本发明提供防止电极表面的粗糙且绝缘性能高的开闭装置。本发明的开闭装置的特征在于，具备：分别具备固定电极和相对于该固定电极关闭或开启的可动电极的多个开闭部；操作对该多个开闭部各自的该固定电极进行关闭或开启的可动电极的操作机构，该操作机构由一个原动部位与两个从动部位构成，并且通过使该原动部位以及从动部位彼此间歇动作并且该从动部位的局部与该原动部位抵接，从而在未从该原动部位向该从动部位传递动力的状态下将该从动部位的状态固定，在该原动部位从初始位置位移至最终位置的状态下使一方的所述从动部位的状态转变而后变更另一方的该从动部位的状态，由此产生时间差并且将该多个开闭部驱动。
两个开闭部，其分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极；操作机构，其操作相对于该两个开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极；以及将所述两个开闭部电连接的通电机构，所述两个开闭部中的一个开闭部的所述固定电极与电源电连接，所述两个开闭部中的另一个开闭部的所述固定电极与负载电连接，所述一个开闭部的所述可动电极与所述另一个开闭部的所述可动电极借助所述通电机构进行电连接，所述操作机构由一个原动部位与两个从动部位构成，并且该原动部位以及从动部位彼此间歇动作，而且通过使所述从动部位的局部与所述原动部位抵接，从而在未从所述原动部位向所述从动部位传递动力的状态下将所述从动部位的状态固定，在所述原动部位从初始位置位移至最终位置的状态下通过使一方的所述从动部位的状态转变而后变更另一方的所述从动部位的状态，由此产生时间差并且将所述两个开闭部驱动。
原动机的动力借助动力传递机构来传递而驱动所述原动部位，该原动部位的驱动力传递至各个所述从动部位，并且利用传递至各个该从动部位的驱动力来操作所述可动电极。
所述原动部位由在局部具有齿部的原动齿轮构成，并且所述从动部位由在局部具有齿部的从动齿轮构成，并且原动机的动力借助动力传递机构来传递而驱动所述原动齿轮，所述原动齿轮的驱动力通过所述原动齿轮的齿部与所述从动齿轮的齿部啮合而传递至各个所述从动齿轮，并且传递至各个所述从动齿轮的驱动力经由与各个该从动齿轮连接的操作杆传递而操作所述可动电极。
对于所述原动齿轮的齿部与所述从动齿轮的齿部的啮合而言，在一方的所述从动齿轮的齿部与所述原动齿轮的齿部啮合之后，空出时间差而进行另一方的所述从动齿轮的齿部与所述原动齿轮的齿部的啮合。
5.根据权利要求3或4所述的开闭装置，其特征在于，
各个所述操作杆的一端借助浮动销与所述从动齿轮卡合，并且另一端与所述可动电极连结，而且各个所述从动齿轮被固定为能够以固定销为中心转动，所述原动齿轮被固定为能够以固定销为中心转动。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的开闭装置，其特征在于，
7.根据权利要求1至4中任一项所述的开闭装置，其特征在于，
所述原动部位由在局部具有齿部的原动齿轮构成，并且所述从动部位由在整周具有齿部的从动齿轮构成，而且原动机的动力借助动力传递机构传递而驱动所述原动齿轮，所述原动齿轮的驱动力通过所述原动齿轮的齿部与所述从动齿轮的齿部啮合而传递至各个所述从动齿轮，并且传递至各个所述从动齿轮的驱动力借助与各个该从动齿轮连接的操作杆传递而操作所述可动电极。
该开闭装置具备：两个开闭部，其分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极；操作机构，其操作相对于该两个开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极；以及将所述两个开闭部电连接的通电机构，所述两个开闭部中的一个开闭部的所述固定电极与电源电连接，所述两个开闭部中的另一个开闭部的所述固定电极与负载电连接，所述一个开闭部的所述可动电极与所述另一个开闭部的所述可动电极借助所述通电机构进行电连接，所述开闭装置通过马氏间歇机构来产生时间差并且将所述两个开闭部驱动，在该马氏间歇机构中，所述操作机构由一个原动部位与两个从动部位构成，并且所述原动部位具有与该原动部位一起旋转的浮动销，而且在所述两个从动部位分别形成供所述原动部位的浮动销卡合的引导槽，与所述原动部位的旋转相伴地所述浮动销与一方的所述从动部位的引导槽卡合，若这两者的卡合解除则所述浮动销与另一方的所述从动部位的引导槽卡合。
原动机的动力借助动力传递机构来传递而驱动所述原动部位，所述原动部位的驱动力传递至各个所述从动部位，并且通过传递至各个该从动部位的驱动力来操作所述可动电极。
