專利名稱：開關設備操作裝置用的緩沖裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種例如在變電所和交換中設置的電力用開關設備中對電力 用開關設備的電路進行開關操作的操作裝置的緩沖裝置。
背景技術：
在這種緩沖裝置中，以往例如提出了一種具有將規定量的工作流體密封的 缸和可移動地設置在該缸內的活塞的裝置。在這種構造的緩沖裝置中，在活塞 與缸內周面之間形成有規定的間隙(流路)。另外，使流體通過該流路在缸內 的兩個腔室之間移動，并將此時形成的流體阻力用作制動力。在活塞上幵設有 貫通孔，當活塞在無需制動力的方向上前進時，該貫通孔打開使工作流體流通， 在該貫通孔上設置有止回閥。
另外，在這種緩沖裝置中，當開路動作進行至規定位置時，活塞與工作流 體的液面碰撞。碰撞后，止回閥將貫通孔堵塞，活塞在受到工作流體的反力的 同時移動至開路位置。該反力作為活塞的制動力而起作用(例如參照專利文獻 1)。
專利文獻1:日本專利特公平01-22696號公報
在上述構造的以往的緩沖裝置中，產生制動力的因素、即流路的流路截面 積由活塞的外徑與缸的內徑之差來確定。另外，為了獲得大的制動力，需要增 大活塞的外徑和缸的內徑。此時，若活塞的外徑尺寸的精度差，則流路截面積 的偏差就會增大，從而裝置之間的制動力會產生偏差。因此，以往活塞的外徑 尺寸和缸的內徑尺寸需要高的精度。另外，在活塞相對于缸偏心的場合，裝置 之間的制動力會因該偏心量而產生偏差，因此，以往活塞、缸、軸承和活塞桿 等各部件的同軸度需要高的精度。由于這種需要較高精度的構造會使成本增 加，因此構成了需解決的技術問題。另外，以往在活塞與工作流體的液面碰撞時有時會產生機械沖擊力。再者，為了防止開關動作開始時對活塞桿的阻力而 設置有止回閥，但在該止回閥閉塞貫通孔時有時也會產生機械沖擊力。
發明內容
鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種開關設備操作裝置用的緩沖裝 置，在該緩沖裝置中，即使是在為獲得大的制動力而增大了活塞的外徑和缸的 內徑的場合等，也可在不提高活塞和缸等的尺寸精度、不提高各部件的同軸度 的情況下減小制動力的偏差，并可抑制對活塞的阻力的產生，可實現穩定的動 作特性。
為了解決上述技術問題并實現上述目的，本發明的開關設備操作裝置用的 緩沖裝置是一種對與開關設備的固定接觸件接觸、分離的可動接觸件進行驅動 的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于，包括殼體，該殼體在內部 充滿了工作流體；缸體，該缸體收納在殼體內，并在內外形成腔室；滑動軸， 該滑動軸貫穿缸體并在其與缸體之間形成流路，與可動接觸件連動；以及活塞， 該活塞固定在滑動軸上，收納在缸體內部，并具有大于滑動軸的直徑的外徑， 在與該缸體的內周面保持水密性的同時進行滑動，使工作流體在缸體的內外之 間移動，因該工作流體流過流路時的流通阻力而受到制動力。
采用本發明，由于在滑動軸與缸體之間繞滑動軸形成流路，因此即使是在 為獲得大的制動力而增大了活塞的外徑和缸的內徑的場合，也可在不提高活塞 和缸等的尺寸精度的情況下減小制動力的偏差。
