JP2737025B2 - 雷サージ保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、雷サージ保護装置に関する。特に、装置の
プリント基板上に配設の容易な装置に関する。 一例として、ケーブルテレビジョン（CATV）システム
における保安器や増幅器に用いられる。

【従来技術】

従来、雷サージ保護装置の一例として、例えばCATVシ
ステムにおいて、テレビジョン受信器に信号ケーブルを
介してサージ電流や漏洩電流が侵入することを防止する
ために、受信者の家屋の軒先において配置された保安器
が知られている。 この保安器の保護回路は、基本的には、高周波を通過
する回路と、DC・AC成分をアースすると共に出力側の１
対の信号線を入力側に対して直流的に絶縁する回路と、
サージを吸収するためのアレスタで構成されたものであ
る。 この保安器として、本出願人による実開平１−123430
号公報に記載されたものが知られている。

【発明が解決しようとする課題】

上記のような保安器を一例とする雷サージ保護回路で
は、アレスタをその両電極に対してリード線で接続して
いるため、アレスタの自己静電容量の他に、そのリード
線によって生じる分布インダクタンスが発生する。 このことが、雷サージ保護回路を用いた場合に、保安
器や増幅器等の高周波特性を劣化させる原因となってい
た。 また、このアレスタの自己静電容量を補償するために
インダクタンスを高周波信号線に挿入することが必要で
あった。 このように、高周波特性が良くないばかりでなく、装
置への実装時に個別的素子で組付ける必要がある。雷サ
ージ保護を目的とし、実装が容易な１つの機能素子は提
供されていない。

【課題を解決するための手段】

本発明の第１の特徴は、第１のストリップ導体の形成
された絶縁基板と、一方の電極が第１のストリップ導体
と電気的に接続されたアレスタと、絶縁基板に形成され
た第３のストリップ導体と接続され、面が絶縁基板と対
面し、幅方向には絶縁基板との距離を変化させることが
なく、その絶縁基板からある傾斜をもって立ち上がり、
アレスタの上部にある他方の電極に接続されたのち、絶
縁基板に向かってある傾斜をもって立ち下がり、絶縁基
板に形成された第４のストリップ導体と接続され、その
立ち上がり及び立ち下り部分は、絶縁基板との間隔が狭
くなる程、幅が狭くなるように形成することにより、線
路インピーダンスンのインダクタンス成分と容量成分と
を信号の伝送方向に沿って変化させるように形成された
第２のストリップ導体と、絶縁基板に形成された第１の
ストリップ導体と、他のストリップ導体とに、それぞれ
接続されたリードピンと、絶縁基板の少なくとも上部、
アレスタ及び第２のストリップ導体を覆う樹脂モールド
とから成り、 第３のストリップ導体、第２のストリップ導体、及び
第４のストリップ導体により直列接続された導体を活線
又はアースとし、第１のストリップ導体をアース又は活
線とし、アレスタを挿入することによって生じる分布容
量、分布インダクタンスを補償して使用可能帯域を拡大
したことを特徴とする。 又、本発明の第２の特徴は、第１のストリップ導体の
形成された絶縁基板と、第１のストリップ導体に接続さ
れた第１のリードピンと、アース電極と上部電極とが平
行に配設された円筒形状であって、アース電極が基板の
アースに接続された状態で、基板に立設されたアレスタ
と、中央部においてアレスタを上部から基板に対して平
行に覆うように、アレスタの上部電極に電気的に接続さ
れた平板状の第２のストリップ導体と、第２のストリッ
プ導体に接続された第２のリードピンと、側面におい
て、第２のリードピンが絶縁された状態で貫通され、絶
縁基板の第１のストリップ導体と電気的に接続され、絶
縁基板の上方から第２のストリップ導体及びアレスタを
覆った金属ケースとから成り、第２のストリップ導体を
線路インピーダンスがインダクタンスを示す部分と、線
路インピーダンスが容量を示す部分とが形成されるよう
に導体の幅を信号の伝送方向に沿って変化させることに
より、アレスタを挿入することによって生じる分布容
量、分布インダクタンスを補償して使用可能帯域を拡大
したことを特徴とする。 又、本発明の第３の特徴は、リードフレームと、リー
ドフレームの１つのランドに一方の電極が接続された配
設されたアレスタと、リードフレームの他の１つのラン
ドに接続され、面がランド面と対面し、幅方向にはラン
ド面との距離を変化させることがなく、そのランドから
ある傾斜をもって立ち上がり、アレスタの上部にある他
方の電極に接続されたのち、リードフレームに向かって
ある傾斜をもって立ち上がり、リードフレームの他のラ
ンドに接続され、その立ち上がり及び立ち上がり部分
は、リードフレームとの間隔が狭くなるほど、幅が狭く
なるように形成することにより、線路インピーダンスの
インダクタンス成分と容量成分とを信号の伝送方向に沿
って変化するように形成されたストリップ導体と、リー
ドフレームのリードピンを突出させた状態で、リードフ
レーム、アレスタ及びストリップ導体を覆う樹脂モール
ドとから成り、アレスタを挿入することによって生じる
分布容量、分布インダクタンスを補償して使用可能領域
を拡大したことを特徴とする。 又、本発明の第４の特徴は、第２の特徴に記載されて
いる第２のストリップ導体は、アレスタの上部に当たる
中央部がインダクタンスン成分を有するように幅の狭い
部分と、中央部に対して信号の入力側及び出力側が容量
成分を有するように幅の広い部分とで構成されたことを
特徴とする。

