(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断器のためのカムアセンブリであって、
少なくとも１つのノッチを含むシャフトと、
シャフト上に保持されるカムと、
少なくとも１つのノッチのうちの１つとそれぞれ係合し、カムをシャフト上の軸方向の定位置に固定する少なくとも１つの自己固定式の止め輪と、を含み、
少なくとも１つのノッチは、近接配置されかつ円周方向に延びる複数のノッチである、
ことを特徴とするカムアセンブリ。
【請求項２】
少なくとも１つのノッチから長手方向に離れてシャフト上に保持されるハブをさらに含み、カムは、シャフト上のハブと止め輪との間の軸方向位置に固定されることを特徴とする請求項１に記載のカムアセンブリ。
【請求項３】
少なくとも一対の隣り合うノッチの中心線は、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の距離だけ離れていることを特徴とする請求項１または２に記載のカムアセンブリ。
【請求項４】
カムは、少なくとも１つの自己固定式の止め輪を使用してシャフト上に当接して所望の軸方向位置に保持される複数の協働する構成要素を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項５】
ハウジング内に保持されるカムアセンブリを備えるハウジングを有する回路遮断器と組合せられ、シャフト及びカムは、非強磁性の鋳造金属または合金の構成要素を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項６】
少なくとも１つのノッチは、円周方向に延びる少なくとも１つのノッチを含み、それぞれのノッチの対向する外周部分が少なくとも１つの平坦部によって分離されてシャフトの外周周りに不連続であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項７】
円周方向に延びる複数のノッチは、ノッチの間により大きな外径を有する壁部を備え、壁部は、シャフトの長手方向に実質的に一定の幅を有し、壁部の幅は、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲であり、ノッチは、シャフトの長手方向に実質的に一定の幅を有し、ノッチの幅は、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲であり、ノッチの深さは、平均して約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項８】
円周方向に延びる複数のノッチは、長手方向に離れて配置された外側の複数のノッチであり、平均して約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の深さを備えるとともに、シャフトの長手方向に実質的に一定の幅を備え、その幅は、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の範囲であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項９】
円周方向に延びる複数のノッチは、シャフトの長手方向に離れて配置された外側の複数のノッチであり、それぞれの幅と、ノッチの間に１つまたは複数のノッチの直径よりも大きな外径を有する壁部とを備え、壁部は、それぞれノッチの幅よりも小さい幅を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項１０】
円周方向に延びる複数のノッチは、シャフトの長手方向に離れて配置された外側の複数のノッチであり、それぞれの幅と、ノッチの間により大きな外径を有する壁部とを備え、壁部は、それぞれノッチの幅と同じ幅を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項１１】
円周方向に延びる複数のノッチは、シャフトの長手方向に離れて配置された外側の複数のノッチであり、それぞれの幅と、ノッチの間により大きな外径を有する壁部とを備え、壁部は、それぞれノッチの幅よりも大きい幅を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項１２】
少なくとも１つの自己固定式の止め輪は、それぞれのノッチに係合し、約４４４．８２２Ｎ（１００ｌｂｆ）から約４４４８．２２Ｎ（１０００ｌｂｆ）の範囲の軸方向の引き抜き力を定めることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のカムアセンブリ。
【請求項１３】
回路遮断器のための機構アセンブリであって、
少なくとも１つの円周方向に延びる外側のノッチを含むシャフト、
シャフト上に保持されるカム、及び、
少なくとも１つのノッチのうちの少なくとも１つと係合し、カムをシャフト上の軸方向の定位置に固定する少なくとも１つの自己固定式の止め輪、を含むカムアセンブリと、
カムアセンブリと関連して回転する接点アームと、を含み、
少なくとも１つのノッチは、近接配置されかつ円周方向に延びる複数のノッチである、
ことを特徴とする機構アセンブリ。
【請求項１４】
カムは、シャフト上に当接する複数の構成要素を含み、複数のノッチは、カムの構成要素の組み立て寸法公差に適合するピッチでシャフトに沿って長手方向に離れて配置されることを特徴とする請求項１３に記載の機構アセンブリ。
