KR100248936B1 - Fluid pressure drive device df breaker - Google Patents
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Abstract
차단기의 접촉자의 개폐를 유체압력에 의해 실행하는 유체구동장치에 관한 것으로서, 온도변화에 의해 작동유체의 점도가 변화해도 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 작게 억제하기 위해, 작동유체를 수용하는 저장소, 작동유체를 가압해서 공급측 관로로 배출하는 펌프, 공급측 관로에 접속되고 펌프에서 가압공급된 작동유체를 축압하는 어큐뮬레이터, 차단기의 접촉자를 개폐하는 유체압 실린더, 유체압 실린더와 공급측 관로를 연결하는 관로를 거쳐서 마련되고 유체압 실린더로의 작동유체의 공급과 배출은 제어하는 작동유체유로 제어수단, 어큐뮬레이터에 축압된 작동유체의 공급을 검출해서 출력하는 압력감시수단, 어큐뮬레이터에 축압된 작동유체를 저장소로 유출시키는 누설수단, 압력감시수단으로 부터의 출력신호에 따라서 펌프를 기동, 정지시켜서 공급압을 소정의 상한값과 하한값 사이에 유지하도록 작동하는 펌프제어수단을 갖는 구성으로 하였다.The present invention relates to a fluid driving device which performs opening and closing of a contactor of a circuit breaker by a fluid pressure, and includes a working fluid in order to reduce a change in operating frequency and operating time of a pump even if the viscosity of the working fluid changes due to temperature change. Reservoir, pump for pressurizing working fluid to discharge to supply line, accumulator connected to supply line and accumulating working fluid pressurized from pump, fluid pressure cylinder for opening / closing contactor of breaker, connecting fluid pressure cylinder to supply line The working fluid flow path control means, which is provided through the pipeline and controls the supply and discharge of the working fluid to the hydraulic cylinder, the pressure monitoring means for detecting and outputting the supply of the working fluid accumulated in the accumulator, and the working fluid accumulated in the accumulator Pump according to the output signal from the leaking means or the pressure monitoring means It was set as the structure which has a pump control means which starts and stops and operates so that a supply pressure may be kept between a predetermined upper limit and a lower limit.
이렇게 구성하는 것에 의해, 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 적게 억제할 수 있고, 확실하게 소정의 동작을 수행할 수 있게 되어 신뢰성이 높은 차단기의 유체압 구동장치 및 차단기를 실현할 수 있다는 효과가 얻어진다.With this arrangement, it is possible to reduce the variation in the number of operation and the operation time of the pump for maintaining the supply pressure within a predetermined range, and to perform the predetermined operation reliably, so that the fluid pressure of the reliable breaker The effect that the drive device and the breaker can be realized is obtained.
Description
본 발명은 전력용 차단기의 구동장치에 관한 것으로서, 특히 차단기의 접촉자의 개폐를 유체압력에 의해 실행하는 유체구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
차단기는 낙뢰등의 비상시나 점검등을 위해 전력공급을 정지할 때 및 그후에 전력공급을 재개할 때 등에 접촉자의 개폐를 실행한다. 이와 같은 차단기의 좁촉자의 개폐를 유체압장치에 의해 실행하는 것이 있다. 이와 같은 유체압에 의한 차단기의 개폐장치는 일반 산업용의 유체압장치와 비교하면 작동의 빈도는 적고 대기하고 있는 시간은 훨씬 길다. 따라서, 차단기의 개폐장치(유체압 구동장치)에서는 일반적인 유체압장치와 같이 펌프를 상시 운전해 두는 것이 아니라 펌프가 배출한 고압의 작동유체를 어큐뮬레이터에 축적해 두고 어큐뮬레이터에 축적된 작동유체의 압력 즉 공급압이 저하했을 때만 펌프를 운전해서 공급압을 소정 압력까지 높이도록 하고 있다. 그 때문에, 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위해서 압력스위치등의 압력감시수단을 사용하여 공급압을 감시하고, 공급압이 미리 설정된 하한값에 도달하면 펌프를 가동시켜 승압을 개시하고 상한값에 도달하면 펌프를 정지시키는 구성이 채용되고 있다.The breaker performs the opening and closing of the contactor at the time of stopping the power supply for emergency or inspection of lightning, etc., and then restarting the power supply afterwards. Such opening and closing of the narrow contactor of the breaker may be performed by a fluid pressure device. The opening and closing device of the circuit breaker by the fluid pressure is less frequent than the fluid pressure device of the general industrial use, the waiting time is much longer. Therefore, the switchgear (fluid pressure drive device) of the breaker does not operate the pump at all times as in a general fluid pressure device, but accumulates the high pressure working fluid discharged from the pump in the accumulator, that is, the pressure of the working fluid accumulated in the accumulator, Only when the supply pressure falls, the pump is operated to raise the supply pressure to a predetermined pressure. Therefore, in order to maintain the supply pressure within a predetermined range, a pressure monitoring means such as a pressure switch is used to monitor the supply pressure. When the supply pressure reaches the preset lower limit value, the pump is started to start the boosting pressure when the upper limit value is reached. The structure which stops a pump is employ | adopted.
에너지절약이나 수명의 점에서는 펌프의 운전회수나 운전시간은 적은 쪽이 바람직하지만, 필요할 때 기동하지 않거나 또는 신속하게 승압하지 못하는 일없이 확실하게 기동하여 승압시키기 위해서는 어느 정도의 빈도로 펌프를 운전시키는 것이 바람직하다.In terms of energy saving and longevity, it is preferable to reduce the number of operation and the operation time of the pump.However, to operate the pump at a certain frequency in order to start and increase the pressure without failing to start it or failing to boost it quickly, It is preferable.
이 때문에, 종래의 차단기의 유체압 구동장치에서는 펌프의 배출구와 어큐뮬레이터를 연결하는 배관 즉 공급압관로와 펌프의 흡입측과 저장소를 연결하는 배관 측 저압측배관을 연결하는 유로를 마련함과 동시에, 이 유로에 스로틀을 마련해서 누설수단을 구성하고 작동유체를 어큐뮬레이터에서 저장소로 상시 조금씩 누설시키고, 펌프정지후는 공급압이 서서히 저하해 가서 어느 정도의 시간이 경과하면 공급압의 하한값에 도달하여 펌프가 기동되도록 하고 있었다.For this reason, the fluid pressure drive device of the conventional circuit breaker provides a pipe connecting the outlet of the pump and the accumulator, that is, a flow path connecting the supply pressure line and the low pressure side pipe connecting the suction side and the reservoir of the pump. A throttle is provided in the flow path to form a leaking means, and the working fluid is constantly leaked from the accumulator to the reservoir.After the pump stops, the supply pressure gradually decreases, and after a certain time, the pump reaches the lower limit of the supply pressure. I was trying to maneuver.
또는, 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성3-245421호에 기재되어 있는 바와 같이 공급압측과 저압측을 연결하는 유로상에 전자밸브를 마련하고 이것은 정기적으로 열어서 공급압을 저하시키는 것에 의해 펌프를 정기적으로 기동하는 기구가 사용되고 있었다.Alternatively, for example, a solenoid valve is provided on a flow path connecting the supply pressure side and the low pressure side as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-245421, which is opened regularly to lower the supply pressure. Mechanisms to start regularly were used.
