JP2003018744A - サージ保護装置及びそれを用いたサージ保護付通信装置 - Google Patents
サージ保護装置及びそれを用いたサージ保護付通信装置Info
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Abstract
る。 【解決手段】保安器と通信機器間に設けるサージ保護装
置である。サージ保護装置10の筐体11に回線端子1
2と機器端子13を設ける。又、回線端子12又は機器
端子13側に筐体11を直流的に遮断する第1コンデン
サ15a、15bを設ける。又、信号線路14上に第2
コンデンサ14を設ける。これにより、機器端子13側
に接続される通信機器は、保安器筐体と直流的に遮断さ
れ非接地となる。これにより、サージ通過を阻止し通信
機器を保護する。又、機器端子13と回線端子12間に
通信機器の1つである通信回路(例えばチューナ回路1
8)を設け、その筐体を第3コンデンサ19によって非
接地とする。これにより、挿入した通信回路も非接地と
なりサージから保護することができる。
Description
ジノイズから機器を保護するサージ保護装置に関する。
特に、通信機器又は受信装置の筐体を非接地としてサー
ジの侵入を阻止し、通信機器又は受信装置を保護するサ
ージ保護装置に関する。本発明は、TV受信装置、及び
データ通信を保護する例えばCATV用のサージ保護装
置及びCATV用のサージ保護付通信装置に適用でき
る。
装置等の宅内通信機器の破壊が問題となっている。例え
ば、図7に示すCATVシステムがある。これは、コン
ピュ−タ装置110をCATV回線に接続してデータ通
信するシステムである。コンピュ−タ装置110は、例
えばツイストペア線でケーブルモデム等のチューナー装
置115に接続され、チューナ装置115は同軸ケーブ
ル125、保安器100を介してCATV回線に接続さ
れている。勿論、チューナー装置115は図示しないT
V受信装置も接続可能であり、同じ回線でTV受信も行
われている。従来のこのシステムにおいては、各装置は
電源線130を共通とし、特にチューナー装置115の
筐体は同軸ケーブル125の外皮導体及び保安器100
を介して接地されている。
ば、CATV回線側からサージが侵入する。そして、そ
れにより上記通信機器が破壊される場合がある。そのた
め従来より、保安器100には図8に示すような対策が
とられていた。即ち、CATV回線側、即ち入力端子
(IN)側の信号線路101と接地線路102間に避雷
器であるアレスタ103とインダクタンス104を設
け、それによりサージを吸収していた。又、信号線路1
01にコンデンサ105を設けそれによりサージの宅内
への侵入を阻止していた。
示すように落雷によるサージは送電線を介してコンピュ
−タ装置110又はチューナー装置115から侵入する
場合がある。例えば、送電線のグランドワイヤーに落雷
があると雷サージ(3KV〜5kV)は接地、柱上トラ
ンス131を介して電源線130に侵入する。電源線1
30から侵入したサージは、電源線130、チューナー
装置115筐体、同軸ケーブル125の外部導体、保安
器100筐体を経由して接地にバイパスされる。この
時、チューナー装置115筐体は同軸ケーブル125と
保安器100筐体で接地となっているため、チューナー
装置115の入力端子側(例えばツイストペア線)で絶
縁破壊が起こり、チューナー装置115のRF回路を破
壊する場合があった。
になされたものであり、その目的は保安器と通信機器間
にサージ保護装置を挿入し、通信機器筐体を直流的に非
接地としてサージの侵入を阻止し、受信機器又は通信機
器を保護することである。又、その装置を用いたサージ
保護付通信装置を提供することである。
課題を解決するために請求項1のサージ保護装置は、ネ
ットワークシステムにおいて、保安器と通信機器間に設
けられ電源線及び/又は通信回線に侵入したサージを阻
止し通信機器を保護するサージ保護装置であって、筐体
に保安器からの通信回線を接続する回線端子と、通信機
器を接続する機器端子と、回線端子又は機器端子と筐体
間に設けられた第1コンデンサと、機器端子と回線端子
を結ぶ信号線路に設けられた第2コンデンサとを備えた
ことを特徴とする。
ら延出された通信回線間に挿入される。従来例で説明し
たように、サージ侵入経路は2経路ある。1つは、通信
回線経路であり、一つは電源線経路である。通信回線経
路のサージは、通常保安器のアレスタ等の避雷器で吸収