【請求項１５】
複数のノッチの、隣り合うノッチの中心線は、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の距離だけ離れていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の機構アセンブリ。
【請求項１６】
カムは、少なくとも１つの自己固定式の止め輪及び外側の複数のノッチのうちの少なくとも１つを使用してシャフト上に当接して軸方向の定位置に保持される複数の協働する構成要素を含み、シャフト及びカムは、非強磁性の構成要素であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の機構アセンブリ。
【請求項１７】
複数のノッチは、実質的に一定の幅を有し、対向する外周部分が少なくとも１つの平坦部によって分離されて円周方向に不連続であり、カムは、非強磁性であり、鋳造金属または合金の構成要素を含むことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の機構アセンブリ。
【請求項１８】
近接配置されかつ円周方向に延びる外側の複数のノッチを有し、複数のノッチは、ノッチの間にノッチの外径よりも大きな外径を有する壁部を備え、複数のノッチは、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の幅、及び、平均して約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）の範囲の深さを有する細長いシャフトを含み、該シャフトは、少なくとも１つの外側のノッチを使用して止め輪に係合し、シャフト上の軸方向の定位置に構成要素を固定することを特徴とするシャフト。
【請求項１９】
シャフトは非強磁性であり、複数のノッチは、平均して約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の深さを有し、かつ平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の範囲の幅を有することを特徴とする請求項１８に記載のシャフト。
【請求項２０】
少なくとも１つのノッチで係合してシャフト上の軸方向の定位置に固定され、約４４４．８２２Ｎ（１００ｌｂｆ）から約４４４８．２２Ｎ（１０００ｌｂｆ）の範囲の引き抜き力を定める少なくとも１つの自己固定式の止め輪と組み合わされることを特徴とする請求項１８または１９に記載のシャフト。
【請求項２１】
第１の管状部と、中間管状部と、第２の管状部とを有し、複数のノッチは中間管状部のみに設けられており、中間管状部は、複数のノッチを通じて延びる少なくとも１つの平坦外壁部を備え、第１の管状部は、複数のノッチ及び少なくとも１つの平坦外壁部を備えた中間管状部の外径よりも小さい外径を有することを特徴とする請求項１８に記載のシャフト。
【請求項２２】
複数のノッチの数は５から５０であり、シャフトの本体の第２の管状部に、中間管状部の外径よりも大きな外径を備えて周方向に延びるハブが設けられることを特徴とする請求項２１に記載のシャフト。
【請求項２３】
複数のノッチは、中間管状部の外周の一部の周りに延び、複数のノッチを通じて延びる少なくとも１つの平坦外壁部は、中間管状部に沿って複数のノッチを越えて長手方向に延び、第１の管状部は、中間管状部の外径よりも小さい外径を有することを特徴とする請求項２１に記載のシャフト。
【請求項２４】
少なくとも１つの平坦な外壁部分は、径方向に対向する一対の平坦な外壁部分として設けられていることを特徴とする請求項２１に記載のシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年６月２１日に出願された米国特許出願第１３／９２３，６５３号の優先権及び利益を主張するものであり、この出願の内容は、参照により、本明細書に完全に詳述された場合と同様に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、回路遮断器に特に適したシャフトアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
回路遮断器は、回路の保護及び分離のために使用される様々な過電流保護装置のうちの１つである。回路遮断器は、電気的異常が発生するたびに電気的保護を提供する。回路遮断器において、電流は、電源線から入り、線路導体を通過して、線路導体に固定された固定接点、次いで可動接点に至る。可動接点は、旋回するアーム部に固定される場合もある。固定接点と可動接点とが物理的に接触している間、電流は、固定接点から可動接点へ流れ、そして、回路遮断器から出て下流の電気機器に流れる。
【０００４】
過電流状態（例えば、短絡）の事象において、極めて大きな電磁力を発生させることができる。この電磁力によって、可動電極は固定電極から反発して離れる。図１に示す先行技術の一例において、回路遮断器１０は、固定電極３０、可動のアーム部３５、及びカムアセンブリ１００を備えた機構アセンブリ１０ｍを含み、カムアセンブリ１００は、カムフォロワ５０と関連するカムＣを含む。可動接点３５ｃは、回転するアーム部３５に固定されているため、アーム部３５が旋回して固定接点３０と可動接点３５ｃとが物理的に分離されると、回路が遮断される。接点が分離され、回路が開くと、アーク状態が発生する。回路遮断器のトリップ装置は、回路遮断器をトリップさせ、これによって接点が分離する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２Ａ及び図２Ｂに、カムアセンブリ１００を備えた機構アセンブリ１０ｍの例を示す。従来、カムアセンブリ１００は、リベットにより、シャフト１０１上の構成要素を保持している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、カムアセンブリを備えた回路遮断器に関し、このカムアセンブリは、シャフトと協働する自己固定式止め輪を含む。
