WO2014076870A1 - 回路遮断器 - Google Patents

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WO2014076870A1
WO2014076870A1 PCT/JP2013/005952 JP2013005952W WO2014076870A1 WO 2014076870 A1 WO2014076870 A1 WO 2014076870A1 JP 2013005952 W JP2013005952 W JP 2013005952W WO 2014076870 A1 WO2014076870 A1 WO 2014076870A1
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佑高 佐藤
浜田 佳伸
洋平 細岡
山縣 秀人
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富士電機機器制御株式会社
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    • H01H71/02Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0221Majority of parts mounted on central frame or wall
    • HELECTRICITY
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    • H01H71/0235Contacts and the arc extinguishing space inside individual separate cases, which are positioned inside the housing of the circuit breaker
    • HELECTRICITY
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    • H01H71/08Terminals; Connections
    • H01H2071/086Low power connections for auxiliary switches, e.g. shunt trip

Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker such as a circuit breaker used for a low piezoelectric path or a leakage breaker.
  • the circuit breaker includes a contact portion composed of a stationary contact and a movable contact corresponding to each phase of the main circuit, an arc extinguishing device for extinguishing an arc generated between the contacts, and an opening / closing mechanism for opening and closing the movable contact
  • the tripping mechanism of the opening / closing mechanism and the overcurrent tripping device for detecting the overcurrent and operating the tripping mechanism are incorporated in the mold case.
  • an overcurrent such as a short circuit current
  • arc gas generated by the arc generated between the fixed contact and the movable contact of the main circuit wraps around to other mechanisms such as a switching mechanism, and the insulation inside the circuit breaker is insulated.
  • the insulation strength between the phases is lowered and high interruption performance cannot be obtained.
  • the melted metal (contact material, etc.) evaporated under the heat of the arc may scatter around the arc gas and adhere to the movable parts of the open / close mechanism or tripping mechanism, impairing the shut-off function. is there.
  • a structure (first countermeasure) for preventing the invasion of arc gas by using an additional part between the contact portion and another functional portion such as an opening / closing mechanism for example, as in Patent Document 1
  • a structure in which an intermediate case constituting the mold case is provided with a pole interval wall that separates the contact portion and the arc extinguishing device, and a partition wall that separates the contact portion and the overcurrent tripping device (the second case)
  • a second measure is to provide a plurality of partitions (pole spacing walls, partition walls) in the space inside the circuit breaker, thereby limiting the movable space of the opening / closing mechanism, tripping mechanism, and overcurrent tripping device.
  • the degree of freedom in design is reduced. Therefore, the present invention can reduce the manufacturing cost and improve the degree of freedom of design while ensuring the insulation performance at the time of short-circuit interruption, and with respect to other functional parts mounted inside together with the contact part. It is an object of the present invention to provide a circuit breaker that can suppress the influence of arc generation to a minimum.
  • a circuit breaker includes a contact portion including a fixed contact and a movable contact, an arc extinguishing device, and opening and closing of the movable contact in a mold case.
  • the mold case is composed of a case body and a cover attached to an upper portion of the case body, and the case body is The lower case and an intermediate case that has a bottom portion that shields between the lower case and is attached to the upper portion of the lower case.
  • the contact portion and the arc extinguishing are formed in the inner space of the lower case.
  • a device is incorporated, and the opening / closing mechanism, the overcurrent tripping device, and the interior accessory device are incorporated in the internal space of the intermediate case.
  • the space in which the contact portion is disposed and the space in which the overcurrent trip device and the opening / closing mechanism are disposed are shielded by the intermediate case. Therefore, the space in which the contact portion is disposed.
  • the arc gas generated in the above does not enter the space on the overcurrent trip device and the switching mechanism side.
  • the arc gas can be prevented from entering only by mounting an intermediate case incorporating an overcurrent trip device and an opening / closing mechanism on the lower case, and no additional parts as in the conventional device are required.
  • the space of the lower case shielded by the intermediate case can be used without restriction, the degree of freedom in design is improved.
  • the cover includes an upper cover that covers the overcurrent tripping device and the opening / closing mechanism, and a storage recess in which the interior accessory device formed on the upper cover is disposed.
