JP2021128973A - Arrester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋外設備の誘導雷サージ対策用等に好適な避雷器に関する。 The present invention relates to a lightning arrester suitable for measures against induced lightning surges in outdoor equipment.
誘導雷サージ対策用等の避雷器として、例えば特許文献1には、基板の両面にバリスタを設け、これらバリスタの間に温度ヒューズ部品を設けた分電盤用避雷器が記載されている。この避雷器では、基板に形成した長方形の穴に温度ヒューズ部品を埋設し、基板両面の一対の円盤状バリスタで円筒状の温度ヒューズ部品をサンドウィッチ式に挟み込むようにして、バリスタに温度ヒューズ部品をできるだけ近づけている。これにより、バリスタの劣化発熱で温度ヒューズ部品が応答性良く動作するようにしている。
As a lightning arrester for measures against induced lightning surges, for example,
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上述したように従来の避雷器では、温度ヒューズ部品を基板の埋設するための長方形の大きな穴を形成しなければならないと共に、穴内に温度ヒューズ部品を嵌め込んで実装する工程が必要になり、部品実装が基板両面への表面実装だけでは済まないことから部品の実装工程が複雑になってしまう不都合があった。
また、使用されている温度ヒューズ部品は、円筒状ヒューズ本体内のヒューズエレメントを熱で溶断させるタイプであり、電流耐量が小さいため、高サージ耐量が求められる屋外設備用などの用途には不十分であった。
The following problems remain in the above-mentioned conventional technique.
As described above, in the conventional lightning protection device, it is necessary to form a large rectangular hole for embedding the thermal fuse component in the substrate, and a process of fitting the thermal fuse component into the hole and mounting the component is required. However, since it is not enough to mount the surface on both sides of the board, there is an inconvenience that the mounting process of the component becomes complicated.
In addition, the thermal fuse parts used are of the type that blows the fuse element inside the cylindrical fuse body with heat, and because the current withstand is small, it is insufficient for applications such as outdoor equipment that requires high surge withstand. Met.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、省積化が可能であると共に高サージ耐量を確保することができる避雷器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a lightning arrester capable of saving a lot of products and ensuring a high surge resistance.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係る避雷器は、電源系統に接続される回路基板と、前記回路基板に設置された分離器と、前記分離器を介して前記電源系統に接続され前記回路基板に設置されたバリスタとを備え、前記分離器が、前記バリスタが発熱した際に一定以上の温度で前記回路基板から開離されて前記電源系統と前記バリスタとの接続を切り離す板状金属の接点部を備え、前記バリスタが、一対のバリスタ端子を備え、前記回路基板が、一対の前記バリスタ端子が接着される一対の実装用電極パターンと、一対の前記実装用電極パターンのうち一つの直下に形成され前記回路基板を貫通しているスルーホールと、前記回路基板の前記バリスタとは反対の面に形成され前記スルーホールを介して前記実装用電極パターンに接続された接点用パターンとを備え、前記分離器が、前記回路基板の前記バリスタとは反対の面に設置され、前記接点部が、前記接点用パターンに前記一定以上の温度で溶融する導電性接着剤で接着されていることを特徴とする。 The present invention has adopted the following configuration in order to solve the above problems. That is, the lightning arrester according to the first invention is connected to the power supply system via the circuit board connected to the power supply system, the separator installed on the circuit board, and the separator, and is installed on the circuit board. The separator is provided with a plate-shaped metal contact portion which is separated from the circuit board at a temperature equal to or higher than a certain temperature when the varistor generates heat and disconnects the connection between the power supply system and the varistor. The varistor is provided with a pair of varistor terminals, and the circuit board is formed directly below one of a pair of mounting electrode patterns to which the pair of varistor terminals are adhered and a pair of the mounting electrode patterns. The separator includes a through hole penetrating the circuit board and a contact pattern formed on the surface of the circuit board opposite to the varistor and connected to the mounting electrode pattern via the through hole. Is installed on the surface of the circuit board opposite to the varistor, and the contact portion is adhered to the contact pattern with a conductive adhesive that melts at a certain temperature or higher.
