(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シリンダとその内部を摺動可能に設けられた駆動ピストン、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッド、および前記駆動シリンダ内における前記駆動ピストンの前記ロッド側とその反対側にそれぞれ形成された第１と第２の液室を備え、
前記駆動ピストンの移動により遮断器の開閉部を開閉させる駆動部と、
前記第２の液室の液圧を制御する液圧制御部と、
前記第１の液室に高圧液を作用させるアキュムレータと、
前記アキュムレータに高圧液を供給するポンプと、
前記第２の液室から排液を回収し、かつ低圧液を蓄積する低圧タンクとから構成され、
前記駆動部を構成するマニホールドが設けられ、このマニホールド内に前記駆動シリンダが形成されて前記駆動ピストンが挿入されると共に、前記液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンクの各々の液道と連通する液道が形成された液圧操作装置において、
前記アキュムレータは、ピストンとその両側にそれぞれ形成された蓄液室とガス室を備えると共に、その蓄液室が前記駆動部の第２の液室と同じ側になり、かつ、そのガス室が前記駆動ロッドの突出側と同じ側になるように配置され、
前記アキュムレータの取付け状態における全長は、前記マニホールドにおける前記第２の液室側の端部から、前記開閉部を収納した容器におけるマニホールドの固定部に至る範囲内に収まるように設定されることを特徴とする液圧操作装置。
【請求項２】
前記アキュムレータと前記マニホールドとの間の液道の連結部に、中空円筒状のカラーが配置されることを特徴とする請求項１記載の液圧操作装置。
【請求項３】
前記マニホールドが、前記開閉部を収納した容器の支持部に対して連結部材を介して連結され、この連結部材の一部に、前記アキュムレータのガス室側を固定するためのＵ形ボルトが配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液圧操作装置。
【請求項４】
前記アキュムレータとして２個のアキュムレータが使用され、この２個のアキュムレータが、前記駆動部の駆動ピストンの動作軸に対して均等な距離に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項５】
駆動シリンダとその内部を摺動可能に設けられた駆動ピストン、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッド、および前記駆動シリンダ内における前記駆動ピストンの前記駆動ロッド側とその反対側にそれぞれ形成された第１と第２の液室を備え、前記駆動ピストンの移動により前記遮断器の開閉部を開閉させる駆動部と、
前記駆動シリンダ内の第２の液室に対する圧力流体の供給・排出の選択により液圧制御を行う液圧制御部と、
前記駆動シリンダ内の第１の液室に対して高圧液を常時作用させるアキュムレータと、
前記アキュムレータに高圧液を供給するポンプと、
前記駆動シリンダ内の第２の液室からの排液を回収し、かつ、低圧液を蓄積する低圧タンクを有する液圧操作装置において、
前記駆動部を構成するマニホールドが設けられ、このマニホールド内には、前記駆動シリンダが形成されてその内部に前記駆動ピストンが挿入されると共に、前記液圧制御部、ポンプ、および低圧タンクの各々の液道と連通する液道が形成され、
前記液圧制御部、ポンプ、および低圧タンクの各々が、前記マニホールドの側面に取付けられ、
前記マニホールドが、前記開閉部を収納した容器の支持部に対して連結部材を介して連結されると共に、前記アキュムレータが前記容器の支持部に固定され、このアキュムレータとマニホールドとが配管で連結されることを特徴とする液圧操作装置。
【請求項６】
開路動作終了時に前記駆動ピストンに制動をかけるために、駆動ピストンの第２の液室側に円筒状に突出したダンパ部が設けられると共に、第２の液室内に、このダンパ部を挿入する穴を有するダンパリングが設けられ、
前記ダンパ部が、その突出端部から前記駆動ピストン側に至る途中部分に最小断面積部を有しており、このダンパ部の断面積が、突出端部から最小断面積部まで徐々に小さくされた後、この最小断面積部から駆動ピストン側に向かって徐々に大きくされることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の液圧操作装置。
【請求項７】
前記駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、
前記駆動ピストンの前記状態保持装置に接触する部分の径が、局部的に小さくされることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項８】
前記駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、
前記状態保持装置が、前記第１の液室と前記液圧制御部とを連通する液道における第１の液室側の連通部と同軸上に配置されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項９】
前記駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、
前記状態保持装置が、前記駆動ピストンと接触する状態保持ピストンと、このピストンの外側に取り付けられて外部に突出する監視ロッドを有することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１０】
前記液圧制御部は、個別ユニットとしてそれぞれ構成された主操作弁部とパイロット弁部を着脱可能に接続して構成されると共に、この主操作弁部とパイロット弁部を組み合わせた１つのユニットとして前記マニホールドに対して着脱可能に接続されることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１１】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う給液弁と排液弁を有し、
前記給液弁と排液弁はほぼ同一の動作軸上に設けられ、前記給液弁は、前記排液弁と摺動する摺動部側と、弁としての開閉を行うシート部側とに２分割されることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１２】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポートと、前記駆動シリンダ内の第１の液室と連通する給液ポートと、前記低圧タンクと連通する排液ポートと、制御ポートと給液ポートとの間を開閉するための給液弁と、制御ポートと排液ポートとの間を開閉するための排液弁を有し、
前記給液弁と排液弁はほぼ同一の動作軸上に設けられ、前記給液弁の背部にバネ室が設けられ、このバネ室の内部に、定常時に給液弁を閉じるためのバネが収納され、前記給液弁内に、その前記バネ室と前記制御ポートとを連通する液道が形成されることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１３】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポートと、前記駆動シリンダ内の第１の液室と連通する給液ポートと、前記低圧タンクと連通する排液ポートと、制御ポートと給液ポートとの間を開閉するための給液弁と、制御ポートと排液ポートとの間を開閉するための排液弁を有し、
前記給液弁と排液弁はほぼ同一の動作軸上に設けられ、前記給液弁の背部にバネ室が設けられ、このバネ室の内部に、定常時に給液弁を閉じるためのバネが収納され、前記給液弁内に、その前記バネ室と前記給液ポートとを連通する液道が形成されることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１４】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポートと、前記駆動シリンダ内の第１の液室と連通する給液ポートと、前記低圧タンクと連通する排液ポートと、制御ポートと給液ポートとの間を開閉するための給液弁と、制御ポートと排液ポートとの間を開閉するための排液弁を有し、
前記駆動シリンダ内の第１の液室と前記給液ポートとを連通する液道に、遮断器の閉路動作速度調整用の絞りが設けられることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１５】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する開路用と閉路用の電磁コイルを有し、
前記開路用と閉路用の電磁コイルは、前記パイロット切換弁を挟んで対向して配置されることを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１６】
開路用の補助電磁コイルと閉路用の補助電磁コイルの中から選択された１つ以上の補助電磁コイルが設けられ、各補助電磁コイルが同じ動作用の前記電磁コイルと並べて配置されることを特徴とする請求項１５記載の液圧操作装置。
【請求項１７】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する電磁コイルと、この電磁コイルによる駆動力をパイロット切換弁に伝達するレバーを有し、
前記レバーは、その動作方向が前記駆動部の駆動ピストンの動作軸と直交方向になるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１８】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する電磁コイルと、この電磁コイルによる駆動力をパイロット切換弁に伝達するレバーを有し、
前記レバーは、その一部に組み込まれたバネを有しており、前記電磁コイルの励磁後にその電磁力が増大して前記パイロット切換弁を駆動可能となるまでの間中、バネの変形によって停止状態に保持されるように構成されることを特徴とする請求項１から請求項１７までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項１９】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行う操作制御ポートと、主操作弁部内の液道を介して圧力流体を導入する操作給液ポートと、主操作弁部内の液道を介して圧力流体を排出する操作排液ポートと、操作制御ポートの接続先を操作給液ポートと操作排液ポートとの間で選択的に切り換えるためのパイロット切換弁を有し、
前記パイロット切換弁は、操作制御ポートと操作排液ポートとの間を閉止する閉路状態位置と操作制御ポートと操作給液ポートの間を閉止する開路状態位置との間で移動するように構成され、閉路状態位置と開路状態位置の両方共に、パイロット切換弁の各部にかかる圧力流体の面積に差を有しており、この圧力流体の面積差は、閉路状態位置と開路状態位置の各々において圧力流体によりパイロット切換弁が当該位置に保持されるように設定されることを特徴とする請求項１から請求項１８までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２０】
前記パイロット切換弁は、前記パイロット弁部を構成するブロックと接触して、操作制御ポートと操作給液ポートとの間、および操作制御ポートと操作給液ポートの間をそれぞれ閉止する第１と第２のシート部を有し、
前記パイロット切換弁における前記操作給液ポート側と操作排液ポート側の両端の外周には、このパイロット切換弁と前記パイロット弁部を構成するブロックとの間で圧力流体をそれぞれシールする第１と第２のシール部が設けられ、
前記第１と第２のシート部および第１のシール部の各断面積は、第１のシート部が最も小さく、第１のシール部、第２のシート部の順に大きくされており、これによって、閉路状態位置においては第１のシール部よりも第２のシート部にかかる圧力流体の面積が大きくなり、開路状態位置においては第１のシール部よりも第１のシート部にかかる圧力流体の面積が大きくなるように構成されることを特徴とする請求項１９記載の液圧操作装置。
【請求項２１】
前記パイロット切換弁の前記第１のシール部は、パイロット切換弁の端部の外周に取り付けられた高弾性パッキンから構成され、この高弾性パッキンによって第１のシール部の断面積が確保されることを特徴とする請求項２０記載の液圧操作装置。
【請求項２２】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁を有し、
前記パイロット切換弁は、前記パイロット弁部を構成するブロックと接触して液道を閉止する液圧シート部を有し、この液圧シート部に、液道よりわずかに小さな円筒状のスプールが設けられることを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２３】
前記液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成され、
前記パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁を有し、
前記パイロット弁部を構成するブロックと前記パイロット切換弁は、互いに接触して液道を閉止する液圧シート部をそれぞれ有し、ブロック側の液圧シート部がテーパ形状とされることを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２４】
前記低圧タンクの側面に棒状液面計が設けられ、この棒状液面計が低圧タンクの水平面に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１から請求項２３までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２５】
前記液圧制御部には、低圧液の通る液道の最も高い位置に、前記低圧タンクの空気溜めと連通する気抜き用の配管、外部に開口可能な気抜き用のバルブ、および外部に開口する気抜き用のパイプ、の中から選択された気抜き用の手段が設けられることを特徴とする請求項１から請求項２４までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２６】
前記液圧制御部は、低圧液の通る液道の最も高い位置が、前記低圧タンクの定常時の液面位置より低くなるように配置されることを特徴とする請求項２５記載の液圧操作装置。
【請求項２７】
前記ポンプには、低圧液の通る液道の最も高い位置に、前記低圧タンクの空気溜めと連通する気抜き用の配管、外部に開口可能な気抜き用のバルブ、および外部に開口する気抜き用のパイプ、の中から選択された気抜き用の手段が設けられることを特徴とする請求項１から請求項２６までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項２８】
前記ポンプは、低圧液の通る液道の最も高い位置が、前記低圧タンクの定常時の液面位置より低くなるように配置されることを特徴とする請求項２７記載の液圧操作装置。
【請求項２９】
前記気抜き用のパイプが設けられる場合に、このパイプが、内部作動液を目視確認可能な材料で構成され、かつ、目盛りを有することを特徴とする請求項２５から請求項２８までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項３０】
