JP2021077498A - 回路遮断器 - Google Patents

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加藤 裕明
Hiroaki Kato
裕明 加藤
佑太 山中
Yuta Yamanaka
佑太 山中
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【課題】セパレータの回転軸を太くすることなく、セパレータの変形を抑制することのできる回路遮断器、を提供する。【解決手段】回路遮断器10は、複数組の固定接触子32及び可動接触子60と、回転軸210が形成された部材であって、それぞれの可動接触子60を保持するセパレータ200と、電路の開閉を切り換えるために操作されるハンドル70と、ハンドル70から受ける力をセパレータ200に伝達することにより、セパレータ200と共にそれぞれの可動接触子60を動作させる伝達部材82と、を備える。伝達部材82は、セパレータ200のうち、それぞれの可動接触子60と対応する位置に当接して、セパレータ200に力を伝達するように構成されている。【選択図】図3

Description

本開示は回路遮断器に関する。
回路遮断器は、例えば分電盤の内部において、電路の開閉を切り換えるための装置として用いられるものである。回路遮断器には、ハンドルと、固定接触子と、可動接触子と、が設けられる。使用者によってハンドルが操作されると、ハンドルからの力によって可動接触子が回動し、可動接触子と固定接触子とが互いに接触した状態と、互いに離間した状態とが切り換えられる。複数の電路を開閉する回路遮断器においては、固定接触子と可動接触子とが複数組設けられる。
下記特許文献1に記載されているように、回路遮断器に設けられた複数の可動接触子は、単一のセパレータによって保持されている。ハンドルからの力は、伝達部材によってセパレータに加えられ、セパレータと共に全ての可動接触子を回動させる。
特開2001−325872号公報
上記特許文献1に記載された回路遮断器では、3つの可動接触子がセパレータによって保持されている。伝達部材は、セパレータのうち、中央の可動接触子と対応する位置に対してのみ当接し力を伝達する。このような構成においては、伝達部材からセパレータに対し局所的な力が加えられることとなる、このため、セパレータが変形し、3つの可動接触子のうち一部のみが先に固定接触子に当接し、他の可動接触子がこれに遅れて固定接触子に当接してしまう可能性がある。このような現象が生じると、当初の設計とは異なるタイミングで各電路の開閉が行われることとなるので好ましくない。
また、本発明者らは、セパレータに回転軸を設け、当該回転軸の周りに回転可能な状態でセパレータを保持する構成について検討を進めている。上記のようなセパレータの変形を抑制するためには、回転軸を太くしてセパレータ全体の強度を高めておくことも考えられる。しかしながら、回路遮断器の内部における部品配置には制約があるので、回転軸を十分に太くすることは難しい場合が多い。
本開示は、セパレータの回転軸を太くすることなく、セパレータの変形を抑制することのできる回路遮断器、を提供することを目的とする。
本開示に係る回路遮断器は、複数組の固定接触子及び可動接触子と、回転軸が形成された部材であって、それぞれの可動接触子を保持するセパレータと、電路の開閉を切り換えるために操作されるハンドルと、ハンドルから受ける力をセパレータに伝達することにより、セパレータと共にそれぞれの可動接触子を動作させる伝達部材と、を備える。伝達部材は、セパレータのうち、それぞれの可動接触子と対応する位置に当接して、セパレータに力を伝達するように構成されている。
このような構成の回路遮断器では、伝達部材が、セパレータの一点にのみ当接して力を伝達するのではなく、セパレータのうち、それぞれの可動接触子と対応する位置に当接して力を伝達する。局所的な力によりセパレータが変形することがないので、それぞれの可動接触子を、設計通りの所望のタイミングで固定接触子に当接させることができる。つまり、上記構成の回路遮断器では、回転軸を太くしてセパレータの変形を抑制するのではなく、加えられる力の分布を工夫することによりセパレータの変形を抑制することができる。