この避雷器では、分離器が、回路基板のバリスタとは反対の面に設置され、接点部が、接点用パターンに一定以上の温度で溶融する導電性接着剤で接着されているので、実装用電極パターン,スルーホール及び接点用パターンを介して接続されるバリスタと分離器とが互いに反対面に表面実装されることで省積化を図ることができる。特に、回路基板両面の実装用電極パターンと接点用パターンとをスルーホールで繋ぐことで、バリスタの熱が反対面の分離器に伝わり易くなり、動作の高い安定性を得ることができる。また、板状金属の接点部により、高サージ耐量を確保することができる。 In this lightning arrester, the separator is installed on the surface opposite to the varistor of the circuit board, and the contact part is adhered to the contact pattern with a conductive adhesive that melts at a certain temperature or higher, so that the mounting electrode Space saving can be achieved by surface-mounting the varistor and the separator, which are connected via the pattern, through-hole, and contact pattern, on opposite surfaces. In particular, by connecting the mounting electrode patterns on both sides of the circuit board and the contact patterns with through holes, the heat of the varistor can be easily transferred to the separator on the opposite surface, and high stability of operation can be obtained. In addition, a high surge resistance can be ensured by the contact portion of the plate-shaped metal.
第2の発明に係る避雷器は、第1の発明において、前記バリスタとして、前記回路基板の表面に設置された第1のバリスタと、前記回路基板の裏面に設置された第2のバリスタとを備え、前記実装用電極パターンとして、前記回路基板の表面に形成され前記第1のバリスタに接続された第1の実装用電極パターンと、前記回路基板の裏面に形成され前記第2のバリスタに接続された第2の実装用電極パターンとを備え、前記接点用パターンとして、前記回路基板の裏面に形成され前記第1の実装用電極パターンに第1のスルーホールを介して接続された第1の接点用パターンと、前記回路基板の表面に形成され前記第2の実装用電極パターンに第2のスルーホールを介して接続された第2の接点用パターンとを備え、前記分離器として、前記回路基板の裏面に設置され前記第1の接点用パターンに接続された第1の分離器と、前記回路基板の表面に設置され前記第2の接点用パターンに接続された第2の分離器とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この避雷器では、バリスタとして、回路基板の表面に設置された第1のバリスタと、回路基板の裏面に設置された第2のバリスタとを備え、分離器として、回路基板の裏面に設置され第1の接点用パターンに接続された第1の分離器と、回路基板の表面に設置され第2の接点用パターンに接続された第2の分離器とを備えているので、回路基板の両面にバリスタが設置されていても、これらに対応する分離器がそれぞれ回路基板の反対面に設置されていることで、省積化を図ることができる。
In the first invention, the lightning arrester according to the second invention includes, as the varistor, a first varistor installed on the front surface of the circuit board and a second varistor installed on the back surface of the circuit board. As the mounting electrode pattern, a first mounting electrode pattern formed on the front surface of the circuit board and connected to the first varistor, and a first mounting electrode pattern formed on the back surface of the circuit board and connected to the second varistor. A first contact that includes a second mounting electrode pattern and is formed on the back surface of the circuit board as the contact pattern and is connected to the first mounting electrode pattern via a first through hole. The circuit board is provided with a pattern for contact and a second contact pattern formed on the surface of the circuit board and connected to the second mounting electrode pattern via a second through hole. A first separator installed on the back surface of the circuit board and connected to the first contact pattern, and a second separator installed on the surface of the circuit board and connected to the second contact pattern are provided. It is characterized by being.