前記駆動部における駆動ロッドのシール部から漏れた作動液を前記低圧タンク内に導くための回収用の液道が設けられ、この回収用の液道は、低圧タンク内に開口する配管を有し、この配管は、その低圧タンク内における開口部位置が低圧タンクの定常時の液面位置より高くなるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項２９までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項３１】
圧力流体用の液道の加工によって生じる開口部の封止部において、圧力流体を密閉するシール部が、このシール部を固定する固定部の圧力流体側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３０までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【請求項３２】
圧力流体用の液道の加工によって生じる開口部の封止部において、圧力流体を密閉するシール部に、球状の金属部材が使用されることを特徴とする請求項１から請求項３１までのいずれか一つに記載の液圧操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮断器の開路動作および閉路動作を行う駆動源の液圧操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力需要の増大により送電系統の大容量化ならびに超々高圧化などが実現されている。そのため、送電系統に設けられる遮断器の性能向上には目覚ましいものがあり、また、遮断器の性能向上に対する要求もさらに大きくなっている。このような大容量・超々高圧用の遮断器としては、最近ではＳＦ6 ガス絶縁による遮断器が主流であり、その駆動源として流体が用いられる場合が多い。
【０００３】
このうち、気体（圧縮空気）を駆動源として使用した場合には、送電系統の大容量化や超々高圧化に伴い、駆動力が著しく大きくなって空気圧シリンダや空気タンクなどの設備が大型化してしまう。また、操作時の給排気音が大きいことから、消音装置が必要となり、この消音装置の使用によって設備が複雑化してしまう。
【０００４】
これに対して、液体を利用した液圧操作装置は、空気に比べて高圧・大出力化が容易であるため、小型化が可能である。また、操作時の騒音を著しく軽減させることができると共に、液体の非圧縮性により応答性に優れているなどの利点を有する。このような利点を有する液圧操作装置は、遮断器の駆動源として有望視されており、一層の性能向上が期待されている。
【０００５】
図２３は、従来の遮断器の駆動源として使用される液圧操作装置の一例を示している。図２３に示すように、遮断器の開閉部１は、例えば固定電極２と可動電極３からなり、可動電極３は、液圧操作装置１０の駆動部２０に接続されている。駆動部２０は、駆動シリンダ２１とその内部に摺動可能に挿入された駆動ピストン２２、およびこの駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３などから構成されている。ここで、駆動シリンダ２１内の空間には、駆動ピストン２２の駆動ロッド２３側（可動電極３側）とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されている。
【０００６】
駆動シリンダ２１の第２の液室２５には、作動液を制御する液圧制御部３０が接続されている。この液圧制御部３０は、作動液を制御する切換弁３０１とこの切換弁３０１を液圧で駆動するための電磁弁３０２を備えている。なお、この液圧制御部３０と第１の液室２４との間は、管路３０３によって接続されている。
【０００７】
駆動シリンダ２１の第１の液室２４には、アキュムレータ（畜圧装置）４００が、高圧配管４０１を介して接続されている。このアキュムレータ４００としては、可動式の隔壁で分離した容器内の片側を窒素ガス室４００ａとしてその内部に高圧の窒素ガスを充填し、この窒素ガスの圧縮エネルギ−を利用して作動液を高圧に保持するものが一般的に利用されている。
【０００８】
液圧制御部３０とアキュムレータ４００との間には、液圧制御部３０からの排液によって高圧作動液を発生してアキュムレータ４００に供給するためのポンプユニット５００が設けられている。このポンプユニット５００としては、電動機、ポンプなどが排液タンク５０１内に一体収容されたものが利用されており、この排液タンク５０１には、低圧配管３０４を介して液圧制御部３０が接続されている。また、ポンプユニット５００とアキュムレータ４００との接続は、高圧配管５０２を介して行われている。
【０００９】
図２４は、図２３に示すような液圧操作装置１０を機構箱１００内に収納した時のレイアウトの一例を示している。この図２４において、機構箱１００は、遮断器の開閉部１を収納したガスタンク（図示せず）の一端に、フランジ１０１を介して固設されている。この場合、駆動部２０は、管路３０３を含めて液圧制御部３０と一体的に構成されており、容器１０２、フレーム１０３を介してフランジ１０１に固定されている。そして、フレーム１０３には、開閉部１の開閉状態を電気信号として検出するために、駆動ロッド２３と連動する補助開閉接点１０４が設けられている。また、アキュムレータ４００とポンプユニット５００は、機構箱１００のベース１０５上に固定されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の液圧操作装置には、次のような問題点がある。まず、駆動部２０は、液圧制御部３０と一体的に構成される反面、アキュムレータ４００やポンプユニット５００とは互いに分離配置されるために、これらの間を連結するための配管３０４，４０１，５０２などを必要とする。特に、アキュムレータ４００は、圧力容器としての制約から、図２４に示すように、細径長尺の円筒容器で形成されるため、このアキュムレータ４００から駆動部２０の駆動シリンダ２１内に高圧液を導くには高圧配管４０１が不可欠である。
【００１１】
このような連結用の配管の使用は、作動液の外部漏洩に対する液密性の確保や、遮断器を操作したときの振動に対する配管強度の確保を必要とするため、製造コストや組立コストの増大を招く。また、液圧伝達経路の長大化による応答性の低下の問題も生じる。
【００１２】
さらに、図２４に示すように、アキュムレータ４００やポンプユニット５００などの重量物を支持固定するベース１０５が必要になり、機構箱１００も強固な構造になるため、このことからも製造コストや組立コストの増大は避けられない。
【００１３】
これに対して、上記の高圧配管４０１を省略するために、特開昭６０−９７５２２号公報に示すように、駆動部２０の駆動シリンダ２１にアキュムレータ４００を直結する構成も考えられる。しかし、そのままのレイアウトで直結した場合には、一般にアキュムレータ４００の軸長が駆動部２０より長いことから、これらを収納する機構箱１００が大きくなり、効率の悪いスペース設計になる。
【００１４】
一方、アキュムレータ４００の蓄圧用媒体として、窒素ガスの代わりに金属バネ、特に、皿バネ列を用いて液圧操作装置全体を集積化した例が、特公平７−６５３１号公報などにおいて提案されている。しかし、金属バネの単位体積あるいは単位重量当たりに蓄積できるエネルギーは、気体に比べて格段に小さいので、蓄圧部分の占める体積や重量は、ガスを媒体としたアキュムレータ４００に比べて非常に大きく重くなる。特に、遮断器の高電圧化、大容量化に伴って、必要となる蓄圧エネルギーは増大し、金属バネの重量や体積も増加する。この場合、全体を集積化することは困難であり、この液圧操作装置の適用は、中小容量機種に限定されるなど、制約がある。
【００１５】
したがって、大容量機種への適用性も含めて液圧操作装置の小型集積化を図るためには、蓄圧エネルギー密度の大きいガスを蓄圧媒体に用いるのが有利であると考えられる。同時に、システム圧力をさらに高圧化することによって、作動液量やガス容量を減らし、駆動部２０、アキュムレータ４００、ポンプユニット５００などの各要素を小型化することが１つの手段として考えられる。
【００１６】
しかし、例えば、液圧制御部３０は、特公昭６３−４７０９４号公報などに記述されているように、１つのブロック内に複数個の弁体を設ける等の方式では、構造が複雑で大型になりやすく、製造コストや組立コストなどの増大を招いてしまう。
【００１７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、小型集積化が実現でき、簡素な構造で安定した動作が可能な信頼性の高い液圧操作装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、駆動部、液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンク等の複数の構成部を有する液圧操作装置において、駆動部を構成するマニホールドを設け、このマニホールドに他の複数の構成部の液道と連通する液道を形成してそれらの構成部を取り付けることを特徴としている。そして、この構成により、各構成部間を連結する配管類を削減できるものである。
【００１９】
ここで、駆動部は、駆動シリンダとその内部を摺動可能に設けられた駆動ピストン、この駆動ピストンと遮断器の開閉部とを連結する駆動ロッド、および前記駆動シリンダ内における前記駆動ピストンの駆動ロッド側とその反対側にそれぞれ形成された第１と第２の液室を備え、前記駆動ピストンの移動により前記遮断器の開閉部を開閉させる手段である。また、液圧制御部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対する圧力流体の供給と排出を選択的に行うことにより液圧を制御する手段であり、アキュムレータは、前記駆動シリンダ内の第１の液室に対して高圧液を常時作用させる手段である。さらに、ポンプは、前記アキュムレータに高圧液を供給する手段であり、低圧タンクは、前記駆動シリンダ内の第２の液室からの排液を回収し、かつ、低圧液を蓄積する手段である。
【００２０】
請求項１記載の液圧操作装置は、次のような特徴を有する。まず、前記駆動部を構成するマニホールドが設けられ、このマニホールド内には、前記駆動シリンダが形成されてその内部に前記駆動ピストンが挿入されると共に、前記液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンクの各々の液道と連通する液道が形成される。そして、前記液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンクの各々が、前記マニホールドの側面に取付けられる。また、アキュムレータが次のように構成されることを特徴としている。すなわち、アキュムレータは、ピストンとその両側にそれぞれ形成された蓄液室とガス室を備える。そして、このアキュムレータは、その動作軸が前記駆動部の駆動ピストンの動作軸と平行になるようにして、その蓄液室が前記駆動部の第２の液室と同じ側になり、かつ、そのガス室が前記駆動ロッドの突出側と同じ側になるように配置される。さらに、アキュムレータの取付け状態における全長は、前記マニホールドにおける前記第２の液室側の端部から、前記開閉部を収納した容器におけるマニホールドの固定部に至るまでの範囲内に収まるように設定される。
【００２１】
この構成により、各構成部間を連結する配管類が不要となるため、構成を簡素化でき、小型集積化が可能となる。また、アキュムレータを、駆動ピストンの動作スペースとして利用している部分の周囲の空きスペース内に収めることができるため、アキュムレータの配置のために装置全体が大型化することがない。
【００２２】
請求項２記載の液圧操作装置は、請求項１記載の液圧操作装置において、前記アキュムレータと前記マニホールドとの間の液道の連結部に、中空円筒状のカラーが配置されることを特徴としている。この構成によれば、カラーを配置することにより、液圧操作装置の動作時に発生する振動でアキュムレータとマニホールドとの連結部に発生する剪断力を保持することができ、アキュムレータとマニホールドに取付けている固定ボルト等の固定部の負担を低減できる。
【００２３】
請求項３記載の液圧操作装置は、請求項１又は２に記載の液圧操作装置において、前記マニホールドが、前記開閉部を収納した容器の支持部に対して連結部材を介して連結され、この連結部材の一部に、前記アキュムレータのガス室側を固定するためのＵ形ボルトが配置されることを特徴としている。この構成によれば、マニホールドと容器との間の比較的空間スペースに余裕がある連結部材部分でアキュムレータを固定することにより、簡単な固定法で容易に組立てることができる。
【００２４】
請求項４記載の液圧操作装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記アキュムレータとして２個のアキュムレータが使用され、この２個のアキュムレータが、前記駆動部の駆動ピストンの動作軸に対して均等な距離に配置されることを特徴としている。この構成によれば、液圧操作装置の重量バランスがよくなり、動作時に発生する不都合な動作振動を低減することができる。
【００２５】
請求項５記載の液圧操作装置は、次のような特徴を有する。まず、前記駆動部を構成するマニホールドが設けられ、このマニホールド内には、前記駆動シリンダが形成されてその内部に前記駆動ピストンが挿入されると共に、前記液圧制御部、ポンプ、および低圧タンクの各々の液道と連通する液道が形成される。そして、前記液圧制御部、ポンプ、および低圧タンクの各々が、前記マニホールドの側面に取付けられる。さらに、前記マニホールドが、前記開閉部を収納した容器の支持部に対して連結部材を介して連結されると共に、前記アキュムレータが前記容器の支持部に固定され、このアキュムレータとマニホールドとが配管で連結される。この構成により、アキュムレータが大容量化し、駆動部に直接連結することができない場合に、アキュムレータと駆動部とを同一の支持部に対して並列的に個別に固定することにより、動作時不要な力がかからなくなり、駆動部とアキュムレータを連通している配管等に発生する応力を低減することができる。
【００２６】
請求項６記載の液圧操作装置は、開路動作終了時に前記駆動ピストンに制動をかけるための制動構造が、次のように構成されることを特徴としている。まず、開路動作終了時に前記駆動ピストンに制動をかけるために、駆動ピストンの第２の液室側に円筒状に突出したダンパ部が設けられると共に、第２の液室内に、このダンパ部を挿入する穴を有するダンパリングが設けられる。そして、前記ダンパ部が、その突出端部から前記駆動ピストン側に至る途中部分に最小断面積部を有しており、このダンパ部の断面積が、突出端部から最小断面積部まで徐々に小さくされた後、この最小断面積部から駆動ピストン側に向かって徐々に大きくされている。
【００２７】
この構成は、制動時の圧力上昇の際における流体の波動を考慮したものであり、ダンパ部の形状によって、制動時の圧力上昇の際に急峻な圧力上昇を防止できるものである。すなわち、開路動作終了時に駆動部内の第２の液室内の圧力を上昇させて開路動作の制動を行う際に、前記ダンパ部の形状が、制動がかかると共に徐々にダンパ部断面積が大きくなって流路を絞る構造ではなく、制動時の圧力上昇の際に、徐々にダンパ部断面積が小さくなって流路を広げる構造であるため、急峻な圧力上昇を防ぎ、過大な制動力の発生を防止できる。
【００２８】
また、この構成によれば、開路動作終了時において、第２の液室内に形成される２つの圧力上昇部で２段階の制動を行うことができる。すなわち、開路動作終了時においては、まず、ダンパ部とダンパリングによって形成される第１の圧力上昇部で制動が行われ、開路動作終了直前にダンパ部がダンパリングの穴内に挿入されると、このダンパ部とダンパリングの穴によって形成される第２の圧力上昇部で制動が行われる。そのため、駆動シリンダの径が小さい場合に、開路動作終了地点での部品の組み合わせ交差の限界により、第１の圧力上昇部の圧力上昇だけでは十分な制動がかけられない場合でも、この開路動作終了直前で第２の圧力上昇部によって制動をかけることができる。したがって、駆動シリンダの径が小さい場合でも、第１と第２の圧力上昇部によって、駆動ピストンに十分な制動をかけることができる。
