JP4852385B2 - 回路遮断器 - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば分電盤内等に設置される回路遮断器に関するものである。
回路遮断器としては、遮断対象の電路に流れる電流が定格値を超えると電路を遮断する過電流遮断機能を備えたもの、電路に漏電が発生するとそれを検出して遮断動作する漏電遮断機能を備えたもの、過電流遮断機能及び漏電遮断機能の両機能を備えたもの等がある。このような回路遮断器において、従来、負荷側端子は、複数(たとえば単相3線式タイプのものでは3つ)の端子を水平方向へ並設して形成されていた。そして、電路に設けられた接点を開閉操作する接点操作部材を強制的に開動作させる開閉機構部は、左右方向へ長く伸びる腕部を有するT字状の引き外し部材を、操作ハンドルの回動操作に応じて引き外し動作するように、L字状又はコ字状のフレームに軸支して構成していた(たとえば、特許文献1)。
特開2000−323005号公報
近年、回路遮断器の小型化・薄型化が求められている。しかしながら、従来の回路遮断器は、水平方向へ複数の端子を並設して負荷側端子を形成していたため、薄型化に限度があり、負荷側端子の構成の変更が望まれている。また、回路遮断器を薄型化するにあたり、開閉機構部に係る構成も、特許文献1に開示されているようなT字状の引き外し部材やL字状又はコ字状のフレームを用いた構成から変更した方が望ましい。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、負荷側端子や開閉機構部の構成を従来にない新規な構成として、薄型化の要求に応えることができる回路遮断器を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、遮断器ケースの背面に電源側端子、前面に負荷側端子が夫々上下方向に配設され、前記遮断器ケース内に、漏電、過電流、又は短絡等の電路異常を検知する異常検知手段と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の電路に設けられた固定接点と可動接点とからなる開閉接点部と、前記開閉接点部を開動作させるための接点操作部材と、ラッチ機構を備えて前記電路異常が発生したらラッチを解除し、前記接点操作部材を所定方向へ付勢移動させて前記開閉接点部を開動作させる開閉機構部とを備えた回路遮断器であって、前記開閉機構部と前記接点操作部材とを一体化するとともに、前記開閉機構部のラッチ機構を、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第一カム部材と、前記第一カム部材の一部が係止可能な係止部を有し、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第二カム部材と、一端が前記第一カム部材に突設された第一係合突部に、他端が前記第一係合突部と同方向へ突設された第二係合突部に夫々係合し、両カム部材を係止方向へ付勢してラッチ状態とするバネ部材とで形成したことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、第一カム部材を円板状に形成するとともに、該第一カム部材に径方向へ突出する当接片を設ける一方、電路異常の発生に伴い、前記当接片に当接して前記第一カム部材をバネ部材の付勢力に抗してラッチ解除方向へと回動させる引き外し部材を設けたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、可動接点を、接点操作部材に取り付けたことを特徴とする。
本発明によれば、遮断器ケースの背面に電源側端子、前面に負荷側端子を夫々上下方向に配設し、開閉機構部により接点操作部材を所定方向へ付勢移動させて開閉接点部を開動作させるようにしている。したがって、負荷側端子を水平方向に並設していたような従来の回路遮断器と比較すると、回路遮断器を小型化・薄型化することができる。
