JP2000348597A - 回路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置 - Google Patents
回路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置Info
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Abstract
を装着することで、バイメタル/シフタ間の高い位置精
度,安定した引外し動作特性を確保する。 【解決手段】過負荷,欠相検出手段としてバイメタル3
U,3V,3W,および差動シフタ機構5を備え、該シ
フタ機構の動作で開閉機構部10に連係したラッチ受け
11を釈放して主回路接触子を開極させる回路しゃ断器
の熱動過負荷形引外し装置で、差動シフタ機構が第1,
第2のシフタ5I,5II, 作動レバー5IIIからなり、か
つ第1,第2のシフタから突き出した腕部5a,5bを
バイメタルの先端部に対向させたものにおいて、各相の
バイメタルごとに、その先端部に第1シフタの腕部と第
2シフタの腕部との間に間隔に合わせた外形寸法のアダ
プタ(角形の枠体)14を装着し、該アダプタをバイメ
タルの組立位置でそ両端が各シフタの腕部先端に密着し
て当接し合う位置に位置決めして固定する。
Description
電磁接触器などを対象に、電動機などの過電流保護,お
よび欠相保護を行う回路しゃ断器に組み込んだバイメタ
ル式の熱動形過負荷引外し装置に関する。
し装置の従来例として、電磁接触器(3相用)に組合せ
て使用するサーマルリレーの全体構成,およびその主要
部構造を図10,図11に示す。図10において、1は
ケース、2はU,V,Wの各相に対応するバイメタル3
U,3V,3W,および各相のバイメタルに巻装して主
回路電流を通流するヒータ4からなるヒートエレメント
部、5はバイメタルの湾曲変位に従動する差動シフタ機
構、6は接点機構、7は差動シフタ機構5に連動して接
点機構6を開閉動作する反転ばね機構である。
Wは左右一列に等間隔で並び、その一端(図示の上端)
が支持金具8を介してケース1に固定支持されている。
一方、差動シフタ機構5は図11で示すように、バイメ
タル3U,3V,3Wの配列に沿ってその両側に布設し
た板状の第1シフタ(押しシフタ)5I,第2シフタ
(引きシフタ)5II,およびシフタ5Iと5IIとの間に
跨がって回動自在にリンク結合した作動レバー(釈放レ
バー)5III との組立体としてなり、第1シフタ5I,
第2シフタ5IIからは各相のバイメタル3U,3V,3
Wの作動端となる先端部3aを挟んで左右両側に対峙す
るようにL字形に屈曲した腕部5a,5bが側方に突き
出している。また、かかる引外し装置の組立手順は、先
にバイメタル3U,3V,3Wをケース1に組み込み、
その後に差動シフタ機構5を挿入して各相のバイメタル
先端部に連繋させるように組み立てている。
り、主回路に過負荷電流が流れるとヒータ4の発熱によ
りバイメタル3U,3V,3Wが湾曲変位して第1シフ
タ5Iを左方向に押し、これにより作動レバー5III が
図10の反転ばね機構7を反転させて接点機構6の接点
を切換動作させる。また、主回路に欠相事故が発生した
場合には、欠相の生じた相のバイメタル (湾曲変位しな
い) が第2シフタ5IIを待機位置に拘束保持したまま他
相のバイメタルが第1シフタ5Iを左方向に押す。これ
により、第1,第2シフタ5I,5IIの差動により作動
レバー5III が反時計方向に揺動して前記と同様な接点
切換え動作を行う。
動形過負荷引外し装置では、前記したバイメタルの湾曲
変位に従動する差動シフタ機構の動きで主回路接触子を
閉極位置に拘束保持している開閉機構のラッチ受けを釈
放し、主回路接触子を引外し動作させるようにしてい
る。