【００２９】
さらに、この構成においては、ダンパリングにおける制動時の圧力上昇部の受圧面積を、駆動シリンダの断面積からダンパリングの穴面積を引いた面積とすることができ、開路動作終了時の圧力上昇部の受圧面積を最小にすることができる。そのため、駆動シリンダを封止する封止部にかかる力を抑制することができる。
【００３０】
請求項７記載の液圧操作装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記駆動部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、前記駆動ピストンの前記状態保持装置に接触する部分の径が、局部的に小さくされる。この構成により、万が一、状態保持装置の接触によって駆動ピストンが損傷した場合においても、それに起因する駆動シリンダの損傷を防止でき、液圧操作装置を停止させるような重大な故障にまで発展することを防止できる。
【００３１】
請求項８記載の液圧操作装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記駆動部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、前記状態保持装置が、前記第１の液室と前記液圧制御部とを連通する液道における第１の液室側の連通部と同軸上に配置される。この構成により、マニホールドの加工部を低減でき、かつ、液道を封止する封止部品を削減できるため、マニホールドの構成を簡素化できる。
【００３２】
請求項９記載の液圧操作装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記駆動部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、駆動部に、閉路状態時に液圧が低下した際に駆動ピストンの外周面に接触してこの駆動ピストンの状態を保持する状態保持装置が設けられ、前記状態保持装置が、前記駆動ピストンと接触する状態保持ピストンと、このピストンの外側に取り付けられて外部に突出する監視ロッドを有する。この構成によれば、監視ロッドにより、状態保持装置の位置を外部から容易に確認することができる。
【００３３】
請求項１０記載の液圧操作装置は、請求項１〜９のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、液圧制御部は、個別ユニットとしてそれぞれ構成された主操作弁部とパイロット弁部を着脱可能に接続して構成されると共に、この主操作弁部とパイロット弁部を組み合わせた１つのユニットとして前記マニホールドに対して着脱可能に接続される。この構成により、液圧制御部を、単体として組立、試験できる上、多種の液圧操作装置の標準ユニットとすることができる。また、万が一、液圧制御部の主操作弁部とパイロット弁部のどちらか一方が故障した場合にも、故障した部分のみを容易に交換することができる。
【００３４】
請求項１１記載の液圧操作装置は、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う給液弁と排液弁を有し、これらの給液弁と排液弁はほぼ同一の動作軸上に設けられる。そして、給液弁は、排液弁と摺動する摺動部側と、弁としての開閉を行うシート部側とに２分割される。この構成により、供給弁と排液弁を配置する際の同軸度が不要となるため、主操作弁部を構成しているケーシングであるブロックの同軸度の加工精度を必要とする部分が少なくなる。
【００３５】
請求項１２、１３記載の各液圧操作装置は、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポートと、前記駆動シリンダ内の第１の液室と連通する給液ポートと、前記低圧タンクと連通する排液ポートと、制御ポートと給液ポートとの間を開閉するための給液弁と、制御ポートと排液ポートとの間を開閉するための排液弁を有する。そして、給液弁と排液弁はほぼ同一の動作軸上に設けられる。また、前記給液弁の背部にバネ室が設けられ、このバネ室の内部に、定常時に給液弁を閉じるためのバネが収納される。さらに、前記給液弁内に、その前記バネ室と前記制御ポートまたは給液ポートを連通する液道が形成される。すなわち、請求項１２記載の液圧操作装置においては、前記給液弁内に、その前記バネ室と前記制御ポートを連通する液道が形成され、請求項１３記載の液圧操作装置においては、前記給液弁内に、その前記バネ室と前記制御ポートまたは給液ポートを連通する液道が形成される。この構成により、給液弁の動作時にバネ室の圧液を液道を介して制御ポートまたは給液ポートに排出できるため、給液弁の動作がスムーズになり、液圧制御部の性能を向上できる。
【００３６】
請求項１４記載の液圧操作装置は、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、主操作弁部は、前記駆動シリンダ内の第２の液室に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポートと、前記駆動シリンダ内の第１の液室と連通する給液ポートと、前記低圧タンクと連通する排液ポートと、制御ポートと給液ポートとの間を開閉するための給液弁と、制御ポートと排液ポートとの間を開閉するための排液弁を有する。さらに、前記駆動シリンダ内の第１の液室と前記給液ポートとを連通する液道に、遮断器の閉路動作速度調整用の絞りが設けられる。この構成によれば、閉路動作速度調整用の絞りによって閉路動作速度を任意に決定できるため、共通の液圧制御部で多種の出力特性を持つ液圧操作装置の標準ユニットとすることができる。
【００３７】
請求項１５記載の液圧操作装置は、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する開路用と閉路用の電磁コイルを有する。これらの開路用と閉路用の電磁コイルは、前記パイロット切換弁を挟んで対向して配置される。この構成によれば、開路または閉路動作の外部指令が入っている際に、別の外部指令が入った場合でも、パイロット切換弁の逆方向への動作を防止できるため、液圧制御部の動作信頼性を向上できる。
【００３８】
請求項１６記載の液圧操作装置は、請求項１５記載の液圧操作装置において、さらに、開路用の補助電磁コイルと閉路用の補助電磁コイルの中から選択された１つ以上の補助電磁コイルが設けられ、各補助電磁コイルが同じ動作用の前記電磁コイルと並べて配置されることを特徴としている。この構成によれば、小スペースの簡素な構成で補助用もしくは別系統からの外部指令を容易に受けることができる。
【００３９】
請求項１７記載の液圧操作装置は、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する電磁コイルと、この電磁コイルによる駆動力をパイロット切換弁に伝達するレバーを有する。このレバーは、その動作方向が前記駆動部の駆動ピストンの動作軸と直交方向になるように配置される。この構成によれば、駆動部における動作時の振動がレバーに直接伝達されることがないため、レバーの誤動作を防止できる。
【００４０】
請求項１８記載の液圧操作装置は、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁と、外部信号で起動してパイロット切換弁を駆動する電磁コイルと、この電磁コイルによる駆動力をパイロット切換弁に伝達するレバーを有する。このレバーは、その一部に組み込まれたバネを有しており、前記電磁コイルの励磁後にその電磁力が増大して前記パイロット切換弁を駆動可能となるまでの間中、バネの変形によって停止状態に保持されるように構成される。この構成により、電磁コイルにかかる負荷を小さくできるため、電磁コイルの始動を早くし、それによりパイロット弁部の動作を早く、かつスムーズに行うことができるため、液圧制御部の性能を向上できる。
【００４１】
請求項１９記載の液圧操作装置は、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の発明において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行う操作制御ポートと、主操作弁部内の液道を介して圧力流体を導入する操作給液ポートと、主操作弁部内の液道を介して圧力流体を排出する操作排液ポートと、操作制御ポートの接続先を操作給液ポートと操作排液ポートとの間で選択的に切り換えるためのパイロット切換弁を有する。このパイロット切換弁は、操作制御ポートと操作排液ポートとの間を閉止する閉路状態位置と操作制御ポートと操作給液ポートの間を閉止する開路状態位置との間で移動するように構成される。さらに、パイロット切換弁は、閉路状態位置と開路状態位置の両方共に、パイロット切換弁の各部にかかる圧力流体の面積に差を有しており、この圧力流体の面積差は、閉路状態位置と開路状態位置の各々において圧力流体によりパイロット切換弁が当該位置に保持されるように設定される。この構成によれば、定常時におけるパイロット切換弁の位置を安定させることができるため、液圧制御部の動作信頼性を向上できる。
【００４２】
請求項２０記載の液圧操作装置は、請求項１９記載の液圧操作装置において、前記パイロット切換弁が次のように構成されることを特徴としている。まず、パイロット切換弁は、前記パイロット弁部を構成するブロックと接触して、操作制御ポートと操作給液ポートとの間、および操作制御ポートと操作給液ポートの間をそれぞれ閉止する第１と第２のシート部を有する。そして、パイロット切換弁における前記操作給液ポート側と操作排液ポート側の両端の外周には、このパイロット切換弁と前記パイロット弁部を構成するブロックとの間で圧力流体をそれぞれシールする第１と第２のシール部が設けられる。これらの第１と第２のシート部および第１のシール部の各断面積は、第１のシート部が最も小さく、第１のシール部、第２のシート部の順に大きくされており、これによって、閉路状態位置においては第１のシール部よりも第２のシート部にかかる圧力流体の面積が大きくなり、開路状態位置においては第１のシール部よりも第１のシート部にかかる圧力流体の面積が大きくなるように構成される。この構成によれば、パイロット切換弁のシール部とシート部の断面積を適切に設定することにより、定常時におけるパイロット切換弁の位置を容易に安定させることができるため、液圧制御部の構成を簡素化できると共に、液圧制御部の動作信頼性を向上できる。
【００４３】
請求項２１記載の液圧操作装置は、請求項２０記載の液圧操作装置において、前記パイロット切換弁が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、パイロット切換弁の前記第１のシール部は、パイロット切換弁の端部の外周に取り付けられた高弾性パッキンから構成され、この高弾性パッキンによって第１のシール部の断面積が確保される。この構成によれば、パイロット切換弁にかかる圧力流体の面積差を高弾性パッキンを使用することで容易に確保できるため、パイロット切換弁の端部の径を小さくすることが可能となり、パイロット切換弁の組立性を向上できる。したがって、液圧制御部の信頼性を向上しながら、しかも、その組立性を向上できる。
【００４４】
請求項２２記載の液圧操作装置は、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁を有する。このパイロット切換弁は、前記パイロット弁部を構成するブロックと接触して液道を閉止する液圧シート部を有し、この液圧シート部に、液道よりわずかに小さな円筒状のスプールが設けられる。この構成によれば、液圧シート部に設けられたスプールにより、パイロット切換弁の動作時に両側の液圧シート部が開いた際に、低圧液側に流出して消費される高圧液の量を少なくすることができ、液圧制御部の性能を向上できる。
【００４５】
請求項２３記載の液圧操作装置は、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の液圧制御装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。まず、液圧制御部は、主操作弁部とパイロット弁部から構成される。このうち、パイロット弁部は、前記主操作弁部に対して操作用の圧力流体の供給と排出を選択的に行うパイロット切換弁を有する。そして、パイロット弁部を構成するブロックと前記パイロット切換弁は、互いに接触して液道を閉止する液圧シート部をそれぞれ有し、ブロック側の液圧シート部がテーパ形状とされる。この構成によれば、次のような作用が得られる。すなわち、一般的には、パイロット切換弁側の液圧シート部をテーパ形状としていれるが、請求項２３のようにブロック側の液圧シート部をテーパ形状とした場合にも、機能的には同等である。また、このようにブロック側にテーパ形状を設ける場合には、ブロックの加工はやや困難になるものの、パイロット切換弁の加工は容易になるため、ブロックの構成によってはパイロット弁部全体の加工が容易になる。
【００４６】
請求項２４記載の液圧操作装置は、請求項１〜２３のいずれか一つに記載の液圧制御装置において、前記低圧タンクの側面に棒状液面計が設けられ、この棒状液面計が低圧タンクの水平面に対して斜めに配置されることを特徴としている。この構成により、液圧操作装置を縦横いずれの配置とした場合でも、低圧タンクの棒状液面計を共通して使用することができる。
【００４７】
請求項２５記載の液圧操作装置は、請求項１〜２４のいずれか一つに記載の液圧制御装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、液圧制御部には、低圧液の通る液道の最も高い位置に、前記低圧タンクの空気溜めと連通する気抜き用の配管、外部に開口可能な気抜き用のバルブ、および外部に開口する気抜き用のパイプ、の中から選択された気抜き用の手段が設けられる。この構成によれば、液圧制御部内における低圧液の液道の空気を、気抜き用の手段によって外部に排出できるため、液圧制御部における空気の混入による動作遅れの発生を防止できる。
【００４８】
請求項２６記載の液圧操作装置は、請求項２５記載の液圧操作装置において、前記液圧制御部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、液圧制御部は、低圧液の通る液道の最も高い位置が、前記低圧タンクの定常時の液面位置より低くなるように配置される。この構成によれば、液圧制御部の低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、液圧制御部における空気の混入による動作遅れの発生を防止できる。
【００４９】
請求項２７記載の液圧操作装置は、請求項１〜２６のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記ポンプが次のように構成されることを特徴としている。すなわち、ポンプには、低圧液の通る液道の最も高い位置に、前記低圧タンクの空気溜めと連通する気抜き用の配管、外部に開口可能な気抜き用のバルブ、および外部に開口する気抜き用のパイプ、の中から選択された気抜き用の手段が設けられる。この構成によれば、ポンプ内における低圧液の液道の空気を、気抜き用の手段によって外部に排出できるため、ポンプにおける空気の混入による昇圧不能の発生を解消できる。
【００５０】
請求項２８記載の液圧操作装置は、請求項２７記載の液圧操作装置において、前記ポンプが次のように構成されることを特徴としている。すなわち、ポンプは、低圧液の通る液道の最も高い位置が、前記低圧タンクの定常時の液面位置より低くなるように配置される。この構成によれば、ポンプの低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、ポンプにおける空気の混入による昇圧不能の発生を防止できる。