상기 제1종래기술의 구성에서는 스로틀의 유로단면적이 일정하므로, 주위(외부공기)의 온도변화에 따라서 작동유체의 점도가 변화하면 누설량이 변화해 버린다. 그 결과, 펌프의 운전회수나 운전시간이 크게 변동해 버린다는 문제가 있었다. 왜냐하면, 누설시키는 유량은 극히 미량으로 좋으므로 오리피스 스로틀은 유량이 너무 커서 사용할 수 없어 고리형상 스로틀이나 모세관 스로틀을 사용하게 되고, 이들 스로틀을 통해서 누설되는 유량은 작동유체의 점도에 반비례하기 때문이다. 예를 들면, 고리형상 스로틀을 사용한 경우의 누설량QL은 식1로 나타내는 고리형상 간극의 유량의 식으로 나타내어진다.In the configuration of the first conventional technique, since the flow path cross section area of the throttle is constant, the leakage amount changes when the viscosity of the working fluid changes with the temperature change of the surrounding (external air). As a result, there has been a problem that the operating frequency and the operating time of the pump greatly change. This is because the flow rate of leakage is very small, so the orifice throttle cannot be used because the flow rate is too large to use an annular throttle or capillary throttle, and the flow rate leaking through these throttles is inversely proportional to the viscosity of the working fluid. For example, the leakage amount Q L at the time of using a cyclic throttle is represented by the formula of the flow volume of the cyclic gap represented by Formula (1).
[식 1][Equation 1]
여기에서, d는 핀의 직경, L은 고리형상 간극의 축방향의 길이, δ는 반경 방향의 간극의 크기, μ는 작도유체의 점도이다. △p는 상류측과 하류측의 압력차 즉 공급압ps에서 저압측의 압력을 뺀 압력이고, 통상 저압측의 압력은 대기 압과 동일하므로 △p는 ps와 동일하다.,Here, d is the diameter of the fin, L is the axial length of the annular gap, δ is the size of the radial gap, μ is the viscosity of the working fluid. Δp is the pressure difference on the upstream and downstream sides, that is, the pressure obtained by subtracting the pressure on the low pressure side from the supply pressure ps, and Δp is equal to ps since the pressure on the low pressure side is usually the same as the atmospheric pressure.
작용츄에의 점도는 고온으로 되면 감소하고 저온으로 되면 증가하기 때문에, 스로틀의 유로단면적을 결정하는 반경간극δ가 일정하면 누설량은 온도상승과 함께 증가하고 온도강하와 함께 감소한다. 이 때문에, 여름철이나 온난한 지역등에서는 누설량이 많아지므로, 펌프의 운전회수나 운전시간이 증가하여 에너지 소비량이 증가하며 또한 펌프나 구동장치의 릴레이등의 수명이 짧아지는 등의 문제가 발생하는 경우가 있었다. 반대로, 겨울철이나 한냉지 등에서는 누설량이 적어지므로, 운전회수나 운전시간이 감소하고 펌프내의 슬라이딩부가 고착하는 경향이 있어 슬라이딩 저항이 증가하여 효율이 악화되고 원활하게 기동할 수 없게 되는 등의 문제를 발생하는 경우가 있었다.Since the viscosity of the working chute decreases at high temperatures and increases at low temperatures, the leakage amount increases with temperature rise and decreases with temperature drop if the radial gap δ that determines the flow path cross-sectional area of the throttle is constant. Therefore, in the summer or in a warm area, the amount of leakage increases, so that the number of times of operation and operating time of the pump increases, which leads to an increase in energy consumption and shortening the life of the pump or the relay of the driving device. There was. On the contrary, in winter and cold areas, the amount of leakage decreases, so that the number of times of operation or operating time decreases, and the sliding part in the pump tends to stick, resulting in an increase in sliding resistance, leading to deterioration in efficiency and inability to start smoothly. There was a case.
또, 스로틀의 상류측과 하류측에 압력차가 있는 한 작동유체의 누설은 계속되므로, 만일 펌프가 기동되지 않거나 해서 정상적인 승압을 할 수 없게 된 경우에는 공급압이 하한값을 하회해도 계속해서 저하하고 마지막에는 차단기를 구동할 수 없는 압력에까지 저하해 버린다는 문제를 발생하는 경우도 있었다.Also, as long as there is a difference in pressure between the upstream and downstream sides of the throttle, leakage of the working fluid continues, so if the pump cannot be started or the normal pressure can not be increased, the supply pressure will continue to decrease even if it falls below the lower limit. In some cases, there was a problem that the circuit breaker lowered to a pressure at which the circuit breaker could not be driven.
한편, 상기 제2의 종래기술의 구성에서는 전자밸브를 구동하기 위한 구동장치나 이것을 정기적으로 열기 위한 타이머등의 장치가 필요하게 되므로, 기기의 구성이 복잡하게 되는 전자밸브나 구동장치등의 고장에 의한 트러블에 대한 대비가 필요하게 되는 등의 문제가 있었다. 또, 이 구성의 경우도 만일 펌프가 기동되지 않은 채 전자밸브가 열리는 동작을 반복하면 공급압이 너무 저하해서 차단기를 구동할 수 없게 된다는 문제를 발생하는 경우도 있었다.On the other hand, in the second prior art configuration, a drive device for driving the solenoid valve or a timer for opening it regularly is required, and therefore, a failure of the solenoid valve or drive device, etc., which complicates the configuration of the device, is required. There was a problem such as need to prepare for the trouble. Also in this configuration, if the operation of opening the solenoid valve without the pump being started is repeated, there is a problem that the supply pressure is too low to drive the circuit breaker.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술에 있어서의 문제점을 해소하고, 온도변화에 의해 작동유체의 점도가 변화해도 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 작게 억제하고, 만일 펌프에 의한 승압을 정상적으로 할 수 없는 경우에는 작동유체의 누설을 정지시켜 공급압이 그 이상 저하하지 않도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problems in the prior art as described above, and to reduce the operating frequency of the pump and the variation of the operating time for maintaining the supply pressure within a predetermined range even if the viscosity of the working fluid changes due to temperature change. If it is impossible to increase the pressure by the pump normally, the leakage of the working fluid is stopped to prevent the supply pressure from dropping further.
제1도는 본 발명에 의한 유체압 구동장치의 1실시예에 있어서의 폐로상태를 도시한 계통도.1 is a system diagram showing a closed state in one embodiment of a fluid pressure drive device according to the present invention.
제2도는 제1도의 실시예에 있어서의 개로상태를 도시한 계통도.2 is a schematic diagram showing an open state in the embodiment of FIG.
제3도는 제1도의 누설수단의 구성을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of the leaking means of FIG.
제4도는 제3도의 누설수단의 온도에 의한 스로틀부의 변화를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing the change in the throttle portion caused by the temperature of the leaking means in FIG.
제5도는 제3도의 누설수단의 온도에 의한 누설량의 변화를 도시한 특성도.FIG. 5 is a characteristic diagram showing the change of the leakage amount by the temperature of the leaking means of FIG.
제6도는 본 발명의 누설수단 및 유로개폐수단의 1실시예를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing one embodiment of the leaking means and the channel opening and closing means of the present invention.
제7도는 제6도의 유로개폐수단이 닫힌 상태를 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing a state in which the flow path opening and closing means of FIG. 6 is closed.
제8도는 제6도의 유로개폐수단에 있어서의 공급압과 조작력의 관계의 예를 도시한 특성도.Fig. 8 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the supply pressure and the operating force in the flow path opening and closing means of Fig. 6;
제9도는 본 발명의 누설수단의 다른 실시예를 도시한 단면도.9 is a sectional view showing another embodiment of the leaking means of the present invention.
