专利名称：断路器的流体压力驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及断路器的流体压力驱动装置，特别是有关适用于电力用断路器的流体压力驱动装置。
背景技术：
在原有的断路器中，例如在日本特开平7-217401号公报中所述，高压回路遮断器的油压装置具有可动触头用的驱动活塞。可动触头在闭合状态下，具有与高压箱连接的两个活塞，此两个活塞由作用于其上的高压流体驱动。在回路遮断时，转换阀动作使流通回路在活塞的低压侧形成。闭合用导向阀和断路用导向阀驱动转换阀。于是，两个回路遮断用导向阀与转换阀连接。
专利文献1日本特开平7-217401号公报。
在上述特开平7-217401号公报中所述的断路装置中，若单方的导向阀产生某些异常，使该导向阀无法动作，则仅另一方的导向阀动作，产生断路器的断开时间以及闭合时间变化的问题。在电力用断路器中，断路器断开所要的时间(接点从接受断路指令到分离开的时间)和闭合所要的时间(接点从接受闭合指令到接触的时间)必须在规定的时间范围内。另外，在不同的相上具备有断路器的情况下，需要使相间的动作时间的误差小。再有，使插入阀体的本体或管路减少，在降低成本的同时，希望小型化。
本发明就是鉴于上述现有技术的问题，其目的是使断路器的动作的可靠性提高。本发明的其他目的是使断路器的动作时间在长期略为一定。本发明的其他目的是使断路器小型化，降低成本。
发明内容
为达到上述目的，在本发明中，在驱动容纳于缸内的活塞、开闭具有可动触头和固定触头的接点的断路器的流体压力驱动装置中，其特征在于，设置有转换驱动活塞的压力的转换阀、和开闭与此转换阀连接的流通回路的闭路用导向阀和开路用导向阀，各导向阀使两个阀体相对配置，使阀体的移动方向实质上为反方向。
在此特征中，希望一方的阀体变位到最大行程、另一方的阀体在最小行程位置时，使阀体彼此间接触地配置各阀体。另外，可以使阀体的最大行程大致相同，也可以将导向阀作为提升阀。再有，可以使导向阀的流通回路面积与阀体的行程成比例地变化，也可以使阀体间通过弹簧连接。
图1是有关本发明的断路器的一实施例的纵剖视图，是表示闭路状态的图。
图2是图1所示的断路器的纵剖视图，是表示通常的开路动作中的初期状态的图。
图3是图1所示的断路器的纵剖视图，是表示一方的开路用导向阀在不动作时的开路动作中的初期状态的图。
图4是图1所示的断路器的纵剖视图，是表示开路动作中的后期状态的图。
图5是图4所示的断路器的纵剖视图，是表示开路状态的图。
图6是图4所示的断路器的纵剖视图，是表示通常的闭路动作中的初期状态的图。
图7是图4所示的断路器的纵剖视图，是表示一方的闭路用导向阀在不动作的情况下的闭路动作中的初期状态的图。
图8是图7所示的断路器的纵剖视图，是表示闭路动作中的后期状态的图。
图9是有关本发明的断路器的其他实施例的纵剖视图，是表示闭路状态的图。
图10是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示通常的开路动作中的初期状态的图。
图11是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示一方的开路用导向阀在不动作时的开路动作中的初期状态的图。
图12是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示开路动作中的后期状态的图。
图13是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示开路状态的图。
图14是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示通常的闭路动作中的初期状态的图。
图15是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示一方的闭路用导向阀在不动作时的闭路动作中的初期状态的图。
图16是图9所示的断路器的纵剖视图，是表示闭路动作中的后期状态的图。
