KR200471559Y1 - 소형 배선용 차단기 - Google Patents

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KR200471559Y1
KR200471559Y1 KR2020130000610U KR20130000610U KR200471559Y1 KR 200471559 Y1 KR200471559 Y1 KR 200471559Y1 KR 2020130000610 U KR2020130000610 U KR 2020130000610U KR 20130000610 U KR20130000610 U KR 20130000610U KR 200471559 Y1 KR200471559 Y1 KR 200471559Y1
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김성곤
황선규
김용범
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김성곤
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Abstract

본 고안은 단락전류의 통전시 아마추어가 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 트립 바를 밀어 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되게 하는 트립 동작이 이루어질 수 있도록 구성하여 구조를 보다 단순화시킬 수 있도록 한 소형 배선기용 차단기에 관한 것으로, 그 구성은 핸들 개폐기구의 중심과 트립 바의 하부를 회전 가능하게 지지하는 고정플레이트와; 상기 핸들 개폐기구와 트립 바의 사이에 바이메탈과 함께 구비된 상기 아마추어의 상부측으로 연장 형성되어 상기 트립 바를 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 밀어 동작시키는 트립 바 상부 밀대와; 상기 트립 바 상부 밀대 및 핸들 개폐기구에 의해 상기 고정플레이트의 내부에서 상.하로 이동하고 상기 핸들 개폐기구와 연선으로 연결되는 작동부재와; 상기 작동부재와 연동하면서 함께 구비된 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉 및 개방시키는 개폐부재;로 구성된 것이다.

Description

소형 배선용 차단기{Miniature circuit breaker}
본 고안은 소형 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단락전류의 통전시 아마추어가 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 트립 바를 밀어 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되게 하는 트립 동작이 이루어질 수 있도록 구성하여 구조를 보다 단순화시킬 수 있도록 한 소형 배선기용 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 가정용 또는 소형 차단기의 대부분은 바이메탈(bimetal)에 직접 전류가 흐르며 이 바이메탈의 만곡 특성을 이용하여 개폐기구를 동작시켜 사고전류를 차단하는 기능을 가지고 있다.
바이메탈은 온도의 변화에 따라 한쪽 방향으로 휘어지는 만곡 특성이 있으며, 이때 만곡된 바이메탈이 개폐기구의 트립 바(trip bar)를 작동시켜 개폐기구가 트립 위치로 동작하여 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리됨으로써, 회로에 흐르는 사고전류를 차단하게 된다.
사고전류가 정격 전류보다 1.2배 또는 2배 이상의 과전류라면 바이메탈은 과전류에 의하여 서서히 온도가 올라가면서 만곡하여 수초 내지는 수분 후에 개폐기구의 트립 바를 작동시켜 개폐기구가 트립 위치로 구동되어 사고전류를 안전하게 차단하게 된다.
그러나 사고전류가 정격 전류 보다 몇 십배 또는 몇 백배 이상의 단락전류라면, 바이메탈이 허용할 수 있는 전류를 크게 벗어나므로 바이메탈은 열적 스트레스(stress)로 인하여 끊어져 버리게 되어 사고전류를 안전하게 차단하지 못하게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 종래에 등록특허 제923683호 "소형 배선기용 차단기의 순시 트립 장치"(2009.10.28.공고)가 제안된 바 있는 것으로서, 그 구성은 개폐기구(15)와, 상기 개폐기구(15)를 트립시키는 Y형 트립 바(trip bar)(4)와, 통전 회로에 전기적으로 접속되며, 과전류가 통전하면 만곡하여 상기 트립 바(4)를 트립 동작하도록 미는 바이메탈(2)과, 상기 바이메탈(2)의 주위를 둘러싸게 설치되고, 자성체로 만들어지며, 단락전류가 통전할 때 상기 바이메탈(2)의 주위에 형성되는 자속에 부가되어 증가된 자속을 제공하는 고정 코어(30), 및 상기 통전 회로에 상기 과전류보다 큰 단락전류가 흐를 때, 상기 바이메탈(2)이 트립 바(4)에 접촉하기 전에 상기 고정 코어(30)로부터의 자속과 상기 바이메탈(2)로부터의 자속의 합 자속에 의해 순시적으로 상기 고정 코어(30) 쪽으로 흡인되어 측면이 상기 Y형 트립 바(4)의 하부를 면접촉하여 트립 위치로 미는 판상(板像)의 아마추어(armature)(40)를 포함하여 구성된 것이다.
