JP2003079048A - 過電圧制限素子劣化検出回路ならびにその構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用電源端子間または商用電源端子とアース
端子間に過電圧制限素子と温度ヒューズとが熱結合され
た雷防護回路が発熱した場合に信号を検出するとともに
外部に信号を出力する発熱検出回路を接続した過電圧制
限素子劣化検出回路ならびにその構造を提供すること。 【解決手段】 商用電源端子間１１、１２および商用電
源端子１１、１２と入力フレームグランド端子間１３に
サージアブソーバ２１、３１、４１と温度ヒューズ２
２、３２、４２とが熱結合された雷防護回路２、３、４
が接続され、雷防護回路２、３、４が発熱した場合に信
号を検出するとともに外部に信号を出力する発熱検出回
路５が接続される過電圧制限素子劣化検出回路１であ
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、商用電源線を使用
する有線通信機器を異常電圧から防護するための雷防護
系において、過電圧制限素子劣化検出回路ならびにその
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】商用電源線を使用する有線通信機器を異
常電圧から防護するための雷防護系において、従来の過
電圧制限素子劣化検出回路の例を図５に示す。図５で
は、過電圧制限素子として、サージアブソーバ２１、３
１、４１を使用している。２１が第１サージアブソー
バ、３１は第２サージアブソーバ、４１は第３サージア
ブソーバ、２２、３２、４２は温度ヒューズ、１１、１
２は商用電源入力端子、１４、１５は商用電源出力端
子、１３は入力フレームグランド端子、１６は出力フレ
ームグランド端子を示し、図示の如く接続構成されてい
る。

【０００３】このように構成された従来の回路では、商
用電源入力端子間１１、１２に正常な交流電圧が入力さ
れた場合、正常な交流電圧は第１サージアブソーバおよ
び温度ヒューズを介すことなく、商用電源出力端子間１
４、１５からそのまま正常な交流電圧が出力される。

【０００４】いま、商用電源入力端子１１、１２間から
異常電圧、例えば雷サージが侵入した場合、第１サージ
アブソーバが動作して、雷サージを吸収し、第１サージ
アブソーバの定格に応じた最大制限電圧が商用電源出力
端子１４、１５間より出力される。同様に、商用電源入
力端子１２と入力フレームグランド端子１３間から雷サ
ージが侵入した場合、第２サージアブソーバが動作し
て、最大制限電圧が商用電源出力端子１５と出力フレー
ムグランド端子１６間より出力される。また、商用電源
入力端子１１と入力フレームグランド端子１３間から雷
サージが侵入した場合は、第３サージアブソーバが動作
して、最大制限電圧が商用電源出力端子１４と出力フレ
ームグランド端子１６間より出力される。

【０００５】雷サージが各端子間に繰り返し侵入する
と、第１から第３のサージアブソーバ２１、３１、４１
は劣化し、絶縁不良となる。この状態で、各端子間に正
常な交流電圧を入力しても、第１から第３のサージアブ
ソーバ２１、３１、４１が劣化しているため、第１から
第３のサージアブソーバ２１、３１、４１にはリーク電
流が流れ、発熱し始める。この発熱温度が、各サージア
ブソーバ２１、３１、４１と直列に接続される各温度ヒ
ューズ２２、３２、４２の検出温度に達すると、各温度
ヒューズ２２、３２、４２が溶断する。これにより、第
１から第３のサージアブソーバ２１、３１、４１の発煙
発火を防止できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の構成回路によると、各温度ヒューズ２２、３
２、４２が溶断することにより、各サージアブソーバ２
１、３１、４１の発煙発火は防止できるものの、すでに
過電圧制限素子劣化検出回路１内は正常に動作していな
いという情報を外部において検出できないという課題を
有していた。

【０００７】また、過電圧制限素子劣化検出回路１が正
常に動作していない状態で雷サージが各端子間に侵入し
た際には、雷サージがそのまま出力側に出力することに
なり、有線通信機器を破壊してしまうという課題を有し
ていた。