【００５１】
請求項２９記載の液圧操作装置は、請求項２５〜２８のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記気抜き用のパイプが設けられる場合に、このパイプが、内部作動液を目視確認可能な材料で構成され、かつ、目盛りを有することを特徴としている。この構成によれば、気抜き用のパイプを、液面計としても利用できるため、個別に設けた場合に比べて構成を簡素化できる。
【００５２】
請求項３０記載の液圧操作装置は、請求項１〜２９のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記駆動部から漏れた作動液を回収する液道が次のように構成されることを特徴としている。まず、駆動部における駆動ロッドのシール部から漏れた作動液を前記低圧タンク内に導くための回収用の液道が設けられる。この回収用の液道は、低圧タンク内に開口する配管を有し、この配管は、その低圧タンク内における開口部位置が低圧タンクの定常時の液面位置より高くなるように配置される。この構成によれば、仮に、駆動ロッドのシール部から作動液が漏れた場合でも、漏れた作動液を低圧タンク内に回収でき、外部への液漏れを防止できる。また、低圧タンク内に開口する配管によって低圧タンクからの作動液の流出を生じることもない。
【００５３】
請求項３１記載の液圧操作装置は、請求項１〜３０のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記マニホールド等の開口部の封止部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、圧力流体用の液道の加工によって生じる開口部の封止部において、圧力流体を密閉するシール部が、このシール部を固定する固定部の圧力流体側に配置される。この構成によれば、異物を発生しやすいボルトやネジ部等の固定部が圧力流体と接しない外部に配置されることから、圧力流体に異物が混入し難いため、異物による故障の発生を防止できる。
【００５４】
請求項３２記載の液圧操作装置は、請求項１〜３１のいずれか一つに記載の液圧操作装置において、前記マニホールド等の開口部の封止部が次のように構成されることを特徴としている。すなわち、圧力流体用の液道の加工によって生じる開口部の封止部において、圧力流体を密閉するシール部に、球状の金属部材が使用される。この構成によれば、部品点数の少ない簡素なシール構造で高いシール性が得られる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明による液圧操作装置を実施する場合の形態について、図１〜２２を参照して具体的に説明する。
【００５６】
［１．液圧操作装置全体に係る実施の形態］
図１は、本発明による液圧操作装置全体に係る代表的な一つの実施の形態を示す断面図であり、図２は、図１のＸ矢視図である。この図１と図２に示すように、遮断器の開閉部１は、固定電極２と可動電極３からなり、可動電極３は液圧操作装置１０に接続されている。ただし、この開閉部１の構成は一例であり、対向する電極が相対的に開閉可能であればよく、対向する２つの電極が共に移動する構成でも構わない。
【００５７】
［１−１．装置全体］
図１と図２に示すように、液圧操作装置１０は、可動電極３を駆動する駆動部２０、内部流体を制御する液圧制御部３０、駆動部２０への高圧液を常時蓄積するアキュムレ−タ４０、高圧液を発生するポンプ５０、高圧液を監視するためにポンプ５０に取付けられた液圧モニタ６０、および低圧液を蓄える低圧タンク７０などから構成されている。この場合、駆動部２０は、その内部に駆動シリンダ２１と他の各構成部の液道と連通する液道が形成されたマニホールド８０を使用して構成されている。例えば、図２に示すように、角形ブロック形状のマニホールド８０が使用され、このマニホールド８０の周囲に、駆動部２０、液圧制御部３０、アキュムレ−タ４０、ポンプ５０、液圧モニタ６０、および低圧タンク７０が配置されてマニホールド８０に着脱可能に取り付けられ、１ユニットに集積化されている。すなわち、マニホールド８０の一つの側面には、液圧制御部３０と低圧タンク７０が着脱可能に取付けられ、マニホールド８０の別の側面には、液圧モニタ６０と一体化されたポンプ５０が着脱可能に取付けられ、マニホールド８０のさらに別の側面に、アキュムレ−タ４０が着脱可能に取付けられている。
【００５８】
そして、このように集積化された液圧操作装置１０は、図１に示すように、そのマニホールド８０の端部で、補助開閉接点４を設けたフレーム（連結部材）５を介して、開閉部１を収納したガスタンクのベース（容器の支持部）６に連結されている。ここで、補助開閉接点４は、前述した従来技術と同様に、駆動部２０の駆動ロッド２３と連動して開閉部１の開閉状態を電気信号として検出するために設けられている。
【００５９】
以上のような構成を有する液圧操作装置１０においては、単体のマニホールド８０内に駆動部２０の駆動シリンダ２１と、各部の液道と連通する液道を形成し、このマニホールド８０側面に、蓄圧エネルギー密度の大きいガスを蓄圧媒体とするアキュムレータ４０を、液圧制御部３０、ポンプ５０、低圧タンク７０などと共に着脱可能に取付けていることから、従来の液圧操作装置に比べて、各部を連結する配管類が不要となる。このように、配管類が省略される結果、従来よりも構成が簡素化され、装置全体の小型集積化が実現できる。このことからまた、生産効率を向上できると共に、製造コストや組立コストを削減できるため、経済的にも有利である。さらに、配管類を使用した場合に比べて、液圧伝達経路を短縮化できるため、応答性を向上できる。
【００６０】
以下には、図１の液圧操作装置１０の各部の構成と作用・効果について個別に説明する。なお、各部の動作については装置全体の動作として後述するため、以下の各部の説明においては、動作説明は省略する。
【００６１】
［１−２．マニホールド］
図１に示すように、駆動部２０は、マニホールド８０内に形成された駆動シリンダ２１とその内部に摺動可能に挿入された駆動ピストン２２、およびこの駆動ピストン２２と可動電極３とを連結する駆動ロッド２３を備えている。ここで、駆動シリンダ２１内部には、駆動ピストン２２の駆動ロッド２３側（可動電極３側）とその反対側に、第１の液室２４と第２の液室２５がそれぞれ形成されている。
【００６２】
この場合、図１に示すように、マニホールド８０内には、駆動シリンダ２１内の第１の液室２４とアキュムレータ４０とを連通する高圧流路８１、第１の液室２４と液圧制御部３０とを連通する高圧流路８２が形成されている。マニホールド８０内にはまた、液圧制御部３０とポンプ５０および低圧タンク７０とを接続する低圧流路８３、および駆動シリンダ２１内の第２の液室２５と液圧制御部３０とを連通する高圧流路８４が形成されている。なお、マニホールド８０内に加工される高圧流路８１，８２等は、加工後に封止部を必要とするが、図１の構成においては、シール部８５ａは、シール固定部８６より作動液側に設けられている。
【００６３】
このような構成を有するマニホールド８０においては、シール部８５ａが、シール固定部８６より作動液側に設けられていることから、異物による液圧操作装置１０の故障が発生し難い。すなわち、マニホールド８０内に加工される高圧流路８１，８２等の封止は、一般的には、ボルトとシール性のあるワッシャで封止したり、ボルト自身にシール性を持たせた部品で封止している場合が多い。これに対して、図１の構成においては、シール部８５ａがシール固定部８６より作動液側に設けられており、異物の発生しやすいボルトやネジ部等のシール固定部８６が圧力流体と接しない外部に配置されている。したがって、圧力流体に異物が混入し難いため、異物による液圧操作装置１０の故障の発生を防止できるため、液圧操作装置の信頼性を向上できる。
【００６４】
［１−３．液圧制御部］
液圧制御部３０については、図１と図２に加えて、図３を併用して説明する。ここで、図３は、図１の液圧制御部を示す拡大断面図である。この図３に示すように、液圧制御部３０は、個別ユニットとしてそれぞれ構成された主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１を着脱可能に接続して構成されると共に、この主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１を組み合わせた１つのユニットとしてマニホールド８０に対して着脱可能に接続されている。
【００６５】
このような液圧制御部３０においては、主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１を互いに着脱可能に接続するとともに、主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１を組み合わせて１つのユニットとして構成していることから、液圧制御部３０を単体として容易に組立て、その試験を行うことができる上、多種の液圧操作装置の標準ユニットとして構成することができる。したがって、実用性が高く、生産効率を向上できると共に、また、標準ユニットとして量産できることから、製造コストや組立コストを削減できるため、経済的にも有利である。また、万一、主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１のいずれか一方が故障した場合でも、液圧制御部３０全体を交換することなく、その故障した弁部のみを交換できるため、保守性にも優れている。
以下には、この液圧制御部３０の主操作弁部３１とパイロット弁部Ａ３１の各々の構成と作用・効果について個別に説明する。
【００６６】
［１−３−１．主操作弁部］
図１に示すように、主操作弁部３１は、駆動部２０の第２の液室２５に対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う制御ポート３２と、高圧流路８２を介して駆動部２０の第１の液室２４と連通する給液ポート３３と、マニホールド８０内に形成された低圧流路８３を介してポンプ５０および低圧タンク７０に接続された排液ポート３４を備えている。また、図３に示すように、制御ポート３２と給液ポート３３の間を開閉するための給液弁３５と、制御ポート３２と排液ポート３４との間を開閉するための排液弁３６が設けられ、この給液弁３５と排液弁３６は、ほぼ同一動作軸上に配置されている。
【００６７】
すなわち、図３に示すように、給液弁３５の排液弁３６と対向する端部にはヘッド部３５ａが形成されており、このヘッド部３５ａが排液弁３６に設けられた凹部内を摺動可能になっている。この場合、給液弁３５のヘッド部３５ａには、給液弁３５と排液弁３６の摺動時のかじり防止や摺動抵抗の低減のためのガイドリング３５ｂが設けられている。また、図中３５ｃは、制御ポート３２と給液ポート３３との間を閉止するシート部である。
【００６８】
さらに、給液弁３５のヘッド部３５ａと排液弁３６の背部には、パイロット弁部Ａ３１に接続されたバネ室３６ａが設けられており、このバネ室３６ａの内部に、定常時に排液弁３６を閉じるためのバネ３６ｂが収納されている。そして、このバネ室３６ａに対して圧液を供給または排出することにより、給液弁３５または排液弁３６が各々独立して開閉駆動されるようになっている。
【００６９】
また、給液弁３５の背部にもバネ室３５ｄが設けられており、このバネ室３５ｄの内部に、定常時に給液弁３５を閉じるためのバネ３５ｅが収納されている。そして、このバネ室３５ｄの圧液が給液弁３５の動作の際の妨げにならないように、給液弁３５には、シート部３５ｃを介してバネ室３５ｄと制御ポート３２とを連通する管路３５ｆが形成されている。
【００７０】
一方、給液ポート３３には、給液ポート３３の流路面積を変更して遮断器の閉路動作速度を調整するために、閉路動作速度調整用絞り３７が設けられている。図中３７ａは、閉路動作速度調整用絞り３７に設けられて外部に突出したボルトであり、このボルト３７ａを外部から操作することによって、閉路動作速度調整用絞り３７を調整できるようになっている。なお、図中３８は、主操作弁部３１を構成するブロックである。
【００７１】
以上のような構成を有する図３の主操作弁部３１においては、給液弁３５の管路３５ｆにより、給液弁３５の動作時においてバネ室３５ｄの圧液が制御ポート３２に排出されるため、給液弁３５の動作をスムーズに行うことができる。したがって、液圧制御部３０の性能を向上でき、液圧操作装置の動作信頼性を向上できる。また、液圧制御部３０内に閉路動作速度調整用絞り３７を設けることにより、閉路動作速度を任意に決定できるため、同じ形の液圧制御部３０を、多種の出力特性を持つ液圧操作装置に対して共通に使用可能であり、実用性が高い。
【００７２】
［１−３−２．パイロット弁部］
図３に示すように、パイロット弁部Ａ３１は、主操作弁部３１のバネ室３６ａに対して圧力流体の供給と排出を選択的に行う操作制御ポートＡ３２と、主操作弁部３１の給液ポート３３と排液ポート３４にそれぞれ連通する、操作給液ポートＡ３３と操作排液ポートＡ３４を備えている。また、操作制御ポートＡ３２の接続先を操作給液ポートＡ３３と操作排液ポートＡ３４との間で選択的に切り換えるためのパイロット切換弁Ａ３５が設けられている。
【００７３】
そして、図１と図３に示すように、外部信号で起動する電磁コイル、すなわち、閉路用電磁コイルＡ３６ａ、開路用電磁コイルＡ３６ｂ（図３）、および閉路用補助電磁コイルＡ３６ｃ（図１）等が設けられており、これらの電磁コイルの電磁力を駆動力としてパイロット切換弁Ａ３５を駆動するように構成されている。なお、図３に示すように、閉路用電磁コイルＡ３６ａと開路用電磁コイルＡ３６ｂはパイロット切換弁Ａ３５を挟んで対向して配置されている。また、図１に示すように、閉路用補助電磁コイルＡ３６ｃは、閉路用電磁コイルＡ３６ａと並べて配置されており、同様に、開路用補助電磁コイル（図示せず）が、閉路用補助電磁コイルＡ３６ｃの対向側に、開路用電磁コイルＡ３６ｂと並べて配置されている。
【００７４】
さらに、図３に示すように、電磁コイルによる駆動力をパイロット切換弁Ａ３５に伝達するパイロット弁レバーＡ３８は、バネＡ３８ａとプラグＡ３８ｂを組込んだ構成とされており、各電磁コイルの励磁後にその電磁力が増大してパイロット切換弁Ａ３５を駆動可能となるまでの間中、バネＡ３８ａが変形してパイロット弁レバーＡ３８が停止状態に保持されるようになっている。そして、このパイロット弁レバーＡ３８は、その動作方向が駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸と直交方向になるように配置されている。なお、図中Ａ３９は、パイロット弁部Ａ３１を構成するブロックである。
【００７５】
以上のような構成を有する図３のパイロット弁部Ａ３１においては、閉路用電磁コイルＡ３６ａと開路用電磁コイルＡ３６ｂがパイロット切換弁Ａ３５を挟んで対向して配置されているため、開路および閉路の外部指令のいずれか一方の指令が入った後に他方の外部指令が入った場合でも逆方向へ動作することがなく、動作信頼性が高い。また、閉路用と開路用の補助電磁コイルが、閉路用と開路用の電磁コイルＡ３６ａ，Ａ３６ｂのそれぞれと並ぶ形で互いに対向して配置されているため、小スペースでありながら、補助用もしくは別系統からの遮断器動作の指令を受けることができるため、実用性が高い。
【００７６】
