(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的スイッチング装置（１０２）用の蓄勢アセンブリ（２００）であって、
前記電気的スイッチング装置（１０２）は、ハウジング（１０４）と、該ハウジングによって囲まれた分離可能な接点（１０６）と、該接点（１０６）を開閉する作動機構（１０８）と、を含み、
前記蓄勢アセンブリ（２００）は、蓄勢位置と解放位置との間で移動可能なエネルギー蓄積機構（２０４）と、
前記エネルギー蓄積機構（２０４）に結合されて、これと共に移動可能で、突起部（２２０）を含むキャスト部材（２１８）と、
前記ハウジング（１０４）に回動可能に結合される構造で、複数のカム（２１０，２１２）を含むカムシャフト（２０８）と、
前記ハウジング（１０４）に回動可能に結合される構造で、当接面（２２４）及び突出部（２２６）を有するキャッチメント（２１４）と、を備え、
前記キャッチメント（２１４）の前記当接面（２２４）は、複数の前記カムの１つ（２１２）と協働して、前記カムシャフト（２０８）の過回転に抵抗し、
前記キャッチメント（２１４）の前記突出部（２２６）は、前記キャスト部材（２１８）の前記突起部（２２０）と協働して、前記キャッチメント（２１４）と対応する前記カムの１つ（２１２）との間の望ましい関係を維持することを特徴とする蓄勢アセンブリ。
【請求項２】
前記キャッチメント（２１４）は、更に、ピボット部材（２２８）と、第１部分（２３０）と、第２部分（２３２）と、第３部分（２３４）とを備え、前記ピボット部材（２２８）は、前記第１部分（２３０）を前記電気的スイッチング装置（１０２）の前記ハウジング（１０４）に回動可能に結合するように構成され、前記第２部分（２３２）は、対応する前記カムの１つ（２１２）と協働し、前記第３部分（２３４）は、前記キャスト部材（２１８）の前記突起部（２２０）と協働することを特徴とする請求項１に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項３】
前記当接面（２２４）は、前記キャッチメント（２１４）の前記第２部分（２３２）に配置され、前記突出部（２２６）は、前記キャッチメント（２１４）の前記第３部分（２３４）に配置され、前記突出部（２２６）は、前記当接面（２２４）の付近で前記キャッチメント（２１４）から外側へ延びていることを特徴とする請求項２に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項４】
前記キャッチメント（２１４）は、ワンピースの部材で、前記突出部（２２６）は、前記ワンピースの部材の前記第３部分（２３４）から外側へ延びる略長方形に形成された部分であることを特徴とする請求項３に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項５】
前記突出部（２２６）は、外側縁部（２３６）を有し、前記キャッチメント（２１４）の前記当接面（２２４）が対応する前記カムの１つ（２１２）に係合したとき、前記突出部（２２６）の前記外側縁部（２３６）は、前記キャスト部材（２１８）の前記突起部（２２０）と協働することを特徴とする請求項４に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項６】
前記キャスト部材（２１８）は、ワンピースのスプリングキャスト部材であり、前記突起部（２２０）は、前記ワンピースのスプリングキャスト部材から横方向に外側へ突出して保持縁部（２３８）を含み、前記ワンピースのスプリングキャスト部材（２１８）の前記保持縁部（２３８）は、前記キャッチメント（２１４）の前記外側縁部（２３６）を保持し、これにより、前記キャッチメント（２１４）の前記当接面（２２４）が対応する前記カムの１つ（２１２）を解放するのを防止することを特徴とする請求項５に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項７】
前記エネルギー蓄積機構は、閉動作スプリング（２０４）であり、前記キャスト部材は、スプリングキャスト部材（２１４）であり、前記閉動作スプリング（２０４）は、第１端部（２４０）及びその反対側に配置された第２端部（２４２）を含み、前記スプリングキャスト部材（２１４）は、前記閉動作スプリング（２０４）の前記第２端部（２４２）に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項８】
複数の前記カムは、第１カム（２１０）及び第２カム（２１２）であることを特徴とする請求項１に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項９】