그리고, 상기 아마추어(40)는 상기 고정 코어(30) 쪽으로 흡인될 때 상기 트립 바(4)를 밀도록 측방으로 돌출한 돌출부(40a)를 가지며, 상기 아마추어(40)를 회전 가능하게 지지하는 요크(50)를 포함하고, 상기 요크(160)는 자성체로 만들어진 고정 코어(150)와 일체로 형성된 것이다.
이와같이 구성된 종래의 소형 배선기용 차단기의 순시 트립 장치는 정격 전류의 1.2배 또는 2배 이상의 과전류인 사고전류가 흐르면, 바이메탈(20)이 도 4에서 우측으로 만곡하여 트립 바(4)의 상단을 밀어 개폐기구(15)를 트립 위치로 동작시켜 과전류를 차단한다.
그리고, 정격 전류 보다 몇 십배 또는 몇 백배 이상의 단락전류가 통전 회로에 흐르면, 바이메탈(20) 주위에 형성되는 원형(폐 루프) 형상의 자속과 자성체로 형성되고 바이메탈(20)을 둘러싸게 형성되는 고정 코어(30)에 의해 형성되는 원형(폐 루프) 형상의 자속이 합쳐져서 강력한 자력을 발생한다. 따라서, 발생된 강력한 자력은 요크(50)에 회전가능하게 지지된 아마추어(40)를 고정 코어(30) 쪽으로 회동하도록 순시적으로 끌어당긴다.
이에 고정 코어(30) 쪽으로 회동하는 아마추어(40)의 돌출부(40a)가 트립 바(4)의 하부를 밀어 역시 개폐기구(15)를 트립 위치로 동작시켜 가동접촉자(1)를 고정접촉자로부터 분리시켜 상기 통전 회로의 통전을 순시적으로 차단하게 되는 것이다.
그러나 이러한 종래의 순시 트립 장치를 갖는 소형 배선기용 차단기는 바이메탈 만곡방향과 반대로 아마추어가 트립바의 하부를 고정코어 측으로 미는 구조이므로 트립바의 하부와 아마추어의 사이에 별도의 연동 구조를 구비해야만 되고, 투입시 온(on)에서 오프(off) 또는 오프에서 온 동작시 반드시 개폐기구의 중립 위치를 거쳐야만 되는 구조를 이루고 있어 이에 관련한 다단계의 굴절부품의 결합에 의해 기기의 복잡성을 초래할 뿐만 아니라 이로 인하여 부품수 및 조립작업 공수의 증가로 작업의 비효율성 및 생산성 저하는 물론 원가상승에 따른 가격 경쟁력 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.
이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 단락전류의 통전시 아마추어가 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 트립 바를 밀어 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되게 하는 트립 동작이 이루어질 수 있도록 구성하여 구조를 보다 단순화시킬 수 있도록 한 소형 배선기용 차단기를 제공함에 있다.
이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 소형 배선용 차단기의 한 형태는 합성수지와 같은 전기적인 절연재를 주조하여 만들어지는 외함과, 상기 외함의 고정접촉자에 가동접촉자를 접촉 및 개방시키는 핸들 개폐기구와, 통전 회로에 전기적으로 접속되며 과전류가 통전하면 만곡하여 트립 바를 동작하도록 미는 바이메탈과, 상기 바이메탈의 주위를 둘러싸게 설치되고 자성체로 만들어지며 단락전류가 통전할 때 상기 바이메탈의 주위에 형성되는 자속에 부가되어 증가된 자속을 제공하는 고정 코어, 및 상기 통전 회로에 상기 과전류보다 큰 단락전류가 흐를 때 상기 바이메탈이 트립 바에 접속하기 전에 상기 고정 코어로부터의 자속과 상기 바이메탈로부터의 자속의 합 자속에 의해 순시적으로 상기 고정 코어 측으로 흡인되는 아마추어로 구성되는 소형 배선용 차단기에 있어서, 상기 핸들 개폐기구의 중심과 트립 바의 하부를 회전 가능하게 지지하는 고정플레이트와; 상기 핸들 개폐기구와 트립 바의 사이에 바이메탈과 함께 구비된 상기 아마추어의 상부측으로 연장 형성되어 상기 트립 바를 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 밀어 동작시키는 트립 바 상부 밀대와; 상기 트립 바 상부 밀대 및 핸들 개폐기구에 의해 상기 고정플레이트의 내부에서 상.하로 이동하고 상기 핸들 개폐기구와 연선으로 연결되는 작동부재와; 상기 작동부재와 연동하면서 함께 구비된 가동접촉자를 고정접촉자(110)에 접촉 및 개방시키는 개폐부재;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트립 바 상부 밀대는 경사각을 이루는 아마추어에 대하여 수직을 이루는 방향으로 아마추어의 상부측으로 연장 형성되고, 서로 경계를 이루는 상기 아마추어와 트립 바 상부 밀대 사이의 양측에 회전축이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정플레이트는 하부 양측이 상부측으로 평행하게 절곡 형성된 플레이트 몸체로 형성되고, 상기 플레이트 몸체의 상부 일측 방향으로 핸들 