WO2016143453A1 - 開閉装置用駆動装置 - Google Patents

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WO2016143453A1
WO2016143453A1 PCT/JP2016/053879 JP2016053879W WO2016143453A1 WO 2016143453 A1 WO2016143453 A1 WO 2016143453A1 JP 2016053879 W JP2016053879 W JP 2016053879W WO 2016143453 A1 WO2016143453 A1 WO 2016143453A1
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WO
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pressure
chamber
spring
piston
accumulating
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PCT/JP2016/053879
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English (en)
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瀬戸　信治
大輔 海老澤
裕明 橋本
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株式会社日立製作所
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Publication date
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    • H01H33/34—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator hydraulic
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
    • H01H3/3005—Charging means
    • H01H3/3026—Charging means in which the closing spring charges the opening spring or vice versa

Definitions

  • the present invention relates to a switchgear drive device, and more particularly, to a switchgear drive device suitable for hydraulically opening / closing a current interrupting portion.
  • a pressure accumulator using compressed gas such as N 2 gas is provided as a driving device for driving a movable contact constituting the current interrupting part.
  • a hydraulic operating device that performs an opening / closing operation by applying pressure oil from a pressure accumulating device to a piston
  • a spring operating device that performs an opening / closing operation by applying a repulsive force of a stored coil spring or disc spring.
  • the compressed gas storage device as a driving source uses a compressed gas such as N 2 gas
  • the gas contracts and expands due to a change in ambient temperature, and the hydraulic oil pressure also fluctuates.
  • the spring operation device requires a complicated mechanism, has a large number of parts, and may require maintenance (see Patent Document 1).
  • Patent Document 3 describes that an open spring is arranged on the radial direction side of a closing spring.
  • JP 2011-9126 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-220821 JP 2013-510396 A
  • Patent Document 2 which requires a complicated mechanism as in Patent Document 1 and prevents the number of parts from increasing, the pressure accumulating spring for shut-off and the closing spring are used. Although accumulator springs are installed, the devices may be enlarged because they are installed in different places. Further, Patent Document 3 describes a spring-type operating device, and there is no recognition of the above-described problems that occur in a hydraulic operating device.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a small-sized and highly reliable drive device for a switchgear that is not affected by the ambient temperature.
  • the switchgear drive device of the present invention is a switchgear drive device that uses hydraulic oil to turn on and off a contact point composed of a fixed electrode and a movable electrode, and the switchgear drive device A rod connected to the movable electrode, an operating piston connected to the rod, an operating cylinder on which the operating piston slides, a charging pressure accumulation chamber for storing the hydraulic fluid for charging and blocking, and a blocking A pressure accumulating chamber, a fluid pressure mechanism comprising a main control valve for controlling the pressure of the hydraulic oil in the operating cylinder, a charging accumulator piston sliding in the charging accumulator chamber, and driven by the charging accumulator piston A pressure accumulating spring for pressurizing the hydraulic oil in the pressure accumulating chamber, a pressure accumulating piston for sliding that slides in the pressure accumulating pressure chamber, a driving force to the pressure accumulating piston for shutting, A pressure accumulating spring for pressurizing the hydraulic oil in the pressure accumulating chamber; and a spring case for housing the pressure
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along line BB in FIG. 2) showing a closed state in a gas circuit breaker drive device that is Embodiment 1 of a switchgear drive device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, showing a closed state in the gas circuit breaker drive device that is Embodiment 1 of the switchgear drive device of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state in the open circuit operation in the drive device for gas circuit breakers which is Example 1 of the drive device for switchgears of this invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along line BB in FIG. 2) showing a closed state in a gas circuit breaker drive device that is Embodiment 1 of a switchgear drive device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the open circuit state in the gas circuit breaker drive device that is Embodiment 1 of the switchgear drive device of the present invention (cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4, showing an open circuit state in the gas circuit breaker drive device that is Embodiment 1 of the switchgear drive device of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state in the open circuit operation in the drive device for gas circuit breakers which is Example 1 of the drive device for switchgears of this invention.
  • FIGS. 4 and 5 show a state when the opening operation is completed
  • FIG. 6 shows a state during the closing operation
  • FIG. 7 shows a state when the closing operation is completed.
  • the gas circuit breaker is divided into a blocking unit 50 and a driving device 1 that drives the blocking unit 50, as shown in FIG.
  • Blocking unit 50 an excellent sealed container 51 gas is filled with insulating properties such as SF 6 gas has a contact 2 which consists of a fixed electrode 2b and the movable electrode 2a.
  • the drive device 1 includes a rod 3 connected to the blocking portion 50, an operation piston 4 connected to the rod 3, an operation cylinder 5 in which the operation piston 4 slides, a charging pressure accumulation chamber 6 for accumulating working fluid,
  • the pressure accumulation chamber 9 for shutoff the fluid pressure mechanism 13 in which the main control valve 15 for controlling the pressure in the operation cylinder 5 and the like are disposed, the pressure accumulation piston 7 sliding in the pressure accumulation chamber 6, and the pressure accumulation
  • a pressure accumulating spring 8 for applying a driving force to the pressure accumulating piston 7 to pressurize a fluid (hydraulic oil) in the pressure accumulating chamber 6, a pressure accumulating piston 10 for sliding in the pressure accumulating pressure chamber 9, and a pressure interrupting piston
  • a pressure accumulating spring 11 for applying a driving force to the pressure accumulating piston 10 to pressurize the fluid (hydraulic oil) in the pressure accumulating chamber 9 for shutting, a pump unit 16 for collecting and pressurizing the discharged fluid (hydraulic oil), and for charging Accommodates accumul
  • the spring case 12 is formed in a cylindrical shape having a bottom at one end, and a fluid pressure mechanism 13 is disposed on the open side opposite to the bottom of the spring case 12 so as to seal it.
  • the fluid pressure mechanism 13 is fixed to the airtight container 51 and is fixedly disposed together with the spring case 12.
  • the fluid pressure mechanism 13 includes a main control valve 15, an operating cylinder 5, a charging pressure accumulation chamber 6, and a shut-off chamber. A pressure accumulating chamber 9 and a pipe connecting them are arranged.
  • the charging pressure accumulating chamber 6 and the shutoff pressure accumulating chamber 9 have at least one cylindrical hole shape and are formed so as to have an open portion inside the spring case 12.
  • the charging pressure accumulating chambers 6 are connected to each other by a pipe line (not shown).
  • the shut-off pressure accumulating chambers 9 are connected by a pipe line (not shown).
  • the operating piston 4 can slide in the operating cylinder 5, and the operating cylinder 5 is divided into a cylinder small pressure receiving area chamber 20 on the rod 3 side and a cylinder control chamber 21 on the opposite side.
  • the pressure of the hydraulic oil accumulated in the shutoff pressure accumulating chamber 9 is applied via a pipe line (passage) 22.
  • the main control valve 15 is provided between the cylinder control chamber 21 and the charging pressure accumulation chamber 6, and is connected to a switching port 15 a connected to the cylinder control chamber 21, a high pressure port 15 b connected to the charging pressure storage chamber 6, and a low pressure tank 17.
  • a low pressure port 15c is provided, and the connection of the switching port 15a to the high pressure port 15b or the low pressure port 15c can be selected by the movement of the valve body 15d. By this selection, the pressure in the cylinder control chamber 21 is controlled. It is configured.
  • the valve body 15d is moved by being driven by the opening drive unit 25 and the closing drive unit 26.
  • the open-circuit drive unit 25 and the close-circuit drive unit 26 may be provided with a pilot valve or the like and driven by changing the hydraulic pressure applied to the valve body 15d, or a solenoid or the like that is driven by electromagnetic force. It may be configured.
  • the cylinder control chamber 21 is connected to a pipeline 24 connected to the switching port 15a through a pipeline (not shown).
  • the charging pressure accumulating piston 7 is composed of a disc portion 7a having a hole formed in the center and at least one cylindrical portion 7b protruding from the disc portion 7a.
  • the pressure accumulating chamber 6 is slidably arranged.
  • the one end of the charging accumulator spring 8 is arranged in contact with the opposite side of the circular plate portion 7b of the disk portion 7a of the charging accumulator piston 7.
  • the charging accumulator spring 8 is composed of a compression coil spring, and is disposed in the spring case 12. One end is in contact with the bottom of the spring case 12, and the other end is in contact with the disk portion 7 a of the charging accumulator piston 7. A force is applied to the pressure accumulating piston 7 in the direction of compressing the volume of the charging pressure accumulating chamber 6 and pressurizing the fluid in the charging pressure accumulating chamber 6.
