JP4090983B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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Description

この発明は、回路遮断器、とくに接点を開路させる遮断信号を発生する制御回路の動作特性を設定する設定モジュールを有する回路遮断器に関するものである。
特開2000−306489号公報には、電子式トリップ装置を有する回路遮断器が開示されている。この先行技術に開示された電子式トリップ装置は、取り外し自在のモジュールを有し、この取り外し自在のモジュールは、設定装置と関連して長期遅延保護パラメータを決定するものとされ、プリント回路に支持された演算処理回路と関連して動作するものとされる。この取り外し自在のモジュールは、前記先行技術の図11に示されるように、ケースに対して取り外し自在に取り付けられる。
特開2000−306489号公報
しかし、先行技術に開示された電子式トリップ装置では、取り外し自在の設定モジュールを回路遮断器の通電中にも容易に取り外しが可能であり、通電中にこの設定モジュールが取り外された場合には、回路遮断器に内蔵されたマイクロコンピュータなどが誤動作して、回路遮断器が不特定の回路電流で引き外される不安定動作を引き起こす。この不都合を防止するために、設定モジュールの取り外しを困難にするなどの対策を講じることが考えられるが、設定モジュールの取り外しが困難な構造とすると、設定モジュールの取り付けも困難となる不都合が発生する。
この発明は、設定モジュールの取り付けを簡単にできるようにしながら、併せて通電中に設定モジュールが取り外されることがないように改良された回路遮断器を提案するものである。
この発明による回路遮断器は、遮断器ベースと、この遮断器ベース上に配置され電路に流れる電流を遮断する接点と、前記電路に流れる電流を検出して前記接点を開路させる遮断信号を発生する制御回路と、前記遮断器ベースに取り外し可能に取り付けられ前記接点を覆う遮断器カバーとを有する遮断器本体、および前記遮断器本体に取り外し可能に取り付けられ前記制御回路の動作特性を設定する設定モジュールを備えた回路遮断器である。
前記遮断器カバーには取付窓が形成され、前記遮断器ベースには一対の本体側係合部を配設し、また前記設定モジュールは、両側に一対の取付板部を有するモジュールベースと、前記各取付板部の裏面に突設された一対のモジュール側係合部を有し
前記遮断器カバーが前記遮断器ベースに取り付けられた状態において、前記設定モジュールは、前記取付窓を通じて前記遮断器ベースに向かって挿入され、前記モジュール側係合部を前記本体側係合部に係合して前記遮断器ベースに取り付けられており、
前記遮断器カバーが前記遮断器ベースに取り付けられ、しかも前記設定モジュールが前記遮断器ベースに取り付けられた状態では、前記遮断器カバーの取付窓の開口壁が前記遮断器また前記各取付板部の外縁の僅かに外側に位置し、前記各モジュール側係合部を操作して前記各本体側係合部との係合を解除する操作が、前記遮断器カバーにより不能とされ、
また前記遮断器カバーを前記遮断器ベースから取り外した状態では、前記各モジュール側係合部を操作して、前記各本体側係合部との係合を解除できるように構成されていることを特徴とする。
この発明による回路遮断器では、遮断器カバーが遮断器ベースに取り付けられた状態において、設定モジュールは、遮断器カバーの取付窓を通じて遮断器ベースに向かって挿入され、モジュール側係合部を本体側係合部に係合して前記遮断器本体に取り付けられるので、遮断器カバーを遮断器ベースに取り付けた状態において、簡単に設定モジュールを遮断器本体に取り付けることができる。併せて、遮断器カバーが遮断器ベースに取り付けられた状態では、遮断器カバーにより、モジュール側係合部と本体側係合部との係合を解除する操作が不能とされるので、遮断器カバーが遮断器ベースに取り付けられた状態、すなわち接点が遮断器カバーにより覆われ、接点に通電が可能とされる状態では、遮断器カバーにより、設定モジュールを遮断器本体から取り外すことは困難であり、したがって、遮断器カバーを利用する簡単な構造で、通電中に設定モジュールが遮断器本体から取り外されることによる不安定動作を回避できる。