来の構成では、各相のバイメタル3U,3V,3W,お
よび差動シフタ機構5を樹脂ケース1に組付けた製品の
組立状態で、バイメタルの先端部3aと第1,第2シフ
タ5I,5IIの腕部5a,5bの間に遊び間隙となるギ
ャップd,eが残っていると、バイメタルに撓みロスが
生じてバイメタルの変位量が正確に差動シフタ機構5に
伝達されない。また、製品の組立工程でバイメタルの取
付け姿勢(傾き),組立誤差などに起因してバイメタル
3U,3V,3Wの相間ピッチにばらつきが生じると、
その動作特性が影響を受けて引外し装置が仕様通りに動
作しなくなるおそれがある。
程で、図11で表わすように基準点Oから各相のバイメ
タル3U,3V,3Wの先端3aまでの距離a,b,
c,および第1,第2シフタ5I,5IIの腕部5a,5
bと各相のバイメタル先端部3aとの間に残存している
ギャップd,eを測定し、このギャップが許容範囲を超
えている場合には所定の位置精度(例えば±0.2mm)
に納まるようにバイメタル3u,3v,3wを支持して
いる支持金具8を折り曲げ矯正するなどして各相のバイ
メタル3U,3V,3Wの先端とシフタI,IIの腕部5
a,5bとの間のギャップd,eが許容範囲内に収まる
ようにギャップ調整を行っている。
折り曲げ矯正するには製品を組立ラインから別のライン
に移して作業を行う必要があってギャップ調整に手間が
かかるほか、折り曲げ矯正後も支持金具8のスプリング
バックが生じるなどしてギャップ調整を高精度で行うこ
とが困難であり、その改善策が強く望まれている。本発
明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前
記課題を解決し、各相のバイメタル取付け姿勢,組立誤
差などに起因する相間ピッチの誤差を製品の組立工程で
巧みに吸収,修正し、バイメタル/シフタ間の相対的な
位置精度を確保できるように改良した回路しゃ断器の熱
動形過負荷引外し装置を提供することにある。
に、本発明によれば、過負荷電流,および欠相の検出手
段として主回路の各相に対応するバイメタル,および各
相のバイメタルの作動端に対向させた差動シフタ機構を
備え、該シフタ機構の動作により接触子開閉機構に連係
させたラッチ受けを釈放位置に移動して主回路の接触子
を開極させるよ1にした回路しゃ断器の熱動形過負荷形
引外し装置であり、前記差動シフタ機構が前後一列に並
ぶ各相バイメタルに沿ってその両側に布設した第1,第
2のシフタと、第1,第2シフタの間に跨がってリンク
結合した作動レバーとからなり、かつ第1,第2のシフ
タからそれぞれ側方に突き出した腕部を各相のバイメタ
ル先端部を挟んでその両側に対峙させたものにおいて、
第1の発明では、各相のバイメタルごとに、その先端部
に前記第1シフタの腕部と第2シフタの腕部との間の間
隔に相応した外形寸法を有するアダプタを装着するもの
とし、かつ回路しゃ断器に組み込んだバイメタルの組立
位置データを基に、前記アダプタを第1,第2シフタの
腕部先端の間に嵌まり合うように位置決めしてバイメタ
ルの先端部に固定する(請求項1)ものとし、具体的に
はアダプタを次記のような形態で構成する。
タルの先端部に圧入して固定する(請求項2)ように
し、ここでバイメタルの先端頂部に狭幅の突起を形成
し、該突起にアダプタの枠を圧入して固定する(請求項
3)。 (2) アダプタを角形の平板となし、バイメタルの先端部
に接着して固定する(請求項4)。
ダプタを装着して該アダプタを差動シフタ機構の各シフ
タの腕部先端の間に嵌合させることで、製品の組立状態
ではアダプタと差動シフタ機構の腕部先端との間が殆ど
隙間なく当接し合うことになり、これによりバイメタル
の湾曲変位がアダプタを介して正確にシフタに伝達され
るようになる。しかも、バイメタルにアダプタを装着す
る組立工程では、シフタ機構の組立位置を基準とした各