【０００８】本発明はこのような事情に対応してなされ
たものであり、商用電源端子間または商用電源端子とア
ース端子間に過電圧制限素子と温度ヒューズとが熱結合
された雷防護回路を接続し、雷防護回路が発熱した場合
に信号を検出するとともに外部に信号を出力する発熱検
出回路を接続した過電圧制限素子劣化検出回路ならびに
その構造を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を考慮して、
本発明の過電圧制限素子劣化検出回路ならびにその構造
は次のような手段を採用する。

【００１０】すなわち、請求項１では、商用電源線を使
用する有線通信機器を異常電圧から防護するための回路
であって、商用電源端子間または商用電源端子とアース
端子間に過電圧制限素子と温度ヒューズとが熱結合され
た雷防護回路が接続され、雷防護回路が発熱した場合に
信号を検出するとともに外部に信号を出力する発熱検出
回路が接続される。

【００１１】この手段では、雷防護回路と発熱検出回路
とが接続されることにより、雷防護回路が正常に動作し
ない場合には発熱検出回路を介して外部へ信号を出力さ
せる。

【００１２】請求項２では、請求項１記載の過電圧制限
素子劣化検出回路において、温度ヒューズは直列に接続
されるとともに発熱検出回路に接続されることを特徴と
する。

【００１３】この手段では、温度ヒューズが直列に接続
されるとともに発熱検出回路に接続されるので、温度ヒ
ューズが溶断した際には瞬時に発熱検出回路へ信号が検
出され、外部へ信号が検出される。

【００１４】請求項３では、請求項１または２記載の過
電圧制限素子劣化検出回路において、商用電源端子間に
一個以上の過電圧制限素子が接続され、商用電源端子と
アース端子間に二個以上の過電圧制限素子が接続され、
過電圧制限素子と熱結合される三個以上の温度ヒューズ
が直列に接続され、直列に接続された温度ヒューズの両
端が発熱検出回路に接続されることを特徴とする。

【００１５】この手段では、商用電源端子間および商用
電源端子とアース端子間に少なくとも三個以上の過電圧
制限素子が接続され、各温度ヒューズが各過電圧制限素
子に対応するよう熱結合される。また、直列に接続され
た三個以上の温度ヒューズの両端が発熱検出回路に接続
されるので、発熱による温度ヒューズの溶断が発熱検出
回路で検出される。

【００１６】請求項４では、商用電源線を使用する有線
通信機器を異常電圧から防護するための構造であって、
雷防護回路は過電圧制限素子と温度ヒューズとが接触
し、三個以上の雷防護回路が備えられるとともに三個以
上の温度ヒューズが直列に配設されることを特徴とす
る。

【００１７】この手段では、過電圧制限素子と温度ヒュ
ーズとが接触することより、構造上雷防護回路として１
つのユニットとされる。また、三個以上の温度ヒューズ
が構造上直列に接続される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は実施の形態の構成を
示すブロック図、図２は実施の形態の回路図、図３は実
施の形態の構造斜視図、図４は実施の形態の構造部分拡
大斜視図を示している。なお、従来例の図５に示した回
路図で、同義のものには同じ符号を付し、詳細な説明は
省略する。

【００１９】過電圧制限素子劣化検出回路１は、商用電
源線を使用する有線通信機器を異常電圧から防護するた
めの回路であって、商用電源端子間１１、１２および商
用電源端子１１、１２と入力フレームグランド端子間１
３にサージアブソーバ２１、３１、４１と温度ヒューズ
２２、３２、４２とが熱結合された雷防護回路２、３、
４が接続され、雷防護回路２、３、４が発熱した場合に
信号を検出するとともに外部に信号を出力する発熱検出
回路５が接続される。

【００２０】雷防護回路２、３、４は、雷サージ等の異
常電圧から通信装置を保護するための回路である。雷防
護回路２、３、４は、商用電源入力端子間１１、１２に
第１の雷防護回路２が接続される。商用電源入力端子１
２と入力フレーム端子１３との間に第２の雷防護回路３
が接続される。商用電源入力端子１１と入力フレームグ
ランド端子１３との間に第３の雷防護回路４が接続され
る。また、雷防護回路２、３、４は、サージアブソーバ
２１、３１、４１と温度ヒューズ２２、３２、４２とを
有している。

