JP2002223523A

JP2002223523A - 耐雷素子及び耐雷保護装置

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Publication number: JP2002223523A
Application number: JP2001121328A
Authority: JP
Inventors: Kenshichiro Mishima; 健七郎三島; Yasuo Wakahata; 康男若畑; Yasuhiro Shimojima; 康弘下嶋; Kazuji Otsuki; 和司大槻
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-08-09
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP4767432B2

Abstract

(57)【要約】【課題】交流電路に独立した複数の耐雷素子を組合わ
使用する際に耐雷素子の占有空間容積が大きくなり、複
数の耐雷素子間の絶縁距離を確保するために全体が大形
となるのを解決する小形の耐雷素子の提供。【解決手段】板状電圧依存性非線形電圧素子４１の片面
に複数の例えば３つの電極４２〜４４を固着し、反対の
片面に共通電極４５を固着して、共通電極４５に電圧素
子４１を介して各電極４２〜４４を対向させることで、
共通電極４５と各電極４２〜４４の間の３領域に耐雷素
子部を形成して、３つの耐雷素子を一体化した多機能単
品の耐雷素子を得る。この一体化耐雷素子に必要に応じ
て電流ヒューズや劣化表示要素をプリント基板や絶縁シ
ート等を介して一体に取り付けて、耐雷保護装置を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路に接続さ
れた電気機器を雷害から保護する制限電圧で降伏点を有
する電圧依存性非線形耐雷素子と、この耐雷素子を使用
した耐雷保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５８は一線接地式の３相３線又は単相
３線交流電路のライン相Ｌ₁、Ｌ₂と接地相Ｎ，又は、接
地相Ｎとア−スＥ間に耐雷素子及び電流ヒュ−ズを設け
た一般的な耐雷保護回路で、同図には各耐雷素子に電流
ヒュ−ズを直列に挿入した回路例が示される。すなわ
ち、第１のライン相Ｌ１側の耐雷素子１３１と第２のラ
イン相Ｌ２側の耐雷素子１３２及びアースＥ側の耐雷素
子１３４の一端が接地相Ｎに接続され、各耐雷素子１３
１，１３２，１３４の他端が各電流ヒュ−ズ１４１，１
４２，１４３の一端に接続されて、各電流ヒューズ１４
１，１４２，１４３の他端が交流電路のライン相Ｌ１，
Ｌ２及びアースＥ側に接続される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５８の回路構成にお
いて、各構成部品は独立した部品であり、一般的には個
々の構成部品がプリント基板上に半田付けによって実装
されている。このような構成によれば多数枚のプリント
基板を必要としたり、又は、共通のプリント基板に各構
成部品を実装する場合であっても各構成部品の端子数が
多く、交流電路の電圧も数百Ｖと高いために、各端子間
の極間距離を大きくとる必要がある。そのため、プリン
ト基板実装時に実装面積を広く取る必要が生じて、他の
機器に内蔵する場合にあっては機器が大型化される問題
を有していた。

【０００４】また、図５９と図６０は、電源ラインとア
ース間に耐雷素子１３５を挿入した基本構造例であり、
図５９は耐雷素子１３５に放電ギャップ１４５を直列に
挿入して使用する例である。これは他の機器に内蔵する
場合に機器の耐電圧を確保するために耐雷素子１３５に
放電ギャップ１４５を直列に挿入したものであるが、雷
サージの制限電圧が高くなるという問題を有している。
また、図６０は前記放電ギャップの代わりに短絡バー１
４６付き端子を設けて、耐電圧試験時に短絡バー１４６
を開放して実施するものである。この図６０の場合は、
機器の引き出し端子の近辺に短絡バー付き端子を設けた
り、耐電圧試験時に短絡バー１４６の開放及び短絡の各
作業が発生して耐電圧試験の作業性を悪くするという問
題を有していた。

【０００５】本発明の目的は、小形で耐雷機能の安定し
た耐雷素子と、この耐雷素子を組み込んだ耐雷保護装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の耐雷素子は、一線接地式の３相３線又は単相３線交
流電路のライン相と接地相及び接地相とアース間に設置
される電圧依存性非線形耐雷素子であって、板状電圧依
存性非線形電圧素子の平行する表裏両面の一方に単数の
共通電極を固着し、他方に３つの電極を所望の絶縁距離
で離隔させて各々が前記共通電極に対向するように固着
して、前記３つの電極と共通電極間で形成される３つの
耐雷素子部を一体化したことを特徴とする。

【０００７】この発明の場合、共通電極に交流電路の接
地相を接続し、３つの電極の内の２つに交流電路のライ
ン相を接続し、残り１つをアース側に接続することで３
つの耐雷素子部を一体化することが望ましい。さらに、
３つの電極を並列に形成して、両側２つの電極を交流電
路のライン相に接続し、中央の残り１つの電極をアース
側に接続することで３つの耐雷素子部を一体化すること
が望ましい。

【０００８】ここで、板状電圧依存性非線形電圧素子は
その表裏面の電極とでもって電圧依存性非線形耐雷素子
を構成するもので、この電圧素子の表裏両面の一方に３
つの電極を形成し、他方に１つの共通電極を形成して他
の３つの電極と対向させることで、全体が１つの耐雷素
子の板状部品でありながら３つの耐雷素子としての機能
を備えることになり、これにより３つの耐雷素子相当の
耐雷素子の大幅な小形化を可能にする。

【０００９】また、本発明は、一線接地式の単相３線交
流電路においてはライン相と接地相間に電圧依存性非線
形耐雷素子を設置し接地相とアース間に放電ギャップを
設置し、単相２線交流又は直流電路においてはライン相
とアース間に電圧依存性非線形耐雷素子と放電ギャップ
を設置した耐雷保護装置における前記電圧依存性非線形
耐雷素子であって、板状電圧依存性非線形電圧素子の平
行する表裏両面の一方に単数の共通電極を固着し、他方
に２つの電極を所望の絶縁距離で離隔させて各々が前記
共通電極に対向するよう固着して、前記２つの電極と共
通電極間で形成される２つの耐雷素子部を一体化したこ
とを特徴とする。

【００１０】この場合、２つの電極をライン相に接続
し、共通電極を接地相と放電ギャップの接地相側に接続
して、１つの耐雷素子で２つの耐雷素子の機能を持たせ
る。また、２つの電極とライン相間に電流ヒューズを接
続し、共通電極と接地相間に温度ヒューズを接続するこ
とで２つの耐雷素子部を一体化することが、温度ヒュー
ズを必要最小限の１つで済むことから望ましい。さら
に、２つの電極とライン相間と共通電極とアース間の各
々に放電ギャップを接続して２つの耐雷素子部を一体化
することが、温度ヒューズを省略できることから望まし
い。

【００１１】また、本発明の耐雷素子は、単相２線交流
電路のライン相間及びライン相とア−ス間に設置される
電圧依存性非線形耐雷素子であって、板状電圧依存性非
線形電圧素子の表裏両面の一方に２つの第１の電極と第
２の電極を固着し、他方に２つの第３の電極と第４の電
極を固着すると共に、第１の電極を第３の電極の一部と
第４の電極と対向する共通電極とし、第３の電極を第１
の電極の一部と第２の電極と対向する共通電極として、
第１と第３の電極間と第１と第４の電極間と第２と第３
の電極間で形成される３つの耐雷素子部を一体化したこ
とを特徴とする。この場合も１つの耐雷素子が３つの耐
雷素子としての機能を備える。

【００１２】また、本発明は、板状電圧依存性非線形電
圧素子の表裏両面に固着された電極の外面を、各電極の
外面一部を外部端子との電気的圧接接続面として露呈さ
せて絶縁被膜で被覆したことを特徴とする。このように
各電極を絶縁被膜で被覆して、電極の外部端子との圧接
接続に必要な接触面積だけを剥き出し状態とすること
で、異極間絶縁距離と、耐雷素子を他の機器に内蔵した
ときの他の異極部品に対する異極間絶縁距離の確保が容
易になり、かつ、耐雷素子の電極と他の機器の外部端子
との電気的接続が圧接により簡単に行えるようになる。

【００１３】また、本発明は、板状電圧依存性非線形電
圧素子の表裏両面の少なくとも一方を階段面にして、こ
の階段面の各段面における素子厚を複数段階に設定し、
この複数の素子厚の部所に耐雷素子部を形成したことを
特徴とする。つまり、電圧素子の素子厚で耐雷素子の制
限電圧が決まることから、電圧素子の素子厚を複数段階
に設けることで、制限電圧の相違する複数の耐雷素子が
一体となった単品の耐雷素子が得られる。