제10도는 본 발명의 누설수단의 다른 실시예를 도시한 단면도.10 is a sectional view showing another embodiment of the leaking means of the present invention.
제11도는 본 발명의 유로개폐수단의 다른 실시예를 도시한 단면도.Figure 11 is a sectional view showing another embodiment of the flow path opening and closing means of the present invention.
제12도는 본 발명의 유로개폐수단의 공급압과 조작력의 관계의 다른 예를 도시한 특성도.12 is a characteristic view showing another example of the relationship between the supply pressure and the operating force of the flow path opening and closing means of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 공급압측과 저압측을 연결하는 유로상에 유로단면적이 온도변화에 따라서 변화하도록 구성한 스로틀 유로를 갖는 누설수단을 마련한다. 즉, 유로단면적이 온도상승과 함께 감소하고 온도강하와 함께 증가하는 스로틀 유로를 구비한 누설수단을 마련하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a leakage means having a throttle flow passage configured to change the cross-sectional area of the flow passage in accordance with the temperature change on the flow passage connecting the supply pressure side and the low pressure side. In other words, it is to provide a leaking means having a throttle flow path that the flow path cross-sectional area decreases with temperature rise and increases with temperature drop.
구체적으로는 누설수단을 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.Specifically, it is preferable that the leakage means be configured as follows.
우선, 테이퍼구멍을 갖는 제1부재와 이 테이퍼구멍과의 사이에 고리형상의 간극을 갖고 끼워맞춤하는 테이퍼핀을 한쪽끝에 가짐과 동시에 다른쪽 끝에 있어서 제1부재와 결합된 제2부재를 마련하여 양자의 간극을 작동유체가 흐르는 스로틀 유로를 구성하고, 이 스로틀 유로의 한쪽끝을 공급압측에, 다른쪽끝을 저압측에 접속한다. 테이퍼구멍과 테이퍼핀의 테이퍼는 제1부재와 제2부재의 결합부에서 멀어질수록 테이퍼부의 직경이 가늘어지는 경향이 있다. 다음에, 제2부재의 적어도 일부 바람직하게는 테이퍼핀을 이루는 부분과 제1부재로의 결합부 사이의 부분을 제1부재보다 열팽창계수가 큰 재료로 구성한다.First, a first member having a tapered hole and a tapered pin to be fitted with an annular gap between the tapered hole are fitted at one end and a second member coupled to the first member at the other end is provided. Both gaps constitute a throttle flow path through which the working fluid flows, and one end of the throttle flow path is connected to the supply pressure side, and the other end is connected to the low pressure side. The taper of the taper hole and the taper pin tends to decrease in diameter as the taper portion moves away from the coupling portion of the first member and the second member. Next, at least a portion of the second member, preferably a portion between the tapered pin and the engaging portion to the first member, is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the first member.
상기와 같이 구성하면, 온도가 변화하면 제2부재쪽이 제1부재보다 크게 신축하므로 테이퍼구멍의 내면과 테이퍼핀의 외면의 축방향 상대위치가 변화해서 스로틀의 유로단면적이 변화한다. 즉, 온도가 상승하면 제2부재가 제1부재보다 크게 연장되므로 간극δ가 작아지고, 반대로 온도가 강하하면 제2부재가 제1부재보다 크게 축소되므로 간격δ가 커진다. 이와 같이, 스로틀의 유로단면적이 온도변화에 따라서 고온으로 되면 작아지고 저온으로 되면 커지도록 변화하므로, 점도가 변화해도 간극δ의 3승을 점도 μ로 나눈값에 비례하는 누설량의 변동을 작게 억제할 수 있다. 따라서, 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 작게 억제할 수 있게 된다. 또, 누설량은 간극δ의 3승에 비례하므로 간극δ을 매우 작게 변화시킨 것만으로 큰 효과가 얻어진다.With the above configuration, when the temperature changes, the second member is stretched more than the first member, so that the axial relative positions of the inner surface of the tapered hole and the outer surface of the tapered pin change, so that the flow passage cross section area of the throttle changes. That is, when the temperature rises, the gap δ becomes smaller because the second member extends larger than the first member. On the contrary, when the temperature drops, the gap δ increases because the second member shrinks larger than the first member. In this way, since the flow path cross-sectional area of the throttle changes to become high at high temperatures and increases at low temperatures as the temperature changes, it is possible to suppress the variation in leakage amount proportional to the trigonometry of the gap δ divided by the viscosity μ even if the viscosity changes. Can be. Therefore, it is possible to suppress a small change in the operating frequency and the operating time of the pump for maintaining the supply pressure within a predetermined range. In addition, since the leakage amount is proportional to the third power of the gap δ, a large effect can be obtained only by changing the gap δ very small.
또, 본 발명에서는 누설량 조정수단의 상류에 공급압이 소정의 하한값 이하로 되면 누설수단으로의 작동유체의 유입을 차단하도록 구성한 유로개폐수단을 마련한다. 구체적으로는 포핏밸브등의 유로개폐부를 마련하고 그 입력측을 공급압측에, 출력측을 누설수단의 상류측에 접속하고, 또 스프링등의 탄성부재에 의해 유로개폐부를 닫는 조작을 하는 폐조작기구와 공급압에 의해 유로개폐부를 여는 조작을 하는 개조작기구를 마련하고, 공급압이 미리 설정된 압력이하로 되면 유로개폐부를 여는 개조작기구의 힘보다 폐조작기구의 닫는 힘이 커지도록 구성한다. 개조작기구의 개조작력은 수압(受壓)면적과 공급압의 곱이기 때문에 공급압이 소정의 하한값 이하로 되면 폐조작기구의 폐조작력 쪽이 개조작력보다 커지도록 개조작기구의 수압면적을 설정한다.Further, the present invention provides a flow path opening and closing means configured to block the inflow of the working fluid to the leaking means when the supply pressure is upstream of the leak rate adjusting means. Specifically, a supply mechanism for closing and opening the flow opening and closing part such as a poppet valve, the input side connected to the supply pressure side, the output side upstream of the leaking means, and the flow opening and closing part being operated by an elastic member such as a spring and supplying A retrofit operation mechanism for operating the opening and closing of the flow path opening and closing by the pressure is provided, and when the supply pressure falls below a preset pressure, the closing force of the closing operation mechanism is greater than that of the retrofit operation mechanism for opening the flow path opening and closing part. Since the retrofitting force of the retrofit tool is the product of the hydraulic pressure area and the supply pressure, if the supply pressure falls below the predetermined lower limit, set the hydraulic pressure area of the retrofit tool so that the closed operation force of the retrofit tool becomes larger than the retrofit force. do.
이와 같이 구성하면, 공급압이 미리 설정된 압력을 하회하면 유로개폐부가 닫혀져 작동유체의 누설이 정지하므로 공급압이 그 이하로 저하하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 만일 펌프가 기동되지 않았던 경우등 정상적인 승압을 할 수 없게 된 경우에도 공급압이 이상(異常)으로 저하해 버려 차단기를 구동할 수 없게 되어 버린다는 문제를 발생시키는 일이 없게 된다.In such a configuration, when the supply pressure is lower than the preset pressure, the flow path opening and closing part is closed to stop the leakage of the working fluid, so that the supply pressure can be prevented from falling below. Therefore, even if the normal boosting cannot be performed, such as when the pump is not started, the supply pressure drops abnormally and the breaker cannot be driven.