11.根据权利要求9或10所述的开闭装置，其特征在于，
利用通电机构进行电连接的两个开闭部分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极，在利用由一个原动部位与两个从动部位构成的操作机构来操作对所述两个开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极时，所述原动部位以及从动部位彼此间歇动作，而且通过使所述从动部位的局部与所述原动部位抵接，从而在未从所述原动部位向所述从动部位传递动力的状态下所述从动部位的状态被固定，在所述原动部位从初始位置位移至最终位置的状态下使一方的所述从动部位的状态转变而后变更另一方的所述从动部位的状态，由此产生时间差并且将所述两个开闭部驱动，所述两个开闭部中的一个开闭部的所述固定电极与电源电连接，所述两个开闭部中的另一个开闭部的所述固定电极与负载电连接，所述一个开闭部的所述可动电极与所述另一个开闭部的所述可动电极借助所述通电机构进行电连接。
13.根据权利要求12所述的开闭装置的开闭方法，其特征在于，
原动机的动力借助动力传递机构来传递而驱动所述原动部位，该原动部位的驱动力传递至各个所述从动部位，并且利用传递至各个该从动部位的驱动力来操作所述可动电极。
14.根据权利要求12所述的开闭装置的开闭方法，其特征在于，
所述原动部位由在局部具有齿部的原动齿轮构成，并且所述从动部位由在局部具有齿部的从动齿轮构成，原动机的动力借助动力传递机构来传递而驱动所述原动齿轮，该原动齿轮的驱动力通过形成在所述原动齿轮的局部的齿部与形成在所述从动齿轮的局部的齿部啮合而传递至各个所述从动齿轮，并且传递至各个所述从动齿轮的驱动力经由与各个该从动齿轮连接的操作杆传递而操作所述可动电极。
15.根据权利要求14所述的开闭装置的开闭方法，其特征在于，
对于所述原动齿轮的齿部与所述从动齿轮的齿部的啮合而言，在一方的所述从动齿轮的齿部与所述原动齿轮的齿部啮合后，空出时间差而进行另一方的所述从动齿轮的齿部与所述原动齿轮的齿部的啮合。
开闭装置以及其开闭方法
技术领域
[0001] 本发明涉及开闭装置以及其开闭方法，尤其是涉及适合于多个开闭部电串联连接而被机械驱动的机构的开闭装置以及其开闭方法。
背景技术
[0002] 通常，在新干线等高速铁路中，为了获取大电力而采用交流电气化方式。该交流电气化方式从各变电站供给有电力，因此存在用于区分不同电源的区段，具体结构如图9所示。
[0003] 如图9所示，交流电气化方式为了区分两个电源G1以及G2，将中区段100配置在电源G1以及G2间。通常，中区段100的长度被设定为约1km。
[0004] 而且，在列车101从纸面左方向朝右方向通过中区段100的情况下，首先，接通区分开闭器VS1而将中区段100预先充电。接下来，在列车101通过中区段100中，切断区分开闭器VS1，接通区分开闭器VS2而将中区段100的充电电源从G1切换成G2。这期间的无电时间抑制在0.05～0.3秒左右，列车101能够维持高速状态地通过中区段100。需要说明的是，在列车101通过中区段100后，将区分开闭器VS2切断。
[0005] 作为适用于上述的区分开闭器VS1以及VS2的开闭装置，例如，存在专利文献1所述的双断式开闭装置。在该专利文献1所述的双断式开闭装置中，两个串联开闭器几乎同时开闭。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1：日本特开2007－188734号公报
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 通常，在区分开闭器VS1以及VS2中使用真空开关。在将真空开关用于上述的方法中的情况下存在下述的问题。
[0011] 即，区分开闭器VS2在列车101通过中接通负载电流，而在列车101通过中区段100后被无负载切断。
[0012] 在区分开闭器VS1以及VS2为真空开关的情况下，已知当接通负载电流时因提前放电、振动而造成电极表面粗糙，之后若将负载电流切断，则因电弧而造成电极表面熔化而抑制粗糙。
[0013] 但是，在区分开闭器VS2的情况下，由于以无负载进行切断，因此可能造成电极表面的粗糙蓄积，而导致绝缘性能降低。尤其是当区分开闭器VS2的极间闪络时，可能造成电源G1与电源G2短路，构成重大事故而妨碍列车的运行。