That is, this lightning arrester includes a first varistor installed on the front surface of the circuit board as a varistor and a second varistor installed on the back surface of the circuit board, and is installed on the back surface of the circuit board as a separator. Since the first separator connected to the first contact pattern and the second separator installed on the surface of the circuit board and connected to the second contact pattern are provided, both sides of the circuit board are provided. Even if the varistor is installed in the circuit board, the load can be saved by installing the separators corresponding to these on the opposite surfaces of the circuit board.
第3の発明に係る避雷器は、第1又は第2の発明において、前記回路基板が、前記接点用パターンの周囲に形成されたスリット部を有していることを特徴とする。
すなわち、この避雷器では、回路基板が、接点用パターンの周囲に形成されたスリット部を有しているので、溝状又は貫通孔状のスリット部によりバリスタの熱が周囲に逃げることを抑制して反対面の接点部へ効率的に熱が伝わるようにすることができる。
The lightning arrester according to the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the circuit board has a slit portion formed around the contact pattern.
That is, in this lightning arrester, since the circuit board has a slit portion formed around the contact pattern, the groove-shaped or through-hole-shaped slit portion suppresses the heat of the varistor from escaping to the surroundings. It is possible to efficiently transfer heat to the contact portion on the opposite surface.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る避雷器によれば、分離器が、回路基板のバリスタとは反対の面に設置され、接点部が、接点用パターンに一定以上の温度で溶融する導電性接着剤で接着されているので、バリスタと分離器とが互いに反対面に表面実装されることで省積化を図ることができると共に、板状金属の接点部により、高サージ耐量を確保することができる。
したがって、本発明の避雷器では、省積化できると共に高サージ耐量を確保でき、屋外設備の誘導雷サージ対策用、特にLED街路灯を保護する避雷器として好適である。
According to the present invention, the following effects are obtained.
That is, according to the lightning arrester according to the present invention, the separator is installed on the surface opposite to the varistor of the circuit board, and the contact portion is adhered to the contact pattern with a conductive adhesive that melts at a certain temperature or higher. Therefore, the varistor and the separator can be surface-mounted on opposite surfaces to save space, and the contact portion of the plate-shaped metal can secure a high surge resistance.
Therefore, the lightning arrester of the present invention can save space and secure a high surge resistance, and is suitable as a lightning arrester for measures against induced lightning surges in outdoor equipment, particularly for protecting LED street lights.
以下、本発明に係る避雷器の一実施形態を、図1から図4を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the lightning arrester according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
本実施形態の避雷器1は、図1に示すように、電源系統(図示略)に接続される回路基板2と、回路基板2に設置された分離器3A,3Bと、対応する分離器3A,3Bを介して電源系統に接続され回路基板2に設置されたバリスタ4A,4Bとを備えている。
上記分離器3A,3Bは、対応するバリスタ4A,4Bが発熱した際に一定以上の温度で回路基板2から開離されて電源系統とバリスタ4A,4Bとの接続を切り離す接点部3aを備えている。
As shown in FIG. 1, the
The
上記バリスタ4A,4Bは、一対のバリスタ端子4aを備えている。
上記回路基板2は、一対のバリスタ端子4aが接着される一対の実装用電極パターン5a,5bと、一対の実装用電極パターン5a,5bのうち一つの直下に形成され回路基板2を貫通しているスルーホールH1,H2と、回路基板2のバリスタ4A,4Bとは反対の面に形成され対応するスルーホールH1,H2を介して実装用電極パターン5a,5bに接続された接点用パターン6a,6bとを備えている。
なお、スルーホールH1,H2は、内面に銅メッキ等の導電性材料が形成されて電気的に導通している。
The
The
The through holes H1 and H2 are electrically conductive with a conductive material such as copper plating formed on the inner surface thereof.