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1から図5は、この発明による回路遮断器の実施の形態1を示すもので、図1はその電気回路図、図2は実施の形態1の正面側の斜視図、図3は実施の形態1の一部分の分解斜視図、図4は実施の形態1の一部分の断面図、図5は実施の形態1の設定モジュールの斜視図である。
図1の電気回路図において、実施の形態1の回路遮断器100は、遮断器本体10と、これに取り外し可能に取り付けられた設定モジュール50とを備えている。遮断器本体10は、外部端子11、12と、この外部端子11、12を接続する電気回路13と、この電気回路13に配置された電気接点15と、電源用変成器17と、信号用変成器18と、電気接点15を開閉制御する制御装置20とを有する。
外部端子11、12、電気回路13、電気接点15、電源用変成器17、および信号用変成器18はそれぞれ三相として構成されており、電気接点15は外部端子11、12間の三相電気回路13の各相をオン、オフする。電源用変成器17、信号用変成器18は、三相の電気回路13に誘導結合しており、それぞれ電気接点15がオンしたときに、電源電圧Vd、信号電圧Vsを出力する。信号電圧Vsは電気回路13を流れる電流に比例した大きさを持つ。
制御装置20は、電源回路21と、信号処理回路23と、制御回路25と、引き外し回路27とを有する。電源回路21は電源用変成器17から電源電圧Vdの供給を受け、制御装置20の各部へ制御用直流電源電圧Vccを給電する。信号処理回路23は、信号用変成器18から信号電圧Vsを受け、それを信号処理した直流制御信号Vssを制御回路25に供給する。制御回路25は、マイクロコンピュータを含み、制御信号Vssを監視しながら、マイクロコンピュータに設定された所定の引き外し動作特性に基づき、電気接点13をオフさせるべき状態で、引き外し回路27に引き外し信号Vbを供給する。引き外し回路27は電気接点15と連結され、引き外し信号Vbに基づき電気接点15をオフさせる。
制御回路25のマイクロコンピュータは、プロセッサCPUと、RAMメモリ、ROMメモリを含み、ROMメモリに記憶されたプログラムに基づいて所定の制御動作を行なう。RAMメモリには制御データが記憶され、プロセッサCPUはこの制御データを用いて制御信号Vssを監視する。設定モジュール50は遮断器本体10に取り付けられたとき、制御回路25に接続され、そのRAMメモリに回路遮断器100の引き外し動作特性を設定する。
実施の形態1の機械的な構造について、図2〜図5を参照して説明する。遮断器本体10は、図2に示すように遮断器ベース30と遮断器カバー40とを有する。図2は遮断器ベース30に遮断器カバー40および設定モジュール50を取り付けた状態を示している。遮断器ベース30および遮断器カバー40は樹脂を成型して作られる。
遮断器ベース30には、図1に示す外部端子11、12、電気回路13、電気接点15、電源用変成器17、信号用変成器18、制御装置20、図2に示す開路ボタン43、閉路ボタン45、操作レバー47が配置される。制御装置20は図3に示す制御ケース31に収納されている。遮断器カバー40は、例えば取付孔41を用いて、ねじにより遮断器ベース30に取り外し可能に取り付けられ、遮断器ベース30上に配置された電気回路13、電気接点15、電源用変成器17および信号用変成器18を覆う。遮断器カバー40には、適所に複数の孔が形成されており、遮断器ベース30上に配置された開路ボタン43、閉路ボタン45、操作レバー47が各孔を通じて、遮断器カバー40の表面に現れる。開路ボタン43は任意に電気接点15を開路し、閉路ボタン45は任意に電気接点15を閉路するためのものである。操作レバー47は、電気接点15を閉路させるためのエネルギーを蓄圧するためのものである。