[0014] 上述的专利文献1所述的双断式开闭装置能够以端子间的绝缘性能提高为目进行应用，但由于两个开闭器几乎同时开闭，因此在应用于区分开闭器VS2的情况下，可能使两个开闭器的接点双方皆变得粗糙而降低绝缘性能。
发明内容
[0015] 本发明是鉴于上述点而完成的，其目的在于，提供防止电极表面的粗糙而且绝缘性能高的开闭装置以及其开闭方法。
[0016] 用于解决课题的手段
[0017] 为了实现上述目的，本发明的开闭装置的特征在于，具备：多个开闭部，其分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极；操作机构，其操作相对于该多个开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极；以及将所述多个开闭部电连接的通电机构，所述操作机构由一个原动部位与两个从动部位构成，并且该原动部位以及从动部位彼此间歇动作，而且通过使所述从动部位的局部与所述原动部位抵接，从而在未从所述原动部位向所述从动部位传递动力的状态下将所述从动部位的状态固定，在所述原动部位从初始位置位移至最终位置的状态下通过使一方的所述从动部位的状态转变而后变更另一方的所述从动部位的状态，由此产生时间差并且将所述多个开闭部驱动。
[0018] 而且，为了实现上述目的，本发明的开闭装置的特征在于，具备：多个开闭部，其分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极；操作机构，其操作对该多个开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极；以及将所述多个开闭部电连接的通电机构，所述开闭装置通过马氏间歇机构来产生时间差并且将所述多个开闭部驱动，在该马氏间歇机构中，所述操作机构由一个原动部位与两个从动部位构成，并且所述原动部位具有与该原动部位一起旋转的浮动销，并且在所述两个从动部位分别形成供所述原动部位的浮动销卡合的引导槽，与所述原动部位的旋转相伴地所述浮动销与一方的所述从动部位的引导槽卡合，若这双者的卡合解除则所述浮动销与另一方的所述从动部位的引导槽卡合。
[0019] 此外，为了实现上述目的，本发明的开闭装置的开闭方法的特征在于，利用通电机构进行电连接的多个开闭部分别具备固定电极以及与该固定电极对置配置并且相对于该固定电极关闭或开启的可动电极，在利用由一个原动部位与两个从动部位构成的操作机构来操作对所述开闭部各自的所述固定电极进行关闭或开启的可动电极时，所述原动部位以及从动部位彼此间歇动作，并且通过使所述从动部位的局部与所述原动部位抵接，从而在未从所述原动部位向所述从动部位传递动力的状态下将所述从动部位的状态固定，在所述原动部位从初始位置位移至最终位置的状态下使一方的所述从动部位的状态转变而后变更另一方的所述从动部位的状态，由此产生时间差并且将所述多个开闭部驱动。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，能够获取防止电极表面的粗糙而且绝缘性能高的开闭装置。
附图说明
[0022] 图1是本发明的开闭装置的实施例1，为表示两个开闭部处于接通状态的简要结构图。
[0023] 图2是本发明的开闭装置的实施例1，为表示一方的开闭部处于切断状态的简要结构图。
[0024] 图3是本发明的开闭装置的实施例1，为表示两个开闭部处于切断状态的简要结构图。
[0025] 图4是用于说明本发明的开闭装置的实施例1中的两个开闭部的开闭动作时机的图。
[0026] 图5是本发明的开闭装置的实施例2，为表示两个开闭部处于切断状态的简要结构图。
[0027] 图6是表示本发明的开闭装置的实施例3中的开闭器的原动齿轮以及从动齿轮的结构图。
[0028] 图7是表示本发明的开闭装置的实施例4中的开闭器的原动齿轮以及从动齿轮的结构图。
[0029] 图8是本发明的开闭装置的实施例5，为表示两个开闭部处于切断状态的简要结构图。
[0030] 图9是用于说明通常的交流电气化方式下的区分开闭器的功能的图。
[0031] 附图标记说明
[0032] 1、22…原动齿轮，1A…原动齿轮的齿部，2A、2B、23A、23B…从动齿轮，2A1、2B1…从动齿轮的齿部，2A2、2B2…从动齿轮的凹面部，3A、3B、3C…固定销，4A、4B、4C…浮动销，5…原动机，6…动力传递机构，7A、7B…引导槽，10A、10B…开闭部，11A、11B…固定电极，12A、12B…可动电极，13A、13B…消弧室，14A、14B…操作杆，15、15A…通电机构，20、G1、G2…电源，21…负载，24…引导构件，100…中区段，101…列车，VS1、VS2…区分开闭器，A…初始位置，B…中间位置，C…最终位置。