  • An auxiliary cover that is pivotably connected in the vicinity and performs an opening / closing operation, and by opening the auxiliary cover, the interior accessory device is disposed in the storage recess and is connected to the opening / closing mechanism. By incorporating or removing and closing the auxiliary cover, the interior accessory device disposed in the storage recess is closed.
  • the circuit breaker when attaching and detaching the interior accessory from the inside of the circuit breaker, the auxiliary cover connected to the upper cover is opened without touching the internal device of the circuit breaker. It is possible to safely incorporate or remove the interior accessory from the storage recess.
  • the manufacturing cost can be reduced, and the insulation performance at the time of short-circuit interruption can be ensured while improving the degree of freedom of design. It is possible to minimize the influence of arc generation on the functional part.
  • the circuit breaker 1 includes a movable contact 3 provided with a movable contact 3a at the tip in a case 2 formed of a resin mold, and the movable contact 3 can be rotated.
  • the arc generated between the load side terminal plate 20 connected to the movable contact 3, the overcurrent tripping device 8 connected to the power source side terminal 6, and the movable contact 3a and the fixed contact 5a is extinguished.
  • An arc extinguishing chamber 9 that arcs and an attached switch 10 such as an auxiliary switch and an alarm switch that electrically indicate the ON / OFF / trip state of the circuit breaker 1 are housed.
  • the case 2 includes a case main body 11 and a cover 12 attached to the upper portion of the case main body 11.
  • the case body 11 includes a lower case 13 that forms the bottom of the circuit breaker 1 and an intermediate case 14 that is attached to the upper portion of the lower case 13.
  • the cover 12 includes an upper cover 15 attached to the upper part of the intermediate case 14 and an auxiliary cover 16 that is rotatably attached to the upper cover 15 and performs an opening / closing operation.
  • a plurality of partition walls 13a for partitioning phases are formed inside a rectangular parallelepiped lower case 13 having an open top, and an arc extinguishing chamber for each phase is formed between the partition walls 13a.
  • a movable contact 3, a movable contact support 4 and a fixed contact 5 are incorporated.
  • the intermediate case 14 mounted on the upper part of the lower case 13 includes an arc extinguishing chamber 9, a movable contact 3, a movable contact support 4 and a fixed contact 5 incorporated in the lower case 13.
  • a closed bottom portion 14a is formed.
  • the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 are attached to the intermediate case 14 attached to the upper part of the lower case 13. At this time, the overcurrent tripping device 8 is fastened by the fixed contact 5 and the screw 8a.
  • the opening / closing mechanism 7 is connected to the movable contact 3 via a toggle link (not shown).
  • the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 attached to the intermediate case 14 are covered with an upper cover 15 constituting the cover 12.
  • the upper cover 15 is formed with a pocket-shaped storage recess 15 a, and an auxiliary cover 16 that closes the opening of the storage recess 15 a is rotatably mounted on the upper cover 15. .
  • the accessory switch 10 is assembled from the opening of the storage recess 15 a of the upper cover 15 to be connected to the opening / closing mechanism 7. Then, as shown in FIG. 7, the auxiliary switch 16 is covered with the auxiliary cover 16 by rotating the auxiliary cover 16 to the upper position of the auxiliary switch 10.
  • the mold case according to the present invention corresponds to the case 2
  • the bottom of the intermediate case according to the present invention corresponds to the bottom 14a
  • the contact according to the present invention corresponds to the movable contact 3 and the fixed contact 5. is doing.
  • the assembly procedure of the circuit breaker of this embodiment will be described.
  • the arc extinguishing chamber 9, the movable contact 3, the movable contact support portion 4 and the fixed contact 5 are assembled in the lower case 13.
  • the intermediate case 14 is mounted on the lower case 13, and the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 are assembled on the intermediate case 14.
  • the space where the movable contact 3 and the stationary contact 5 are disposed and the space where the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 are disposed are separated by the bottom portion 14 a of the intermediate case 14.
  • the upper cover 15 on which the auxiliary cover 16 is rotatably mounted is mounted on the intermediate case 14.