【００２１】第１の雷防護回路２のサージアブソーバ２
１は、その片端２１１が商用電源入力端子１１と接続さ
れ、一方の片端２１２が商用電源入力端子１２と接続さ
れている。第２の雷防護回路３のサージアブソーバ３１
は、その片端３１１が商用電源入力端子１２と接続さ
れ、一方の片端３１２が入力フレームグランド端子１３
と接続されている。第３の雷防護回路４のサージアブソ
ーバ４１は、その片端４１１が商用電源入力端子１１と
接続され、一方の片端４１２が入力フレームグランド端
子１３と接続されている。

【００２２】また、３つの温度ヒューズ２２、３２、４
２は直列に接続される。ここでは、第１の雷防護回路２
の温度ヒューズの他方の端子２２２と第３の雷防護回路
４の温度ヒューズの端子４２１とが接続され、他方の端
子４２２と第２の雷防護回路２の温度ヒューズの端子３
２１とが接続される。このように直列に接続された温度
ヒューズの両端２２１、３２２は、発熱検出回路５へ接
続される。

【００２３】発熱検出回路５は、雷防護回路２、３、４
が正常に動作しなくなった場合を検出し、さらに検出出
力端子５１、５２から外部へ検出信号を出力する回路で
ある。詳しくは、３つの温度ヒューズ２２、３２、４２
のうちいずれかが発熱により溶断された場合には直列回
路は開放となるため、この状態を発熱検出回路５が検出
し、検出出力端子５、５２から外部へ検出信号を出力す
る。これにより、交流電圧遮断等の保護が可能となる。

【００２４】このように接続されている雷防護回路の構
造について説明する。第１〜３の雷防護回路２、３、４
は、各々１つのユニットとして図３に示すように形成さ
れている。ここでは、図４に示すように、第１の雷防護
回路２の構造について説明する。

【００２５】基板６上に略直方体の形状を有するサージ
アブソーバ２１が固定される。固定されない一自由面に
サージアブソーバ２１の端子２１１、２１２が形成され
ている。この端子２１１、２１２の各々が、商用電源入
力端子１１、１２と接続される。

【００２６】また、基板６上にサージアブソーバ２１よ
り高さの低い直方体の端子台２３が、サージアブソーバ
２１と接触されるよう固定される。この端子台２３には
３つの仕切り板２３１〜２３３が設けられ、第１の仕切
り板２３１と第２の仕切り板２３２との間には２つの接
触子２４１、２４２を有している。同様に第２の仕切り
板２３２と第３の仕切り板２３３との間にも、２つの接
触子２４３、２４４を有している。この端子台２３に温
度ヒューズ２２を接続させる。

【００２７】まず、第１の仕切り板２３１と第２の仕切
り板２３２との間にある一の接触子２４１選択し、ここ
に温度ヒューズの端子２２１を接続する。他方の接触子
２４２は、発熱検出回路５に接続される。

【００２８】次に、第２の仕切り板２３２と第３の仕切
り板との間２３３にある一の接触子２４４を選択し、こ
こに温度ヒューズの一方の端子２２２を接続する。他方
の接触子２４３は、第３の雷防護回路４の温度ヒューズ
端子４２１と接続される。

【００２９】上述してきたように第１の雷防護回路２
は、サージアブソーバ２１の端子２１１、２１２が商用
電源入力端子間１１、１２と接続されるだけで、温度ヒ
ューズ２２の端子２２１、２２２は商用電源入力端子間
１１、１２に直接には接続されてはいない。また、第１
の雷防護回路２は、温度ヒューズ２２がサージアブソー
バ２１と構造上接触している。構造上の接触により、サ
ージアブソーバ２１の発熱は温度ヒューズ２２へ熱が瞬
時に伝わり、その温度を検出することができる。この構
造により、サージアブソーバ２１と温度ヒューズと２２
とが熱結合されている。

