JPH09219137A - 回路遮断器 - Google Patents

回路遮断器

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JPH09219137A
JPH09219137A JP32140496A JP32140496A JPH09219137A JP H09219137 A JPH09219137 A JP H09219137A JP 32140496 A JP32140496 A JP 32140496A JP 32140496 A JP32140496 A JP 32140496A JP H09219137 A JPH09219137 A JP H09219137A
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frame
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control mechanism
magnetic pole
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Hiroshi Matsuura
宏 松浦
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Toa Kogyo Co Ltd
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Toa Kogyo Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2472Electromagnetic mechanisms with rotatable armatures

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】安定かつ確実な遮断特性を得られるとともに、
組立が容易で部品数も減少できてその分安価な回路遮断
器を提供することを目的とする。 【解決手段】アーマチュア34は、基部をフレーム29
に回動自在に支持されるとともに、先端部に立上がり片
36を有している。そして、引張りばね38の一端部を
フレームの先端部に係止し、他端部をアーマチュアの立
上がり片に係止して、アーマチュアから離間して張架し
ている。制御機構11におけるラッチ体22の一端部
は、アーマチュアの先端部に対向している。従来技術よ
り引張りばねの長さを長くできてばね定数を小さくで
き、正常時にはアーマチュアを所要の引張り力で引張る
とともに、異常時には比較的小さな力でアーマチュアを
磁極に吸引して制御機構に作用させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁装置の作動
により制御機構をトリップさせて回路開閉機構を開放す
る回路遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】この種装置は、操作体の操作により回路
開閉機構を閉成状態に維持する制御機構を、電磁装置が
作動することによりトリップさせるようにしている。電
磁装置は、異常時たとえば過電流通流時に生じる磁気力
によりアーマチュアを吸引し、このアーマチュアが移動
することによって、制御機構に作用して制御機構をトリ
ップさせる。このような装置は、負荷の保護、電気事故
防止等のため、異常時には確実に回路開閉機構を開放し
て、回路を遮断することが要求される。すなわち、異常
時には、まず、電磁装置のアーマチュアが確実に移動し
て制御機構に作用する必要がある。また、この種装置
は、比較的小さなケースに組込まれることが多いため、
組立性が容易なことが望まれる。
【0003】従来、電磁装置の構造に関する技術とし
て、特開昭48−28972号公報に示されるもの(従
来技術1)がある。
【0004】図4は従来技術1の断面側面図、図5は同
じく一部拡大斜視図である。このものは、ケース内に設
けられた電磁装置41における磁芯の磁極42に対向し
てアーマチュア43を設けている。このアーマチュア4
3は枢着軸44を介して電磁装置41のフレーム45に
回動自在に支持されている。また、アーマチュア43
は、枢着軸44に装着されたトーションバー46によっ
て、磁極42から離間するようなばね力を付勢されてい
る。前記トーションバー46は、一端をアーマチュア4
3に係止し、他端をフレーム45に係止されるものであ
る。47、47は回路開閉機構であり、一方は電源端子
