JP3711153B2 - 回路遮断器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、開閉接触部の劣化を検知できる回路遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、回路遮断器の開閉接触部は、大きな電流を遮断した時や小さい電流を多数回遮断した時の消耗による場合や、化学性雰囲気等において発生する接触部の化学的変化等によって劣化する場合が多い。この劣化によって開閉接触部の接触抵抗が増大した時に電流によるジュール熱が増大し、電流通電性能が低下することが知られている。
【０００３】
この様に、開閉接触部が劣化した状態で回路遮断器に電流を通電すると、電流値が正常であっても開閉接触部が異常発熱し、回路遮断器が故障して電力の供給が不意に停止することもある。このため回路遮断器が故障する前に劣化を発見して、開閉接触部の修理や、場合によっては回路遮断器の取り替えをすることができれば、電力の供給停止を防止できる。
【０００４】
この様な回路遮断器の開閉接触部の劣化を発見する従来の方法は、定期的に回路遮断器に定格電流のような所定の電流を通電して接触部の温度上昇値を測定したり、或は接触部の接触抵抗値を測定して、予め求められている使用限度値を超過しているか否かによって判定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この様な従来の技術によって行う回路遮断器の劣化状態の判定は、比較的精密に行うことが出来るが、所定の電流を流したり、或は接触抵抗を測定するために使用中の回路遮断器を取り外す必要があり、少なくとも回路遮断器の使用を一時中断する必要があった。
【０００６】
使用状態にある回路遮断器の劣化状態を判定する別の方法としては、この方法も精密に行うことが出来るものであるが、予め通電電流毎に開閉接触部の温度上昇値の使用限度値を求めておき、劣化の判定をしようとする使用中の回路遮断器を流れる回路電流値とその回路遮断器の開閉接触部の温度上昇値を測定して比較する方法があった。併し乍ら、この様な方法は、回路遮断器１台毎に電流計を設置する必要が有り、特に、数量の多い小形の回路遮断器の場合には事実上この様な方法を採用するのは経済的に非常に困難であった。
【０００７】
この様な劣化の判定は精密であるに越したことはない。併し、電力の供給を一次停止することの得失や経済性を考慮すれば、精密な判定技術を利用することなく、例えば精度に関しては多少劣るが簡単にできる判定方法をインターバルを短くして行うことによって、劣化の傾向を早期に発見すれば電力の不意の供給の停止を防止できる。
【０００８】
従って、この発明の主な目的は、回路遮断器が使用状態であっても使用を中断することなく簡単に劣化の判定をすることができる回路遮断器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によれば、回路遮断器は、開閉接触部を有する回路遮断器であって、前記開閉接触部の近傍部分に備えられた第１の感温手段と、前記開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くい部分であり且つ通電電流が変化した時であっても前記開閉接触部が正常な状態においては前記第１の感温手段が備えられた前記開閉接触部の近傍部分との温度差が略一定となるような基準部分に備えられた第２の感温手段とを有し、前記略一定の温度差を既知の値として予め求めておき、使用状態において前記第１の感温手段と前記第２の感温手段との出力の差が前記既知の値と相異したことを検知することによって前記開閉接触部の異常な温度変化を判定することを特徴としている。
【００１０】
【作用】
特許請求の範囲の請求項１による発明は、回路遮断器に電流が流れると、開閉接触部が、接触抵抗によるジュール熱によって略電流の２乗に比例して温度上昇する。
【００１１】
基準部分は、開閉接触部が劣化していない正常な状態で電流を流した時に開閉接触部またはその近傍部分との温度差が、通電電流が変化しても略一定であるような部分が選定されており、この一定の差を実験等により予め求めておくことができる。
【００１２】
更に、この基準部分は開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くいために、開閉接触部が劣化して接触抵抗が増加することによって開閉接触部の温度が正常時より上昇した時に、その上昇値分ほども基準部分の温度は上昇しない。このために実使用状態において、回路遮断器に流れている電流値が不明であっても双方の感温手段によって得られる温度差が、いずれの方が高いかということも勘案して、前述の予め求められている略一定の温度差と異なるようであれば、その回路遮断器の開閉接触部は劣化傾向にあると判定することが出来る。