される。電源線経路のサージは、例えば順に電源線、通
信機器筐体、同軸ケーブル外側導体、保安器筐体そして
接地に流れる。本発明では、保安器と通信機器間にサー
ジ保護装置を挿入している。サージ保護装置とは、例え
ば、回線端子又は機器端子と筐体間に挿入した第1コン
デンサである。そして、これによりサージ保護装置筐体
を非接地としている。非接地であるので、上記筐体経路
でサージ電流は流れることはない。
れたサージの保安器側への流入を阻止する。即ち、サー
ジは信号経路を流れることはない。即ち、両コンデンサ
によって、完全にサージ電流の通過が阻止される。よっ
て、機器端子に接続される通信機器はサージによって破
壊されることはない。即ち、通信機器をサージ電流から
保護することができる。
回線端子及び/又は機器端子はRF端子であり、そのR
F端子は外側導体が筐体とコンデンサで接続された絶縁
型RF端子であることを特徴とする。この絶縁型RF端
子を回線端子に適用する場合は、第1コンデンサをいち
いち設ける必要がない。又、この絶縁型RF端子を機器
端子に適用する場合は、第3コンデンサをいちいち設け
る必要がない。よって、その製造工程数を低減すること
ができる。即ち、製造工程数が低減される利便性のよい
サージ保護装置となる。
回線端子及び機器端子は第1端子と第2端子とからな
り、回線端子及び/又は機器端子はそれぞれの第1端子
と第2端子間を直流的に同電位とするハイパスフィルタ
を備えたことを特徴とする。請求項1及び請求項2に記
載のサージ保護装置において、サージ電流は、第1コン
デンサ及び第2コンデンサで阻止されるものの筐体に
は、サージ電圧が印可される。この印可によって、通信
機器のRF回路の信号線路にサージ電圧が誘起され破壊
される場合がある。特に、通信機器が同軸ケーブルに接
続されてい場合は、その構造が中心導体と外部導体から
なるコンデンサの一種であることから、その容量に基づ
いたサージ電圧の分圧が中心導体に印加され、それによ
り通信機器のRF回路が破壊されることがある。
器端子はそれぞれの第1端子と第2端子間にハイパスフ
ィルタを設けている。即ち、通信機器の筐体と信号線路
間にハイパスフィルタを設けている。ハイパスフィルタ
とは、例えばインダクタンスである。ハイパスフィルタ
であるので、高周波(RF信号)は通過される。又、ハ
イパスフィルタであるので低周波に対しては両端子は同
電位となる。即ち、低周波であるサージに対して通信機
器筐体と信号線路は同電位となる。即ち、サージが発生
した場合には、サージ電圧は通信機器筐体と信号線路に
電位差なく同じに印加される。サージ電圧が印加されて
も電位差がないので、通信機器は破壊されることはな
い。即ち、サージ電流の通過とサージ電圧の誘起を阻止
して通信機器を保護するサージ保護装置となる。
ハイパスフィルタがインダクタンスであることを特徴と
する。インダクタンスであるので、高周波には高リアク
タンスとなりRF信号は通過される。又、インダクタン
スであるので低周波に対しては両端子が同電位となる。
即ち、低周波であるサージに対して通信機器筐体と信号
線路は同電位となる。これにより、請求項3に記載のサ
ージ保護付通信装置を容易に実現することができる。
又、製造工程も容易となる。
請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のサージ保護
装置に通信回路を設置して形成するサージ保護付通信装
置であって、通信回路は回線端子と機器端子間に備えら
れ、その通信回路筐体は第3コンデンサによってサージ
保護装置の筐体に接続されることを特徴とする。ここ
で、通信回路とは例えばCATVホームターミナル等の
チューナー回路である。
回路筐体を非接地とする構成である。即ち、第3コンデ
ンサが外部通信機器筐体、同軸ケーブル外側導体、通信
回路筐体、サージ保護装置筐体、保安器筐体を経由する
サージをサージ保護装置筐体直前で確実に遮断する。サ
ージ流入経路が遮断されるので、サージによって通信回
路は破壊されることはない。よって、サージに対して頑
強なサージ保護付通信装置となる。特に、請求項3、請
求項4に記載のサージ保護装置を採用した場合は、それ
ぞれハイパスフィルタ、インダクタンスによって筐体と
信号線路が常に同電位となって通信回路にはサージが誘
起されない。よって、サージから完全に保護される通信
装置となる。
信回路筐体が基板であり、通信回路はその基板上に形成
されることを特徴とする。即ち、通信回路と通信筐体は