に接続され、他方は電磁装置41を介して負荷端子に接
続されている。48は制御機構で、操作体49の操作に
より前記回路開閉機構47を閉成状態とし、前記電磁装
置41が異常時に作動するとトリップして回路開閉機構
47を開放する。すなわち、制御機構48は電磁装置4
1のアーマチュア43に対向するラッチ体50を有し、
アーマチュア43が吸引されたときラッチ体50が押さ
れることによりトリップする。
【0005】また、他の従来技術として、特開昭51−
106068号公報に示されるもの(従来技術2)があ
る。
【0006】図6は従来技術2の一部の斜視図である。
このものも、電磁装置61における磁芯の磁極62に対
向してアーマチュア63を設け、このアーマチュア63
を電磁装置61のフレーム64に回動自在に支持してい
る。そして、アーマチュア63の中間部およびフレーム
64の間に設けた引張りばね65によって、アーマチュ
ア63が磁極62から離間するようにしている。66は
制御機構(図示省略)のラッチ体で、アーマチュア63
に対向している。制御機構は回路開閉機構(図示省略)
を開閉制御する。
【0007】これら従来技術1、2は、ともに、アーマ
チュアの比較的先端部で制御機構のラッチ体を押圧する
ようにしているため、アーマチュアの回動支持部から押
圧部までの長さを長くでき、所要の押圧力を得やすい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1は、アーマチュア43の付勢用としてトーションバ
ー46を用いているためつぎのような問題があった。
【0009】(1)組立に際しては、枢着軸44をトー
ションバー46に挿通しながらフレーム45に通し、か
つ、トーションバー46の一端をアーマチュア43の一
側に係止し、他端をフレーム45に係止しなければなら
ない。しかしながら、これらの作業は小さな部品に対し
て、かつ、狭いスペース内で、しかも、トーションバー
46のばね力に抗しながら行わなければならない。この
ため、作業性が極めて悪く、生産性が悪くなることか
ら、その分高価になることを免れない。
【0010】(2)トーションバー46を用いる関係上
枢着軸44が必要で、その分部品数が増え、この点から
も高価になってしまう。
【0011】(3)前記のようにトーションバー46の
一端部をアーマチュア43の一側に係止し、他端部をフ
レーム45の一側に係止するため、アーマチュア43に
は枢着軸44の軸心に対して傾く向きの力が加わる。こ
の結果、電磁装置41の吸引時に吸引力をロスしたり、
アーマチュア43の回動の円滑さが損なわれたりして、
動作の安定性が損なわれる原因になる。
【0012】従来技術2は、引張りばね65の一端をア
ーマチュア63の磁極62との対向面より回動支持部側
に係止するようにしているため、つぎのような問題があ
った。
【0013】(1)引張りばね65は、フレーム64
と、アーマチュア63の中間部との狭い間に張架される
から、その長さが短いものになる。引張りばね65は、
同一素材、同一巻線径の場合、その長さが短ければ短い
ほど、ばね定数が大きくなる。したがって、従来技術2
は、正常時にはアーマチュア63を磁極62から所要の
引張り力で離間させ、かつ、異常時には電磁装置61の
吸引力によりアーマチュア63でラッチ体66を押圧さ
せるという両者を満足することが非常に困難になる。す
なわち、この種装置は、正常時には振動等により不所望
にラッチ体66を押圧しないようにある程度の引張り力
でアーマチュア63を磁極62から離間させている必要
がある。また、異常時には、引張りばね65のばね力に
抗しながら電磁装置61の吸引力により、アーマチュア
63を確実にラッチ体66に作用させる必要がある。し
たがって、ばね定数を小さくする方が上記正常時と異常
時とにおけるそれぞれの要求を満たすのに有利である。
【0014】これに対し、従来技術2のように長さが短
く、ばね定数が大きい引張りばね65では、正常時に所
定の力でアーマチュア63を引張るようにすると、異常
時には相当大きな吸引力を作用させる必要がある。しか
し、電磁装置の吸引力を大きく設計することは困難であ
る。すなわち、回路遮断器は、異常(たとえば過電流)
のレベルに応じて異常発生時から回路開閉動作までの間
に所定の遅延時間を持たせている。異常(たとえば過電
流)のレベルが大きいほど、短い遅延時間で回路を開放
するようになっている。したがって、電磁装置61の吸
引力を単に大きめに設計すると、たとえばモーター等の
始動時に流れる短期間の大電流で、所定の遅延時間に達