また、パイロット弁レバーＡ３８は、その動作方向が駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸と直交方向になるように配置されており、この構成により、液圧操作装置１０の動作振動がパイロット弁レバーＡ３８に直接伝達されることがないため、パイロット弁レバーＡ３８の誤動作を極力防止できる。さらに、パイロット弁レバーＡ３８は、バネＡ３８ａを組込んだ構成とされており、各電磁コイルの励磁後にその電磁力が増大してパイロット切換弁Ａ３５を駆動可能となるまでの間中、バネＡ３８ａが変形してパイロット弁レバーＡ３８が停止状態に保持されるようになっているため、負荷の小さい状態で電磁コイルを動作させ、一定の値以上の力でパイロット切換弁Ａ３５を一気に駆動できる。すなわち、指令回路の電圧の高低にあまり影響されずに一定の駆動力が得られることから、電磁コイルが高速で動作可能となり、パイロット切換弁Ａ３５を高速で駆動できるため、遮断器の動作を安定させることができる。
【００７７】
［１−４．アキュムレータ］
アキュムレータ４０は、図１に示すように、容器内部に摺動可能に挿入されたアキュムレータピストン４１を備えており、容器内部におけるアキュムレータピストン４１の片側に高圧の窒素ガスを充填する窒素ガス室４０ａが形成されると共に、その反対側に高圧作動液を蓄える蓄液室４２が形成されている。この場合、アキュムレータ４０は、アキュムレータピストン４１と駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸が平行になるように配置されている。
【００７８】
より詳細には、アキュムレータ４０は、その蓄液室４２が駆動部２０の第２の液室２５と同じ側になり、その窒素ガス室４０ａが駆動ロッド２３の突出側と同じ側になるように配置されている。そして、アキュムレータ４０の蓄液室４２側の端部は、取付フランジ４３を介してマニホールド８０の第２の液室２５側の端部に連結されており、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の端部は、マニホールド８０の端部とベース６の間に配置されている。この場合、取付フランジ４３を含めたアキュムレータ４０の全長は、マニホールド８０における第２の液室２５側の端部から、開閉部１を収納したガスタンクのベース６に至るまでの範囲内に収まるように設定されている。
【００７９】
さらに、取付フランジ４３とマニホールド８０の端部との連結部には、液道の接続用プラグとして中空円筒状のカラー４５が挿入されている。そして、アキュムレータ４０の蓄液室４２は、このカラー４５とマニホールド８０内の高圧流路８１を介して駆動部２０の第１の液室２４と連通している。なお、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の固定は、マニホールド８０に固定されてフレーム５部分まで伸びるベース４７とフレーム５部分に配置されたＵ形ボルト４８によって、フレーム５部分で行われている。また、図２の構成においては、２個のアキュムレータ４０が、各動作軸が、マニホールド８０に形成された駆動部２０の動作軸に対して均等な距離に対称的に配置されている。
【００８０】
以上のような構成を有する図１と図２のアキュムレータ４０においては、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａを駆動ロッド２３の突出側に向くように配置すると共に、アキュムレータ４０の全長が、マニホールド８０における駆動ロッド２３の突出側と反対側の端部から、開閉部１を収納したガスタンクのベース６に至るまでの間の長さ以内に設定されている。すなわち、本実施の形態のアキュムレータ４０は、駆動ピストン２２用の動作スペースの周囲に、駆動部２０の動作範囲内で配置できるため、効率の良いスペース設計を実現できる。したがって、液圧操作装置の小型化に貢献できる。
【００８１】
さらに、本実施の形態においては、取付フランジ４３とマニホールド８０の端部との連結部に、中空円筒状のカラー４５を挿入したことにより、液圧操作装置１０の動作時の振動に起因してアキュムレータ４０により発生するフランジ４３とマニホールド８０との間の剪断力を保持することができる。したがって、アキュムレータ４０をマニホールド８０に取付けているベース４７やＵ形ボルト４８等の固定部の負担を低減でき、これらの部分を簡素化できる。また、中空円筒状のカラー４５の流路内径を選択することにより、駆動ピストン２２の開路動作の速度調整を容易に行うことができる。
【００８２】
一方、本実施の形態においては、マニホールド８０に固定されたベース４７とフレーム５部分に配置されたＵ形ボルト４８を使用することにより、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側を容易に固定することができる。すなわち、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の固定は、一般的にＵ形ボルトとナットで行われるが、図１と図２に示すように、マニホールド８０とアキュムレータ４０が接近して配置される場合には、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側をマニホールド８０に直接固定することは困難である。これに対して、図１と図２のアキュムレータ４０においては、比較的空間スペースに余裕のあるフレーム５部分に固定部を配置しているため、ベース４７とＵ形ボルト４８によってアキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側をマニホールド８０に容易に固定可能である。したがって、生産効率を向上できると共に、組立コストを削減でき、経済的に有利である。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、前述したように、２個のアキュムレータ４０が、各動作軸が、駆動部２０の動作軸に対して均等な距離に対称的に配置されているため、液圧操作装置の動作時に発生する不要な動作振動を低減できる。すなわち、液圧操作装置において、アキュムレータ４０を複数個、特に、２個配置する場合には、図２に示すように、各アキュムレータ４０の動作軸と駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸との距離を同じとすることにより、液圧操作装置の動作時に発生する不要な動作振動を低減できる。そして、図２に示すように、駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸に対し、アキュムレータ４０の動作軸が対称となるように配置することにより、より有効に動作振動を低減できる。
【００８４】
［１−５．他の部分］
図２に示すポンプ５０は、ポンプ本体とポンプを駆動させるモータとから構成されている。このポンプ５０は、図２に示すように、マニホールド８０に直接取り付けられており、図１に示す低圧流路８３を介して液圧制御部３０の作動液を吸入し、高圧流路８１を介して駆動部２０の第１の液室２４に高圧液を供給するようになっている。
【００８５】
図２に示すように、液圧モニタ６０は、ポンプ５０に直結されており、常時液圧を監視できる構成になっている。さらに、ある一定の値以上の高圧液となった場合に液圧を強制的に低下させるための安全弁などが設けられる場合もある。
【００８６】
図１に示すように、低圧タンク７０は、開口面を有する容器の開口面側を、マニホールド８０の側面の一部を覆うように取付けて構成されている。この低圧タンク７０とマニホールド８０との間に形成される空間は、低圧流路８３と連通しており、常にポンプ５０の吸入口より上に配置される。この低圧タンク７０の側面には、液面測定のための棒状液面計７１が設けられている。さらに、低圧タンク７０の上面にはエアブリーザ７２が設けられ、これにより、内部の空気溜め７０ａと外部大気とが常時連通している。
【００８７】
［２．液圧操作装置の動作］
以下には、図１〜図３に示す液圧操作装置１０の動作について、特に、駆動部２０と液圧制御部３０の動作を主体として説明する。
【００８８】
［２−１．閉路状態］
図１と図３は、開閉部１の通電状態すなわち液圧操作装置１０の閉路状態を示している。この場合、図１に示すように、アキュムレータ４０の窒素ガス室３０ａ内の窒素ガスの圧縮性が、アキュムレータピストン４１を介して蓄液室４２に作用するため、蓄液室４２は、この窒素ガスの圧縮性を利用してポンプ５０により蓄液、蓄圧されている。そして、駆動ピストン２２の第１の液室２４側の面には蓄液室４２からの高圧液が高圧流路８１を介して常時作用している。
【００８９】
一方、図３に示すように、液圧制御部３０においては、パイロット切換弁Ａ３５によって操作制御ポートＡ３２と操作給液ポートＡ３３とが連通しているため、主操作弁部３１のバネ室３６ａには高圧液が作用し、給液弁３５のヘッド部３５ａと排液弁３６の摺動間隙を介して制御ポート３２にも高圧液が作用している。したがって、駆動ピストン２２の第２の液室２５側の面にも高圧液が作用している。なお、この時、給液弁３５と排液弁３６は、給液ポート３３と排液ポート３４をそれぞれ閉止している。
【００９０】
このように、閉路状態においては、駆動ピストン２２の第１の液室２４側の面だけでなく、第２の液室２５側の面にも圧力流体が作用しているため、駆動ピストン２２は、その両側の面における液圧作用面積差により、図１に示すような閉路状態の位置に保持される。
【００９１】
［２−２．開路動作］
以上のような閉路状態において、図３に示すパイロット弁部Ａ３１の開路用電磁コイルＡ３６ｂに開路指令の信号が与えられると、パイロット切換弁Ａ３５が流路切換動作を行い、操作制御ポートＡ３２と操作排液ポートＡ３４が連通する。それによって、主操作弁部３１のバネ室３６ａ内の液圧が低下し、排液弁３６が移動して制御ポート３２と排液ポート３４の間を開く。その結果、駆動部２０の第２の液室２５内の液圧が低下するため、第１の液室２４の高圧液によって駆動ピストン２２が図３中左側に駆動されて、駆動ロッド２３を介して連結された可動電極３が開路動作を行う。
【００９２】
この開路動作中、駆動ピストン２２の移動に伴い、第２の液室２５内の排液は、液圧制御部３０と低圧流路８３を経由して低圧タンク７０に回収される。開路動作終了時に、排液弁３６は、その背部に設けられたバネ室３６ａ内のバネ３６ｂによって移動して制御ポート３２と排液ポート３４の間を閉じる。なお、開路動作中は、給液弁３５が制御ポート３２と給液ポート３３との間を閉止しており、高圧液が排液ポート３４に流出することがないため、高圧液の消費量を少なくすることができる。
【００９３】
［２−３．開路状態］
以上のような開路動作終了後の開路状態においては、駆動ピストン２２の第１の液室２４側の面のみに圧力流体が作用しているため、駆動ピストン２２は、その両側の圧力差により開路状態の位置に保持される。
【００９４】
［２−４．閉路動作］
以上のような開路状態において、図３に示すパイロット弁部Ａ３１の閉路用電磁コイルＡ３６ａに閉路指令の信号が与えられると、パイロット切換弁Ａ３５が反転切換動作を行い、主操作弁部３１のバネ室３６ａに圧力流体が供給される。この場合、給液弁３５のヘッド部３５ａに作用する液圧により、給液弁３５が移動して制御ポート３２と給液ポート３３との間を開く。その結果、制御ポート３２を経由して圧力流体が駆動部２０の第２の液室２５内に供給されるため、この第２の液室２５の高圧液によって駆動ピストン２２が図３中右側に駆動されて、駆動ロッド２３を介して連結された可動電極３が閉路動作を行い、図１の状態に戻る。以上のような閉路動作終了時に、給液弁３５は、その背部に設けられたバネ室３５ｄのバネ３５ｅによって移動して制御ポート３２と給液ポート３３との間を閉じる。なお、閉路動作中は、排液弁３６が制御ポート３２と排液ポート３４との間を閉止しており、開路動作と同様に、高圧液が排液ポート３４に流出することがないため、高圧液の消費量を少なくすることができる。
【００９５】
［２−５．ポンプと低圧タンクの作用］
なお、以上のような液圧操作装置１０の開路動作・閉路動作時には、動作に応じて高圧液が消費され、アキュムレータ４０内の蓄液室４２の液圧が低下するが、低圧タンク７０に回収された排液は、低圧流路８３を介してポンプ５０に吸入され、ポンプ５０の起動によって再昇圧される。このとき、低圧タンク７０の空気溜め７０ａは、エアブリーザ７２によって大気圧と連通していることから、大気圧に維持されるため、液面変化によって低圧タンク７０内の圧力上昇や低下が発生することはない。
【００９６】
［３．液圧操作装置の細部に係る実施の形態］
以上の記載においては、液圧操作装置全体に係る代表的な一つの実施の形態について説明したが、以下には、さらに、液圧操作装置の細部に係る具体的な実施の形態について、図４〜図２２を参照して具体的に説明する。
【００９７】
［３−１．アキュムレータの固定部に係る第２の実施の形態］
図４は、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の固定部に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。図１に示す代表的な実施の形態においては、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の固定を、マニホールド８０に固定されたベース４７とＵ形ボルト４８によって行っているが、この図４に示す実施の形態においては、アキュムレータ４０の窒素ガス室４０ａ側の固定を、Ｕ形ボルト４８をフレーム５に直接取付けることによって行っている。
【００９８】
このような図４の構成によれば、比較的空間スペースに余裕のあるフレーム５部分に固定部を配置しているため、Ｕ形ボルト４８によってアキュムレータ４０をフレーム５部分に容易に固定可能である。したがって、図１の場合と同様に、生産効率を向上できると共に、組立コストを削減でき、経済的に有利である。
【００９９】
［３−２．アキュムレータの配置・取付構造に係る第２の実施の形態］
図５は、アキュムレータ４０全体の配置・取付構造に係る第２の実施の形態を示す断面図である。図１に示す代表的な実施の形態においては、駆動部２０を形成したマニホールド８０の側面にアキュムレータ４０が取付けられているが、この図５に示す実施の形態においては、開閉部１を収納したガスタンクのベース６に対して、マニホールド８０とアキュムレータ４０が併行して個別に取付けられている。すなわち、マニホールド８０がフレーム５を介してベース６に取付けられているのと併行して、アキュムレータ４０が取付フランジ４３を介してベース６に取付けられている。そして、アキュムレータ４０の蓄液室４２の圧液は、取付フランジ４３を介して、高圧配管４４を通り、マニホールド８０内の高圧流路８１に連通している。
【０１００】
このような構成を有する本実施の形態によれば、次のような作用・効果が得られる。すなわち、例えば、液圧操作装置１０の動作時の作動液使用量が多い場合には、アキュムレータ４０が大容量化することになる。このような大容量のアキュムレータ４０を、図１の実施の形態のようにマニホールド８０に連結した場合には、アキュムレータ４０の自重により操作振動が増大して液圧操作装置１０の故障を招く恐れがある。これに対して、本実施の形態によれば、アキュムレータ４０がガスタンクのベース６に直接固定されていることから、アキュムレータ４０の自重により操作振動を増大させることがないため、液圧操作装置１０の故障を招く恐れはない。
【０１０１】
