JPS6222999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高速動作を行なうしや断器の流体操
作装置に関する。

最近のしや断器は高電圧大容量化と共に高速度
しや断、つまりしや断時間の短縮を要求されてい
る。

ところでしや断時間を短縮するためにはアーク
時間の短縮駆動装置の動作の高速度化を図る必要
がある。

このようなしや断器の駆動装置としては、たと
えば空気または油圧等の流体を用い、流体の圧力
によつて大きな駆動力を得、高速化を図るものが
ある。このような駆動装置では、流体の圧力によ
つて駆動される切換弁によつて流向を制御された
流体によつて駆動してしや断器を動作させるシリ
ンダを設けている。このためしや断指令が与えら
れてから、しや断器の可動接触子を開離駆動する
までに所定の時間を要し、しや断時間を長くする
原因となる。

一般的には、しや断又は投入の指令を受けて、
電気信号によつて電磁石を働かせてパイロツト弁
を開き更に増幅弁を介して主弁を操作し、シリン
ダに圧油を送つて、しや断器を動作させる。ここ
で電磁石に電流が流れ鉄心に磁束ができ、アーマ
チユアが吸引されこれに連結したパイロツト弁の
弁棒が動いて圧油の流向を制御して、主弁を開閉
し、シリンダを動かして、しや断器をしや断また
は投入操作するようにしている。

したがつて、電磁石の駆動力が十分に大きく主
弁の弁体を直接駆動することができれば主弁によ
つて直接シリンダを駆動することができ、高速動
作を行なうことができる。

しかしながら、このためには、電磁石が大きく
なり過ぎるので、小さな電磁石によりまず小さな
パイロツト弁を動かし、更に油圧増幅弁により増
幅して主弁を動かす構成が一般的に用いられてい
る。したがつて指令が発せられた後の電気回路の
遅れ電磁石の動作遅れ等が重なつてパイロツト弁
が全開になるまで数msから10msもかかり動作時
間を長くする原因となつていた。

このために電磁石のコイルの巻数を少なくして
インダクタンスを小さくし電流の立上り特性をよ
くしたりコアにけい素鋼板等を用いて渦電流がフ
ラツクスの流れを妨げることを防止したり、磁路
を極力短かくしコアの断面を大きくする等を行な
うようにしているが、いずれも充分な効果は得ら
れていない。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので動
作指令を与えてから、その駆動部の駆動力となる
操作流体を制御するまでに要する時間を短縮し、
それによつて高速動作を行なうことができるしや
断器の流体操作装置を提供することにある。

以下第１図に示す概略構成図を参照して本考案
の一実施例を詳細に説明する。

図中１０は外部から与えられる信号に応じて動
作し、パイロツト弁２０を駆動する電磁石であ
る。この電磁石１０は第２図に示す斜視図のよう
に、Ｕ字形コア１１の基端に外部から制御信号を
与えられるコイル１２を巻装している。そしてコ
ア１１の開口端に軸１３で軸支した永久磁石から
なるアーマチユア１４を設けこのアーマチユア１
４の前端をカム面に形成する。そしてパイロツト
弁２０は、アーマチユア１４のカム面に圧接する
ローラ２１を進退自在に設けたポペツト弁体２２
から突設し、このポペツト弁体２２をプツシユロ
ツド２３、ボール弁２４を介してばね２５によつ
てアーマチユア１４へ弾性的に押圧するようにし
ている。そしてこのパイロツト弁２０の弁室２
６、排油室２７、給油室２８をそれぞれ管路３
１，３２，３３を介して増幅弁４０に接続する。
この増幅弁４０はケーシング４１内に進退自在に
第１，第２のポペツト弁体４２，４３を設けかつ
両側に配置したばね４４によつて中央部へ弾性的
に押圧している。そしてこの増幅弁４０の図示左
端のパイロツト室４５に上記管路３１を接続し、
排油室４６に管路３２を接続し、さらに図示右端
の給油室４７に管路３３を接続している。またこ
の排油室４６を管路３４を介して大気開放タンク
３５に接続している。そして増幅弁４０の給油室
４７を管路３６を介して一定圧力の圧油を送出す
るアキユームレータ５１に接続し、弁室４８を管
路３７を介して主弁６０に接続する。主弁６０は
ケーシング６１の一側に進退自在にポペツト弁６
２を設け、このポペツト弁６２をばね６３によつ
て弾性的にケーシング６１の中央へ押圧してい
る。またこのケーシング６１の他側に外周にパツ
キン６４を介在したピストン６５を進退自在に設
けこのピストン６５をピストンロツド６６を介し
てしや断器５２の可動接点に連結するようにして
いる。なお上記管路３７を主弁６０のパイロツト
室６７および弁室６８に接続し、アキユームレー
タ５１を管路３８を介して給油室６９に接続し、
さらに排油室７０を管路３９を介して大気開放タ
ンク７１に接続している。