また、開閉機構部と接点操作部材とを一体化するとともに、開閉機構部のラッチ機構を、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第一カム部材と、第一カム部材の一部が係止可能な係止部を有し、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第二カム部材と、一端が第一カム部材に突設された第一係合突部に、他端が第一係合突部と同方向へ突設された第二係合突部に夫々係合し、両カム部材を係止方向へ付勢してラッチ状態とするバネ部材とで形成している。したがって、T字状の引き外し部材を腕部が左右方向へ伸びるような姿勢で設置していた従来のものと比較して、開閉機構部を小型化することが可能で、ひいては回路遮断器を小型化・薄型化することができる。
さらに、上述の如く、一つのバネ部材により二つのカム部材の係止状態を維持してラッチ状態とするようにしているため、部品点数を削減することができ、回路遮断器を一層小型化することができる。加えて、バネ部材により、遮断動作に伴って第一カム部材と第二カム部材とのラッチ状態が一旦解除されたとしても、両カム部材を自動的にラッチ状態へと復帰させるようになっており、使い勝手が良い。
また、請求項2に記載の発明によれば、第一カム部材を円板状に形成するとともに、該第一カム部材に径方向へ突出する当接片を設ける一方、電路異常の発生に伴い、当接片に当接して第一カム部材をバネ部材の付勢力に抗してラッチ解除方向へと回動させる引き外し部材を設ける構成としている。このように当接片を第一カム部材の径方向へ突設することで、開閉機構部を一層薄型化することができ、ひいては回路遮断器を極めて薄型化に成形することができる。
加えて、請求項3に記載の発明によれば、可動接点を接点操作部材に取り付けて、接点操作部材の付勢移動により開閉接点部を強制的に開動作するようにしているため、たとえば熱により固定接点と可動接点とが溶着する等した際にも、接点操作部材の開動作に伴う固定接点と可動接点との解離を確実に行うことができる。また、従来採用していたような金属片と比較して可動金具の小型化を図ることができ、ひいては回路遮断器の一層の小型化・薄型化を実現することができる。
以下、本発明の一実施形態となる回路遮断器について、図面をもとに説明する。
図1は、回路遮断器1の外観を示した斜視説明図であり、図2は、遮断器ケース4の右側を外して回路遮断器1の内部機構を示した斜視説明図である。尚、本実施形態においては、回路遮断器1の負荷側端子3側を、回路遮断器1の前側として説明する。
回路遮断器1は、単相3線式電路に使用するものであって、一対の左右ケース部材を組み立ててなる合成樹脂製の遮断器ケース4(たとえば、左右幅10mm程度)内に、漏電発生を検出するための漏電検出回路やON操作されると疑似漏電が発生するテスト回路等が組み込まれたプリント基板(異常検知手段)20、主電路をON/OFF操作するために固定接点11a、11a・・(図3に示す)に対して可動接点23a、23a・・(図3に示す)を接続/解離させるセパレータ(接点操作部材)21、漏電を検知する零相変流器(異常検知手段)41、漏電発生をうけてセパレータ21を解離方向へ摺動させるべく動作するトリップコイル8等が設置されている。
また、遮断器ケース4の後部には、3つの端子P1、P2、P3を上下一列に配列してなる電源側端子2が配置されている。該電源側端子2では、上部端子P1が中性極端子、中央端子P2及び下部端子P3が電圧極端子となっている。そして、各端子P1〜P3は、コ字状の端子金具13を有しており、分電盤内等に配設された導体バー(図示せず)を挿入するだけで接続可能なプラグイン方式の端子として形成されている。尚、各端子P1〜P3の近傍には、過電流発生時に遮断動作するバイメタル片42、42、短絡電流発生時に遮断動作する可動電磁片43、43等が設置されている。
さらに、遮断器ケース4の前面は、前方へと下降する傾斜面となっており、該傾斜面には、図示しない負荷配線を挿入接続可能な3つの端子L1、L2、L3からなる負荷側端子3が配置されている。端子L1〜L3は、傾斜面上で、電源側端子2の端子P1〜P3と平面視一直線上となるように上下方向へ一列に配設されており、中央端子L2が中性極端子、上部端子L1及び下部端子L3が電圧極端子となっている。各端子L1〜L3は、後端部に主電路の開閉接点部を構成する固定接点11aが設けられた固定金具11と、負荷配線の電線部を係止可能な係止金具(図示せず)とを有しており、負荷配線の電線部を、端子孔12を介して挿入するだけで接続可能な速結端子として形成されている。尚、14は、固定金具11を支持する支持ホルダーであり、16は、使用しない端子の端子孔12を閉塞するために遮断器ケース4の前面に移動可能に設けられた端子カバーである。また、17は、負荷側端子3に挿入接続されている負荷配線を抜き取る際に、係止金具による係止を解除するための解除レバーである。
