介
し、チェック弁１２ａを押圧してこれを開口し、液室２
３ａ内の高圧流体が、液室２４ａ及び流路１３に流入す
る。なお、チェック弁１２ａの開動作は、液室２４ａ内
の流体圧が上昇しているため、かなり小さな力で行える
。そして、第２図に示すように、大径ピストン２２ａが
停止するとチェック弁１２ａはブツシュロッド１４によ
りその間位置を保持する。一方、小径ピストン２２ｂは
、液室２４ａ内の高圧流体が流路１３を介して小径シリ
ンダ２１ｂ内の液室２４ｂに流入することにより、高速
で右方動作を続け、図示しないダンパー室の作用により
減速し、右方位置で停止する。

また、投入動作の場合には、ボート１１ｂより流入する
高圧流体により小径ピストン２２ｂは途中で大径ピスト
ン２２ａと一体となって左方へ動作し、シ１ｂ断器１の
可動部を投入方向へ駆動する。

従って、本実施例においては、ピストン速度が低く、流
量が比較的小さいストローク範囲では、大径ピストン２
２ａにより大きな駆動力を得、ピストン速度が高く流量
が大きい範囲では、大径ピストン２２ａを停止させ、小
径ピストン２２ｂのみで駆動力を得る。これにより、大
きな駆動力の必要な範囲（加速範囲）では大きな駆動力
を得ながら、且つ小さな制御弁で高速のピストン速度が
得られる。

また、加速範囲では、両ピストン２２ａ、２２ｂが一体
となって動作するため、アクチュエータ２の軸方向長さ
は、所用ストロークだけでよく、ピストンロッド１ｏも
短縮でき、アクチュエータ２の小型化が可能である。更
に、配管としての作用をチェック弁１２ａに持たせたた
めに、流体の供給、排出用配管の数を極力少なくして、
アクチュエータ２内を区切るシール部分をなくすことが
でき、この結果、油密性に対する信頼を高められる。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、大径及び小径の
シリンダ及びピストンにてアクチュエータを構成するこ
とにより、加速範囲では両ビス１〜ンの動作で大きな駆
動力を得られ、加速完了後は、小径ピストンの動作で被
駆動機器を高応谷且つ高速度で駆動でき、しかも、制御
弁の縮小化やピストンロッドの短縮化及び配管数の低減
等により、小型・簡略化及び信頼性の向上を果した流体
圧駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による流体圧駆動装置の一実
施例を示す断面図、第３図は従来の流体圧駆動装置を示
す系統図、第４図は従来の高速・高応答流体圧駆動装置
を示す系統図である。 １・・・し中断器、２・・・アクチュエータ、１０・・
・ピストンロッド、１１ａ、１１ｂ・・・ボート、１２
・・・チェック弁装置、１２ａ・・・チェック弁、１２
ｂ・・・バネ、１３・・・流路、１４・・・ブツシュロ
ッド、１５・・・連通孔、２１ａ・・・大径シリンダ、
２１ｂ・・・小径シリンダ、２２ａ・・・大径ピストン
、２２ｂ・・・小径ピストン、２３ａ、２３ｂ、２４ａ
、２４ｂ−・・液室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクチュエータと制御弁とで構成してしゃ断器等
   の被駆動機器を駆動する流体圧駆動装置において、 前記アクチュエータが、径の異なる２組のシリンダ及び
   ピストンにより構成され、小径ピストンは所要ストロー
   ク動作し、大径ピストンは加速時のストローク範囲だけ
   動作するものとされ、且つ駆動用のピストンロッドが、
   大径ピストンを貫通して小径ピストンに取付けられ、小
   径ピストンが大径ピストンのストッパとなって加速時だ
   け両ピストンが一体で動作するように構成されたことを
   特徴とする流体圧駆動装置。
2. （２）大径ピストンが、チェック弁を備え、大径ピスト
   ンの動作終了端に設けたブッシュロッドによりチェック
   弁を押圧開口して小径シリンダ内に高圧流体を流入させ
   るように構成されたものである特許請求の範囲第１項記
   載の流体圧駆動装置。