前記第１カムは、蓄勢カム（２１０）であり、前記蓄勢カム（２１０）は、前記カムシャフト（２０８）回りに回動して前記エネルギー蓄積機構（２０４）に蓄勢し、前記第２カム（２１２）は、キャッチメントカム（２１２）であり、前記キャッチメントカム（２１２）は、前記カムシャフト（２０８）回りに回動して前記キャッチメント（２１４）の当接面（２２４）に係合及び離脱することを特徴とする請求項８に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項１０】
前記キャッチメントカム（２１２）は、キャッチメント面（２２２）を含み、前記キャッチメント面（２２２）は、前記キャッチメント（２１４）の当接面（２２４）と協働して、前記カムシャフト（２０８）の運動に抵抗することを特徴とする請求項９に記載の蓄勢アセンブリ。
【請求項１１】
ハウジング（１０４）と、該ハウジング（１０４）によって囲まれて分離可能な端子（１０６）と、該分離可能な端子（１０６）を開閉するための作動機構（１０８）と、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の蓄勢アセンブリとを備えたことを特徴とする電気スイッチング装置。
【請求項１２】
サーキットブレーカ（１０２）であって、該サーキットブレーカ（１０２）の前記ハウジング（１０４）は、少なくとも１つのサイドプレート（１１０）を含み、前記カムシャフト（２０８）及び前記キャッチメント（２１４）は、少なくとも１つの前記サイドプレート（１１０）に回動可能に結合されていることを特徴とする請求項１１に記載の電気的スイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１１月２９日に提出された米国特許出願第１３／３０６３７４号の優先権を主張し、その内容は、参照することにより、ここに含まれる。
【０００２】
背景技術
技術分野
ここに開示された概念は、概して電気的スイッチング装置に関し、より具体的には、電気的スイッチング装置用の蓄勢(charging)アセンブリに関する。また、本開示の概念は、サーキットブレーカ等の電気的スイッチング装置に関する。
【０００３】
背景技術情報
サーキットブレーカ等の電気的スイッチ装置は、例えば電流過負荷、短絡、異常電圧、及び、他の故障状態のような電気的故障状態から電気システムを保護するために設けられる。一般的に、サーキットブレーカは、作動機構を含み、この作動機構は、例えばトリップユニットにより、そのような故障状態の検出に応答して、電気接点アセンブリを開いて、電気システムの導体を通る電流を遮断する。この電気接点アセンブリは、固定電気接点、及び、固定電気接点から離間した対応する可動電気接点を含む。
【０００４】
これらの部品の中で、特に、ある種の低電圧及び中電圧サーキットブレーカの作動機構は、例えば、一般的に、電極シャフト、トリップアクチュエータアセンブリ、閉動作アセンブリ、及び、開動作アセンブリを含む。トリップアクチュエータアセンブリは、トリップユニットに応答して、作動機構を駆動する。閉動作アセンブリ及び開動作アセンブリは、いくつかの共通の要素を含むことができ、これらは、可動電気接点を固定電気接点から離間した第１の開位置と、固定電気接点に電気的に接触した第２の閉位置との間で移動させるように構成される。具体的には、可動電気接点は、電極シャフトに結合される。閉動作アセンブリ及び開動作アセンブリの両方の要素は、電極シャフトに回動可能に結合されており、電極シャフトを回動させて電気接点を開閉する。蓄勢センブリは、複数のエネルギー蓄積機構を含み、閉動作アセンブリの作動を補助するために使用されることが多い。
【０００５】
例えば、図１Ａ及び１Ｂに示されるように、サーキットブレーカ２は、限定はしないが、例えば、複数の閉動作スプリング４（図１Ａにおいては、１つの閉動作スプリング４の一部が簡略化された形態で示される。）等の直接駆動のエネルギー蓄積機構を有する。そのようなサーキットブレーカ２の蓄勢アセンブリ６は、一般的に、複数のカム１０，１２を有するカムシャフト８及びキャッチメント１４を含む。図１Ａ及び１Ｂの例では、このキャッチメント１４は、サーキットブレーカ２のサイドプレート１６に回動可能に結合されている。そのような装置では、スプリングアセンブリは、上述の閉動作スプリング４及びこのスプリング４によって付勢されるスプリングキャスト(spring casting)１８を含み、カムシャフト８の作動によって蓄勢され、解放されて、解放されたスプリング４は、閉動作アセンブリのメイントグルリンク（図示せず）を直接駆動する。スプリング４が解放されたとき、キャッチメントカム１２は、解放されており、蓄勢方向（例えば、図１Ａにおいて矢印２０の方向である反時計方向）に回転し続ける。