具体实施例方式
下面，使用图1至图8，说明本发明的断路器的流体压力驱动装置的一实施例。图1是表示断路器的流体压力驱动装置的纵剖视图。断路器为闭路状态(通电中的状态)。图2以下也是与图1同样的纵剖视图，各自的动作状态不同。图2是通常的开路动作的初期状态，图3是开路用导向阀中的一个在不动作的情况下的开路动作的初期状态。另外，图4是开路动作的后期状态，图5是开路状态(断路状态)，图6是通常的闭路动作中的初期状态，图7是闭路用导向阀中的1个在不动作的情况下的闭路动作的初期状态，图8是闭路动作中的后期状态。
在图1中，开闭接点的断路器100具有固定触头1和可动触头2。驱动此断路器100的流体压力驱动装置3具有活塞5、和容纳于此活塞5中的流体压力缸4。流体压力缸4驱动可动触头2。流体压力缸4由活塞5分割为小受压面积侧6和大受压面积侧7。在小受压面积侧6上，从流体压力源8吐出的在储压器9内蓄压的动作流体的供给压力通常作用。在形成缸操作室7的大受压面积侧，通过开路用主阀11和闭路用主阀12的开闭转换，高压的供给压力或者贮存器10的低压返回流体压力选择性地作用。贮存器10回收以及储藏从该油压装置排出的流体。
开路用主阀11是双向阀，使缸操作室7与低压贮存器10连通，与活塞5进行开路动作。在开路用主阀11的一端侧所形成的开路用主阀导向室17中，连接有转换阀13的控制口14。用于闭合开路用主阀11的阀体1 的弹簧16设置在阀体15的背面侧。弹簧16的弹力和开路用主阀导向室17的高压的流体压力用于闭合阀体15。在开路用主阀导向室17中，从缸操作室7推出的流体也进行作用，通过该流体的压力，开路用主阀导向室17为低压时，阀体15开放。在阀体15的背面形成低压室18，此低压室18时常与返回侧连通。由于开路用主阀导向室17的内径设置低压室18，与在阀体15的端部形成的阀座19相比形成为小径。在这里，开路用主阀11设定受压面积以及流体压力为，使在闭阀状态下在开路用主阀导向室17上所负荷的来自右方的力大于来自阀座19的左方所作用的力。
闭路用主阀12是双向阀，使缸操作室7与高压供给侧配管8a连通，用活塞5使之闭路。闭路用主阀12具有阀体20和与该阀体20的轴接触的活塞21。弹簧22配置在阀体20的背面侧，该弹簧22的弹力作用于阀体20。在闭路用主阀12的缸和活塞21之间形成的闭路用主阀导向室24中，与开路用主阀导向室17相同，转换阀13的控制口14进行连接。在闭路用主阀12的阀体20的背面侧，形成辅助室26，在此辅助室26中，缸操作室7通过从阀体20的轴中心向侧面贯通的导通孔25进行连通。
阀体20的阀座27的直径小于闭路用主阀导向室24的内径、即小于活塞21的外径，且大于辅助室26的内径。若使闭路用主阀导向室24成为低压，则在阀体20上，作用有弹簧22的力、供给流体压力和流体压力，阀体20闭合，该供给流体压力作用在由于阀座27和辅助室26的半径不同而产生的面积差部分上，该流体压力作用于辅助室26。若使闭路用主阀导向室24成为高压，则通过此高压流体压力，阀体20开放。
转换阀13是具有在轴方向中间部上形成的两个阀部的阀体31的2位3通阀。在转换阀13的一方的轴端部，形成转换阀导向室28。为驱动阀体31，两个导向阀50、60与转换阀13连接。转换阀导向室28通过开放闭路用导向阀60、闭合开路用导向阀50而成为高压。另外，若闭合闭路用导向阀60、开放开路用导向阀50则成为低压。通过低压和高压的转换，与开路用主阀导向室17和闭路用主阀导向室24连通的控制口14，与高压供给侧连通的供给侧阀室29、或低压的返回侧连通的返回侧阀室30的任意一个连通。
阀体31的阀部的背面侧轴部32，与供给侧阀座33比是小径。转换阀导向室28的受压面积大于返回侧阀座34的截面积与阀部的背面侧轴部32的截面积的差额部分。因此，若使转换阀导向室28成为低压，则通过作用于供给侧阀座33的面积与阀部的背面侧轴部32的面积差的供给压力，阀体31向下方移动。一方面，若使转换阀导向室28成为高压，则由于高压的供给压力而产生的向上的力，超过作用于前述面积差的向下的力，而使阀体31向上方移动。另外，转换阀导向室28经过节流阀35，与具有控制口14的阀室连通。