1つの基板上に一体に形成される。即ち、サージ保護付
通信装置を小型化することができる。又、請求項7のサ
ージ保護付通信装置は、通信回路及び通信回路筐体が周
囲がサージ保護装置筐体に同電位にされた筐体基板上に
形成されることを特徴とする。この構成は、通信回路、
通信回路筐体が1枚の基板上に形成されることを意味す
る。即ち、この1枚の基板をサージ保護装置筐体に設置
するだけでサージ保護付通信装置が形成される。即ち、
サージ保護付通信装置をより小型化することができる。
て図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例
に限定されるものではない。 (第1実施例)図1に本発明のサージ保護装置の回路図
を示す。本発明のサージ保護装置10は、筐体11、通
信回線への回線端子12、通信機器への機器端子13、
信号線路14、回線端子12を筐体11と直流的に遮断
する第1コンデンサ15a、15b、信号線路14を直
流的に遮断する第2コンデンサ16から構成される。
尚、回線端子12、機器端子13は例えばRF端子であ
り、それぞれ第1端子である外側端子12aと第2端子
である中心端子12b、第1端子である外側端子13a
と第2端子である中心端子13bを備えている。
Vシステムにおいては図2のように用いられる。即ち、
市中からの通信回線を屋内に延出する保安器20とCA
TVホームターミナルであるチューナ装置30間に設け
られる。尚、チューナ装置30後段には、例えばTV受
信装置40、ケーブルモデム装置55、コンピュ−タ装
置50が接続される。そして、各装置はコンピュ−タ装
置50とケーブルモデム装置55間を除いて、全て同軸
ケーブルによって接続されている。即ち、各筐体は、同
軸ケーブルの外側導体によって全て同電位となってい
る。又、保安器20は従来例で説明した保安器と同等で
ある。即ち、保安器20の筐体は接地となっており、回
線から侵入するサージはアレスタ等の避雷器を介して接
地に流れるものとする。
が侵入した場合にそれを阻止する例である。図1、図2
を用いてサージ回避動作を説明する。例えば、このシス
テム近傍の電力線に落雷があると屋内電源線100及び
/又はCATV通信回線110にサージが発生する。電
力線に発生したサージは、例えば電源線100、コンピ
ュータ装置50筐体に侵入する。この時、ケーブルモデ
ム55筐体がチューナ装置30筐体、同軸ケーブル10
5、サージ保護装置10の筐体11を介して接地となっ
ていると、例えばコンピュータ装置50とケーブルモデ
ム55間のツイストペア線でサージ破壊が起こり、例え
ばケーブルモデム55のRF回路が破壊される。
10の筐体11は第1コンデンサ15a、15bによっ
て、保安器20の接地とは直流的には非接地となってい
る。又、信号線路14も第2コンデンサ16によって直
流的に非接地となっている。即ち、両者とも直流的には
非接地となっているので、TV受信装置40、コンピュ
ータ装置50等の各装置の信号線路側にも筐体側にもサ
ージ電流は流れることはない。よって、このサージ保護
装置10を保安器20後段に接続すれば、宅内通信機器
をサージから保護することができる。このサージ通過の
防止が本発明の第1の特徴である。尚、上記例では第1
コンデンサ15a、15bは回線端子12側に設けた
が、勿論機器端子13側でもよい。要は、保安器20の
接地と非接続とする箇所ならばどちらでもよい。
装置10の筐体11を第1コンデンサ12a、12b
で、信号線路14を第2コンデンサ16で非接地とし、
それにより下流の各通信機器を非接地としてサージの通
過を阻止する1例であった。しかしながら、電源線10
0から侵入したサージは、第1コンデンサ15a,15
b及び第2コンデンサ16で通過が阻止されるが、例え
ば筐体11にはサージ電圧が印可される。このサージ電
圧が印加されると、下流のチューナ装置30等の通信機
器のRF回路の信号線路にサージ電圧が誘起され破壊さ
れる場合がある。特に、同軸ケーブル105はその構造
が中心導体と外部導体からなるコンデンサの一種となる
ことから、その容量に基づいたサージ電圧の分圧が中心
導体に印加され、それに接続された通信機器のRF回路
が破壊されることがある。本実施例は、この問題を解決
するために図3に示すようにサージ保護装置10の機器
端子13の外側端子13aと中心端子13b間にハイパ
スフィルタであるインダクタンス17を備えた。これ
が、本発明の第2の特徴である。
子13bと外側端子13aにインダクタンス17を設け