上記分離器3A,3Bは、回路基板2の対応するバリスタ4A,4Bとは反対の面に設置されている。
上記接点部3aは、接点用パターン6a,6bに一定以上の温度で溶融する低融点はんだ等の導電性接着剤(図示略)で接着されている。
The
The
本実施形態の避雷器1は、上記バリスタとして、回路基板2の表面に設置された第1のバリスタ4Aと、回路基板2の裏面に設置された第2のバリスタ4Bとを備えている。
また、本実施形態の避雷器1は、上記実装用電極パターンとして、回路基板2の表面に形成され第1のバリスタ4Aに接続された第1の実装用電極パターン5aと、回路基板2の裏面に形成され第2のバリスタ4Bに接続された第2の実装用電極パターン5bとを備えている。
すなわち、実装用電極パターン5a,5bは、バリスタ4A,4Bのバリスタ端子4aのランドパターンである。
The
Further, the
That is, the
また、本実施形態の避雷器1は、上記接点用パターンとして、回路基板2の裏面に形成され第1の実装用電極パターン5aに第1のスルーホールH1を介して接続された第1の接点用パターン6aと、回路基板2の表面に形成され第2の実装用電極パターン5bに第2のスルーホールH2を介して接続された第2の接点用パターン6bとを備えている。
さらに、本実施形態の避雷器1は、上記分離器として、回路基板2の裏面に設置され第1の接点用パターン6aに接続された第1の分離器3Aと、回路基板2の表面に設置され第2の接点用パターン6bに接続された第2の分離器3Bとを備えている。
Further, the
Further, the
すなわち、第1のバリスタ4Aの一方のバリスタ端子4aには、第1の実装用電極パターン5a,第1のスルーホールH1及び第1の接点用パターン6aを介して第1の分離器3Aの接点部3aが接続されている。
また、第2のバリスタ4Bの一方のバリスタ端子4aには、第2の実装用電極パターン5b,第2のスルーホールH2及び第2の接点用パターン6bを介して第2の分離器3Bの接点部3aが接続されている。
That is, one of the
Further, one of the
また、本実施形態の避雷器1では、バリスタ4Bのバリスタ端子4aにそれぞれ放電管7が接続されている。
上記回路基板2は、図3に示すように、各接点用パターン6a,6bの周囲に形成されたスリット部Sを有している。
上記スリット部Sは、例えば各接点用パターン6a,6bを囲うようにコ字状に形成された溝状又は貫通孔状に形成されている。
また、回路基板2の表面には、電源系統に接続される第1のリード線L1,第2のリード線L2及び第3のリード線L3の端部が接続されている。
Further, in the
As shown in FIG. 3, the
The slit portion S is formed in a groove shape or a through hole shape formed in a U shape so as to surround the
Further, the end portions of the first lead wire L1, the second lead wire L2, and the third lead wire L3 connected to the power supply system are connected to the surface of the
上記第1のリード線L1の端部は、回路基板2の表面に形成された第1の接続パターン2aに接続され、第2のリード線L2の端部は、回路基板2の表面に形成された第2の接続パターン2bに接続され、第3のリード線L3の端部は、一対の第1の実装用電極パターン5aのうち一方に接続されている。
The end of the first lead wire L1 is connected to the
回路基板2の裏面には、第1の接続パターン2aとスルーホールで接続された第3の接続パターン2cと、第2の接続パターン2bとスルーホールで接続された第4の接続パターン2dと、一対の第1の実装用電極パターン5aのうち一方とスルーホールで接続された第5の接続パターン2eとが形成されている。
なお、上記各パターンは、銅箔等の金属膜で回路基板2の表裏面にパターン形成されている。
On the back surface of the
Each of the above patterns is formed on the front and back surfaces of the
分離器3A,3Bは、先端部に接点部3aを有した板バネ部材3bを備えている。
上記板バネ部材3bは、導電性接着材が溶けた際に、接点部3aが接点用パターン6a,6bから離間する方向に付勢した状態で回路基板2に設置されている。
板バネ部材3bは、例えば銅基合金、特にコルソン系合金が採用される。また、板バネ部材3bの断面積は、サージ印加時の破断や変形を防ぐため、1mm2以上に設定される。
The
The
For the
第1の分離器3Aの板ばね部材3bは、基端が第4の接続パターン2dに固定されている。
また、第2の分離器3Bの板ばね部材3bは、基端が一対の第1の実装用電極パターン5aのうち一方に固定されている。
この第1の実装用電極パターン5aは、第1のバリスタ4Aのバリスタ端子4aが接合された位置から略円弧状に延在しており、延在した先端部に板ばね部材3bの基端が固定されている。
The
Further, the