【作用及び発明の効果】

本発明の第１の特徴において、雷サージを吸収するア
レスタの上部の電極に接続される第２のストリップ導体
は、アレスタの配設される基板に対して、面が絶縁基板
と対面し、幅方向に絶縁基板との距離を変化させること
がなく、第３のストリップ導体に接続されて、その絶縁
基板からある傾斜をもって立ち上がり、アレスタの上部
の電極に接続されたのち、絶縁基板に向かってある傾斜
をもって立ち上がり、絶縁基板に形成された第４のスト
リップ導体と接続され、その立ち上がり及び立ち下がり
部分は、絶縁基板との間隔が狭くなるほど、幅が狭くな
るように形成されている。このように第２のストリップ
導体を形成することにより、線路インピーダンスのイン
ダクタンス成分と容量成分とが信号の伝送方向に沿って
変化するので、アレスタを挿入することによって生じる
分布容量及び分布インダクタンスを補償して使用可能帯
域を拡大することができる。 又、本装置は樹脂モールドで封止され、樹脂モールド
からリードピンが突出された形状をしているので、保安
器、増幅器の各種装置のプリント基板等に容易に装着で
きるという利点がある。さらに、基板とアレスタと第２
のストリップ導体が一体になってモールドされており基
板と第２のストリップ導体の距離が変化することがない
ので、高周波特性の補償が安定して行われる。 又、本発明の第２の特徴では、アース電極と上部電極
とが平行に配設された円筒形状のアレスタを、そのアー
ス電極が基板のアースに接続された状態で、基板に立設
し、中央部においてアレスタを上部から基板に対して平
行に覆うように、アレスタの上部電極に平行状の第２の
ストリップ導体を接続し、その第２のストリップ導体
を、線路インピーダンスのインダクタンス成分と容量成
分とを信号の伝送方向に沿って変化するように導体の幅
を変化させて、アレスタを挿入することによって生じる
分布容量、分布インダクタンスを補償して使用可能帯域
を拡大した形状としている。 この結果、第２のストリップ導体がアレスタによる浮
遊容量と浮遊インダクタンスとを補償するように構成さ
れているので、雷サージ保護回路の高周波特性を良好に
改善することができる。又、金属ケースを用いているの
で、回路のシールド効果も高く、金属ケースから突出し
た第１のリードピンにより、他の装置のプリント基板等
に容易に装着できるという効果がある。また、金属ケー
スにより第２のストリップ導体の位置が固定されるの
で、基板と第２のストリップ導体の距離が変化すること
がないので、高周波特性の補償が安定して行われる。 又、本発明の第３の特徴では、ストリップ導体を、リ
ードフレームの他の１つのランドに接続され、面がラン
ド面と対面し、幅方向にはランド面との距離を変化させ
ることがなく、そのランドからある傾斜をもって立ち上
がり、アレスタの上部にある電極に接続されたのち、リ
ードフレームに向かってある傾斜をもって立ち上がり、
リードフレームの他のランドに接続され、その立ち上が
り及び立ち下がり部分は、リードフレームとの間隔が狭
くなるほど、幅が狭くなるように形成することにより、
線路インピーダンスのインダクタンス成分と容量成分と
を信号の伝送方向に沿って変化するように形成される。
さらにこれらを樹脂モールドすることにより本装置は形
成される。従って、高周波特性は本発明の第１の特徴と
同様な良好な効果が得られ、且つ、本装置はプリント基
板上の実装が容易な一つの機能装置とすることができ
る。また、リードフレームとアレスタとストリップ導体
が一体でモールドされるので、リードフレームと第２の
ストリップ導体の距離が変化することがないので、高周
波特性の補償が安定して行われる。 又、本発明の第４の特徴では、第２の特徴に記載され
ている第２のストリップ導体は、アレスタの上部に当た
る中央部がインダクタンス成分を有するように幅の狭い
部分と、中央部に対して信号の入力側及び出力側が容量
成分を有するように幅の広い部分とで構成されているの
で、高周波帯域での挿入損失増加せず、高周波特性の劣
化が軽減された。