【００１４】また、本発明は、板状電圧依存性非線形電
圧素子の表裏両面に電極を固着すると共に、表裏両面の
少なくとも一方に耐雷素子劣化時に劣化耐雷素子を交流
電路より切り離すための電流ヒュ−ズを一体に設けたこ
とを特徴とする。このような電流ヒューズは単品や印刷
パターンで形成され、特に印刷パターンで形成すれば電
流ヒューズの耐雷素子への一体化が容易となり、電流ヒ
ューズ付き耐雷素子が量産性良く製造できる。

【００１５】また、本発明においては、電流ヒューズを
耐雷素子の電極の一部として形成することや、低融点金
属材料で形成して電流ヒューズを温度ヒューズとして使
用することも可能である。さらに、電流ヒューズを専用
のヒューズホルダーを介して耐雷素子に取り付けるよう
にすれば、電流ヒューズだけの交換が容易になって経済
的となる。また、電流ヒューズを絶縁シートを介して耐
雷素子に取り付けるようにすれば、電流ヒューズを絶縁
シートに他の回路パターンと同時にプリント印刷等して
形成することが容易になる。

【００１６】また、本発明は、電流ヒューズに、この電
流ヒューズが熔断すると通電して点灯表示する表示要素
を並列接続したことを特徴とする。この表示要素は発光
ダイオードやネオンランプ等で、これを電流ヒューズが
熔断したときだけ点灯動作させることで、電流ヒューズ
が熔断する異常時の検知が容易、確実になり、正常時に
点灯させないから省電力の効果もある。このような表示
要素は耐雷素子に被着された薄膜状の回路パターンの一
部として形成して、小形軽量化を容易にすることが望ま
しい。また、電流ヒューズと表示要素毎に独立したプリ
ント基板に形成してユニット化すれば、ユニット部品と
して取り扱えて組み立てが容易になる。

【００１７】また、本発明は、耐雷素子を絶縁性筐体に
収納すると共に、この筐体の内壁一部に耐雷素子に固定
された電流ヒュ−ズを収納する消弧室を形成したことを
特徴とする。このようにすれば電流ヒューズの遮断能力
が消弧室で高められる。消弧室に消弧剤を入れると、遮
断能力がさらに高められる。

【００１８】また、本発明の耐雷保護装置は、耐雷素子
を開閉式の絶縁性筐体に収納すると共に、耐雷素子を位
置決め収納して筐体を閉じるときに、この筐体の内壁に
形成した回路パターンの一部を耐雷素子の電圧素子に被
覆された絶縁被膜から露呈する電極の圧接接続面に弾圧
接触させて、耐雷素子と筐体の回路パターンを電気的接
続することを特徴とする。このように筐体を端雷素子と
の電気的接続手段に使用することで耐雷保護装置の組立
性が向上する。

【００１９】さらに、本発明は、電源線のラインとアー
ス間に設ける耐雷素子を筐体内に内蔵した耐雷保護装置
において、耐雷素子のアース側電極とアース間に挿入し
た手動操作接点を筐体に収納すると共に、筐体に耐雷素
子のライン側に接続するためのライン側端子と、手動操
作接点とアース間を接続するアース端子と、手動操作接
点を筐体外から操作するための操作レバーを設けたこと
を特徴とする。また、筐体の一部に、耐雷素子のアース
側電極と接続される第２のアース端子を追加設置したこ
とを特徴とする。ここでの操作レバーは常閉の手動操作
接点を絶縁耐電圧試験時だけに手動で開くためのもの
で、絶縁耐電圧試験を容易なものにする。

【００２０】また、本発明は、電灯線搬送方式によって
宅内機器を制御又はモニタするシステムに設置される耐
雷保護装置において、電灯線の交流電路の入り口に耐雷
素子を配置し、この耐雷素子の宅内側ラインに、その耐
雷素子に隣接して宅内より注入された搬送信号が宅外に
漏れるレベルを制限するブロッキングフイルターを配置
して構成したことを特徴とする。この耐雷保護装置にお
いては、ブロッキングフィルターと耐雷素子を１つの筐
体に収納することが、各構成要素間の配線を安定させ、
耐雷性能とブロッキングフィルターとしての高周波特性
のバラツキを抑制する上で望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各種の実施の形態
について、図１乃至図５７を参照して順に説明する。

【００２２】（実施の形態１）図1乃至図４は実施の形
態１を説明するもので、図１は一線接地式の３相３線又
は単相３線交流電路に３つの耐雷素子１，２，３を設置
している。なお、３つの各耐雷素子１，２，３は制限電
圧で降伏点を有する電圧依存性非線形耐雷素子である。
図１の回路図において、Ｌ１，Ｌ２はライン相であり、
Ｎは接地相であり、Ｅはアースである。図２乃至図４は
３つの耐雷素子１，２，３を一体化した本発明に係る耐
雷素子が示され、この耐雷素子の平面図が図２、側面図
が図３、裏面図が図４である。

【００２３】同図の耐雷素子は、板状電圧依存性非線形
電圧素子４１の平行な表裏両面に計４つの電極４２，４
３，４４，４５を薄膜状に形成して構成される。板状電
圧依存性非線形電圧素子４１は３つの耐雷素子１，２，
３を一体化するもので、以下、単に一体形電圧素子４１
と称する。一体形電圧素子４１の表面側に３つの電極４
２，４３，４４が横一列に形成され、この各電極間は耐
雷素子の制限電圧に耐える絶縁距離を確保するように設
けられる。一体形電圧素子４１の裏面には１つの共通電
極４５が形成される。共通電極４５は３つの電極４２，
４３，４４の各々に一体形電圧素子４１を介して対向す
る面積パターンで形成される。これら各電極４２〜４５
は導電性材料から成り、蒸着や塗布、印刷或いは貼付け
によって一体形電圧素子４１上に形成される。

【００２４】以上の構成において耐雷素子としての制限
電圧は一体形電圧素子４１の厚みで決まり、耐雷電流容
量は電極４２，４３，４４の面積で決まる。この耐雷素
子と一線接地式の３相３線又は単相３線交流電路への接
続は、ライン相Ｌ１と電極４２を接続し，ライン相Ｌ２
と電極４４を接続し，接地相Ｎと共通電極４５を接続
し、そして、アースＥと電極４３を接続して行われる。
従って、図１の第１の耐雷素子１が電極４２と４５の間
の耐雷素子部で構成され、第２の耐雷素子２が電極４４
と４５の間の耐雷素子部で構成され、第３の耐雷素子３
が電極４３と４５の間の耐雷素子部で構成される。以上
の構成によって１つの独立した耐雷素子でありながら、
３つの耐雷素子としての性能を有するため、１つの独立
した耐雷素子と比べその端子数は４個（従来品は６個）
と少なくなる。このことにより機器組み込み時に交流耐
電圧性能を確保するのに他の部品との絶縁離隔距離を確
保することが容易となり、また、空間容積が少なくなっ
て機器の小形化を可能にする。さらに、耐雷素子間の配
線を容易にし、耐雷素子の製作を容易とする共に、片側
電極の一体化又は共通電極による外部における電極間接
続を不要とする。

【００２５】なお、以上の実施の形態１では耐雷素子の
形状を角形板状で説明してあるが、この形状は特に限定
するものでなく丸形板状等であってもよく、また、一体
形電圧素子４１の平坦な表面に形成される３つの電極４
２，４３，４４の形状パターンも限定するものでない。
ただし、一線接地式の３相３線又は単相３線交流電路に
使用される耐雷素子においては、前記したように３つの
電極４２，４３，４４を並列に設けて、その中央の電極
４３にアースＥ側を接続し、両側の電極４２，４４をラ
イン相Ｌ₁，Ｌ₂に接続を限定することが望ましい。すな
わち、万一に隣接する電極間で極間短絡に至った場合
に、ライン相間短絡に比べライン相とアース間の方が接
地抵抗を介するため短絡時の電流が小さく抑えられるこ
とになり、前記の接続方法とすることでアーク放電によ
る短絡波及を少なくしたり、また、耐雷素子に後述する
ように電流ヒューズを挿入する保護方式にあっては電流
ヒューズの遮断容量を小さくできる効果がある。