【０００７】
本発明の実施形態は、回路遮断器のカムアセンブリに関する。このカムアセンブリは、（ａ）少なくとも１つのノッチを含むシャフトと、（ｂ）シャフト上に保持されるカムと、（ｃ）少なくとも１つのノッチのうちの１つにそれぞれ係合し、カムをシャフト上の定位置に固定する少なくとも１つの自己固定式の止め輪と、を含む。
【０００８】
カムアセンブリは、少なくとも１つのノッチから長手方向に離れてシャフト上に保持されるハブを含むものであってもよい。カムは、シャフト上のハブと止め輪との間の軸方向位置に固定されるものであってもよい。
【０００９】
少なくとも１つのノッチは、近接配置されかつ円周方向に延び、隣り合うノッチの中心線が約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の距離だけ離れている複数のノッチであってもよい。
【００１０】
カムは、少なくとも１つの止め輪を使用してシャフトに当接するように保持される複数の協働する構成要素を含むものであってもよい。
【００１１】
カムアセンブリは、内部に保持されるカムアセンブリを備えるハウジングを有する回路遮断器と組合せられるものであってもよい。シャフト及びカムは、非強磁性の鋳造金属または合金製の構成要素であってもよい。
【００１２】
少なくとも１つのノッチは、円周方向に延びる少なくとも１つのノッチを含み、それぞれのノッチの対向する外周部分が少なくとも１つの平坦部によって分離されてシャフトの外周周りに不連続であってもよい。
【００１３】
少なくとも１つのノッチは、円周方向に延びる複数のノッチであり、ノッチの間により大きな外径を有する壁部を備えるものであってもよい。ノッチは、シャフトの長手方向に実質的に一定の幅を有し、ノッチの幅は、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲であり、ノッチの深さは、平均して約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）であってもよい。
【００１４】
少なくとも１つのノッチは、平均して約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の深さを備える複数のノッチであり、複数のノッチは、（軸方向に）一定の幅を備え、その幅は、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の範囲であってもよい。
【００１５】
少なくとも１つのノッチは、離れて配置された円周方向に延びる複数のノッチであり、複数のノッチは、それぞれ実質的に一定の幅と、ノッチの間に１つまたは複数のノッチの直径よりも大きな外径を有する壁部とを備えるものであってもよい。
【００１６】
壁部は、それぞれノッチの幅よりも小さい幅を有するものであってもよい。
【００１７】
壁部は、それぞれノッチの幅と同じ幅を有するものであってもよい。
【００１８】
壁部は、それぞれノッチの幅よりも大きい幅を有するものであってもよい。
【００１９】
少なくとも１つの止め輪は、シャフトに係合し、約４４４．８２２Ｎ（１００ｌｂｆ）から約４４４８．２２Ｎ（１０００ｌｂｆ）の範囲の軸方向の引き抜き力を定めるものであってもよい。
【００２０】
本発明の別の実施形態は、回路遮断器のための機構アセンブリに関する。このアセンブリは、カムアセンブリと、カムアセンブリと関連して回転する接点アームとを含む。カムアセンブリは、少なくとも１つのノッチを備えるシャフト、シャフト上に保持されるカム、及び、少なくとも１つのノッチのそれぞれに係合し、カムをシャフト上の定位置に固定する少なくとも１つの自己固定式の止め輪を含む。
【００２１】
少なくとも１つのノッチは、近接配置されかつ円周方向に延びる複数のノッチであり、隣り合うノッチの中心線は、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の距離だけ離れているものであってもよい。
【００２２】
カムは、少なくとも１つの自己固定式の止め輪を使用してシャフト上に当接して軸方向の定位置に保持される複数の協働する構成要素を含むものであってもよい。
【００２３】
シャフト及びカムは、非強磁性の鋳造金属または合金の構成要素であってもよい。
【００２４】
少なくとも１つのノッチは、対向する外周部分が少なくとも１つの平坦部によって分離されて円周方向に不連続であってもよい。
【００２５】
少なくとも１つのノッチは、離れて配置された複数のノッチであり、複数のノッチは、ノッチの間にノッチの外径よりも大きな外径を有する壁部を備えるものであってもよい。複数のノッチは、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の幅、及び、平均して約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）の範囲の深さを有するものであってもよい。