さらにまた、遮断器ケース4の上面には、前後方向への回動操作により、後述するセパレータ21を動作させて主電路をON/OFFする操作ハンドル5が設置されている。該操作ハンドル5は、主電路をON操作する場合、図2等に示す如く、遮断器ケース4の上面と略平行になる角度まで傾倒する一方、主電路をOFF操作する場合、図5に示す如く、遮断器ケース4上面から上方へ突出した状態となる。
加えて、遮断器ケース4内の上部には、漏電検出回路やテスト回路等が組み込まれたプリント基板20が垂直方向へ起立させた状態で設置されているとともに、漏電検出気等に回路遮断器1が正常に動作するか否かをテストするためのテストボタン6や、上記プリント基板20から突設された突起状接点19と、一端がプリント基板20と電気的に接続され、他端51aが突起状接点19の側面と接触可能に配置された略U字状のピン状接点部材51とからなるスイッチ部等が設けられている。尚、52は、後述する開閉機構部31の右側面に突設された突起であって、主電路を遮断した際には、セパレータ21の遮断方向への摺動に伴い、ピン状接点51を上方へ押し上げて突起状接点19との接触を禁止(すなわち、テスト回路のON操作を禁止)するようになっている。
次に、上記操作ハンドル5の操作により動作するセパレータ21及び漏電発生等をうけてセパレータ21を遮断動作させる開閉機構部31について、図3〜5をもとに説明する。図3は、セパレータ21及び主電路の開閉接点部を示した斜視説明図である。また、図4(a)は回路遮断器1のセパレータ21及び開閉機構部31内部が表れる側断面を示した断面説明図であり、図4(b)は図4(a)における開閉機構部31を拡大して示した拡大説明図である。さらに、図5(a)は主電路を遮断した状態の回路遮断器1を示した斜視説明図であり、図5(b)は図5(a)の状態における回路遮断器1のセパレータ21及び開閉機構部31内部が表れる側断面を示した断面説明図である。
セパレータ21は、合成樹脂からなる筒状体に形成されたものであって、負荷側端子3の後方で端子L1〜L3の配置に平行、すなわち遮断器ケース4前面の傾斜と平行に設置されており、操作ハンドル5の回動操作に応じて、傾斜に平行な上下方向へ摺動可能となっている。セパレータ21の前面には、上下方向に3つの開口が並設されており、該開口は、固定金具11の後端部(すなわち、固定接点11a設置部)をセパレータ21内部へ差し込み可能とする差込孔22となっている。各差込孔22は、上下方向に所定の幅をもって開設されており(尚、最下方の差込孔22は切り欠きとなっている)、セパレータ21は、差込孔22を介して固定金具11が内部へ差し込まれた状態まま上下方向へ摺動可能となっている。
また、セパレータ21の後面にも、上下方向に3つの開口が並設されており、該開口は、可動接点23aを有する可動金具23をセパレータ21に取り付けるための取付孔24となっている。さらに、各取付孔24内のセパレータ21の内側壁面には、対向する一対を一組とする凹溝25、25が刻設されている。各凹溝25は、差込孔22と取付孔24とに亘って刻設されており、該凹溝25の前後方向での略中間位置には、後側(取付孔24側)が高くなるクランク形状の段部(図示せず)が設けられている。そして、該凹溝25、25を利用して、下記の可動金具23がセパレータ21に取り付けられる。尚、セパレータ21の後面には、セパレータを遮断方向(上方)へ付勢する遮断バネ32が当接する突片30が設けられている。
可動金具23は、後部が上方又は下方へ折り曲げられてなる側断面L字状の板状部材であって、上方又は下方へ折り曲げられた後部は取付孔24よりも幅広に形成されており、セパレータ21への取付時にセパレータ21の背面に当接してストッパとなるように構成されている。また、可動金具23の前端部には、主電路の開閉接点部を構成する可動接点23aが設けられているとともに、該可動接点23a設置位置の左右側縁部を夫々左右外方へ突出させてなる凸部27、27が設けられている。