【実施例】

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第１実施例 第１図、第２図は実施例に係る雷サージ保護装置を示
した図である。 絶縁基板20の上面及び裏面に、アースである第１のス
トリップ導体21a,21bとが形成されている。そして、そ
れらのストリップ導体21a,21bは、多数の箇所で絶縁基
板20を貫通したはんだ26により電気的に接続されてい
る。 又、絶縁基板20の上面には、高周波信号を伝搬させる
活線である第３のストリップ導体22a、第４のストリッ
プ導体23aが形成されている。それらの第３、第４のス
トリップ導体22a,23aは、はんだ27により絶縁基板20の
裏面に形成されたストリップ導体22b,23bに電気的に接
続されている。 アレスタARRの方の一方の電極のリード線24は第１の
ストリップ導体21aと絶縁基板20とその裏面に形成され
た第１のストリップ導体21bとを貫通し、裏面の第１ス
トリップ導体21bとはんだにより接続されている。 一方、端部31が絶縁基板20上に配設された第３のスト
リップ導体22aにはんだにより接合し、他方の端部32が
第４のストリップ導体23aにはんだにより接合した第２
のストリップ導体30がアレスタARRを架橋するように配
設されている。 即ち、第２のストリップ導体30は絶縁基板20に対して
端部31から立ち上がり、端部32に向けて立ち下がる形状
に形成されている。 そして、その第２のストリップ導体30の中央部では、
アレスタARRの他方の電極のリード線25が貫通し、リー
ド線25と第２のストリップ導体30とがはんだで電気的に
接合されている。 この第２のストリップ導体30は、第３図に示す展開図
から明らかなように、絶縁基板20からの高さが低くなる
に連れて、幅が狭くなるように形成されている。即ち、
容量の増加に伴いインダクタンスも増加させて、インピ
ーダンス整合をとっている。 一方、絶縁基板20の裏面に形成された第１のストリッ
プ導体21bには、第２のリードピン28,29が接続されてい
る。又、絶縁基板20の裏面に形成された第２のストリッ
プ導体22b,23bには、第１のリードピン33,34が接続され
ている。そして、絶縁基板20、リードピン28,29,33,34
の根本部、アレスタARR、第２のストリップ導体30を覆
うように樹脂モールド35が配設されている。この樹脂モ
ールド35の底部から第１のリードピン33,34、第２のリ
ードピン28,29が突出している。 これらのリードピン33,34,28,29を装置のプリント基
板の溝に挿入することで、雷サージ保護装置１を容易に
配設することができる。 このような構成の雷サージ保護回路について、伝送特
性を測定した結果、第４図に示す特性が得られた。この
測定結果から明らかなように、挿入損失は1400MHz〜200
0MHzの範囲で、0.4〜0.6dBである。又、反射損失は1000
MHzを越えても、測定上限の2000MHzまで、20dB以上であ
る。 尚、比較のために、従来の回路の伝送特性を測定し
た。円筒型のアレスタARRを第７図に示すように配置し
て伝送特性を測定した。この時、アレスタARRのリード
線は極力短くされている。その結果を第５図に示す。挿
入損失は1500MHz〜2000MHzの範囲で0.6〜1.3dBである。
上記実施例では、2000MHzで挿入損失が0.6dBであるか
ら、上記実施例は、従来回路において、1500MHz〜2000M
Hz帯域の挿入損失を減少させていることが理解される。
反射損失も600MHz以上で20dB以下となり、、1400MHz以
上では10dB以下となる。 又、この方法も、従来行われているが、第８図に示す
ように、第７図に示すアレスタARRの配置に加えて、イ
