JP3708737B2 - 電力開閉装置の消弧装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば電磁接触器等の電力開閉装置の消弧装置とその製造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の消弧装置の例として、特公平1−31650号公報に示された電力開閉装置のひとつである電磁開閉装置に用いられた消弧装置があり、図12は、電力開閉装置の正面部分断面図である。また、図13は、電力開閉装置の側面部分断面図である。さらに、図14は、消弧装置を構成するアークボックスにかしめ固定されるグリッドの単品斜視図である。
【0003】
図12および13において、電力開閉装置は、固定接点20と可動接点12とを、接触、開離することで主回路の開閉を行うものである。これらの接点を開離する時にアークが発生し、このアークによる悪影響を抑えるため消弧装置80を備えている。
消弧装置80は、耐熱性の材料よりなるアーク消弧用のアークボックス7と、磁性金属よりなる平板状のグリッド8からなり開閉する電路の相数に対応して配設固定されている。また、転流板9が開閉する電路の相数に対応して配設固定されている。10はクロスバー、11は可動接触子、13は可動接触子押さえ、14は押さえばね支え、15は接触子ばね、16はストッパーである。可動接点12は可動接触子11の両端に取り付けられている。接触子ばね15はストッパー16の下部と押さえばね支え14の下端部との間に圧縮固定されており、押さえばね支え14の上端部と可動接触子押さえ13の上面、可動接触子11と可動接触子押さえ13の下面とは当接して組み立てられている。また、ストッパー16は、クロスバー10に挿入されている。17はハウジングを示し底部が開放した形状を有している。
ハウジング17の上部には、ネジで固定された端子18が設けられ、端子18の上面には、コの字形状の固定接触子19がねじ締めされて固定されている。固定接触子19の上面には固定接点20が取り付けられている。
また、固定接触子19には、アークランナー21が固定されている。可動鉄心22は可動鉄心ピン23によりクロスバー10の下部に連結固定されている。可動鉄心22に対向する位置には、可動鉄心22に所定の空隙をもって固定鉄心24が対向して配置されている。25は電磁駆動制御装置を示し、固定鉄心24に貫挿された配置となっており、その内部には電磁コイル等の磁束発生装置26を包含している。27は引き外しばねを示し、クロスバー10の下端とレール板28の上面との間に配設されクロスバー10を上方に常時付勢している。
【0004】
ここで、アークボックス7とアークボックス7に装着されるグリッド8により構成される消弧装置80は以下のような構造を備えている。
アークボックス7には、複数のグリッド8をその板厚方向に並設するために細長形状のグリッド挿入穴30が設けられている。グリッド挿入穴30には、図14に示すグリッド8のかしめ部29が挿入され、アークボックス7の外側に突出したかしめ部29は直角に折り曲げられ、グリッド8がアークボックス7にかしめ固定されている。
【0005】
次に、この電力開閉装置の動作を説明する。
図12および13において、駆動制御装置25に駆動電圧が印加されると、駆動制御装置25が発生する磁束により、可動鉄心22に連結されたクロスバー10は引きはずしばね27に抗して下方へ移動し、可動鉄心22と固定鉄心24が当接する。可動接点12と固定接点20間の接点ギャップよりも、可動鉄心22と固定鉄心24との鉄心ギャップの方が大きく形成されているため、クロスバー10は可動接点12と固定接点20が当接した位置よりもさらに下方に移動して鉄心が閉成される。このため接触子ばね15は圧縮変形し、このばね圧力は押さえばね支え14、可動接触子押さえ13を介して可動接触子11に伝達され、所定の接触圧力をもって、可動接点12と固定接点20にそれぞれ接続される電路を電気的に導通する。
【0006】
駆動制御装置25に印加されていた駆動電圧を取り除くと、可動鉄心22と固定鉄心24の間の電磁吸引力は削減し、クロスバー10は圧縮された引きはずしばね27の付勢力により上方に移動させられて、可動接点12と固定接点20の接点間が開離する。このとき可動接点12と固定接点20間にアークが発生するが、このアークは可動接点12から転流板9に、また、固定接点20からアークランナー21にそれぞれ転位し、さらにアーク電流と接触子電流による電磁反発力によりグリッド8内にひきこまれ、冷却、分断されて消弧する。このように駆動制御装置25の駆動電圧を開閉することにより可動接点12と固定接点20にそれぞれ接続される電路を電気的に遮断する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の電力開閉装置の消弧装置では、アークボックス7とグリッド8はそれぞれ個別に製作された後、グリッド8をアークボックス7に取り付け、カシメ固定していたため、製造工程が多かった。
また、グリッド8をカシメ固定する力の加え方や力のばらつきによりアークボックス7が破損する可能性があった。
さらに、グリッド8は、金型等によりブランク加工を行うため、グリッド8の周辺部が変形し、板厚が均一でない場合があり、グリッド8の間隔が一定ではない可能性があった。
【0008】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な製造工程からなり、安価でコンパクトな電力開閉装置の消弧装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型にグリッドを挿入する工程と、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧する工程と、アークボックス空間にモールド成形材を注入してグリッドとアークボックスとを一体成形する工程とを備えている。
【0010】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、挟持用金型がグリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できる弾性体を備えている。