これが充分に回転したとき、スプリング４の解放を妨げて、サーキットブレーカ２が完全に閉じるのを阻止する。この望ましくない状態は、一般的にカムシャフト過回転といわれる。キャッチメント１４は、一般的に、そのようなカムシャフト８の過回転を防止する（複数の）カムと協働するように構成されているが、特に長期間の使用後、キャッチメント１４の当接面２２及び／又は対応するキャッチメントカム１２のキャッチメント面２４は、摩耗又は損傷して（例えば図１Ｂの損傷又は変形した面２２´，２４´参照）、キャッチメントの作動不良が起こる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、蓄勢アセンブリ、及び、蓄勢アセンブリを使用するサーキットブレーカ等の電気的スイッチング装置には、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの要求及び他の要求は、サーキットブレーカ等の電気的スイッチングアセンブリ用の蓄勢アセンブリを対象とする本開示の概念の実施形態によって達成される。特に、この蓄勢アセンブリは、閉動作スプリングキャストと協働して、カムシャフトの移動を制御（例えば、過回転を規制）するキャッチメントを含む。
【０００８】
本開示の概念の一形態として、電気的スイッチング装置用の蓄勢アセンブリが提供される。この電気的スイッチング装置は、ハウジングと、該ハウジングによって囲まれた分離可能な接点と、分離可能な前記接点を開閉するための作動機構とを含む。蓄勢アセンブリは、蓄積位置と解放位置との間で移動可能なエネルギー蓄積機構と、前記エネルギー蓄積機構に結合されてこれと共に移動可能で突起部を含むキャスト部材と、前記ハウジングに回動可能に結合されるように構成されて複数のカムを含むカムシャフトと、前記ハウジングに回動可能に結合されるように構成されて当接面及び突出部を有するキャッチメントとを備える。前記キャッチメントの前記当接面は、前記カムの対応する１つと協働して、前記カムシャフトの過回転に抵抗する。前記キャッチメントの突出部は、前記キャスト部材の前記突起部と協働して、前記キャッチメントと前記カムの対応する１つとの所望の関係を保持する。
【０００９】
前記キャッチメントは、更に、ピボット部材、第１部分、第２部分及びだ３部分を含むことができる。ピボット部材は、第１部分を電気的スイッチング装置のハウジングに回動可能に結合するように構成され、第２部分は、対応するカムの１つと協働し、第３部分は、キャスト部材の突起部と協働する。当接面は、キャッチメントの第２部分に配置され、突出部は、キャッチメントの第３部分位に配置され、突出部は、当接面の付近でキャッチメントから外側へ延びる。キャッチメントは、ワンピースの部材とすることができ、突出部は、ワンピース部材の第３部分から外側へ延びる略長方形である。突出部は、外側縁部を有し、キャッチメントの当接面が対応するカムの１つに係合したとき、突出部の外側縁部は、キャスト部材の突起部と協働する。
【００１０】
キャスト部材は、ワンピースのスプリングキャスト部材とすることができ、突起部は、ワンピースのスプリングキャスト部材から横方向に外側へ突出して保持縁部を含む。ワンピースのスプリングキャスト部材保持縁部は、キャッチメントの外側縁部を保持し、これにより、キャッチメントの当接面が対応するカムの１つを解放するのを防止する。
【００１１】
本開示の他の形態として、上述の蓄勢アセンブリを使用する電気的スイッチング装置が開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本開示の概念の完全な理解は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を添付図面に関連して読むことにより、得ることができる。
【００１３】
【図１Ａ】従来技術のサーキットブレーカ及びこれに用いられる蓄勢アセンブリの一部の概略化された側面図である。
【図１Ｂ】従来技術のサーキットブレーカ及びこれに用いられる蓄勢アセンブリの一部の概略化された側面図である。
【図２】本開示の概念の一実施形態に従ったサーキットブレーカ及びこれに用いられる蓄勢アセンブリの一部の概略化された側面図である。
【図３】サーキットブレーカ及び蓄勢アセンブリの平面図である。
【図４】解放されてトリップ位置にあるサーキットブレーカを示す図３の４−４線による断面図である。
【図５】蓄勢されて開位置にあるように変更された図４のサーキットブレーカの断面図である。
【図６】閉動作の過程にあり、スプリングキャストがキャッチメントを停止する位置にあるように変更された図５のサーキットブレーカの断面図である。