  • the shut-off pressure accumulating piston 10 includes a disc portion 10a and at least one cylindrical portion 10b protruding from the disc portion 10a, and the cylindrical portion 10b is slidable in the shut-off pressure accumulating chamber 9. Has been placed.
  • the shut-off accumulating spring 11 is composed of a compression coil spring, and is disposed in the spring case 12. One end is in contact with the bottom of the spring case 12, and the other end is in contact with the shut-off accumulating piston 10.
  • the pressure accumulating piston 10 is configured to apply a force in the direction of compressing the shut-off pressure accumulating chamber 9 and pressurizing the hydraulic oil in the shut-off pressure accumulating chamber 9.
  • the shut-off accumulator spring 11 is disposed substantially concentrically inside the charging accumulator spring 8, and the shut-off accumulating piston 10 passes through the hole formed in the disk portion 7 a of the charging accumulator piston 7.
  • the cylindrical portion 7b is arranged.
  • the operation cylinder 5 is provided inside the shut-off pressure accumulating chamber 9 of the fluid pressure mechanism 13.
  • the operation cylinder 5 includes a large-diameter portion 5 a on which the operation piston 4 slides and a cylinder small pressure receiving area chamber.
  • a cylinder small pressure receiving area chamber side small diameter portion 5b having a smaller diameter than the large diameter portion 5a is provided at an end portion on the 20 side.
  • the cylinder control chamber side small diameter portion 5c having a smaller diameter than the large diameter portion 5a is also provided at the end portion on the cylinder control chamber 21 side.
  • the shutoff pressure accumulating chamber 9 is connected to the cylinder small pressure receiving area chamber-side small-diameter portion 5 b through the pipe line 22.
  • the operating piston 4 is provided with a sliding portion 4a that slides on the large diameter portion 5a of the operating cylinder 5 and a protruding portion 4b on the cylinder control chamber 21 side, and the protruding portion 4b has a sliding sectional area. It is comprised so that it may become so small that it leaves
  • the rod 3 is formed with a diameter increasing portion 3b having a constant diameter or gradually increasing from the movable electrode 2a side.
  • a first check valve 14A is provided that allows only a one-way flow from the end of the area chamber-side small-diameter portion 5b to the large-diameter portion 5a. Further, between the end of the cylinder control chamber small diameter portion 5c and the end of the large diameter portion 5a on the cylinder control chamber side small diameter portion 5c side, the end of the cylinder control chamber small diameter portion 5c is extended to the large diameter portion 5a.
  • a second check valve 14B that allows only one-way flow is provided.
  • a seal member 27 that seals between the SF 6 gas and the fluid is disposed on the sliding portion of the fluid pressure mechanism 13 of the rod 3.
  • the charging accumulator 6 is filled with fluid, and the charging accumulator spring 8 is held in a compressed state via the charging accumulator piston 7 due to the high pressure of the fluid in the charging accumulator 6. ing.
  • the main control valve 15 is held in such a state that the charging pressure accumulation chamber 6 and the cylinder control chamber 21 are connected, and the high pressure of the charging pressure accumulation chamber 6 is applied to the cylinder control chamber 21. Therefore, a force is applied to the operation piston 4 in the direction of maintaining the closed state from the cylinder control chamber 21 side.
  • the volume on the side of the small cylinder pressure receiving area chamber 20 is the minimum, and the volume of the shut-off pressure accumulating chamber 9 is correspondingly maximized. Therefore, the blocking accumulator spring 11 is in the most compressed state. At this time, the diameter increasing portion 3b of the rod 3 is inserted into the cylinder small pressure receiving area chamber side small diameter portion 5b.
  • the operating piston 4 is operated in the open circuit direction by the force of the pressure in the small cylinder pressure receiving area 20 connected to the shutoff pressure accumulating chamber 9, and the hydraulic oil in the cylinder control chamber 21 is discharged to the tank 17.
  • the hydraulic oil in the shutoff pressure accumulating chamber 9 receives a small cylinder pressure via a gap between the first check valve 14A and the diameter increasing portion 3b and the small cylinder pressure receiving area chamber side small diameter portion 5b. It flows into the area chamber 20.
  • the blocking pressure accumulating piston 10 since the force of the blocking pressure accumulation spring 11 acts on the blocking pressure accumulating piston 10, the blocking pressure accumulating piston 10 also pushes the hydraulic oil into the cylinder small pressure receiving area chamber 20 side with the movement of the hydraulic oil. Operate in the direction.
  • the hydraulic oil is trapped except for the gap between the protrusion 4b and the cylinder control chamber small diameter portion 5c, and the trapped hydraulic fluid is compressed, so that the pressure starts to increase, and the operation piston 4 is braked. To generate power.
  • the length of the protrusion 4b is determined so as to be approximately coincident with the position where the operation piston 4 is desired to start braking, and can be set so that a desired pressure increase is obtained by changing the diameter of the protrusion 4b.
  • it will be in the open circuit state of the drive device for gas circuit breakers as shown in FIG.4 and FIG.5. That is, the operating piston 4 is in the open circuit position, the blocking accumulator spring 11 is extended as compared with the closed circuit state, and the blocking accumulator piston 10 is in a position where the volume of the blocking accumulator chamber 9 is reduced. At this time, the charging accumulator piston 7 and the charging accumulator spring 8 do not operate.
  • the hydraulic oil from the charging pressure accumulation chamber 6 is supplied to the cylinder control chamber 21 by being pushed in by the opening force of the charging pressure accumulation spring 8 through the charging pressure accumulation piston 7. Accordingly, the charging accumulator spring 8 is extended, and the charging accumulator piston 7 moves to the charging accumulator chamber 6.
  • the gap between the end of the large diameter portion 5 a and the operation piston 4 is reached.
  • a buffer chamber 23 is formed. Since the first check valve 14A is kept closed, the hydraulic oil is confined in the buffer chamber 23 except for the gap between the diameter increasing portion 3b and the cylinder small pressure receiving area chamber side small diameter portion 5b. Since the hydraulic oil is compressed, the pressure starts to increase, and a force for braking the operation piston 4 is generated.
  • the length of the diameter increasing portion 3b is determined so as to be approximately coincident with the position where the operation piston 4 is desired to start braking. Further, it is possible to set the buffer chamber 23 to have a desired pressure increase by changing the diameter of the protrusion 4b.
  • the charging accumulator spring 8 After completion of the closing operation, the charging accumulator spring 8 is in an extended state, so it is necessary to compress it.
  • a discharge port 16b of a pump unit 16 is connected to the charging pressure accumulating chamber 6.
  • hydraulic oil By driving the pump, hydraulic oil is fed into the charging pressure accumulating chamber 6, and the charging pressure accumulating piston 7 is connected to the charging pressure accumulating spring 8.
  • the charging accumulator spring 8 is compressed at the same time. As a result, the closed circuit state of the gas circuit breaker driving device as shown in FIG. 1 is reached.
  • the pressure in the shutoff pressure accumulating chamber 9 is approximately a value obtained by dividing the force of the shutoff pressure accumulating spring 11 by the cross-sectional area (pressure receiving area) of the portion that receives pressure from the fluid in the cylindrical portion 10b of the shutoff pressure accumulating piston 10. Multiplying this pressure by the cross-sectional area (pressure receiving area) of the portion where the operating piston 4 in the small cylinder pressure receiving area chamber 20 receives pressure from the fluid becomes the driving force of the operating piston 4 in the opening direction. From here, the relationship between the force of the blocking pressure accumulating spring 11 and the pressure receiving area of the blocking pressure accumulating piston 10 and the operating piston 4 is determined from the driving force required for opening the circuit in the blocking portion 50.
  • the pressure in the charging accumulator 6 is generally a value obtained by dividing the driving force of the charging accumulator spring 8 by the cross-sectional area of the portion that receives the pressure from the fluid in the cylindrical portion 7b of the charging accumulator piston 7.
  • this pressure is multiplied by the cross-sectional area of the portion where the operating piston 4 in the cylinder control chamber 21 receives the pressure from the hydraulic oil, a driving force in the closing direction of the operating piston 4 is obtained.
  • the driving force of the operation piston 4 in the closing direction needs to be sufficiently larger than the driving force in the opening direction.
  • the relationship between the driving force of the charging accumulator 8, the pressure accumulating piston 10 for shutoff, the pressure accumulating piston 7 for injection, the operating piston 4, etc. is derived. While satisfying the above conditions, the outer diameter of the blocking accumulator spring 11 is set to be smaller than the inner diameter of the closing accumulator spring 8.
  • the overall size can be reduced.
  • FIG. 8 shows a gas circuit breaker drive device that is Embodiment 2 of the switchgear drive device of the present invention.