このような構成であれば、外部からのしや断指
令により電磁石１０のコイル１２に通電するとｕ
字形コア１１の先端は第１図、図示のようにＮ極
およびＳ極となり、アーマチユア１４とコア１１
の極性が同極性で対向しているので急反発し、ア
ーマチユア１４は軸１３を中心にして回動し第１
図、図示点線の状態になる。すなわち、アーマチ
ユア１４が回動し、２点鎖点線の状態になると異
極性の磁極が引合い安定する。この場合アーマチ
ユア１４の回動トルクは第３図に示すように最初
は大きく、次第に減少し、また最後で再び大きく
なる。一方、パイロツト弁２０のポペツト弁体２
２は先端のローラ２１を、アーマチユア１４のカ
ム面にバネ２５により押圧しているので、アーマ
チユア１４の回動によりＬだけ変位し図示左方へ
移動する。従つて、ポペツト弁体２２は開いて弁
室２６と排油室２７は連通し給油室２８はボール
弁２４によつて閉まる。したがつて、アキユーム
レータ５１からの圧油は断たれ、一方増幅弁４０
のパイロツト室４５の圧油は図示破線で示すよう
に管路３１、パイロツト弁２０の排気室２７、弁
室２６、管路３２、排油室４６、管路３４を経て
大気開放タンク３５に排出される。従つて、増幅
弁４０のポペツト弁体４２，４３は図示左方に移
動し、左のポペツト弁体４２は開き、右のポペツ
ト弁体４３は閉じる。従つて、主弁６０のパイロ
ツト室６７は、管路３７、増幅弁４０の排気室４
６、管路３４および大気開放タンク３５を経て大
気に開放される。よつて主弁６０のポペツト弁体
６２は左へ移動し、シリンダのピストン６５の左
側の部屋は大気に開放され、右側の給油室６９に
は、アキユムレータ５１からの圧油が供給される
のでピストン６５は急速に左へ移動し、しや断器
５２の接点をしや断する。すなわち各部の動きは
図示破線の矢印で示すようになる。投入動作は上
述の逆に図示実線の矢印で示すように動作し、主
弁６０の弁室６８に供給される圧油によりピスト
ン６５の両側の面積差によつてピストンロツド６
６を図示右方へ駆動してしや断器５２を閉成す
る。

ところで、たとえば第４図に示すようにＥ形鉄
心１０１の中心脚にコイル１０２を巻装し、この
中心脚に吸引される可動鉄心１０３を設けた一般
的な電磁石では中心脚と可動鉄心１０３との間に
適当なギヤツプＧを設ける必要がある。このため
に電磁石の引き始めの段階で最も吸引力は弱く、
以後その間隔の２乗に反比例して吸引力は増大す
る。このために電磁石の引き始めの段階において
充分な駆動力が得られず動作遅れの増大する原因
となつていた。これに対して上記実施例の電磁石
１０では、そのストロークの最大位置および最小
位置で最大の吸引力を得られ高速動作を行なうこ
とができる。またアーマチユア１４のストローク
の中央附近の最もトルクの弱い部分でもその回転
による慣性によつて速やかに通過でき動作が不安
定になることもない。

さらに第４図に示すような電磁石ではコイル１
０２の通電電流を消勢すると可動鉄心１０３は自
由に動き得るために不安定で油圧等の補助手段に
よるロツク装置を設ける必要がある。これに対し
て上記実施例の電磁石１０によればアーマチユア
１４は永久磁石のために自己ホールドする機能を
有し、励磁電流の消勢時にも所定位置に確実に保
持することができる。

また永久磁石を磁極間で反発力を作用するよう
に用いたものでは永久磁石の経時的な消磁変化が
問題となる。しかしながら上記実施例ではアーマ
チユア１４の回転変位はわずかで瞬間的にアーマ
チユア１４およびコア１１を経由する閉磁路を形
成でき消磁変化はほとんど発生しない。

なお本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば電磁石のコアに永久磁石を用い、
アーマチユアにコイルを巻装した鉄心を用いるよ
うにしてもよい。このようにすればコアに大型か
つ強力な永久磁石を用いることができ好都合であ
る。また第５図に示すようにコア１０４にコイル
１０５を巻装し、アーマチユア１０６にもコイル
１０７を巻装し、このアーマチユア１０６をコア
１０４の磁極に接離自在に軸１０８で軸支するよ
うにしてもよい。

以上詳述したように本考案は操作流体の圧力で
ピストンを駆動してしや断器を開閉制御するもの
において、一対の磁極が相対向するコアとこのコ
アの磁極の対向面間に回動自在にカム面を有する
アーマチユアを配設し、その一方を永久磁石、他
方を電磁石とし上記アーマチユアのカム面によつ
て弁を駆動し、上記操作流体の流路を切換えるよ
うにしたものである。したがつて、高速動作を行
なえまた電磁石の消勢時にもアーマチユアを所定
位置に保持することができるしや断器の流体操作
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す概略構成
図、第２図は上記実施例の電磁石を示す斜視図、
第３図は上記実施例の電磁石の特性図、第４図は
従来の電磁石を説明する図、第５図は本考案の他
の実施例の電磁石を示す図である。 １０……電磁石、１１……Ｕ字形コア、１２…
…コイル、１４……アーマチユア、２０……パイ
ロツト弁、４０……増幅弁、５１……アキユーム
レータ、５２……しや断器、６０……主弁、６５
……ピストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操作流体の圧力でピストンを駆動し、このピス
   トンの動作によつてしや断器を開閉制御するもの
   において、一対の磁極が相対向するコアを設け、
   このコアの磁極の対向面間に回動自在にカム面を
   有するアーマチユアを配設するとともに、このコ
   アとアーマチユアの一方を永久磁石、他方を外部
   から励磁電流を与えられる電磁石とし、上記アー
   マチユアのカム面に圧接して駆動される弁によつ
   て操作流体の流路を切換えるようにしたことを特
   徴とするしや断器の流体操作装置。