【００２６】
本発明のさらに別の実施形態は、シャフトアセンブリに関する。シャフトアセンブリは、近接配置されかつ円周方向に延びる外側の複数のノッチを有し、複数のノッチは、ノッチの間にノッチの外径よりも大きな外径を有する壁部を備えるものであってもよい。複数のノッチは、平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲の幅、及び、平均して約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）の範囲の深さを有するものであってもよい。このアセンブリは、複数のノッチのうちの１つに係合してシャフト上の軸方向の定位置に固定され、約４４４．８２２Ｎ（１００ｌｂｆ）から約４４４８．２２Ｎ（１０００ｌｂｆ）の範囲の引き抜き力を定める少なくとも１つの自己固定式の止め輪を含むものであってもよい。
【００２７】
少なくとも１つのノッチは、複数のノッチであり、複数のノッチは、平均して約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の深さを有し、かつ平均して約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）から約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の範囲の幅を有するものであってもよい。
【００２８】
本発明のさらなる特徴、利点、及び詳細は、図面及び以下に記載する好適な実施形態の詳細な説明から、当業者には理解されるものである。これらの説明は、本発明を単に例示するためのものである。
【００２９】
１つの実施形態に関して記載された本発明の態様は、特に関連する記載がなくとも、異なる実施形態に組み込むことができるものである。すなわち、全ての実施形態及び／または任意の実施形態の特徴は、任意の方法及び／または組合せで組み合わせることができる。出願人は、最初に出願された請求項を変更する権利または任意の新規の請求項を追加する権利を保持するものである。この権利には、元の請求項がそのように記載されていなくとも、任意の他の請求項の任意の特徴に基づいて及び／または組み込んで、最初に出願された任意の請求項を補正する権利が含まれる。本発明のこれらの目的及び／または態様は、以下に記載する詳細な説明で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、先行技術の回路遮断器の例を、部分的に切り欠いて示す側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、回路遮断器で使用される先行技術の機構アセンブリの正面及び側面を部分的に切り欠いて示す透視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、機構アセンブリの背面透視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従うカムアセンブリの側面の一部を示す拡大透視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従う図３に示すカムアセンブリの端面図である。
【図５】図５は、図４に示すカムアセンブリの側面を示す透視図である。
【図６】図６は、図３に示すカムアセンブリの展開図である。
【図７】図７は、図３に示すカムアセンブリの側面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施形態に従う図３に示すカムアセンブリで使用するために適したカムシャフトの一部を示す拡大図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施形態に従う寸法及び関連する軸方向引き抜き力（ポンド）の例を示す表である。
【図９】図９は、本発明のいくつかの実施形態に従って、図３に示すカムアセンブリを含めることができる回路遮断器の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。添付図面には、本発明を説明するための実施形態が示されている。同様の番号は同様の要素を指しており、同様の要素の異なる実施形態は、上付き記号のアポストロフィーを使用して指定する場合がある（例えば、４０、４０’、４０’’、４０’’’）。
【００３２】
各図中、領域または特徴の相対的なサイズは、明確さのために誇張されている場合がある。しかし、この発明は、多くの異なる形で実現することが可能である、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきものではない。むしろ、これらの実施形態は、本明細書の開示を完全なものとし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために記載されているものである。
【００３３】
本明細書において、様々な要素、構成要素、領域、層、及び／または区画を説明するために第１、第２、等々の用語が使用されている場合でも、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／または区画は、これらの用語によって限定されるものではない。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、または区画を、別の要素、構成要素、領域、層、または区画から区別するためにのみ使用されている。したがって、以下に記載される第１の要素、構成要素、領域、層、または区画は、本発明の教示から逸脱することなく第２の要素、構成要素、領域、層、または区画と称することも可能である。