【００３０】このような構造で構成された第１の雷防護
回路２は１つのユニットとして構造上形成される。同様
に第２、第３の雷防護回路３、４も１つのユニットとし
て形成される。第２の雷防護回路３において、サージア
ブソーバの端子３１２は出力フレームグランド端子１６
と接続され、他方の端子３１１には商用電源出力端子１
５と接続される。温度ヒューズ３２は、サージアブソー
バ３１に直接接触している。第３の雷防護回路４におい
て、サージアブソーバの端子４１２は入力フレームグラ
ンド端子１３と接続され、他方の端子４１１には商用電
源出力端子１４と接続される。温度ヒューズ４２は、サ
ージアブソーバ４１に直接接触している。

【００３１】また図３に示すように、第１の雷防護回路
２の接触子２４３と第２の雷防護回路４の接触子（図省
略）とが接続され、第３の雷防護回路４の接触子４４３
と第２の雷防護回路３の接触子３４３とが接続されてい
る。これにより、各温度ヒューズ２２、３２、４２が直
列に接続される。

【００３２】このように構成された雷防護回路２、３、
４を有する過電圧制限素子劣化検出回路１の動作方法に
ついて説明する。以下では、商用電源入力端子間１１、
１２に電圧を入力した場合について説明するが、商用電
源入力端子１１、１２と入力フレームグランド端子１３
間に電圧を入力した場合も同様とする。

【００３３】まず、商用電源入力端子間１１、１２に正
常な入力電圧を入力した場合は、第１の雷防護回路２を
経由することなく、商用電源出力端子間１４、１５より
正常な入力電圧が出力される。

【００３４】次に、商用電源入力端子間１１、１２に異
常電圧、例えば雷サージが侵入した場合は、第１の雷防
護回路２が動作し、サージアブソーバ２１が雷サージを
吸収し、サージアブソーバ２１の定格に応じた最大制限
電圧が商用電源出力端子間１４、１５より出力される。

【００３５】商用電源入力端子間１１、１２に異常電
圧、例えば雷サージが繰り返し侵入した場合は、サージ
アブソーバ２１が劣化し絶縁不良となる。この状態にお
いて、商用電源入力端子間１１、１２に正常な交流電圧
を入力しても、サージアブソーバ２１、の劣化により、
第１の雷防護回路２へリーク電流が流れ始め、サージア
ブソーバ２１が発熱し始める。上述のように、サージア
ブソーバ２１は温度ヒューズ２２と構造的に接触し熱結
合しているので、サージアブソーバ２１の発熱温度が温
度ヒューズ２２へ瞬時に伝わることとなる。この発熱温
度が温度ヒューズ２２の検出温度に達すると、温度ヒュ
ーズ２２は溶断され、サージアブソーバ２１の発煙発火
は防止される。

【００３６】さらに、温度ヒューズ２２の溶断により、
第１から第３までの雷防護回路の各温度ヒューズ２２、
３２、４２の直列回路が開放となる。このとき、発熱検
出回路５が検出し、検出出力端子５１、５２より外部へ
検出信号を出力する。外部において、交流電圧を遮断
し、雷サージによる有線通信機器の破壊を保護すること
ができる。なお、サージアブソーバは線間に、また温度
ヒューズは直列に接続されれば良く、この接続回路には
限られない。

【００３７】商用電源端子間に一個のサージアブソーバ
を接続したが、二個または複数接続も可能である。一個
以上のサージアブソーバを接続する場合、複数のサージ
アブソーバは直列または並列接続となる。同様に、商用
電源端子とアース端子間においても、サージアブソーバ
は二個または複数接続が可能である。上記記載のよう
に、線間に複数のサージアブソーバが接続される場合に
は、サージアブソーバと熱結合される三個または複数の
温度ヒューズが直列に接続され、その両端が発熱検出回
路に接続される。

【００３８】

【実施例】過電圧制限素子劣化検出回路１において、各
雷防護回路２、３、４のサージアブソーバ２１、３１、
４１は最大制限電圧約６２０Ｖのものを使用し、温度ヒ
ューズ２２、３２、４２は 約９１度のものを使用し
た。

【００３９】使用電圧１００Ｖが商用電源入力端子間１
１、１２に入力された場合には、出力端子間からそのま
ま１００Vの電圧が出力され、正常に動作していること
が確認できた。