尚、上記における「それぞれの可動接触子と対応する位置」とは、セパレータのうち、力の加えられる方向に沿って見た場合において可動接触子と重なる位置のことである。セパレータのうち、伝達部材の当接によって力が加えられる範囲は、複数の上記「位置」に対応して互いに分離されている範囲であってもよく、複数の上記「位置」を包含するように全体が一つの範囲となっていてもよい。
本開示によれば、セパレータの回転軸を太くすることなく、セパレータの変形を抑制することのできる回路遮断器、が提供される。
図1は、本実施形態に係る回路遮断器の外観を示す図である。 図2は、本実施形態に係る回路遮断器の内部構成を示す図である。 図3は、本実施形態に係る回路遮断器の内部構成を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
本実施形態に係る回路遮断器10は、不図示の分電盤に取り付けられるものあり、当該分電盤において電路の開閉を切り換えるための装置として構成されている。図1に示されるように、回路遮断器10は、ハウジング20と、電源側端子座31と、負荷側端子座41と、ハンドル70と、を備えている。
ハウジング20は、概ね回路遮断器10の外形をなす部材である。ハウジング20は樹脂によって形成されている。ハウジング20の内部には、後述の可動接触子60や連結部材80等が収容されている。
ハウジング20は、基台21とカバー22とに分割された構成となっている。基台21は、図1における下方側の部分であって、分電盤の内側にある不図示のベースに取り付けられる部分となっている。カバー22は、図1における上方側の部分であって、基台21を、上記のベースとは反対側から覆っている部分である。
電源側端子座31は、不図示の電源側配線が接続される部分である。図1に点線で示されるように、ハウジング20のうち図1における左側の部分は、一部が右側に向けて凹状に後退しており、これにより凹状の空間である凹部23が形成されている。電源側端子座31は、この凹部23に配置されている。
負荷側端子座41は、不図示の負荷側配線が接続される部分である。図1に点線で示されるように、ハウジング20のうち図1における右側の部分は、一部が左側に向けて凹状に後退しており、これにより凹状の空間である凹部24が形成されている。負荷側端子座41は、この凹部24に配置されている。
ハンドル70は、電路の開閉を切り換えるために使用者によって操作される部分である。ハンドル70は、カバー22に形成された不図示の開口を通じて、その一部が外側に突出している。
図1のようにハンドル70が負荷側に向けて傾斜している状態においては、ハウジング20の内部における電路、すなわち、電源側端子座31と負荷側端子座41との間を繋ぐ電路が開状態となっている。このため、負荷側配線への電力の供給は遮断されている。
図1の状態からハンドル70が操作され、ハンドル70が反時計回り方向に回転して電源側に傾斜している状態になると、上記の電路が閉状態に切り換えられる。これにより、電源側配線からの電力が負荷側配線へと供給されるようになる。また、当該状態からハンドル70が操作され、ハンドル70が時計回り方向に回転して図1の状態になると、上記の電路は再び開状態に切り換えられる。このように、ハンドル70は、電路の開閉を切り換えるための操作により回転する部材として設けられている。
図2、3を参照しながら、回路遮断器10の内部の構成について説明する。図2には、回路遮断器10からカバー22を取り外した状態の断面が示されている。図3には、同じく回路遮断器10からカバー22を取り外した状態が、斜視図として示されている。図2、3に示されるように、回路遮断器10は、電源側端子金具30と、負荷側端子金具40と、可動接触子60と、を備えている。
電源側端子金具30は、ハウジング20に対して固定されている金属製の部材である。電源側端子金具30は、その一部が凹部23に配置され外部に露出している。この露出している部分が、先に述べた電源側端子座31となっている。電源側端子金具30のうち、ハウジング20の内側に収容されている部分は、固定接触子32となっている。固定接触子32には、後述の可動接触子60側に向けて突出する固定接点33が設けられている。
負荷側端子金具40は、上記の電源側端子金具30と同様に、ハウジング20に対して固定されている金属製の部材である。負荷側端子金具40は、その一部が凹部24に配置され外部に露出している。この露出している部分が、先に述べた負荷側端子座41となっている。