【００３４】
本明細書において、例えば「下方」、「下」、「下側」、「上方」、「上側」、等々の相対的な空間配置を示す用語は、図に示された１つの要素または特徴の、別の１つまたは複数の要素または特徴に対する関係の説明を容易にするために使用される場合がある。相対的な空間配置を示す用語は、装置の図示された向きに加えて、使用時または作動時における異なる向きを含めることが意図されている。例えば、図示された装置を反転した場合、他の要素または特徴の「下」または「下方」と記載されている要素は、他の要素または特徴の「上方」に位置することになる。このように、例えば「下」という用語は、上と下の両方を含む場合がある。装置は、別の向き（９０°回転または他の向き）に配置されるものであってもよく、本明細書における相対的な空間配置の記載は、その向きに従って解釈されるものである。
【００３５】
「約」という用語は、言及された値の±２０％の範囲の数値を意味する。
【００３６】
本明細書で使用される単数の名詞は、明示的に述べられていない限り、複数を含むことが意図されている。さらに、本明細書において、「含む」、「含んでいる」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素が存在することを特定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。ある要素が別の要素に「接続」または「結合」されると言及されている場合、その要素は他の要素に直接的に接続または結合されている場合もあり、あるいは、中間の要素が介在している場合もある。本明細書において、「及び／または」という用語は、関連して列挙された項目のうちの１つまたは複数の任意の若しくは全ての組合せを含むものである。
【００３７】
「非強磁性」という用語は、当業者に知られているように、記載された構成要素が、強磁性材料を実質的に含まず、アークチャンバー中での使用に適する（磁気回路に対して非破壊的である）こと意味する。
【００３８】
別に定義されていない限り、本明細書において、（技術用語及び科学用語を含む）全ての用語は、本発明が属する分野における当業者によって通常理解されている意味と同じ意味を有する。さらに、通常使用される辞書に定義されている用語のような用語は、本明細書の文脈及び関連技術における意味と矛盾のない意味を有しており、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想化されたまたは過剰に形式的な意味で解釈されるものではない。
【００３９】
止め輪に関する「自己固定式」という用語は、止め輪がシャフトに対して軸方向位置に固定されるように係合し、他の構成要素を要しないことを意味する。
【００４０】
図面を参照すると、図１には、ハウジング１０ｈを備える回路遮断器１０が示されている。広く知られているように、回路遮断器１０は、ハウジング１０ｈ中に、少なくとも１つのアークチャンバー１１と、機構アセンブリ１０ｍと、線路導体アセンブリとを含み、アークチャンバー１１は、複数のアークプレートを備えるアークシュート２５を有し、機構アセンブリ１０ｍは、接点３５ｃとともに回転するアーム部３５（例えば、「接点アーム」）を備え、線路導体アセンブリは、固定接点３０を含む。複数のアークプレートは、積み重ねられていてもよく、典型的には、図示されるように、近接配置されたプレート群として構成される。
【００４１】
回路遮断器１０には、カムＣを備えるカムアセンブリ１００も含まれる。カムアセンブリ１００は、典型的には、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように機構アセンブリ１００ｍの一部である。
【００４２】
図１を参照すると、回路遮断器１０は、カムＣと協働するカムフォロワ５０も含んでおり、任意選択でクロスバー６０を含むものであってもよい。カムフォロワ５０は、クロスバー６０に溝部中のバネ６２または他の付勢部材上に配置されるものであってもよい。これによって、カムフォロワ５０は、下側ポスト５３を溝部中に保持しながら、上下に移動することができる。但し、本発明は、この回路遮断器構成に限定されるものではなく、他のカム及びカムフォロワ構成を使用することもできる。
【００４３】
カムＣ及びカムフォロワ５０は、非強磁性かつ導電性の材料を含むものであってもよい。
【００４４】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、従来、回路遮断器１０は、ハウジング１０ｈを有し、機構アセンブリ１０ｍは、リベットを使用して組み立てられたカムアセンブリ１００を有していた。ハウジング１０ｈは、機構アセンブリ１０ｍを保持するための前面１０ｆ及び内部区画を有するものであってもよい。リベットによる構成は、比較的厳しい公差が要求され、及び／または、シャフト１１０上に構成要素を保持するための軸方向引き抜き力が比較的低くなる場合がある。
【００４５】