【００１３】
また、特許請求の範囲の請求項２による発明は、前述の予め求められている略一定の温度差が略零になるように基準部分を選定しているために、判定する時は略一定の数値を記憶したりする必要が無く、差が略零でなかったら劣化傾向にあると判定できる。
【００１４】
更に、特許請求の範囲の請求項３による発明は、感温手段として熱電対を使用しているために、取付スペースが小さくて済み、前述の略一定の温度差の部分を選定し易い。また、２箇所に設けた熱電対の夫々の出力の差が出力されるように熱電対を直列に接続し、その出力端の出力を１回測定することによって判定が出来る。
【００１５】
この発明の他の目的と特長および利点は以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろう。
【００１６】
【実施例】
この発明による回路遮断器の一実施例を図１および図２によって説明する。
図１において、回路遮断器には開閉接触部を含む主回路導電部、開閉接触部を開閉する開閉機構部、過電流が流れた時に自動的に開閉接触部を回路する引外し機構部等が成型絶縁物のカバーおよびベースから成るケース１内に収納されている。尚、開閉機構部および引外し機構部はこの発明の主要部ではないので、図示と詳細な説明は省略する。
【００１７】
この発明の回路遮断器の主回路導電部は、電源側端子を兼ねる固定接触子２、固定接触子２に固着した固定接点３、固定接点３と接離可能であって固定接点３と共に開閉接触部を構成する可動接点４、可動接点４を一端で固着する可動接触子５、可動接触子５の他端に一端が固着する可撓線６、可撓線６の他端を固着しヒータ７とねじで接続されてケース１に固定される中継端子８およびヒータ７に固着する負荷側端子９等を有している。可動接触子５は開閉機構部に連結されており、軸１０によって回動自在に軸支される可動接触子ホルダ１１に軸１２によって回動自在に軸支され、接圧ばね１３によって反時計方向に偏倚されていて、固定接点３と可動接点４の間に接触圧力を発生させている。
【００１８】
また、ヒータ７にはヒータ７と共に熱動引外し素子を構成するバイメタル１４の一端部が接触して固定されており、この回路遮断器に過電流が流れた時にヒータ７において発生するジュール熱がバイメタル１４に伝導されて、バイメタル１４が湾曲してバイメタル１４の他端部が引外し機構を動作させ、開閉機構部を介して可動接触子ホルダ１１を時計方向に回動させて可動接点４を固定接点３から開離させる。尚、開閉機構部はハンドル１５によって操作することができる。
【００１９】
更に、この発明の回路遮断器のケース１の裏面の開閉接触部に近い部分とヒータ７と中継端子８の接触部に近い部分には夫々の感温部が定着されている熱電対１６と熱電対１７が設けられている。熱電対１７の感温部の定着部近傍には、接続部が劣化することのない互いに固着した可撓線６と中継端子８の接続部およびねじで強固に接続されたヒータ７と中継端子８の接続部、並びにヒータ７が存在するが、夫々の部分は流れる電流に応じて安定的に発熱する。従って、熱電対１７の感温部の定着部分の温度は流れる電流値に応じて変化するものゝ他からの影響を受けなければ安定している。
【００２０】
すなわち、図２において、この図はこの回路遮断器の定格電流の１００％、９０％、８０％および５０％の電流をこの回路遮断器の正常状態において流した時の各部の温度分布曲線が実線によって示しているが、熱電対１６および熱電対１７の感温部の定着位置は互いの温度の差が電流値が異なってもほぼ等しい部分、すなわちＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がほぼ等しい温度Ｄになる部分に選ばれる。
【００２１】
このような回路遮断器の開閉接触部が実使用中に劣化した時に、その部分の接触抵抗の上昇による発熱の増加を含めた各部の温度分布が図２に点線で示されている。この図２によると、開閉接触部の発熱の増加が各部に影響を与えており、熱電対１６や熱電対１７の感温部の定着部分もその影響を受けているが、その影響の度合いは開閉接触部の近傍に位置している熱電対１６の感温部の定着部分の方が開閉接触部からより離れた熱電対１７の感温部の定着部分よりも大きい。従って、この時の互いの温度差ＤＸは、前述の電流値によって変化の殆どない温度差Ｄとは異なり、回路遮断器の劣化傾向を発見することが出来る。これらの温度差の違いは、使用状態の電流がいかなる値であっても現れてくる。