【図７】解放されて閉位置にあるように変更された図６のサーキットブレーカの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで使用される方向の表現、例えば、時計回り、反時計回り、左、右、上方、下方、及び、これらの派生語等は、図示されたその要素の方向に関係し、明示的な提示がない限り、請求の範囲を限定するものではない。
ここで使用される２つ又はそれ以上の部分が一体に「結合」されているという表現は、それらの部分がそれぞれ直接的に一体に結合、又は、１つ又はそれ以上の中間部分を介して結合されていることを意味する。
ここで使用される「数」という用語は、１又は１以上の整数（すなわち、複数）を意味する。
【００１５】
図２〜７は、例えば、限定はしないが、サーキットブレーカ１０２等の電気スイッチング装置用の蓄勢アセンブリ２００を示す。このサーキットブレーカ１０２は、ハウジング１０４と、ハウジング１０４によって囲まれた分離可能な接点１０６（図２において概略化して示す）と、分離可能な接点１０６を開閉する作動機構１０８（図２に概略的に示される）を含む（図２）。
【００１６】
図２に最もよく示されるように、蓄勢アセンブリ２００は、好ましくは、例えば、限定はしないが、閉動作スプリング２０４（図２に一部が示される）等のエネルギー蓄積機構を含み、この閉動作スプリング２０４は、蓄勢位置（図５）と解放位置（図２、４及び７）との間で移動可能である。キャスト(cast)部材２１８は、閉動作スプリング２０４に結合されて、これと共に移動可能（例えば、限定はしないが、図２から見て左右に矢印の方向に）である。キャスト部材２１８は、突起部２２０を含む。カムシャフト２０８は、サーキットブレーカハウジング１０４に回動可能に結合され、また、複数のカム２１０，２１２（この例では、２つのカムが示されている）を含む。キャッチメント２１４もハウジング１０４に回動可能に結合されており、このキャッチメント２１４は、当接面２２４及び突出部２２６を含む。以下に詳細に説明するように、キャッチメント２１４の当接面２２４は、対応する１つのカム２１２、具体的には、カム２１２のキャッチメント面２２２と協働して、カムシャフト２０８の過回転を防止する。更に、ここに開示された概念に従って、前述のキャッチメント２１４の突出部２２６は、キャスト部材２１８の突起部２２０と協働して、キャッチメント２１４とカム２１２との間の望ましい関係を維持する。
【００１７】
したがって、当然のことながら、いくつかある利点の中で特に、本開示の概念の突起部２２０及び突出部２２６の特徴は、カム２１２のキャッチメント面２２とキャッチメント２１４の当接面２２４との間で生じてしまう当り損ねの当接を防止するように、キャッチメント２１４とスプリングキャスト２１８とを連動させることにより、キャッチメント２１４の作動を増強するように機能することである。このように、本開示の蓄勢アセンブリ２００は、カムシャフト２０８の過回転を防止して、これに関係する損傷を防止するためのバックアップ機構を提供する。例えば、限定はしないが、ブレーカの振動等の問題は、従来技術のキャッチメント（例えば、限定はしないが、図１Ａ及び１Ｂのキャッチメント１４参照）をカムシャフトの過回転を許す位置（例えば図１Ｂ参照）へ移動させる虞がある。さらに、長期間の経過により（すなわち、長期間の使用後）、キャッチメントの当接機構（例えば、限定はしないが、図１Ａのキャッチメント１４の面２４参照）及び／又はカムシャフトの噛合い機構（例えば、図１Ａのカムシャフト面２２参照）は、カムシャフトに過回転を引き起こさせる当り損ねの衝突すなわち当接を許すような損傷（例えば、図１Ｂの変形した面２２´，２４´参照）を受けている可能性がある。本開示の概念は、キャッチメント２１４の作動を改善し、これにより、そのような潜在的な問題に対処し、それを防止する。
【００１８】
より具体的には、図２に最もよく示されるように、ここに図示されて説明された限定ではない例示において、キャッチメント２１４は、好ましくは、ピボット部材２２８、第１部分２３０、第２部分２３２及び第３部分２３４を含む。ピボット部材２２８は、第１部分２３０をサーキットブレーカのハウジング１０４、具体的には、そのサイドプレート１１０（図２において隠れ線で一部が示される）に回動可能に結合する。第２部分２３２は、カム２１２と協働し、第３部分２３４は、キャスト部材２１８の突起部２２０と協働する。ここに図示されて説明された例では、当接面２２４は、キャッチメント２１４の第２部分２３２に配置され、突出部２２６は、キャッチメント２１４の第３部分２３４に配置されている。そして、突出部２２６は、図示のように、キャッチメント２１４から外側に当接面２２４の付近に延びている。引続き図２及び図４〜７を参照して、キャッチメント２１４は、好ましくは、単一部材で、突出部２２６は、その第３部分２３４から外側に延びる略長方形の部分である。