The first
第3の接続パターン2cと一対の第2の実装用電極パターン5bのうち一方との間と、第5の接続パターン2eと一対の第2の実装用電極パターン5bのうち他方との間とには、それぞれ放電管7が接続されている。
本実施形態の避雷器1の回路図を図4に示す。
なお、本実施形態の避雷器1は、図2に示すように、上部ハウジング8Aと下部ハウジング8Bとの内部に収納された状態とされる。
Between the
The circuit diagram of the
As shown in FIG. 2, the
次に、本実施形態の避雷器1の動作について説明する。
まず、バリスタ4A,4Bが故障して発熱すると、バリスタ4A,4Bの熱が実装用電極パターン5a,5b,スルーホールH1,H2及び接点用パターン6a,6bを介して導電性接着剤に伝わり、一定以上の温度になると導電性接着剤が溶融する。このとき、接点部3aが外れ、板ばね部材3bの弾性によって接点部3aが接点用パターン6a,6bから開離して跳ね上がり、電源系統とバリスタ4A,4Bとの接続が切断される。
Next, the operation of the
First, when the
このように本実施形態の避雷器1では、分離器3A,3Bが、回路基板2のバリスタ4A,4Bとは反対の面に設置され、接点部3aが、接点用パターン6a,6bに一定以上の温度で溶融する導電性接着剤で接着されているので、実装用電極パターン5a,5b,スルーホールH1,H2及び接点用パターン6a,6bを介して接続されるバリスタ4A,4Bと分離器3A,3Bとが互いに反対面に表面実装されることで省積化を図ることができる。
As described above, in the
特に、回路基板2両面の実装用電極パターン5a,5bと接点用パターン6a,6bとをスルーホールH1,H2で繋ぐことで、バリスタ4A,4Bの熱が反対面の分離器3A,3Bに伝わり易くなり、動作の高い安定性を得ることができる。また、板状金属の接点部3aにより、高サージ耐量を確保することができる。
In particular, by connecting the mounting
また、バリスタとして、回路基板2の表面に設置された第1のバリスタ4Aと、回路基板2の裏面に設置された第2のバリスタ4Bとを備え、分離器として、回路基板2の裏面に設置され第1の接点用パターン6aに接続された第1の分離器3Aと、回路基板2の表面に設置され第2の接点用パターン6bに接続された第2の分離器3Bとを備えているので、回路基板2の両面にバリスタ4A,4Bが設置されていても、これらに対応する分離器3A,3Bがそれぞれ回路基板2の反対面に設置されていることで、省積化を図ることができる。
Further, as a varistor, a
さらに、回路基板2が、接点用パターン6a,6bの周囲に形成されたスリット部Sを有しているので、溝状又は貫通孔状のスリット部Sによりバリスタ4A,4Bの熱が周囲に逃げることを抑制して反対面の接点部3aへ効率的に熱が伝わるようにすることができる。
Further, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…避雷器、2…回路基板、3A,3B…分離器、3a…接点部、4A,4B…バリスタ、4a…バリスタ端子、5a,5b…実装用電極パターン、6a,6b…接点用パターン、H1,H2…スルーホール、S…スリット部 1 ... Lightning arrester, 2 ... Circuit board, 3A, 3B ... Separator, 3a ... Contact part, 4A, 4B ... Varistor, 4a ... Varistor terminal, 5a, 5b ... Mounting electrode pattern, 6a, 6b ... Contact pattern, H1 , H2 ... Through hole, S ... Slit part
Claims (3)
前記回路基板に設置された分離器と、
前記分離器を介して前記電源系統に接続され前記回路基板に設置されたバリスタとを備え、
前記分離器が、前記バリスタが発熱した際に一定以上の温度で前記回路基板から開離されて前記電源系統と前記バリスタとの接続を切り離す板状金属の接点部を備え、
前記バリスタが、一対のバリスタ端子を備え、
前記回路基板が、一対の前記バリスタ端子が接着される一対の実装用電極パターンと、
一対の前記実装用電極パターンのうち一つの直下に形成され前記回路基板を貫通しているスルーホールと、
前記回路基板の前記バリスタとは反対の面に形成され前記スルーホールを介して前記実装用電極パターンに接続された接点用パターンとを備え、
前記分離器が、前記回路基板の前記バリスタとは反対の面に設置され、
前記接点部が、前記接点用パターンに前記一定以上の温度で溶融する導電性接着剤で接着されていることを特徴とする避雷器。 The circuit board connected to the power supply system and
The separator installed on the circuit board and
A varistor connected to the power supply system via the separator and installed on the circuit board is provided.