具体实施方式
[0033] 以下，根据图示的实施例对本发明的开闭装置及其方法进行说明。需要说明的是，在以下说明的各实施例中，对同一结构部件使用相同附图标记。
[0034] 实施例1
[0035] 图1至图3表示本发明的开闭装置的实施例1。如该图所示，本实施例的开闭装置大致由如下构件来构成：以驱动方向并行的方式配置且进行电流的开闭的开闭部10A、10B；将开闭部10A、10B电连接的通电机构15；操作开闭部10A、10B的电极的操作杆14A、14B；由操作操作杆14A、14B的一个原动齿轮1以及两个从动齿轮2A、2B构成的操作机构；驱动原动齿轮1的作为动力源的原动机5；以及将原动机5的动力传递至原动齿轮1的动力传递机构6。
[0036] 更详细来讲，在开闭部10A、10B的消弧室13A、13B的内部，收纳有固定电极11A、11B以及可动电极12A、12B，通过对这些固定电极11A、11B以及可动电极12A、12B进行开启或关闭，将电流接通或切断。
[0037] 开闭部10A的固定电极11A与电源20电连接，开闭部10B的固定电极11B与负载21电连接。开闭部10A的可动电极12A与开闭部10B的可动电极12B借助柔性导体等的通电机构15进行电连接，由此，开闭部10A以及10B电串联连接。
[0038] 而且，可动电极12A以及12B分别与操作杆14A以及14B的一端连结，该操作杆14A以及14B的另一端借助浮动销4A以及4B而被卡合在从动齿轮2A以及2B。此外，从动齿轮2A以及2B被固定为能够以固定销3A以及3B为中心进行转动，原动齿轮1被固定为能够以固定销3C为中心进行转动。
[0039] 而且，如图1所示，在形成于原动齿轮1的整周局部的齿部1A位于初始位置A的状态下，开闭部10A以及10B成为接通状态(固定电极11A、11B与可动电极12A、12B为接触状态)。此时，从动齿轮2A以及2B的齿部2A1以及2B1侧方的凹面部(曲面部)2A2以及2B2与圆形的原动齿轮1的非齿部外周面抵接，因此从动齿轮2A以及2B不会以固定销3A以及3B为中心进行转动，而保持该状态。
[0040] 当自该状态从原动机5通过动力传递机构6使逆时针方向的驱动力作用于原动齿轮1时，原动齿轮1以固定销3C为中心沿逆时针方向转动。当原动齿轮1的齿部1A与从动齿轮2B的齿部2B1啮合时，从动齿轮2B以固定销3B为中心而沿顺时针转动，向图2所示的状态转变。此时，开闭部10B成为切断状态(固定电极11B与可动电极12B开启)，从动齿轮2B的齿部
2B1侧方的凹面部2B2与原动齿轮1的非齿部外周部抵接，因此维持开闭部10B的切断状态。
[0041] 需要说明的是，若电流从电源20经由开闭部10A、通电机构15、开闭部10B而通电至负载21，则电流在开闭部10B被切断。
[0042] 此外，当原动齿轮1沿逆时针方向转动，原动齿轮1的齿部1A与从动齿轮2A的齿部2A1啮合时，从动齿轮2A以固定销3A为中心沿顺时针转动，向图3所示的状态转变。此时，开闭部10A以无负载状态被切断。在图3所示的状态下，从动齿轮2A的齿部2A1侧方的凹面部
2A2与原动齿轮1的非齿部外周部抵接，因此维持开闭部10A的切断状态。
[0043] 相反，若从图3所示的状态使原动齿轮1沿顺时针方向转动，则经由图2所示的状态而返回图1所示的状态。
[0044] 在上述的开闭部10A以及10B的动作中，具体来说，设定如图4所示那样的时机。即，在接通时先接通开闭部10A，而在时间t1后接通开闭部10B。由于两开闭部10A以及10B串联配置，因此实际上将电源20与负载21连接的时机为之后接通的开闭部10B的接通时刻。另一方面，在切断时，在开闭部10B开启后经过时间t3之后使开闭部10A开启。
[0045] 总结以上说明的本实施例，原动齿轮1以及从动齿轮2A、2B彼此间歇动作，并且从动齿轮2B的局部(凹面部2B2)与原动齿轮1抵接，从而在未从原动齿轮1向从动齿轮2B传递有动力的状态下将从动齿轮2B的状态固定，而在原动齿轮1从初始位置A位移至最终位置C的状态下通过使一方的从动齿轮2B的状态转变而后变更另一方的从动齿轮2A的状态，由此产生时间差并且对开闭部10A、10B进行驱动。
[0046] 接下来，对上述的本实施例的效果进行说明。在图9所示的区分开闭器VS1以及VS2中通常使用真空开关，然而像上述那样使用时，对于区分开闭器VS2，反复进行负载接通－无负载切断，因此可能造成电极表面的粗糙逐渐发展进而耐电压降低。