【0011】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、グリッドが平面部に貫通穴を備え、押圧工程において、挟持用金型がグリッドの平面部を押圧し、その貫通穴を塞ぐものである。
【0012】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、アークボックス空間形成工程において、挟持用金型により、アークボックス空間が、アークボックスのグリッドの板厚方向の両端面に、アークガス吹き出し口を形成する空間を備えている。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、それぞれ、この発明の実施の形態である電力開閉装置の消弧装置180の部分断面斜視図であり、図2は図1のII-II線に沿った断面図である。
消弧装置180は、多極の接点を有しこれらの接点を開離する時にそれぞれに発生する複数のアークを消弧する多極型の消弧装置であり、アークボックス107とアークボックス107に装着される複数のグリッド108により構成される。
グリッド108は、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に互いに間隔をあけて配列されたグリッド群120を形成し、このグリッド群120が並列に3列配列されている。それぞれのグリッド群120は、耐熱性のある樹脂製のアークボックス107と一体に成形され、アークボックス107に固定支持されている。
また、アークボックス107には、各グリッド群の間に、グリッド108をアークボックス107に支持固定する仕切壁107aが一体成形して設けられている。さらに、アークボックス107には、アークボックス107内のアークガスを外部に排出するために、グリッド108の板厚方向の両端面に直方体状のアークガス吹き出し口107bが各グリッド群120の位置に対応して複数形成されている。なお、アークボックス107の中央付近の矩形穴107cは消弧装置180を電力開閉装置に組み込んだ状態で、電力開閉装置内部の電路の導通を確認できるようにするためのものである。
【0017】
グリッド108は磁性金属よりなり、平板状で両方の側面108cには、矩形の突起108a、108bが形成されている。これらの突起は、アークボックス107の仕切壁107aの厚さを薄くできるように、非対称に形成されている。すなわち、グリッド108のうち、図1に示す互いに並列して隣接する関係を有するグリッド108e、108f同士が、それぞれ突起が対向しないよう配列されている。
さらに、グリッド108の平面部108gの中央付近に、半円弧と直線からなり、全周が閉じた細長穴の貫通穴108dが設けられ、アークを誘導するアーク通行口を形成している。
【0018】
次に、この発明の実施形態の製造方法について、説明する。
グリッド108は、磁性金属よりなる板状の材料を金型によるプレスによりブランク加工がなされ、両方の側面108cに矩形の突起108a、108bを非対称に備えた形状に打ち抜かれる。また、グリッド108の平面部108gの中央において貫通穴108dが同時に打ち抜かれる。
図3は、打ち抜きされたグリッド108を平押しする工程を示す斜視図である。打ち抜きされたグリッド108は、その後、図3に示すようにグリッド108の平面部108gは上下の金型で押圧する平押し工程で、グリッド108の周辺部に発生した打ち抜きによるダレやグリッド108の平面部108gの変形が修正される。
【0019】
図4は、挟持用金型のうちの挟持上型115、挟持下型116とグリッドを組み立てた状態を示す斜視図である。図5は、グリッドが挿入された状態で、挟持上型115、挟持下型116を直線状に配列した斜視図である。図6は、挟持用金型のうち支持枠118に挟持上型115、挟持下型116、コイルスプリング111、グリッド108を組み入れた状態を示す斜視図である。図7は、支持枠118の斜視図である。
図8は、アークボックス107を形成するために組み立てられた挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。また、図9は、図8の挟持用金型に弾性体が組み込まれた状態を示す模式断面図である。
【0020】
図4において、挟持用金型のうち挟持下型116は、グリッド108の形状に合わせて、開口部116aを有したコの字型形状をなしている。図中、挟持下型116の後方には、図9に示す弾性体であるコイルスプリング111を間に挟持して挟持上型115が設けられている。挟持上型115は、略直方体で、下部両端には、挟持下型116の形状に合わせて凹部115bが形成されて、挟持上型115の肩部115aが挟持下型116の開口部115aをグリッド108の板厚方向に摺動可能なように組み立てられている。
また、挟持下型116の開口部115aにグリッド108が挿入されるようになっている。
【0021】
図5において、挟持下型116の上にグリッド108が挿入された状態で、コイルスプリング111を間に挟持した挟持上型115、挟持下型116を1対として、挟持上型115、挟持下型116を直線状に配列する。挟持下型116と隣接する2つの挟持上型115の間にグリッド108が挿入されるグリッド挿入部114が形成されている。
【0022】
図6において、直線状に配列された挟持上型115、挟持下型116は支持枠118に組み込まれる。支持枠118は、図7に示すように開口部118dを中央に備えた底板118a、その両端に垂直に設けられた側板118b、側板118bの両側に配置され側板118b間を連結する2本レール118cから構成されている。レール118cには全周が閉じており、長い直線部分を有する細長穴であるガイド穴118eが設けられている。このガイド穴118eには、挟持上型115の側面に設けられた略円筒状の突起であるガイド115c(図8参照)が挿入され、挟持上型115が摺動可能に支持される。一方、挟持下型116は、支持枠118の底板118aにより摺動可能に支持される。