【００４０】サージ電圧約１０ｋＶが商用電源入力端子
間１１、１２に繰り返し侵入された場合には、サージア
ブソーバ２１が発熱し、温度ヒューズ２２が溶断する
が、発熱検出回路５がこれを検出し、検出出力端子５
１、５２から外部へ検出信号が出力された。以上によ
り、過電圧制限素子劣化検出回路１の内部の状態を外部
から検出することができた。

【００４１】本発明の用途としては、異常電圧により回
路内が断となった情報を早急に外部に報知し、外部機器
への電圧供給をストップさせ、外部機器を防護できるよ
うな雷防護系に用いると非常に有効である。具体的には
交換機等に好適である。

【００４２】

【本発明の効果】以上詳述してきたように、本発明の過
電圧制限素子劣化検出回路は温度ヒューズが溶断した場
合に回路内が正常に動作していないという情報を、発熱
検出回路を備えることにより外部へ検出されるため、有
線通信機器を防護できるという優れた効果を有する。

【００４３】また、サージアブソーバと温度ヒューズと
が構造的に接触し、熱結合していることから、温度ヒュ
ーズがサージアブソーバの発熱を瞬時に検出できるとい
う優れた効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の構成を示すブロック図
である。

【図２】 本発明の実施の形態の回路図である。

【図３】 本発明の実施の形態の構造斜視図である。

【図４】 本発明の実施の形態の構造部分拡大斜視図で
ある。

【図５】 従来例の回路図である。

【符号の説明】

１ 過電圧素子劣化検出回路 １１、１２ 商用電源入力端子 １４、１５ 商用電源出力端子 １３ 入力フレームグランド端子 １６ 出力フレームグランド端子 ２ 第１の雷防護回路 ２１ 第１のサージアブソーバ ２１１、２１２ サージアブソーバ端子 ２２ 第１の温度ヒューズ ２２１、２２２ 温度ヒューズ端子 ２３ 端子台 ２３１〜２３３ 仕切り板 ２４１〜２４４ 接触子 ３ 第２の雷防護回路 ３１ 第２のサージアブソーバ ３１１、３１２ サージアブソーバ端子 ３２ 第２の温度ヒューズ ３２１、３２２ 温度ヒューズ端子 ３４３ 接触子 ４ 第３の雷防護回路 ４１ 第３のサージアブソーバ ４１１、４１２ サージアブソーバ端子 ４２ 第３の温度ヒューズ ４２１、４２２ 温度ヒューズ端子 ４４３ 接触子 ５ 発熱検出回路 ５１、５２ 検出出力端子 ６ 基盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小崎 幸司 東京都豊島区高田三丁目18番14号 株式会 社白山製作所内 Ｆターム(参考） 5G013 AA01 AA05 BA02 CB01 DA00 5G053 AA10 BA04 CA05 DA01 DA03 EC05 EC06 FA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源線を使用する有線通信機器を異
   常電圧から防護するための回路であって、商用電源端子
   間または商用電源端子とアース端子間に過電圧制限素子
   と温度ヒューズとが熱結合された雷防護回路が接続さ
   れ、雷防護回路が発熱した場合に信号を検出するととも
   に外部に信号を出力する発熱検出回路が接続される過電
   圧制限素子劣化検出回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の過電圧制限素子劣化検出
   回路において、温度ヒューズは直列に接続されるととも
   に発熱検出回路に接続されることを特徴とする過電圧制
   限素子劣化検出回路。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の過電圧制限素子
   劣化検出回路において、商用電源端子間に一個以上の過
   電圧制限素子が接続され、商用電源端子とアース端子間
   に二個以上の過電圧制限素子が接続され、過電圧制限素
   子と熱結合される三個以上の温度ヒューズが直列に接続
   され、直列に接続された温度ヒューズの両端が発熱検出
   回路に接続されることを特徴とする過電圧制限素子劣化
   検出回路。
4. 【請求項４】 商用電源線を使用する有線通信機器を異
   常電圧から防護するための構造であって、雷防護回路は
   過電圧制限素子と温度ヒューズとが接触し、三個以上の
   雷防護回路が備えられるとともに三個以上の温度ヒュー
   ズが直列に配設されることを特徴とする過電圧制限素子
   劣化検出構造。