The separator includes a plate-shaped metal contact portion that is separated from the circuit board at a temperature equal to or higher than a certain temperature when the varistor generates heat to disconnect the connection between the power supply system and the varistor.
The varistor comprises a pair of varistor terminals.
The circuit board has a pair of mounting electrode patterns to which the pair of varistor terminals are adhered.
A through hole formed directly below one of the pair of mounting electrode patterns and penetrating the circuit board.
A contact pattern formed on the surface of the circuit board opposite to the varistor and connected to the mounting electrode pattern via the through hole is provided.
The separator is installed on the surface of the circuit board opposite to the varistor.
A lightning arrester characterized in that the contact portion is adhered to the contact pattern with a conductive adhesive that melts at a certain temperature or higher.
前記バリスタとして、前記回路基板の表面に設置された第1のバリスタと、前記回路基板の裏面に設置された第2のバリスタとを備え、
前記実装用電極パターンとして、前記回路基板の表面に形成され前記第1のバリスタに接続された第1の実装用電極パターンと、前記回路基板の裏面に形成され前記第2のバリスタに接続された第2の実装用電極パターンとを備え、
前記接点用パターンとして、前記回路基板の裏面に形成され前記第1の実装用電極パターンに第1のスルーホールを介して接続された第1の接点用パターンと、前記回路基板の表面に形成され前記第2の実装用電極パターンに第2のスルーホールを介して接続された第2の接点用パターンとを備え、
前記分離器として、前記回路基板の裏面に設置され前記第1の接点用パターンに接続された第1の分離器と、前記回路基板の表面に設置され前記第2の接点用パターンに接続された第2の分離器とを備えていることを特徴とする避雷器。 In the lightning arrester according to claim 1,
The varistor includes a first varistor installed on the front surface of the circuit board and a second varistor installed on the back surface of the circuit board.
As the mounting electrode pattern, a first mounting electrode pattern formed on the front surface of the circuit board and connected to the first varistor and a first mounting electrode pattern formed on the back surface of the circuit board and connected to the second varistor were formed. With a second mounting electrode pattern
As the contact pattern, a first contact pattern formed on the back surface of the circuit board and connected to the first mounting electrode pattern via a first through hole, and a first contact pattern formed on the surface of the circuit board. The second mounting electrode pattern is provided with a second contact pattern connected via a second through hole.
As the separator, a first separator installed on the back surface of the circuit board and connected to the first contact pattern and a separator installed on the surface of the circuit board and connected to the second contact pattern were connected. A lightning arrester characterized by having a second separator.
前記回路基板が、前記接点用パターンの周囲に形成されたスリット部を有していることを特徴とする避雷器。 In the lightning arrester according to claim 1 or 2.
A lightning arrester, wherein the circuit board has a slit portion formed around the contact pattern.
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