[발명의 실시 형태][Embodiment of the Invention]
이하, 본 발명의 차단기의 유체압 구동장치의 제1실시예를 제1도∼제5도를 참조해서 설명한다.Hereinafter, a first embodiment of a fluid pressure drive device for a circuit breaker of the present invention will be described with reference to FIGS.
제1도에 도시된 실시예는 대기압으로 해방된 작동유체를 저장하는 저장소(10), 이 저장소(10)에서는 작동유체를 흡입하여 가압하는 펌프(5), 펌프(5)를 구동하는 모터(18), 펌프(5)의 배출구에 접촉된 필터(6), 필터(6)의 출력측에 접속된 공급측관로인 공급압관로(36), 공급압관로(36)에 접속된 어큐뮬레이터(7), 공급압관로(36)과 저장소(10)을 접속하는 배관(41)을 거쳐서 마련된 누설수단(16), 상기 공급압관로(36)에 로드측구획(소수압(小受壓)면적측 구획)(4a)를 접속해서 마련된 유체압 실린더(3), 고정접촉자(1)과 가동접촉자(2)로 이루어지는 접점을 포함해서 이루어지고 상기 유체압 실린더(3)에서 상기 접점을 개폐하도록 구성된 차단기(80), 상기 공급압관로(36)과, 상기 유체압 실린더(3)의 실린더헤드측 구획(대수압(大受壓)면적측 구획)(4b)를 연통하는 관로(37)을 거쳐서 마련된 주제어밸브(8), 주제어밸브(8)의 배출구를 상기 저장소(10)에 접속하는 관로(39), 주제어밸브(8)에 의해 상류측의 관로(37)에 관로(38)을 거쳐서 입력측이 접속되고 상기 주제어밸브(8)의 제2파이럿실(9b)에 관로(42)에 의해 출력측이 접속된 파이럿밸브(11), 파이럿밸브(11)의 배출구를 상기 저장소(10)에 접속하는 관로(40), 상기 공급압관로(36)의 내압을 검출해서 출력하는 압력감시수단인 압력스위치(15), 압력스위치(15)의 출력신호를 입력으로 해서 상기 모터(18)을 기동 및 정지시키는 펌프제어수단(17), 상기 공급압관로(36)에 접속되고 공급압이 미리 설정된 압력을 초과했을 때 열려 공급압관로(36)내의 작동유체를 저장소(10)으로 안내하는 저장소밸브(14)를 포함해서 구성되어 있다. 주제어밸브(8)과 파이럿밸브(11)이 공급압으로 가압된 작동유체를 유체압 실린더(3)으로 보내거나 유체압 실린더(3)의 작동융체를 저장소로 배출하는 작동유체유로 제어수단을 구성하고 있다.The embodiment shown in FIG. 1 includes a
고정접촉자(1)과 가동접촉자(2)로 이루어지는 접점을 개폐하는 유체압 실린더(3)의 소수압면적측 구획(4a)에는 펌프(5)의 배출구에서 필터(6)를 거쳐서 어큐뮬레이터(7)에 축압된 작동유체의 공급압이 직접 작용하고 있다. 유체압 실린더(3)의 대수압면적측 구획(4b)는 주제어밸브(8)을 전환하는 것에 의해 공급압측 또는 저장소(10)에 연결되는 저압측에 선택적으로 접속된다. 주제어밸브(8)은 밸브케이스, 이 밸브케이스내에 슬라이딩가능하게 내장된 밸브체(9c), 이 밸브체(9c)의 슬라이딩방향의 한쪽의 끝면을 수압벽면으로 하는 제1파이럿실(9a)및 밸브(9c)의 슬라이딩방향의 다른쪽의 끝면을 수압벽면으로 하는 제2파이럿실(9b)를 포함해서 구성되어 있다. 제2파이럿실(9b)의 수압벽면의 면적은 제1파이럿실(9b)의 수압벽면의 면적보다 크게 하고 있다. 밸브체(9c)는 제2파이럿실(9b)의 작동유체의 압력에 의해 그 수압벽면에 가해지는 힘이 제1파이럿실(9a)의 작동유체의 압력에 의해 그 수압벽면에 가해지는 힘보다 크면 제1도에 도시한 상태로 되어 유체압 실린더(3)의 대수압면적측 구획(4b)와 관로(37)을 연통하고, 제2파이럿실(9b)의 작동유체의 압력에 의해 그 수압벽면에 가해지는 힘이 제1파이럿실(9a)의 작동유체의 압력에 의해 그 수압벽면에 가해지는 힘보다 작으면 제2도에 도시한 상태로 되어 유체압 실린더(3)의 대수압면적측 구획(4b)와 관로(39)를 연통한다.In the hydrostatic pressure
파이럿밸브(11)은 개로용 구동수단(12) 및 폐로용 구동수단(13)을 갖게 되고, 개로용 구동수단(12)가 작동하면 주제어밸브(8)의 제2파이럿실(9b)를 관로(40)을 거쳐서 저압측(저장소(10))에 접속하고, 폐로용 구동수단(13)이 작동하면 주제어밸브(8)의 제2파이럿실(9b)를 공급압측(관로(38))에 접속하도록 구성되어 있다. 개로용 구동수단(12) 및 폐로용 구동수단(13)의 작동은 도시되어 있지 않은 제어회로에 의해 제어된다. 주제어밸브(8)의 제1파이럿실(9a)에는 상시 공급압이 작용하고 있다.The
따라서, 제1도에 도시한 폐로유지 상태에 있어서 개로용 구동수단(12)가 작동하면 파이럿밸브(11)이 주제어밸브(8)의 제2파이럿실(9b)를 저압측(관로(40))에 접속해서 주제어밸브(8)을 전환하고, 주제어밸브(8)이 유체압 실린더(3)의 대수압 면적측 구획(4b)를 저압측(관로(39))에 접속한다. 소수압면적측 구획(4a)는 공급압 관로(36)에 상시 접속되어 있기 때문에 유체압 실린더(3)은 소수압면적측 구획(4a)에 작용하는 공급압에 의해 피스톤을 도면에 있어서 우측으로 이동시켜 개로동작을 실행하고 제2도의 상태로 되어 전력이 차단된다. 한편, 제2도에 도시한 개로유지의 상태에 있어서 개로용 구동수단(13)이 작동하면 파이럿밸브(11)이 주제어밸브(8)의 제2파이럿실(9b)를 공급압측(관로(38))에 접속해서 주제어밸브(8)을 반대 방향으로 전환하고, 주제어밸브(8)이 유체압 실린더(3)의 대수압면적측 구획(4b)를 공급압측(관로(37))에 접속하므로 피스톤을 도면에 있어서 좌측으로 이동시키려는 힘이 소수압면적측 구획(4a)에 작용하는 공급압에 의한 힘을 이겨내여 폐로동작을 실행하고 제1도의 상태로 되돌아가서 송전이 재개된다.Therefore, when the opening drive means 12 is operated in the closed holding state shown in FIG. 1, the
펌프(5)의 배출구에는 필터(6)을 거쳐서 공급압관로(36)이 접속되고, 공급압관로(36)에 어큐뮬레이터(7)과 함께 공급압의 이상 상승을 방지하는 안전밸브를 이루는 릴리이프밸브(14)와 압력감시수단을 이루는 압력스위치(15)가 접속되어 있다. 공급압관로(36)에는 또 누설수단(16)을 거쳐서 마련된 배관(41)의 상류단이 접속되고, 배관(41)의 하류단은 저압측(저장소(10))에 연결되어 있다. 압력스위치(15)의 출력단은 펌프제어수단(17)에 접속되고 압력스위치(15)의 출력신호에 따라서 펌프제어수단(17)이 모터(18)에 명령을 부여하여 펌프(5)를 기동 및 정지시키도록 구성되어 있다. 즉, 펌프(5)가 가압배출한 고압의 작동유체는 저장소(7)에 축압되지만, 한쪽에서 어큐뮬레이터(7)의 작동유체는 누설수단(16)을 거쳐서 조금씩 저압측(저장소(10))으로 누설하고, 펌프정지후는 서서히 공급압이 저하해간다. 작동유체의 공급압은 압력스위치(15)에 의해 감시되고 있고 공급압이 소정의 하한값에 도달하면 압력스위치(15)는 펌프제어수단(17)로 그것을 알리는 신호를 출력한다. 이 신호를 받은 펌프제어수단(17)이 모터(18)에 기동명령을 부여해서 펌프(5)를 기동시키고 승압을 개시한다. 어큐뮬레이터(7)의 축압량이 증가하고 공급압이 소정의 하한값에 도달하면 이번에는 압력스위치(15)에서 그 취지의 신호를 받은 펌프제어수단(17)이 모터(18)에 정지명령을 부여해서 펌프(5)를 정지시키고 승압을 종료한다.The supply