【００２６】（実施の形態２）図５乃至図８に実施の形
態２を示すと、これは一線接地式の単相３線交流電路に
適用したもので、ライン相Ｌ₁，Ｌ₂と接地相Ｎ間に電圧
依存性非線形耐雷素子１，２を設置し、接地相Ｎとアー
スＥ間に放電ギャップＧを設置して耐雷保護装置を構成
している。この場合は図６乃至図８に示すように、上記
の実施の形態１と同様な一体形電圧素子４１の表面側に
２つの電極４６，４７が横一列に形成され、電圧素子４
１の裏面側に１つの共通電極４８が形成される。表面側
の２つの電極４６，４７は耐雷素子の制限電圧に耐える
絶縁距離で離隔し、この２つに共通電極４８の両端部が
対向するように形成される。２つの電極４６，４７をラ
イン相Ｌ₁，Ｌ₂に接続し、共通電極４８を接地相Ｎと放
電ギャップＧの接地相側に接続することで、１枚の電圧
素子４１で２つの耐雷素子部が一体化されて、１つの耐
雷素子が２つの耐雷素子の機能を持つ。

【００２７】したがって、実施の形態２の場合は、１つ
の耐雷素子が２つの耐雷素子としての性能を有するた
め、その端子数が３個（従来品は４個）と少なくなり、
機器組み込み時に交流耐電圧性能を確保するのに他の部
品との絶縁離隔距離を確保することが容易となり、ま
た、空間容積が少なくなって機器の小形化を可能にす
る。さらに、耐雷素子間の配線を容易にし、耐雷素子の
製作を容易とする共に、片側電極の一体化又は共通電極
による外部における電極間接続を不要とする。

【００２８】また、上記のように２つの耐雷素子１，２
を一体化することで、図７に示すように２つの電極４
６，４７とライン相Ｎ１，Ｎ₂間に電流ヒューズ１４
１，１４２を接続して、共通電極４８と接地相Ｎ間に１
つの温度ヒューズＴだけを接続することが可能となり、
このようにすることが部品点数低減のため望ましい。つ
まり、従来品は２つの耐雷素子が独立して、この独立し
た２つの耐雷素子の各々に１つずつ温度ヒューズを設置
する必要があったが、図７のように２つの耐雷素子を一
体化することで温度ヒューズも１つに統一でき、この統
一された共通の温度ヒューズＴを２つの耐雷素子の共通
電極４８に接続すれば、温度ヒューズＴが２つの耐雷素
子１，２の劣化時の発煙、発火を防止する。なお、電流
ヒューズは耐雷素子に保証耐量以上の過大な雷サージ電
流や続流があった場合に、耐雷素子の破壊、発煙、発火
が生じないように遮断し、温度ヒューズは耐雷素子が徐
々に劣化して制限電圧が低下して電路電圧より低くなっ
てくると、電流ヒューズで切れない連続的な微小電流が
流れ、耐雷素子が発熱して発煙、発火となるのを防止す
る。

【００２９】また、図９に示すように、共通電極４８と
アースＥ間に放電ギャップＧを接続すると共に、２つの
電極４６，４７とライン相Ｌ₁，Ｌ₂の間にも放電ギャッ
プＧ，Ｇを接続するようにすれば、図５の上記温度ヒュ
ーズＴが省略できる。

【００３０】また、上記の一体形電圧素子４１の表面側
に２つの電極４６，４７を横一列に形成し、電圧素子４
１の裏面側に１つの共通電極４８を形成した耐雷素子を
単相２線交流又は直流電路に使用する場合にあっては、
図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように配線される。す
なわち、図１０（Ａ）に示すように電圧素子表面側の２
つの電極４６，４７をライン相Ｌ₁，Ｌ₂に接続し、共通
電極４８をアース間に放電ギャップＧを介して接続す
る。また、図１０（Ｂ）に示すように２つの電極４６，
４７を放電ギャップＧ、Ｇを介してライン相Ｌ₁，Ｌ₂に
接続し、共通電極４８をアース間に放電ギャップＧを介
して接続する。また、図１０（Ｂ）の変形として図１０
（Ｃ）に示すように、２つの電極４６，４７を放電ギャ
ップＧ、Ｇを介してライン相Ｌ₁，Ｌ₂に接続した場合は
共通電極４８をアース間に直接接続する。このように接
続することで１枚の電圧素子４１で２つの耐雷素子部が
一体化されて、１つの耐雷素子が２つの耐雷素子の機能
を持ち、上記実施の形態２で説明したのと同じ効果が期
待できる。さらに共通電極とアース間に放電ギャップを
設けることで、３つの耐雷素子数が２つに削減でき、か
つ素子厚を揃えることができ、従って素子の製造が容易
となる効果を有する。

【００３１】（実施の形態３）図１１乃至図１４に実施
の形態３を示すと、図１１は一線接地式または非接地式
の単相２線交流電路に３つの耐雷素子５，６，７を設置
している。図１１でＬは第１のライン相，Ｎは第２のラ
イン相、Ｅはアースである。図１２乃至図１４は本発明
に係る耐雷素子の平面図、側面図、裏面図であり、一体
形電圧素子４１の平行な表裏両面に２つずつの計４つの
電極５１，５２，５３，５４を形成している。一体形電
圧素子４１の表面に第１の電極５１と第２の電極５２が
形成され、一体形電圧素子４１の裏面に第３の電極５３
と第４の電極５４が形成される。第１の電極５１は第４
の電極５４の略全面と第３の電極５３の略半分と対向す
る面積パターンで形成された第１の共通電極であり、第
２の電極５２は第３の電極５３の残り略半分と対向する
面積パターンで形成される。この場合、第３の電極５３
が第１の電極５１の略半分と第２の電極５２の略全面と
対向する第２の共通電極となる。

【００３２】この場合、第１のライン相Ｌと第１の電極
（共通電極）５１が接続され、第２のライン相Ｎと第２
の共通電極である第３の電極５３が接続され、アースＥ
と第２及び第４の電極５２，５４が接続される。従っ
て、図１３の第１の電極５１と第３の電極５３で図１１
の耐雷素子６を構成し、図１３の第２の電極５２と第３
の電極５３で図１１の耐雷素子７を構成し、図１３の第
１の電極５１と第３の電極５３で図１１の耐雷素子５を
構成する。

【００３３】図１２乃至図１４の耐雷素子の場合も、１
つの独立した耐雷素子でありながら３つの耐雷素子とし
ての性能を有するため、図２乃至図４の耐雷素子と同様
な機能、効果を有する。すなわち、１つの独立した耐雷
素子と比べその端子数は６個から４個と少なくなる、機
器組み込み時に交流耐電圧性能を確保するのに他の部品
との絶縁離隔距離を確保することが容易となる、等の効
果を有する。

【００３４】（実施の形態４）図１５の平面図と図１６
の裏面図に示される実施の形態４の耐雷素子は、図３の
耐雷素子に適用したもので、電圧素子４１の全面と各電
極４２〜４５の表面を絶縁被膜８で被覆すると共に、各
電極４２〜４５の中央一部を絶縁被膜８から露呈させ
る。図１５と図１６の丸印で囲まれる部分が絶縁被膜８
から露呈した各電極４２〜４５の剥き出し電極４２１，
４３１，４４１、４５１である。これらの各剥き出し電
極４２１〜４５１は、図４８等で後述するように他の外
部端子との圧接接続に必要な接触面積で形成される。

【００３５】図１５と図１６の耐雷素子のように電極を
絶縁被膜で被覆し、電極の一部だけを露呈させること
で、異極間絶縁距離の確保が容易となり、更に耐雷素子
を他の機器に内蔵したとき他の異極部品に対する異極間
絶縁距離の確保をも容易となる。さらに、耐雷素子に引
き出し用リード線を不要として、耐雷素子の製造が容易
となり、製造コストが安くなる効果を有する。なお、上
記説明は一線接地式の３相３線又は単相３線交流電路用
であるが、図１３のような一線接地式の単相２線交流電
路用耐雷素子や他の複数の一体形耐雷素子においても図
１５と図１６の形態の適用は可能である。

【００３６】（実施の形態５，６）一体化される複数の
耐雷素子の制限電圧が異なる場合の実施の形態５が図１
７乃至図１９の平面図、側面図、裏面図に示され、別の
実施の形態６が図２０乃至図２２の平面図、側面図、裏
面図に示される。

【００３７】実施の形態５の耐雷素子の一体形電圧素子
９１は、その平行な表裏両面の表面側に３つの電極９
２，９３，９４を図１７のように並列に配置し、各電極
間は耐雷素子の制限電圧に耐える絶縁距離を確保するよ
うに設けられる。また、一体形電圧素子９１の裏面には
図１９の電極９５ように一つの共通電極が設けられ、こ
の共通電極９５に対して表面側の３つの電極９２，９
３，９４は図１８の側面図のように一体形電圧素子９１
を介して対向するように設けられる。この実施の形態５
の特徴は、一体形電圧素子９１の表裏両面が階段面に成
形され、例えば一体形電圧素子９１の中央部の板厚が左
右両端部の板厚より大きく設定されて、一体形電圧素子
９１の中央部表面に電極９３を形成し、両端部の表面に
電極９２，９４を形成したことである。