개폐기구를 중심축으로 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 개폐기구 지지편이 연장 형성되며, 상기 플레이트 몸체의 하부 타측 방향으로 트립 바의 하부를 힌지축으로 회전 가능하게 지지하는 트립 바 지지편이 일체로 형성되며, 상기 개폐기구 지지편의 하부측 플레이트 몸체 상에 연선이 관통하는 수직의 장공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 작동부재는 상단부 양측에 한 쌍의 돌출턱을 형성하고, 트립 바의 배면 하부측에 상기 작동부재의 일측 돌출턱에 접하는 가압턱을 형성하여 상기 가압턱이 상기 작동부재의 돌출턱을 상부측으로 미는 힘에 의해 작동부재가 고정플레이트의 내부에서 상부측으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 고안은 단락전류의 통전시 아마추어가 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 트립 바를 밀어 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되게 하는 트립 동작이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 구조를 보다 단순화시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 부품수 및 조립 작업공수를 현저하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 작업의 신속성에 따른 생산성 향상과 작업의 간편성 및 효율성, 그리고 원가절감에 따른 가격 경쟁력을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1은 본 고안의 전체적인 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 고안의 핸들 개폐기구와 트립 바의 결합 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 고안의 바이메탈 및 고정 코어의 결합 구조를 나타낸 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 고안의 작동 상태를 나타낸 것으로서,
도 4a는 핸들 투입전의 상태를 나타낸 작동 상태도.
도 4b는 핸들 투입후의 상태를 나타낸 작동 상태도.
도 4c는 과전류 및 단락전류에 의한 트립 상태를 나타낸 작동 상태도.
도 5는 종래의 소형 배선용 차단기를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 요부를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안의 전체적인 구성을 나타낸 사시도로서, 일반적으로 소형 배선기용 차단기는 외함(100)과 고정접촉자(110) 및 핸들 개폐기구(120), 트립 바(130)와 바이메탈(140), 그리고 고정 코어(150) 및 요크(160), 아마추어(170)가 구비된다.
상기 외함(100)은 통상에서와 같이 대략 장방형의 함체 형상으로 형성되고, 합성수지와 같은 전기적인 절연재를 주조하여 만들어진다. 상기 핸들 개폐기구(120)는 외함(100)의 양측 단자 사이에 수용 및 설치되어 외함(100)의 고정접촉자(110)에 가동접촉자(211)를 접촉 및 개방시키게 된다.
상기 바이메탈(140)은 통전 회로에 전기적으로 접속되며, 과전류가 통전하면 만곡하여 트립 바(130)를 밀어 트립 동작이 이루어지도록 하고, 트립 바(130)는 회전하여 핸들 개폐기구(120)를 트립 위치로 동작시킴으로써 핸들 개폐기구(120)에 접속된 가동접촉자(211)가 고정접촉자(110)로부터 분리되어 회로를 차단하도록 구성된 것이다.(도 4c 참조)
상기 고정 코어(150)는 바이메탈(140)의 주위를 감싸며 자성체로 이루어지고 정격 전류보다 수 백배 이상의 단락전류가 통전할 때 바이메탈(140)의 주위에 형성되는 폐 루프 형상의 자속에 부가되어 증가된 폐 루프형 자속을 제공함으로써 고정 코어(150)와 바이메탈(140)로부터의 합 자속에 의한 큰 자력이 발생하여 아마추어(170)를 순시적으로 흡인하게 된다. 이때 상기 아마추어(170)는 요크(160)에 의해 회전 가능하게 지지된다.
이러한 소형 배선기용 차단기에 있어, 본 고안은 상기 아마추어(170)의 상부측으로 트립 바 상부 밀대(170b)를 연장 형성하여 단락전류의 통전시 고정 코어(150) 및 바이메탈(140)의 합 자속에 의한 큰 자력으로 아마추어(170)가 순시적으로 고정 코어(150) 측으로 흡인될 때 상기 트립 바 상부 밀대(170b)가 순시적으로 바이메탈(140)의 만곡방향과 동일한 방향으로 트립 바(130)의 상부를 밀어 트립 동작이 이루어질 수 있도록 한 것에 특징이 있다.
