JP2022137786A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

【課題】 バネ型の温度ヒューズの動作空間を確保しつつ密封性も得られる避雷器を提供すること。【解決手段】 避雷器本体２と、開口部を有し内部に避雷器本体を収納するケース３と、避雷器本体に接続されたリード線４と、リード線を挿通させた貫通孔を有し開口部の開口端よりも内側に配されて開口部を閉塞する蓋部材５とを備え、避雷器本体が、リード線に接続されている回路基板６と、回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備え、分離器が、回路基板に接続されバリスタが発熱した際に一定以上の温度で回路基板から開離されてリード線とバリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであり、蓋部材が、その外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部９によりケースと蓋部材との間が密閉されている。【選択図】図１

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。

屋外設備の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、絶縁基板にバリスタ及び上記バリスタの発熱で溶断分離する温度ヒューズを搭載して成る本体部と、上記本体部を収納する外装ケースと、外装ケース内に収納された上記本体部を封止する封止樹脂を備えた避雷器であって、絶縁基板に搭載された上記バリスタ及び温度ヒューズを蓋部材で覆った状態で本体部を外装ケース内に収納すると共に、上記封止樹脂で本体部及び蓋部材を封止する避雷器が記載されている。

また、特許文献２には、絶縁基板に搭載されたバリスタ及び丸型・角型の温度ヒューズ等の電子部品に被せて使用される電子部品保護ケースであって、形状の上面壁、上記上面壁の四辺から垂設される正面壁、背面壁、右面壁、左面壁を有する本体部を備えると共に、上記本体部の内面に強度向上用のリブを形成した電子部品保護ケースが記載されている。この電子部品保護ケースは、外装ケース内に収納され、電子部品保護ケースの内部も含めて樹脂で封止されている。

特開２０１８－１８１９８６号公報 特開２０２０－０５７６３４号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記従来の避雷器では、内部で溶断分離するタイプの温度ヒューズを使用しており、作動空間を必要としないため、樹脂で内部が封止されている。しなしながら、高耐量が要求されている屋外用の避雷器では、バネ型の温度ヒューズを使用するが、バネ型の温度ヒューズはバネ部材の作動空間が必要になり、密封性を確保するために樹脂で内部を充填する構造を採用することができないという問題があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、バネ型の温度ヒューズの動作空間を確保しつつ密封性も得られる避雷器を提供することを目的とする。

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、避雷器本体と、開口部を有し内部に前記避雷器本体を収納するケースと、前記避雷器本体に接続されたリード線と、前記リード線を挿通させた貫通孔を有し前記開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材とを備え、前記避雷器本体が、前記リード線に接続されている回路基板と、前記回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備え、前記分離器が、前記回路基板に接続され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リード線と前記バリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであり、前記蓋部材が、その外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部により前記ケースと前記蓋部材との間が密閉されていることを特徴とする。

この避雷器では、蓋部材の外面上に充填された樹脂でケースと蓋部材との間を密閉した樹脂封止部を備えているので、ケースと蓋部材との隙間が樹脂で密閉されることで、ケースの密閉性が高くなり、屋外に設置しても内部の避雷器本体を雨等から保護することができる。また、密閉状態のケース内に高耐量のバネ型温度ヒューズである避雷器本体を収納することで、避雷器本体の作動空間を確保することができる。

第２の発明に係る避雷器は、第１の発明において、前記樹脂封止部が、前記貫通孔と前記リード線との間も密閉していることを特徴とする。
すなわち、この避雷器では、樹脂封止部が、貫通孔とリード線との間も密閉しているので、貫通孔とリード線との隙間も樹脂で密閉されることで、ケースの密封性がさらに高くなる。

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、前記蓋部材が、外面側の外周縁に形成され前記外周縁に沿って外側に突出した環状の外周壁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、蓋部材が、外面側の外周縁に形成され前記外周縁に沿って外側に突出した環状の外周壁部を有しているので、蓋部材の外面上に樹脂を充填する際に、環状の外周壁部によって蓋部材上に充填した樹脂が溜まり易くなると共に、蓋部材の外周面とケースとの接触面が増え、蓋部材が傾き難くなる。

第４の発明に係る避雷器は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記ケースが、前記回路基板の外周部の少なくとも一部が嵌め込まれていると共に前記分離器を前記ケースから離間させた状態で前記回路基板を支持する溝部を内面に有していることを特徴とする。
すなわち、この避雷器では、ケースが、回路基板の外周部の少なくとも一部が嵌め込まれていると共に分離器をケースから離間させた状態で回路基板を支持する溝部を内面に有しているので、溝部により回路基板を支持して避雷器本体をケース内に保持すると共に、ケースから離間した分離器が作動空間を十分に確保でき、良好な開離動作が可能になる。また、ケース内に避雷器本体を挿入する際に溝部が回路基板のガイドとなって、容易に所定位置に設置することができる。