可動接触子60は、ハウジング20の内部に設けられた金属製の部材である。可動接触子60は、不図示の接続配線を介して負荷側端子金具40と接続されている。可動接触子60には、固定接触子32側に向けて突出する可動接点61が設けられている。図2、3に示された状態においては、可動接触子60の可動接点61と、固定接触子32の固定接点33との間が離間している。
本実施形態に係る回路遮断器10は、3極の回路遮断器として構成されている。このため、図3に示されるように、電源側端子座31、固定接触子32、可動接触子60、及び負荷側端子座41がそれぞれ3つずつ設けられており、これらが、図1や図2における紙面奥行き方向に沿って並ぶように配置されている。つまり、本実施形態では、固定接触子32と可動接触子60とが3組設けられており、それぞれの固定接触子32の動作によって各電路が開閉される。
3つの可動接触子60は、1つのセパレータ200によって保持されている。セパレータ200は、その全体が、絶縁材料である樹脂により一体に形成されている。図3に示されるように、セパレータ200のうち基台21の底面側の面には、ハンドル70側に向けて後退するように溝220が3つ形成されている。それぞれの可動接触子60は、溝220の内側に収容されており、セパレータ200によってハンドル70側から覆われた状態となっている。
セパレータ200には回転軸210が一体形成されている。回転軸210は略円柱形状の軸であり、その中心軸が図2における紙面奥行き方向に沿うように配置されている。回転軸210は、ハウジング20の内側において、不図示の保持機構により回転自在な状態で保持されている。
図2に示される状態から、セパレータ200及び可動接触子60が回転軸210を中心として反時計回り方向に回転すると、可動接触子60の可動接点61は、固定接触子32の固定接点33に当接した状態となる。このとき、ハウジング20の内部では、電源側端子金具30、固定接触子32、可動接触子60、不図示の接続配線、及び負荷側端子金具40からなる電路が閉じられた状態となる。つまり、電源側端子金具30と負荷側端子金具40との間が導通された状態となる。
この状態から、セパレータ200及び可動接触子60が回転軸210を中心として上記とは逆の方向に回転すると、図2に示される状態に戻る。このとき、可動接触子60の可動接点61と、固定接触子32の固定接点33との間は離間しているので、上記の電路は開かれた状態となる。つまり、電源側端子金具30と負荷側端子金具40との間が電気的に遮断された状態となる。
可動接触子60は、不図示の弾性部材によって、固定接触子32から離間する方向に付勢されている。可動接触子60は、上記弾性部材から受ける力と、ハンドル70の回動に伴って加えられる力とによって動作する。
このような可動接触子60の動作を実現するための機構について説明する。図2に示されるように、ハウジング20の内部には更に、フレーム25と、案内部材90と、係合片100と、連結部材80と、が設けられている。
フレーム25は、ハウジング20に対して固定された部材である。ハンドル70、案内部材90、係合片100、及び連結部材80は、いずれもこのフレーム25によって保持されている。フレーム25は、ハウジング20のうち基台21に対して固定されており、図2における基台21の上端から更に上方側に向けて突出している。
ハンドル70には回転軸71が挿通されている。回転軸71は、その中心軸が図2の紙面奥行き方向に沿って伸びる棒状の部材であって、フレーム25に対して固定されている。ハンドル70は、回転軸71の周りに回動自在な状態で保持されている。回転軸71の中心軸は、ハンドル70の「回転中心軸」に該当する。
ハンドル70には第1長穴72が形成されている。第1長穴72は、その大部分が回転軸71よりも基台21側となる位置に形成されている。第1長穴72は、図2のようにハンドル70の回転中心軸に沿って見た場合において、直線状に伸びる穴として形成されている。
案内部材90は、概ね平板状の部材であって、フレーム25に対して保持されている。案内部材90は、ハンドル70よりも図2の紙面奥側となる位置に配置されている。図2のようにハンドル70の回転中心軸に沿って見た場合において、案内部材90は、その一部がハンドル70の一部と重なる位置に配置されている。