在阀部的背面侧轴部32的更背面侧，设置有保持机构36。保持机构36在流体压力不作用时，机械性地保持阀体31。在流体压力作用的通常动作中，保持机构36的保持力为可以忽视程度的保持力。
闭路用导向阀60具有相对配置的闭路用电磁螺线圈61、62。若对闭路用电磁螺线圈61励磁，则阀体65开放，若对闭路用电磁螺线圈62励磁，则阀体63开放。若解除对这些电磁螺线圈61、62的励磁，则通过设置在阀体63、65之间的弹簧64的弹力，阀体63、65闭合。同样，开路用导向阀50具有相对配置的开路用电磁螺线圈51、52。若对开路用电磁螺线圈51励磁，则阀体55开放，若对开路用电磁螺线圈52励磁，则阀体53开放。若解除对这些电磁螺线圈51、52的励磁，则通过设置在阀体53、55之间的弹簧54的弹力，阀体53，55闭合。
在闭路用导向阀60中，阀体63、65相对，阀体63、65的移动方向均为图1中的上下方向。因此，若电磁螺线圈61、62受到励磁，则阀体63、65因为是相互接触状移动，所以阀体63、65相互限制其运动。同样的原因，在开路用导向阀50中，两个阀体53、55也相互限制自己的运动。
闭路用导向阀60的一次侧连接到高压的供给侧，二次侧连接到开路用导向阀50的一次侧以及转换阀导向室28。开路用导向阀50的二次侧也连接到低压的返回侧。闭路用导向阀60和开路用导向阀50均为提升阀，流通回路面积与阀体的轴向移动量略成比例。
以下说明上述那样构成的本实施例的动作。
在图1的闭路状态中，缸操作室7、开路用主阀导向室17、闭路用主阀导向室24、转换阀导向室28、闭路用导向阀60的一次侧以及开路用导向阀50的一次侧均为高压。于是，这些所有的阀均闭合。
在此状态中，若从没有图示的主控制装置发出开路指令，则开路用电磁螺线圈51、52受到励磁，开路用导向阀50的阀体55、53被推开。因为转换阀导向室28与低压的返回侧连通，所以通过作用于供给侧阀室29和具有控制口14的阀室的高压，转换阀13转换到开路操作状态。此时，阀体53、55分别在整个行程的一半处接触，不能再加大开口。
若在发出开路指令时，开路用电磁螺线圈51不动作，或是阀体55固定不动作，或者发生开路用电磁螺线圈52所产生的力大于开路用电磁螺线圈51所产生的力等的问题，则如图3所示，阀体53为全行程。若阀体53为全行程，则阀体55被阀体53推压而闭合。提升阀开口时的流通回路面积与作为提升阀的轴向移动量的提升量成比例。
在阀体53、55的一方为全行程时，动作流体从一次侧向二次侧流过的流通回路面积，与阀体53、55分别静止在全行程的一半处时，动作流体从一次侧向二次侧流过的两个地方的流通回路面积之和略相等。转换阀13的转换速度是动作流体从开路用导向阀的一次侧向二次侧流过的流通回路面积越大就越快。因为在图2和图3中，流通回路面积相等，所以转换阀13的动作速度没有改变。
因为转换阀13转换到开路操作状态，所以控制口14以及与其连接的开路用主阀导向室17在返回侧连通，成为低压。开路用主阀11通过流体压力缸4所具有的缸操作室7的高压流体开放，使缸操作室7与返回侧连通。据此，活塞5与可动触头2开始开路动作。
因为在缸4的小受压面积侧6上负荷有高压，所以推出缸操作室7的流体。此时，阀室11a的压力升高，开路用主阀11保持开放状态。图4中表示的是此开路用主阀11一直开放的开路动作后期的状态。若活塞5完成了开路动作，则停止从缸操作室7向返回侧的流动。在开路用主阀11中，图4中的右方和左方的压力差消失。因此，开路用主阀11通过弹簧16闭合。一方面，因为解除对开路用电磁螺线圈51、52的励磁，所以开路用导向阀50也通过弹力闭合。即，所有的阀再次闭合。此状态如图5所示。
