JP3153936U - サージプロテクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】薄型の電子回路基板に適用でき、かつ製造が容易で部品点数が少なく、コストを低減でき、かつ汎用電子部品として各種タイプの電気製品に使用することができるサージプロテクタを提供する。【解決手段】一枚の導電性板材を段違いに曲げることにより、互いに平行な平面状の端子基部1aと放電端部1bとが途中の起立部1cを介して形成された端子板1と、端子板1の一対を、放電端部1bの先端同士が所定のエアギャップを隔てて対向するように、かつ一対の端子板1の端子基部1aが共に同一平面上に位置するとともに端子基部1aの外側面が外部に露出するように保持する絶縁性の第1ケース2及び第2ケース3とからなるサージプロテクタ。【選択図】 図3

Description

本考案は、テレビ、携帯電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器あるいはその他の電子機器に実装され、雷サージや静電気から電子機器を保護するためのサージプロテクタに関する。
かかる電子機器に実装されるサージプロテクタとしては、バリスタやサージアブソーバという部品を電子機器の回路基板に実装するのが一般的であるが、これらの部品はサイズが大きくて高価であるため、電子機器の小型化、薄型化、省コスト化を図る上で、ネックとなっている。
近年では、2つのギャップ形成用金属端子を所定のエアギャップを持たせて回路基板上に植え込んだ構成のサージ保護装置が提案されている。この場合、ギャップ形成用金属端子は回路基板に設けた部品挿入用孔に基部を差し込んで実装されるが、部品挿入用孔には孔開け加工上の不可避の寸法誤差がある。そのため、部品挿入用孔にギャップ形成用金属端子を挿入し、ハンダなどで回路基板に固定した場合、エアギャップが一定しないという問題がある。エアギャップが一定しないと言うことは、サージ電圧にばらつきが生じることを意味するので、一定した耐サージ電圧特性が得られないことになる。これでは、製品の歩留まりが悪くなり、品質管理上、大きな問題となる。
そこで、2つのギャップ形成用金属端子間のエアギャップが一定になるように2つの電極をケースで保持したサージプロテクタが提案されている。
特許文献1には、内部に中空空間を形成し、かつ中空空間の沿面に中空空間から外部に至る通路を形成した本体と、所定の距離をおいて本体に設けられる2本の端子であって、端子の一端が中空空間内で対向し、かつ他端が本体の外部に延伸する2本の端子とを備えたサージプロテクタが開示されている。
特許文献2には、絶縁性のある第1チップ体と絶縁性のある第2チップ体とが一体的に接合された接合チップ体と、接合チップ体の接合界面にマイクロギャップを有するように形成された一対の対向電極と、第1チップ体又は第2チップ体のマイクロギャップに臨む位置に形成され内部に不活性ガスが封入された凹部とを備えたチップ型サージアブソーバにおいて、第1チップ体又は第2チップ体に凹部を挟むように形成された一対の貫通孔と、一対の対向電極に接続するように一対の貫通孔に充填された導電性材料と、一対の貫通孔を含む孔周辺部を被覆するように接合チップ体の外面両端部に設けられ導電性材料を介して一対の対向電極にそれぞれ接続された一対の電極層と、一対の電極層上に形成されたSn又はSn/Pbからなるはんだバンプとを備えたチップ型サージアブソーバが開示されている。
特開2008−305616号公報 特開2001−291573号公報
前掲の特許文献1に開示されたサージプロテクタは、2本の端子が回路基板の板面から垂直に立設されるため、端子を含むサージプロテクタ全体の高さが高くなり、薄型の電子回路基板には使用しがたいという問題がある。
また、特許文献2に開示されたチップ型サージアブソーバは、薄型化が可能な平面実装タイプのものではあるが、構造が複雑であり、部品点数も多く、コストが嵩むという問題がある。