  • the accessory switch 10 is assembled in the storage recess 15a provided in the upper cover 15 to be connected to the opening / closing mechanism 7, and finally the auxiliary cover 16 is rotated to the upper position of the accessory switch 10 (closing operation is performed).
  • the attached switch 10 is covered with the auxiliary cover 16.
  • the opening / closing mechanism 7 is unlocked by the operation of the overcurrent tripping device 8, and the movable contact 3 is separated from the fixed contact 5 ( Rotate in the opening direction). Further, when a large current such as a short-circuit current flows through the circuit breaker 1, the currents passing through the movable contact 3 and the fixed contact 5 are in opposite directions, so that the movable contact 3 is affected by the electromagnetic repulsive force acting between them. Rotates in a direction away from the fixed contact 5.
  • the effect of the circuit breaker 1 of this embodiment is demonstrated.
  • the space in which the movable contact 3 and the stationary contact 5 are arranged and the space in which the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 are arranged are shielded by the intermediate case 14. 3 and the arc gas generated in the space on the stationary contact 5 side does not enter the space on the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 side. Therefore, the insulation performance inside the circuit breaker 1 can be improved.
  • the circuit breaker 1 of the present embodiment prevents arc gas from entering just by mounting the intermediate case 14 incorporating the overcurrent tripping device 8 and the opening / closing mechanism 7 on the lower case 13, like the conventional device. Since no additional parts are required, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts.
  • the accessory switch 10 that is an internal accessory is attached to or detached from the circuit breaker 1, the internal devices of the circuit breaker 1 (movable contact 3, fixed contact 5, switching mechanism 7, overcurrent trip device) 8.
  • the auxiliary cover that is rotatably attached to the upper cover 15 is opened without touching the arc extinguishing chamber 9) with the finger (the state shown in FIGS. 5 and 6), and the accessory switch 10 is installed in the storage recess 15a. Can be safely installed or removed.