【００３８】一体形電圧素子９１の素子厚が耐雷素子の
制限電圧に比例するため、図１８のように一体形電圧素
子９１の素子厚を複数段階に変えることで複数（図１８
では３つ）の耐雷素子の制限電圧が異なって、制限電圧
の異なる複数の耐雷素子の一体化が可能となる。また、
一体形電圧素子９１の表面の隣接する電極９２と９３，
９３と９４の間に段差が生じて隣接電極間の延面絶縁距
離が大きく設計できることから、一体形電圧素子９１の
全体の面積を小さくすることができ、一体形電圧素子９
１の尚一層の小形化が図れる。

【００３９】なお、図１８の形態５は、図１の一線接地
式の３相３線又は単相３線交流電路に適用する実施形態
であり、通常において接地相とアース間に挿入する耐雷
素子の制限電圧は、高低圧混触時に発生する大地電位６
００Ｖに耐えることを要することから、ライン相と接地
相間に挿入する耐雷素子の制限電圧より高くすることが
一般的に要求されており、これに応えるべく一体形電圧
素子９１の表裏両面で接地相とア−ス間用となる対向す
る一部の面積について制限電圧に対応して素子厚を厚く
すると共に、接続する交流電路の方式に応じて搭載する
耐雷素子数に対応した電極を一体形電圧素子の両面に対
向して独立した電極又は共通電極として設けるように構
成することが可能である。

【００４０】図２０乃至図２２の実施の形態６に示され
る耐雷素子は、一体形電圧素子１０１の裏面全体が平坦
面で、表面だけが階段面となっている。一体形電圧素子
１０１の表面の最も高い中央部に電極１０３が形成さ
れ、この中央部より低い表面両端部に電極１０２，１０
４が形成され、裏面全体に共通電極１０５が形成され
る。共通電極１０５に対して表面側の３つの電極１０
２，１０３，１０４は一体形電圧素子１０１を介して対
向して、中央の電極１０３と共通電極１０５の間に形成
される耐雷素子部が最も制限電圧の高い耐雷素子とな
る。この実施の形態５の耐雷素子の場合も図１８の実施
の形態５と同一の効果を有し、さらに、同一平面の裏面
上に後述するような電流ヒューズや耐雷素子劣化表示の
ための回路パターンを設けることを容易とし、特に裏面
側では印刷パターンを形成する加工法に適する。なお、
一体形電圧素子１０１は表面側が平坦面であり、裏面側
が階段面であってもよい。

【００４１】（実施の形態７）実施の形態７は、耐雷素
子劣化時に劣化耐雷素子を交流電路（電源回路）より切
り離すための電流ヒューズを耐雷素子と一体となるよう
設けたもので、その具体例を図２３乃至図２６に基づき
説明する。図２３は交流電路の電源回路に一つの耐雷素
子１１と電流ヒューズ１２を直列に挿入した回路図で、
図２４乃至図２６は耐雷素子に直接に電流ヒューズを搭
載した具体例が示される。図２４は平面図、図２５は側
面図、図２６は裏面図である。図２３の回路図のように
耐雷素子１１に耐雷素子の電流耐量を越えるサ−ジ電流
が流れた場合に耐雷素子１１が劣化し、電源電路の電圧
によって続流が発生することから、この続流遮断の目的
で一般的には耐雷素子１１の外部に電流ヒューズを外付
けしているが、本発明においては例えば図２４に示すよ
うに一体形電圧素子１１１の表面の電極１１２と耐雷素
子上に搭載した個別の電流ヒューズ１１４の一端１１４
１を接続し、電流ヒューズ１１４の他端１１４２を端子
とすると共に、一体形電圧素子１１１の表面の電極１１
２を外部接続電極とし、一体形電圧素子１１１の裏面の
電極１１３を表面の電極１１２と対向させる。

【００４２】ここで、各電極１１２，１１３と電流ヒュ
ーズ１１４の導電性材質を同じとし、かつ、その形成方
法を印刷、塗布、蒸着又は貼付けによる一体化した同一
工法にすることで、量産可能な簡素化された耐雷素子が
製造できる。また、前記の導電性材質を低温溶融金属と
することにより、電流ヒューズ１１４を温度ヒューズと
して利用することも可能となり、耐雷素子の多機能化が
可能となる。また、以上の構成により、耐雷素子単体で
耐雷素子劣化保護を可能とし、外付け電流ヒューズを不
要とすると共に、他の機器に内蔵した場合においては同
機器を小形化できる。

【００４３】（実施の形態８）図２７乃至図２９は上記
実施の形態７を応用した実施の形態８の耐雷素子が示さ
れ、これは一体形電圧素子１１１に電流ヒューズ１１４
１１を薄膜の回路パターンで固着したもので、一体形電
圧素子１１１の表面側電極１１２１と同時成形されて、
先端に必要に応じて端子１１４２が形成される。この場
合、電流ヒューズ１１４１１と対向する反対側の裏面側
電極１１３１を表面側電極１１２１と電流ヒュ−ズ１１
４１１の両方に対向する面積パターンで設けるようにし
ている。つまり、図２７の表面側の電流ヒューズ１１４
１１に対向するように裏面側の電極１１３１を延長させ
ている。これにより、電流ヒューズパターン部の面積も
電極面積の一部として計算できるので、電流ヒューズを
設けたものであっても耐雷素子の小形化が可能となり、
また、電極と電流ヒューズの加工が一つの工程で可能と
なる。

【００４４】（実施の形態９）図３０乃至図３３は図１
の回路図に適用した電流ヒューズ搭載の耐雷素子の実施
の形態９を示すもので、図３０は図１の各耐雷素子１３
１，１３２，１３４の各々に電流ヒューズ１４１，１４
２，１４３を１個ずつ直列に挿入した回路図である。こ
の例ではライン相Ｌ１側耐雷素子１３１と，ライン相Ｌ
２側耐雷素子１３２とアースＥ側耐雷素子１３４の一方
が接地相Ｎに接続され、各耐雷素子の他方が各電流ヒュ
ーズ１４１，１４２，１４３に接続されて、各電流ヒュ
ーズ１４１，１４２，１４３の他端に電源電路のライン
相Ｌ１，Ｌ２及びアースＥが接続される。そして、図３
１の平面図と図３２の側面図で示すように一体形電圧素
子１５１の表面側に３つの電極１５２１，１５２２，１
５２３を並列に形成し、裏面側に図３３の裏面図で示す
ように１つの共通電極１５３を形成して、共通電極１５
３に対して３つの電極１５２１，１５２２，１５２３を
一体形電圧素子１５１を介して対向させている。さら
に、３つの各電極１５２１，１５２２，１５２３の各々
には電流ヒューズ１５４１，１５４２，１５４３の一端
が接続され、各電流ヒュ−ズの他端には引き出し端子１
５５１，１５５２，１５５３が設けられる。以上の構成
によって図３０の回路図の各構成要素が単品の一体形耐
雷素子で構成される。

【００４５】（実施の形態１０）図３４及び図３５は図
２３回路図の構成要素を搭載した実施の形態１０の耐雷
素子の平面図及び裏面図であり、図３６は図３４に一部
電極を残して絶縁被膜１６を介して電流ヒューズ１１４
を搭載した平面図である。なお、同図における１１１は
一体形電圧素子、１１２と１１３は表面側と裏面側の電
極である。以上の構成によれば電極面上に電流ヒューズ
１１４を間に絶縁被膜１６を介在して設置できるので、
電極面積を大きくして電流ヒューズ１１４を設けるよう
にしても大形化せず、耐雷素子の小形化が可能になる。

【００４６】（実施の形態１１）図３７（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に電流ヒューズ搭載形耐雷素子の他の実施の形態
を示すと、図３７（Ａ）においてＬ，Ｎは電源電路であ
り、１７１，１７５は端子であり、１７２はヒューズホ
ルダー、１７３はヒューズホルダー１７２に着脱可能に
装着される電流ヒューズであり、１７４は耐雷素子であ
る。図３７（Ａ）回路図の各種構成要素の具体例が図３
７（Ｂ）の組立時の分解斜視図と図３７（Ｃ）の組立完
了時の側面図に示される。