  • the present embodiment shown in FIG. 8 is an example when the positional relationship between the main control valve and the blocking portion is changed from the configuration of the first embodiment.
  • the description of the portions having the same functions as those in the configuration denoted by the same reference numerals as those described in the first embodiment is omitted.
  • the gas circuit breaker driving device of this embodiment shown in the figure includes a rod 3 that opens and closes a contact 2, an operation piston 4 connected to the rod 3, an operation cylinder 5 on which the operation piston 4 slides, and an operation.
  • Pressure accumulating piston 7, charging accumulating spring 8 that applies driving force to charging accumulating piston 7, blocking accumulating piston 10 that slides in blocking accumulating chamber 9, and blocking that applies driving force to blocking accumulating piston 10
  • the pressure accumulating spring 11, the pump unit 16 that collects and pressurizes the discharged hydraulic oil, the charging pressure accumulating spring 8, and the spring case 12 that houses the shut-off accumulating spring 11 are roughly configured.
  • the spring case 12 is formed in a cylindrical shape having a bottom portion, and the bottom portion side of the spring case 12 is fixed to the sealed container 51 of the blocking portion 50 or the like. Further, a hole is provided in the bottom of the spring case 12, and the cylinder housing portion 30 is fixed to the hole, and the fluid pressure mechanism 13 is disposed and fixed on the opposite side of the bottom of the spring case 12. Yes.
  • the main control valve 45 and the charging pressure accumulating chamber 6 and piping connecting them are arranged.
  • the charging accumulator chamber 6 has a cylindrical hole shape formed with at least one, and is configured to have an open portion inside the spring case 12.
  • throwing-up accumulator 6 is comprised with two or more, they are connected by piping which is not shown in figure.
  • one end side of the blocking accumulator spring 11 is disposed in contact with the inside of the plurality of charging accumulator chambers 6 of the fluid pressure mechanism 13.
  • the main control valve 45 includes a circuit-opening main control valve 45b and a circuit-closing main control valve 45a.
  • the charging pressure accumulating piston 7 is formed by a disk portion 7a having a hole formed in the center and a plurality of cylindrical portions 7b protruding from the disk portion 7a.
  • the inside of the chamber 6 is slidably arranged.
  • One end of the charging accumulator spring 8 is disposed in contact with the disc portion 7a opposite to the cylindrical portion 7b of the charging accumulator piston 7.
  • the charging accumulator spring 8 is composed of a compression coil spring and is disposed in the spring case 12. One end is in contact with the bottom of the spring case 12 and the other end is in contact with the disc portion 7 a of the charging accumulator piston 7. A force is applied to the charging pressure accumulation piston 7 in the direction of compressing the charging pressure accumulation chamber 6.
  • the cylinder storage portion 30 is formed in a cylindrical shape and is disposed inside the charging pressure accumulation spring 8 and is fixed to the bottom of the spring case 12.
  • the cylinder storage portion 30 is provided with an operation cylinder 5 in which the operation piston 4 is slidable at the center of the columnar shape. Further, the cylinder storage portion 30 is provided with a plurality of cylindrical hole-shaped shut-off pressure accumulating chambers 9 that open the inner side of the spring case 12.
  • the shut-off pressure accumulating piston 10 is formed by a disc portion 10a and a plurality of cylindrical portions 10b protruding from the disc portion 10a, and the cylindrical portion 10b can slide in the shut-off pressure accumulating chamber 9. Is arranged.
  • the shut-off accumulating spring 11 is constituted by a compression coil spring and is arranged in a spring case 12, one end of which is in contact with the fluid pressure mechanism 13 and the other end is in contact with a movable shut-off accumulating piston 10 for shut-off. Due to the opening force of the pressure accumulating spring 11, the shut-off pressure accumulating piston 10 is applied in a direction to compress the shut-off pressure accumulating chamber 9. Further, the blocking accumulator spring 11 is disposed substantially concentrically inside the charging accumulator spring 8, and the blocking accumulator spring 11 can be expanded and contracted in a hole provided in the disc portion 7 a of the charging accumulator piston 7. Is arranged.
  • the closing main control valve 45a is disposed in the middle of the flow path connecting the cylinder control chamber 21 and the charging pressure accumulating chamber 6, and opens and closes the flow path therebetween.
  • the open circuit main control valve 45b is arranged in the middle of the flow path connecting the cylinder control chamber 21 and the tank 17, and opens and closes the flow path therebetween.
  • the operation of the gas circuit breaker driving device is basically the same as that of the first embodiment, although the configuration of the main control valve 45 and the arrangement of each part are different.
  • the closing main control valve 45a and the opening main control valve 45b are kept closed by a force such as a spring or hydraulic pressure (not shown).
  • the opening main control valve 45b When the opening command is issued, the opening main control valve 45b is opened by operating hydraulic pressure or electromagnetic force, and the cylinder control chamber 21 is connected to the tank 17 side.
  • the operating piston 4 performs the opening operation by the force of the pressure in the small cylinder pressure receiving area chamber 20.
  • the closing main control valve 45a is kept closed by the hydraulic pressure.
  • the opening main control valve 45b When the opening operation is completed, the opening main control valve 45b is closed by a force such as a spring or hydraulic pressure.
  • a force such as a spring or hydraulic pressure.
  • the closing main control valve 45a opens the valve by hydraulic pressure or electromagnetic force, and the cylinder control chamber 21 is connected to the high-pressure charging accumulator chamber 6 side.
  • the operation piston 4 performs a closing operation when the force due to the pressure in the cylinder control chamber 21 overcomes the force due to the pressure in the small cylinder pressure receiving area 20.
  • the closed main control valve 45b is kept closed by the operating hydraulic pressure, and when the closing operation is completed, the closed main control valve 45a is closed by a spring, the operating hydraulic pressure, or the like.
  • the main control valve 45 includes the main control valve 45b for opening and the main control valve 45a for closing, but the configuration of the main control valve 15 shown in the first embodiment may be used. Further, the main control valve 15 of the first embodiment may be configured as the main control valve 45 of the present embodiment.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the main control valve 45 and the pump unit 16 can be installed on the side opposite to the shut-off portion 50.
  • the degree of freedom can be increased.
  • FIG. 9 shows a gas circuit breaker drive device that is Embodiment 3 of the switchgear drive device of the present invention.
  • the present embodiment shown in FIG. 9 is different from the first embodiment in the positional relationship between the main control valve 15, the operating cylinder 5, the closing pressure accumulation chamber 6, the shut-off pressure accumulation chamber 9, and the like.
  • the description of the portion having the same function as the configuration denoted by the same reference numeral as described in the first embodiment is omitted.
  • the gas circuit breaker driving device of this embodiment shown in the figure includes a rod 3 that opens and closes a contact 2, an operating piston 4 connected to the rod 3, an operating cylinder 5 on which the operating piston 4 slides, and a high pressure.
  • the injection pressure accumulating chamber 6 for accumulating the hydraulic oil, the shutoff pressure accumulating chamber 9 for accumulating high pressure hydraulic oil, the main control valve 15 for controlling the pressure in the operating cylinder 5, and the charging pressure accumulating chamber 6 are slid.
  • the pressure accumulating spring 11 for applying a force, a pump unit 16 for collecting and pressurizing the discharged fluid, a pressure accumulating spring 8 for closing, and a spring case 12 for housing the pressure accumulating spring 11 for blocking are roughly constituted.
  • the spring case 12 is formed in a cylindrical shape having a bottom portion, and a fluid pressure mechanism portion 13 is provided on the side opposite to the bottom portion so as to close the spring case 12.
  • the fluid pressure mechanism 13 includes a pressure accumulating chamber 13a, a cylinder 13b, and a main control valve 13c.
  • the pressure accumulating chamber portion 13a has at least one closing pressure accumulating chamber 6 formed by a cylindrical hole opened to the spring case 12 side and at least one block formed by a cylindrical hole opened to the spring case 12 side.
  • the cylinder portion 13b is fixed to the pressure accumulating chamber portion 13a and includes an operation cylinder 5 that slides the operation piston 4 therein.
  • the configuration of the operation cylinder 5 and the operation piston 4 is the same as that of the first embodiment.
  • the operating cylinder 5 is installed so as to be perpendicular to the operating direction of the closing accumulator spring 8 and the shutoff accumulating spring 11, and the operating piston 4 is disposed inside the operating cylinder 5 in the closing accumulator spring 8 and shutoff accumulating pressure.
  • the spring 11 slides in a direction perpendicular to the operation direction.
  • the main control valve unit 13 c includes a main control valve 15.
  • the main control valve 15 has the same configuration as that of the first embodiment, and operates by changing the hydraulic pressure due to electromagnetic force or operation of a pilot valve or the like, so that the cylinder control chamber 21 is connected to the charging pressure accumulation chamber 6 side. Alternatively, it can be selectively connected to the tank 17 side.