そこで本考案は、薄型の電子回路基板に適用でき、かつ製造が容易で部品点数が少なく、コストを低減でき、かつ汎用電子部品として各種タイプの電気製品に使用することができるサージプロテクタを提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本考案のサージプロテクタは、一枚の導電性板材を段違いに曲げることにより、互いに平行な平面状の端子基部と放電端部とが途中の起立部を介して形成された端子板と、前記端子板の少なくとも一対を、前記放電端部の先端同士が所定のエアギャップを隔てて対向するように、かつ前記少なくとも一対の端子板の前記端子基部が共に同一平面上に位置するとともに前記端子基部の外側面が外部に露出するように保持する絶縁性のケースとからなることを特徴とする。
本考案においては、少なくとも一対の端子板を所定のエアギャップを隔てた状態でケース内に組み込むという簡単な工程によりサージプロテクタを製造できる。また、少なくとも一対の端子板の端子基部が同一平面上に露出しているために平面実装型の部品として回路基板に実装でき、薄型の電気製品に好適に適用することができる。
前記ケースは、前記少なくとも一対の端子板を所定のエアギャップを隔てて配置するための第1ケースと、前記第1ケースに配置された前記少なくとも一対の端子板を固定すると共に前記第1ケースに形成された前記エアギャップ形成用空間を覆う第2ケースとからなる構成とすることができる。これにより、第1ケースに端子板を組み込んだ後に第2ケースを組み立てるという簡単な工程でサージプロテクタを製造することができる。
前記端子板の放電端部の先端は尖っている構成とすることにより、両端子板の放電端部の先端の間でサージ電圧の放電が行われやすくなる。これにより、放電端部の先端間のエアギャップを管理することで、設計どおりのサージ保護電圧を実現することができる。
前記第1ケースは、前記エアギャップ形成用空間の高さのほぼ半分の高さ位置に前記端子板の放電端部を支持する構造を有している構成とすることにより、エアギャップ形成用空間における放電端部間の沿面距離をできるだけ長く取ることができる。
2対以上の端子板を前記ケース内に収納する場合には、各対の端子板間を隔離する隔壁を設けることにより、異なる対の端子板間で雷サージの放電が行われることを防止することができる。
本考案のサージプロテクタでは、一枚の導電性板材を段違いに曲げることにより、互いに平行な平面状の端子基部と放電端部とが途中の起立部を介して形成された端子板と、前記端子板の少なくとも一対を、前記放電端部の先端同士が所定のエアギャップを隔てて対向するように、かつ前記少なくとも一対の端子板の前記端子基部が共に同一平面上に位置するとともに前記端子基部の外側面が外部に露出するように保持する絶縁性のケースとからなる構成としたことにより、薄型の電子回路基板に適用でき、かつ製造が容易で部品点数が少なく、コストを低減でき、かつ汎用電子部品として各種タイプの電気製品に使用することができるサージプロテクタを実現することができる。
本考案の実施の形態に係るサージプロテクタを示すもので、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は背面図、(d)は側面図、(e)は(a)のA−A断面図である。 本考案の実施の形態に係るサージプロテクタの部品を示すもので、(a)は端子板の斜視図、(b)は第1ケースの斜視図、(c)は第2ケースの斜視図である。 本考案の実施の形態に係るサージプロテクタの組み立て状態を示すもので、(a)は第1ケースに端子板を組み込んだ状態の斜視図、(b)は(a)の組立品に第2ケースを組み込んだ状態の裏側の斜視図、(c)は完成品の表側の斜視図である。 本考案の実施の形態に係るサージプロテクタを回路基板に表面実装した状態の説明図である。 本考案の実施の形態に係るサージプロテクタの端子を曲げてスルーホール回路基板に実装した状態の説明図である。 サージプロテクタを2個使用した例を示す回路図である。 図6の回路に使用するサージプロテクタの実施の形態を示すものであり、(a)はケースを開けたときの底面図、(b)は全体斜視図である。