ンダクタンス補償回路L1,L2を設けた場合の伝送特性
は、第６図に示すようになった。1500MHz以上で、挿入
損失が0.6dB以上となり、反射損失が20dB以下となる。 このように、本発明の雷サージ保護回路では、2000MH
zの高帯域まで、挿入損失は0.6dB以下となり、反射損失
は20dB以上となるという良好な特性を示した。 樹脂モールド35の内部に配設される絶縁基板20、アレ
スタARR、第２のストリップ導体30は、次に示す構成と
することも可能である。 又、第９図に示すように、アレスタARRを螺子締めに
より立設しても良い。即ち、絶縁基板20の上面に形成さ
れた第１のストリップ導体21aに対して導電性の台座50
がはんだで接続されており、その台座50の内面には螺子
が切られている。アレスタARRのアース電極51はリング
状にアレスタの側周部に形成されており、それには、螺
子が切られている。そして、これらの螺子の螺合によ
り、アレスタARRが絶縁基板20に立設される。 又、第10図に示すように、アレスタARRの活線電極58
と第２のストリップ導体55とを接合させても良い。即
ち、アレスタARRの電極58は皿状に形成され、第２のス
トリップ導体55の平坦部56に凸部57が形成されている。
そして、凸部57が皿状の電極58に嵌合されることで、ア
レスタARRと第２のストリップ導体55の電気的かつ機械
的な接続が行われる。 又、上記実施例ではアレスタARRは円筒形状のものを
使用したが、第11図に示すように、ネオン管型のアレス
タを使用しても良い。 又、アレスタARRを架橋する第２のストリップ導体の
下には、アレスタARRの他、ダイオード等の他の素子を
配置しても良い。 尚、上記の実施例では、第２のストリップ導体、30,5
5を高周波信号の通る活線としたが、第２のストリップ
導体30,55をアース、第１のストリップ導体21a,21bを高
周波信号の通る活線としても良い。 第２実施例 第12図において、第１実施例と同様に絶縁基板60の上
にアースである第１のストリップ導体61が配設されてい
る。その第１のストリップ導体61の上には、アレスタAR
Rがそのアース電極62が接合されて立設されている。他
方、アレスタARRの活線電極63は、高周波信号が通る平
板状の第２のストリップ導体64が接合されている。その
第２のストリップ導体64は第13図に示すように、アレス
タARRの上部Ｗでの幅は、その周辺部X,Yに比べて細くな
っている。このような形状とすることで、アレスタARR
による浮遊容量及び浮遊インダクタンスを良好に補償
し、高周波特性を向上させることができる。 一方、絶縁基板60は金属製の平板状の基台66の上に載
置されている。第１のリードピン65a,65bは、絶縁基板6
0及び基台66を貫通してアースの第１のストリップ導体6
1と電気的に接合されている。又、絶縁基板60は上方向
から金属ケース67で覆われており、その金属ケース67は
基台66の周辺部において接合されている。 第２のストリップ導体64の両端には第２のリードピン
68a,68bが接合されており、その第２のリードピン68a,6
8bは金属ケース67と絶縁された状態で、その金属ケース
67の側面を貫通して外側に突出されている。第２のリー
ドピン68aは高周波信号の入力用のリードピンとなり、
第２のリードピン68bは高周波信号の出力用のリードピ
ンとなる。 上記構造の雷サージ保護装置では、第２のストリップ
導体64とアースである第１のストリップ導体61及び金属
ケース67の上面67aとの間で補償のための容量が形成さ
れ、第２のストリップ導体64の第13図に示す形状により
補償のためのインダクタンスが形成されることになる。
従って、この実施例の場合には、第２のストリップ導体
64はアースの第１のストリップ導体61に対して平行に構