【００４７】図３７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、１個の
例えば円盤状耐雷素子１７４上に絶縁体のヒューズホル
ダー１７２を搭載し、ヒューズホルダー１７２に独立し
た電流ヒューズ１７３を装着する。耐雷素子１７４の電
極面にヒューズホルダー１７２の端子ピン１７６が半田
付けされ、ヒューズホルダー１７２に設置された端子１
７１のピンが耐雷素子１７４のリード端子１７５と平行
に揃えられて、耐雷素子１７４にヒューズホルダー１７
２が搭載される。このヒューズホルダー１７２はコネク
タ部品で、上面に一対のピン穴１７６，１７７を有し、
このピン穴１７６，１７７に電流ヒューズ１７３が挿脱
可能にピン接続されて電気的機械的結合される。

【００４８】以上の構成により、耐雷素子１７４にサー
ジ電流が流れて電流ヒュ−ズ１７３が熔断した場合で耐
雷素子１７４が劣化していない場合に、電流ヒューズ１
７３だけの交換で耐雷素子１７４が再使用可能となる。
実際、このようなサージ電流で電流ヒューズだけが溶断
して耐雷素子１７４が劣化しない場合が多くて、従来は
溶断した電流ヒューズだけの交換が困難となっていた
が、図３７のように構成することで、電流ヒューズ１７
３だけが簡単、迅速に交換でき、耐雷素子１７４の再使
用が容易となって経済的である。また、従来は電流ヒュ
ーズとヒューズホルダーは耐雷素子と別々に設けられて
いるため、これら構成部品の設置面積を大き目に設定す
る必要があったが、図３７のようにすることで従来のも
のと比較して電流ヒューズとヒューズホルダーの設置面
積が不要となり、これにより他の機器に耐雷素子を内蔵
した機器の小形化が容易となる。なお、図３７の実施の
形態は一般的な耐雷素子について図示しているが、当然
ながら本発明による複数の耐雷素子を一体化した単品の
耐雷素子に適用される。

【００４９】（実施の形態１２）図３８及び図３９は電
流ヒューズ搭載形耐雷素子をパッケージ形態としたもの
で、図３８の分解斜視図における１８２は図３６の電流
ヒューズ一体形耐雷素子であり、１８１と１８３は互い
に合致する一対の樹脂ケースで構成される筐体で、この
一対のケース１８１，１８３を閉じるように合致させる
と耐雷素子１８２を両側から挟み込むように収納する。
耐雷素子１８２は矩形の板状で、片面に電流ヒューズ１
８２１を一体に突設した状態で有し、一対の樹脂ケース
１８１，１８３の一方の内壁面には図３９のように消弧
室１８３１が設置され、消弧室１８３１には小さいガス
抜き孔１８３２が形成される。一対の樹脂ケース１８
１，１８３で耐雷素子１８２を挟み込むと、耐雷素子１
８２の電流ヒューズ１８２１が消弧室１８３１に収納さ
れる。

【００５０】電流ヒューズ１８２１を消弧室１８３１に
収納することで、電流ヒューズ１８２１の遮断能力を高
めることができ、また、消弧室１８３１のガス抜き穴１
８３２からヒューズ遮断時に発生する金属ガスが逃げて
遮断能力をより高めることができる。また、消弧室１８
３１に図示しない消弧剤を収納することで電流ヒューズ
１８２１の遮断能力が高まり、樹脂ケ−ス１８１，１８
３の小形化が容易となる。

【００５１】（実施の形態１３）図４０は、図３４と同
様な一体形電圧素子１１１の電極１１２上に絶縁シート
１９を介して電流ヒューズ１９２を固着するようにした
耐雷素子が示される。絶縁シート１９の表面には、電流
ヒューズ１９２とヒューズ側引き出し端子１９１と電極
側端子１９３と電極側端子部孔１９４とが印刷、塗布又
は蒸着又は貼付けによる回路パターンで形成され、この
絶縁シート１９の裏面を一体形電圧素子１１１の電極１
１２上に貼付けて、電極１１２と電極側端子１９３とを
電気的に接続する。以上の構成により電流ヒューズ部を
構成する要素を耐雷素子とは別の工程で製作できて、量
産性に優れる。また、絶縁シート１９にはスペース的余
裕があれば電流ヒューズ部以外の各種の回路パターンが
印刷等で容易に形成できる。

【００５２】（実施の形態１４）この実施の形態１４か
ら後述の実施の形態１６までは、単品の耐雷素子に搭載
させた電流ヒューズが熔断したときに点灯表示させる機
能を持たせた耐雷保護装置の具体例である。図４１は一
般例を、図４２は本発明の実施の形態１４を説明するた
めの回路図で、図４１と図４２は本発明に係る耐雷素子
２０３と温度ヒューズ２０２の直列回路を有し、この直
列回路が端子２０１，２０７で電源電路Ｌ，Ｎに接続さ
れる。

【００５３】図４１は耐雷素子２０３と表示要素２０５
を並列に接続しており、回路動作が正常なときに表示要
素２０５が点灯し、耐雷素子２０３が劣化して電流ヒュ
ーズ２０２が熔断する異常発生時には消灯する回路構造
である。図４２は電流ヒューズ２０２と表示要素２０５
を直列に接続することで、回路動作が正常なときには表
示要素２０５が消灯状態を維持し、異常発生時にだけ点
灯する回路構造である。表示要素２０５は電気的に表示
する発光素子例えば発光ダイオードであり、この発光ダ
イオード２０５に整流ダイオード２０４と抵抗２０６を
直列接続しているが、抵抗とネオンランプの組合せであ
っても同じである。

【００５４】ここで、図４２の回路構造は、耐雷素子２
０３が劣化して電流ヒューズ２０２が熔断したときに耐
雷素子２０３の抵抗値が非常に低くなることで表示要素
２０５に電圧が印加されて、表示要素２０５が点灯す
る。この表示要素２０５は耐雷素子２０３が正常な時に
は通電されずに消灯状態に維持する。従って、表示要素
２０５を構成する各部品は平常時は電圧印加されないの
で、特に表示要素２０５の信頼性が高くなる。また、図
４１の従来回路構造は図４２と逆で平常時の長時間帯に
おいて表示要素２０５に通電が継続されて点灯が継続さ
れるため、表示要素構成部品の寿命が短くなると共に電
力無駄が多くなる。これに対して図４２の回路構造は発
生が希な異常時だけ表示要素構成部品に通電がなされて
点灯表示するので、表示要素構成部品が長寿命となり、
大きな省電力効果が期待できる。

【００５５】図４２の実施の形態１４においては、耐雷
素子２０３に図３６や図４０の要領で発光ダイオード２
０５と整流ダイオード２０４、抵抗２０６を耐雷素子２
０３の電極と共にプリント基板等に直接に印刷、塗布又
は蒸着又は貼付けで一体に形成する。このようにすれ
ば、耐雷素子を単独で使用する場合であっても、耐雷素
子の劣化を知らしめる劣化表示器付き耐雷素子を電気機
器に組み込んだ場合でも、耐雷素子劣化表示器を別途電
気機器のプリント基板上に設ける必要が無くなる。

【００５６】（実施の形態１５）耐雷素子と電流ヒュー
ズと耐雷素子劣化表示をする表示要素とで構成する耐雷
保護装置の別の実施の形態を図４３乃至図４８で説明す
ると、同図は一線接地式の３相３線又は単相３線交流電
路に設けるようにしたもので、図４３は全体の回路説明
図であり、図４４と図４７は樹脂製筐体２１を二つに分
割した夫々の筐体内面に端子類を配置した図であり、図
４５と図４６は一体形耐雷素子の平面図と裏面図であ
り、図４８は筐体組立後の断面図である。

【００５７】筐体２１は樹脂製で、図中の２１１，２１
２，２１３は電源電路のライン相Ｌ１，Ｌ２及び接地相
Ｎに接続するための端子であり、２１８はアースＥに接
続するための端子である。また、２１５は図１５と図１
６の３つの耐雷素子を一体にした一体形耐雷素子であ
り、この耐雷素子２１５は２１５１，２１５２，２１５
３，２１５４の各接続端子を備えている。また、２１
４，２１６は電流ヒューズと表示要素で構成したヒュー
ズ／表示部で、それぞれに２１４１，２１４２及び２１
６１，２１６２の各接続端子を備えている。２１７は、
アース間用ヒューズ部で２１７１，２１７２の各接続端
子を備えている。なお、２１１１，２１２１，２１３１
は、各接続金具又は接続線である。