【００２２】
この実施例では、熱電対１６および１７がそれらの出力が差となって出力されるように直列に接続されている。従って、その出力端に出力を測定する計測器を接続し、その出力が略零であれば劣化がないと判定できる。尚、これら熱電対１６および１７を個別に出力端を取り出し、それらの出力を比較して劣化の判定をすることも出来る。
【００２３】
更に、本実施例では熱電対１６および１７の感温部の定着位置として、回路遮断器が正常な状態において互いの温度の差が電流値が異なってもほゞ等しい部分を選定した。併し、この実施例の様に、この温度の差が電流値が異なってもほゞ等しくない部分であってもほゞ一定になる部分を選定しても良く、事前にこの差を求めておくことによって実使用状態における熱電対１６および１７の出力の差と比較することによって劣化の判定が出来る。
【００２４】
【発明の効果】
この発明に依れば、回路遮断器は、開閉接触部を有する回路遮断器であって、この記開閉接触部またはその近傍部分および基準部分とに感温手段が設けられており、基準部分が開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くい部分であり、且つ開閉接触部が正常な状態において通電電流が変化した時であっても開閉接触部またはその近傍との温度差が略一定である部分であるので、回路遮断器に電流が流れると、開閉接触部が、接触抵抗によるジュール熱によって略電流の２乗に比例して温度上昇し、基準部分が、開閉接触部が劣化していない正常な状態で電流を流した時に開閉接触部またはその近傍部分との温度差が、通電電流が変化しても略一定であるような部分が選定されており、この一定の差を実験等により予め求めておくことが出来る。
【００２５】
更に、この基準部分が開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くいために、開閉接触部が劣化して接触抵抗が増加することによって開閉接触部の温度が正常時よりも上昇した時に、その上昇値分ほども基準部分の温度は上昇しない。このために、実使用状態において、回路遮断器に流れている電流値が不明であっても双方の感温手段によって得られる温度差が、いずれの方が高いかということも勘案して、前述の予め求められている略一定の温度差と異なるようであれば、その回路遮断器の開閉接触部は劣化傾向にあると判定することが出来る等の、実使用中の回路遮断器の開閉接触子の劣化傾向の発見を、電流を遮断したり電流計等の電流測定装置を使用することなく簡単に行うことができるために、何等電力の供給に影響を与えることなく回路の信頼性を容易に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による回路遮断器の一実施例の要部を示す側断面図である。
【図２】 この発明の回路遮断器の各部における電流に対する温度分布曲線を示す図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 固定接触子
３ 固定接点
４ 可動接点
５ 可動接触子
６ 可撓線
７ ヒータ
８ 中継端子
９ 負荷側端子
１０ 軸
１１ 可動接触子ホルダ
１２ 軸
１３ 接圧ばね
１４ バイメタル
１６ 熱電対
１７ 熱電対
【産業上の利用分野】
この発明は、開閉接触部の劣化を検知できる回路遮断器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、回路遮断器の開閉接触部は、大きな電流を遮断した時や小さい電流を多数回遮断した時の消耗による場合や、化学性雰囲気等において発生する接触部の化学的変化等によって劣化する場合が多い。この劣化によって開閉接触部の接触抵抗が増大した時に電流によるジュール熱が増大し、電流通電性能が低下することが知られている。
【０００３】
この様に、開閉接触部が劣化した状態で回路遮断器に電流を通電すると、電流値が正常であっても開閉接触部が異常発熱し、回路遮断器が故障して電力の供給が不意に停止することもある。このため回路遮断器が故障する前に劣化を発見して、開閉接触部の修理や、場合によっては回路遮断器の取り替えをすることができれば、電力の供給停止を防止できる。
【０００４】