相のバイメタルの組立位置データも基に位置決めして装
着することにより、バイメタルの取付け姿勢,組立誤差
に起因する相間ピッチのずれを吸収することができて引
外し動作特性の精度向上化が図れる。
シフタの腕部の初期寸法を、トリミング領域となる延長
部を含めて各シフタの腕部先端部分が互いに重なり合う
長さに定め、回路しゃ断器に組み込んだバイメタルの組
立位置データを基に、第1,第2シフタの腕部先端をト
リミングしてその相互間にバイメタルの板厚に相応した
間隔を形成して組立てる(請求項5)ものとし、また前
記第1,および第2シフタは、プレス加工によるトリミ
ングが可能なプラスチック成形品で構成する(請求項
6)、あるいはその腕部の延長部分に薄い金属板をイン
サート成形したプラスチック成形品で構成する(請求項
7)ことができる。
相のバイメタル取付け姿勢,組立誤差などに起因する相
間ピッチのばらつきを製品の組立工程で個々に吸収し、
バイメタル/シフタ間の相対的な位置精度を確保でき
る。特に、シフタの腕部に薄い金属板をインサート成形
することで、トリミングの精度向上化が図れる。
実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図
11に対応する部材には同じ符号を付して説明は省略す
る。 〔実施例1〕図1〜図5は本発明の請求項1〜4に対応
する実施例を示すものででり、まず装置全体の組立構造
を図1(a) 〜(c) に示す。なお、図示例はケース9に、
主回路の各相に対応するバイメタル3U,3V,3W、
差動シフタ機構5、主回路接触子の開閉機構部10、差
動シフタ機構5の作動レバー5III と開閉機構部10の
ラッチ受け11との間を連繋する連桿を兼ねた補償バイ
メタル12,および可調整ダイヤル13を組付けて構成
した配線用しゃ断器用の過負荷引外しユニットを示して
おり、当該ユニットは主回路端子,接触子機構などを装
備した回路しゃ断器の本体に組み込んで使用される。
W,および差動シフタ機構5は基本的に図11と同様で
あるが、バイメタル3U,3V,3W(図示例ではバイ
メタルの下端が支持金具8を介してユニットケース9に
支持されている)はその下端が支持金具8を介してケー
ス9に組付けられており、バイメタルの作動端となる上
部側の先端部3aには本発明によるアダプタ14(アダ
プタの詳細構造については後記する)が新たに追加装備
されている。
ピン状になり、その一端がユニットケース9に前記可調
整ダイヤル13と組合せて組付けたホルダ部部品9aに
支軸12aを介して回動可能に軸支されており、他端が
差動シフタ機構5の作動レバー5III の先端に対向して
いる。また、補償バイメタル12には駆動片12bが取
付けてあり、該駆動片12bがラッチ受け11を釈放位
置に駆動して開閉機構部10をトリップ動作させるよう
にしている。
発生に伴うバイメタル3U,3V,3Wの湾曲変位で差
動シフタ機構5の作動レバー5III が作動すると、作動
レバー5III が補償バイメタル12の先端を左方に押
す。これにより、補償バイメタル12は支軸12aを中
心に時計方向に回動してラッチ受け11を釈放位置に押
し、開閉機構部10のラッチを釈放する。その結果、開
閉機構10がトリップしてしゃ断器本体の主回路接触子
が開極動作する。
て述べる。アダプタ14は図4(a)〜(c) で示すように
金属のプレス加工品,もしくはプラスチック成形品とし
て作られた角形のリング状枠体であり、バイメタル3
U,3V,3Wの頂部に形成した狭幅な突起3bに圧入
して締まり嵌め式に固定されている。ここで、図4(b)
に表したアダプタ14の各寸法p,q,rは次のように
設定する。まず、外形幅pは差動シフタ機構5の第1シ
フタ5Iの腕部5aと第2シフタ5IIの腕部5bとの間
の間隔に合わせ、内形幅qは後記のようにバイメタルの
相間ピッチ誤差を見込んでバイメタルの板厚よりも0.