【００５８】以上の構成より成る耐雷保護装置におい
て、樹脂製筐体２１を一体形耐雷素子２１５を挟み込む
ように形成し、樹脂製筐体２１の図４３に示す一方の内
壁面２１０１にヒューズ／表示部２１４，２１６とアー
ス間用ヒューズ部２１７を直接に組み付けるか、又は、
図４０の要領で絶縁シートに印刷、塗布又は蒸着又は貼
付けによる回路パターンを形成したものを基板２１０３
として組み付け、表示要素の各部品を実装する。そし
て、一体形耐雷素子２１５の各接続端子位置に対向した
面に図４４と図４５に示される電極端子面２１５１と２
１４２と、電極端子面２１５３と２１６１と、さらには
電極端子面２１５４と２１７１とを配置して、この各電
極端子面同士を図４８の筐体組立時に筐体側壁又は接続
金具の弾性力によって加圧接触させる。このような構成
にすれば、独立した各構成要素間の電気的な接続方式が
加圧による接触方式のため、各構成要素を筐体２１に組
み込む作業が容易となり、筐体内の配線数が少なくなっ
て配線ミス等のトラブルが減少する。

【００５９】（実施の形態１６）図４９は、図４３にお
けるヒューズ／表示部２１４，２１６の各々を独立した
プリント基板２３上に設ける場合の形態が示される。図
４９は１枚のプリント基板２３の表裏両面が示され、こ
のプリント基板２３の片側面にパターンヒューズの電流
ヒューズ２３２と引き出し端子２３４，２３６を構成
し、他の片面に表示要素２３３を構成している。プリン
ト基板２３の裏表の２３４と２３５、２３６と２３７は
スルーホール接続されて電流ヒューズ２３２と表示要素
２３３が並列に接続される。以上の構成により、プリン
ト基板２３は細長の非常に小さなものとすることが可能
となり、また、表示要素２３３と電流ヒューズ２３２を
機能別に独立した最少の構成要素とすると共に、双方の
構成要素の分離によって回路要素間が異なったライン相
間交流電路電圧に対する絶縁確保が容易となり、さらに
は、各構成要素間の接続も容易となる効果を有する。

【００６０】なお、図４３のアース間用ヒューズ部２１
７については、図４９と同様にプリント基板に構成して
も、又は、独立したヒューズであってもよい。

【００６１】また、図５０に示すように１枚のフレキシ
ブルなプリント基板２２上に表示要素２２２と電流ヒュ
ーズ２２３の直列回路を３つの引き出し端子２２４，２
２５，２２６で構成し、プリント基板２２を２つ折りし
て各端子２２４，２２６を接続することで表示要素２２
２と電流ヒューズ２２３を並列接続するようにしてもよ
い。この場合もプリント基板２２は細長の非常に小さな
ものとすることが可能となって、図４９と同様な効果を
有する。

【００６２】（実施の形態１７）この実施の形態は、耐
雷素子を内蔵した機器に耐雷素子の制限電圧以上の絶縁
耐電圧試験をすることを可能とした耐雷保護装置であ
り、図５１はその基本的構造例である。図５１において
２４５は筐体、２４６は基本構造が図２５や図２８の耐
雷素子、２４２は手動操作接点、２４３はその操作レバ
ーである。また、２４１は第１のアース端子、２４７は
電源ライン側端子である。操作レバー２４３は、筐体２
４５の外部から手動で開閉操作可能なように設けられて
いる。この操作レバー２４３に連動する手動操作接点２
４２は平常時は閉じる常閉接点であり、絶縁耐電圧試験
の電圧印加時だけ手動で開放する。操作接点２４２は、
その開放時における絶縁耐電圧試験時の印加電圧に耐え
るようにしてある。

【００６３】以上の構成の耐雷保護装置は電源ライン側
端子２４７が電源ラインに、アース端子２４１がアース
側に接続されて使用される。耐雷素子２４６を内蔵した
機器の絶縁耐電圧試験は手動操作接点２４２を開いた状
態で行われ、機器使用時には手動操作接点２４２を閉じ
た状態にされる。従って、耐雷素子２４６の素子電圧を
絶縁耐電圧試験時の印加電圧より低くできる。

【００６４】（実施の形態１８）図５１の実施の形態１
７を応用したのが図５２と図５３に示される耐雷保護装
置である。図５２は上記の耐雷素子２４６と手動操作接
点２４２との接続点から第２のアース端子２４８を引き
出している。この第２のアース端子２４８の目的は、図
５３のように複数の耐雷素子２４８３，２４８４のアー
ス端子側を第２のアース端子２４８に接続し、電源ライ
ン側端子２４８１，２４８２は各電源ラインに接続して
使用するように構成することにある。以上の構成によれ
ば複数の耐雷素子を電気機器の電源線のラインとアース
間に組み込み、かつ、電気機器の絶縁耐電圧性能を確保
する場合にあっては、耐雷素子の第２のアース端子２４
８に他の手動操作接点を有していない耐雷素子のアース
側端子を接続することによって、手動操作接点を内蔵し
た本発明の耐雷素子を１つ用意するだけで耐雷素子の素
子電圧を絶縁耐電圧試験時の印加電圧より低くできる。

【００６５】また、図５４の実施の形態は、図５３で外
付けにした複数の耐雷素子２４６１，２４６２，２４６
３及び電源ライン側端子２４７１，２４７２，２４７３
を筐体２４５に内蔵し、一体としている。この図５４装
置の場合は、図５２装置の効果に併せ、さらに複数のラ
インとアース間耐雷素子及び一つの手動操作接点一体形
の独立した耐雷保護機器とすることができ、かつ、耐雷
素子や各充電部が筐体２４５で覆われるため安全性の確
保が容易であり、他の電気機器への組み込みが容易とな
る。

【００６６】（実施の形態１９）この実施の形態は、電
灯線搬送方式によって宅内機器を制御又はモニタする装
置を設ける管理システムを設置する場合に、電灯線の交
流電路の電力供給側、つまり宅外から侵入する雷サージ
を宅内に侵入しないよう食い止め、一方、宅内で注入さ
れる搬送信号を宅外に漏れるのを防ぐに有効な耐雷保護
装置の具体例で、図５５がシステム構成ブロック図、図
５６と図５７が動作波形図である。ただし、図５６は図
５５のＡ，Ｂ，Ｃ点での宅内搬送信号に対するインピー
ダンス波形（耐雷素子の制限電圧以上のサージ電圧侵入
とした場合）であり、図５７は宅外から侵入する雷サー
ジに対するインピーダンス波形である。

【００６７】図５５のシステム構成ブロック図におい
て、２５は電灯線の交流電路の入り口で、２６は引っ込
み口のブレーカー、２７と３０は電灯線の交流電路であ
る。また、２８が本発明品としての一体形耐雷素子であ
り、２９はブロッキングフイルターである。また、３１
は宅内の搬送信号注入装置、３２は家電製品等の宅内負
荷である。搬送信号注入装置３１は、宅外からの負荷指
令信号等に基づいて宅内負荷３２に制御信号等の搬送信
号を注入する。ブロッキングフイルター２９は、宅内側
Ｃ点で搬送信号注入装置３１から注入された数百ｋＨｚ
の信号を宅外に漏れることを防ぐためのもので、少なく
ともインダクタから構成されている。

【００６８】以上の構成において交流電路のＢ点に設け
た耐雷素子２８は、サージ電圧の宅内側に対する減衰効
果を高めるため耐雷素子２８の宅内側に設けたインダク
タと組み合わせることが一般的であるが、図５５の実施
の形態においてはインダクタより構成されるブロッキン
グフイルター２９の宅外側に耐雷素子２８を設け、ブロ
ッキングフイルター２９の宅内側に搬送信号注入装置３
２を設けることを特徴としている。これにより交流電路
のＡ点、Ｂ点、Ｃ点における宅外から侵入する雷サ−ジ
電圧によるインピーダンスは図５７に示すようにＢ点の
耐雷素子２８で低く、ブロッキングフイルター２９で大
きくなるため、Ｃ点での雷サージ電圧及び雷サージ電流
が大きく減衰する。一方、宅内のＣ点で注入された搬送
信号に対するインピーダンスは図５６に示すように、Ｂ
点において急激に高くなり、これにより搬送信号がＢ点
で宅外に漏れるのを防ぐ。

【００６９】以上の構成とすることにより、耐雷素子側
を宅内より注入された搬送信号が宅外に漏れるレベルを
制限するためのブロッキングフイルターの構成要素の一
つであるインダクタも兼ねるように構成することができ
て、耐雷性能を高める機能と搬送信号を宅外に漏れるこ
とを防ぐ機能とを兼ね備えた、従って、インダクタの構
成要素を削減するという効果を有する。

【００７０】また、図５５の実施の形態において、図５
５の鎖線で示すように耐雷素子２８とブロッキングフイ
ルター２９を一つの筐体３３の内部に設けるようにする
実施の形態も有効である。この筐体３３を使用した場
合、耐雷素子２８が持っている静電容量とインダクタの
組み合わせを考慮したブロッキングフイルター２９の高
周波におけるブロッキング特性とすることが可能とな
る。また、筐体３３で各構成要素間の配線が安定し、耐
雷性能及びブロッキングフイルターの高周波特性のバラ
ツキを抑制できる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下の効
果を有する。