この様な回路遮断器の開閉接触部の劣化を発見する従来の方法は、定期的に回路遮断器に定格電流のような所定の電流を通電して接触部の温度上昇値を測定したり、或は接触部の接触抵抗値を測定して、予め求められている使用限度値を超過しているか否かによって判定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この様な従来の技術によって行う回路遮断器の劣化状態の判定は、比較的精密に行うことが出来るが、所定の電流を流したり、或は接触抵抗を測定するために使用中の回路遮断器を取り外す必要があり、少なくとも回路遮断器の使用を一時中断する必要があった。
【０００６】
使用状態にある回路遮断器の劣化状態を判定する別の方法としては、この方法も精密に行うことが出来るものであるが、予め通電電流毎に開閉接触部の温度上昇値の使用限度値を求めておき、劣化の判定をしようとする使用中の回路遮断器を流れる回路電流値とその回路遮断器の開閉接触部の温度上昇値を測定して比較する方法があった。併し乍ら、この様な方法は、回路遮断器１台毎に電流計を設置する必要が有り、特に、数量の多い小形の回路遮断器の場合には事実上この様な方法を採用するのは経済的に非常に困難であった。
【０００７】
この様な劣化の判定は精密であるに越したことはない。併し、電力の供給を一次停止することの得失や経済性を考慮すれば、精密な判定技術を利用することなく、例えば精度に関しては多少劣るが簡単にできる判定方法をインターバルを短くして行うことによって、劣化の傾向を早期に発見すれば電力の不意の供給の停止を防止できる。
【０００８】
従って、この発明の主な目的は、回路遮断器が使用状態であっても使用を中断することなく簡単に劣化の判定をすることができる回路遮断器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によれば、回路遮断器は、開閉接触部を有する回路遮断器であって、前記開閉接触部の近傍部分に備えられた第１の感温手段と、前記開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くい部分であり且つ通電電流が変化した時であっても前記開閉接触部が正常な状態においては前記第１の感温手段が備えられた前記開閉接触部の近傍部分との温度差が略一定となるような基準部分に備えられた第２の感温手段とを有し、前記略一定の温度差を既知の値として予め求めておき、使用状態において前記第１の感温手段と前記第２の感温手段との出力の差が前記既知の値と相異したことを検知することによって前記開閉接触部の異常な温度変化を判定することを特徴としている。
【００１０】
【作用】
特許請求の範囲の請求項１による発明は、回路遮断器に電流が流れると、開閉接触部が、接触抵抗によるジュール熱によって略電流の２乗に比例して温度上昇する。
【００１１】
基準部分は、開閉接触部が劣化していない正常な状態で電流を流した時に開閉接触部またはその近傍部分との温度差が、通電電流が変化しても略一定であるような部分が選定されており、この一定の差を実験等により予め求めておくことができる。
【００１２】
更に、この基準部分は開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くいために、開閉接触部が劣化して接触抵抗が増加することによって開閉接触部の温度が正常時より上昇した時に、その上昇値分ほども基準部分の温度は上昇しない。このために実使用状態において、回路遮断器に流れている電流値が不明であっても双方の感温手段によって得られる温度差が、いずれの方が高いかということも勘案して、前述の予め求められている略一定の温度差と異なるようであれば、その回路遮断器の開閉接触部は劣化傾向にあると判定することが出来る。
【００１３】
また、特許請求の範囲の請求項２による発明は、前述の予め求められている略一定の温度差が略零になるように基準部分を選定しているために、判定する時は略一定の数値を記憶したりする必要が無く、差が略零でなかったら劣化傾向にあると判定できる。
【００１４】
更に、特許請求の範囲の請求項３による発明は、感温手段として熱電対を使用しているために、取付スペースが小さくて済み、前述の略一定の温度差の部分を選定し易い。また、２箇所に設けた熱電対の夫々の出力の差が出力されるように熱電対を直列に接続し、その出力端の出力を１回測定することによって判定が出来る。
【００１５】
この発明の他の目的と特長および利点は以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろう。
【００１６】
【実施例】
この発明による回路遮断器の一実施例を図１および図２によって説明する。