그리고, 이러한 트립 동작에 의한 기구적인 결합 관계의 형성을 위해 외함(100)의 내부에 핸들 개폐기구(120)의 중심과 트립 바(130)의 하부를 회전 가능하게 지지하는 고정플레이트(180)가 구비되고, 상기 트립 바 상부 밀대(170b) 및 핸들 개폐기구(120)에 의해 고정플레이트(180)의 내부에서 상.하로 이동하는 작동부재(190)가 구비되는 것이며, 상기 작동부재(190)는 연선(200)에 의해 핸들 개폐기구(120)와 연동하도록 구성되고, 상기 작동부재(190)와 연동하면서 가동접촉자(211)를 고정접촉자(110)에 접촉 및 개방시키는 개폐부재(210)가 구비된다. 여기서, 미설명 부호 212는 가동접촉자(211)가 삽입 및 지지되는 지지홈이다.
도 2는 본 고안의 핸들 개폐기구와 트립 바의 결합 구조를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 고정플레이트(180)는 하부 양측이 상부측으로 평행하게 절곡 형성된 플레이트 몸체(181)로 형성되고, 상기 플레이트 몸체(181)의 상부 일측 방향으로 핸들 개폐기구(120)를 중심축(183)으로 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 개폐기구 지지편(182)(182a)이 연장 형성되며, 상기 플레이트 몸체(181)의 하부 타측 방향으로 트립 바(130)의 하부를 힌지축(185)으로 회전 가능하게 지지하는 트립 바 지지편(184)(184a)이 일체로 형성되며, 상기 개폐기구 지지편(182)(182a)의 하부측 플레이트 몸체(181) 상에 연선(200)이 관통하는 수직의 장공(186)이 형성된 것이다.
도 3은 본 고안의 바이메탈 및 고정 코어의 결합 구조를 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 고안은 상기 트립 바 상부 밀대(170b)는 경사각을 이루는 아마추어(170)에 대하여 수직을 이루는 방향으로 아마추어(170)의 상부측으로 연장 형성되고, 서로 경계를 이루는 상기 아마추어(170)와 트립 바 상부 밀대(170b) 사이의 양측에 회전축(170a)이 일체로 형성된 것이다.
4a 내지 도 4c는 본 고안의 작동 상태를 나타낸 것으로서, 핸들 투입전에는 도 4a에 도시된 바와 같이 가동접촉자(211)가 고정접촉자(110)로부터 분리되어 개방상태를 유지한다.
도 4b에 도시된 바와 같이 핸들을 투입하면 연선(200)으로 연결된 작동부재(190)가 하부측으로 이동하면서 상기 작동부재(190)의 일측 돌출턱(190a)이 개폐부재(210)를 상부측에서 하부측으로 가압하고, 상기 개폐부재(210)는 하부로 이동함으로써 개폐부재(210)의 가동접촉자(211)가 고정접촉자(110)에 접촉되어 통전된다.
이러한 상태에서 단락전류가 통전하면, 도 4c에 도시된 바와 같이 아마추어(170)가 고정 코어(150) 및 바이메탈(140)의 합 자속에 의한 큰 자력으로 회전축(170a)을 중심으로 회전하면서 순시적으로 고정 코어(150) 측으로 흡인되고, 아마추어(170)의 상부측 트립 바 밀대(170b)가 바이메탈(140)의 만곡방향과 동일한 방향으로 트립 바(130)의 상부를 밀게 된다.
이에 따라 상기 트립 바(130)를 고정플레이트(180)의 힌지축(185)을 중심으로 회전하고, 트립 바(130)의 회전에 의해 상기 트립 바(130)의 배면측 가압턱(130a)이 작동부재(190)의 타측 돌출턱(190b)을 상부측으로 밀어 이동시키게 되며, 상기 작동부재(190)의 상부 이동에 의해 개폐부재(210)도 함께 상부측으로 이동하게 됨으로써 개폐부재(210)가 가동접촉자(211)가 고정접촉자(110)로부터 분리되어 개방됨으로써 트립 동작이 이루어지게 되는 것이다.