圖1是實施形態1的開關設備操作裝置用的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖2是開關設備的開路狀態下的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖3是開關設備的閉路動作剛開始后的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖4是開關設備的閉路動作途中的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖5是開關設備的閉路狀態下的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖6是開關設備的開路動作剛開始后的緩沖裝置的縱剖視圖。圖7是開關設備的開路動作途中的緩沖裝置的縱剖視圖。 圖8是開關設備的開路動作完成后的緩沖裝置的縱剖視圖。
圖9是實施形態2的開關設備操作裝置用的緩沖裝置的縱剖視圖。
(符號說明)
10、 10A緩沖裝置 11活塞 12滑動軸 12a第一滑動軸 12b第二滑動軸 12c連結部 12d、 12e臺階部 14缸
14a、 15a橫向流路孔 14b、 15b縱向流路孔 14c、 15c錐面 15缸蓋
16殼體(罩子) 19活塞軸承 20缸體 S1 S5密封件 F工作流體 Hl、 H2大徑孔 C1 C3間隙
具體實施例方式
下面根據附圖對本發明的開關設備操作裝置用的緩沖裝置的實施形態進 行詳細說明。另外，本發明并不受該實施形態的限定。 實施形態1.根據附圖對本發明實施形態1的開關設備操作裝置用的緩沖裝置進行說 明。圖1是本發明實施形態1的開關設備操作裝置用的緩沖裝置的縱剖視圖。 在圖1中，開關設備操作裝置用的緩沖裝置IO在對與未圖示的開關設備的固 定接觸件接觸、分離的可動接觸件進行驅動的開關設備的操作裝置中使用。
緩沖裝置10包括在內部充滿了工作流體F的殼體(罩子)16;收納在 該殼體16內的缸體20;貫穿缸體20的滑動軸12;以及固定在滑動軸12上、
收納在缸體20內部的活塞11。
殼體16呈有底圓筒狀，開關設備側的開口由活塞軸承19閉塞，從而形成 封閉空間。活塞軸承19例如由螺栓等連結部件固定在殼體16上。在殼體16 與活塞軸承19之間設置有密封件S1 (O形圈)，從而保持著水密性。以貫穿 殼體16和活塞軸承19的形態設置有滑動軸12。在滑動軸12的中間部固定有 大致圓板狀的活塞11。滑動軸12由位于活塞11的開關設備側的第一滑動軸 12a和相反側的第二滑動軸12b構成。這樣，第一滑動軸12a、第二滑動軸12b 和活塞ll被制作成一體。
在第一滑動軸12a的端部設置有連結部12c，該連結部12c與開關設備操 作裝置的輸出柄連結。在活塞軸承19的被第一滑動軸12a貫穿的貫通孔中設 置有密封件S2。由此，第一滑動軸12a可相對于活塞軸承19水密性地滑動。 同樣地，在殼體16的被第二滑動軸12b貫穿的底部形成的貫通孔中也設置有 密封件S3，由此，第二滑動軸12b可相對于殼體16水密性地滑動。在殼體16 內密封有規定量的工作流體F。
缸體20包括有底圓筒狀的缸14、以及將其開口閉塞的缸蓋15。而且， 缸14包括圓筒狀的缸部、以及與該缸部形成為一體的底部。缸蓋15與缸部 的開口內接而嵌合，可滑動地安裝在缸14上。在缸14與缸蓋15之間的滑動 面上設置有密封件S4，從而保持著水密性。在缸14與缸蓋15之間形成有間隙 Cl，兩者可以相對移動該間隙C1的軸向長度。這樣構成的缸體20被收納在殼 體16內，在內外形成腔室。即，在缸體20的內側形成一個腔室，在缸體20 與殼體16之間形成另一個腔室。