  • the cylinder portion 13 b is arranged on the right side of the pressure accumulating chamber portion 13 a, but the arrangement location can be installed, for example, in front of the pressure accumulating chamber portion 13 a or the spring case 12, on the depth side, etc.
  • the main control valve portion 13c, the pump unit 16 and the like can be installed on the front side, the depth side, the upper side, the lower side, etc., and are not limited to this figure.
  • the operation of the gas circuit breaker driving device in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and further, the installation location of the drive mechanism with respect to the blocking unit 50 can be selected. It becomes possible to cope with.
  • gas circuit breaker drive device of each of the above-described embodiments can be used as a drive device for other switchgear such as a vacuum circuit breaker or a disconnector, and is not limited to the gas circuit breaker drive device.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • Cylinder small pressure receiving area chamber 21 ... Cylinder control chamber, 22, 24 ... Pipe, 25 ... Opening drive unit, 26 ... Closed drive unit, 27 ... Seal member, 30... Cylinder housing, 45a... Main circuit valve for closing, 45b. Main control valve for circuit opening, 50.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

　本発明の開閉装置用駆動装置は、可動電極と連結されたロッドと、該ロッドに接続された操作ピストンと、該操作ピストンが摺動する操作シリンダ、投入用及び遮断用の前記作動油を蓄圧する投入用蓄圧室及び遮断用蓄圧室、前記操作シリンダ内の前記作動油の圧力を制御する主制御弁から成る流体圧機構部と、前記投入用蓄圧室内を摺動する投入用蓄圧ピストンと、該投入用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記投入用蓄圧室内の前記作動油を加圧する投入用蓄圧ばねと、前記遮断用蓄圧室内を摺動する遮断用蓄圧ピストンと、該遮断用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記遮断用蓄圧室内の前記作動油を加圧する遮断用蓄圧ばねと、前記投入用蓄圧ばね及び前記遮断用蓄圧ばねを収納するばねケースとを備え、前記遮断用蓄圧ばねは、前記投入用蓄圧ばねの内部に配置されていることを特徴とする。

Description

開閉装置用駆動装置
　本発明は開閉装置用駆動装置に係り、特に、電流遮断部の開閉操作を油圧で行うものに好適な開閉装置用駆動装置に関する。
　電流遮断部を有するガス絶縁開閉装置等の開閉装置においては、電流遮断部を構成する可動接触子を駆動するための駆動装置として、Ｎ２ガスなどの圧縮気体を用いた蓄圧装置を備え、この蓄圧装置による圧油をピストンに作用させて開閉操作を行なう油圧操作装置、或いは蓄勢したコイルばねや皿ばねの反発力を作用させて開閉操作を行なうばね操作装置などがある。
　このうち油圧操作装置では、駆動源となる蓄圧装置には、Ｎ２ガスなどの圧縮気体を用いているために、周囲の温度変化により気体が収縮膨張して作動油圧力も変動してしまう場合があった。一方、ばね操作装置では、複雑な機構を必要とし、部品点数が多く、保守が必要となる場合があった（特許文献１参照）。
　これに対して、圧縮気体を利用せず、遮断用蓄圧ばねと投入用蓄圧ばねによって蓄圧する機構を設けて周囲の温度変化により作動油圧力が変動しないようにし、複雑な機構部を少なくした油圧操作装置が知られている（特許文献２参照）。
　また、油圧式操作装置ではなくばね式操作装置ではあるが、開放ばねが閉鎖ばねの径方向側に配置することが特許文献３に記載されている。
特開２０１１－９１２６号公報 特開２００４－２２０８２１号公報 特表２０１３－５１０３９６号公報
　しかしながら、特許文献１のような複雑な機構を必要とし、部品点数が多くなることを防ぐために、複雑な機構部を少なくした特許文献２に記載の油圧操作装置では、遮断用蓄圧ばねと投入用蓄圧ばねが設置されるが、それぞれ別々の場所に設置することから、装置が大型化してしまう可能性があった。また、特許文献３は、ばね式操作装置について記載されているもので、油圧式操作装置で生じる上記した課題についての認識は、全くないものである。
　本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、周囲温度の影響を受けず、かつ、小型で信頼性の高い開閉装置用駆動装置を提供することにある。
　本発明の開閉装置用駆動装置は、上記目的を達成するために、固定電極と可動電極からなる接点の投入及び遮断を作動油により行う開閉装置用駆動装置であって、前記開閉装置用駆動装置は、前記可動電極と連結されたロッドと、該ロッドに接続された操作ピストンと、該操作ピストンが摺動する操作シリンダ、投入用及び遮断用の前記作動油を蓄圧する投入用蓄圧室及び遮断用蓄圧室、前記操作シリンダ内の前記作動油の圧力を制御する主制御弁から成る流体圧機構部と、前記投入用蓄圧室内を摺動する投入用蓄圧ピストンと、該投入用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記投入用蓄圧室内の前記作動油を加圧する投入用蓄圧ばねと、前記遮断用蓄圧室内を摺動する遮断用蓄圧ピストンと、該遮断用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記遮断用蓄圧室内の前記作動油を加圧する遮断用蓄圧ばねと、前記投入用蓄圧ばね及び前記遮断用蓄圧ばねを収納するばねケースとを備え、前記遮断用蓄圧ばねは、前記投入用蓄圧ばねの内部に配置されていることを特徴とする。
　本発明によれば、周囲温度の影響を受けず、かつ、小型で信頼性の高い開閉装置用駆動装置を得ることができる。
本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における閉路状態を示す縦断面図（図２のＢ－Ｂ線に沿う断面図）である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における閉路状態を示し、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における開路操作中の状態を示す縦断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における開路状態を示す縦断面図である（図５のＢ－Ｂ線に沿う断面図）である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における開路状態を示し、図４のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における開路操作中の状態を示す縦断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置における閉路操作が完了した状態を示す縦断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例２であるガス遮断器用駆動装置における閉路状態を示す縦断面図である。 本発明の開閉装置用駆動装置の実施例３であるガス遮断器用駆動装置における閉路状態を示す縦断面図である。
　以下、図示した実施例に基づいて本発明の開閉装置用駆動装置を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