案内部材90のうち、図2において右下近傍となる位置には、回転軸91が挿通されている。回転軸91は、その中心軸が図2の紙面奥行き方向に沿って伸びる棒状の部材であって、フレーム25に対して固定されている。案内部材90は、回転軸91の周りに回転自在な状態で保持されているのであるが、通常時においては、その回転は後述の係合片100によって抑制されている。「通常時」とは、回路遮断器10の電路を過電流が流れておらず、後述の引外し装置50が作動していないときのことである。このように、案内部材90は、通常時においてはハウジング20に対して固定されている部材となっている。
案内部材90には第2長穴92が形成されている。第2長穴92は、図2のようにハンドル70の回転中心軸に沿って見た場合において、基台21側に向けて突出するような円弧状に伸びる穴として形成されている。また、上記のように見た場合には、第2長穴92の一部は、ハンドル70に形成された第1長穴72の一部と交差した状態となっている。
案内部材90のうち、図2における右上端部となる位置には、紙面手前側に突出するように被係合部93が形成されている。被係合部93は、案内部材90の回転が抑制されるよう、係合片100によって係合される部分である。
係合片100は、上記のように、案内部材90の回転を抑制するための部材である。係合片100には、回転軸101が挿通されている。回転軸101は、その中心軸が図2の紙面奥行き方向に沿って伸びる棒状の部材であって、フレーム25に対して固定されている。係合片100は、回転軸101の周りに回動自在な状態で保持されている。
係合片100は、図2において概ね上下方向に沿って伸びるように配置されており、回転軸101は、係合片100のうち上端部近傍となる位置に挿通されている。係合片100のうち、回転軸101の近傍となる位置には、案内部材90に向かって伸びるように突出する突出部102が形成されている。図2に示される通常時においては、突出部102の先端が案内部材90の被係合部93に係合しており、これにより、回転軸91の周りにおける案内部材90の回転が抑制された状態となっている。つまり、案内部材90がハウジング20に対して固定された状態となっている。
連結部材80は、ハンドル70の動きに応じて、後述の伝達部材82を動作させるための部材である。連結部材80は板状となっており、図2の紙面奥行き方向に沿って、その一部が案内部材90とハンドル70との間に挟まれた状態となっている。
連結部材80には棒状部材81が設けられている。棒状部材81は、ハンドル70の回転中心軸に沿って伸びるように配置された棒状の部材であって、同方向に沿って連結部材80を貫いている。ただし、棒状部材81はフレーム25に対して固定されていない。棒状部材81は、第1長穴72と第2長穴92とが互いに交差する位置において、第1長穴72及び第2長穴92のそれぞれに対して挿通されている。
連結部材80のうち棒状部材81が貫いている位置は、連結部材80の長手方向に沿った一端の近傍となる位置である。連結部材80のうち、上記一端とは反対側の端部近傍となる位置、すなわち可動接触子60側の端部近傍となる位置には、伝達部材82が設けられている。伝達部材82は略円柱形状の部材であって、その中心軸が図2の紙面奥行き方向に沿うように配置されている。伝達部材82は、セパレータ200に対して図2の上方側、すなわち可動接触子60とは反対側から当接している。伝達部材82は、ハンドル70から受ける力をセパレータ200に伝達することにより、セパレータ200と共にそれぞれの可動接触子60を動作させるための部材である。セパレータ200に対する伝達部材82の当接の態様については、後に説明する。
ハウジング20の内部には更に、引外し装置50と可動片110とが配置されている。引外し装置50は、ハウジング20内部の電路を過電流が流れた際に磁力を発生させ、次に述べる可動片110を動作させるための装置である。本実施形態では、各電路に対応して引外し装置50が3つ設けられており、これらが、図2における紙面奥行き方向に沿って並ぶように配置されている。尚、引外し装置50の構成としては公知のものを採用し得るので、その具体的な構成の説明については省略する。
可動片110は、引外し装置50と係合片100との間となる位置に配置されている。3つの引外し装置50に対応して、可動片110も3つ設けられている。尚、係合片100の数は1つだけであり、図3に示されるように、3つの可動片110のいずれとも当接し得る範囲に係合片100が配置されている。可動片110は、引外し装置50の上方側に配置される第1部分111と、係合片100と概ね対向するように下方側に向かって伸びる第2部分112と、を有している。通常時においては、第1部分111と引外し装置50との間は互いに離間しており、第2部分112と係合片100との間も互いに離間している。