遮断器カバー40には、遮断器カバー40を遮断器ベース30に取り付けた状態において、設定モジュール50を取り付けるための取付窓48が形成されている。設定モジュール50は、遮断器カバー40の取付窓48を通して遮断器ベース30に向かって挿入され、この遮断器ベース30に取り付けられる。
遮断器ベース30には、図3に示すように制御ケース31が取り付けられ、この制御ケース31内には、図1に示す制御装置20が内蔵される。この制御ケース31の外側には、設定モジュール50を取り付ける取付凹部31aが形成され、この取付凹部31aに、設定モジュール50が取り外し可能に取り付けられる。
この設定モジュール50とその取り付け構造について、図4、図5を参照して説明する。図4は遮断器カバー40を遮断器ベース30に取り付け、また遮断器カバー40の取付窓48を通じて設定モジュール50を遮断器ベース30に取り付けた状態を示している。
設定モジュール50を取り付けるための取付凹部31aにおいて、制御ケース31の両側壁には、設定モジュール50を取り付けるための本体側係合部33、34が突設されている。これらの本体側係合部33、34は、制御ケース31と一体に形成され、互いに対向している。この本体側係合部33、34には、その突出端に互いに相手方に向かって折曲がった折曲部33a、34aが形成される。また、各本体側係合部33、34の間には、一対の互いに対向する本体側ケース板35、36が制御ケース31と一体に突設される。この本体側ケース板35、36の間には、本体側回路基板37が設置され、この本体側回路基板37には本体側コネクタ38が取り付けられている。また、本体側ケース板35、36には、折曲部33a、34aと対向する補助折曲部35a、36aがケース板35、36と一体に形成されている。
設定モジュール50は、樹脂製のモジュールベース51を有し、このモジュールベース51の裏面の中央にはモジュールケース53がモジュールベース51と一体に形成されている。このモジュールケース53は長方形の枠状に形成され、本体側ケース板35、36に嵌め込まれる。このモジュールケース53内には、モジュール側回路基板55が配置され、このモジュール側回路基板55には、モジュール側コネクタ57が取り付けられている。このモジュール側コネクタ57は、本体側コネクタ38に嵌め込まれて、接続が行なわれる。
モジュールベース51の両側には一対の取付板部61、62が形成されている。この一対の取付板部61、62は、モジュールベース51と一体に樹脂で形成され、モジュールベース51とほぼ平行にその両側に延長されている。この各取付板部61、62の延長方向の外縁61a、62aには、それぞれモジュール側係合部63、64が形成されている。このモジュール側係合部63、64は、モジュールベース51および取付板部61、62と一体に樹脂で形成され、取付板部61、62から直角に折れ曲がり、遮断器ベース30に向かって突出している。このモジュール側係合部63、64の突出端には、本体側係合部35、36の折曲部35a、36aに係合する鉤状片63a、64aが形成されている。モジュール側係合部63、64は所定の弾性を持ち、この弾性に基づくスナップ動作により、本体側係合部35、36の折曲部35a、36aに係合する。