れば、低周波においては両者は同電位となる。即ち、低
周波であるサージ電圧が印加された場合でも常に同電位
となるので、信号線路14、即ちそれに接続された下流
の各装置のRF回路にはサージ電圧は誘起されない。即
ち、電力線100から侵入したサージは完全に阻止され
る。よって、通信機器は完全にサージから保護される。
尚、インダクタンス17は高周波には高リアクタンスと
なるのでRF信号は通過することができる。即ち、TV
受信又はデータ通信には何ら影響を与えることはない。
明のサージ保護装置を用いたサージ保護付通信装置を示
す。図4(a)は構成上面図であり、図4(b)は構成
側面図である。ここでは、通信回路であるチューナ回路
を上記サージ保護装置に挿入しCATV用チューナ装置
とした1例で示す。勿論、ケーブルモデム等の他の通信
装置としてもよい。尚、第1実施例及び第2実施例と同
等の部位は、同じ番号で示してある。本実施例のサージ
保護付通信装置は、筐体11と同電位である筐体基板1
1A、回線端子12、機器端子13、第2コンデンサ1
6、チューナ回路18、チューナ回路18の筐体に相当
するチューナ回路筐体基板18A、信号線路14、そし
て第3コンデンサ19から構成される。
A上に形成される。形成方法は以下の通りである。例え
ば、先ず筐体基板11A上にチューナ回路18を形成す
る。その後、所定領域をエッチング等により導体膜を剥
離して絶縁部18Bを形成しする。そして、その絶縁部
18B両側の筐体基板11Aの導体部(グランド部)と
チューナ回路筐体基板18Aの導体部を第3コンデンサ
19で接続する。これにより、全ての構成要素が一枚の
基板上に形成される。その後、機器端子13と回線端子
12を装着する。このようにして、サージ保護付通信装
置は製造される。尚、筐体基板11Aの斜線部は残存し
た導体膜である。
るように本実施例の特徴は、チューナ回路18をサージ
保護装置10の回線端子12と機器端子13間、特に回
線端子12と第2コンデンサ16間に挿入し、チューナ
回路筐体基板18Aを第3コンデンサ19でサージ保護
装置10の筐体11(図4では、筐体基板11A)に接
続したことである。又、筐体11を回線端子12の外側
端子12aと図示しない同軸ケーブルと保安器筐体によ
って接地としたことである。尚、機器端子13は、図4
において絶縁部18Bを有して筐体基板11Aに装着さ
れているので絶縁型RF端子と等価となり、図5の回路
上ではそれを外側端子13aに接続された第1コンデン
サ15a、15bで示した。
る。例えば、チューナ回路18の電源線110aからサ
ージが侵入した場合は、サージはチューナ回路18筐体
及び/又は信号線路に侵入するが、チューナ回路筐体基
板18Aに侵入したサージは第3コンデンサ19によっ
て接地への流入が阻止される。又、信号線路に侵入した
サージは第2コンデンサ16及び従来例(図8)に示し
た保安器20側のコンデンサ105によって阻止され
る。よって、チューナ回路18はサージによって破壊さ
れることはない。即ち、チューナ回路18はサージから
保護される。
ーブルからサージが侵入する場合がある。即ち、図2に
おいて電源線100から各装置の筐体を介して侵入する
サージがある。同軸ケーブル105の外部導体を介して
侵入したサージは、機器端子13側に設けられた第1コ
ンデンサ15a、15b(絶縁部に相当)及び第3コン
デンサ19によって阻止される。又、同軸ケーブルから
中心端子13bに侵入したサージは、第2コンデンサ1
6によって阻止される。よって、機器端子13後段に接
続された通信機器もサージから保護される。このよう
に、チューナ回路18等の通信回路をサージ保護装置1
0に組み込んでサージ保護付通信装置とすれば、通信機
能とサージ保護機能の両方の機能を満たす利便性に優れ
た装置とすることができる。
装置10の筐体基板11Aを接地とし、第3コンデンサ
19でチューナ回路18と後段の通機機器を非接地と
し、両者をサージから保護する1例であった。図6に、
第4実施例のサージ保護付通信装置を示す。本実施例
は、第3コンデンサ19を回線端子12側に設けるだけ
で、両者を非接地とする例である。尚、第3実施例と同
じ部位には、同じ番号を記してある。本実施例のサージ
保護付通信装置は筐体基板11A、チューナ基板18、
機器端子13、第2コンデンサ16、第3コンデンサ1
9、そして回線端子12から構成される。尚、筐体基板
11Aの斜線部は、第3実施例同様に導体膜を意味す
る。
回線端子12と第2コンデンサ16間にチューナ回路1