以下、本考案の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施の形態におけるサージプロテクタの部品は、図2に示すように、端子板1、第1ケース2、第2ケース3からなっている。端子板1は、図2(a)に示すように、一枚の導電性板材を段違いに曲げることにより、互いに平行な平面状の端子基部1aと、放電端部1bと、途中の起立部1cとが形成されている。放電端部1bの先端1dは鋭角状にとがっている。また、放電端部1bの中央部には位置決めピン装着用の位置決め穴1eが設けられている。この端子板1の材質は、耐アーク性を有する導電性金属材料、例えば銅で造られている。
第1ケース2は、図2(b)に示すように、内部にエアギャップ形成用空間を形成するための空間Aが、周囲の壁に囲まれた状態で形成されており、端子板1の端子基部1aを装着するための凹部2aと、端子板1の放電端部1bを載せる放電端部1bと同様な形状の放電端部受け2bと、放電端受け部2bの中央部に突設されて端子板の位置決め穴1eが嵌合する位置決めピン2cが設けられている。また、空間Aの両壁には、第2ケース3の穴に嵌合する結合ピン2dが設けられている。
第2ケース3は、図2(c)に示すように、第1ケース2に組み込まれた端子板1の端子基部1aを避ける切り込み部3aと、第1ケース2内にセットされた端子板1の放電端部1bを厚み方向に押さえる突縁部3bと、第1ケース2の結合ピン2bに嵌合する結合穴3cが設けられている。突縁部3bは、第1ケース2の位置決めピン2cの頭部を避けるように中央部が凹んでいる。
第1ケース2及び第2ケース3の材質は、耐アーク性を有するプラスチックである。第1ケース2の放電端部受け2bの高さと、第2ケース3の突縁部3bの高さをほぼ同じ寸法にすることにより、端子板1の放電端部1bの位置が、エアギャップ形成用空間Aの高さのほぼ半分の高さ位置になり、これによって、エアギャップ形成用空間Aにおける放電端部間の沿面距離をできるだけ長く取ることができる。
以上の構成の端子板1を一対、図3(a)に示すように端子基部1aが外側になるように、放電端部1bの位置決め穴1eが第1ケース2の位置決めピン2cに嵌合するように組み込み、第2ケース3の突縁部3bが内側になるように第1ケース2に装着すると、図3(b)に示すように第1ケース2の結合ピン2dが第2ケース3の結合穴3cに嵌り込んだ状態で装着される。端子板1の位置決め穴1eを第1ケース2の位置決めピン2cに嵌合させることにより、一対の端子板1の放電端部1b間のエアギャップを精度よく規制することができる。この状態で加熱接着または接着剤により第1ケース2と第2ケース3を一体化することでサージプロテクタが組み立てられる。この組み立てた状態の外観を図3(c)及び図1の各図に示している。
上述した実施の形態では、第1ケース2に位置決めピン2cを設けて端子板1の位置決め穴1を嵌合し、第2ケース3の突縁部3bで端子板1の位置決め穴1eの周囲を押さえ付けるようにしたが、逆に、第2ケース3に位置決めピンを設け、第1ケースに突縁部を設けて端子板1を位置決め、保持するようにしてもよい。
なお、空間Aは、第1ケース2と第2ケース3とを組み立てることによって密閉されると、サージ電圧による放電時に圧力上昇で爆発して危険であるので、外気に通じる孔か隙間を形成するようにする。
このサージプロテクタを回路基板に実装した状態の例を図4に示す。この例では、表面実装用の回路基板30の導電パターン31にクリームハンダ印刷機でハンダ印刷を行い、導電パターン31の所定位置にチップマウンタを用いてサージプロテクタを搭載し、リフロー工程によって導電パターン31上のハンダを溶かして導電パターン31と端子板1の端子基部1aの底面とを接続、固定する。本実施の形態のサージプロテクタは高さが低いので、表面実装による薄型の電子回路基板に好適に適用することができる。
なお、表面実装タイプではなく、裏面に導電パターンを印刷し、部品のリード挿通用のスルーホールを設けたタイプの回路基板にも本考案のサージプロテクタを実装することができる。この場合は、図5に示すように、端子基部1aの先端を折り曲げて回路基板32のスルーホールを通して回路基板32の裏側に挿通し、ハンダ付けまたはハンダ浴により端子基部1aの先端と導電パターン33とを接続することにより実装する。