누설수단(16)은 제3도에 도시한 바와 같이 테이퍼구멍(19)를 갖는 제1부재(20)과 테이퍼구멍(19) 사이에 거리형상 간극(21)을 갖고 끼워 맞춤하는 테이퍼핀(22)를 한쪽 끝에 갖는 제2부재(23)과 양자를 고정하는 너트(25)를 포팜해서 구성되어 있다. 제2부재(23)은 테이퍼핀(22)와 테이퍼핀(22)의 대직경단에 동일축 동일직경으로 연결되는 축받이 원통부(22A), 축받이 원통부(22A)에 동일축으로 연결되는 원통부(26) 및 원통부(26)에 동일축으로 연결되고 원통부(26)보다 대직경인 수나사를 구비한 결합부(24)로 이루어져 있다. 제1부재(20)은 중공원통형상을 이루고 한쪽의 끝부에서 차례로 테이퍼구멍(19), 테이퍼구멍(19)의 대직경단에 연결되어 이 대직경단의 직경보다 큰 직경의 원통형상의 오목부(20A), 오목부(20A)에 인접하는 오목부(20A)의 내경보다 작은 내경의 축받이부(20B), 축받이부(20B)에 인접하고 축받이부(20B)의 내경보다 큰 직경의 원통형상의 오목부(20C), 오목부(20C)에 인접하고 오목부(20C)의 내경보다 작은 내경의 결합부(20D)가 동일축에 배치되고 결합부(20D)에는 상기 결합부(24)의 수나사와 나사맞춤하는 수나사가 마련되어 있다.As shown in FIG. 3, the leaking means 16 has a
제2부재(23)의 축받이 원통부(22A)는 축받이부(20B0에 끼워맞춰지고, 결합부(24)는 결합부(20D)에 있어서 제1부재(20)에 나사맞춤되고, 제2부재(23)은 제1부재(20)에 대해서 너트(25)에 의해 고정되어 있다. 테이퍼구멍(19)와 테이퍼핀(22)의 테이퍼는 결합부(24)에서 멀어짐에 따라 점차 가늘어지도록 형성되어 있고, 양자(테이퍼구멍(19)와 테이퍼핀(22)) 사이의 고리형상 간극(21)은 작동유체의 흐름에 대한 스로틀 유로(이하, 스로틀라고도 한다)를 이루고, 고리형상 간극(21)의 소직경측이 공급압관로(36)(즉 상류측)에, 대직경측이 오목부(20A)를 거쳐서 저압측(저장소(10))에 각각 접속되어 있다. 또, 결합부(24(20D)는 이송 나사기구를 구성하고 있고 제2부재(23)을 회전시키는 것에 의해 이 제2부재(23)을 제1부재(20)에 대해서 축방향으로 변위시켜서 고리형상 간극(21)을 소정의 크기로 조정한 후에 너트(25)에 의해 고정되어 일체적으로 결합된다. 일체적으로 결합되었을 때 테이퍼핀(22)는 테이퍼구멍(19)와 동심으로 유지되고 고리형상 간극(21)은 전체둘레에 걸쳐서 균일한 간극으로 되고 있다.The bearing
또, 제2부재(23)의 축받이 원통부(22A)가 축받이부(20B)에 끼워맞춰진 부분에는 실(27)이 마련되어 있고 작동유체가 오목부(20A)에서 오목부(20C)를 거쳐서 결합부(24)측으로 누설되는 것을 방지하고 있다. 그리고, 제2부재(23)의 축받이 원통부(22A)와 결합부(24) 사이의 원통부(26)은 제1부재(20)보다 열팽창계수가 큰 재료로 구성되어 있다. 제2부재(23)의 다른 부분과 제1부재(20)은 열팽창계수가 동일하게 되어 있다.In addition, a
제4도에 도시한 바와 같이, 초기의 온도(부재의 온도, 단 부재의 온도는 주위온도에 따라서 변화하기 때문에 주위온도라고 생각해도 좋다. 이하 동일) To에 있어서 고리형상간극(21)의 반경방향의 크기(정확하게는 테이퍼면에 대해 수직으로 측정한 간극의 크기)를 δo으로 하면, 온도가 TH로 상승하면, 제2부재(23)의 원통부(26)이 제1부재(20)의 대응하는 부분보다 크게 연장하므로 테이퍼핀(22)가 도면에 있어서 축방향 우측으로 이동해서 간극은 δH로 감소하고, 반대로 온도가 TL로 강하하면 원통부(26)이 제1부재(20)보다 크게 축소하므로 테이퍼핀(22)가 축방향 좌측으로 이동해서 간극은 δL로 증가한다. 제1부재(20)의 열팽창계수를 α1, 원통부(26)의 열팽창계수를 α2, 원통부(26)의 축방향의 길이를 S, 테이퍼의 각도를 θ로 하면, 온도가 △T만큼 변화했을 때의 간극δ는 식 2로 나타낸 바와 같이 고온으로 되면 작아지고 저온으로 되면 커진다. 작동유체의 점도 μ도 온도가 높아지면 작아지고 온도가 낮아지면 커져서 작동유체의 점도 μ와 간극 δ의 크기는 온도변환에 비례해서 변화(한쪽이 증가하면 다른쪽도 증가하고 한쪽이 감소하면 다른쪽도 감소)하게 된다.As shown in Fig. 4, the initial temperature (the temperature of the member and the temperature of the member may be considered as the ambient temperature because it changes depending on the ambient temperature. The same applies hereinafter) The radius of the
[식 2][Equation 2]
그런데, 고압의 작동유체에 접촉하는 스로틀을 구성하는 구멍과 핀은 통상 강철이나 동합금등을 사용해서 양쪽모두 동일한 재료로 하기 때문에, 테이퍼가 없는 고리형상 간극을 사용한 것에서는 온도변화에 의한 구멍과 핀의 치수변화(직경의 변화)가 양쪽모두 동일정도이므로 간극δ는 거의 변화하지 않고 항상 일정하다고 간주할 수 있다. 또, 스로틀의 축방향길이는 고온으로 되면 길어지고 저온으로 되면 짧아져서 누설량의 관점에서는 작동유체의 점도μ의 변화를 부정하도록 변화하지만, 점도μ에 비해서 그 변화가 너무 작으므로 누설량의 변화를 억제하는 것까지의 효과는 얻어지지 않는다.However, since the holes and pins constituting the throttle contacting the high-pressure working fluid are usually made of the same material by using steel or copper alloy, the taper-shaped annular gap and the holes and pins due to temperature change are used. Since the dimensional change (change in diameter) of is equal to both, the gap δ hardly changes and can be regarded as always constant. In addition, the axial length of the throttle becomes longer at high temperatures and shorter at low temperatures, so that the change in viscosity μ of the working fluid is negated from the viewpoint of leakage, but the change is too small compared to viscosity μ, thus suppressing the change in leakage. The effect until doing is not obtained.