成される。 第３実施例 第３実施例はリードフレーム上にアレスタを配置して
樹脂モールドにより雷サージ保護装置を形成したもので
ある。 第14図において、リードフレーム70はアースランド7
1、高周波信号が入力される入力ランド72、高周波信号
が出力される出力ランド73、高周波信号の入力端子とな
る入力リードピン74aと高周波信号の出力端子となる出
力リードピン75a、アースリードピン76a,76bとで構成さ
れている。 アースランド71上には、第１実施例と同様に、アレス
タARRが、そのアース電極77が接合されて、立設されて
いる。又、活線電極78には、ストリップ導体79が接合さ
れている。ストリップ導体79の入力側端部80は入力ラン
ド72にはんだ付けされており、ストリップ導体79の出力
側端部81は出力ランド73にはんだ付けされている。そし
て、このようにアレスタARRとストリップ導体79とリー
ドピン74a,74b,75a,75b,76a,76bを除くリードフレーム7
0とをインサート成形して、樹脂モールド82が形成され
る。 このような樹脂成形による雷サージ保護装置は、プリ
ント基板の溝等に容易に装着することができ、１つの機
能素子として提供することが可能となる。 本実施例において、アレスタARRを架橋するストリッ
プ導体79は高周波信号の通る活線として構成している
が、架橋するストリップ導体79の方をアースとし、上記
実施例のアーク線を活線として形成することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る雷サージ保護
装置の断面図、第２図は樹脂モールドを除去した状態で
の雷サージ保護装置の平面図、第３図は架橋する第２の
ストリップ導体の展開図、第４図はその保護装置の伝送
特性を示す測定図、第５図、第６図は従来のアレスタ保
護回路の伝送特性を示す測定図、第７図、第８図は、そ
れぞれ、第５図、第６図の伝送特性測定に使用されたア
レスタ保護回路の構成図、第９図は他の変形例に係る保
護装置の断面図、第10図は他の変形例に係る保護装置の
斜視図、第11図は他の変形例に係る保護装置の断面図、
第12図は第２実施例に係る雷サージ保護装置の断面図、
第13図はその実施例装置の内部の平面図、第14図は第３
実施例に係る雷サージ保護装置の斜視図である。 20,60,……絶縁基板、21a,21b,61……第１のストリップ
導体、22a,22b,23a,23b,79……ストリップ導体 30,55,64……第２のストリップ導体 50……台座、28,29,65a,65b……第１のリードピン 33,34,68a,68b……第２のリードピン 74a……入力リードピン、75a……出力リードピン、76a,
76b……アースリードピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/16 Ｈ０４Ｎ 7/16 Ａ (56)参考文献 特開 昭62−166731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−201024（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36924（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87518（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−111343（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−31827（ＪＰ，Ｕ) 小西良弘 「電子科学シリーズ21マイ クロ波回路の基礎知識」 （昭42−３− 10） 産報出版 Ｐ．147−149