図３〜図７には、回路遮断器１０（詳しくは、例えば、図２Ｂに示されるような機構アセンブリ１０ｍ）で使用できる新規のカムアセンブリ１００の一実施形態が示されている。カムアセンブリ１００は、少なくとも１つのノッチ１１２を備えるシャフト１１０を含んでいる。少なくとも１つのノッチ１１２は、典型的には、近接配置された一連のノッチ１１２であり、少なくとも１つの自己固定式止め輪１２０と協働する。典型的には、必要なのは１つの止め輪１２０のみである。シャフト１１０は、カムＣを保持する。
【００４６】
カムＣは、複数の協働するカム部品を含むものであってもよい。これらのカム部品は、３つの結合可能な複数の構成要素１３０、１３２、１３４として示されている。但し、カムＣは、単一の構成要素、２つの構成要素、または３つより多数の構成要素として備えられるものであってもよい。結合可能な複数の構成要素は、揃えられた開口部１３８を含み、これらの開口部１３８は、シャフト１１０を密着して受け入れる大きさを有し、かつシャフト１１０を密着して受け入れるように構成されている。開口部１３８は、変形部分を含むものであってもよく、この変形部分は、正しく揃えるための平坦部分１３８ｆを含むものであってもよい。
【００４７】
図６を参照すると、カムアセンブリ１００は、少なくとも１つのノッチ１１２を備えるシャフト１１０と、複数の構成要素からなり、シャフト１１０によって保持されるカムＣと、少なくとも１つの止め輪１２０と、を含むものであってもよい。止め輪１２０は、円周方向に離れて配置されて半径方向内側に延びる複数のフィンガー部１２１を含み、これらのフィンガー部１２１は、シャフト１１０中のノッチ（凹部）１１２に係合する。構成要素の組み立て幅に応じて、止め輪１２０を、大きな軸方向引き抜き力を備える堅く固定された係合を実現しつつ、複数のノッチ１１２のうちの異なる１つに係合させることができる。少なくとも１つのノッチ１１２を自己固定式の止め輪１２０とともに使用することによって、軸方向の保持力（例えば、対応する定直径シャフトに対する引き抜き力）を１０倍に増大させることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのノッチ１１２を備えるシャフト１１０は、構成要素の様々な累積寸法に対する柔軟性及び／または耐性を有しつつ、約４４４．８２２Ｎ（１００ｌｂｆ）から約４４４８.２２Ｎ（１０００ｌｂｆ）の範囲の引き抜力を有することができ、より典型的には、約８８９．６４４Ｎ（２００ｌｂｆ）から約３５５８．５７６Ｎ（８００ｌｂｆ）の範囲の引き抜き力、例えば、約１３３４．４６６Ｎ（３００ｌｂｆ）から約２６６８．９３２Ｎ（６００ｌｂｆ）の範囲の引き抜き力を有することができる。
【００４９】
このアセンブリ構成では、任意の数のプレス加工部品及び／または鋳造部品をシャフト１１０上に組み付け、自己固定式の止め輪１２０を使用して固定することができる。有利なことに、このアセンブリ構成は、精密機械加工された構成要素を必要とせず、累積公差への親和性が高いため、複数のアセンブリ構成に関連する大きな寸法公差に適合させることができる。したがって、このシャフト構成は、主としてカムアセンブリ１００用として記載されているが、複数の構成要素（典型的には、複数の協働する構成要素）を保持するシャフトを有する他のアセンブリで使用することも可能である。これによって、より低コストの様々な部品（例えば、鋳造部品及びプレス加工部品）を、部品厚みにおけるより大きな公差範囲で使用することが可能となる。
【００５０】
シャフト１１０は、ハブ１１５を含むものであってもよい。ハブ１１５は、少なくとも１つのノッチ１１２から軸方向に離れて配置され、カムＣの端部止めをなし、カムＣのノッチ１１２とハブ１１５との間のシャフト１１０上の望ましい軸方向位置を定める。ハブ１１５は、シャフトと一体の構造物であってもよく、または、ねじ込み、溶接、摩擦係合及び／または溶接することができる取付け部材により設けられるものであってもよい。さらに別の実施形態において、第１の一群のノッチ１１２から離れて配置された別の一群のノッチに、別の少なくとも１つの止め輪が備えられ、この止め輪によりハブ１１５を要することなく端部止め（図示は省略する）を形成するか、またはハブ１１５を固定して係合させるものであってもよい。
【００５１】
例えば、図３及び図７に示されるように、シャフト１１０は、少なくとも１つの長手方向に延びる外側の平坦面１１０ｆ（典型的には、対称に対向する２つの平坦面１１０ｆ）を有するものであってもよい。この平坦面１１０ｆは、複数のノッチ１１２を通じて延びるものであってもよい。図示されるように、複数のノッチ１１２は、それぞれのノッチの対向する外周部分が少なくとも１つの平坦面１１０ｆによって分離されて、シャフトの外周周りに不連続となる。
【００５２】
図６に示す実施形態において、カムＣの構成要素は、互いに離れて長手方向に延びる複数のピン１３７によって、互いに組み付けられるものであってもよい。これらのピン１３７のうちの少なくとも１つは、シャフトの開口部１３８の反対側に位置している。図示の例では、２つのピン１３７が示されているが、１つのピンまたは２つより多くのピンを使用することもできる。他の実施形態において、他の取付け部材または構成を使用することもできる。１つまたは複数のベアリングのような追加の部品を、例えば追加のカム機能を実行するために、カムの構成要素（例えば、構成要素１３０、１３２）の間に設置するものであってもよい。
【００５３】