第５の発明に係る避雷器は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記ケース及び前記蓋部材が、樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この避雷器では、ケース及び蓋部材が、樹脂で形成されているので、互いに樹脂同士であるため、ケースと蓋部材と樹脂封止部との良好な接合性が得られると共に、互いの熱膨張差が少ないため、温度による隙間が生じ難い。

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、蓋部材の外面上に充填された樹脂でケースと蓋部材との間を密閉した樹脂封止部を備えているので、避雷器本体の作動空間を確保した状態でケースの密閉性が高くなり、屋外に設置しても内部の避雷器本体を雨等から保護することができる。
したがって、本発明の避雷器では、高耐量で密閉性が高く、屋外設備の誘導雷サージ対策用の避雷器として好適である。

本発明に係る避雷器の一実施形態において、ケースを破断した避雷器を示す斜視図である。 本実施形態において、避雷器を示す斜視図である。 本実施形態において、ケースを示す斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 本実施形態において、蓋部材を示す外側から視た斜視図（ａ）及び内側から視た斜視図（ｂ）である。 本実施形態において、避雷器本体を示す斜視図である。

以下、本発明に係る避雷器の一実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。

本実施形態の避雷器１は、図１から図４に示すように、避雷器本体２と、開口部を一端に有し内部に避雷器本体２を収納するケース３と、避雷器本体２に接続されたリード線４と、リード線４を挿通させた貫通孔５ａを有し開口部の開口端よりも内側に配されて開口部を閉塞する蓋部材５とを備えている。

上記避雷器本体２は、図５に示すように、リード線４に接続されている回路基板６と、回路基板６に分離器７を介して接続されたバリスタ８とを備えている。
上記分離器７及びバリスタ８は、回路基板６の上下面それぞれに同様に設けられている。
上記分離器７は、回路基板６に接続されバリスタ８が発熱した際に一定以上の温度で回路基板６から開離されてリード線４とバリスタ８との電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズである。

分離器７は、先端に接点部１０ａを設け、基端が回路基板６に固定された金属等の導電性の板ばねである接点用バネ部材１０を備えている。
上記接点用バネ部材１０の基端は、回路基板６の回路を介してリード線４に接続される。

上記接点部１０ａは、回路基板６上の回路パターンに低融点はんだで接着されている。
また、上記接点用バネ部材１０は、低融点はんだが溶けた際に、接点部１０ａが回路基板６から離間する方向に付勢した状態で回路基板６に設置されている。すなわち、接点部１０ａは、バリスタ８で発生した熱によって回路基板６から開離するため、分離器７は、バリスタ８で発生した熱によって作動する温度ヒューズである。

上記バリスタ８の一方の電極（図示略）は、導電性の接続部で回路基板６に接続されている。すなわち、バリスタ８は、回路基板６を介して接点部１０ａに接続されている。したがって、バリスタ８は、回路基板６，接点部１０ａ及び接点用バネ部材１０を介してリード線４に接続される。
また、バリスタ８の他方の電極（図示略）は、回路基板６上に設置された放電管１１に接続されている。また、放電管１１は、リード線４に接続される。
なお、上記低融点はんだは、バリスタ８が故障した際に発生する熱の温度に応じた融点の材料が採用される。

上記蓋部材５は、ケース３の開口部内に嵌め込んで設置される。
また、蓋部材５は、その外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部９によりケース３と蓋部材５との間が密閉されている。
なお、図１では、ケース３内に設置された避雷器本体２の回路基板６を仮想線（二点鎖線）で示し、バリスタ８や分離器７の図示は省略している。
上記樹脂封止部９は、図２に示すように、貫通孔５ａとリード線４との間も密閉している。

上記蓋部材５は、外面側の外周縁に形成され前記外周縁に沿って外側に突出した環状の外周壁部５ｂを有している。
上記ケース３は、回路基板６の外周部の少なくとも一部が嵌め込まれていると共に分離器７をケースから離間させた状態で回路基板６を支持する溝部３ａを内面に有している。
上記ケース３及び蓋部材５は、樹脂で形成されている。

上記溝部３ａは、ケース３内面に設けられ互いに上下に平行に延在した一対の突条部３ｂの間に形成されている。
これら溝部３ａ及び突条部３ｂは、ケース３の互いに対向する一対の内側側面及び開口部に対向する奥側内面に形成され、ケース３の底面と上面とのほぼ中間高さに配されている。したがって、ケース３内に避雷器本体２を挿入した際に、回路基板６の外周部が、ケース３の内側側面及び奥側内面の溝部３ａ内に嵌まって支持される。