図１において、回路遮断器には開閉接触部を含む主回路導電部、開閉接触部を開閉する開閉機構部、過電流が流れた時に自動的に開閉接触部を回路する引外し機構部等が成型絶縁物のカバーおよびベースから成るケース１内に収納されている。尚、開閉機構部および引外し機構部はこの発明の主要部ではないので、図示と詳細な説明は省略する。
【００１７】
この発明の回路遮断器の主回路導電部は、電源側端子を兼ねる固定接触子２、固定接触子２に固着した固定接点３、固定接点３と接離可能であって固定接点３と共に開閉接触部を構成する可動接点４、可動接点４を一端で固着する可動接触子５、可動接触子５の他端に一端が固着する可撓線６、可撓線６の他端を固着しヒータ７とねじで接続されてケース１に固定される中継端子８およびヒータ７に固着する負荷側端子９等を有している。可動接触子５は開閉機構部に連結されており、軸１０によって回動自在に軸支される可動接触子ホルダ１１に軸１２によって回動自在に軸支され、接圧ばね１３によって反時計方向に偏倚されていて、固定接点３と可動接点４の間に接触圧力を発生させている。
【００１８】
また、ヒータ７にはヒータ７と共に熱動引外し素子を構成するバイメタル１４の一端部が接触して固定されており、この回路遮断器に過電流が流れた時にヒータ７において発生するジュール熱がバイメタル１４に伝導されて、バイメタル１４が湾曲してバイメタル１４の他端部が引外し機構を動作させ、開閉機構部を介して可動接触子ホルダ１１を時計方向に回動させて可動接点４を固定接点３から開離させる。尚、開閉機構部はハンドル１５によって操作することができる。
【００１９】
更に、この発明の回路遮断器のケース１の裏面の開閉接触部に近い部分とヒータ７と中継端子８の接触部に近い部分には夫々の感温部が定着されている熱電対１６と熱電対１７が設けられている。熱電対１７の感温部の定着部近傍には、接続部が劣化することのない互いに固着した可撓線６と中継端子８の接続部およびねじで強固に接続されたヒータ７と中継端子８の接続部、並びにヒータ７が存在するが、夫々の部分は流れる電流に応じて安定的に発熱する。従って、熱電対１７の感温部の定着部分の温度は流れる電流値に応じて変化するものゝ他からの影響を受けなければ安定している。
【００２０】
すなわち、図２において、この図はこの回路遮断器の定格電流の１００％、９０％、８０％および５０％の電流をこの回路遮断器の正常状態において流した時の各部の温度分布曲線が実線によって示しているが、熱電対１６および熱電対１７の感温部の定着位置は互いの温度の差が電流値が異なってもほぼ等しい部分、すなわちＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がほぼ等しい温度Ｄになる部分に選ばれる。
【００２１】
このような回路遮断器の開閉接触部が実使用中に劣化した時に、その部分の接触抵抗の上昇による発熱の増加を含めた各部の温度分布が図２に点線で示されている。この図２によると、開閉接触部の発熱の増加が各部に影響を与えており、熱電対１６や熱電対１７の感温部の定着部分もその影響を受けているが、その影響の度合いは開閉接触部の近傍に位置している熱電対１６の感温部の定着部分の方が開閉接触部からより離れた熱電対１７の感温部の定着部分よりも大きい。従って、この時の互いの温度差ＤＸは、前述の電流値によって変化の殆どない温度差Ｄとは異なり、回路遮断器の劣化傾向を発見することが出来る。これらの温度差の違いは、使用状態の電流がいかなる値であっても現れてくる。
【００２２】
この実施例では、熱電対１６および１７がそれらの出力が差となって出力されるように直列に接続されている。従って、その出力端に出力を測定する計測器を接続し、その出力が略零であれば劣化がないと判定できる。尚、これら熱電対１６および１７を個別に出力端を取り出し、それらの出力を比較して劣化の判定をすることも出来る。
【００２３】
更に、本実施例では熱電対１６および１７の感温部の定着位置として、回路遮断器が正常な状態において互いの温度の差が電流値が異なってもほゞ等しい部分を選定した。併し、この実施例の様に、この温度の差が電流値が異なってもほゞ等しくない部分であってもほゞ一定になる部分を選定しても良く、事前にこの差を求めておくことによって実使用状態における熱電対１６および１７の出力の差と比較することによって劣化の判定が出来る。
【００２４】
【発明の効果】