このようにして、グリッド108を互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部114を有する挟持用金型にグリッド108を挿入する工程が構成されている。
【0023】
挟持用金型にグリッド108を挿入する工程の後、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックス107をモールドするためのアークボックス空間を形成する工程および挟持用金型によりグリッド108をグリッド108の板厚方向に押圧する工程を図8に基づいて説明する。
支持枠118の両側面の外側には側方挟持型117が配置される。側方挟持型117は、略直方体であって、その側面に、アークボックス107のグリッド108の板厚方向の両端面にアークガス吹き出し口107bを形成するための空間を形成する矩形の角柱117aを備えている。
さらに、支持枠118の下部にはアークボックス成形用金型のうち成形下型131が配置されている。成形下型131は、テーパ面131aを備え、支持枠118の開口部118d(図7参照)を通って、挟持上型115、挟持下型116を側方に押圧するテーパ角柱部131bが設けられている。また、テーパ角柱部131bの上部には、モールド成形材である樹脂が注入されたときに、テーパ角柱部131b側への樹脂の浸入を防ぎ、アークボックス107を形成する空間であるアークボックス空間137を形成するための内部成形型133が設けられている。
【0024】
支持枠118の上部には、アークボックス成形用金型のうち成形上型132が配置されて、双方で側方挟持型117を挟持することにより、アークボックス107をモールドするためのアークボックス空間137が形成される。
【0025】
成形下型131のテーパ角柱部131bが支持枠118の開口部118dを通って、支持枠118の底板118aの上方向に一定の力で押圧することによって、テーパ角柱部131bが挟持上型115、挟持下型116を側方に押圧することになる。
【0026】
挟持上型115でグリッド108を押圧した状態で、アークボックス空間137にモールド成形材である樹脂を注入して、グリッド108とアークボックス107とを一体成形する。この際、グリッド108は挟持上型115により押圧されているので、アークボックス107のグリッド108を支持固定している部分から樹脂のバリが発生することもない。また、グリッド108に隣接する挟持上型115によりグリッド108の貫通穴108dが塞がれるように構成されているので、貫通穴108dには樹脂が流入しない。
【0027】
なお、図9に示すように、弾性体であるコイルスプリング111が挟持上型115と挟持下型116との間に挟持されているので、グリッド108をグリッド挿入部114は側方に広げることができるようになっており、異なる板厚のグリッド108を挿入することができる。すなわち、コイルスプリング111により挟持用金型が、グリッド挿入部114におけるグリッド108を挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できるようになっている。
【0028】
実施の形態2.
図10は、この発明の別の実施の形態である電力開閉装置の消弧装置180の製造方法に用いる挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
また、図11は、挟持用金型、アークボックス成形用金型を構成する金型を構成する金型の組立斜視図である。図10および図11において、図1乃至9と同一もしくは同等の部材および部位には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
この実施の形態2は、実施の形態1に対して、支持枠218の形状が異なる点および挟持外型219が設けられている点が異なる。
図11において、支持枠218は、中央に直方体状の仕切壁218aおよび、その両側面から延びたコの字断面を形成する2つの側壁218bと底板218cからなる挟持型挿入部218dからなる。側壁218bの内部には、矩形の溝であるガイド溝218eを備え、この溝に挟持上型115のガイド115cが挿入される。
また、挟持外型219は、略直方体状であって、両端面に円筒状の突起であり、ガイド溝218eに挿入されるガイド117aが設けられている。
図11の破線矢印で示すように、支持枠218に、図9に示すものと同様にコイルスプリング111を間に挟持した挟持上型115および挟持下型116でグリッド108が組み立てられたものを3対挿入し、次に挟持外型219を挿入する。支持枠218にこれらを組み込んだ状態を図10に示す。挟持上型115、挟持下型116、挟持外型219は支持枠218のガイド溝218eを摺動できるので、側方挟持型117で側方から中央に向かって押圧することができる。
【0029】
【発明の効果】
この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型にグリッドを挿入する工程と、挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧する工程と、アークボックス空間にモールド成形材を注入してグリッドとアークボックスとを一体成形する工程とを備えており、複数のグリッドをインサートモールド成形するので、グリッドのカシメやねじ等の追加の部品を必要とせず、製造工程も簡単になり、製造コストを低減できる。また、挟持用金型によりグリッドをグリッドの板厚方向に押圧するので、アークボックスのグリッドを支持固定している部分から延伸したモールド成形材である樹脂のバリを防止できるため、バリ削除の後工程が不要である。さらに、グリッドをグリッドの板厚方向に押圧するので、グリッドの板厚をさらに均一にすることができ、場合によってはグリッドの板厚を均一にする平押し工程を削除できる。
【0030】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、挟持用金型がグリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を挟持されるグリッドの板厚に応じて可変できる弾性体を備えているので、グリッド挟持寸法を可変でき、板厚の異なるグリッドにも同一の挟持用金型を使用できる。
