JP3455555B2 - フェイルセイフ機能付きアレスタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフェイルセイフ機能付き
アレスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス入りアレスタは外部から高圧のサー
ジが混入してきた際に電極間で放電してサージを逃がす
ようにするもので、雷等の外部サージから電子機器を護
る保護装置に使用されている。このアレスタは放電した
際に何かの原因によって放電が継続したままになること
があり、このような場合にはアレスタが高温になって火
災等の危険が生じることから、放電が継続しないように
フェイルセイフ機構を設ける場合がある。

【０００３】アレスタに設けるフェイルセイフ機構には
種々の形式があるが、導電性金属によるばね押さえ片を
アレスタの外面にその一方の押さえ片が電極の外面に接
しないようにして取り付け、アレスタが放電を継続して
高温になった際にばね押さえ片が電極の外面に接するこ
とで電極間を電気的に短絡させる方法によるものがあ
る。この場合、ばね押さえ片を取り付ける方法として
は、アレスタの絶縁筒体の外面とばね押さえ片との間に
熱可溶性絶縁体を弾性的に挟んでおき、アレスタが高温
になった際に絶縁体が溶融することでばね押さえ片と電
極とを電気的に短絡させる方法、あるいは、ばね押さえ
片と電極との間に薄い熱可溶性の絶縁フィルムを挟んで
おき、絶縁フィルムが熱によって溶融することで電気的
に短絡させるようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の熱可
溶性の絶縁体を利用したフェイルセイフ機構で使用する
ばね押さえ片は小部品であるため、絶縁体を電極との間
に挟んで装着する操作が煩雑であるという問題点があ
る。また、絶縁体が薄い場合には絶縁体を挟んだ状態で
ばね押さえ片と電極の外面との間隔が十分にとれず、電
極とばね押さえ片が接触してしまうといった問題点もあ
った。アレスタはセラミック製の絶縁筒体の端面に電極
をろう付けして接合するから、絶縁筒体と電極とがわず
かにずれて接合されることがある。こうしてばね押さえ
片が電極に接触してしまうことがあった。また、ばね押
さえ片と電極との間に薄い絶縁フィルムを挟んだもので
は、アレスタを組み立てる際や製品を取り扱っている際
に絶縁フィルムが破れてばね押さえ片と電極が接触して
しまう場合もあった。そこで、本発明は上記問題点を解
消すべくなされたものであり、その目的とするところは
アレスタの継続放電を確実に回避することができ、製造
も容易なフェイルセイフ機能付きアレスタを提供するに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、絶縁筒体を挟ん
でライン電極とアース電極を対向して配置したフェイル
セイフ機能付きアレスタにおいて、前記絶縁筒体、ライ
ン電極およびアース電極の外面に、導電性低融点金属片
の溶融温度以下で溶融するとともに電気的絶縁性を有す
る絶縁フィルムを配置し、前記ライン電極またはアース
電極の一方の電極にスポット溶接等で部分的に固設する
ことにより前記ライン電極とアース電極との間にかけわ
たして配置するとともに他方の電極に対しては前記絶縁
フィルムの外側から電極の外面に接近する向きに押接す
るばね押さえ片を設け、前記絶縁フィルムと前記ばね押
さえ片との間に導電性低融点金属片を挟圧して配置する
とともに、前記絶縁フィルムに、前記導電性低融点金属
片を配置する端部から他方の電極の外面に通じる連通溝
を設けたことを特徴とする。また、絶縁筒体を挟んでラ
イン電極とアース電極を対向して配置したフェイルセイ
フ機能付きアレスタにおいて、前記絶縁筒体、ライン電
極およびアース電極の外面に耐熱性および電気的絶縁性
を有する絶縁フィルムを配置し、前記ライン電極または
アース電極の一方の電極にスポット溶接等で部分的に固
設することにより前記ライン電極とアース電極との間に
かけわたして配置するとともに他方の電極に対しては前
記絶縁フィルムの外側から電極の外面に接近する向きに
押接するばね押さえ片を設け、前記絶縁フィルムと前記
絶縁筒体との間に導電性低融点金属片を挟圧して配置す
るとともに、前記絶縁フィルムに、前記導電性低融点金
属片を配置する端部から他方の電極の外面に通じる連通
溝を設けたことを特徴とする。 また、絶縁フィルムとば
ね押さえ片との間に導電性低融点金属片を挟圧して配置
する方法にかえて、前記絶縁フィルムに、前記絶縁筒体
の外面に対向して開口する導電性低融点金属片収容孔を
設けるとともに、該導電性低融点金属片収容孔に連通し
て前記他方の電極の外面上まで通じる連通溝を設け、前
記導電性低融点金属片収容孔に導電性低融点金属片を挿
入し、前記ばね押さえ片と前記絶縁筒体の外面間で前記
導電性低融点金属片を弾性的に挟圧支持したことを特徴
とする。