5mm程度大きい寸法に定めてある。また、寸法rはバイ
メタルの頂部に形成した突起3bの幅よりも締めしろ分
だけ狭く設定しておく。そして、バイメタル3U,3
V,3Wに対し、前記アダプタ14が図示の組立位置で
差動シフタ機構5の第1シフタ5Iの腕部5aと第2シ
フタ5IIの腕部5bとの間の間隔に殆ど隙間なく納まる
ような位置に位置決めして装着される。
着手順を図2,図3で説明する。すなわち、ユニットケ
ース9にバイメタル3U,3V,3W,開閉機構部1
0,ラッチ受け11,補償バイメタル12の各部品を組
付けた組立段階で、差動シフタ機構5をセットする前に
アダプタ14を装着する。この場合に、組立後の状態で
図1で述べたバイメタル/差動シフタ機構の相対位置関
係が正しく再現できるように、例えばユニットケース9
に組付けられているラッチ受け11を計測基準点Oとし
て利用し、この基準点Oから各相のバイメタル3U,3
V,3Wに装着するアダプタ14の後端面位置までの基
準距離A,B,C(距離Bはバイメタルの相間ピッチ)
を定め、アダプタの装着時には組立製品ごとに前記基準
距離と一致するようにアダプタ14を位置決めしてバイ
メタル3U,3V,3Wの頂部突起3bに圧入して固定
する。これにより、図3で示すようにバイメタル3U,
3V,3Wの取付姿勢の傾きなどに起因して各相バイメ
タルの先端位置と所定の相間ピッチに対応した基準位置
との間にずれ(誤差)t1,t2,t3 が生じていても、こ
の誤差分がアダプタ14の枠内幅q(図4(b) 参照)の
範囲で吸収される。
ボットのハンドリングヘッドに3個のアダプタ14を所
定の相間ピッチに合わせて吸着保持しておき、前記のよ
うにケース9に組付けたラッチ受け11を計測基準点O
として吸着保持した各アダプタ14が前記の距離A,
B,Cと一致する位置にハンドリングヘッドを移動して
位置決めし、続いてハンドリングヘッドを下降操作して
各アダプタ14を一括してバイメタル3U,3V,3W
の頂部突起3bに圧入する。
構5を組付けた状態では、図1で示すように各相のバイ
メタル3U,3V,3Wがアダプタ14を介して第1シ
フタ5Iの腕部5aと第2シフタ5IIの腕部5bの端面
と殆ど隙間なく当接し合うようになる。したがって、製
品の組立後は従来のような手間のかかる調整作業が不要
であり、しかも実使用時における過負荷電流の通電時に
はバイメタルの湾曲変位が撓みロスなく差動シフタ機構
5に伝達して安定した動作特性が得られる。
図5(a) 〜(c) に示す。すなわち、この実施例において
は、先記した角形のリング状枠体としてなるアダプタ1
4(図4参照)に代えて、平板状のアダプタ15がバイ
メタル3U,3V,3Wの頂部に接着固定されている。
なお、アダプタ15の外形幅pは図4のアダプタ14と
同じ寸法に定め、縦幅sは広い接着面積を確保するため
にバイメタルの板幅と同じ寸法とし、バイメタルの頂部
端面も平坦面としてここに接着剤で固着する。また、接
着剤としてはバイメタルの温度上昇を考慮して熱硬化性
接着剤を用いるのがよい。
に対応する実施例を図6〜図9に基づいて説明する。ま
ず、差動シフタ機構5の構成部品である第1シフタ5
I,第2シフタ5IIについて、その組立前の形状を図6
(a),(b) に示す。すなわち、シフタ本体からブランチし
てL字形に突出した腕部5a,5bの初期長さ寸法L
は、トリミング領域(トリミング法については後述す
る)となる延長部を含めて基準寸法(従来品)よりも長
くし、第1シフタ5I,第2シフタ5IIを差動レバー5
III と組み合わせた状態では互いに向かい合う腕部5a
と腕部5bの先端部分が互いに重なり合うように設定さ
れている。なお、シフタ5I,5IIはプレス加工による
トリミングが可能なプラスチック成形品(絶縁材)とす
るか、あるいは図7(a),(b)で示すようにプラスチック
を母材として各相に対応する腕部5a,5bの部分に肉
厚の薄い金属板5cをインサート成形したものを用い
る。なお、腕部5a,5bに金属板5cをインサート成
形しておくことにより、プレス加工などによるトリミン
グの寸法精度を高めることができる。
に組み込む際には、次に述べるような手順を経て各相の
バイメタルとの間でギャップ調整を行う。すなわち、各
相のバイメタル3U,3V,3W,およびラッチ受け1
1,補償バイメタル12などの各部品をしゃ断器ケース