この発明に依れば、回路遮断器は、開閉接触部を有する回路遮断器であって、この記開閉接触部またはその近傍部分および基準部分とに感温手段が設けられており、基準部分が開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くい部分であり、且つ開閉接触部が正常な状態において通電電流が変化した時であっても開閉接触部またはその近傍との温度差が略一定である部分であるので、回路遮断器に電流が流れると、開閉接触部が、接触抵抗によるジュール熱によって略電流の２乗に比例して温度上昇し、基準部分が、開閉接触部が劣化していない正常な状態で電流を流した時に開閉接触部またはその近傍部分との温度差が、通電電流が変化しても略一定であるような部分が選定されており、この一定の差を実験等により予め求めておくことが出来る。
【００２５】
更に、この基準部分が開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くいために、開閉接触部が劣化して接触抵抗が増加することによって開閉接触部の温度が正常時よりも上昇した時に、その上昇値分ほども基準部分の温度は上昇しない。このために、実使用状態において、回路遮断器に流れている電流値が不明であっても双方の感温手段によって得られる温度差が、いずれの方が高いかということも勘案して、前述の予め求められている略一定の温度差と異なるようであれば、その回路遮断器の開閉接触部は劣化傾向にあると判定することが出来る等の、実使用中の回路遮断器の開閉接触子の劣化傾向の発見を、電流を遮断したり電流計等の電流測定装置を使用することなく簡単に行うことができるために、何等電力の供給に影響を与えることなく回路の信頼性を容易に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による回路遮断器の一実施例の要部を示す側断面図である。
【図２】 この発明の回路遮断器の各部における電流に対する温度分布曲線を示す図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 固定接触子
３ 固定接点
４ 可動接点
５ 可動接触子
６ 可撓線
７ ヒータ
８ 中継端子
９ 負荷側端子
１０ 軸
１１ 可動接触子ホルダ
１２ 軸
１３ 接圧ばね
１４ バイメタル
１６ 熱電対
１７ 熱電対
Claims (3)
- 開閉接触部を有する回路遮断器であって、
前記開閉接触部の近傍部分に備えられた第１の感温手段と、
前記開閉接触部の温度上昇の影響を受け難くい部分であり且つ通電電流が変化した時であっても前記開閉接触部が正常な状態においては前記第１の感温手段が備えられた前記開閉接触部の近傍部分との温度差が略一定となるような基準部分に備えられた第２の感温手段と
を有し、前記略一定の温度差を既知の値として予め求めておき、使用状態において前記第１の感温手段と前記第２の感温手段との出力の差が前記既知の値と相異したことを検知することによって前記開閉接触部の異常な温度変化を判定することを特徴とする回路遮断器。 - 前記基準部分は、通電電流が変化した時であっても前記開閉接触部が正常な状態においては前記第１の感温手段が備えられた前記開閉接触部の近傍部分の温度との前記略一定の温度差が略零となるような部分に位置することを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。
- 前記第１及び第２の感温手段は熱電対であることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載の回路遮断器。
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| JP6645295A JP3711153B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 回路遮断器 |
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| JP3711153B2 true JP3711153B2 (ja) | 2005-10-26 |
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| JP6645295A Expired - Fee Related JP3711153B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 回路遮断器 |
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Families Citing this family (6)
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