8を接続し、筐体基板11Aをチューナ回路18のグラ
ンド部とした構成である。即ち、回線端子12の外側端
子12aのみが接地であり、チューナ回路18、機器端
子13等の他の構成要素は第3コンデンサ19によって
全て非接地となっている(図6)。これにより、チュー
ナ回路18、即ち機器端子13に接続される各通信機器
の筐体経路は非接地となる。又、信号経路は第2コンデ
ンサ及び、保安器側のコンデンサで非接地となる。よっ
て、チューナ回路18と機器端子13に接続される各通
信機器の両者がサージから保護される。このように構成
することもできる。又、回線端子12と第3コンデンサ
19は、まとめて絶縁型RF端子としてもよい。同等の
効果が得られる。
を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。例え
ば第1実施例では、回線端子12側に第1コンデンサ1
5a、15bを設けたが、それらを絶縁型RF端子に代
えてもよい。即ち、回線端子12を第1コンデンサ15
a、15bと同等の成分を有した絶縁型RF端子として
もよい。コンデンサ搭載工程が省略できる。
側に第1コンデンサ15a、15bを設けたが、逆にそ
れらを機器端子13側に設けてもよい。機器端子13側
に第1コンデンサ15a、15bを設けても、サージ保
護装置10の後段に接続される各装置は同様に非接地と
なり同等の効果がある。
又は機器端子13側にハイパスフィルタ(インダクタン
ス17)を搭載しない例で説明したが、勿論搭載するの
が望ましい。より、確実にサージを阻止することができ
る。
ATV通信回線としたが他の通信回線でもよい。例え
ば、中央装置と複数の端末装置が同軸ケーブルで接続さ
れた他のLANシステムでもよい。これにより、例えば
様々な電源線から侵入したサージから端末装置を保護す
ることができる。即ち、LANシステムを保護すること
ができる。又、通信ケーブルをツイストペア線したIS
DN等の電話回線にも適用できる。電話回線と電話器の
間に本発明のサージ保護装置を挿入すればよい。これに
より、例えば電源線から侵入したサージから電話器を保
護することができる。
路図。
用したCATVシステム構成図。
路図。
置構成図。
置の回路図。
置構成図。
Claims (7)
- 【請求項1】ネットワークシステムにおいて、保安器と
通信機器間に設けられ、電源線及び/又は通信回線に侵
入したサージを阻止し、前記通信機器を保護するサージ
保護装置であって、 筐体に、 前記保安器からの通信回線を接続する回線端子と、 前記通信機器を接続する機器端子と、 前記回線端子又は前記機器端子と前記筐体間に設けられ
た第1コンデンサと、 前記機器端子と前記回線端子を結ぶ信号線路に設けられ
た第2コンデンサとを備えたことを特徴とするサージ保
護装置。 - 【請求項2】前記回線端子及び/又は前記機器端子はR
F端子であり、該RF端子は外側導体が前記筐体とコン
デンサで接続された絶縁型RF端子であることを特徴と
する請求項1に記載のサージ保護装置。 - 【請求項3】前記回線端子及び前記機器端子は第1端子
と第2端子とからなり、前記回線端子及び/又は前記機
器端子はそれぞれの前記第1端子と前記第2端子間を直
流的に同電位とするハイパスフィルタを備えたことを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載のサージ保護装
置。 - 【請求項4】前記ハイパスフィルタは、インダクタンス
であることを特徴とする請求項3に記載のサージ保護装
置。 - 【請求項5】請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載
のサージ保護装置に通信回路を設置して形成するサージ
保護付通信装置であって、 前記通信回路は、前記回線端子と前記機器端子間に備え
られ、通信回路筐体は第3コンデンサによって前記サー
ジ保護装置筐体に接続されることを特徴とするサージ保
護付通信装置。 - 【請求項6】前記通信回路筐体は基板であり、前記通信
回路は前記基板上に形成されることを特徴とする請求項
5に記載のサージ保護付通信装置。 - 【請求項7】前記通信回路及び前記通信回路筐体は、周
囲が前記サージ保護装置筐体に同電位にされた筐体基板
上に形成されることを特徴とする請求項5又は請求項6
に記載のサージ保護付通信装置。
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