또, 유압작동유의 동(動)점도ν(ν=μ/ρ,ρ는 점도)의 온도에 대한 변화는 식 3으로 나타낸 월터(walther)의 실험식에서 잘 나타내어지며 점도는 고온으로 될수록 저하의 정도가 증가한다.The change in temperature of the hydraulic viscosity ν (ν = μ / ρ, ρ is the viscosity) of the hydraulic fluid is well represented in Walter's empirical formula represented by
[식 3][Equation 3]
이 때문에, 제5도에 도시한 바와 같이 테이퍼가 없는 고리형상 간극을 사용한 경우에는 고온으로 누설량이 현저하게 증가해 버린다.For this reason, as shown in FIG. 5, when the taper-shaped annular gap is used, the leakage amount increases significantly at high temperatures.
그래서, 본 실시예와 같이 테이퍼를 갖는 고리형상 간극을 사용하면 식 2로 나타낸 바와 같이 식 1에 있어서의 분자의 간극δ의 값이 온도변화에 따라서 분모의 점도μ의 값과 동일하게 변화하고, 또 누설량 QL은 간극δ의 3승에 비례하므로 누설량의 변화를 작게 억제할 수 있다. 만일, 온도To에 있어서 테이퍼가 없는 고리형상 간극과 테이퍼를 갖는 고리형상 간극이 동일한 누설량으로 되도록 핀의 직경d, 고리형상 간극의 축방향의 길이L 및 간극δ를 양자 동일하게 설정한 것으로 한다. 온도To보다 저온에서는 테이퍼를 갖는 고리형상 간극δ의 3승이 테이퍼가 없는 고리형상 간극δ의 3승보다 크게 되므로 테이퍼를 갖는 고리형상 간극δ의 누설량QL이 커지고, 온도TO보다 고온에서는 테이퍼를 갖는 고리현상 간극δ의 3승이 테이퍼가 없는 고리형상 간극δ의 3승보다 작게 되므로 테이퍼를 갖는 고리형상 간극δ의 누설량QL이 작아진다. 그 결과, 온도TL에서 TH의 범위에서는 제5도에 도시한 바와 같이 변화하고, 테이퍼를 갖는 고리형상 간극쪽이 넓은 온도범위에 걸쳐서 테이퍼가 없는 고리형상 간극보다 누설량의 변동을 작게 억제할 수 있다.Therefore, when using a cyclic gap having a taper as in the present embodiment, as shown in
따라서, 본 실시예에 의하면 여름철에서 겨울철까지 온도가 크게 변화해도 누설수단(16)을 흐르는 작동유체의 유량변동이 적고 공급압이 상한값에서 하한값으로 저하하는데 필요한 시간의 변동이 적다. 이 때문에, 공급압을 소정의 범위내로 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 작게 억제할 수 있게 된다. 또는 온난한 지역에서 한냉지까지 동일한 사양으로 안정한 성능을 실현할 수 있게 되고 설치장소에 따라서 특별한 사양을 마련하거나 간극의 크기의 설정을 변경할 필요가 없어진다.Therefore, according to this embodiment, even if the temperature varies greatly from summer to winter, there is little variation in the flow rate of the working fluid flowing through the leaking means 16, and less variation in the time required for the supply pressure to fall from the upper limit to the lower limit. For this reason, the fluctuation | variation of the operation frequency of a pump and operation time for maintaining supply pressure in a predetermined range can be suppressed small. In addition, it is possible to realize stable performance with the same specification from a warm area to a cold area, and there is no need to provide a special specification or change the size of the gap according to the installation location.
또한, 공업상 유용한 재료의 조합의 1예로서는 내부에 고압이 작용하는 제1부재(20)을 철 또는 강철로 하고, 제2부재(23)의 원통부(26)을 철이나 강철의 대략 2배의 열팽창계수를 갖는 알루미늄으로 하면 좋다. 또는 원통부(26)을 보다 열팽창계수가 큰 수지등으로 해도 좋다. 제1부재(20)과 원통부(26)의 열팽창계수의 차는 클수록 바람직하다. 왜냐하면, 원통부(26)의 축방향의 길이S가 작아도 좋으므로 누설수단(16)의 크기는 작게 할 수 있고, 테이퍼의 각도θ를 작게 할 수 있으므로 결합부(24)를 고정하기 전에 간극δo을 조정할 때의 나사이송에 대한 간극의 오차를 작게 할 수 있는 등의 효과가 얻어지기 때문이다.In addition, as an example of a combination of industrially useful materials, the
또, 본 실시예의 스로틀을 이루는 고리형상 간극의 테이퍼는 공급압측에서 저압측으로 향함에 따라서 직경이 증가하는 경향이 있었지만, 이와 같이 구성하면 점차 유로 단면적이 증가해가므로 실팅(silting)이나 이물의 응집, 축적등에 의한 막힘이 거의 발생하지 않게 되어 장시간에 걸쳐서 안정한 성능이 얻어진다.In addition, the taper of the annular gap forming the throttle of this embodiment tended to increase in diameter from the supply pressure side toward the low pressure side. However, in this configuration, the cross-sectional area of the flow passage gradually increases, so that the sealing or foreign matter is aggregated. As a result, clogging due to accumulation and the like hardly occurs, stable performance is obtained for a long time.
다음에, 본 발명의 유로개폐수단의 1실시예를 제6도∼제8도를 참조하여 설명한다.Next, one embodiment of the channel opening and closing means of the present invention will be described with reference to FIGS.