シャフト１１０及び／またはカムＣ（例えば、構成要素１３０、１３２、１３４）は、適切な硬度を有する鋳造金属またはプレス加工金属、粉末金属、及び／または合金を含むものであってもよい。いくつかの特定の実施形態において、シャフト１１０は、一体のハブ１１５と一体に鋳造されたノッチ１１２とを備えるダイカスト合金からなるものである。いくつかの実施形態において、ノッチ１１２は、鋳造またはプレス加工の後に形成するものであってもよい。シャフト１１０及び／またはカムＣは、非強磁性の材料を含むものであってもよい。
【００５４】
図８Ａは、シャフト１１０の端部の拡大図である。図示されるように、シャフト１１０は、近接配置された一連のノッチ１１２を有するものであってもよい。これらのノッチは同じ大きさまたは様々に異なる大きさを有し、その配列間隔は、典型的には、約０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）内に少なくとも２つのノッチ１１２が位置する間隔である。いくつかの実施形態において、隣り合うノッチの中心線同士は、距離「ｘ」内に位置するものであってもよく、典型的には約１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）内である。距離「ｘ」は、許容される累積公差及び軸方向の移動を防ぐための望ましい密接した固定係合の程度に応じて、１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）よりも小さくても、または大きくてもよく、約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）、約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）、約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）、約０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）、約０．７６２ｍｍ（０．０３０インチ）、約０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ）、約１．０１６ｍｍ（０．０４０インチ）、約１．１４３ｍｍ（０．０４５インチ）、等々が含まれる。ノッチ間の配列間隔を近接させるほど、公差の分解精度（resolution）は密になる。
【００５５】
シャフト１１０は、φＢ−φＡが約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）から約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の範囲、例えば、約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）、約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）、約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）、及び約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）となるように構成されるものであってもよい。壁部の外径φＢは、シャフト１１０の、ノッチが設けられた部分１１０ｎに隣接する位置における外径と同一であってもよい。他の実施形態において、壁部の外径φＢは、シャフトの、ノッチが設けられた部分から離れた位置における外径よりも大きくても、または小さくてもよい。
【００５６】
壁部１１３は、隣接するノッチの外面から距離「ｃ」だけ突出するものであってもよい。距離「ｃ」（言い換えれば、溝高さまたはノッチ高さ）は、様々に異なるものであっても、または一定であってもよい。この距離「ｃ」は、典型的には、約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）の範囲であり、例えば、平均して、約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）、約０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）、約０．１０１６ｍｍ（０．００４インチ）、約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）、約０．１５２４ｍｍ（０．００６インチ）、約０．１７７８ｍｍ（０．００７インチ）、約０．２０３２ｍｍ（０．００８インチ）、約０．２２８６ｍｍ（０．００９インチ）、及び約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）である。いくつかの実施形態において、距離「ｃ」は、約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）である。
【００５７】
止め輪１２０は、全体で止め輪の内径を定める最も内側の複数の自由端によって定まる内径を有するものであってもよい。この内径は、外径φＢよりも小さく、これによってフィンガー部１２１は、隣り合う壁部１１３からなる突出部を使用して軸方向の移動を固定しつつ、曲げられてノッチ１１２内に配置される。止め輪１２０は、硬い外径部を有するものであってもよく、フィンガー部１２１は、自由に延び（例えば、内側を向く自由端を有し）て、それぞれのノッチ１１２に対する所望の固定係合を実現するものであってもよい。止め輪は、様々な外径を有するものであってもよく、フィンガー部１２１の内側の自由端の内縁を定める協働するシャフトの大きさによって決まる内径を有するものであってもよい。自己固定式外部止め輪の例は、マクマスターカー（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ（登録商標））から部品番号９８４３０Ａ１５２として市販されており、それが例示的な寸法を提供する。