　図１乃至図７に、本発明の開閉装置用駆動装置の実施例１であるガス遮断器用駆動装置を示す。図１及び図２はガス遮断器用駆動装置の閉路状態であり、通電中を示す。図３は、開路動作途中の状態を、図４及び図５は開路動作完了時の状態を、図６は閉路動作途中の状態を、図７は閉路動作完了時の状態をそれぞれ示す。
　一般に、ガス遮断器は、図１に示す如く、遮断部５０と、この遮断部５０を駆動する駆動装置１に分けられる。遮断部５０は、ＳＦ６ガスなどの絶縁特性の優れたガスを充填させた密閉容器５１内に、固定電極２ｂと可動電極２ａからなる接点２を有する。一方、駆動装置１には、遮断部５０につながるロッド３と、ロッド３に接続された操作ピストン４と、操作ピストン４が摺動する操作シリンダ５、作動流体を蓄圧する投入用蓄圧室６、遮断用蓄圧室９、操作シリンダ５内の圧力を制御する主制御弁１５などが配置された流体圧機構部１３と、投入用蓄圧室６内を摺動する投入用蓄圧ピストン７と、投入用蓄圧ピストン７に駆動力を与え、投入用蓄圧室６内の流体（作動油）を加圧する投入用蓄圧ばね８と、遮断用蓄圧室９内を摺動する遮断用蓄圧ピストン１０と、遮断用蓄圧ピストン１０に駆動力を与え、遮断用蓄圧室９内の流体（作動油）を加圧する遮断用蓄圧ばね１１と、排出された流体（作動油）を回収し加圧するポンプユニット１６、投入用蓄圧ばね８、遮断用蓄圧ばね１１を収納するばねケース１２などから概略構成されている。
　ばねケース１２は、一端が底部をもつ筒状に形成されており、ばねケース１２の底部とは反対側の開放側には、それを封鎖するように流体圧機構部１３が配置されている。この流体圧機構部１３は、密閉容器５１に固定さればねケース１２と共に固定配置されており、流体圧機構部１３内には、主制御弁１５、操作シリンダ５、投入用蓄圧室６、遮断用蓄圧室９とそれらを接続する配管が配置されている。
　また、投入用蓄圧室６及び遮断用蓄圧室９は、少なくとも１つの円筒穴形状で、かつ、ばねケース１２の内側に開放部を持つように形成されている。複数で形成される投入用蓄圧室６の場合は、それぞれの投入用蓄圧室６の間は、図示しない管路により接続されている。同様に複数で形成される遮断用蓄圧室９の場合は、それぞれの遮断用蓄圧室９の間は、図示しない管路により接続されている。
　操作ピストン４は、操作シリンダ５内を摺動可能で、かつ、操作シリンダ５内は、ロッド３側のシリンダ小受圧面積室２０と反対側のシリンダ制御室２１とに区分されている。
　シリンダ小受圧面積室２０には、管路（通路）２２を介して遮断用蓄圧室９に蓄圧されている作動油の圧力が作用している。
　主制御弁１５は、シリンダ制御室２１と投入用蓄圧室６との間に設けられ、シリンダ制御室２１につながる切換えポート１５ａ、投入用蓄圧室６につながる高圧ポート１５ｂ、低圧のタンク１７につながる低圧ポート１５ｃを備え、弁体１５ｄの移動によって、切換えポート１５ａの高圧ポート１５ｂか低圧ポート１５ｃへの接続が選択できるようになっており、この選択により、シリンダ制御室２１の圧力を制御するように構成されている。弁体１５ｄの移動は、開路用駆動部２５及び閉路用駆動部２６により駆動されることにより行われる。
　なお、開路用駆動部２５及び閉路用駆動部２６は、パイロット弁等を設け、弁体１５ｄにかかる液圧を変化させて駆動される構成でも良いし、電磁的な力で駆動するソレノイド等の構成でも良い。
　シリンダ制御室２１は、図示しない管路を通じて切換えポート１５ａにつながる管路２４に接続されている。
　投入用蓄圧ピストン７は、中心に穴が形成されている円板部７ａと、この円板部７ａに突き出している形状の少なくとも１つの円筒部７ｂとから成り、その円筒部７ｂは、投入用蓄圧室６内を摺動可能に配置されている。
　投入用蓄圧ピストン７の円板部７ａの円筒部７ｂとは反対側には、投入用蓄圧ばね８の一端が接触配置される。投入用蓄圧ばね８は、圧縮コイルばねで構成され、ばねケース１２内に配置され、一端はばねケース１２の底部に、他端は投入用蓄圧ピストン７の円板部７ａと接触し、投入用蓄圧ピストン７には、投入用蓄圧室６の体積を圧縮して投入用蓄圧室６内の流体を加圧する方向に力がかかるようになっている。
　遮断用蓄圧ピストン１０は、円板部１０ａと、この円板部１０ａから突き出している形状の少なくとも１つの円筒部１０ｂから成り、その円筒部１０ｂは、遮断用蓄圧室９内を摺動可能に配置されている。
　遮断用蓄圧ばね１１は、圧縮コイルばねで構成され、ばねケース１２内に配置され、一端がばねケース１２底部に、他端が遮断用蓄圧ピストン１０と接触し、ばねの開放する力により、遮断用蓄圧ピストン１０は、遮断用蓄圧室９を圧縮して遮断用蓄圧室９内の作動油を加圧する方向に力がかかるようになっている。
　また、遮断用蓄圧ばね１１は、投入用蓄圧ばね８の内部にほぼ同心円状に設置されていると共に、投入用蓄圧ピストン７の円板部７ａに形成されている穴内を、遮断用蓄圧ピストン１０が移動可能に配置されている。また、遮断用蓄圧ばね１１及び投入用蓄圧ばね８の中心を基準に、内側に遮断用蓄圧室９及び遮断用蓄圧ピストン１０の円筒部１０ｂ、外側に投入用蓄圧室６及び投入用蓄圧ピストン７の円筒部７ｂが配置されている。
　また、操作シリンダ５は、流体圧機構部１３の遮断用蓄圧室９の内側に設けられており、この操作シリンダ５は、操作ピストン４が摺動する大径部５ａと、シリンダ小受圧面積室２０側の端部に大径部５ａよりも小径のシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂが設けられる。一方、シリンダ制御室２１側の端部にも、大径部５ａよりも小径のシリンダ制御室側小径部５ｃが設けられている。また、遮断用蓄圧室９は、管路２２を介してシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂに接続されている。
　また、操作ピストン４は、操作シリンダ５の大径部５ａを摺動する摺動部４ａと、シリンダ制御室２１側に突起部４ｂが設けられており、突起部４ｂは、断面積が摺動部４ａから離れるほど小さくなるように構成されている。ロッド３には、可動電極２ａ側から径が一定又は徐々に大きくなる径増加部３ｂ部が形成されている。
　また、シリンダ小受圧面積室側小径部５ｂの端部と、シリンダ小受圧面積室２０の大径部５ａのシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂ側の端部との間には、シリンダ小受圧面積室側小径部５ｂの端部から大径部５ａへの一方向の流れのみを許容する第１の逆止弁１４Ａが設けられている。また、シリンダ制御室小径部５ｃの端部と、大径部５ａのシリンダ制御室側小径部５ｃ側の端部との間には、シリンダ制御室小径部５ｃの端部から大径部５ａへの一方向の流れのみを許容する第２の逆止弁１４Ｂが設けられている。
　なお、ロッド３の流体圧機構部１３の摺動部には、ＳＦ６ガスと流体との間をシールするシール部材２７が配置されている。
　次に、上述した本実施例におけるガス遮断器用駆動装置の動作について説明する。
　まず、図１及び図２に示すガス遮断器用駆動装置の閉路状態について説明する。
　該図において、投入用蓄圧室６には流体が封入されており、投入用蓄圧室６の流体の高圧により、投入用蓄圧ピストン７を介して投入用蓄圧ばね８が圧縮された状態で保持されている。主制御弁１５は、投入用蓄圧室６とシリンダ制御室２１が接続されるような状態で保持され、シリンダ制御室２１には投入用蓄圧室６の高圧がかかっている。従って、操作ピストン４には、シリンダ制御室２１側から閉路状態を保持する方向に力がかかる。
　操作ピストン４が閉路状態では、シリンダ小受圧面積室２０側の体積は最小の状態で、その分、遮断用蓄圧室９の体積は最大の状態であり、それにより、遮断用蓄圧ピストン１０を介して遮断用蓄圧ばね１１は最も圧縮された状態となっている。このとき、ロッド３の径増加部３ｂが、シリンダ小受圧面積室側小径部５ｂに挿入された状態となっている。
　この状態において、開路用駆動部２５が開路指令を受けると、開路用駆動部２５の駆動力により弁体１５ｄが動作し、シリンダ制御室２１を低圧のタンク１７側に接続する開路操作状態となる。
　これにより、遮断用蓄圧室９につながるシリンダ小受圧面積室２０の圧力による力で、操作ピストン４が開路方向に動作し、シリンダ制御室２１の作動油がタンク１７に排出される。操作ピストン４の動作と共に、遮断用蓄圧室９の作動油が第１の逆止弁１４Ａと、径増加部３ｂ及びシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂとの間の隙間を介してシリンダ小受圧面積室２０に流れ込む。また、遮断用蓄圧ピストン１０には、遮断用蓄圧ばね１１の力が作用していることから、作動油の移動に伴い、遮断用蓄圧ピストン１０もシリンダ小受圧面積室２０側に作動油を押し込む方向に動作する。
　図３に示すように、操作ピストン４の動作が進み、操作ピストン４の突起部４ｂの先端がシリンダ制御室小径部５ｃに挿入され始めると、操作シリンダ５の大径部５ａの端部と操作ピストン４の突起部４ｂの端部との間に緩衝室５ｄが形成される。