このような構成を有する可動金具23は、凸部27、27を、取付孔24側から凹溝25、25へ嵌合させて前方へスライドさせ、凹溝25に設けられた段部へ係止させることにより、可動接点23aをセパレータ21内部へ位置させた状態でセパレータ21に取り付けられる。尚、可動金具23をセパレータ21に取り付けるにあたり、セパレータ21内部で可動接点23aを下方(接触方向)へ付勢する押圧バネ28が、セパレータ21内における各可動接点23a設置部上方位置に設置される。そして、該押圧バネ28の付勢力を利用して、可動接点23aと固定接点11aとの接点圧を出し、両接点の接触状態を安定させるとともに、上記凸部27、27の段部への係止状態をより強固なものとしている。
一方、セパレータ21の上部には、本発明の要部となる開閉機構部31が一体的に設けられている。以下、開閉機構部31について説明する。
開閉機構部31は、第一カム部材33と、第二カム部材34と、捻りバネ36とからラッチ機構を構成してなるものである。第一カム部材33は、当接片33a、係止片33b、及び表面から垂設された係合突起(第一係合突部)33cを有する突片の3つの突片が径方向へ突設されてなる円板状部材であり、遮断器ケース4の側面と平行に設置され、当接片33aをセパレータ21から後方へ突出させた姿勢で、セパレータ21の上面から更に上方へ突設された一対の壁面間に遮断器ケース4の左右方向と平行な軸部33dを中心として回動可能に取り付けられている。また、第二カム部材34は、押さえ爪部34aと係止段部34bとを有する板状部材であり、遮断器ケース4の側面と平行に設置され、押さえ爪部34aを開閉機構部31の下方に位置するセパレータ21の上面側へ向けた姿勢で、且つ、係止段部34bに第一カム部材33の係止片33bを係止させた状態で、第一カム部材33同様、壁面間に遮断器ケース4の左右方向と平行な軸部34dを中心として回動可能に取り付けられている。さらに、第二カム部材34には、係合壁(第二係合突部)34cが本体表面から第一カム部材33の係合突起33cと同方向へ突設されており、捻りバネ(バネ部材)36が、その一端を該係合壁34cに、他端を係合突起33cに夫々係合させた状態で第二カム部材34の軸部34dに取り付けられている。
また、開閉機構部31の後方位置には、トリップコイル8の動作等により瞬間的に上下方向へ摺動する引き外し部材35が設置されている。該引き外し部材35は、上方への移動に際して、その先端が第一カム部材33の当接片33aに下方から当接し、更に捻りバネ36の付勢力に抗して係止片33bと係止段部34bとの係止状態を解除するまで当接片33aを押し上げるように設けられている。尚、引き外し部材35は、バイメタル片42や可動電磁片43の動作を受けても瞬間的に上下方向へ摺動するようになっている。
以下、開閉機構部31の動作について説明する。
上述の如く構成される開閉機構部31では、捻りバネ36により、両カム部材33、34が夫々係止方向へ付勢され(第一カム部材33は右回り方向へ、第二カム部材34は左回り方向へ夫々付勢され)て、係止片33bと係止段部34bとの係止状態が維持され、第二カム部材34の回動が阻止されたラッチ状態となっている。したがって、操作ハンドル5に回動自在に連結され、セパレータ21上面に当接してセパレータ21を下方へ押し付けるリンク部材37をラッチ状態にある第二カム部材34の押さえ爪部34aの先端により押さえ付けることで、セパレータ21を遮断バネ32の付勢力に抗する通電位置にて維持している。そして、この通電位置にあっては、各差込孔22を介して差し込まれた固定接点11aと可動接点23aとが接触しており、主電路は通電可能な状態となっている。
ここで、漏電や過電流等の発生を受けて引き外し部材35が瞬間的に上下方向へ摺動すると、上述の如くして開閉機構部31におけるラッチ状態が解除されるため、第二カム部材34が軸部34dを中心として回動し、押さえ爪部34aの先端によるリンク部材37の押さえ付け動作も解除となる。したがって、遮断バネ32の付勢力により、セパレータ21が上方へ摺動し(図5)、固定接点11aと可動接点23aとが解離して、主電路が遮断されることになる。