する以前に作動してしまうという別の問題が生じる。
【0015】一方、異常時に比較的小さい力で吸引でき
るようにするためには、正常時の引張り力を小さくして
おく必要がある。しかし、この場合には、上述したよう
に、振動等によりラッチ体を不所望に押圧して誤動作す
ることになる。
【0016】したがって、正常時の引張り力を適度に設
定することになるが、この場合には、電磁装置61のア
ーマチュア63を吸引する吸引力が設計値よりわずかで
も不足したり、引張りばね65の長さが設計値よりわず
かに不足したりすると、引張りばね65を必要量伸ばす
ことができなくなる。このため、異常時に電磁装置61
の吸引力でアーチュア63をラッチ体66を押圧するま
で確実に回動させることが困難になって、確実な回路開
閉動作を得られなくなる。あるいは、電磁装置61の吸
引力、引張りばね65の寸法を厳格に管理する必要があ
り、その分装置が高価になる。
【0017】(2)引張りばね65の一端をアーマチュ
ア63の中間部に設けるため、引張りばね65の一端部
がアーマチュア63の表面に擦れる。したがって、この
ことからも引張り力に対する変位量の一定化を図ること
が困難になったり、吸引力をロスすることになったりし
て動作の安定性が損なわれる。
【0018】本発明は、安定かつ確実な遮断特性を得ら
れるとともに、組立が容易で部品数も減少できてその分
安価な回路遮断器を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、回路開閉機構
と;操作体と;操作体の操作により回路開閉機構を閉成
状態に維持し、後出の電磁装置が作動した際にトリップ
されて回路開閉機構を開放する制御機構と;一端に磁極
を有する磁芯、磁芯に磁束を作用させる巻線、磁芯に磁
気的に結合したフレーム、先端に立上り片を有し基端部
がフレームに回動自在に枢着されて磁極に対向するよう
に配設されたアーマチュア、およびフレームとアーマチ
ュアの立上り片との間にアーマチュアから離間して張架
されてアーマチュアを磁極から離間するようにばね力を
作用させる引張りばねを有し、アーマチュアが磁極に吸
引されて回動することによりアーマチュアが制御機構に
作用して制御機構をトリップさせる電磁装置と;を具備
していることを特徴とする。
【0020】本発明において制御機構は、常時は回路開
閉機構を閉成状態に維持可能であり、異常時に電磁装置
が作動したときにはトリップして回路開閉機構を開放し
得るものであればよい。このような制御機構としては、
周知のものを使用可能であり、また、当業者であれば適
宜構成し得るものである。
【0021】また、引張りばねを係止する手段として
は、周知の手段を用い得るもので、たとえばフレームお
よびアーマチュアの立上がり片それぞれに小孔を形成
し、この小孔に係止することができる。
【0022】本発明による回路遮断器は、異常時たとえ
ば過電流が流れたようなときには電磁装置の吸引力によ
りアーマチュアが磁極に吸引される。これによりアーマ
チュアが回動して、制御機構に作用する。したがって、
制御機構はトリップし、回路開閉機構を開放して回路を
遮断する。
【0023】引張りばねは、フレームの立上がり片およ
びアーマチュアの先端部の間に張架されることにより、
その長さは従来技術2のものより長く形成される。した
がって、引張りばねのばね定数は小さくなる。このた
め、正常時にアーマチュアを所要の引張り力で磁極から
離間させ、かつ、異常時には電磁装置の吸引力によりア
ーマチュアを制御機構に作用させるという両者を満足す
ることが容易になる。すなわち、正常時には振動等で誤
動作することがなく、異常時には比較的小さな吸引力で
も確実に制御機構に作用するようになる。これにより、
電磁装置、引張りばねに部品ばらつきがあっても、この
ばらつきを吸収して異常時にアーマチュアを電磁装置の
吸引力により所要量吸引可能になる。このため、アーマ
チュアの作動ひいては制御機構の作動を安定化させる。
【0024】また、引張りばねはアーマチュアの表面に
擦れることがなく、吸引力をロスさせたり、ばね力を不
安定にすることがない。
【0025】組立に際しては、その順序は問わないが、
所要部品を組立てるとともに、アーマチュアをフレーム
に支持させ、フレームとアーマチュアの立上がり片との
間に引張りばねをその各端部を係止することによって張
架する。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。