　この緩衝室５ｄでは、突起部４ｂとシリンダ制御室小径部５ｃの間の隙間を除いて作動油が閉じ込められ、閉じ込められた作動油が圧縮されるため圧力が上昇し始め、操作ピストン４を制動する力が発生する。
　なお、突起部４ｂの長さは、操作ピストン４を制動開始させたい位置と概ね一致できるように決め、突起部４ｂの径の変化で、所望の圧力上昇となるよう設定が可能である。そして、図４及び図５に示すようなガス遮断器用駆動装置の開路状態となる。即ち、操作ピストン４が開路状態の位置となり、遮断用蓄圧ばね１１は閉路状態の場合に比べて伸び、遮断用蓄圧ピストン１０は、遮断用蓄圧室９の体積が小さくなる位置となる。このとき、投入用蓄圧ピストン７及び投入用蓄圧ばね８は動作しない。
　次に、図４及び図５に示すガス遮断器用駆動装置の開路状態において、閉路用駆動部２６が閉路指令を受けると、閉路用駆動部２６の駆動力により弁体１５ｄが動作し、シリンダ制御室２１を高圧の投入用蓄圧室６側に接続する閉路操作状態となる。
　これにより、シリンダ制御室２１には、投入用蓄圧室６から第２の逆止弁１４Ｂと突起部４ｂ及びシリンダ制御室側小径部５ｃの隙間を介して高圧の流体が流入する。そして、シリンダ小受圧面積室２０側から開路方向にかかる力と、シリンダ制御室２１側から閉路方向にかかる力が、概ね同じとなるようなシリンダ制御室２１圧力となったところで、操作ピストン４は閉路動作を開始する。
　このとき、投入用蓄圧室６からの作動油は、投入用蓄圧ピストン７を介して投入用蓄圧ばね８の開放する力により押し込まれることで、シリンダ制御室２１に供給される。従って、投入用蓄圧ばね８は伸びた状態となり、投入用蓄圧ピストン７が投入用蓄圧室６に移動する。
　図６に示すように、操作ピストン４が閉路方向に動作し、径増加部３ｂがシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂに挿入されはじめると、大径部５ａの端と操作ピストン４の間に緩衝室２３が形成される。第１の逆止弁１４Ａが閉じた状態を保つことから、緩衝室２３では、径増大部３ｂとシリンダ小受圧面積室側小径部５ｂとの間の隙間を除いて作動油が閉じ込められ、閉じ込められた作動油が圧縮されるため、圧力が上昇し始め、操作ピストン４を制動する力が発生する。径増加部３ｂの長さは、操作ピストン４を制動開始させたい位置と概ね一致できるように決める。また、突起部４ｂの径の変化で緩衝室２３を所望の圧力上昇となるような設定が可能である。
　この操作ピストン４の動作により、シリンダ小受圧面積室２０側の流体が遮断用蓄圧室９に流れ込み、遮断用蓄圧ピストン１０が移動し、遮断用蓄圧ばね１１が徐々に圧縮される。そして、操作ピストン４の移動が完了し、図７に示すような、ガス遮断器用駆動装置の閉路状態に至る。
　この状態で再度開路指令が入った場合、遮断用蓄圧ばね１１が圧縮されているため、前述の開路動作で示したのと同様に開路動作が可能である。
　次に、蓄圧動作について説明する。
　閉路動作完了後は投入用蓄圧ばね８が伸びた状態のため、これを圧縮する必要がある。投入用蓄圧室６には、ポンプユニット１６の吐出口１６ｂが接続されており、ポンプを駆動することで、投入用蓄圧室６に作動油を送り込み、投入用蓄圧ピストン７を投入用蓄圧ばね８の方向に動作させ、同時に投入用蓄圧ばね８を圧縮する。これにより、図１の示すような、ガス遮断器用駆動装置の閉路状態に至る。
　各諸元の関係について説明する。
　遮断用蓄圧室９の圧力は、概ね遮断用蓄圧ばね１１の力を遮断用蓄圧ピストン１０の円筒部１０ｂで流体からの圧力を受ける部分の断面積（受圧面積）で除した値となる。この圧力に、シリンダ小受圧面積室２０での操作ピストン４が流体から圧力を受ける部分の断面積（受圧面積）を掛けたものが、操作ピストン４の開路方向への駆動力となる。ここから遮断部５０での開路に必要な駆動力から、遮断用蓄圧ばね１１の力や遮断用蓄圧ピストン１０及び操作ピストン４の受圧面積の関係が決まる。
　また、投入用蓄圧室６の圧力は、概ね投入用蓄圧ばね８の駆動力を投入用蓄圧ピストン７の円筒部７ｂで流体からの圧力を受ける部分の断面積で除した値となる。この圧力に、シリンダ制御室２１での操作ピストン４が作動油から圧力を受ける部分の断面積を掛けると操作ピストン４の閉路方向への駆動力となる。一方、閉路動作完了時に、この操作ピストン４の閉路方向への駆動力が、開路方向への駆動力よりも十分大きくする必要がある。
　以上の条件を満たすように、投入用蓄圧ばね８の駆動力、遮断用蓄圧ピストン１０、投入用蓄圧ピストン７及び操作ピストン４等の受圧面積の関係を導く。上記の条件を満たす中で、投入用蓄圧ばね８の内径よりも遮断用蓄圧ばね１１の外径が小さくなるように設定する。
　このような本実施例のように、投入用蓄圧ばね８及び投入用蓄圧ピストン７の内部に、遮断用蓄圧ばね１１及び遮断用蓄圧ピストン１０を配置することで、全体を小型化することが可能であり、周囲温度の影響を受けず、かつ、小型で信頼性の高いガス遮断器用駆動装置を得ることができる。
　図８に、本発明の開閉装置用駆動装置の実施例２であるガス遮断器用駆動装置を示す。図８に示す本実施例は、実施例１の構成から主制御弁と遮断部の位置関係などを変更した場合の例である。また、図８のガス遮断器用駆動装置のうち、既に説明した実施例１に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　該図に示す本実施例のガス遮断器用駆動装置は、接点２を開閉するロッド３と、このロッド３に接続された操作ピストン４と、この操作ピストン４が摺動する操作シリンダ５と、作動油を蓄圧する投入用蓄圧室６と、作動油を蓄圧する遮断用蓄圧室９と、操作シリンダ５内の圧力を制御する主制御弁４５と、投入用蓄圧室６内を摺動する投入用蓄圧ピストン７と、投入用蓄圧ピストン７に駆動力を与える投入用蓄圧ばね８と、遮断用蓄圧室９内を摺動する遮断用蓄圧ピストン１０と、遮断用蓄圧ピストン１０に駆動力を与える遮断用蓄圧ばね１１と、排出された作動油を回収し加圧するポンプユニット１６、投入用蓄圧ばね８、遮断用蓄圧ばね１１を収納するばねケース１２とから概略構成される。
　ばねケース１２は底部を持つ円筒形状で構成され、ばねケース１２の底部側が遮断部５０の密閉容器５１等に固定されている。また、ばねケース１２の底部には穴部が設けられ、この穴部にはシリンダ収納部３０が固定され、ばねケース１２の底部とは反対側には流体圧機構部１３が配置され固定されている。
　流体圧機構部１３内には、主制御弁４５及び投入用蓄圧室６と、それらを接続する配管が配置されている。投入用蓄圧室６は少なくとも１つ形成された円筒穴形状で、ばねケース１２の内側に開放部を持つように構成されている。なお、投入用蓄圧室６が複数で構成された場合には、それらを図示しない配管で接続している。また、流体圧機構部１３の複数の投入用蓄圧室６の内側には、遮断用蓄圧ばね１１の一端側が接触配置されている。また、主制御弁４５は、開路用主制御弁４５ｂと閉路用主制御弁４５ａから構成されている。
　投入用蓄圧ピストン７は、中心に穴を形成された円板部７ａと、その円板部７ａに突き出している形状の複数の円筒部７ｂとで形成され、その円筒部７ｂは、投入用蓄圧室６内を摺動可能に配置されている。
　投入用蓄圧ピストン７の円筒部７ｂとは反対側の円板部７ａには、投入用蓄圧ばね８の一端が接触配置されている。
　投入用蓄圧ばね８は、圧縮コイルばねで構成されてばねケース１２内に配置され、一端はばねケース１２の底部に、他端は投入用蓄圧ピストン７の円板部７ａとそれぞれ接触しており、投入用蓄圧ピストン７には、投入用蓄圧室６を圧縮する方向に力がかかるようになっている。
　シリンダ収納部３０は、円柱状の形状を成して投入用蓄圧ばね８の内部に配置され、かつ、ばねケース１２の底部に固定されている。そして、シリンダ収納部３０には、円柱状の中心部に、操作ピストン４が摺動可能な操作シリンダ５が設けられている。また、シリンダ収納部３０には、ばねケース１２の内部側を開放した複数の円筒穴形状の遮断用蓄圧室９が設けられている。
　遮断用蓄圧ピストン１０は、円板部１０ａと、その円板部１０ａに突き出している形状の複数の円筒部１０ｂとで形成され、その円筒部１０ｂは、遮断用蓄圧室９内を摺動可能に配置されている。
　遮断用蓄圧ばね１１は、圧縮コイルばねで構成されてばねケース１２内に配置され、一端は流体圧機構部１３に、他端は可動する遮断用蓄圧ピストン１０とそれぞれ接触しており、遮断用蓄圧ばね１１の開放する力により、遮断用蓄圧ピストン１０は、遮断用蓄圧室９を圧縮する方向に力がかかるようになっている。また、遮断用蓄圧ばね１１は、投入用蓄圧ばね８の内部にほぼ同心円状に設置されており、投入用蓄圧ピストン７の円板部７ａに設けた穴内を、遮断用蓄圧ばね１１が伸縮可能に配置されている。
　また、閉路用主制御弁４５ａは、シリンダ制御室２１と投入用蓄圧室６を連絡する流路の途中に配置され、この両者間の流路の開閉を行う。一方、開路用主制御弁４５ｂは、シリンダ制御室２１とタンク１７を連絡する流路の途中に配置され、この両者間の流路の開閉を行う。
　ガス遮断器用駆動装置の動作は、実施例１とは主制御弁４５の構成と、各部位の配置が異なるが基本的に同じである。