이같이 본 고안은 상술한 바와 같이 본 고안은 단락전류의 통전시 아마추어가 바이메탈의 만곡방향과 동일방향으로 트립 바를 밀어 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되게 하는 트립 동작이 이루어질 수 있도록 구성함으로써 구조를 보다 단순화시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 부품수 및 조립 작업공수를 현저하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 작업의 신속성에 따른 생산성 향상과 작업의 간편성 및 효율성, 그리고 원가절감에 따른 가격 경쟁력을 한층 증대시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 고안에 의한 소형 배선기용 차단기를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 고안의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 고안의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 고안의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
100: 외함 110: 고정접촉자
120: 핸들 개폐기구 130: 트립 바
130a: 가압턱 140: 바이메탈
150: 고정 코어 160: 요크
170: 아마추어 170a: 회전축
180: 고정플레이트 181: 플레이트 몸체
182,182a: 개폐기구 지지편 183: 중심축
184,184a: 트립 바 지지편 185: 힌지축
186: 장공 190: 작동부재
200: 연선 210: 개폐부재
211: 가동접촉자 212: 지지홈

Claims (4)

  1. 합성수지와 같은 전기적인 절연재를 주조하여 만들어지는 외함(100)과, 상기 외함(100)의 고정접촉자(110)에 가동접촉자(211)를 접촉 및 개방시키는 핸들 개폐기구(120)와, 통전 회로에 전기적으로 접속되며 과전류가 통전하면 만곡하여 트립 바(130)를 동작하도록 미는 바이메탈(140)과, 상기 바이메탈(140)의 주위를 둘러싸게 설치되고 자성체로 만들어지며 단락전류가 통전할 때 상기 바이메탈(140)의 주위에 형성되는 자속에 부가되어 증가된 자속을 제공하는 고정 코어(150), 및 상기 통전 회로에 상기 과전류보다 큰 단락전류가 흐를 때 상기 바이메탈(140)이 트립 바(130)에 접속하기 전에 상기 고정 코어(150)로부터의 자속과 상기 바이메탈(140)로부터의 자속의 합 자속에 의해 순시적으로 상기 고정 코어(150) 측으로 흡인되는 아마추어(170)로 구성되는 소형 배선용 차단기에 있어서,
    상기 핸들 개폐기구(120)의 중심과 트립 바(130)의 하부를 회전 가능하게 지지하는 고정플레이트(180)와;
    상기 핸들 개폐기구(120)와 트립 바(130)의 사이에 바이메탈(140)과 함께 구비된 상기 아마추어(170)의 상부측으로 연장 형성되어 상기 트립 바(130)를 바이메탈(140)의 만곡방향과 동일방향으로 밀어 동작시키는 트립 바 상부 밀대(170b)와;
    상기 트립 바 상부 밀대(170b) 및 핸들 개폐기구(120)에 의해 상기 고정플레이트(180)의 내부에서 상.하로 이동하고 상기 핸들 개폐기구(120)와 연선(200)으로 연결되는 작동부재(190)와;
    상기 작동부재(190)와 연동하면서 함께 구비된 가동접촉자(211)를 고정접촉자(110)에 접촉 및 개방시키는 개폐부재(210);로 구성된 것을 특징으로 한 소형 배선용 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트립 바 상부 밀대(170b)는 경사각을 이루는 아마추어(170)에 대하여 수직을 이루는 방향으로 아마추어(170)의 상부측으로 연장 형성되고, 서로 경계를 이루는 상기 아마추어(170)와 트립 바 상부 밀대(170b) 사이의 양측에 회전축(170a)이 일체로 형성된 것을 특징으로 한 소형 배선용 차단기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정플레이트(180)는 하부 양측이 상부측으로 평행하게 절곡 형성된 플레이트 몸체(181)로 형성되고, 상기 플레이트 몸체(181)의 상부 일측 방향으로 핸들 개폐기구(120)를 중심축(183)으로 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 개폐기구 지지편(182)(182a)이 연장 형성되며, 상기 플레이트 몸체(181)의 하부 타측 방향으로 트립 바(130)의 하부를 힌지축(185)으로 회전 가능하게 지지하는 트립 바 지지편(184)(184a)이 일체로 형성되며, 상기 개폐기구 지지편(182)(182a)의 하부측 플레이트 몸체(181) 상에 연선(200)이 관통하는 수직의 장공(186)이 형성된 것을 특징으로 한 소형 배선용 차단기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작동부재(190)는 상단부 양측에 한 쌍의 돌출턱(190a)(190b)을 형성하고, 트립 바(130)의 배면 하부측에 상기 작동부재(190)의 일측 돌출턱(190a)에 접하는 가압턱(130a)을 형성하여 상기 가압턱(130a)이 상기 작동부재(190)의 돌출턱(190b)을 상부측으로 미는 힘에 의해 작동부재(190)가 고정플레이트(180)의 내부에서 상부측으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한 소형 배선용 차단기.

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