  • the interior accessory device is not limited to the accessory switch 10 and may be a device such as a voltage trip device.
  • the circuit breaker according to the present invention can reduce the manufacturing cost, can ensure the insulation performance at the time of short-circuit interruption while improving the degree of design freedom, and is mounted inside with the contact part. This is useful for minimizing the influence of arc generation on the other functional parts.

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Abstract

 モールドケース(2)を、ケース本体(11)と、ケース本体の上部に装着されるカバー(12)とで構成し、ケース本体を、下部ケース(13)と、下部ケースとの間を遮蔽する底部(14a)を有して下部ケースの上部に装着される中間ケース(14)とで構成し、下部ケースの内部空間に接触子部(3,5)及び消弧装置(9)が組み込まれ、中間ケースの内部空間に、開閉機構(7)、過電流引外し装置(8)及び内装付属装置である付属スイッチ(10)が組み込まれている。

Description

回路遮断器
 本発明は、低圧電路に用いられる配線用遮断器や漏電遮断器などの回路遮断器に関する。
 回路遮断器は、主回路の各相に対応する固定接触子と可動接触子からなる接触子部、接触子間に発生するアークを消弧する消弧装置、可動接触子を開閉駆動する開閉機構、開閉機構の引外し機構、及び過電流を検出して引外し機構を作動させる過電流引外し装置を、モールドケースに組み込んで構成されている。
 上記構成の回路遮断器は、短絡電流などの過電流を遮断すると、主回路の固定接点及び可動接点の間に発生したアークによるアークガスが開閉機構などの他の機構に回り込み、遮断器内部の絶縁性能が低下するとともに、電流遮断時に発生したアークガスが極間にまたがって流れ込むと、相間の絶縁強度が低下して高い遮断性能を得ることができない。また、アークの熱を受けて蒸発した金属(接点材料など)の溶融物がアークガスに随伴して周辺に飛散し、開閉機構や引外し機構の可動部分に付着して遮断動作機能を損なうことがある。
 このようなアーク発生による課題に対して、接触子部と開閉機構などの他の機能部との間を追加部品によってアークガスの侵入を防ぐ構造(第1の対策)や、例えば特許文献1のように、モールドケースを構成する中間ケースに、接触子部及び消弧装置を隔離する極間隔壁と、接触子部と過電流引外し装置とを隔離する中仕切隔壁とを設ける構造(第2の対策)とすることで、他の機能部へのアークガスや金属溶融物の侵入を防ぎ、短絡遮断後の絶縁性能を確保することができる。
特許第4650023号
 しかし、第1の対策は、追加部品を使用することで部品点数が増加するので、製造コストの高騰化の面で問題がある。
 また、第2の対策は、回路遮断器内部のスペースに複数の隔壁(極間隔壁、中仕切隔壁)を設けることで、開閉機構、引外し機構及び過電流引外し装置の可動スペースが制限され、設計自由度が低下するという問題がある。
 そこで、本発明は、製造コストの低減化を図り、設計自由度を向上させながら短絡遮断時の絶縁性能を確保することができるとともに、接触子部とともに内部に搭載された他の機能部に対してアーク発生による影響を最小限に抑制することができる回路遮断器を提供することを目的としている。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回路遮断器は、モールドケース内に、固定接触子及び可動接触子からなる接触子部と、消弧装置と、前記可動接触子の開閉機構と、過電流引外し装置と、内装付属装置と、を組み込んだ回路遮断器において、前記モールドケースを、ケース本体と、ケース本体の上部に装着されるカバーとで構成し、前記ケース本体を、下部ケースと、この下部ケースとの間を遮蔽する底部を有して当該下部ケースの上部に装着される中間ケースとで構成し、前記下部ケースの内部空間に前記接触子部及び前記消弧装置が組み込まれ、前記中間ケースの内部空間に、前記開閉機構、前記過電流引外し装置及び前記内装付属装置が組み込まれている。
 この一態様に係る回路遮断器によると、接触子部を配置した空間と、過電流引外し装置及び開閉機構を配置した空間が、中間ケースにより遮蔽されているので、接触子部を配置した空間で発生したアークガスが過電流引外し装置及び開閉機構側の空間に回り込まない。また、下部ケース上に、過電流引外し装置及び開閉機構を組み込んだ中間ケースを装着するだけでアークガスの侵入を防いでおり、従来装置のような追加部品を必要としない。さらに、中間ケースで遮蔽された下部ケースの空間を制約なく使用することができるので、設計自由度が向上する。