[0047] 对此，若将本实施例所示的双断式开闭装置应用于区分开闭器，在开闭部10B开启后将电流切断，之后将开闭部10A开启，因此利用电弧使电极表面熔化而抑制粗糙，从而防止了电极表面的粗糙，而且由于开闭部10A不开闭电流，因此能够维持初始的绝缘性能。
[0048] 此外，相反地，开闭部10B能够特化电流切断性能，因此若应用作为低浪涌材料的Ag－W－C系材料，则作为双断式开闭装置也能够兼备高耐电压与低浪涌性能。
[0049] 需要说明的是，为了避免在接通动作时断路用的开闭部10A的提前放电，而将t1设为10ms以上，为了在切断动作时不利用断路用的开闭部10A来使电流切断，而将t3设为20ms以上，以此为标准，以能够确保该时间的方式适当设计原动齿轮1的旋转速度、齿轮半径等即可。
[0050] 根据这样的本实施例，能够获取不仅可防止电极表面的粗糙且绝缘性能较高的开闭装置。
[0051] 实施例2
[0052] 在图5中示出了本发明的开闭装置的实施例2。该图所示的本实施例的特征在于，开闭部10A、10B以其驱动方向处于同一轴上的方式配置。其他结构与实施例1同样。
[0053] 根据这样的本实施例，能够获得与实施例1同样的效果，而且变得能够将连接电源20的开闭部10A的固定电极11A与连接负载21的开闭部10B的固定电极11B的隔离距离设计得较长，从而具有容易用作高额定电压的开闭装置的效果。
[0054] 实施例3
[0055] 在图6中示出了本发明的开闭装置的实施例3。在该图所示的本实施例中，原动齿轮1在整周的局部具有齿部1A，而从动齿轮2A、2B在整周具有齿部2A1、2B1。其他结构与实施例1相同。
[0056] 根据这样的本实施例，能够获得与实施例1同样的效果，而且在能够取得标准的平齿轮的情况下仅追加加工切口部(凹面部2A2、2B2)就能够制作从动齿轮2A、2B。
[0057] 实施例4
[0058] 在图7中示出了本发明的开闭装置的实施例4。在该图所示的本实施例中，原动齿轮1在整周的局部具有齿部1A，通过以圆盘为基础而追加加工齿部2A1、2B1与凹面部2A2、2B2的方式制作从动齿轮2A、2B。其他结构与实施例1相同。
[0059] 根据这样的本实施例，能够获得与实施例1同样的效果，而且通过以圆盘为基础而仅追加加工齿部2A1、2B1与凹面部2A2、2B2的方式制作从动齿轮2A、2B，因此具有实现加工费用降低的效果。
[0060] 实施例5
[0061] 在图8中示出了本发明的开闭装置的实施例5。该图所示的本实施例为通过马氏间歇机构来实现开闭部10A、10B的机械性间歇动作的构造。
[0062] 即，本实施例的开闭装置由如下的构件构成：开闭部10A、10B，其分别具备固定电极11A、11B和与该固定电极11A、11B对置配置并且相对于固定电极11A、11B关闭或开启的可动电极12A、12B；操作机构，其由操作对该开闭部10A、10B各自的固定电极11A、11B进行关闭或开启的可动电极12A、12B的一个原动齿轮22以及两个从动齿轮23A、23B构成；以及将开闭部10A、10B电连接的通电机构15A，而且，本实施例的开闭装置由如下的马氏间歇机构构成：原动齿轮22具有与原动齿轮22一并旋转的浮动销4C，并且，在两个从动齿轮23A、23B分别形成供原动齿轮22的浮动销4C卡合的引导槽7A、7B，与原动齿轮22的旋转相伴地浮动销4C与一方的从动齿轮23B的引导槽7B卡合，若这两者的卡合解除，则浮动销4C与另一方的从动齿轮23A的引导槽7A卡合，由此本实施例的开闭装置产生时间差并且对开闭部10A、10B进行驱动。需要说明的是，从动齿轮23A、23B分别沿着固定在原动齿轮22的圆弧状的引导构件24转动。
[0063] 根据这样的本实施例，能够获得与实施例1相同的效果，而且具有容易正交配置开闭部10A、10B的优点。
[0064] 需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施例，也包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了便于理解地说明本发明而详细说明的，而未必限定于具备说明的全部结构。而且，能够将某个实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构，而且，也能够将其他实施例的结构中加入某个实施例的结构中。而且，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、削除、置换。