【0027】図1は本発明の一実施形態の断面側面図、
図2は同じく要部の拡大分解斜視図、図3は同じく要部
の拡大断面図である。1はケースで、一面が開口したベ
ース2とこのベース2の開口を覆うカバー3とからな
る。このケース1には電源端子4、負荷端子5がそれぞ
れ設けられている。
【0028】6は前記電源端子4および固定端子5の間
を電気的に開閉可能な回路開閉機構である。回路開閉機
構6は、電源端子4と導電状態に配設された固定接点
7、コンタクトアーム8およびこのコンタクトアーム8
に固定されて固定設点7に対向する可動接点9を有して
いる。コンタクトアーム8は、軸10に回動自在に支持
されている。
【0029】11は操作体たとえば操作ハンドルで、軸
12に回動可能に支持され、操作されることにより前記
回路開閉機構6を閉成する。13は制御機構であり、前
記操作体11の操作により閉成された回路開閉機構6の
状態を維持するとともに、後述する電磁装置の作動によ
りトリップして回路開閉機構6を開放する。以下、本実
施形態の制御機構13について詳細に説明する。前記操
作体11の先端には第1のリンク体14が回動自在に連
結されており、この第1のリンク体14に押圧される開
閉体15が設けられている。この開閉体15には前記コ
ンタクトアーム8を通す開口16を有するとともに、傾
斜された上面が第1のリンク体14の下端に当接されて
いる。また、前記コンタクトアーム8とベース2との間
には、回路開閉機構6を開放する向きに弾性力を付与す
る圧縮コイルばね17が設けられている。このように弾
性力を付与する手段としては、周知のようにコンタクト
アーム8自体の弾性力を利用するようにしてもよい。さ
らに、軸18を支軸として回動する第2のリンク体1
9、この第2のリンク体19を時計方向へ付勢するばね
20が設けられている。第2のリンク体19の回動遊端
には、ピン21が立設されている。一方、ラッチ体22
が軸23に回動自在に軸支されており、ラッチ体22の
一端部には前記ピン21に係合する係合部24が形成さ
れている。したがって、ラッチ体22は、軸23を中心
に回動して、係合部24がピン21に係合したり、係合
を解かれたりするようになっている。
【0030】25は電磁装置である。本実施形態の電磁
装置25について、以下詳細に説明する。26は磁芯
で、一端に磁極27を有する。28は前記コンタクトア
ーム8、負荷端子5を通して流れる電流を通流する巻線
で、前記磁芯26に磁束を作用させる。29は前記磁芯
26と磁気的に結合して、磁路の一部を形成するフレー
ムである。フレーム29の先端部には細長の開口30
と、開口30の開口縁の一部に位置した段状の支え部3
1と、開口30から切り起こされて傾斜しエッジ部32
aを有するする屈曲片32と、小孔33とが形成されて
いる。34はアーマチュアで、一端にはフレーム29に
当接するストッパ35が形成され、他端には立上がり片
36を有している。この立上がり片36はたとえばコの
字形に形成されている。さらに、この立上がり片36に
小孔37が形成されている。38は引張りばねで、フレ
ーム29の小孔33とアーマチュア34の立上がり片3
6の小孔37とに係止されている。
【0031】ケース1内には、電磁石13が立設されて
おり、この電磁石13の鉄心14の軸心に沿って前記フ
レーム12が設けられている。本実施形態におけるフレ
ーム12は、負荷端子5に接続されて電源電磁石13の
継鉄を兼ね、前記軸10が取付けられている。このよう
な構造により、コンタクトアーム8ひいては可動端子9
と負荷端子5とを電気的に接続している。
【0032】つぎに、本実施形態の作用を説明する。図
1の状態は回路開閉機構6が閉成している状態である。
この状態で異常時たとえば過電流が流れた場合には、電
磁装置25の吸引作用によりアーマチュア34が磁極2
7に吸引される。これにより、アーマチュア34の先端
部がラッチ体22を押圧して、ラッチ体22を支軸23
を中心に反時計方向へ回動させる。したがって、ラッチ
体22の係合部24が第2のリンク体19のピン21と
の係合を解かれる。これにより、第2のリンク体19の
反時計方向への回動が可能になり、弾性体17の弾性力
によって開閉体15がその上面により第1のリンク体1
4の下部を第2のリンク体19側に寄せながら押し上げ
る。また、第1のリンク体14の回動により操作体11
が反時計方向へ回動する。同時に、コンタクトアーム8
の上方への回動動作が許容され、回路開閉機構6は開放
される。
【0033】このように、電磁装置25の検出動作によ