に組付けた半完成の各製品について、図8で示すように
位置測定器16X,16Yを用いて縦横の2軸方向から
バイメタル3U,3V,3W,および補償バイメタル1
2の位置を計測し、計測基準線Oから各相のバイメタル
3U,3V,3Wの先端部までの距離A,B,C,およ
び補償バイメタル12の先端に差動シフタ機構5の差動
レバー5III が当接する地点Pまでの距離Dと、前記P
点と補償バイメタル12の支軸12aとの間の距離Eを
測定し、これらを部品の位置データとして読み込む。
タ機構5のシフタ5I,5IIに対して図6に表したトリ
ミング距離F,G(このトリミング距離F,GはU,
V,W相のうちV相に対応する中央の腕部に対する距離
を表している)を定め、この距離に合わせて腕部5a,
5bの先端部分(斜線で表した部分5a-1,5b-1)を
重ね合わせたままプレス加工により一括切断してトリミ
ングする。ここで、トリミング距離Fは、図8に示した
測定距離B,D、および既知なバイメタルの板厚tとか
ら、F=B−D−t,G=B−Dとして決める。なお、
U相,W相に対応する各腕部についても、前記と同様な
方法でトリミングを行う。
機構5をしゃ断器ケースへ組み込み前の工程で、あらか
じめ初期寸法Lを長めに設定した腕部5a,5bの先端
部分をトリミングすることにより、第1シフタ5Iの腕
部先端と第2シフタ5IIの腕部先端の間には、しゃ断器
ケースに組み込んだ各相のバイメタル3U,3V,3W
の先端位置に対応した間隔が確保される。これにより、
差動シフタ機構5をしゃ断器ケースに組み込んだ状態で
は、各相のバイメタル3U,3V,3Wの組立姿勢にば
らつきがあっても、そのバイメタル先端部と、これを両
側から挟んで対峙するシフタ5I,5IIの腕部5a,5
bとの間には、図11に示したような遊びギャップd,
eを残すことなく、バイメタルと差動シフタ機構5との
間が殆ど密着した状態に当接し合って連繋されることに
なる。
てた配線用回路しゃ断器の構成図であり、差動シフタ機
構5は、しゃ断器ケース17に組み込んだ位置で図示の
ようにバイメタル3U,3V,3Wに対して適正にギャ
ップ調整された位置に収まるようになる。
ば、次記の効果を奏する。第1の発明によれば、各相の
バイメタルごとに、その先端部に差動シフタ機構の第1
シフタの腕部と第2シフタの腕部との間に間隔に一致し
た外形寸法を有するアダプタを装着し、かつ該アダプタ
をバイメタルの組立位置でその前後端が前記各シフタの
腕部端面に当接し合う位置に位置決め固定したことによ
り、製品の組立状態ではアダプタの前後端が殆ど隙間な
く差動シフタ機構の腕部と当接し合うことになり、これ
によりバイメタルの湾曲変位がアダプタを介して撓みロ
スなしに正確にシフタに伝達されるようになる。
組立工程で、各相のアダプタを所定の相間ピッチに合わ
せて実装用治具に保持し、かつシフタ機構の組立位置を
基準点として各相のバイメタル先端部に位置決め装着す
ることで、バイメタルの取付け姿勢,組立誤差に起因す
る相間ピッチの誤差が吸収されて回路しゃ断器引外し動
作特性の精度向上化が図れる。
第2シフタの腕部の初期寸法を、トリミング領域となる
延長部を含めて各シフタの腕部先端部分が互いに重なり
合う長さに定め、回路しゃ断器に組み込んだバイメタル
の組立位置データを基に、第1,第2シフタの腕部先端
をトリミングしてその相互間にバイメタルの板厚に相応
した間隔を形成して組立てたことにより、回路しゃ断器
に組み込んだ各相のバイメタル取付け姿勢,組立誤差な
どに起因する相間ピッチのばらつきを前記した腕部先端
のトリミングで個々に吸収し、バイメタル/シフタ間の
相対的な位置精度を確保できる。また、シフタの腕部の
延長部分に薄い金属板をインサート成形することで、ト
リミング精度をより一層高めることができる。
しユニットの構成図であり、(a) は平面図、(b) の正面
図、(c) は側面図
着した組立段階の状態を表す図であり、(a) は平面図、
(b) は正面図
相間ピッチ誤差の吸収原理の説明図
(a) はアダプタを装着したバイメタルの側面図、(b) は
アダプタ部品の平面図、(c) は同側面図
であり、(a) はアダプタを装着したバイメタルの側面
図、(b) はアダプタ部品の平面図、(c) は同側面図
構成部材である第1,第2シフタのトリミング前の初期