【０００６】

【作用】絶縁フィルムおよび導電性低融点金属片がアレ
スタの外面とばね押さえ片との間に介在し、あるいは絶
縁フィルムに設けられた導電性低融点金属片収容孔に低
融点金属片が収容されてばね押さえ片との間に介在する
ことによって常時はばね押さえ片が電極間を電気的に導
通しないよう保持し、放電が継続してアレスタが過熱し
た際には、導電性低融点金属片が溶融して連通溝内に流
れ込み、導電性低融点金属片を弾性的に挟圧支持してい
たばね押さえ片が電極外面に接触してアース電極とライ
ン電極を電気的に短絡し、アレスタの放電を停止させ
る。絶縁フィルムに耐熱性の絶縁フィルムを使用した場
合は、導電性低融点金属が溶融すると連通溝内に溶融し
た導電性低融点金属が流れ出し、導電性低融点金属を介
してばね押さえ片と電極とが電気的に短絡し、アレスタ
の放電を停止させる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るフェイルセ
イフ機能付きアレスタの一実施例の斜視図を示す。本実
施例のアレスタは３極アレスタで中央の電極がアース電
極１０、両端の電極がライン電極１２である。アース電
極１０とライン電極１２との間はセラミックの絶縁筒体
１４によって電気的に絶縁される。アース電極１０とラ
イン電極１２は絶縁筒体１４の端面に気密にろう付けし
て接合し、アレスタ内に所定圧力でガスを封入してい
る。アース電極１０およびライン電極１２の外面にアー
ス端子１６、ライン端子１８をスポット溶接によって取
り付ける。

【０００８】図１で２０はアレスタ本体の外面にライン
電極１２、１２間の長手方向に沿って取り付けたばね押
さえ片である。ばね押さえ片２０はアース電極１０にス
ポット溶接して取り付けている。２２はばね押さえ片２
０とアレスタ本体の外面間に挟むようにして配置した絶
縁フィルムである。絶縁フィルム２２はばね押さえ片２
０とライン電極１２との間を電気的に絶縁するためのも
のである。ばね押さえ片２０はアース電極１０およびラ
イン電極１２を押圧する位置で幅方向に延出片を延ば
し、電極の外周曲面にならうように湾曲している。

【０００９】図２にアレスタの組み立て部品の構成を示
す。前記絶縁フィルム２２はばね押さえ片２０とアレス
タ本体の外面間で挟まれるように配置するが、ばね押さ
え片２０と絶縁筒体１４の外面間で挟圧支持するように
はんだ片２４を配置する。はんだ片２４は絶縁フィルム
２２に設けたはんだ片収容孔２６内に収容し、ばね押さ
え片２０の内面で押圧して支持する。図３は絶縁フィル
ム２２の平面図を示す。２８はばね押さえ片２０をアー
ス電極１０にスポット溶接するための溶接用孔、２６は
上記のはんだ片収容孔である。はんだ片収容孔２６はは
んだ片２４がちょうどはいる大きさに形成する。絶縁フ
ィルム２２はばね押さえ片２０がはみ出ないサイズにす
る。