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のストリップ導体の形成された絶縁基
   板と、 一方の電極が前記第１のストリップ導体と電気的に接続
   されて配設されたアレスタと、 前記絶縁基板に形成された第３のストリップ導体と接続
   され、面が絶縁基板と対面し、幅方向には絶縁基板との
   距離を変化させることがなく、その絶縁基板からある傾
   斜をもって立ち上がり、前記アレスタの上部にある他方
   の電極に接続されたのち、前記絶縁基板に向かってある
   傾斜をもって立ち下がり、前記絶縁基板に形成された第
   ４のストリップ導体と接続され、その立ち上がり及び立
   ち下り部分は、前記絶縁基板との間隔が狭くなる程、幅
   が狭くなるように形成することにより、線路インピーダ
   ンスのインダクタンス成分と容量成分とを信号の伝送方
   向に沿って変化させるように形成された第２のストリッ
   プ導体と、 前記絶縁基板に形成された前記第１のストリップ導体
   と、前記第３のストリップ導体と、前記第４のストリッ
   プ導体とに、それぞれ接続されたリードピンと、 前記絶縁基板の少なくとも上部、前記アレスタ及び前記
   第２のストリップ導体を覆う樹脂モールドと から成り、 前記第３のストリップ導体、前記第２のストリップ導
   体、及び前記第４のストリップ導体により直列接続され
   た導体を活線又はアースとし、前記第１のストリップ導
   体をアース又は活線とし、 前記アレスタを挿入することによって生じる分布容量、
   分布インダクタンスを補償して使用可能帯域を拡大した
   ことを特徴とする雷サージ保護装置。
2. 【請求項２】第１のストリップ導体の形成された絶縁基
   板と、 前記第１のストリップ導体に接続された第１のリードピ
   ンと、 アース電極と上部電極とが平行に配設された円筒形状で
   あって、アース電極が基板のアースに接続された状態
   で、基板に立設されたアレスタと、 中央部において前記アレスタを上部から前記基板に対し
   て平行に覆うように、前記アレスタの前記上部電極に電
   気的に接続された平板状の第２のストリップ導体と、 前記第２のストリップ導体に接続された第２のリードピ
   ンと、 側面において、前記第２のリードピンが絶縁された状態
   で貫通され、前記絶縁基板の第１のストリップ導体と電
   気的に接続され、前記絶縁基板の上方から前記第２のス
   トリップ導体及び前記アレスタを覆った金属ケースと、 から成り、 信号の伝送方向に沿って、線路インピーダンスがインダ
   クタンスを示す部分と、線路インピーダンスンが容量を
   示す部分を形成するように、前記第２のストリップ導体
   の幅を変化させて、前記アレスタを挿入することによっ
   て生じる分布容量、分布インダクタンスを補償して使用
   可能帯域を拡大したことを特徴とする雷サージ保護装
   置。
3. 【請求項３】リードフレームと、 前記リードフレームの１つのランドに一方の電極が接続
   されて配設されたアレスタと、 前記リードフレームの他の１つのランドに接続され、面
   がランド面と対面し、幅方向には前記ランド面との距離
   を変化させることがなく、そのランドからある傾斜をも
   って立ち上がり、前記アレスタの上部にある他方の電極
   に接続されたのち、前記リードフレームに向かってある
   傾斜をもって立ち下がり、前記リードフレームの他のラ
   ンドに接続され、その立ち上がり及び立ち下がり部分
   は、前記リードフレームとの間隔が狭くなる程、幅が狭
   くなるように形成することにより、線路インピーダンス
   のインダクタンス成分と容量成分とを信号の伝送方向に
   沿って変化させるように形成されたストリップ導体と、 前記リードフレームのリードピンを突出させた状態で、
   前記リードフレーム、前記アレスタ及び前記ストリップ
   導体を覆う樹脂モールドと、 とから成り、 前記アレスタを挿入することによって生じる分布容量、
   分布インダクタンスを補償して使用可能帯域を拡大した
   ことを特徴とする雷サージ保護装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の第２のストリップ導体
   は、前記アレスタの上部に当たる中央部がインダクタン
   ス成分を有するように幅の狭い部分と、前記中央部に対
   して信号の入力側及び出力側が容量成分を有するように
   幅の広い部分とで構成されたことを特徴とする請求項２
   に記載の雷サージ保護装置。