【0031】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、グリッドが平面部に貫通穴を備え、押圧工程において、挟持用金型がグリッドの平面部を押圧し、その貫通穴を塞ぐので、貫通穴に樹脂が流入せず、また、貫通穴周辺に樹脂のバリが発生しない。
【0032】
また、この発明に係る電力開閉装置の消弧装置の製造方法によれば、アークボックス空間形成工程において、挟持用金型により、アークボックス空間が、アークボックスのグリッドの板厚方向の両端面に、アークガス吹き出し口を形成する空間を備えているので、挟持用金型によりアークガス吹き出し口を形成しつつ、別個に、グリッドをグリッドの板厚方向に押圧する挟持用金型用の穴を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の部分断面斜視図である。
【図2】 図1のII-II線に沿った断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置のグリッドを平押しする工程を示す斜視図である
【図4】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型のうちの挟持上型、挟持下型とグリッドを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図5】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持上型、挟持下型を直線状に配列した斜視図である。
【図6】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型のうち支持枠に挟持上型、挟持下型、コイルスプリング、グリッドを組み入れた状態を示す斜視図である。
【図7】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる支持枠の斜視図である。
【図8】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられるアークボックスを形成するために組み立てられた挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
【図9】 この発明の実施の形態1の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型に弾性体が組み込まれた状態を示す模式断面図である。
【図10】 この発明の実施の形態2の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型およびアークボックス成形用金型を示す断面図である。
【図11】 この発明の実施の形態2の電力開閉装置の消弧装置の製造方法に用いられる挟持用金型、アークボックス成形用金型を構成する金型を構成する金型の組立斜視図である。
【図12】 従来の電力開閉装置の正面部分断面図である。
【図13】 従来の電力開閉装置の側面部分断面図である。
【図14】 従来の電力開閉装置の消弧装置を構成するグリッドの斜視図である。
【符号の説明】
107 アークボックス、107b アークガス吹き出し口、108 グリッド、108a、108b 突起、108d 貫通穴、108g 平面部、111コイルスプリング(弾性体)、114 グリッド挿入部、115 挟持上型(挟持用金型)、116 挟持下型(挟持用金型)、117 側方挟持型(挟持用金型)、118、218 支持枠(挟持用金型)、120 グリッド群、131成形下型(アークボックス成形用金型)、132 成形上型(アークボックス成形用金型)、133 内部成形型(アークボックス成形用金型)、137 アークボックス空間、180 消弧装置、219 挟持外型(挟持用金型)
Claims (4)
- 電流遮断時の発生アークを消弧するために、板厚方向に直線状に配列された複数の平板状グリッドからなるグリッド群と、上記グリッドを互いに間隔をあけてインサートモールドして、上記グリッド群を固定支持するアークボックスとを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法において、
上記グリッドを互いに間隔をあけて配置できるグリッド挿入部を有する挟持用金型に上記グリッドを挿入する工程と、
上記挟持用金型およびアークボックス成形用金型によりアークボックスをモールドするためのアークボックス空間を形成する工程と、
上記挟持用金型により上記グリッドを上記グリッドの板厚方向に押圧する工程と、
上記アークボックス空間にモールド成形材を注入して、上記グリッドと上記アークボックスとを一体成形する工程とを備えた電力開閉装置の消弧装置の製造方法。 - 上記挟持用金型が、上記グリッド挿入部における上記グリッドを挟持するグリッド挟持寸法を、挟持される上記グリッドの板厚に応じて、可変できる弾性体を備えたことを特徴とする請求項1記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
- 上記グリッドが平面部に貫通穴を備え、
上記押圧工程において、上記挟持用金型が上記グリッドの上記平面部を押圧し、上記貫通穴を塞ぐことを特徴とする請求項1あるいは2記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。 - 上記アークボックス空間形成工程において、
上記挟持用金型により、上記アークボックス空間が、上記アークボックスの上記グリッドの板厚方向の両端面にアークガス吹き出し口を形成する空間を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の電力開閉装置の消弧装置の製造方法。
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