遮断器カバー40の取付窓48は長方形の形状であり、図4に示されるように、相対向する一対の開口壁48a、48bを有する。この開口壁48a、48bは、遮断器カバー40が遮断器ベース30に取り付けられ、また設定モジュール50が取付凹部31aに取り付けられた状態で、取付板部61、62の外縁61a、62aの僅かに外側に位置する。言い換えれば、設定モジュール50の取付板部61、62の外縁61a、62aで規定される設定モジュール50の横幅W1に対し、取付窓48の開口壁48a、48bの間隔W2は次の関係にある。
W2=W1+2α
ただし、αは取付窓48の開口壁48a、48bのそれぞれと、モジュール50の取付板部61、62の外縁61a、62aとの間の隙間である。この隙間αは、人の手の指に比べて、充分に小さく設定され、人の手の指が各隙間αから挿入されるのを阻止する。このため、取付窓48を通じて設定モジュール50を遮断器ベース30の制御カバー31の取付凹部31aに取り付けることは可能であるが、遮断器カバー40が遮断器ベース30に取り付けられた状態では、設定モジュール50を取り外すことは不能となる。
さて、設定モジュール50の取り付け操作について説明する。遮断器カバー40が遮断器ベース30に取り付けられた状態において、設定モジュール50はそのモジュール側係合部63、64が制御ケース31の取付凹部31aに向くように配置され、この状態で遮断器ベース30に向かって取付窓48を通じて挿入される。
この設定モジュール50の挿入操作において、モジュール側係合部63、64の鉤状部63a、64aは最初に本体側係合部33、34の折曲部33a、34aに接触する。この状態からさらに設定モジュール50を遮断器ベース30に向かって挿入すると、モジュール側係合部63、64は、その鉤状部63a、64aが折曲部33a、34aを乗り越えるように変形し、鉤状部63a、64aが折曲部33a、34aを乗り越えた状態でそのスナップ動作により、鉤状部63a、64aが折曲部33a、34aにしっかりと係合し、この状態で設定モジュール50を取付凹部31aに取り付ける操作が完了する。
この設定モジュール50が取付凹部31aに取り付けられた状態では、遮断器カバー40の取付窓48の開口壁48a、48bが取付板部61、62の外縁61a、62aに隣接してその僅かに外側に位置し、隙間αが形成される。この隙間αは、人の手の指の挿入を阻止するので、遮断器カバー40が遮断器ベース30に取り付けられている状態では、モジュール側係合部63、64を操作することは不可能であり、モジュール側係合部63、64と本体側係合部35、36との係合を解除する操作は不可能である。遮断器カバー40は、電気接点15が閉路された通電状態において、遮断器ベース30から取り外されることはなく、したがって、遮断器本体10内の電気接点15が閉路された状態で、設定モジュール50を取り外すことは不可能である。
設定モジュール50を遮断器ベース30から取り外す場合には、それに先行して、電気接点15が開路され、その後に遮断器カバー40を遮断器ベース30から取り外す。遮断器カバー40が取り外されると、設定モジュール50は剥き出しの状態となるので、モジュール側係合部63、64を人の手で操作し、その鉤状部63a、64aと折曲部35a、36aとの係合を外すことができ、これにより、設定モジュール50が取付凹部31aから取り外される。
以上のように実施の形態1では、遮断器カバー40の取付窓48を通じて設定モジュール50を遮断器ベース30に向かって挿入することにより、設定モジュール50を簡単に取り付けることができ、併せて遮断器カバー40により、モジュール側係合部63、64と本体側係合部35、36との係合を解除する操作が不能とされるので、電気接点15の通電中に、設定モジュール50が取り外される事態を防止することができ、それに伴なう回路遮断器100の不安定動作を解消できる。また、遮断器カバー40を遮断器ベース30から取り外すことにより、設定モジュール50を取り外すことができるので、設定モジュール50の交換も可能である。
実施の形態2.