また、従来技術においては、図２４に示すように、アキュムレータ４００を、機構箱１００のベース１０５上に配置することが一般的であるが、この図２４の構成においては、駆動部２０とアキュムレータ４００が異なる固定部に固定されているために、高圧配管４０１に負担がかかりやすく、配管強度の確保が必要である。これに対して、図５に示すように、本実施の形態においては、駆動部２０とアキュムレータ４０をガスタンクのベース６等の同一の支持部に固定していることから、高圧配管４４の負担を低減することができ、高圧配管４４を簡素化することができる。さらに、このように高圧配管４４を使用してはいるが、アキュムレータ４０以外のポンプ５０や低圧タンク７０については、図１の代表的な実施の形態と同様に、マニホールド８０に直接取り付けているため、従来技術に比べれば、配管類を大幅に削減できる。したがって、構成を簡素化でき、装置全体の小型集積化が実現できる。このことからまた、生産効率を向上できると共に、製造コストを削減でき、経済的にも有利である。
【０１０２】
［３−３．駆動部の開路動作用の制動構造に係る実施の形態］
図６は、図１に示す液圧操作装置１０において、駆動部２０の開路動作用の制動構造に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図である。すなわち、液圧操作装置の駆動部においては、次のような理由から開路動作用の制動構造が一般的に設けられている。まず、液圧操作装置１０は、開路動作時において、第２の液室２５の低圧液と第１の液室２４（図１）の高圧液との圧力差によって駆動ピストン２２を移動させる。しかしながら、圧力差によってのみ単純に移動させた場合には開路動作終了時に駆動ピストン２２に制動をかけることができない。そこで、一般的に、第２の液室２５の駆動ピストン２２の面側の圧液による力を、第１の液室２４の面側から高圧液によって駆動ピストン２２にかかる力よりも大きくして開路動作終了時に駆動ピストン２２に制動をかけるための制動構造が設けられる。図６は、このような制動構造の一つの実施の形態を示している。
【０１０３】
すなわち、図６に示すように、駆動ピストン２２の第２の液室２５側には、制動特性を決定する第１の部分である円筒状の駆動ピストンダンパ部２２ａが設けられている。この駆動ピストンダンパ部２２ａは、その突出端部から駆動ピストン２２側に至る途中部分に最小断面積部を有しており、駆動ピストンダンパ部２２の断面積は、突出端部から最小断面積部まで徐々に小さくされた後、この最小断面積部から駆動ピストン２２側に向かって徐々に大きくされている。また、第２の液室２５内には、制動特性を決定する第２の部分であるダンパリング２６が設けられている。このダンパリング２６は、駆動ピストンダンパ部２２ａを挿入する穴を有し、駆動シリンダ２１をガイドに摺動可能に構成されている。このダンパリング２６における制動時の圧力上昇部の受圧面積は、駆動シリンダ２１の断面積からダンパリング２６の穴面積を引いた面積となっている。
【０１０４】
なお、駆動ピストン２２およびダンパリング２６がマニホールド８０内の駆動シリンダ２１内に挿入された後、第２の液室２５は、シリンダシール部２７を使用して封止されている。また、第２の液室２５は、図６に示すように、ダンパリング２６と駆動ピストンダンパ部２２ａとによって第１の圧力上昇部２５ａに加えて、駆動ピストンダンパ部２２ａがダンパリング２６の穴内に挿入された際にこのダンパリング２６の穴と駆動ピストンダンパ部２２ａとシリンダシール部２７によって形成される第２の圧力上昇部２５ｂを有する。
【０１０５】
以上のような構成を有する本実施の形態の作用・効果は、次の通りである。すなわち、開路動作時に駆動ピストン２２が移動し、開路動作終了時付近において、図６に示すように、駆動ピストン２２の駆動ピストンダンパ部２２ａがダンパリング２６内に挿入される。すると、第２の液室２５内の第１の圧力上昇部２５ａの作動液が徐々に排出され難くなって圧力が上昇するため、この圧力上昇により、駆動ピストン２２に制動がかかる。
【０１０６】
ところで、このような制動時において、第２の液室２５内の第１の圧力上昇部２５ａの圧力上昇は、駆動ピストン２２の駆動ピストンダンパ部２２ａとダンパリング２６の間で排出される圧液の量、つまり流路面積に影響される。そこで、一般的には、駆動ピストンダンパ部２２ａの断面積をその突出端部から駆動ピストン２２側に向かって段階的にもしくは徐々に大きくしており、開路動作時には、駆動ピストンダンパ部２２ａとダンパリング２６との間の流路面積が徐々に小さくなるようになっている。これに対して、図６の駆動ピストンダンパ部２２ａは、その突出端部から駆動ピストン２２側に至る途中部分に最小断面積部を有しており、開路動作時におけるダンパリング２６との間の流路面積は、動作途中まで徐々に大きくなる。これは、制動時の圧力上昇波形を考慮したためであり、このような流路面積の拡大により、開路動作時における急峻な圧力上昇、つまり急峻な制動を抑制することができる。
【０１０７】
また、駆動シリンダ２１の径が小さい場合には、開路動作終了地点での部品の組合わせ公差の限界により、第２の液室２５内の第１の圧力上昇部２５ａの圧力上昇だけでは十分な制動がかけられなくなる場合がある。これに対して、図６の構成では、第２の液室２５内に、ダンパリング２６の穴とシリンダシール部２７とによって形成される第２の圧力上昇部２５ｂが設けられていることから、開路動作終了直前に駆動ピストンダンパ部２２ａがこの第２の圧力上昇部２５ｂに挿入された際に、第２の圧力上昇部２５ｂの作動液が排出され難くなって圧力が上昇するため、この圧力上昇により駆動ピストン２２に制動がかかる。したがって、第１の圧力上昇部２５ａと第２の圧力上昇部２５ｂによって、駆動ピストン２２に十分な制動をかけることができる。
【０１０８】
さらに、このような開路動作時において、ダンパリング２６は駆動シリンダ２１の内面を摺動するため、シリンダシール部２７の損傷を防止できる。すなわち、ダンパリング２６には、第２の液室２５内の第１の圧力上昇部２５ａの圧力上昇分の力が加わるため、ダンパリング２６をシリンダシール部２７に固定した場合には、ダンパリング２６に加わるこの圧力上昇分の力がシリンダシール部２７に直接加わることになる。これに対して、図６の構成では、ダンパリング２６が駆動シリンダ２１の内面で摺動することにより、ダンパリング２６に加わる圧力上昇分の力の一部を駆動シリンダ２１に分配することができ、シリンダシール部２７に直接加わる力を抑制することができるため、シリンダシール部２７の損傷を防止できるのである。
【０１０９】
そしてまた、本実施の形態において、ダンパリング２６における制動時の圧力上昇部の受圧面積は、駆動シリンダ２１の断面積からダンパリング２６の穴面積を引いた面積となっており、開路動作終了時の圧力上昇部の受圧面積を最小にすることができる。そのため、駆動シリンダ２１を封止するシリンダシール部２７等の封止部にかかる力を抑制することができる。
【０１１０】
以上のように、本実施の形態によれば、開路動作時における急峻な圧力上昇、つまり急峻な制動を抑制することができ、また、第１の圧力上昇部２５ａと第２の圧力上昇部２５ｂによって、駆動ピストン２２に十分な制動をかけることができるため、駆動部２０の性能を向上でき、液圧操作装置の性能を向上できる。さらに、開路動作時におけるシリンダシール部２７の損傷を防止できると共に、シリンダシール部２７等の封止部にかかる力を抑制できるため、駆動部２０の信頼性に優れている。
なお、ダンパリング２６を、閉路動作開始時において駆動ピストン２２と共に摺動可能に構成した場合には、一種の加速装置の役割も果たすことができる。
【０１１１】
［３−４．駆動部の状態保持装置に係る実施の形態］
図７は、図１に示す液圧操作装置１０において、駆動部２０の状態保持装置に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図である。すなわち、液圧操作装置の駆動部においては、閉路状態時に液圧が低下した際に、駆動ピストン２２の状態を保持し、閉路状態を維持するために、一般的に状態保持装置が設けられている。図７は、このような状態保持装置の一つの実施の形態を示している。
【０１１２】
この図７に示すように、状態保持装置２８は、液圧低下時に駆動ピストン２２を固定するための液体シール性を有する状態保持ピストン２８ａとこの状態保持ピストン２８ａを駆動ピストン２２側に押し出す方向に付勢するバネ２８ｂから構成されている。また、高圧流路８２は、前述したように、第１の液室２４と液圧制御部３０とを連通する流路であるが、図７に示すように、状態保持装置２８は、この高圧流路８２の第１の液室２４側の連通部と同軸上に配置されている。さらに、状態保持ピストン２８ａには選択的に監視ロッド２８ｃが取り付けられる。そしてまた、駆動ピストン２２の状態保持ピストン２８ａが接触する部分の径は、図７に示すように局部的に小さくなっている。なお、図中２９は、駆動ピストン２２を駆動シリンダ２１内に保持しているブッシュであり、２９ａは、ブッシュ２９に設けられた絞りである。
【０１１３】
このような図７の状態保持装置２８の作用は次の通りである。すなわち、通常時の液圧が高圧の場合は、高圧液の力によりバネ２８ｂがたわみ、状態保持ピストン２８ａは駆動ピストン２２から離れるため、駆動ピストン２２の摺動の妨げにはならない。そして、閉路状態時に液圧が突然低下した際には、バネ２８ｂの力で状態保持ピストン２８ａが押し出されて駆動ピストン２２と接触し、駆動ピストン２２を保持する。ここで、駆動ピストン２２の状態保持ピストン２８ａが接触する付近の駆動ピストン２２の径は、図７に示すように部分的に小さくなっているため、たとえこの駆動ピストン２２の小径部分が状態保持ピストン２８ａの接触により損傷を受けてその表面形状が変化した場合でも、この表面形状の変化によって駆動シリンダ２１を損傷させることはない。したがって、駆動シリンダ２１の損傷に起因して液圧操作装置が故障に至ることを防止できるため、液圧操作装置の信頼性を向上できる。
【０１１４】
また、状態保持装置２８が高圧流路８２における第１の液室２４側の連通部と同軸上に配置されていることから、この状態保持装置２８をマニホールド８０に取付ける穴と、高圧流路８２のその開口部分を形成する穴とが同軸上に配置されることになる。したがって、これらの穴を一括的に加工できるため、マニホールド８０全体の加工穴の数が減り、安価に加工できる。また、状態保持装置２８が高圧流路８２を封止する形となるため、高圧流路８２の専用の封止部を設ける必要がなくなり、その分だけ構成が簡素化される。したがって、生産効率を向上できると共に、製造コストを削減でき、経済的に有利である。さらに、状態保持ピストン２８ａに監視ロッド２８ｃを設けた場合には、この監視ロッド２８ｃを利用して状態保持装置ピストン２８ａの位置を容易に確認できる。
【０１１５】
［３−５．液圧制御部の給液弁に係る第２の実施の形態］
図８は、液圧制御部３０の主操作弁部３１の給液弁３５に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。図３に示す代表的な実施の形態においては、給液弁３５は、単体として構成されるが、この図８に示す実施の形態においては、給液弁３５は、排液弁３６の凹部内を摺動するヘッド部３５ａ側と、制御ポート３２と給液ポート３３との間を閉止するシート部３５ｃ側とに、２分割されている。
【０１１６】
このような図８の給液弁３５の構成によれば、給液弁３５のシート部３５ｃ側の分割片と排液弁３６との間で高い同軸度が要求されない。そのため、主操作弁部３１を構成しているブロック３８の加工精度、すなわち、給液弁３５のシート部３５ｃと排液弁３６との間における同軸度の加工精度を上げる必要がなくなるため、その分だけ容易かつ安価にブロック３８を加工することができる。したがって、生産効率を向上できると共に、製造コストを削減でき、経済的に有利である。
【０１１７】
［３−６．液圧制御部の給液弁に係る第３の実施の形態］
図９は、液圧制御部３０の主操作弁部３１の給液弁３５に係る第３の実施の形態を示す拡大断面図である。図３に示す代表的な実施の形態においては、給液弁３５に、バネ室３５ｄと制御ポート３２とを連通する管路３５ｆが形成されるが、この図９に示す実施の形態においては、バネ室３５ｄと給液ポート３３とを連通する管路３５ｆが形成されている。
【０１１８】
このような図９の給液弁３５の構成によれば、管路３５ｆにより、給液弁３５の動作時においてバネ室３５ｄの圧液が給液ポート３３に排出されるため、図３に示す代表的な液圧操作装置の構成と同様に、給液弁３５の動作をスムーズに行うことができる。したがって、液圧制御部３０の性能を向上でき、液圧操作装置の動作信頼性を向上できる。
【０１１９】
［３−７．液圧制御部のパイロット切換弁に係る第１の実施の形態］
図１０は、図３に示す液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、パイロット切換弁Ａ３５に係る第１の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１０に示すように、パイロット切換弁Ａ３５には、ブロックＡ３９とのシート部として、一般的に、その中央部に一対のテーパ部からなるシート部が形成されている。そして、パイロット弁部Ａ３１を構成しているブロックＡ３９には、パイロット切換弁Ａ３５の各テーパ部との接触によって操作制御ポートＡ３２と操作給液ポートＡ３３との間、および操作制御ポートＡ３２と操作排液ポートＡ３４との間をそれぞれ閉止するシート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄが設けられている。
【０１２０】
また、パイロット切換弁Ａ３５の両端においては、ブロックＡ３９側に設けられたシール部Ａ３９ｂ，Ａ３９ｃにより作動液がシールされている。なお、ブロックＡ３９のシート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄとシール部Ａ３９ｂのそれぞれの断面積は、シート部Ａ３９ａが最も小さく、シール部Ａ３９ｂ、シート部Ａ３９ｄの順に大きくなっている。
【０１２１】
以上のような構成を有する図１０のパイロット切換弁Ａ３５によれば、次のような作用が得られる。すなわち、液圧操作装置１０の閉路状態時には、図１０に示すように、操作制御ポートＡ３２と操作給液ポートＡ３３が連通している。この閉路状態時には、シート部Ａ３９ｄとシール部Ａ３９ｂのそれぞれにおけるパイロット切換弁Ａ３５の断面積の差から、シート部Ａ３９ｄの方が受圧面積が大きくなるので、パイロット切換弁Ａ３５は、シート部Ａ３９ｄに押し付けられる。したがって、閉路状態時において、パイロット切換弁Ａ３５は、常に安定した位置を保つ。
【０１２２】
また、以上のような閉路状態からパイロット切換弁Ａ３５が切り換わり、操作制御ポートＡ３２と操作排液ポートＡ３４が連通する液圧操作装置１０の開路状態時には、シート部Ａ３９ａとシール部Ａ３９ｂのそれぞれにおけるパイロット切換弁Ａ３５の断面積の差から、シール部Ａ３９ｂの方が受圧面積が大きくなるので、パイロット切換弁Ａ３５はシート部Ａ３９ａに押し付けられる。したがって、開路状態時においても、パイロット切換弁Ａ３５は、常に安定した位置を保つ。
【０１２３】
このように、本実施の形態によれば、閉路状態時と開路状態時の両方において、パイロット切換弁Ａ３５が常に安定した位置を保つため、液圧制御部３０の動作信頼性を向上できる。
【０１２４】
［３−８．液圧制御部のパイロット切換弁に係る第２の実施の形態］
図１１は、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、パイロット切換弁Ａ３５に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１１に示すように、パイロット切換弁Ａ３５の操作給液ポートＡ３３側の端部の断面積が、シート部Ａ３９ａよりも小さくされており、その外周に、高弾性パッキンからなるシール部Ａ３５ａが設けられている。すなわち、このシール部Ａ３５ａによって、パイロット切換弁Ａ３５の端部の受圧面積が補われている。また、パイロット切換弁Ａ３５の他端については、図１０のパイロット切換弁Ａ３５と同様に、ブロックＡ３９側にシール部Ａ３９ｃが設けられている。なお、他の部分については、図１０のパイロット切換弁Ａ３５と全く同様に構成されている。