ハウジング20内部の電路を過電流が流れると、当該電路に設けられた引外し装置50で磁力が発生する。可動片110のうち第1部分111は、当該磁力によって引外し装置50側へと引き寄せられる。これにより、可動片110はその全体が図2の時計回り方向に回転するので、第2部分112の下端は係合片100側へと移動し、係合片100に力を加えることとなる。係合片100は、第2部分112からの力によって、回転軸101の周りにおいて図2の時計回り方向に回転する。
係合片100の回転により、係合片100の突出部102は、案内部材90の被係合部93から外れた状態となる。ハウジング20に対する案内部材90の固定は解除され、案内部材90は自由に回転し得る状態となる。尚、このような動作の結果として、可動接触子60は固定接触子32から離間する方向に移動し、電路が開状態に切り換わるのであるが、その理由については後に説明する。
ハンドル70が使用者によって操作された場合における、回路遮断器10の動作について説明する。図2に示された状態から、電路を閉状態に切り換えるための操作、すなわちハンドル70を反時計回り方向に回転させる操作が行われると、第1長穴72と第2長穴92とが互いに交差する位置は、図2の右下に向かって移動して行く。これに伴い、棒状部材81は、第2長穴92に沿って右下へと移動して行く。また、連結部材80及びこれに設けられた伝達部材82も、次第に図2の下方側(矢印AR1の方向)へと移動して行くこととなる。つまり、棒状部材81が第2長穴92に沿って移動するように連結部材80が動作することとなる。
可動接触子60は、図2の下方側へ移動する伝達部材82からの力を受けるので、セパレータ200と共に、回転軸210の周りに図2の反時計回り方向(図3の矢印AR2の方向)に回転する。可動接触子60の回転に伴い、可動接点61は固定接点33へと近づいて行き、最終的には固定接点33に当接した状態となる。つまり、可動接触子60と固定接触子32とが互いに当接した状態となり、電路が閉じられた状態となる。
このように電路が閉じられた状態から、ハンドル70を図2の時計回り方向に回転させる操作がなされると、回路遮断器10が備える各部材は上記とは反対の方向に動作することとなる。その結果、可動接触子60と固定接触子32とが互いに離間した状態となり、電路が開かれた状態となる。
電路が閉じられている状態から、ハウジング20内部の電路を過電流が流れた場合の動作について説明する。先に述べたように、この場合には係合片100が可動片110から力を受けて、係合片100は図2の時計回り方向に回転する。その結果、ハウジング20に対する案内部材90の固定は解除され、案内部材90は、回転軸91の周りに自由に回転し得る状態となる。
このとき、可動接触子60は不図示の弾性部材によりハンドル70側に向けて付勢されているので、セパレータ200は伝達部材82に押し付けられた状態となっている。このため、連結部材80は、伝達部材82からの力によってハンドル70側に向けて付勢されている。
ハウジング20に対する案内部材90の固定が解除されると、ハンドル70側に向けて付勢されている連結部材80からの力を受けて、案内部材90は回転軸91の周りにおいて回転する。このとき、棒状部材81を特定の位置に保持しておくような力は働かなくなっている。このため、棒状部材81は、第1長穴72に沿って上方側、すなわち可動接触子60から遠ざかる方向に移動する。また、棒状部材81と同様に連結部材80も同方向に移動する。その結果、可動接触子60は固定接触子32から離間した状態となり、電路は開かれた状態となる。
尚、棒状部材81は、ハンドル70に形成された第1長穴72に沿って移動するので、ハンドル70が回転しなくても、棒状部材81は上記のように移動することができる。つまり、ハンドル70が、例えば外部からの力によって固定された状態となっていた場合であっても、過電流が流れると、可動接触子60を固定接触子32から確実に離間させ、電路を開かれた状態とすることができる。
尚、ハンドル70の動作を伝達部材82の動作に変換するための具体的な構成としては、以上に説明した構成に限定されず、公知となっている種々の構成を採用することが出来る。