在缸蓋15和缸14的底部開設有孔徑比滑動軸12的直徑大規定量的第一大徑孔HI和第二大徑孔H2。滑動軸12貫穿這兩個第一大徑孔HI和第二大徑 孔H2配設。另外，在第一滑動軸12a的外周面與第一大徑孔Hl的內周面之間 形成有規定寬度的圓筒狀的間隙(繞軸流路)。同樣地，在第二滑動軸12b的 外周面與第二大徑孔H2的內周面之間形成有規定寬度的圓筒狀的間隙(繞軸 流路)
另外，在缸蓋15上，在相對于第一滑動軸12a垂直的方向上貫穿有橫向 流路孔15a，該橫向流路孔15a將缸體20外的腔室與第一大徑孔Hl的內周面 連通。而且，在與第一滑動軸12a平行的方向上貫穿形成有縱向流路孔15b， 該縱向流路孔15b將缸蓋15的與活塞軸承19抵接的端面與缸體20內的腔室 連通。另一方面，同樣地，在缸14的底部，在相對于第二滑動軸12b垂直的 方向上貫穿有橫向流路孔14a，該橫向流路孔14a將缸體20外的腔室與第二大 徑孔H2的內周面連通。而且，在與第二滑動軸12b平行的方向上貫穿有縱向 流路孔14b，該縱向流路孔14b將底部的與殼體16抵接的底面與缸體20內的 腔室連通。
大致圓板狀的活塞11在外周部具有密封件S5。另外，活塞11隔著該密 封件S5與缸14內接，可以在相對于缸14的內周面保持水密性的同時進行滑 動。而且，活塞11將缸體20內部的腔室進一步分割成兩個腔室。另一方面， 缸體20在殼體16的內部僅由活塞11支撐，而并未被其它任何部件支撐。因 此，缸體20在活塞11沿軸向移動時跟著活塞11移動。但是，當缸體20移動 間隙Cl的長度時與殼體16抵接，因此此后僅活塞11移動。
當滑動軸在操作裝置的開關動作下沿軸向移動時，活塞11在缸體20的內 部滑動。另外，活塞11使工作流體F在缸體20的內外之間移動。此時，在第 一滑動軸12a的外周面與第一大徑孔H1的內周面之間的間隙、以及在第二滑 動軸12b的外周面與第二大徑孔H2的內周面之間的間隙分別構成工作流體F 的流路(繞軸流路)。另外，工作流體F流過該繞軸流路時的流通阻力成為本 實施形態的制動力，活塞11受到該制動力。在第一滑動軸12a的外周面與第 二滑動軸12b的外周面上分別形成有臺階部12d和臺階部12e。所述制動力的 大小由所述繞軸流路的流通截面積來確定，臺階部12d和臺階部12e通過改變直徑的大小或軸向的長度來調整繞軸流路的流通截面積，從而使制動力變得合 適。流過該繞軸流路的工作流體F處于高壓狀態，工作流體F在流過后逐漸變
化成低壓，并經由設置在缸14和缸蓋15上的橫向流路孔14a、 15a從缸體20 的內部向缸體20的外部移動，從而回到低壓狀態。
下面對動作進行說明。首先說明閉路動作。當從表示開路狀態的圖2的狀 態起開始閉路動作時，連結部12c被朝著箭頭U方向牽引，滑動軸12a及12b、 活塞11和密封件S5 —體地開始移動。由于活塞11在移動開始前與缸14的底 部緊貼，兩個零件之間呈沒有間隙的狀態，因此會產生阻礙活塞11移動的阻 力，但由于在缸14與缸蓋15之間預先設置有間隙Cl以使缸14可朝著箭頭D、 U方向移動，因此在活塞ll剛開始移動后，缸14在保持與活塞11緊貼的狀態 下如圖3所示地一起移動。在該動作下，在缸14與殼體16之間產生間隙C2。 接著，如箭頭F1所示，工作流體F從設置在缸14上的縱向流路孔14b流入活 塞11與缸14的緊貼部，從而使緊貼狀態解除，可在不產生阻力的情況下使活 塞ll平滑地進行移動。