在转换阀13动作后，无论是图2的情况，还是图3的情况，完全是相同的动作。因此，在图2的情况和图3的情况下，断开时间没有变化。另外，若开路用主阀导向室17为低压，则与此同时，闭路用主阀导向室24也成为低压。因此，闭路用主阀12的活塞21暂时向右方移动。但是，因为闭路用主阀12从最初开始就闭合，所以即使仅活塞21移动，也一直为闭合，其结果为，基于上述的转换阀13的开路动作不会受闭路用主阀12的影响。
在图5的开路状态中，从没有图示的主控制装置发出闭路指令时的状况如图6所示。闭路用电磁螺线圈61、62受到励磁。闭路用导向阀60由于闭路用电磁螺线圈61、62推开，动作流体从与供给侧连通的导向阀60的一次侧流入二次侧。转换阀导向室28成为高压，转换阀13转换到闭路操作状态。此时，阀体63、65分别在全行程的一半处接触，无法使导向阀60开口更大。
在发出闭路指令时，若发生闭路用电磁螺线圈61不动作，或是阀体65固定不动作，或是闭路用电磁螺线圈62产生的力大于闭路用电磁螺线圈61产生的力等的问题，则如图7所示，阀体63为全行程。若阀体63为全行程，则阀体65被阀体63推压而闭合。在闭路指令中与开路指令时相同，阀体63、65的一方为全行程时，动作流体从一次侧向二次侧流过的流通回路的流通回路面积(参照图7)，和阀体63、65双方分别静止于全行程的一半处时，动作流体从一次侧向二次侧流过的两个地方的流通回路面积之和(参照图6)大略相等。因此，在图6和图7中，转换阀13的动作速度没有变化。
如图6及图7所示，若转换阀13动作，则闭路用主阀导向室24与控制口14连通。据此，控制口14和闭路用主阀导向室24成为高压，闭路用主阀12的活塞21和阀体20向图中的左方移动，开放闭路用主阀12。缸操作室7与高压侧连通，与可动触头2一体的活塞5开始闭路动作。此时，缸操作室7在缸动作开始时，瞬间成为高压。
随着缸操作室7的压力上升，通过导通孔25，辅助室26的压力也升高。但是，在活塞5运动期间，没有上升至供给压力。即，超过作用于缸4的小受压面积侧6的供给流体压力、可动触头2等的质量、设置在活塞5周围的没有图示的密封垫的摩擦力等的负荷而可以驱动活塞5的力，在缸操作室7产生。该力大致是由小受压面积侧6和缸操作室7的受压面积的比决定的。因为缸操作室7的受压面积较大，所以缸操作室7的压力也低于供给压力。
低于此供给压力的压力在作用于缸操作室7的状态下，活塞21通过施加给闭路用主阀导向室12的供给压力，被推向左方。若活塞21被推向左方，则与此活塞21邻接的阀体20也被推向左方。在这里，在阀体20和活塞21上，产生从下述左方来的力。是基于作用于活塞21的径和阀座27的径差部分的作动流体的压力而产生的力、基于作用于阀座27和辅助室26的径差部分的供给压力而产生的力以及弹簧22等的力。一方面，在阀体20和活塞21上，由于作用于闭路用主阀导向室24的作动流体的压力，产生从右方来的力。
若将弹簧22的力设定为小于流体压的力，则因为作用于辅助室的压力低于活塞5在闭路动作中的供给压力，所以从右方来的作用力大于从左方来的作用力。据此，阀体20维持被推向左方的状态，活塞5继续闭路动作。若转换阀13转换到闭路操作状态，则开路用主阀导向室17也成为高压。但是，开路用主阀11在动作开始前就闭合，仅增加了闭合阀的力，不会对闭路动作有不良影响。
若完成闭路动作、活塞5停止，则动作流体的流动停止。缸操作室7、导通孔25以及辅助室26内的压力升高至供给压力。由于弹簧22的力，闭路用主阀12的阀体20和活塞21向右推出，闭合闭路用主阀12。若切断使用闭路侧电磁螺线圈61、62的闭路指令，则闭路用导向阀60闭合。这些一连串动作的结果是达到如图1所示的闭路状态。转换阀13动作后的闭路用主阀12和活塞5的动作，与图6的情况和图7的情况相同，闭合时间没有变化。
根据本实施例，即使在电磁螺线圈或者导向阀中的一个发生问题的情况下，也可以以与通常情况相同的速度动作，可以提高断路器的流体压力驱动装置的可靠性。
使用图9至图16，说明本发明的其他实施例。