【００５８】
図８Ａには、６つの近接配置された一連のノッチ１１２が示されているが、例えば、１〜１００の範囲の数のノッチ、または５〜５０の範囲の数のノッチのような、他の数のノッチを使用するものであってもよい。例えば、１つのノッチ、または、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、もしくは６つより多くのノッチを含む１より多くのノッチを使用するものであってもよい。６つより多くのノッチは、例えば、６〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０等である。それぞれのノッチ１１２は、離れて配置され、外側に突出する一対の壁部１１３によって分離されるものであってもよい。複数の壁部１１３は、同一の幅「Ｄ」を有するものであってもよく、または、異なる幅と同一の外径φＢを有するものであってもよく、あるいは、異なる外径φＢを有するものであってもよい。複数のノッチ１１２は、同一の幅Ｅと同一の外径φＡを有するものであってもよく、または、異なる幅Ｅと同一の外径φＡを有するものであってもよく、あるいは、異なる幅Ｅと異なる外径φＡを有するものであってもよい。
【００５９】
図８Ｂは、様々に異なる寸法及び測定された関連する引き抜き力（ポンド／ｌｂｓ）を示す表である。ノッチが設けられ、単一の止め輪１２０を備えた構成では、約２２．２２５ｍｍ（０．８７５インチ）、約２２．３５２ｍｍ（０．８８０インチ）、及び約２２．４７９ｍｍ（０．８８５インチ）のノッチ（溝部）が設けられていないシャフトに対して、引き抜き力が１０倍に増大した。測定された最大の引き抜き力は、表示された寸法を備える９番のサンプルを使用して得られた。
【００６０】
いくつかの実施形態において、回路遮断器１０は、直流用回路遮断器、交流用回路遮断器、または、交流及び直流両用の回路遮断器であってもよい。
【００６１】
いくつかの特定の実施形態において、図９に示すように、新規のシャフト１１０及び自己固定式の止め輪を備えるカムアセンブリ１００を備える回路遮断器１０は、ＭＡＧＮＵＭ低圧空気遮断器のような低圧空気遮断器であってもよく、または、Ｍｉｎｉｖａｃ遮断器のような中圧真空遮断器であってよい。両方の遮断器は、イートン コーポレーション（Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている。
【００６２】
回路遮断器１０は、約１Ｖから約５０００Ｖの直流定格電圧、及び／または、約１５Ａから約２５００Ａの定格電流を有するものであってもよい。但し、回路遮断器１０及びその構成要素は、任意の定格電圧、定格電流で使用することができ、また、回路遮断器は広範な様々な用途で使用することが可能であるため、いかなる特定の応用例によっても限定されるものではない。
【００６３】
回路遮断器１０は、双方向直流式モールドケース型回路遮断器（ＤＣ  ＭＣＣＢ）であってもよい。例えば、米国特許第５，１３１，５０４号及び第８，２２２，９８３号を参照されたい。これらの文献の内容は、参照により、本明細書に完全に詳述された場合と同様に本明細書に組み込まれる。ＤＣ  ＭＣＣＢは、例えばデータセンター、光電池、及び電気自動車への応用のような多くの用途に適したものである。
【００６４】
当業者には周知のように、イートン  コーポレーション（Ｅａｔｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）は、商業及び事業スケールの太陽電池（ＰＶ）システム用に設計されたモールドケース型回路遮断器（ＭＣＣＢ）のシリーズを発表している。ソーラーコンバイナー及びインバータの応用例で使用された場合、イートン  コーポレーションのＰＶＧａｒｄ回路遮断器は、最大定格が直流１０００Ｖで６００Ａであり、ＰＶシステムの特定の要件に適合する回路保護を検証するための厳密な試験が要求されるＵＬ  ４８９Ｂのような工業標準に適合するか、またはそれ以上の性能を有する。但し、回路遮断器１０は、対応する電圧容量／定格を伴う様々な応用例で使用することができるものである。
【００６５】
上述した説明は、本発明を例示するものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。本発明のいくつかの例示的な実施形態について説明したが、例示した実施形態において、本発明の新規の教示及び有利性から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることは、当業者には容易に理解されるものである。したがって、全てのそのような酒精は、本発明の範囲に含まれることが意図されている。以上のように、上述した説明は、本発明を例示するものであり、開示された特定の実施形態に限定するものとして解釈されるべきものではなく、開示された実施形態及び他の実施形態に対する修正は、本発明の範囲に含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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