接著，如圖4所示，缸體20的內部被活塞11分割成缸蓋15側的腔室R1 和缸14側的腔室R2兩個腔室，且腔室Rl逐漸變小，腔室R2逐漸變大。然后， 如箭頭F2所示，腔室Rl內的工作流體F經由第一滑動軸12a與第一大徑孔Hl 之間的流路向缸蓋15的低壓側流動，之后，經由設置在缸蓋15上的橫向流路 孔15a朝著在缸體20與殼體16之間形成的低壓部排出。制動力可由該動作時 工作流體F流過第一滑動軸12a與第一大徑孔Hl之間的流路時的流通阻力來 獲得。另外，對于該制動力，由于可利用第一滑動軸12a的臺階部12d來調節 流路截面積，因此可獲得合適的制動力。如圖5所示，閉路動作在活塞11接 觸缸蓋15而停止后完成，該停止位置成為閉路位置。
下面說明開路動作。當在閉路狀態的圖5狀態下開始開路動作時，連 結部12c被朝著箭頭D方向推壓，滑動軸12a及12b、活塞11和密封件S5 一體地開始移動。由于活塞11在開始移動前與缸蓋15緊貼，兩個零件之間 呈沒有間隙的狀態，因此會產生阻礙活塞ll移動的阻力，但由于在缸14與殼 體16之間存在間隙C2，因此缸蓋15可與缸14一起朝著D方向移動。在活塞11剛開始移動后，缸蓋15在保持與活塞11緊貼的狀態下與缸14 一起如圖6 所示地移動。在該動作下，在缸蓋15與活塞軸承19之間產生間隙C3。接著， 如箭頭F3所示，工作流體F從設置在缸蓋15上的縱向流路孔15b流入活塞11 與缸蓋15的緊貼部，從而使緊貼狀態解除，可在不產生阻力的情況下使活塞 ll平滑地進行移動。
接著，如圖7所示，缸體20的內部被活塞11分割成缸蓋15側的腔室 Rl和缸14側的腔室R2兩個腔室，且腔室R2逐漸變小，腔室Rl逐漸變大。接 著，如箭頭F4表示，腔室R2內的工作流體F經由第二滑動軸12b與第二大徑 孔H2之間的流路向缸14的低壓側流動，之后，經由設置在缸14上的橫向流 路孔14a朝著在缸體20與殼體16之間形成的低壓部排出。制動力可由該動作 時工作流體F流過第二滑動軸12b與第二大徑孔H2之間的流路時的流通阻力 來獲得。另外，對于該制動力，由于可利用第二滑動軸12b的臺階部12e來調 節流路截面積，因此可獲得合適的制動力。如圖8所示，開路動作在活塞11 接觸缸14而停止后完成，該停止位置成為開路位置。
由于該實施形態的緩沖裝置如上構成，因此將直徑比活塞11小的第一 滑動軸12a、第二滑動軸12b (包括臺階部12d、 12e在內)與第一大徑孔 Hl、第二大徑孔H2之間形成的間隙做成工作流體F的流路(繞軸流路)。 即，以往在直徑較大的活塞周圍形成流路，但在本實施形態中繞直徑較小 的第一、第二滑動軸12a、 12b形成流路。因此，由直徑尺寸的偏差引起的 流路截面積的變動變小，可在不進行嚴格的直徑尺寸控制的情況下減小緩 沖裝置之間的制動力的偏差。另外，由于缸體20僅由活塞11支撐，而并 未被其它部件支撐，因此自然會成為同軸，可在無需較高的尺寸精度的情 況下確保活塞ll、缸14和缸蓋15的同軸度。由此，滑動軸12a、 12b相對 于大徑孔H1、 H2不會偏心，因此流路不會偏移，從而可進一步減小緩沖裝 置之間的制動力的偏差。另外，在開路、閉路動作剛開始后，活塞ll與缸 14或活塞11與缸蓋15處于緊貼狀態，但通過將缸14和缸蓋15做成可與 活塞11一起移動規定量的構造，并在缸14和缸蓋15上設置縱向流路孔14b 和縱向流路孔15b，可抑制對活塞11的阻力的產生，并可在動作剛開始后平滑地動作。
實施形態2.