　主制御弁４５の構成が異なるので、その動作について説明する。
　閉路状態では、閉路用主制御弁４５ａや開路用主制御弁４５ｂは、図示しないばねや作動油圧等の力により閉じている状態を保っている。
　開路指令が発せられると、開路用主制御弁４５ｂは作動油圧や電磁的な力により弁を開いて、シリンダ制御室２１がタンク１７側に接続され、これにより、シリンダ制御室２１を低圧にし、シリンダ小受圧面積室２０の圧力による力で操作ピストン４は開路動作を行う。閉路用主制御弁４５ａは、作動油圧により閉じた状態を保持している。
　開路動作が終了すると、開路用主制御弁４５ｂは、ばねや作動油圧等の力で弁が閉じられる。開路動作における投入用蓄圧ばね８や遮断用蓄圧ばね１１の伸縮動作、投入用蓄圧ピストン７、遮断用蓄圧ピストン１０、操作ピストン４等の動作は、実施例１と同じである。
　開路状態で閉路指令が発せられると、閉路用主制御弁４５ａは作動油圧や電磁的な力により弁を開いて、シリンダ制御室２１が高圧の投入用蓄圧室６側と接続され、これにより、操作ピストン４は、シリンダ制御室２１の圧力による力がシリンダ小受圧面積２０の圧力による力に打ち勝って閉路動作を行う。
　開路用主制御弁４５ｂは、作動油圧により閉じた状態が保持され、閉路動作が終了すると、閉路用主制御弁４５ａは、ばねや作動油圧等で弁が閉じられる。
　なお、投入用蓄圧ばね８や遮断用蓄圧ばね１１の伸縮動作、投入用蓄圧ピストン７、遮断用蓄圧ピストン１０、操作ピストン４等の動作は、実施例１と同じである。
　本実施例では、主制御弁４５に開路用主制御弁４５ｂと閉路用主制御弁４５ａを用いたが、実施例１に示した主制御弁１５の構成を用いてもよい。また、実施例１の主制御弁１５に、本実施例の主制御弁４５のような構成を用いてもよい。
　このような本実施例によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、主制御弁４５やポンプユニット１６を遮断部５０とは反対側に設置することが可能となり、設置の自由度を増すことができる。
　図９に、本発明の開閉装置用駆動装置の実施例３であるガス遮断器用駆動装置を示す。図９に示す本実施例は、実施例１とは、主制御弁１５、操作シリンダ５、投入用蓄圧室６及び遮断用蓄圧室９等の位置関係等が異なる。また、図９のガス遮断器用駆動装置のうち、既に説明した実施例１に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　該図に示す本実施例のガス遮断器用駆動装置は、接点２を開閉するロッド３と、このロッド３に接続された操作ピストン４と、この操作ピストン４が摺動する操作シリンダ５と、高圧の作動油を蓄圧する投入用蓄圧室６と、高圧の作動油を蓄圧する遮断用蓄圧室９と、操作シリンダ５内の圧力を制御する主制御弁１５と、投入用蓄圧室６内を摺動する投入用蓄圧ピストン７と、投入用蓄圧ピストン７に駆動力を与える投入用蓄圧ばね８と、遮断用蓄圧室９内を摺動する遮断用蓄圧ピストン１０と、遮断用蓄圧ピストン１０に駆動力を与える遮断用蓄圧ばね１１と、排出された流体を回収し加圧するポンプユニット１６、投入用蓄圧ばね８、遮断用蓄圧ばね１１を収納するばねケース１２とから概略構成されている。
　ばねケース１２は、底部をもつ円筒形状で構成され、底部とは反対側には、ばねケース１２を閉鎖するように流体圧機構部１３を備えている。この流体圧機構部１３は、蓄圧室部１３ａとシリンダ部１３ｂ及び主制御弁部１３ｃから構成されている。
　蓄圧室部１３ａは、ばねケース１２側に開放される円筒穴部で形成される少なくとも１つの投入用蓄圧室６と、ばねケース１２側に開放される円筒穴部で形成される少なくとも１つの遮断用蓄圧室９とを備えている。
　また、シリンダ部１３ｂは蓄圧室部１３ａに固定され、内部に操作ピストン４を摺動する操作シリンダ５を備えている。操作シリンダ５、操作ピストン４などの構成は、実施例１と同じである。操作シリンダ５は、投入用蓄圧ばね８や遮断用蓄圧ばね１１の動作方向とは直角方向となるように設置され、操作ピストン４は、操作シリンダ５の内部を投入用蓄圧ばね８や遮断用蓄圧ばね１１の動作方向とは直角方向に摺動する。
　一方、主制御弁部１３ｃは、主制御弁１５を備えている。この主制御弁１５は、実施例１と同様の構成であり、電磁的な力或いはパイロット弁等の動作による作動油圧を変化させることで動作し、シリンダ制御室２１を投入用蓄圧室６側か、或いはタンク１７側に選択的に接続可能である。
　図９では、シリンダ部１３ｂを蓄圧室部１３ａの右側に配置しているが、その配置場所は、例えば、蓄圧室部１３ａやばねケース１２の手前や奥行き側等への設置も可能であり、また、主制御弁部１３ｃやポンプユニット１６なども同様に手前側、奥行き側や、上側、下側等に設置が可能であり、この図に限定したものではない。
　本実施例におけるガス遮断器用駆動装置の動作は、実施例１と同じであり、説明は省略する。
　このような本実施例によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、更に、遮断部５０に対する駆動機構の設置場所を選択することが可能となり、様々な開閉装置の設置要求に対応することが可能となる。
　また、上述した各実施例のガス遮断器用駆動装置は、真空遮断器や断路器などの他の開閉装置用駆動装置としても利用でき、ガス遮断器用の駆動装置には限定されない。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
　１…駆動装置、２…接点、２ａ…可動電極、２ｂ…固定電極、３…ロッド、３ｂ…ロッドの径増加部、４…操作ピストン、４ａ…操作ピストンの摺動部、４ｂ…操作ピストンの突起部、５…操作シリンダ、５ａ…操作シリンダの大径部、５ｂ…シリンダ小受圧面積室側小径部、５ｃ…シリンダ制御室側小径部、５ｄ、２３…緩衝室、６…投入用蓄圧室、７…投入用蓄圧ピストン、７ａ…投入用蓄圧ピストンの円板部、７ｂ…投入用蓄圧ピストンの円筒部、８…投入用蓄圧ばね、９…遮断用蓄圧室、１０…遮断用蓄圧ピストン、１０ａ…遮断用蓄圧ピストンの円板部、１０ｂ…遮断用蓄圧ピストンの円筒部、１１…遮断用蓄圧ばね、１２…ばねケース、１３…流体圧機構部、１３ａ…蓄圧室部、１３ｂ…シリンダ部、１３ｃ…主制御弁部、１４Ａ…第１の逆止弁、１４Ｂ…第２の逆止弁、１５、４５…主制御弁、１５ａ…切換えポート、１５ｂ…高圧ポート、１５ｃ…低圧ポート、１５ｄ…弁体、１６…ポンプユニット、１６ｂ…ポンプユニットの吐出口、１７…タンク、２０…シリンダ小受圧面積室、２１…シリンダ制御室、２２、２４…管路、２５…開路用駆動部、２６…閉路用駆動部、２７…シール部材、３０…シリンダ収納部、４５ａ…閉路用主制御弁、４５ｂ…開路用主制御弁、５０…遮断部、５１…密閉容器。

Claims (15)

  1. 　固定電極と可動電極からなる接点の投入及び遮断を作動油により行う開閉装置用駆動装置であって、
    　前記開閉装置用駆動装置は、前記可動電極と連結されたロッドと、該ロッドに接続された操作ピストンと、該操作ピストンが摺動する操作シリンダ、投入用及び遮断用の前記作動油を蓄圧する投入用蓄圧室及び遮断用蓄圧室、前記操作シリンダ内の前記作動油の圧力を制御する主制御弁から成る流体圧機構部と、前記投入用蓄圧室内を摺動する投入用蓄圧ピストンと、該投入用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記投入用蓄圧室内の前記作動油を加圧する投入用蓄圧ばねと、前記遮断用蓄圧室内を摺動する遮断用蓄圧ピストンと、該遮断用蓄圧ピストンに駆動力を与え、前記遮断用蓄圧室内の前記作動油を加圧する遮断用蓄圧ばねと、前記投入用蓄圧ばね及び前記遮断用蓄圧ばねを収納するばねケースとを備え、
    　前記遮断用蓄圧ばねは、前記投入用蓄圧ばねの内部に配置されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  2. 　請求項１に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記投入用蓄圧力ばね及び前記遮断用蓄圧ばねは、コイルばねで構成されていると共に、同心円状に配置されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記操作ピストンは、前記操作シリンダ内の接点側の小受圧面積室及び該小受圧面積室とは反対側のシリンダ制御室に区分され、前記遮断用蓄圧室は、前記小受圧面積室に前記作動油が通る通路を介して接続されると共に、前記遮断用蓄圧室内には前記遮断用蓄圧ピストンが摺動可能に配置され、前記遮断用蓄圧ばねの蓄圧力を前記遮断用蓄圧ピストンを介して前記遮断用蓄圧室の前記作動油に与えるように構成され、かつ、前記投入用蓄圧室内には前記投入用蓄圧ピストンが摺動可能に配置され、前記投入用蓄圧ばねの蓄圧力を前記投入用蓄圧室ピストンを介して前記投入用蓄圧室の前記作動油に与えるように構成されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  4. 　