【００７２】板状電圧依存性非線形電圧素子の表裏両面
に形成した電極の配列パターンの選択でもって単品の耐
雷素子でありながら２素子或いは３素子の耐雷素子とし
ての性能を有すため、既存の独立した２つ或いは３つの
耐雷素子と比べその端子数が４個から３個、６個から４
個等と少なくなり、その分、機器組み込み時に交流耐電
圧性能を確保するために他の部品との絶縁離隔距離をと
ることが容易となり、空間容積が少なくなって機器の小
形化を可能とし、更には、耐雷素子間の配線を容易に
し、耐雷素子の製作を容易とするという効果と、共通電
極の一体化による外部における電極間接続を不要とする
効果を有する。

【００７３】板状電圧依存性非線形電圧素子である一体
形電圧素子の表裏面を階段面にして素子厚を変えること
で、制限電圧の相違する複数の耐雷素子の一体化が可能
となり、かつ、電圧素子の階段面の段差で隣接電極間の
延面絶縁距離も大きくとれることから、一体形電圧素子
の全体の面積を小さくでき、一体形電圧素子と耐雷素子
の小形化が図れる。

【００７４】板状電圧依存性非線形電圧素子の表裏面上
に電流ヒューズや耐雷素子劣化表示のための回路パター
ン等を設けることが容易であり、特に印刷パターンを形
成する加工法に適することから、電流ヒューズや発光ダ
イオード等の表示要素の組み込み、一体化が容易とな
り、耐雷素子の持つ機能の多様化と多様な機能の選択が
容易となる。特に、電流ヒューズを電圧素子にパターン
印刷で形成して、電流ヒューズの一部を電極面積の一部
にすることも容易であり、このようにすることで電流ヒ
ューズを設けた耐雷素子が小形化され、また、電極と電
流ヒューズの加工が１工程で可能となって量産性に優れ
る。

【００７５】また、電流ヒューズに表示要素を並列接続
することで、耐雷素子が劣化に至らない状態で電流ヒュ
ーズが熔断したときに、電流ヒューズだけを交換して耐
雷素子は継続使用することができて経済的となり、ま
た、電流ヒューズ熔断の異常時だけに表要素が点灯動作
するので省電力が図れる。この場合、電流ヒューズをヒ
ューズホルダーで耐雷素子に取り付けるようにすること
で、電流ヒューズだけの交換が容易になる。

【００７６】耐雷素子に電流ヒューズと共に表示要素を
一体に取り付けることで、耐雷素子を使用する電気機器
に耐雷素子の劣化を知らしめる専用の劣化表示器を別途
電気機器のプリント基板上に設けることを不要とする効
果を有する。

【００７７】耐雷素子の絶縁耐電圧試験を手動操作接点
を開いた状態で行い、機器使用時には手動操作接点を閉
じた状態にすることで、耐雷素子の素子電圧を絶縁耐電
圧試験時の印加電圧より低くできる。この場合、耐雷素
子に他の手動操作接点を有していない耐雷素子のアース
側端子を接続するようにすれば、手動操作接点を内蔵し
た耐雷素子を１つ用意するだけで耐雷素子の素子電圧を
絶縁耐電圧試験時の印加電圧より低く出来る。

【００７８】また、請求項２４の装置によれば、耐雷素
子側回路のインダクタが宅内より注入された搬送信号が
宅外に漏れるレベルを制限するためのブロッキングフイ
ルタ−の構成要素の一つであるインダクタをも兼ねるよ
うに構成されて、耐雷性能を高める機能と搬送信号を宅
外に漏れることを防ぐ機能とを兼ね備え、インダクタの
構成要素を削減するという効果を有する。また、この場
合、耐雷素子とブロッキングフイルターを構成する各要
素を共通の筐体内に収納することで、各構成要素間の配
線が安定し、耐雷性能及びブロッキングフイルターとし
ての高周波特性についてバラツキの少ないものにできる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を説明するための回路
図。

【図２】図１回路の耐雷素子の平面図。

【図３】図１回路の耐雷素子の側面図。

【図４】図１回路の耐雷素子の裏面図。

【図５】本発明の実施の形態２を説明するための回路
図。

【図６】図５回路の耐雷素子の平面図。

【図７】図５回路の耐雷素子の側面図。

【図８】図５回路の耐雷素子の裏面図。

【図９】図５回路の他の実施の形態を示す回路図。

【図１０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は図６の耐雷素子による
他の実施の形態を示す異なる３パターンの回路図。