본 실시예에는 제3도∼제4도에 도시한 누설수단(16)의 스로틀을 이루는 고리형상 간극(21)의 상류측에 유로개폐수단(28)을 마련한 것이다. 유로개폐수단(28)에는 밸브시트(30A)를 구비한 밸브케이스(30)과 밸브케이스(30)에 내장되고 상기 밸브시트(30A)와 당접/격리되어 유로를 개폐하는 밸브체인 포핏(29)를 포함해서 구성된 포핏밸브가 마련되어 있다.In the present embodiment, the flow path opening and closing means 28 is provided upstream of the
밸브케이스(30)은 그 내부에 직경dA인 한쪽끝이 폐쇄된 원통형상의 빈곳(30D), 빈곳(30D)의 개방단에 접속해서 빈곳(30D)와 동일축에 형성된 직경do(단, dA<do)인 원통형상의 빈곳(30E), 빈곳(30E)에 접속해서 빈곳(30E)와 동일축에 형성된 직경dc(단, do<dc)인 원통형상의 빈곳(30F), 빈곳(30F)에 인접해서 빈곳(30F)와 동일축에 형성된 직경dB(단, do<dB<dc)인 원통형상의 빈곳(30G)를 구비하고, 빈곳(30G)의 빈곳(30F)와 반대측의 끝부는 폐쇄되어 있다. 빈곳(30D)는 저장소(10)에 연통되는 입구(30H)를, 빈곳(3E)는 배관(41)을 거쳐서 공급압관로(36)에 연통하는입구(30B)를, 빈곳(30F)는 상기 고리형상 간극(21)의 소직경단(상류단)에 접속된 출구(30C)를, 빈곳(30G)는 저장소(10)에 연통되는 배출구(30J)를 각각 구비하고 있다. 밸브시트(30A)는 빈곳(30E)가 빈곳(30F)에 연결되는 곳에 형성된 직경이 대략 do와 동일한 모서리부를 이루고 있다.The
포핏(29)는 빈곳(30D)에 슬라이딩가능하게 끼워맞춰진 제1원통부(31), 제1원통부(31)와 결합해서 동일축에 형성되고 제1원통부(31)보다 소직경인 중간축(31A), 중간측(31A)와 결합해서 동일축에 형성되고 직경dD(단, do<dD<dc)인 밸브시트 원통부(32A), 밸브시트 원통부(32A)와 결합해서 동일축에 형성되고 빈곳(30G)에 슬라이딩가능하게 끼워맞춰진 직경이 대략 dc인 제2원통부(32), 제1원통부(31)의 외주에 고리형상으로 형성된 실홈(31B) 및 제2원통부(32)의 외주에 고리형상으로 형성된 실홈(32B)를 포함해서 구성되어 있다. 밸브시트 원통부(32A)의 중간측(31A) 측단부는 중간축(31A)측을 소직경단(직경 <do)으로 하는 원추대를 이루고, 이 원추면이 밸브시트(30A)와 당접/격리되어 작동유체의 유로를 폐쇄 및 개방하도록 되어 있다.The
이 포핏밸브는 상류측이 공급압측에, 하류측이 누설수단(16)의 고리형상 간극(21)의 상류측에 각각 접속된 유로개폐부이고, 포핏(29)가 빈곳(30G)측으로 이동해서 개구했을 때에는 상류츠에서 하류측으로 확대되면서 흐르는 확장흐름의 포핏밸브이다. 또, 포핏(29)의 제1원통부(31) 및 제2원통부(32)의 밸브시트(30A)에서 본 배후의 빈곳(30D) 및 (30G)는 배출구(30H), (30J)를 거쳐서 저압측(저장소(10))에 접속되어 있다. 또, 제2원통부(32)의 배후의 빈곳(30G)에는 폐조작기구를 이루는 압축스프링(33)이 마련되어 있고, 포핏(29)에 밸브를 닫는 방향의 폐조작력Fc를 작용시키고 있다.This poppet valve is a flow path opening / closing part connected upstream to the supply pressure side and downstream to the upstream side of the
상기 구성에 의하면, 공급압이 소정의 범위내에 있는 경우에는 제6도에 도시한 바와 같이 유로개폐부를 이루는 포핏밸브는 충분히 개구하여 누설수단(16)의 고리형상 간극(21)의 상류측에 공급압을 작용시키고 있다. 그러나, 펌프가 기동할 수 없거나 또는 기동은 되었지만 효율이 저하하고 있어 잘 승압할 수 없는 등 어떠한 불합리가 발생하여 공급압이 소정의 하한값 이하로 저하해 버림 경우에는 제7도에 도시한 바와 같이 스프링(33)의 폐조작력Fc에 의해 포핏밸브를 닫아서 누설수단(16)으로의 공급을 차단하고 공급압이 계속 저하하는 것을 방지한다.According to the above constitution, when the supply pressure is within a predetermined range, the poppet valve forming the flow path opening and closing portion as shown in FIG. 6 is sufficiently opened to supply the upstream side of the
본 실시예의 포핏(29)에 작용하는 개조작력과 폐조작력의 관계는 제8도와 같이 구성되어 있다.The relationship between the remodeling force and the closing operation force acting on the
우선, 어큐뮬레이터(7)에 완전히 축압되어 있지 않은 상태에서 유체압 구동장치를 기동하는 경우에 대해서 고려한다. 이 상태에서는 스프링(33)의 폐조작력Fc1에 의해 포핏(29)는 밸브시트(30A)에 부착되고, 유로개폐부를 이루는 포핏밸브는 닫혀져 제7도와 동일한 상태로 되어 있다. 펌프(5)의 운전을 개시해서 공급압pS가 상승하기 시작하면 포핏(29)에는 직경do의 밸브시트(30A)의 내측에 작용하는 압력에 의한 하향(도면에 있어서 이하 동일)의 힘과 dA의 제1원통부(31)에 작용하는 압력에 의한 상향의 힘의 차에 의해 식 4로 나타내는 개조작력 Fo1이 하향으로 작용하게 된다.First, the case where the fluid pressure drive device is started while not accumulating completely on the
[식 4][Equation 4]
공급압pS가 계속해서 상승하여 po를 초과하면 개조작력Fo1이 개조작력Fc1보다 크게 되므로 포핏(29)가 밸브시트(30A)에서 멀어져 포핏밸브는 개구하기 시작한다. 하류측에는 흐름에 대한 저항이 큰 누설수단(16)의 스로틀이있으므로 하류측(빈곳(30F))의 압력도 곧 상승해서 포핏(29)에는 직경do의 밸브시트(30A)에서 제2원통부(32)의 직경dB까지의 부분에 작용하는 압력에 의한 하향의 힘도 가해지게 된다. 그러면, 개구에 따른 스프링(33)의 폐조작력Fc의 증가도 이겨내어 신속하게 개구하므로 하류측의 압력은 공급압pS와 동일하게 되고, 포핏(29)에는 식 5로 나타낸 한층 더 큰 개조작력Fo2가 작용하게 되어 제6도와 동일한 개방 상태로 된다.If the supply pressure p S continues to rise and exceeds po, the retrofitting force Fo 1 becomes larger than the retrofitting force Fc 1 , so that the
그리고, 공급압pS의 상한값pH에 도달하면 펌프(5)가 정지해서 승압을 완료한다. 이 때, 개조작력은 점 52로 나타내어진다. 그후는 누설수단(16)으로 부터의 누설에 의해 공급압pS가 서서히 저하해서 하한값pL에 도달하면 재차 펌프(5)가 기동되어 승압을 재개하지만, 공급압pS가 하한값pL에 도달했을 때라도 개구한 상태에서의 개조작력Fo2가 폐조작력Fc2보다 크도록 구성해 두면 포핏밸브는 열린상태 그대로이다. 따라서, 압력스위치의 신호에 따른 펌프의 기동, 정지에 의해 공급압pS가 상한값pH와 하한값pL사이에 유지되어 있는 통상의 상태에서는 개조작력이 제8도의 두꺼운 선(51)의 범위에 있는 상태에서 사용되고, 유로개폐부를 이루는 포핏밸브는 항상 제6도에 도시한 개방상태로 유지되게 된다.When the upper limit p H of the supply pressure p S is reached, the
이하, 만일 펌프가 기동할 수 없게 되거나 펌프의 효율이 저하해 버리는 등, 어떠한 불합리가 발생해서 잘 승압할 수 없게 된 경우나 또는 누설수단의 스로틀이 손상해서 누설량이 현저하게 증가한 경우등에는 공급압pS는 제8도중의 두꺼운 선(51)의 범위에서 벗어나 하한값pL이하로 저하해 버린다. 그러나, 개조작력Fo2가 폐조작력Fc2보다 작게 되어 포핏밸브가 닫히기 시작하면 점차 흐름에 대한 저항이 커져서 직경do의 밸브시트(30A)에서 외측의 하류측에 작용하는 압력이 손실되므로, 개조작력은 실선(53)을 따라 Fo1에 근접하고, 공급압pS가 pC에 도달하면 포핏(29)가 밸브시트(30A)에 부착되어 유로개폐부를 이루는 포핏밸브가 닫혀진다. 이 압력pC는 차단기의 유체압 구동장치로서 정상인 작동을 수행하기 위해 필요한 최저한의 공급압pmin보다 높아지도록 구성해 둔다.In the following, if the pump cannot start or the efficiency of the pump decreases, or if there is any unreasonable occurrence such that the pump cannot be boosted well, or the throttle of the leaking means is damaged and the leakage amount increases significantly, S p is undesirably out of the range of the