尚、第一カム部材33と第二カム部材34とは、一旦係止状態が解除となった後、捻りバネ36によって、図5に示す如く再びラッチ状態へと復帰する。したがって、正常状態に回復した後には、操作ハンドル5を図4に示すような傾倒状態まで回動操作するだけで、開閉機構部31はラッチ状態のままセパレータ21とともに下方へ移動し、再びセパレータ21を通電位置にて維持するようになる。
以上のような構成を有する回路遮断器1によれば、電源側端子2及び負荷側端子3を上下方向に並設するとともに、主電路を開閉操作するセパレータ21を負荷側端子3の並設方向へ摺動可能に設けている。したがって、負荷側端子3を水平方向に並設していたような従来の回路遮断器と比較すると、回路遮断器1を小型化・薄型化することができる。
また、主電路をON/OFF操作するセパレータ21を筒状に形成し、該セパレータ21内に可動接点23a、23a・・を設置する一方、セパレータ21に固定金具11の固定接点11aを差し込み可能な差込孔22、22・・を開設し、セパレータ21内に固定接点11aと可動接点23aとによる主電路の開閉接点部を設けた構成としている。したがって、遮断器ケースに一端が固定された可動金具をスイッチ部材により押圧/解除して主電路のON/OFF操作を行っていた従来のものと比較すると、遮断器ケース4内の空間を有効利用しており、回路遮断器1の小型化・薄型化を実現することができる。
さらに、可動金具23、23・・をセパレータ21に取り付けてセパレータ21の移動により強制的に解離動作するようにしているため、たとえば熱により固定接点11aと可動接点23aとが溶着する等した際にも、セパレータ21による主電路のOFF操作に伴う固定接点11aと可動接点23aとの解離を確実に行うことができる。さらにまた、従来採用していたような金属片と比較して可動金具23の小型化を図ることができ、ひいては回路遮断器1の一層の小型化・薄型化を実現することができる。
加えて、可動接点23aを固定接点11a側へ押圧する押圧バネ28をセパレータ21内に設けているため、押圧バネ28、28・・の設置スペースをも省スペース化することができ、回路遮断器1の小型化・薄型化をより図ることができるとともに、接点同士の接触状態を安定させることができ、接点同士間における接触不良等が生じない。
一方、開閉機構部31をセパレータ21に一体的に設けるとともに、円板状の第一カム部材33と、該第一カム部材33に係止する板状の第二カム部材34と、両カム部材33、34の係止状態を維持する捻りバネ36とからなるものとし、係止状態にある第一カム部材33と第二カム部材34とを遮断器ケース4の側面と平行に垂設して構成している。したがって、T字状の引き外し部材を腕部が左右方向へ伸びるような姿勢で設置していた従来のものと比較して、開閉機構部31を小型化することが可能で、ひいては回路遮断器1を小型化・薄型化することができる。
また、回動可能に軸支された第一カム部材33に係合突起33cを突設するとともに、回動可能に軸支された第二カム部材34に係合突起33cが突設している側へ突出する係合壁34cを設けており、捻りバネ36を、その一端が係合突起33cに、他端が係合壁34cに係合するように第二カム部材34の軸部34dに取り付けて、該捻りバネ36により両カム部材33、34を係止方向へ付勢するようにしている。このように、一つのバネ部材により二つのカム部材の係止状態を維持してラッチ状態とするようにしているため、部品点数を削減することができ、回路遮断器1を小型化することができる。さらに、捻りバネ36により、遮断動作に伴って第一カム部材33と第二カム部材34とのラッチ状態が一旦解除されたとしても、両カム部材33、34が自動的にラッチ状態へと復帰するようになっており、使い勝手が良い。
またさらに、主電路を開閉操作するセパレータ21を上下方向に摺動可能に設けるとともに、該セパレータ21を遮断動作させる開閉機構部31を、セパレータ21の上方に連設して形成している。したがって、回路遮断器1内の構造部の左右方向への張り出し量を抑えることができ、回路遮断器1の一層の薄型化を図ることができる。
なお、本発明の回路遮断器に係る構成は、上記実施形態に記載の態様に何ら限定されるものではなく、遮断器ケース、開閉機構部、セパレータ、及び各端子等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