【０１２５】
以上のような構成を有する図１１のパイロット切換弁Ａ３５によれば、図１０のパイロット切換弁Ａ３５と同様の受圧面積の差から、閉路状態時と開路状態時の両方において、パイロット切換弁Ａ３５が常に安定した位置を保つため、液圧制御部３０の信頼性を向上できる。また、パイロット切換弁Ａ３５側にシール部Ａ３５ａを設けた分だけ、図１０と同様の受圧面積の差を持たせながらしかもこのパイロット切換弁Ａ３５の端部の径を小さくすることができるため、組立性を向上できる。
【０１２６】
すなわち、前述した図１０のパイロット切換弁Ａ３５においては、ブロックＡ３９のシート部Ａ３９ａが最小径部となり、パイロット切換弁Ａ３５の操作給液ポートＡ３３側の端部の径がシート部Ａ３９ａよりも大きいため、パイロット切換弁Ａ３５のこの操作給液ポートＡ３３側の端部をシート部Ａ３９ａ側から挿入することができない。すなわち、パイロット切換弁Ａ３５のこの操作給液ポートＡ３３側の端部を図中右側から挿入する必要があり、パイロット切換弁Ａ３５を分割構造にするなどの構成が必要となる。これに対して、図１１のパイロット切換弁Ａ３５においては、シール部Ａ３５ａを設けた操作給液ポートＡ３３側の端部の径を、ブロックＡ３９のシート部Ａ３９ａの径より小さくすることができるため、パイロット切換弁Ａ３５のこの操作給液ポートＡ３３側の端部をシート部Ａ３９ａ側から挿入することができる。したがって、パイロット切換弁Ａ３５を分割構造にする必要がなく、組立性を向上できる。
【０１２７】
［３−９．液圧制御部のパイロット切換弁に係る第３の実施の形態］
図１２は、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、パイロット切換弁Ａ３５に係る第３の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１２に示すように、パイロット切換弁Ａ３５の中央部に形成された一対のテーパ部からなるシート部の両側には、ブロックＡ３９の各シート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄよりもそれぞれわずかに小さな円筒状のスプールＡ３５ｂ，Ａ３５ｃが設けられている。なお、他の部分については、図１０のパイロット切換弁Ａ３５と全く同様に構成されている。
【０１２８】
以上のような構成を有する図１１のパイロット切換弁Ａ３５によれば、図１０のパイロット切換弁Ａ３５と同様の受圧面積の差から、閉路状態時と開路状態時の両方において、パイロット切換弁Ａ３５が常に安定した位置を保つため、液圧制御部３０の信頼性を向上できる。また、パイロット切換弁Ａ３５のシート部の両側に、ブロックＡ３９の各シート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄよりもそれぞれわずかに小さな円筒状のスプールＡ３５ｂ，Ａ３５ｃが設けられていることから、パイロット切換弁Ａ３５の動作の際に消費される高圧液の量を少なくすることができる。すなわち、パイロット切換弁Ａ３５の切換動作時には、シート部Ａ３９ｄ，Ａ３９ａが共に開口している時間があるが、このときに、操作制御ポートＡ３３から操作排液ポートＡ３４に流れる圧液の流れを円筒状のスプールＡ３９ｂ，Ａ３９ｃにて制限することができるため、無駄な高圧液の消費を少なくすることができる。したがって、液圧制御部の性能を向上できる。
【０１２９】
［３−１０．液圧制御部のパイロット切換弁に係る第４の実施の形態］
図１３は、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、パイロット切換弁Ａ３５に係る第４の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１３に示すように、パイロット切換弁Ａ３５側のシート部をテーパ形状とする代わりに、ブロックＡ３９側のシート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄがテーパ形状とされている。
【０１３０】
このように構成した場合にも、図１０〜図１２に示すように、パイロット切換弁Ａ３５側をテーパ形状とした場合と同様の作用が得られる。すなわち、図１０〜図１２に示すように、一般的には、パイロット切換弁Ａ３５側のシート部をテーパ形状としているが、図１３に示すように、ブロックＡ３９側のシート部Ａ３９ａ，Ａ３９ｄ側をテーパ形状とした場合にも、機能的には同等である。また、このようにブロックＡ３９側をテーパ形状とした場合には、ブロックＡ３９の加工はやや困難になるものの、パイロット切換弁Ａ３５の加工は容易になるため、ブロックＡ３９の構成によってはパイロット弁部Ａ３１全体の加工が容易になり、生産効率を向上できると共に、製造コストを削減できる。
【０１３１】
［３−１１．低圧タンクの棒状液面計に係る第２の実施の形態］
図１４は、低圧タンク７０の棒状液面計７１に係る第２の実施の形態を示す模式的拡大図である。低圧タンク７０の側面に設けられる棒状液面計７１は、一般的には、図１に示すように、低圧タンク７０の水平面に対して縦配置で使用されるが、図１４に示す実施の形態においては、低圧タンク７０の水平面に対して棒状液面計７１が斜めに配置されている。この場合、具体的には、棒状液面計７１は、低圧タンク７０の水平面に対して約４５度の傾斜角度で配置されている。
【０１３２】
このように低圧タンク７０の水平面に対して棒状液面計７１を斜めに配置することにより、液圧操作装置の駆動部２０の駆動ピストン２２の動作軸を縦配置もしくは横配置のいずれの配置とした場合でも、低圧タンク７０の棒状液面計７１を共通して使用することができ、実用性が高い。特に、低圧タンク７０の水平面に対する棒状液面計７１の傾斜角度を約４５度とした場合には、縦配置と横配置の両方で棒状液面計７１をいずれも約４５度の傾斜角度で使用できる。しかしながら、低圧タンク７０に対する棒状液面計７１の傾斜角度は約４５度に限定されるものではなく、適宜設定可能である。
【０１３３】
［３−１２．液圧制御部における低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態］
図１５は、図３に示す液圧制御部３０のパイロット弁部Ａにおいて、低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１５に示すように、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１には、低圧液の通る液道の最も高い位置に気抜き用の配管Ａ３７ａが配置されている。この配管Ａ３７ａは、低圧タンク７０の空気溜め７０ａと連通している。なお、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１は、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１３４】
このようにパイロット弁部Ａ３１を構成した場合には、気抜き用の配管Ａ３７ａによってパイロット弁部Ａ３１内の低圧液の通る液道の空気を排出できるため、液圧制御部３０における空気の混入による動作遅れの発生を防止できる。すなわち、一般に、低圧側では作動液に含有されている空気が溜まる傾向がある。この空気が液圧制御部３０内に停滞すると、空気の圧縮性により弁の動作遅れが生じる場合があるため、これを防ぐ必要がある。これに対して、図１５のパイロット弁部Ａ３１の構成によれば、液圧制御部３０内における低圧液の液道の空気を、気抜き用の配管Ａ３７ａによって外部に排出できるため、液圧制御部３０における空気の混入による動作遅れの発生を防止できる。
【０１３５】
また、図１５においては、さらに、液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１を低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置しているため、空気が溜まり難くなっている。すなわち、図１５の構成とは逆に、低圧タンク７０の定常時の液面より高い位置にパイロット弁部Ａ３１を配置した場合には、低圧タンク７０内の空気が気抜き用の配管Ａ３７ａを通してパイロット弁部Ａ３１の低圧液の通る液道に流入し、溜まり易くなる。これに対して、図１５の構成によれば、そのような低圧タンク７０からパイロット弁部Ａ３１への空気の流入を防止でき、パイロット弁部Ａ３１の低圧液の通る液道内に空気が停滞し難くなるため、液圧制御部３０における動作遅れの発生を防止できる。
【０１３６】
このように、本実施の形態によれば、液圧制御部３０内の空気を気抜き用の配管Ａ３７ａによって外部に排出できる上、パイロット弁部Ａ３１を低圧タンク７０の定常時の液面より低く配置したことにより、低圧タンク７０から液圧制御部３０への空気の流入を防止でき、空気が停滞し難くなるため、液圧制御部３０における空気の混入による動作遅れの発生を確実に防止でき、それによって液圧制御部３０の動作信頼性を向上できる。
【０１３７】
［３−１３．液圧制御部における低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態］
図１６は、図３に示す液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１６に示すパイロット弁部Ａ３１の構成は、図１５のパイロット弁部Ａ３１の構成における気抜き用の配管Ａ３７ａを気抜き用のバルブＡ３７ｂに変更したものである。なお、このパイロット弁部Ａ３１は、図１５のパイロット弁部Ａ３１と同様に低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１３８】
このような図１６のパイロット弁部Ａ３１によれば、パイロット弁部Ａ３１に設けた気抜き用のバルブＡ３７ｂを開くことにより、パイロット弁部Ａ３１内の低圧液の通る液道の空気を外部に排出できる。したがって、本実施の形態においても、図１５に示す実施の形態と同様に、液圧制御部３０内の空気を外部に排出できると共に液圧制御部３０の低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、液圧制御部３０における空気の混入による動作遅れの発生を確実に防止でき、それによって液圧制御部３０の動作信頼性を向上できる。
【０１３９】
［３−１４．液圧制御部における低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態］
図１７は、図３に示す液圧制御部３０のパイロット弁部Ａ３１において、低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１７に示すパイロット弁部Ａ３１の構成は、図１５のパイロット弁部Ａ３１の構成における気抜き用の配管Ａ３７ａを気抜き用のパイプＡ３７ｃに変更したものである。なお、このパイロット弁部Ａ３１は、図１５のパイロット弁部Ａ３１と同様に低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１４０】
このような図１７のパイロット弁部Ａ３１によれば、パイロット弁部Ａ３１に設けた気抜き用のパイプＡ３７ｃによって、パイロット弁部Ａ３１内の低圧液の通る液道の空気を外部に排出できる。したがって、本実施の形態においても、図１５、図１６に示す各実施の形態と同様に、液圧制御部３０内の空気を外部に排出できると共に液圧制御部３０の低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、液圧制御部３０における空気の混入による動作遅れの発生を確実に防止でき、それによって液圧制御部３０の動作信頼性を向上できる。
【０１４１】
さらに、本実施の形態の変形例としては、気抜き用のパイプＡ３７ｃを、内部作動液の目視確認が可能なアクリル等の材料で構成し、かつ、目盛りを付加することにより、このパイプＡ３７ｃを液面計として使用することも可能である。この場合には、気抜き用の手段と液面計を個別に設けた場合に比べて構成を簡素化できる。
【０１４２】
［３−１５．ポンプの低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態］
図１８は、図２に示すポンプ５０において、低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態を示す拡大断面図である。前述したように、ポンプ５０は、ポンプ本体とポンプを駆動させるモータとから構成されている。このうち、ポンプ本体は、図１８に示すようなケース５１内に収納され、マニホールド８０に直接取り付けられている。より詳細には、ケース５１内には、ポンプ５０で昇圧された高圧液をマニホールド８０の高圧流路８１に供給するための吐出口５３と逆止弁５４が設けられると共に、低圧流路８３から作動液を吸入するための吸入口５５とフィルタ５６が設けられている。
【０１４３】
また、ポンプ５０内の低圧液の通る液道の最も高い位置には、気抜き用の配管６１ａが液圧モニター６０を介して配置されており、低圧タンク７０の空気溜め７０ａと連通している。しかしながら、この気抜き用の配管６１ａは、必ずしも液圧モニター６０を介して配置される必要はない。なお、ポンプ５０において、低圧液の通る液道は、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１４４】
このようにポンプ５０を構成した場合には、液圧モニター６０を介して配置した気抜き用の配管６１ａによってポンプ５０内の低圧液の通る液道の空気を排出できるため、ポンプ５０における空気の混入による昇圧不良の発生を防止できる。すなわち、前述したように、一般に、低圧側では作動液に含有されている空気が溜まる傾向がある。この空気がポンプ５０内に停滞すると、一般に使われるピストン式ポンプでは、停滞した空気の圧縮性により昇圧不良を生じる場合があるため、これを防ぐ必要がある。これに対して、図１８のポンプ５０の構成によれば、ポンプ５０内における低圧液の液道の空気を気抜き用の配管６１ａによって外部に排出できるため、ポンプ５０における昇圧不良の発生を防止できる。
【０１４５】
また、図１８においては、さらに、ポンプ５０内の低圧液の通る液道を、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置しているため、空気が溜まり難くなっている。すなわち、図１８の構成とは逆に、低圧タンク７０の定常時の液面より高い位置にポンプ５０内の低圧液の通る液道を配置した場合には、低圧タンク７０内の空気が気抜き用の配管６１ａを通してポンプ５０内の低圧液の通る液道に流入し、溜まり易くなる。これに対して、図１８の構成によれば、そのような低圧タンク７０からポンプ５０への空気の流入を防止でき、ポンプ５０の低圧液の通る液道内に空気が停滞し難くなるため、ポンプ５０における昇圧不良の発生を防止できる。
【０１４６】
このように、本実施の形態によれば、ポンプ５０内の空気を気抜き用の配管６１ａによって外部に排出できる上、ポンプ５０内の低圧液の通る液道を低圧タンク７０の定常時の液面より低く配置したことにより、低圧タンク７０からポンプ５０への空気の流入を防止でき、空気が停滞しにくくなるため、ポンプ５０における空気の混入による昇圧不良の発生を確実に防止でき、それによってポンプ５０の動作信頼性を向上できる。
【０１４７】
［３−１６．ポンプの低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態］