圖9是本發明實施形態2的開關設備操作裝置用的緩沖裝置的縱剖視圖。 圖9中，在本實施形態的緩沖裝置10A中，將缸蓋15的內周面、即缸蓋15的 與第一大徑孔Hl相對的面做成錐面15c。對于由第一滑動軸12a的外周面與第 一大徑孔H1的內周面之間的間隙形成的繞軸流路，錐面15c使其流路截面積 以逐漸增大(減小)的形態變化。另外，在本實施形態的緩沖裝置10A中， 將缸14底部的內周面、即缸14的與第二大徑孔H2相對的面做成錐面14c。 對于由第二滑動軸12b的外周面與第二大徑孔H2的內周面之間的間隙形成 的繞軸流路，錐面14c使其流路截面積以逐漸增大(減小)的形態變化。 其它結構與實施形態l相同。
在閉路動作時，連結部12c被朝著U方向牽引，滑動軸12a及12b、 活塞11和密封件S5 —體地朝著U方向移動，工作流體F在高壓狀態下流 過由第一滑動軸12a的臺階部12d和第一大徑孔Hl構成的繞軸流路。此時， 由于流路截面積因錐面15c而逐漸變大，因此工作流體F從高壓狀態逐漸 轉變為低壓狀態，并經由橫向流路孔15a向低壓部排出。另一方面，在開 路動作時，連結部12c被朝著D方向推壓，滑動軸12a及12b、活塞11和 密封件S5 —體地朝著D方向移動，工作流體F在高壓狀態下流過由第二滑 動軸12b的臺階部12e和第二大徑孔H2構成的繞軸流路。此時，由于流路 截面積因錐面14c而逐漸變大，因此工作流體F從高壓狀態逐漸轉變為低 壓狀態，并經由橫向流路孔14a向低壓部排出。其它動作與實施形態1相 同。
由于該實施形態的緩沖裝置如上構成，因此當工作流體F在高壓狀態 下流過由滑動軸12a、 12b的臺階部12d、 12e和大徑孔Hl、 H2構成的流路 時，流路截面積因錐面14c、 15c而逐漸變大，從而工作流體F不會從高壓 狀態突然轉變為低壓狀態，溶入被高壓壓縮的工作流體F中的空氣不會以 氣泡形式出現，因此制動力在反復動作時也可保持穩定。工業上的可利用性
如上所述，本發明的開關設備操作裝置用的緩沖裝置適用于例如在變 電所和交換所設置的電力用開關設備中對電力用開關設備的電路進行開關操 作的操作裝置的緩沖裝置。
權利要求
1. 一種對與開關設備的固定接觸件接觸、分離的可動接觸件進行驅動的開 關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于，包括-殼體，該殼體在內部充滿了工作流體；缸體，該缸體收納在所述殼體內，并在內外形成腔室；滑動軸，該滑動軸貫穿所述缸體，與所述缸體之間形成流路，并與所述可 動接觸件連動；以及活塞，該活塞固定在所述滑動軸上，收納在所述缸體內部，并具有大于所 述滑動軸的直徑的外徑，所述活塞在與所述缸體的內周面保持水密性的同時進 行滑動，使所述工作流體在所述缸體的內外之間移動，并因該工作流體流過流 路時的流通阻力而受到制動力。
2. 如權利要求1所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于， 所述缸體可滑動地被所述活塞支撐。
3. 如權利要求1所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于， 所述滑動軸具有臺階部，通過改變該臺階部的直徑的大小或軸向的長度來 調整所述流路的流通截面積。
4. 如權利要求1所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于，所述缸體包括具有圓筒狀缸部的缸、以及將所述缸部的開口密閉的缸蓋， 所述缸蓋與所述缸部的開口嵌合而得以支撐。
5. 如權利要求4所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于，所述缸使所述缸部與所述活塞的外周部水密且可滑動地接觸，所述缸被所述活 塞支撐。
6. 如權利要求4所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置，其特征在于，所述缸或所述缸蓋可與所述活塞朝著同一方向滑動，在可滑動的所述缸或 所述缸蓋上開設有貫通孔，該貫通孔使所述工作流體流入在所述活塞的動 作開始時處于緊貼狀態的所述缸或所述缸蓋與所述活塞之間，從而解除緊 貼狀態。
7.如權利要求1至6中任一項所述的開關設備操作裝置用的緩沖裝置， 其特征在于，所述流路具有使流路截面積逐漸變化的錐狀的內壁。
全文摘要
本發明提供一種能在不提高活塞及缸等的尺寸精度的情況下減小制動力偏差的開關設備操作裝置用的緩沖裝置。緩沖裝置(10)包括在內部充滿了工作流體(F)的殼體(16)；收納在殼體(16)內、在內外形成腔室的缸體(20)；貫穿缸體(20)并在其與缸體(20)之間形成流路、與可動接觸件連動的滑動軸(12)；以及固定在滑動軸(12)上、收納在缸體(20)內部、具有大于滑動軸(12)的直徑的外徑、在與缸體(20)的內周面保持水密性的同時進行滑動而使工作流體(F)在缸體(20)的內外之間移動、因工作流體(F)流過流路時的流通阻力而受到制動力的活塞(11)。
文檔編號F16F9/48GK101312097SQ200810005419
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月29日 優先權日2007年5月23日
發明者小松健, 山下透, 森智仁 申請人:三菱電機株式會社