たとえば、接点操作部材の移動方向や主電路のON/OFF操作に係る構成等も上記実施形態に記載の態様に何ら限定されることなく、回路遮断器の前面を垂直に形成し、接点操作部材を垂直方向へ摺動させることによって、主電路をON/OFF操作するようにしても何ら問題はないし、接点操作部材の下方への摺動により主電路をOFF操作するように構成したり、回路遮断器の前面は傾斜面としたままで接点操作部材を略垂直方向へ移動させる(すなわち、回路遮断器の前面と接点操作部材の移動方向とを平行にはしない)ように構成してもよい。
また、上記実施形態では、接点操作部材を筒状に形成しているが、接点操作部材の形状も適宜変更可能であって、ブロック状又は柱状の接点操作部材に、切り欠き部を上下方向に複数設け、該切り欠き部内に可動接点を設置するような構成としてもよい。
さらに、開閉機構部の位置も、接点操作部材の上部に何ら限定されることはなく、接点操作部材の後部又は前部に設けることも当然可能である。加えて、上記実施形態では、電源側端子及び負荷側端子を平面視一直線上に配置しているが、平面視略一直線上であれば僅かに左右へずらして配置しても構わない。
回路遮断器の外観を示した斜視説明図である。 遮断器ケースの右側を外して回路遮断器の内部機構を示した斜視説明図である。 セパレータ及び主電路の開閉接点部を示した斜視説明図である。 (a)は回路遮断器のセパレータ及び開閉機構部内部が表れる側断面を示した断面説明図であり、(b)は(a)における開閉機構部を拡大して示した拡大説明図である。 (a)は主電路を遮断した状態の回路遮断器を示した斜視説明図であり、(b)は(a)の状態における回路遮断器のセパレータ及び開閉機構部内部が表れる側断面を示した断面説明図である。
符号の説明
1・・回路遮断器、2・・電源側端子、3・・負荷側端子、4・・遮断器ケース、5・・操作ハンドル、8・・トリップコイル、11・・固定金具、11a・・固定接点、21・・セパレータ、23・・可動金具、23a・・可動接点、31・・開閉機構部、33・・第一カム部材、33a・・当接片、33b・・係止片、33c・・係合突起、34・・第二カム部材、34a・・押さえ爪部、34b・・係止段部、34c・・係合壁、35・・引き外し部材、36・・捻りバネ、37・・リンク部材。

Claims (3)

  1. 遮断器ケースの背面に電源側端子、前面に負荷側端子が夫々上下方向に配設され、前記遮断器ケース内に、漏電、過電流、又は短絡等の電路異常を検知する異常検知手段と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間の電路に設けられた固定接点と可動接点とからなる開閉接点部と、前記開閉接点部を開動作させるための接点操作部材と、ラッチ機構を備えて前記電路異常が発生したらラッチを解除し、前記接点操作部材を所定方向へ付勢移動させて前記開閉接点部を開動作させる開閉機構部とを備えた回路遮断器であって、
    前記開閉機構部と前記接点操作部材とを一体化するとともに、前記開閉機構部のラッチ機構を、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第一カム部材と、前記第一カム部材の一部が係止可能な係止部を有し、左右方向を軸として回動可能に軸支された板状の第二カム部材と、一端が前記第一カム部材に突設された第一係合突部に、他端が前記第一係合突部と同方向へ突設された第二係合突部に夫々係合し、両カム部材を係止方向へ付勢してラッチ状態とするバネ部材とで形成したことを特徴とする回路遮断器。
  2. 第一カム部材を円板状に形成するとともに、該第一カム部材に径方向へ突出する当接片を設ける一方、電路異常の発生に伴い、前記当接片に当接して前記第一カム部材をバネ部材の付勢力に抗してラッチ解除方向へと回動させる引き外し部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の回路遮断器。
  3. 可動接点を、接点操作部材に取り付けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回路遮断器。
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