セパレータ200に対する伝達部材82の当接の態様について説明する。図3に示されるように、伝達部材82は、ハウジング20の内部において、幅方向の概ね全体に亘るように伸びている。伝達部材82は、ハウジング20に対して、3か所においてハンドル70側から当接している。それぞれの当接箇所の位置は、可動接触子60と対応する位置となっている。
つまり、伝達部材82は、セパレータ200のうち、それぞれの可動接触子60と対応する位置に当接して、セパレータ200に力を伝達するように構成されている。尚、上記における「可動接触子60と対応する位置」とは、セパレータ200のうち、力の加えられる方向(概ね図2における上下方向といってもよい)に沿って見た場合において可動接触子60と重なる位置のことである。これにより、電路を閉じる方向に回転するハンドル70からの力は、全ての可動接触子60に対し、その直上(ハンドル70側)となる位置においてセパレータ200を介し直接加えられることとなる。
例えば、セパレータ200のうち、中央の可動接触子60と対応する位置のみに対して伝達部材82が当接し、局所的に力を加えるような構成においては、セパレータ200が変形することとなる。その結果、3つの可動接触子60のうち一部のみが先に固定接触子32に当接し、他の可動接触子60がこれに遅れて固定接触子32に当接してしまう可能性がある。このような現象が生じると、当初の設計とは異なるタイミングで各電路の開閉が行われることとなるので好ましくない。
セパレータ200の変形を抑制するためには、回転軸210を従来よりも太くしてセパレータ200全体の強度を高めておくことも考えられる。しかしながら、回路遮断器10の内部における部品配置には制約があるので、回転軸210を十分に太くすることは難しい場合が多い。
これに対し、本実施形態に係る回路遮断器10では、加えられる力の分布を工夫することによりセパレータ200の変形を抑制するように構成されているので、回転軸210を太くする必要がない。本実施形態では、局所的な力によりセパレータ200が変形することがないので、それぞれの可動接触子60を、設計通りの所望のタイミングで固定接触子32に当接させることが可能となっている。
セパレータ200のうち、伝達部材82の当接によって力が加えられる範囲は、本実施形態では、複数の可動接触子60に対応して互いに分離された範囲となっている。このような態様に代えて、セパレータ200のうち、伝達部材82の当接によって力が加えられる範囲が、複数の可動接触子60に対応する複数位置の全体を包含するように、全体が一つの範囲となっていてもよい。
尚、本実施形態では、樹脂であるセパレータ200の全体が一体の部材として構成されている。このような態様に代えて、セパレータ200が複数の部品を組み合わせることにより構成されている態様としてもよい。また、セパレータ200を構成する材料は、樹脂以外の絶縁性の材料であってもよい。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
10:回路遮断器
32:固定接触子
60:可動接触子
70:ハンドル
82:伝達部材
200:セパレータ
210:回転軸

Claims (3)

  1. 回路遮断器であって、
    複数組の固定接触子及び可動接触子と、
    回転軸が形成された部材であって、それぞれの前記可動接触子を保持するセパレータと、
    電路の開閉を切り換えるために操作されるハンドルと、
    前記ハンドルから受ける力を前記セパレータに伝達することにより、前記セパレータと共にそれぞれの前記可動接触子を動作させる伝達部材と、を備え、
    前記伝達部材は、
    前記セパレータのうち、それぞれの前記可動接触子と対応する位置に当接して、前記セパレータに力を伝達するように構成されている回路遮断器。
  2. 前記セパレータは樹脂により形成されている、請求項1に記載の回路遮断器。
  3. 前記セパレータはその全体が一体の部材として構成されている、請求項1又は2に記載の回路遮断器。
JP2019202165A 2019-11-07 2019-11-07 回路遮断器 Pending JP2021077498A (ja)

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