請求項３に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記主制御弁は、前記シリンダ制御室と前記投入用蓄圧室との間に設けられ、前記シリンダ制御室につながる切換えポート、前記投入用蓄圧室につながる高圧ポート及び低圧のタンクにつながる低圧ポートを備え、弁体の移動によって前記切換えポートの前記高圧ポート或いは前記低圧ポートへの接続を選択することによって、前記シリンダ制御室の圧力を制御するように構成されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  5. 　請求項４に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記ばねケースは、一端が底部をもつ筒状に形成されていると共に、前記ばねケースの底部とは反対側の開放側には、その開放部を封鎖するように前記流体圧機構部が設置されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  6. 　請求項５に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記投入用蓄圧室及び遮断用蓄圧室は、円筒穴形状で、かつ、前記ばねケースの内側に開放部を持つように形成されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  7. 　請求項６に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記投入用蓄圧ピストンは、中心に穴が形成されている円板部と、該円板部に突き出している形状の少なくとも１つの円筒部とを備え、前記円筒部は、前記投入用蓄圧室内を摺動可能に配置され、かつ、前記投入用蓄圧ピストンの前記円筒部とは反対側の前記円板部には前記投入用蓄圧ばねの一端が接触配置されていると共に、前記投入用蓄圧ばねの他端が前記ばねケースの底部に接触配置され、
    　一方、前記遮断用蓄圧ピストンは、円板部と、該円板部に突き出している形状の少なくとも１つの円筒部とを備え、前記円筒部は、前記遮断用蓄圧室を摺動可能に配置され、かつ、前記遮断用蓄圧ばねは、一端が前記ばねケースの底部に接触配置されていると共に、他端が前記遮断用蓄圧ピストンに接触配置されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  8. 　請求項７に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記投入用蓄圧ピストンの円板部に形成されている前記穴内を、前記遮断用蓄圧ピストンが移動可能に配置されていると共に、前記投入用蓄圧ばね及び前記遮断用蓄圧ばねの中心を基準に、内側に前記遮断用蓄圧室及び前記遮断用蓄圧ピストンの円筒部、外側に前記投入用蓄圧室及び前記投入用蓄圧ピストンの円筒部が配置され、
    　一方、前記操作シリンダは、前記流体圧機構部の前記遮断用蓄圧室の内側に設けられ、かつ、該操作シリンダは、前記操作ピストンが摺動する大径部と、前記小受圧面積室側の端部に、前記大径部よりも小径の小受圧面積室側小径部とが設けられていると共に、前記シリンダ制御室側の端部にも前記大径部よりも小径のシリンダ制御室側小径部が設けられ、前記遮断用蓄圧室は、管路を介して前記小受圧面積室側小径部に接続されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  9. 　請求項８に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記操作ピストンは、前記操作シリンダの大径部を摺動する摺動部と、前記シリンダ制御室側に設けられた突起部とを有し、前記突起部は、断面積が前記摺動部から離れるほど小さくなるように構成され、かつ、前記ロッドには、前記可動接触子側から径が一定又は徐々に大きくなる径増加部部が形成されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  10. 　請求項９に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記小受圧面積室側小径部の端部と前記シリンダ小受圧面積室の大径部の前記小受圧面積室側小径部側の端部との間には、前記小受圧面積室側小径部の端部から前記大径部への一方向への流れのみを許容する第１の逆止弁が設けられると共に、前記シリンダ制御室小径部の端部と前記大径部の前記シリンダ制御室側小径部側の端部との間には、前記シリンダ制御室小径部の端部から前記大径部への一方向への流れのみを許容する第２の逆止弁が設けられていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  11. 　請求項３に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記ばねケースは底部を持つ円筒形状に形成されていると共に、該ばねケースの底部に穴部が設けられ、この穴部にはシリンダ収納部が固定され、前記ばねケースの底部とは反対側には前記流体圧機構部が固定されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  12. 　請求項１１に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記流体圧機構部内には、開路用主制御弁と閉路用主制御弁から成る主制御弁及び前記投入用蓄圧室と、それらを接続する配管が配置され、前記閉路用主制御弁は、前記シリンダ制御室と前記投入用蓄圧室を連絡する流路の途中に配置され、この両者間の流路の開閉を行い、かつ、前記開路用主制御弁は、前記シリンダ制御室とタンクを連絡する流路の途中に配置され、この両者間の流路の開閉を行うことを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  13. 　請求項１１に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記投入用蓄圧室は少なくとも１つの円筒穴形状で、かつ、前記ばねケースの内側に開放部を持つように形成されていると共に、前記流体圧機構部の前記投入用蓄圧室の内側には、前記遮断用蓄圧ばねの一端側が接触配置され、前記投入用蓄圧ピストンは、中心に穴が形成されている円板部と、該円板部に突き出している形状の複数の円筒部とを備え、前記円筒部は、前記投入用蓄圧室内を摺動可能に配置され、かつ、前記投入用蓄圧ピストンの前記円筒部とは反対側の前記円板部には前記投入用蓄圧ばねの一端が接触配置されていると共に、前記投入用蓄圧ばねの他端が前記ばねケースの底部に接触配置され、
    　一方、前記遮断用蓄圧ピストンは、円板部と、該円板部に突き出している形状の複数の円筒部とを備え、前記円筒部は、前記遮断用蓄圧室を摺動可能に配置され、かつ、前記遮断用蓄圧ばねは、一端が前記流体圧駆動部に接触配置されていると共に、他端が前記遮断用蓄圧ピストンに接触配置され、前記遮断用蓄圧ばねは、前記投入用蓄圧ピストンの円板部に形成されている前記穴内を伸縮可能に配置されていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  14. 　請求項１３に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記シリンダ収納部は、円柱状の形状を成して前記投入用蓄圧ばねの内部に配置され、かつ、前記ばねケースの底部に固定されていると共に、前記シリンダ収納部には、円柱状の中心部に、前記操作ピストンが摺動可能な前記操作シリンダが設けられ、前記ばねケースの内部側を開放した複数の円筒穴形状の前記遮断用蓄圧室が設けられていることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
  15. 　請求項３に記載の開閉装置用駆動装置において、
    　前記ばねケースは底部をもつ円筒形状に形成されていると共に、前記ばねケースの底部とは反対側には前記ばねケースを閉鎖するように配置された流体圧駆動部を備え、前記流体圧機構部は、蓄圧室部とシリンダ部及び主制御弁部から構成され、
    　前記蓄圧室部は、前記ばねケース側に開放される円筒穴部で形成される少なくとも１つの前記投入用蓄圧室と、前記ばねケース側に開放される円筒穴部で形成される少なくとも１つの前記遮断用蓄圧室とを備え、前記シリンダ部は、前記蓄圧室部に固定され、内部に前記操作ピストンを摺動する操作シリンダを備え、該操作シリンダは、前記投入用蓄圧ばね及び/又は前記遮断用蓄圧ばねの動作方向とは直角方向となるように設置され、前記操作ピストンは、前記操作シリンダの内部を前記投入用蓄圧ばね及び/又は前記遮断用蓄圧ばねの動作方向とは直角方向に摺動し、一方、前記主制御弁部は、前記主制御弁の動作による前記作動油を変化させることで動作し、前記シリンダ制御室を前記投入用蓄圧室側か或いはタンク側に選択的に接続可能であることを特徴とする開閉装置用駆動装置。
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