以上は、回路基板に1個のサージプロテクタを実装する例について説明したが、サージプロテクタは、図6に示すように、商用電源のコンセントに差し込むプラグ41と回路42の間にトランス43が設けられている回路構成の場合では、トランス43の電源側のサージプロテクタ44と、回路42側のサージプロテクタ45の2個を使用し、商用電源側から侵入する雷サージと、回路42側から商用電源側に回り込む雷サージの両方を保護することが多い。この場合は、図1から図3に示すサージプロテクタを2個使用すると、回路基板に占めるサージプロテクタのスペースが大きくなる。そこで、図7に示すように、2対の端子板21,22を同じケース内に収納し、電子回路に実装できるようにすることで、部品点数を少なくでき、電子回路の小型化につながる。図7において、サージプロテクタの部品は、端子板21,22、第1ケース23、第2ケース24からなっている。端子板21,22は、図7(a)に示すように、平面状の端子基部21a,22aと、放電端部21b,22bと、途中の起立部21c,22cとが形成されている。
第1ケース23は、内部にエアギャップ形成用空間を形成するための2つの空間Aが、中央の隔壁23aおよび周囲の壁に囲まれた状態で形成されており、端子板21,22の位置決め穴が嵌合する位置決めピン23bが設けられている。また、空間Aの両壁には、第2ケース24の穴に嵌合する結合ピン23cが設けられている。隔壁23aは、異なる対の端子板間で雷サージの放電が行われることを防止するために設けている。その他の構成は図1〜図3に示す実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
なお、以上の実施の形態のサージプロテクタにおいては、1対の端子板および2対の端子板をケース内に収納した例を示したが、雷サージ保護の回路構成によっては、3対以上の端子板を同一ケース内に収納することもできる。
本考案は、薄型の電子回路基板に適用でき、かつ製造が容易で部品点数が少なく、コストを低減でき、かつ汎用電子部品として各種タイプの電気製品に使用することができるサージプロテクタとして、雷サージや静電気により破壊されるおそれのある通信機器や携帯機器のサージ保護に好適に利用することができる。
A 空間
1 端子板
1a 端子基部
1b 放電端部
1c 起立部
1d 先端
1e 位置決め穴
2 第1ケース
2a 凹部
2b 放電端部受け
2c 位置決めピン
2d 結合ピン
3 第2ケース
3a 切り込み部
3b 突縁部
3c 結合穴
21,22 端子板
21a,22a 端子基部
21b,22b 放電端部
21c,22c 起立部
23 第1ケース
23a 隔壁
23b ピン
23c 結合ピン
24 第2ケース
30,32 回路基板
31,33 導電パターン
41 プラグ
42 回路
43 トランス
44,45 サージプロテクタ

Claims (5)

  1. 一枚の導電性板材を段違いに曲げることにより、互いに平行な平面状の端子基部と放電端部とが途中の起立部を介して形成された端子板と、
    前記端子板の少なくとも一対を、前記放電端部の先端同士が所定のエアギャップを隔てて対向するように、かつ前記少なくとも一対の端子板の前記端子基部が共に同一平面上に位置するとともに前記端子基部の外側面が外部に露出するように保持する絶縁性のケースと
    からなるサージプロテクタ。
  2. 前記ケースは、前記少なくとも一対の端子板を所定のエアギャップを隔てて配置するための第1ケースと、前記第1ケースに配置された前記少なくとも一対の端子板を固定すると共に前記第1ケースに形成された前記エアギャップ形成用空間を覆う第2ケースとからなる請求項1記載のサージプロテクタ。
  3. 前記端子板の放電端部の先端は尖っている請求項1または2に記載のサージプロテクタ。
  4. 前記第1ケースは、前記エアギャップ形成用空間の高さのほぼ半分の高さ位置に前記端子板の放電端部を支持する構造を有している請求項2または3に記載のサージプロテクタ。
  5. 2対以上の端子板を前記ケース内に収納する場合には、各対の端子板間を隔離する隔壁を設けた請求項1〜4のいずれかの項に記載のサージプロテクタ。
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