 また、本発明の一態様に係る回路遮断器は、前記カバーが、前記過電流引外し装置及び前記開閉機構を覆う上部カバーと、この上部カバーに形成した前記内装付属装置を配置する収納凹部の近傍に回動自在に連結され、開閉動作を行う補助カバーと、を備え、前記補助カバーの開動作を行うことで、前記内装付属装置を前記収納凹部に配置して前記開閉機構に連結状態で組み込み、或いは取り外し、前記補助カバーの閉動作を行うことで、前記収納凹部に配置した前記内装付属装置を閉塞するようにした。
 この一態様に係る回路遮断器によると、内装付属部品を回路遮断器内部から着脱する場合には、回路遮断器の内部装置に指を触れることなく、上部カバーに連結した補助カバーの開動作を行い、収納凹部に内装付属部品を安全に組み込み、或いは、取り外すことが可能となる。
 本発明に係る回路遮断器によれば、製造コストの低減化を図り、設計自由度を向上させながら短絡遮断時の絶縁性能を確保することができるとともに、接触子部とともに内部に搭載された他の機能部に対してアーク発生による影響を最小限に抑制することができる。
本発明に係る回路遮断器の断面図である。 下部ケースに組み込まれる消弧装置と接触子部を示す図である。 下部ケース上に装着される中間ケースの形状を示す図である。 中間ケース上に組み込まれる開閉機構及び過電流引外し装置を示す図である。 中間ケース上に装着されるカバーの構造を示す図である。 補助カバーが開動作を行った状態で内装付属装置を装着する状態を示す図である。 補助カバーが閉動作を行い、内装付属装置を閉塞している回路遮断器を示す図である。
 以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
 図1に示すように、本実施形態の回路遮断器1は、樹脂モールドで形成したケース2内に、先端に可動接点3aを設けた可動接触子3と、可動接触子3を回動可能に支持する可動接触子支持部4と、可動接点3aに接触する固定接点5aを有し、電源側端子6に接続されている固定接触子5と、可動接触子3を開閉駆動する開閉機構7と、可動接触子3に接続されている負荷側端子板20と、電源側端子6側に接続されている過電流引外し装置8と、可動接点3a及び固定接点5aの間で発生したアークを消弧する消弧室9と、回路遮断器1のON・OFF・トリップ状態を電気的に表示する補助スイッチや警報スイッチなどの付属スイッチ10と、が収納されている。
 ケース2は、ケース本体11と、このケース本体11の上部に装着されるカバー12とで構成されている。
 ケース本体11は、回路遮断器1の底部を形成する下部ケース13と、下部ケース13の上部に装着される中間ケース14とで構成されている。
 カバー12は、中間ケース14の上部に装着される上部カバー15と、上部カバー15に回動自在に装着されて開閉動作を行う補助カバー16とで構成されている。
 図2に示すように、上部が開口した直方体形状の下部ケース13の内部には、相間を仕切る複数の隔壁部13aが形成されており、これら隔壁部13aの間に、各相の消弧室9、可動接触子3、可動接触子支持部4及び固定接触子5が組み込まれている。
 図3に示すように、下部ケース13の上部に装着される中間ケース14は、下部ケース13内部に組み込んだ消弧室9、可動接触子3、可動接触子支持部4及び固定接触子5を閉塞する底部14aが形成されている。
 図4に示すように、下部ケース13の上部に装着した中間ケース14に、過電流引外し装置8及び開閉機構7が装着される。この際、過電流引外し装置8は、固定接触子5とネジ8aによって締結される。開閉機構7は可動接触子3とトグルリンク(不図示)を介して連結されている。
 図5に示すように、中間ケース14に装着した過電流引外し装置8及び開閉機構7を、カバー12を構成する上部カバー15で覆う。ここで、上部カバー15にはポケット状の収納凹部15aが形成されているとともに、この収納凹部15aの開口部を閉塞する補助カバー16が、上部カバー15の上部に回動自在に装着されている。
 また、図6に示すように、上部カバー15の収納凹部15aの開口部から、付属スイッチ10を組み込んで開閉機構7に連結状態とする。
 そして、図7に示すように、補助カバー16を付属スイッチ10の上部位置まで回動することで、付属スイッチ10が補助カバー16で覆われる。
 ここで、本発明に係るモールドケースがケース2に対応し、本発明に係る中間ケースの底部が底部14aに対応し、本発明に係る接触子部が可動接触子3及び固定接触子5に対応している。
 次に、本実施形態の回路遮断器の組立て手順について説明する。
 先ず、下部ケース13内に、消弧室9、可動接触子3、可動接触子支持部4及び固定接触子5を組み込む。
 次に、下部ケース13上に中間ケース14を装着し、中間ケース14上に過電流引外し装置8及び開閉機構7を組み込む。これにより、中間ケース14の底部14aにより、可動接触子3及び固定接触子5を配置した空間と、過電流引外し装置8及び開閉機構7を配置した空間が別空間となる。
 次に、中間ケース14上に、補助カバー16が回動自在に装着されている上部カバー15を装着する。