形状を表す図であり、(a),(b) はそれぞれ第1シフタ,
第2シフタの平面図
図であり、(a) は組立状態の平面図、(b) は(a) 図にお
けるシフタ腕部部分の拡大断面図
調整手順としてバイメタルの位置データを得るための測
定図
だ配線用回路しゃ断器の内部構造を表す平面図
たサーマルリレーの全体構成図
荷,欠相検出部の従来構造図
Claims (7)
- 【請求項1】過負荷電流,および欠相の検出手段として
主回路の各相に対応するバイメタル,および各相のバイ
メタルの作動端に対向させた差動シフタ機構を備え、該
シフタ機構の動作により接触子開閉機構に連係させたラ
ッチ受けを釈放位置に移動して主回路の接触子を開極さ
せるようにした回路しゃ断器の熱動形過負荷形引外し装
置であり、前記差動シフタ機構が前後一列に並ぶ各相バ
イメタルに沿ってその両側に布設した第1,第2のシフ
タと、第1,第2シフタの間に跨がってリンク結合した
作動レバーとからなり、かつ第1,第2のシフタからそ
れぞれ側方に突き出した腕部を各相のバイメタル先端部
を挟んでその両側に対峙させたものにおいて、各相のバ
イメタルごとに、その先端部に前記第1シフタの腕部と
第2シフタの腕部との間の間隔に相応した外形寸法を有
するアダプタを装着するものとし、かつ回路しゃ断器に
組み込んだバイメタルの組立位置データを基に、前記ア
ダプタを第1,第2シフタの腕部先端の間に嵌まり合う
ように位置決めしてバイメタルの先端部に固定したこと
を特徴とする回路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項2】請求項1記載の熱動形過負荷引外し装置に
おいて、アダプタが角形の枠体であり、バイメタルの先
端部に圧入して固定したことを特徴とする回路しゃ断器
の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項3】請求項2記載の熱動形過負荷引外し装置に
おいて、バイメタルの先端頂部に突起を形成し、該突起
にアダプタの枠を圧入して固定したことを特徴とする回
路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項4】請求項1記載の熱動形過負荷引外し装置に
おいて、アダプタが角形の平板であり、バイメタルの先
端部に接着して固定したことを特徴とする回路しゃ断器
の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項5】過負荷電流,および欠相の検出手段として
主回路の各相に対応するバイメタル,および各相のバイ
メタルの作動端に対向させた差動シフタ機構を備え、該
シフタ機構の動作により接触子開閉機構に連係させたラ
ッチ受けを釈放位置に移動して主回路の接触子を開極さ
せるようにした回路しゃ断器の熱動形過負荷形引外し装
置であり、前記差動シフタ機構が前後一列に並ぶ各相バ
イメタルに沿ってその両側に布設した板状になる第1,
第2のシフタと、第1,第2シフタの間に跨がってリン
ク結合した作動レバーとからなり、かつ第1,第2のシ
フタからそれぞれ側方に突き出した腕部を各相のバイメ
タル先端部を挟んでその両側に対峙させたものにおい
て、第1,および第2シフタの腕部の初期寸法を、トリ
ミング領域となる延長部を含めて各シフタの腕部先端部
分が互いに重なり合う長さに定め、回路しゃ断器に組み
込んだバイメタルの組立位置データを基に、第1,第2
シフタの腕部先端をトリミングしてその相互間にバイメ
タルの板厚に相応した間隔を形成して組立てたことを特
徴とする回路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項6】請求項5記載の熱動形過負荷引外し装置に
おいて、第1,および第2シフタを、プレス加工による
トリミングが可能なプラスチック成形品で構成したこと
を特徴とする回路しゃ断器の熱動形過負荷引外し装置。 - 【請求項7】請求項5記載の熱動形過負荷引外し装置に
おいて、第1,および第2シフタを、その腕部の延長部
分に薄い金属板をインサート成形したプラスチック成形
品で構成したことを特徴とする回路しゃ断器の熱動形過
負荷引外し装置。
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