図6から図9はこの発明による回路遮断器の実施の形態2を示す。図6は遮断器カバー40を遮断器ベース30に取り付けた状態における実施の形態の正面側の斜視図、図7は実施の形態2の一部分の分解斜視図、図8は遮断器カバー40とダミーモジュール50Aを遮断器ベース30に取り付けた状態における実施の形態2の一部分の断面図、図9は実施の形態2に使用されるダミーモジュール50Aの斜視図である。
この実施の形態2は、設定モジュール50を取り付ける前に、設定モジュール50に代わり、ダミーモジュール50Aを取り付けるようにしたものである。このダミーモジュール50Aは、設定モジュール50と同一の形状、寸法を持ちながら、制御装置20に制御データを設定することが不可能なモジュールであり、モジュール側回路基板55およびモジュール側コネクタ57を持たないモジュールであり、簡単に取り外しできるように構成される。
ダミーモジュール50Aでは、特に図8から明らかなように、そのモジュール側係合部65、66の鉤状部65a、66aは本体側係合部33、34の内側に位置する本体側ケース板35、36の補助折曲部35a、36aに係合している。このダミーモジュール50Aは、その取付板部61、62の外縁61a、62aの表面側に、係合解除レバー71、72を有する。この係合解除レバー71、72は、遮断器カバー40が遮断器ベース30に取り付けられた状態において、ダミーモジュール50Aのモジュール側係合部65、66と補助折曲部35a、36aとの係合を解除させるために設けられる。
係合解除レバー71、72は、取付板部61、62の外縁61a、62aに、その裏面のモジュール側係合部65、66と反対に、取付板部61、62の表面側に直角に折曲がって、取付板部61、62と一体に樹脂により形成されている。この係合解除レバー71、72は、取付窓48からその外部に突出しており、この係合解除レバー71、72を互いに他方に向かって引き寄せるように、矢印A方向に操作することにより、モジュール側係合部65、66と補助折曲部35a、36aとの係合を解除し、ダミーモジュール50Aを取付凹部31aから取り外す。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同じ部分を同じ符号で示し、説明を省略する。
ダミーモジュール50Aは、回路遮断器に設定モジュール50を取り付ける前に、設定モジュール50に代わって、遮断器ベース30の取付凹部31aに取り付けられる。このダミーモジュール50Aは、例えば回路遮断器の運搬中において、設定モジュール50に代わって取り付けられ、回路遮断器の運搬中に設定モジュール50が損傷するような事故を防止する。回路遮断器100の実際の使用に際しては、ダミーモジュール50Aが係合解除レバー71、72により取り外され、実施の形態1で説明したように、設定モジュール50が取付凹部31aに取り付けられる。
以上のように実施の形態2によれば、設定モジュール50に代わってダミーモジュール50Aを遮断器本体10に取り付けることができ、またこのダミーモジュール50Aを取り外し、設定モジュール50を遮断器本体10に容易に取り付けることができる。
実施の形態3.
図10はこの発明による回路遮断器の実施の形態3で使用されるダミーモジュール50Bを示す斜視図である。このダミーモジュール50Bでは、取付板部61、62に機械的な脆弱部75が形成されており、この脆弱部75は、例えば複数の小孔により構成される。このダミーモジュール50Bでは、実施の形態1で説明したモジュール側係合部63、64が取付板部61、62の外縁61a、62aの裏面側に突設され、その表面側には、実施の形態2で説明した係合解除レバー71、72が突設されている。これらのモジュール側係合部63、64および係合解除レバー71、72はモジュールベース51および取付板部61、62と一体に形成される。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同じ部分を同じ符号で示し、説明を省略する。
脆弱部75は、取付板部61、62に、係合解除レバー71、72に近接して形成される。この脆弱部75は係合解除レバー71、72のモジュールベース51寄りの取付板部61、62に形成され、取付板部61、62に機械的な脆弱部を提供する。なお、脆弱部75は、複数の小孔に代わって、単数または複数の溝によって構成することもできる。
実施の形態3では、取付板部61、62は脆弱部75に基づき、容易に変形可能となり、係合解除レバー71、72を互いに外側に向けて矢印B方向に操作することにより、モジュール側係合部63、64と本体側の折曲部33a、34aとの係合を解除する操作を、より小さな操作力で行なえるようにし、その係合解除操作をより容易にする。
実施の形態4.