図１９は、図２に示すポンプ５０において、低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。この図１９に示すポンプ５０の構成は、図１８のポンプ５０の構成における気抜き用の配管６１ａを気抜き用のバルブ６１ｂに変更したものである。この場合、気抜き用のバルブ６１ｂは、液圧モニター６０を介して配置されており、低圧タンク７０の空気溜め７０ａと連通している。しかしながら、この気抜き用のバルブ６１ｂは、必ずしも液圧モニター６０を介して配置される必要はない。なお、このポンプ５０内の低圧液の通る液道は、図１８のポンプ５０と同様に、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１４８】
このような図１９のポンプ５０によれば、液圧モニター６０を介して配置した気抜き用のバルブ６１ｂを開くことにより、ポンプ５０内の低圧液の通る液道の空気を外部に排出できる。したがって、本実施の形態においても、図１８に示す実施の形態と同様に、ポンプ５０内の空気を外部に排出できると共にポンプ５０の低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、ポンプ５０における空気の混入による昇圧不良の発生を確実に防止でき、それによって液圧操作装置の動作信頼性を向上できる。
【０１４９】
［３−１７．ポンプの低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態］
図２０は、図２に示すポンプ５０において、低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態を示す拡大断面図である。この図２０に示すポンプ５０の構成は、図１８のポンプ５０の構成における気抜き用の配管６１ａを気抜き用のパイプ６１ｃに変更したものである。この場合、気抜き用のパイプ６１ｃは、液圧モニター６０を介して配置されており、低圧タンク７０の空気溜め７０ａと連通している。しかしながら、この気抜き用のパイプ６１ｃは、必ずしも液圧モニター６０を介して配置される必要はない。なお、このポンプ５０内の低圧液の通る液道は、図１８のポンプ５０と同様に、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置されている。
【０１５０】
このような図２０のポンプ５０によれば、液圧モニター６０を介して配置した気抜き用のパイプ６１ｃによって、ポンプ５０内の低圧液の通る液道の空気を外部に排出できる。したがって、本実施の形態においても、図１８、図１９に示す各実施の形態と同様に、ポンプ５０内の空気を外部に排出できると共にポンプ５０の低圧液の通る液道に空気が停滞し難くなるため、ポンプ５０における空気の混入による昇圧不良の発生を確実に防止でき、それによってポンプ５０の動作信頼性を向上できる。
【０１５１】
さらに、本実施の形態の変形例としては、気抜き用のパイプ６１ｃを、内部作動液の目視確認が可能なアクリル等の材料で構成し、かつ、目盛りを付加することにより、このパイプ６１ｃを液面計として使用することも可能である。この場合には、気抜き用の手段と液面計を個別に設けた場合に比べて構成を簡素化できる。
【０１５２】
［３−１８．駆動ロッドのシール部の作動液回収構造に係る実施の形態］
図２１は、図１に示す駆動部２０の駆動ロッド２３において、シール部の作動液回収構造に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図である。この図２１に示すように、駆動部２０の駆動ロッド２３部においては、一般に、作動液をシールするために、駆動ロッド２３のガイドとして使用しているブッシュ８７にシール部８７ａ，８７ｂを設ける２段シール構成が採られる場合が多い。この場合、第１のシール部８７ａは、主に圧液をシールするために設けられており、第２のシール部８７ｂは、主にシール部８７ａから漏れた作動液を外部に漏らさないために設けられている。
【０１５３】
このような構成に加えて、図２１においては、この２つのシール部８７ａ，８７ｂの間に溜まった作動液を、低圧タンク７０内に導くために、マニホールド８０内に低圧流路８８が設けられると共に、低圧タンク７０内にパイプ７５が設けられている。この場合、パイプ７５の一端は、低圧タンク７０の下端部を貫通してマニホールド８０と接続されており、パイプ７５の他端の開口部は、低圧タンク７０の定常時の液面より高い位置、すなわち、空気溜め７０ａ部に配置されている。
【０１５４】
このような図２１の作動液回収構造によれば、万一、作動液がシール部８７ａから漏れた場合でも、漏れた作動液が、低圧流路８８およびパイプ７５を介して低圧タンク７０内に回収されるため、液圧操作装置１０の外部に作動液が漏れることを防止できる。また、図２１においては、パイプ７５の開口部を、低圧タンク７０の定常時の液面より高い空気溜め７０ａ部に配置しているため、低圧タンク７０からの作動液の流出を生じる恐れはない。すなわち、図２１の構成とは逆に、パイプ７５の開口部を、低圧タンク７０の定常時の液面より低い位置に配置した場合には、低圧タンク７０内の作動液がパイプ７５から低圧流路８８を通って２つのシール部８７ａ，８７ｂの間に流出してしまい、シール部８７ｂから大量の作動液が流出する可能性があるが、図２１の構成によれば、そのような作動液の流出を防止できる。
【０１５５】
したがって、本実施の形態によれば、低圧タンク７０内からの作動液の流出を生じることなしに、シール部８７ａから漏れた作動液を低圧タンク７０内に良好に回収できるため、液圧操作装置１０の外部に作動液が漏れることを確実に防止できる。
【０１５６】
［３−１９．マニホールド内の液道のシール部に係る第２の実施の形態］
図２２は、図１に示すマニホールド８０の液道のシール部に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図である。すなわち、図１に示す代表的な実施の形態においては、マニホールド８０内に加工される高圧流路８１，８２等の封止は、シール固定部８６より作動液側に設けたシール部８５ａによって行っているが、この図２２においては、シール固定部８６の作動液側のシールとして、金属球のシール部８５ｂが設けられている。
【０１５７】
このような構成によれば、図１に示す実施の形態と同様に、異物を発生しやすいボルトやネジ部等のシール固定部８６が圧力流体と接しない外部に配置されることから、圧力流体に異物が混入し難いため、異物による故障の発生を防止できる。特に、本実施の形態においては、金属球のシール部８５ｂを使用したことにより、部品点数の少ない簡素なシール構造で高いシール性が得られる上、経済的にも有利である。
【０１５８】
［４．他の実施の形態］
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な形態を実施可能である。すなわち、マニホールドやその内部に構成される駆動部や液道の具体的な構成や、液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、液圧モニタ、および低圧タンク等の具体的な構成は適宜選択可能である。また、各部の具体的な配置や各部間の固定構造等も、本発明の範囲内で適宜選択可能である。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動部を構成する単体のマニホールドに、液圧制御部、アキュムレータ、ポンプ、および低圧タンク等の他の構成部の液道と連通する液道を形成してそれらの構成部を取り付けることにより、各構成部間を連結する配管類を削減できるため、小型集積化が実現でき、簡素な構造で安定した動作が可能な信頼性の高い液圧操作装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液圧操作装置全体に係る代表的な一つの実施の形態を示す断面図。
【図２】図１のＸ矢視図。
【図３】図１の液圧制御部を示す拡大断面図。
【図４】本発明による液圧操作装置において、アキュムレータの窒素ガス室側の固定部に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図５】本発明による液圧操作装置において、特に、アキュムレータ全体の配置・取付構造に係る第２の実施の形態を示す断面図。
【図６】本発明による液圧操作装置において、駆動部の開路動作用の制動構造に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図。
【図７】本発明による液圧操作装置において、駆動部の状態保持装置に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図。
【図８】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部の主操作弁部の給液弁に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図９】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部の主操作弁部の給液弁に係る第３の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１０】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部のパイロット切換弁に係る第１の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１１】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部のパイロット切換弁に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１２】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部のパイロット切換弁に係る第３の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１３】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部のパイロット切換弁に係る第４の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１４】本発明による液圧操作装置において、低圧タンクの棒状液面計に係る第２の実施の形態を示す模式的拡大図。
【図１５】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部における低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１６】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部における低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１７】本発明による液圧操作装置において、液圧制御部のパイロット弁部における低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１８】本発明による液圧操作装置において、ポンプの低圧液の気抜きに係る第１の実施の形態を示す拡大断面図。
【図１９】本発明による液圧操作装置において、ポンプの低圧液の気抜きに係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図２０】本発明による液圧操作装置において、ポンプの低圧液の気抜きに係る第３の実施の形態を示す拡大断面図。
【図２１】本発明による液圧操作装置において、駆動部の駆動ロッドにおけるシール部の作動液回収構造に係る一つの実施の形態を示す拡大断面図。
【図２２】本発明による液圧操作装置において、マニホールドの液道のシール部に係る第２の実施の形態を示す拡大断面図。
【図２３】従来の遮断機の駆動源として使用される液圧操作装置の一例を示す概略構成図。
【図２４】図２３に示す液圧操作装置を機構箱内に収納した時のレイアウトの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…開閉部
２…固定電極
３…可動電極
４…補助開閉接点
５…フレーム
６…ベース
１０…液圧操作装置
２０…駆動部
２１…駆動シリンダ
２２…駆動ピストン
２２ａ…駆動ピストンダンパ部
２３…駆動ロッド
２４…第１の液室
２５…第２の液室
２５ａ…第２の液室内第１の圧力上昇部
２５ｂ…第２の液室内第２の圧力上昇部
２６…ダンパリング
２７…シリンダシール部
２８…状態保持装置
２８ａ…状態保持ピストン
２８ｂ…バネ
２８ｃ…監視ロッド
２９…ブッシュ
２９ａ…絞り
３０…液圧制御部
３１…主操作弁部
３２…制御ポート
３３…給液ポート
３４…排液ポート
３５…給液弁
３５ａ…ヘッド部
３５ｂ…ガイドリング
３５ｃ…シート部
３５ｄ…バネ室
３５ｅ…バネ
３５ｆ…管路
３６…排液弁
３６ａ…バネ室
３６ｂ…バネ
３７…閉路動作速度調整用絞り
３７ａ…ボルト
３８…ブロック
Ａ３１…パイロット弁部
Ａ３２…操作制御ポート
Ａ３３…操作給液ポート
Ａ３４…操作排液ポート
Ａ３５…パイロット切換弁
Ａ３５ａ…シール部
Ａ３５ｂ，ｃ…スプール
Ａ３６ａ…閉路用電磁コイル
Ａ３６ｂ…開路用電磁コイル
Ａ３６ｃ…閉路用補助電磁コイル
Ａ３７ａ…配管
Ａ３７ｂ…バルブ
Ａ３７ｃ…パイプ
Ａ３８…パイロット弁レバー
Ａ３８ａ…バネ
Ａ３８ｂ…プラグ
Ａ３９…ブロック
Ａ３９ａ，ｄ…シート部
Ａ３９ｂ，ｃ…シール部
４０…アキュムレータ
４０ａ…窒素ガス室
４１…アキュムレータピストン
４２…蓄液室
４３…取付フランジ
４４…高圧配管
４５…カラー
４７…ベース
４８…Ｕ形ボルト
５０…ポンプ
５１…ケース
５３…吐出口
５４…逆止弁
５５…吸入口
５６…フィルタ
６０…液圧モニタ
６１ａ…配管
６１ｂ…バルブ
６１ｃ…パイプ
７０…低圧タンク
７０ａ…空気溜め
７１…棒状液面計
７２…エアブリーザ
７５…パイプ
８０…マニホールド
８１，８２，８４…高圧流路
８３…低圧流路
８５ａ，ｂ…シール部
８６…シール固定部
８７…ブッシュ
８７ａ，ｂ…シール部
８８…低圧流路
１００…機構箱
１０１…シリンダ
１０２…容器
１０３…フレーム
１０４…補助開閉接点
１０５…ベース
３０１…切換弁
３０２…電磁弁
３０３…管路
３０４…低圧配管
４０１…高圧配管
４００…アキュムレータ
４００ａ…窒素ガス室
５００…ポンプユニット
５０１…ケース
５０２…高圧配管
【図１】
0003981432.tif 000002
【図２】
0003981432.tif 000003
【図３】
0003981432.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003981432.tif 000006
【図６】
0003981432.tif 000007
【図７】
0003981432.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003981432.tif 000013
【図１３】
0003981432.tif 000014
【図１４】
0003981432.tif 000015
【図１５】
0003981432.tif 000016
【図１６】
0003981432.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0003981432.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0003981432.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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