在本实施例中，省略了在如图1至图8所示的实施例中使用的开路用主阀11和闭路用主阀12，将转换阀13的控制口14与流体压力缸4的缸操作室7连接。据此，转换阀驱动直接流体压力缸。图9表示正在通电的闭路状态，图10表示通常开路动作初期的状态，图11表示开路用导向阀中的一个不动作情况下的开路动作的初期状态。另外，图12表示开路动作的后期状态，图13表示断路状态下的某种开路状态，图14表示通常的闭路动作中的初期状态，图15表示闭路用导向阀中的一个不动作情况下的闭路动作的初期状态，图16表示闭路动作中的后期状态。除省略开路用主阀11和闭路用主阀12这点以外，是与图1至图8所示的实施例完全相同的构成。因此，这些图9至图16的状态，分别与图1至图8的状态相对应。
本实施例适用于驱动从小容量到中容量的断路器的情况。另外，在本实施例中，因为是通过转换阀驱动直接流体压力缸，所以转换阀的动作时间的误差对断开时间或是闭合时间有很大影响。但是，因为使用导向阀，而不使转换阀的动作时间变化，所以，对断路器的动作没有不良影响。
在上述各实施例中的导向阀使用了提升阀，代替提升阀，也可以使用滑柱阀。另外，因为开路用导向阀和闭路用导向阀是独立动作，所以也可以仅将开路用导向阀和闭路用导向阀的一方做成上述构造。另外，在上述实施例中，是使导向阀的两个阀体相互接触，也可以使其不接触。
如上所述，根据本发明，因为将导向阀的两个阀体在1个阀室内相对配置，所以可以使断路器小型化，可以降低成本。另外，因为使两个阀体相互接触，限制了阀体的动作，所以即使一个导向阀产生问题，也不会对动作时间有所影响，从而可以实现可靠性高的断路器。
权利要求
1.一种断路器的流体压力驱动装置，驱动容纳于缸内的活塞，开闭具有可动触头和固定触头的接点，其特征在于，设置有转换驱动前述活塞的压力的转换阀、和开闭与此转换阀连接的流通回路的闭路用导向阀和开路用导向阀，各导向阀使两个阀体相对配置，使阀体的移动方向实质上为反方向。
2.如权利要求1所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，将前述两个阀体配置在一个阀室内。
3.如权利要求1所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，前述一方的阀体变位到最大行程、另一方的阀体在最小行程位置时，使阀体彼此间接触地配置各阀体。
4.如权利要求2所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，前述一方的阀体变位到最大行程，另一方的阀体在最小行程位置时，使阀体彼此间接触地配置各阀体。
5.如权利要求3所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，前述阀体的最大行程大致相同。
6.如权利要求1所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，前述导向阀作为提升阀。
7.如权利要求4所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，导向阀的流通回路面积与前述阀体的行程成比例地变化。
8.如权利要求1至7的任一项所述的断路器的流体压力驱动装置，其特征在于，前述阀体之间是由弹簧连接。
全文摘要
本发明的课题是在断路器的流体压力驱动装置中，即使导向阀产生问题，也不会对动作时间有所影响。断路器的接点具有使电流进行流通或断路的可动触头1和固定触头2。在一端安装有可动触头的轴的另一端部，设有活塞5，此活塞容纳于缸4内。转换阀13转换驱动活塞的油压。为了转换此转换阀，设有导向阀50、60。各导向阀有一对相对配置的阀体53、55、63、65和连接阀体间的弹簧54、64。一方的阀体可以直至与另一方的阀体相接触地进行行程。
文档编号F15B15/00GK1461029SQ0313149
公开日2003年12月10日 申请日期2003年5月16日 优先权日2002年5月17日
发明者濑户信治, 武田康秀, 海老泽大辅, 内山正之, 渡边笃司, 河本英雄 申请人:株式会社日立制作所