り制御機構13がトリップされて回路遮断がなされた直
後には、アーマチュア34が引張りばね38の付勢力に
より磁極27から離間し、ラッチ体22はアーマチュア
34に押されて時計方向に復帰する。したがって、操作
体11を時計方向へ倒すことにより、第1のリンク体1
4は垂直に姿勢を修正しながら下降する。この下降によ
り開閉体15を押圧し、コンタクトアーム8が開閉体1
5に押し下げられ回路開閉機構6を閉成する。このと
き、第2のリンク体19はばね20の付勢力により軸2
9を中心に時計方向へ復帰し、回動遊端のピン21とラ
ッチ体22の係合部24とが弾発的に係合する。
【0034】組立に際しては、磁芯26等を保持したフ
レーム29と制御機構13とをベース2に組立てる。カ
バー3をベース2に固定する前の状態で、フレーム29
の開口30にアーマチュア34を挿入し、立上がり片3
6の小孔37とフレーム29の小孔33とに引張りばね
38を張設する。このとき、引張りばね38はアーマチ
ュア34に沿うため、ベース2の広い開口側において取
付作業を行うことができる。また、開口30にアーマチ
ュア34を挿入する過程で立上がり片36によりラッチ
体22の一端部を挟むため、アーマチュア34とラッチ
体22との連結も簡単に行なえる。さらに、引張りばね
38の付勢力によりアーマチュア34がストッパ35を
もってフレーム29に当接するとともに、屈曲片32の
エッジ部32aに支えられて安定する。
【0035】また、支え部31のエッジ部31aとこの
真上に位置する屈曲片32のエッジ部32aとは、線接
触状態でアーマチュア34を支える。このため、エッジ
部31a、32aの間隔を小さくしてアーマチュア34
の無駄な動きを規制するとともに、アーマチュア34を
円滑に回動させることができる。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明は、アーマチュア
を磁極と離反する方向に付勢するばねとして引張りばね
を用い、この引張りばねをフレームおよびアーマチュア
の立上がり片の間にアーマチュアの表面から離間して張
設したから、つぎの効果を奏する。
【0037】(1)従来技術1のようにアーマチュアに
吸引力をロスさせるような傾き力を与えることがない。
【0038】(2)従来技術2より引張りばねの長さを
長くできるから、ばね定数を小さくでき、正常時にはア
ーマチュアを所要の引張り力で引張るとともに、異常時
には比較的小さな力でアーマチュアを磁極に吸引して制
御機構に作用させることができる。したがって、誤動作
することがなく、かつ、異常時には確実な回路開閉動作
を得られる。
【0039】(3)引張りばねがアーマチュアの表面に
擦れることがなく、吸引力をロスさせたり、ばね力を不
安定にしたりして動作を不安定化させることがない。
【0040】(4)引張りばねの組立に際しては、引張
りばねをフレームとアーマチュアの立上がり片とに係止
するだけでよいから、作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す断面側面図
【図2】同じく要部の拡大斜視図
【図3】同じく要部の拡大断面図
【図4】従来技術1を示す断面側面図
【図5】同じく要部の拡大斜視図
【図6】従来技術2の要部を示す斜視図
【符号の説明】
6…回路開閉機構 11…操作体 13…制御機構 25…電磁装置 34…アーマチュア 38…引張りばね

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路開閉機構と;操作体と;操作体の操作
    により回路開閉機構を閉成状態に維持し、後出の電磁装
    置が作動した際にトリップされて回路開閉機構を開放す
    る制御機構と;一端に磁極を有する磁芯、磁芯に磁束を
    作用させる巻線、磁芯に磁気的に結合したフレーム、先
    端に立上り片を有し基端部がフレームに回動自在に枢着
    されて磁極に対向するように配設されたアーマチュア、
    およびフレームとアーマチュアの立上り片との間にアー
    マチュアから離間して張架されてアーマチュアを磁極か
    ら離間するようにばね力を作用させる引張りばねを有
    し、アーマチュアが磁極に吸引されて回動することによ
    りアーマチュアが制御機構に作用して制御機構をトリッ
    プさせる電磁装置と;を具備していることを特徴とする
    回路遮断器。
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