따라서, 본 유로개폐수단에 의하면 공급압이 미리 설정된 압력pC까지 저하하면, 누설수단(16)으로의 작동유체의 유로가 닫혀져 어큐뮬레이터(7)에서 저장소(10)으로의 작동유체의 누설이 정지되고, 공급압pS의 저하를 pC에서 멈출수 있으므로 차단기를 구동할 수 없게 되는 사태에 빠지는 일이 없어진다.Therefore, according to the flow path opening and closing means, when the supply pressure drops to a predetermined pressure p C , the flow path of the working fluid to the leaking means 16 is closed, and the leakage of the working fluid from the
이상과 같이, 본 발명에 의한 유체압 구동장치에 의하면, 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 온도에 의한 변동을 작게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 만일 펌프에 의한 승압을 정상으로 할 수 없게 된 경우 등 공급압이 미리 설정된 압력을 하회한 경우에는 유로개폐부가 닫혀져 누설수단으로 부터의 누설을 정지하고 정상인 작동을 위해 필요한 최저한의 공급압을 확보하므로, 확실하게 소정의 작동을 수행할 수 있게 되어 높은 신뢰성을 실현할 수 있다.As described above, according to the fluid pressure drive device according to the present invention, not only can the fluctuation caused by the operating frequency of the pump or the temperature of the operating time for maintaining the supply pressure within a predetermined range be reduced, but also by the pump If the supply pressure falls below the preset pressure, for example, when the boosting pressure cannot be normalized, the flow path opening and closing part is closed to stop the leakage from the leaking means and secure the minimum supply pressure necessary for normal operation. The operation can be performed to achieve high reliability.
또한, 제9도에 도시한 바와 같이 누설수단(16)의 제1부재(20)에 외부의 공간과 제2부재(23)을 내포하는 공간(오목부(20C))를 연통시키는 연통구멍(34)를 마련해도 좋다. 이와 같이 구성하면, 제1부재(20)과 제2부재(23)의 원통부(26)사이에 온도의 차를 거의 발생시키지 않게 되므로 외부의 온도변화에 대한 스로틀의 간극δ의 추종이 보다 빠르고 보다 정확하게 된다.In addition, as shown in FIG. 9, a communication hole for communicating an external space with the
또, 제10도에 도시한 바와 같이 누설수단(16)은 제1부재(20)의 일부(오목부(20C)를 구성하는 부분)에 제2부재(23)보다 열팽창계수가 작은 재료로 구성한 원통부(35)를 마련하는 구조로 해도 좋다. 또는 제3도∼제5도에 도시한 실시예의 열팽창계수가 큰 원통부(26)과 제10도의 열팽창계수가 작은 원통부(35)를 병용해도 좋다.As shown in FIG. 10, the leaking means 16 is formed of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than that of the
한편, 유로개폐수단(28)은 제11도에 도시한 바와 같이 제1원통부(31) 및 제2원통부(32)의 밸브시트(30A)에서 본 배후를 대기압측으로 개방한 것으로 해도 좋고, 폐조작기구를 이루는 스프링(33)을 제1원통부(31)측에 마련한 것으로 해도 좋다. 스프링(33)은 나사(31A)와 너트(31B)의 걸어맞춤을 조절하는 것에 의해 하중조절이 자유롭게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 11, the flow path opening and closing means 28 may be made to open the rear side of the
또, 이상의 실시예에서는 유로개폐수단의 폐조작기구를 스프링(33)으로 했지만, 다른 탄성부재를 사용한 기구나 유체압 파이럿 조작기구등으로 해도 좋다. 이들과 같이 구성해도 상술한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 제12도에 도시한 바와 같이 개조작력Fo2가 폐쇄상태에서의 폐조작력Fc1과 동일하게 될 때의 압력pC가 공급압의 하한값pL보다 작다는 조건하에서 유로개폐수단의 폐동작이 개시될 때의 압력을 공급압의 하한값pL보다 높게 해도 좋다. 이와 같이 구성하면 유로개폐수단이 펌프와 동일한 회수만큼 폐동작하므로, 장시간 멈춘 상태로 있었기 때문에 밸브체가 고착된 경향이 있어 필요할 때 정확하게 동작할 수 없게 되어 공급압이 압력pC보다 저하해 버릴 우려가 없어진다.In the above embodiment, the closing operation mechanism of the flow path opening and closing means is a
또, 상기 실시예에서는 누설수단(16)의 스로틀 유로로서 테이퍼구멍(19)와 테이퍼핀(22)로 구성되는 것을 예로 들어 설명했지만, 테이퍼구멍 대신에 통상의 평행한 구멍(직경이 변화하지 않는 구멍)으로 하고, 이 구멍에 테이퍼핀이 동심형상으로 삽입되어 스로틀 유로를 구성하도록 해도 좋다. 단, 테이퍼핀(22)의 대직경단의 직경을 구멍의 직경보다 크게 하고 수직경단이 언제나 구멍내에, 대직경단은항상 구멍밖에 있도록 해야만 한다. 이 경우도 구멍과 테이퍼핀(22)의 축방향의 상대적인 이동에 의해 유로단면적을 변동시키고 작동유체의 점도변화에 의한 유량변동을 억제할 수 있다.In the above embodiment, the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주위온도의 변화에 의해서 온작동유체의 점도가 변화해도 누설수단의 스로틀부의 유로단면적도 작동유체의 점도의 변화와 동일하게 변화해서 누설량의 변동을 작게 하므로, 공급압을 소정의 범위내에 유지하기 위한 펌프의 운전회수나 운전시간의 변동을 작게 억제할 수 있고, 또 만일 펌프에 의한 승압을 정상으로 할 수 없게 된 경우등에는 작동유체의 누설을 정지해서 공급압이 그것 이상 저하하지 않도록 하므로, 확실하게 소정의 동작을 수행할 수 있게 되어 신뢰성이 높은 차단기의 유체압 구동장치 및 차단기를 실현 할 수 있다.As described above, according to the present invention, even if the viscosity of the hot working fluid changes due to the change of the ambient temperature, the flow path cross-sectional area of the throttle portion of the leaking means also changes in the same way as the change of the viscosity of the working fluid, so that the variation in the leakage amount is reduced. In order to keep the pressure within a predetermined range, it is possible to reduce the operation frequency of the pump and the fluctuation of the operation time small, and if the pressure rise by the pump cannot be normal, the leakage of the working fluid is stopped and the supply pressure is reduced. Since it does not fall more than this, it becomes possible to reliably perform a predetermined | prescribed operation, and can implement the fluid pressure drive device and the circuit breaker of a reliable circuit breaker with high reliability.
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