【００１９】
図２に最もよく示されるように、突出部２２６は、外側縁部２３６を有する。キャッチメント２１４の当接面２２４が対応するカム２１２、具体的にはそのキャッチメント面２２２に当接したとき、又は、そこに接近したとき（例えば、図２、５及び６参照）、突出部２２６の外側縁部２３６は、前述のキャスト部材２１８の突起部２２０と協働する。
【００２０】
キャスト部材２１８は、好ましくは、ワンピースのスプリングキャスト部材で、突起部２２０は、ワンピースのスプリングキャスト部材２１８から横方向外側に突出し、また、保持縁部２３８を含む。これにより、保持縁部２３８は、図２、５及び６に示されるように、キャッチメント２１４の外側縁部２３６を保持し、これにより、キャッチメント２１４の当接面２２４が対応するカム２１２を完全に解放するのを防止し、及び／又は、前述のカムシャフトの過回転及び／又はカム２１２及びキャッチメント２１４のそれぞれの表面２２２、２２４間の当り損ねの当接（例えば、当接及び反発し損ない）の問題を防止する。当然のことながら、例示のスプリングキャスト部材２１８の突起部２２０は、ワンピースのスプリングキャスト部材２１８のキャスト構造であるが、本開示の概念の範囲から逸脱することなく、キャッチメント２１４の運動を適切に制御するキャッチメントの構造（例えば、限定はしないが、突出部２２６）と適切に協働するために、適当なあらゆる公知の又は適当な代替形式の突起の形状及び／又は構造を使用することができる。例えば、限定はしないが、スプリングキャスト部材２１８のスロット（図示せず）内のキャッチメント結合ピン（図示せず）、あるいは、リンク機構アセンブリ（図示せず）等の相対的により複雑な結合構造（図示せず）が可能である。
【００２１】
以上に述べたように、例示のエネルギー蓄積機構は、閉動作スプリング２０４である。閉動作スプリング２０４は、両端の第１及び第２端部２４０，２４２（図２及び４〜７）を含む。スプリングキャスト部材２１８は、閉動作スプリング２０４の第２端部２４２に配置されて、図２に示すように、第２端部２４２と共に矢印３００の方向に移動する。例示のカムシャフト２０８は、上述のように、カムシャフト２０８回りに回動して閉動作スプリング２０４を蓄勢する蓄勢カム２１０である第１カムと、カムシャフト２０８回りに回動してキャッチメント２１４の当接面２２４に係脱するキャッチメントカム２１２である第２カムとを含む。
【００２２】
図４〜７は、図３のサーキットブレーカ１０２の断面を示し、このサーキットブレーカ１０２の様々な作動状態における蓄勢アセンブリ２００を図示している。さらに具体的には、図４は、解放及びトリップ状態のサーキットブレーカ１０２を示し、図５は、蓄勢されて開状態のサーキットブレーカ１０２を示し、図６は、閉動作の過程にあるサーキットブレーカ１０２を示し、このとき、スプリングキャスト部材２１８は、例えば、過度のカムシャフト回転力により、キャッチメント２１４が押下げられている場合に（図６の状態から下方へ）、キャッチメント２１４を止める位置にあり、また、図７は、解放されて閉状態にあるサーキットブレーカ１０２を示す。
【００２３】
したがって、当然のことながら、開示された蓄勢アセンブリ２００は、独特なキャッチメント２０４及びスプリングキャスト部材２１８の構造（例えば、限定はしないが、スプリングキャスト部材２１８の突起部２２０及びキャッチメント２１４の突出部２２６）を含み、この構造は、相互に作用して、スプリングキャスト部材２１８が完全に閉じた位置に充分に接近するまで、カムシャフト２０８がキャッチメント２１４をすり抜ける（例えば過回転）のを防止する。このように、この開示された概念は、カムシャフトの過回転の原因となり得るカム２１２及びキャッチメント２１４の当り損ね及び／又は損傷を防止するようにキャッチメント２１４とスプリングキャスト部材２１８とを連動させることにより、キャッチメントの作動を増強するように機能する。
【００２４】
本開示の概念の具体的な実施形態を詳細に説明してきたが、当業者には当然のことながら、本開示の全体の教示に照らして、これらの詳細に対する様々な修正及び変更が展開可能である。したがって、開示された具体的な構造は、説明のためのものに過ぎず、添付された請求の範囲の全範囲及びその全ての均等物によって与えられるべき本開示の概念の範囲を限定するものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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