また、蓋部材５の内面にも、図１及び図４に示すように、一対の突条部３ｂが形成されており、一対の突条部３ｂの間に溝部３ａが形成されている。したがって、ケース３内に避雷器本体２を挿入した状態で蓋部材５により開口部を閉塞した際、蓋部材５内面の溝部３ａ内にも回路基板６の外周部が嵌まって支持される。

ケース３及び蓋部材５は、例えばポリカーボネートで形成されている。
また、樹脂封止部９の樹脂は、例えばエポキシ樹脂である。すなわち、ケース３の開口部に蓋部材５を嵌め込んだ状態で、蓋部材５の外面上に液状のエポキシ樹脂を流し込んで硬化させることで、樹脂封止部９を形成する。
上記回路基板６には、３本のリード線４が接続され、これらリード線４は外部の電源系統（図示略）に接続される。また、３本のリード線４に対応して貫通孔５ａも３つ形成されている。

このように本実施形態の避雷器１では、蓋部材５の外面上に充填された樹脂でケース３と蓋部材５との間を密閉した樹脂封止部９を備えているので、ケース３と蓋部材５との隙間が樹脂で密閉されることで、ケース３の密閉性が高くなり、屋外に設置しても内部の避雷器本体２を雨等から保護することができる。また、密閉状態のケース３内に高耐量のバネ型温度ヒューズである避雷器本体２を収納することで、避雷器本体２の作動空間を確保することができる。

また、樹脂封止部９が、貫通孔５ａとリード線４との間も密閉しているので、貫通孔５ａとリード線４との隙間も樹脂で密閉されることで、ケース３の密封性がさらに高くなる。
また、蓋部材５が、外面側の外周縁に形成され前記外周縁に沿って外側に突出した環状の外周壁部５ｂを有しているので、蓋部材５の外面上に樹脂を充填する際に、環状の外周壁部５ｂによって蓋部材５上に充填した樹脂が溜まり易くなると共に、蓋部材５の外周面とケース３との接触面が増え、蓋部材５が傾き難くなる。

また、ケース３が、回路基板６の外周部の少なくとも一部が嵌め込まれていると共に分離器７をケース３から離間させた状態で回路基板６を支持する溝部３ａを内面に有しているので、溝部３ａにより回路基板６を支持して避雷器本体２をケース３内に保持すると共に、ケース３から離間した分離器７が作動空間を十分に確保でき、良好な開離動作が可能になる。また、ケース３内に避雷器本体２を挿入する際に溝部３ａが回路基板６のガイドとなって、容易に所定位置に設置することができる。
さらに、ケース３及び蓋部材５が、樹脂で形成されているので、互いに樹脂同士であるため、ケース３と蓋部材５と樹脂封止部９との良好な接合性が得られると共に、互いの熱膨張差が少ないため、温度による隙間が生じ難い。

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。

１…避雷器、２…避雷器本体、３…ケース、３ａ…溝部、４…リード線、５…蓋部材、５ａ…貫通孔、５ｂ…外周壁部、６…回路基板、７…分離器、８…バリスタ、９…樹脂封止部

Claims (5)

1. 避雷器本体と、
   開口部を有し内部に前記避雷器本体を収納するケースと、
   前記避雷器本体に接続されたリード線と、
   前記リード線を挿通させた貫通孔を有し前記開口部の開口端よりも内側に配されて前記開口部を閉塞する蓋部材とを備え、
   前記避雷器本体が、前記リード線に接続されている回路基板と、
   前記回路基板に分離器を介して接続されたバリスタとを備え、
   前記分離器が、前記回路基板に接続され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リード線と前記バリスタとの電気的接続を切り離すバネ型温度ヒューズであり、
   前記蓋部材が、その外面上に充填された樹脂で形成された樹脂封止部により前記ケースと前記蓋部材との間が密閉されていることを特徴とする避雷器。
2. 請求項１に記載の避雷器において、
   前記樹脂封止部が、前記貫通孔と前記リード線との間も密閉していることを特徴とする避雷器。
3. 請求項１又は２に記載の避雷器において、
   前記蓋部材が、外面側の外周縁に形成され前記外周縁に沿って外側に突出した環状の外周壁部を有していることを特徴とする避雷器。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の避雷器において、
   前記ケースが、前記回路基板の外周部の少なくとも一部が嵌め込まれていると共に前記分離器を前記ケースから離間させた状態で前記回路基板を支持する溝部を内面に有していることを特徴とする避雷器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の避雷器において、
   前記ケース及び前記蓋部材が、樹脂で形成されていることを特徴とする避雷器。

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