図11はこの発明による回路遮断器の実施の形態4の一部分の分解斜視図である。この実施の形態4では、設定モジュール50に、表示手段80が付設されている。この表示手段80は、例えば発光ダイオードで構成され、設定モジュール50が遮断器ベース30の取付凹部31aに取り付けられ、モジュール側コネクタ57が本体側コネクタ38に接続されたときに発光し、設定モジュール50が取り付けられたことを表示する。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同じ部分を同じ符号で示し、説明を省略する。
この実施の形態4によれば、表示手段80により、設定モジュール50が遮断器ベース30に取り付けられた状態を簡単に確認できる効果がある。
この発明による回路遮断器は、電子式トリップを有する回路遮断器として、家庭用、産業用の回路遮断器に利用できる。
この発明による回路遮断器の実施の形態1の電気回路図。 実施の形態1の回路遮断器に正面側斜視図。 実施の形態1の回路遮断器の一部分の分解斜視図。 実施の形態1の回路遮断器の一部分の断面図。 実施の形態1の回路遮断器に使用された設定モジュールの斜視図。 この発明による回路遮断器の実施の形態2の正面側斜視図。 実施の形2の回路遮断器の一部分の分解斜視図。 実施の形態2の回路遮断器の一部分の断面図。 実施の形態2の回路遮断器に使用されたダミーモジュールの斜視図。 この発明による回路遮断器の実施の形態3に使用されるダミーモジュールの斜視図。 この発明による回路遮断器の実施の形態4の一部分の分解斜視図。
符号の説明
10:遮断器本体、15:電気接点、20:制御装置、
30:遮断器ベース、35、36:本体側係合部、
40:遮断器カバー、48:取付窓、
50:設定モジュール、51:モジュールベース、63、64:モジュール側係合部、
50A、50B:ダミーモジュール、75:脆弱部、80:表示手段、
100:回路遮断器。

Claims (5)

  1. 遮断器ベースと、この遮断器ベース上に配置され電路に流れる電流を遮断する接点と、前記電路に流れる電流を検出して前記接点を開路させる遮断信号を発生する制御回路と、前記遮断器ベースに取り外し可能に取り付けられ前記接点を覆う遮断器カバーとを有する遮断器本体、および前記遮断器本体に取り外し可能に取り付けられ前記制御回路の動作特性を設定する設定モジュールを備えた回路遮断器であって、
    前記遮断器カバーには取付窓が形成され、前記遮断器ベースには一対の本体側係合部を配設し、また前記設定モジュールは、両側に一対の取付板部を有するモジュールベースと、前記各取付板部の裏面に突設された一対のモジュール側係合部を有し
    前記遮断器カバーが前記遮断器ベースに取り付けられた状態において、前記設定モジュールは、前記取付窓を通じて前記遮断器ベースに向かって挿入され、前記モジュール側係合部を前記本体側係合部に係合して前記遮断器ベースに取り付けられており、
    前記遮断器カバーが前記遮断器ベースに取り付けられ、しかも前記設定モジュールが前記遮断器ベースに取り付けられた状態では、前記遮断器カバーの取付窓の開口壁が前記各取付板部の外縁の僅かに外側に位置し、前記各モジュール側係合部を操作して前記各本体側係合部との係合を解除する操作が、前記遮断器カバーにより不能とされ、
    また前記遮断器カバーを前記遮断器ベースから取り外した状態では、前記各モジュール側係合部を操作して、前記各本体側係合部との係合を解除できるように構成されていることを特徴とする回路遮断器。
  2. 請求項1記載の回路遮断器であって、前記モジュールベースは、前記各取付板部と前記各モジュール側係合部とともに樹脂により一体に形成され、前記各モジュール係合部がスナップ動作により前記本体側係合部に係合されることを特徴とする回路遮断器。
  3. 請求項1記載の回路遮断器であって、前記設定モジュールが前記遮断器本体から取り外された状態で、前記設定モジュールに代わり、ダミーモジュールが取り付け可能とされ、前記ダミーモジュールはモジュールベースを有し、このモジュールベースの両側に一対の取付板部が設けられ、この各取付板部の裏面にはモジュール側係合部がそれぞれ突設され、また前記各取付板部の表面には係合解除レバーが突設されていて、この係合解除レバーにより、前記ダミーモジュールのモジュール側係合部と前記本体側係合部との係合が解除できるように構成されたことを特徴とする回路遮断器。
  4. 請求項記載の回路遮断器であって、前記ダミーモジュールの各取付板部に脆弱部が形成され、前記脆弱部が複数の小孔を有することを特徴とする回路遮断器。
  5. 請求項1記載の回路遮断器であって、前記設定モジュールには、それが前記遮断器本体に取り付けられたことを表示する表示手段が設けられたことを特徴とする回路遮断器。
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