 次に、上部カバー15に設けた収納凹部15aに付属スイッチ10を組み込んで開閉機構7に連結状態とし、最後に、補助カバー16を付属スイッチ10の上部位置まで回動する(閉動作を行う)ことで、付属スイッチ10を補助カバー16で覆う。
 上記構成の回路遮断器1において通電電流が過負荷状態となると、過電流引外し装置8の動作により開閉機構7の鎖錠が外され、可動接触子3は固定接触子5から離間する方向(開極方向)に回動動作を行なう。
 また、回路遮断器1に短絡電流などの大電流が流れると、可動接触子3及び固定接触子5を通る電流は互いに逆方向になるため、これらの間に働く電磁反発力により可動接触子3が固定接触子5から離間する方向に回動動作を行なう。
 これにより、可動接触子3の可動接点3a及び固定接触子5の固定接点5aの間にアークが発生してアーク電圧が高められ、次いで過電流引外し装置8の指令で可動接触子3が開離して短時間で限流遮断が行われる。
 可動接点3a及び固定接点5aの間にアークが発生すると、このアークの熱を受けて蒸発した金属(接点材料など)の溶融物がアークガスに随伴して周辺に飛散する。
 可動接触子3及び固定接触子5を配置した空間は、過電流引外し装置8及び開閉機構7を配置した空間に対して中間ケース14の底部14aにより遮蔽されているので、可動接触子3及び固定接触子5側の空間で発生したアークガスが過電流引外し装置8及び開閉機構7側の空間に回り込まない。
 次に、本実施形態の回路遮断器1の効果について説明する。
 本実施形態によると、可動接触子3及び固定接触子5を配置した空間と、過電流引外し装置8及び開閉機構7を配置した空間が、中間ケース14により遮蔽されているので、可動接触子3及び固定接触子5側の空間で発生したアークガスが過電流引外し装置8及び開閉機構7側の空間に回り込まない。したがって、回路遮断器1内部の絶縁性能を向上させることができる。
 また、本実施形態の回路遮断器1は、下部ケース13上に、過電流引外し装置8及び開閉機構7を組み込む中間ケース14を装着するだけでアークガスの侵入を防いでおり、従来装置のような追加部品を必要としないので、部品点数の減少により製造コストの低減化を図ることができる。
 また、可動接触子3及び固定接触子5を配置した空間にはアークガスを遮蔽する隔壁が存在しておらず、中間ケース14で遮蔽された下部ケース13の空間を制約なく使用することができるので、設計自由度を向上させることができる。
 さらに、回路遮断器1に内装の付属部品である付属スイッチ10を着脱する場合には、回路遮断器1の内部装置(可動接触子3、固定接触子5、開閉機構7、過電流引外し装置8、消弧室9)に指を触れることなく、上部カバー15に回動自在に装着されている補助カバーの開動作を行い(図5及び図6の状態)、収納凹部15aに付属スイッチ10を安全に組み込み、或いは、取り外すことができる。
 なお、内装の付属装置は、付属スイッチ10に限ることはなく、電圧引外し装置などの装置であってもよい。
 以上のように、本発明に係る回路遮断器は、製造コストの低減化を図り、設計自由度を向上させながら短絡遮断時の絶縁性能を確保することができるとともに、接触子部とともに内部に搭載された他の機能部に対してアーク発生による影響を最小限に抑制するのに有用である。
 1…回路遮断器、2…ケース、3…可動接触子、3a…可動接点、4…可動接触子支持部、5…固定接触子、5a…固定接点、6…電源側端子、7…開閉機構、8…過電流引外し装置、8a…ネジ、9…消弧室、10…付属スイッチ、11…ケース本体、12…カバー、13…下部ケース、13a…隔壁部、14…中間ケース、14a…底部、15…上部カバー、15a…収納凹部、16…補助カバー、20…負荷側端子板
 

Claims (2)

  1.  モールドケース内に、固定接触子及び可動接触子からなる接触子部と、消弧装置と、前記可動接触子の開閉機構と、過電流引外し装置と、内装付属装置と、を組み込んだ回路遮断器において、
     前記モールドケースを、ケース本体と、ケース本体の上部に装着されるカバーとで構成し、
     前記ケース本体を、下部ケースと、この下部ケースとの間を遮蔽する底部を有して当該下部ケースの上部に装着される中間ケースとで構成し、
     前記下部ケースの内部空間に前記接触子部及び前記消弧装置が組み込まれ、前記中間ケースの内部空間に、前記開閉機構、前記過電流引外し装置及び前記内装付属装置が組み込まれていることを特徴とする回路遮断器。
  2.  前記カバーは、前記過電流引外し装置及び前記開閉機構を覆う上部カバーと、この上部カバーに形成した前記内装付属装置を配置する収納凹部の近傍に回動自在に連結され、開閉動作を行う補助カバーと、を備え、
     前記補助カバーの開動作を行うことで、前記内装付属装置を前記収納凹部に配置して前記開閉機構に連結状態で組み込み、或いは取り外し、
     前記補助カバーの閉動作を行うことで、前記収納凹部に配置した前記内装付属装置を閉塞することを特徴とする請求項1記載の回路遮断器。
     
PCT/JP2013/005952 2012-11-16 2013-10-07 回路遮断器 WO2014076870A1 (ja)

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