【図１１】実施の形態３を説明するための回路図。

【図１２】図１１回路の耐雷素子の平面図。

【図１３】図１１回路の耐雷素子の側面図。

【図１４】図１１回路の耐雷素子の裏面図。

【図１５】実施の形態４の耐雷素子の平面図。

【図１６】図１５の耐雷素子の裏面図。

【図１７】実施の形態５の耐雷素子の平面図。

【図１８】図１７の耐雷素子の側面図。

【図１９】図１７の耐雷素子の裏面図。

【図２０】実施の形態６の耐雷素子の平面図。

【図２１】図２０の耐雷素子の側面図。

【図２２】図２０の耐雷素子の裏面図。

【図２３】実施の形態７を説明するための回路図。

【図２４】図２３の耐雷素子の平面図。

【図２５】図２３の耐雷素子の側面図。

【図２６】図２３の耐雷素子の裏面図。

【図２７】実施の形態８の耐雷素子の平面図。

【図２８】図２７の耐雷素子の側面図。

【図２９】図２７の耐雷素子の裏面図。

【図３０】実施の形態９を説明するための回路図。

【図３１】図３０の耐雷素子の平面図。

【図３２】図３０の耐雷素子の側面図。

【図３３】図３０の耐雷素子の裏面図。

【図３４】実施の形態１０の耐雷素子の平面図。

【図３５】図３４の耐雷素子の裏面図。

【図３６】図３４の耐雷素子に固着された電流ヒューズ
の平面図。

【図３７】（Ａ）は実施の形態１１を説明する回路図、
（Ｂ）は（Ａ）の耐雷素子と組付部品の分解斜視図、
（Ｃ）は（Ａ）の耐雷素子と組付部品の側面図。

【図３８】実施の形態１２の耐雷素子の分解斜視図。

【図３９】図３８の筐体の斜視図。

【図４０】実施の形態１３を説明するための耐雷素子と
絶縁シートの平面図。

【図４１】実施の形態１４を説明するための一般的な回
路図。

【図４２】実施の形態１４を説明するための回路図。

【図４３】実施の形態１５を説明するための回路図。

【図４４】図４３における筐体の裏面図。

【図４５】図４３における耐雷素子の平面図。

【図４６】図４５の耐雷素子の裏面図。

【図４７】図４３における筐体の裏面図。

【図４８】図４３における筐体の側断面図。

【図４９】実施の形態１６を説明するためのプリント基
板の平面図と裏面図。

【図５０】図４９の応用例を示すプリント基板の平面
図。

【図５１】実施の形態１７を説明するための回路図。

【図５２】実施の形態１８を説明するための回路図。

【図５３】図５２の応用例を示す回路図。

【図５４】図５２の応用例を示す回路図。

【図５５】実施の形態１９を説明するためのブロック
図。

【図５６】図５５の宅内搬送信号に対するインピーダン
ス波形図。

【図５７】図５５の雷サージに対するインピーダンス波
形図。

【図５８】一般的な耐雷素子の使用例を示す回路図。

【図５９】基本的な耐雷素子の使用例を示す回路図。

【図６０】基本的な耐雷素子と短絡バー端子の直列回路
図。

【符号の説明】

１〜３耐雷素子４１板状電圧依存性非線形電圧素子、一体形電圧素
子４２〜４４電極４５共通電極４６，４７電極４８共通電極５〜７耐雷素子Ｇ放電ギャップＴ温度ヒューズ５１第１の電極（共通電極）５２第２の電極５３第３の電極（共通電極）５４第４の電極８絶縁被膜９１電圧素子９２〜９４電極９５共通電極１０１電圧素子１０２〜１０４電極１０５共通電極１１１電圧素子１１２，１１３電極１１４電流ヒューズ１５１電圧素子１５２１〜１５２３電極１５３共通電極１５４１〜１５４３電流ヒューズ１７３電流ヒューズ１７４耐雷素子１８２電圧素子１８２１電流ヒューズ１８３筐体１８３１消弧室１９絶縁シート１９２電流ヒューズ２０２電流ヒューズ２０３耐雷素子２０５表示要素２１筐体２１５耐雷素子２２，２３プリント基板２３２電流ヒューズ２３３表示要素２４２手動操作接点２４３操作レバー２４５筐体２４６耐雷素子２４８アース端子２８耐雷素子２９ブロッキングフィルター３３筐体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｈ 85/32 Ｈ０１Ｈ 85/44 85/44 Ｈ０１Ｔ 1/16 ＪＨ０１Ｔ 1/16 4/08 Ａ 4/08 Ｈ０１Ｈ 85/04 (72)発明者下嶋康弘兵庫県尼崎市名神町３丁目７番18号音羽電機工業株式会社本社事業所内 (72)発明者大槻和司兵庫県尼崎市名神町３丁目７番18号音羽電機工業株式会社本社事業所内Ｆターム(参考） 5G013 AA01 AA04 BA02 CB26 DA03 DA10 DA12 5G052 AA17 AA36 5G502 AA01 AA02 BB13 BD02 DD06 DD08 EE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一線接地式の３相３線又は単相３線交流
電路のライン相と接地相及び接地相とアース間に設置さ
れる電圧依存性非線形耐雷素子であって、板状電圧依存
性非線形電圧素子の平行する表裏両面の一方に単数の共
通電極を固着し、他方に３つの電極を所望の絶縁距離で
離隔させて各々が前記共通電極に対向するよう固着し
て、前記３つの電極と共通電極間で形成される３つの耐
雷素子部を一体化したことを特徴とする耐雷素子。
【請求項２】共通電極に交流電路の接地相を接続し、
３つの電極の内の２つに交流電路のライン相を接続し、
残り１つをアース側に接続することで３つの耐雷素子部
を一体化したことを特徴とする請求項１記載の耐雷素
子。
【請求項３】３つの電極を並列に形成して、両側２つ
の電極を交流電路のライン相に接続し、中央の残り１つ
の電極をアース側に接続することで３つの耐雷素子部を
一体化したことを特徴とする請求項２記載の耐雷素子。
【請求項４】一線接地式の単相３線交流電路において
はライン相と接地相間に電圧依存性非線形耐雷素子を設
置し接地相とアース間に放電ギャップを設置した、又
は、単相２線交流又は直流電路においてはライン相とア
ース間に電圧依存性非線形耐雷素子と放電ギャップを設
置した耐雷保護装置における前記電圧依存性非線形耐雷
素子であって、板状電圧依存性非線形電圧素子の平行す
る表裏両面の一方に単数の共通電極を固着し、他方に２
つの電極を所望の絶縁距離で離隔させて各々が前記共通
電極に対向するよう固着して、前記２つの電極と共通電
極間で形成される２つの耐雷素子部を一体化し、単相３
線交流電路にあっては前記２つの電極をライン相に直接
又は放電ギャップを介して接続して前記共通電極を接地
相と放電ギャップの接地相側に接続し、単相２線交流又
は直流電路にあっては前記２つの電極をライン相に直接
又は放電ギャップを介して接続して前記共通電極をアー
ス間に放電ギャップを介して接続、又は、前記２つの電
極をライン相に放電ギャップを介して接続する場合は前
記共通電極をアース間に直接接続することを特徴とする
耐雷素子。
【請求項５】２つの電極とライン相間に電流ヒューズ
を接続し、共通電極と接地相間に温度ヒューズを接続す
ることで２つの耐雷素子部を一体化したことを特徴とす
る請求項４記載の耐雷素子。
【請求項６】２つの電極とライン相間と共通電極とア
ース間の各々に放電ギャップを接続して２つの耐雷素子
部を一体化したことを特徴とする請求項４記載の耐雷素
子。
【請求項７】単相２線交流電路のライン相間及びライ
ン相とアース間に設置される電圧依存性非線形耐雷素子
であって、板状電圧依存性非線形電圧素子の表裏両面の
一方に２つの第１の電極と第２の電極を固着し、他方に
２つの第３の電極と第４の電極を固着すると共に、第１
の電極を第３の電極の一部と第４の電極と対向する共通
電極とし、第３の電極を第１の電極の一部と第２の電極
と対向する共通電極として、第１と第３の電極間と第１
と第４の電極間と第２と第３の電極間で形成される３つ
耐雷素子部を一体化したことを特徴とする耐雷素子。
【請求項８】板状電圧依存性非線形電圧素子の表裏両
面に固着された電極の外面を、各電極の外面一部を外部
端子との電気的圧接接続面として露呈させて絶縁被膜で
被覆したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに
記載の耐雷素子。
【請求項９】板状電圧依存性電圧素子の表裏両面の少
なくとも一方を階段面にして、この階段面の各段面にお
ける素子厚を複数段階に設定し、この複数の素子厚の部
所に耐雷素子部を形成したことを特徴とする請求項１乃
至８のいずれかに記載の耐雷素子。
【請求項１０】板状電圧依存性電圧素子の表裏両面に
電極を固着すると共に、表裏両面の少なくとも一方に耐
雷素子劣化時に劣化耐雷素子を交流電路より切り離すた
めの電流ヒューズを一体に固定したことを特徴とする請
求項１乃至９のいずれかに記載の耐雷素子。
【請求項１１】電流ヒューズの一部が電極と一体成形
されて、この電極の一部を構成することを特徴とする請
求項１０記載の耐雷素子。
【請求項１２】電流ヒューズが電極より低温で溶融す
る金属で形成されて温度ヒューズを兼ねることを特徴と
する請求項１０記載の耐雷素子。
【請求項１３】電流ヒューズを耐雷素子に被着された
絶縁被膜上に固定したことを特徴とする請求項１０乃至
１２のいずれかに記載の耐雷素子。
【請求項１４】電流ヒューズをヒューズホルダーを介
して耐雷素子に固定したことを特徴とする請求項１０又
は１２記載の耐雷素子。
【請求項１５】電流ヒューズを絶縁体シートを介して
耐雷素子に固定したことを特徴とする請求項１０又は１
２記載の耐雷素子。
【請求項１６】電流ヒューズに、この電流ヒューズが
熔断すると通電して点灯表示する表示要素を並列接続し
たことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記
載の耐雷素子。
【請求項１７】電流ヒューズと表示要素を構成する回
路部を耐雷素子に被着された薄膜状の回路パターンの一
部として形成し、かつ、表示要素部品を実装したことを
特徴とする請求項１６記載の耐雷素子。
【請求項１８】請求項１０の耐雷素子を絶縁性筐体に
収納すると共に、前記筐体の内壁一部に耐雷素子に固定
された電流ヒューズを収納する消弧室を形成したことを
特徴とする耐雷保護装置。
【請求項１９】消弧室に消弧剤を収容したことを特徴
とする請求項１８記載の耐雷保護装置。
【請求項２０】請求項８の耐雷素子を開閉式の絶縁性
筐体に収納すると共に、耐雷素子を位置決め収納して前
記筐体を閉じるときに、この筐体の内壁に形成した回路
パターンの一部を耐雷素子の電圧素子に被覆された絶縁
被膜から露呈する電極の圧接接続面に弾圧接触させて、
耐雷素子と筐体の回路パターンを電気的接続すること特
徴とする耐雷保護装置。
【請求項２１】電流ヒューズと表示要素を並列接続し
たものを独立した１つの構成部品としてプリント基板に
よって形成したことを特徴とする請求項２０記載の耐雷
素子。
【請求項２２】電源線のライン相とアース間に設ける
耐雷素子を絶縁性筐体内に内蔵した耐雷保護装置におい
て、少なくとも１つの耐雷素子のアース側電極とアース
間に挿入した手動操作接点を筐体に収納すると共に、筐
体に耐雷素子のライン側に接続するためのライン側端子
と、手動操作接点とアース間を接続するアース端子と、
手動操作接点を筐体外から操作するための操作レバーを
設けたことを特徴とする耐雷保護装置。
【請求項２３】請求項２２の筐体の一部に、耐雷素子
のアース側電極に接続される第２のアース端子を追加設
置したことを特徴とする耐雷保護装置。
【請求項２４】電灯線搬送方式によって宅内機器を制
御又はモニタするシステムに設置される耐雷保護装置で
あって、電灯線の交流電路の入り口に耐雷素子を配置
し、この耐雷素子の宅内側ラインに、その耐雷素子に隣
接して宅内より注入された搬送信号が宅外に漏れるレベ
ルを制限するブロッキングフイルターを配置したことを
特徴とする耐雷保護装置。
【請求項２５】請求項２４の耐雷素子とブロッキング
フイルターを共通の絶縁性筐体内に収納したことを特徴
とする耐雷保護装置。