【００１０】上記ばね押さえ片２０、絶縁フィルム２
２、はんだ片２４を用いてフェイルセイフ機能付きアレ
スタを組み立てる場合は、アレスタ本体でばね押さえ片
２０を取り付ける側を下向きにし、ばね押さえ片２０の
内面上に絶縁フィルム２２をのせ、絶縁フィルム２２の
はんだ片収容孔２６にはんだ片２４を挿入した後、アレ
スタの外面にばね押さえ片２０を押接するように下側か
らスポット溶接する。このようにアレスタ本体の下側か
らばね押さえ片２０を取り付けることにより、ばね押さ
え片２０の内側に絶縁フィルム２２とはんだ片２４をセ
ットして簡単に取り付けることができる。

【００１１】図４はアレスタ本体にばね押さえ片２０を
取り付けた状態を説明的に示す。ばね押さえ片２０は弾
性的にはんだ片２４をアレスタ本体の外面に押さえ付
け、ばね押さえ片２０の先端は電極の外面に接触しない
ように支持される。ばね押さえ片２０が直接絶縁フィル
ム２２を挟圧しないことによって、絶縁フィルム２２が
破れることを防止している。本実施例では電気的絶縁性
を保つためはんだ片２４は図のように絶縁筒体１４の外
面上に配置する。なお、はんだ片２４はアレスタが過熱
した際に溶融する金属として使用したもので、すず−ビ
スマス合金等のような導電性低融点金属を使用すればよ
い。絶縁フィルム２２としては実施例ではポリエチレン
等の熱可溶性の合成樹脂材料ではんだの溶融温度以下で
溶融する材料を使用する。はんだ片２４と共に絶縁フィ
ルム２２を使用することによって、ばね押さえ片２０が
ライン電極１２の外面に接触することを確実に防止する
ことができる。

【００１２】上記実施例のフェイルセイフ機能付きアレ
スタによれば、何らかの原因でアレスタが放電を継続し
て高温になるとはんだ片２４および絶縁フィルム２２が
溶融し、これらが介在しなくなることによってばね押さ
え片２０がそれ自体の弾性力によってライン電極１２の
外面に接触し、これによってライン電極１２とアース電
極１０間が電気的に短絡する。この結果、放電が停止し
アレスタのフェイルセイフ機能が発揮される。なお、加
熱されて溶融したはんだはライン電極１２およびばね押
さえ片２０の内面に付着して、ライン電極１２とばね押
さえ片２０との電気的短絡がより確実になされる。

【００１３】上記実施例では絶縁フィルム２２としては
んだの溶融温度以下で溶融する絶縁体を使用したが、耐
熱性を有する絶縁体を使用することも可能である。図５
はこのような耐熱性を有する絶縁体を使用した場合の絶
縁フィルム３０の例を示す。この場合もアレスタの外面
とばね押さえ片２０との間ではんだ片２４を弾性的に挟
圧することは同様であるが、はんだ片２４が溶融した際
にはんだがライン電極１２側に流れ込むようにすること
によって電気的に短絡するよう構成した点が異なってい
る。

【００１４】すなわち、絶縁フィルム３０にははんだ片
２４を収納するはんだ片収容孔２６を設けるとともに、
はんだ片収容孔２６の先側からライン電極１２側に溶融
後のはんだを導く連通溝３２を設けて、はんだ片２４が
溶融した後に連通溝３２部分にはんだが流れ込んでばね
押さえ片２０とライン電極１２とが電気的に導通される
ようにする。連通溝３２ははんだ片収容孔２６よりも細
幅に設け、その先端がライン電極１２の外面にかかる位
置まで延出させる。はんだ片収容孔２６を絶縁筒体１４
の外面位置に設けることは上記実施例と同様である。

【００１５】図６〜図８はアレスタ本体にばね押さえ片
２０を取り付ける他の実施例を示す。図６に示す実施例
は絶縁フィルム２２ａにはんだ片収容孔２６を設けず
に、絶縁フィルム２２ａにはんだ片２４をあらかじめ接
着した部品を使用して組み立てた例である。絶縁フィル
ム２２ａとしては熱可溶性のフィルムを使用する。図の
ようにはんだ片２４は絶縁フィルム２２ａとばね押さえ
片２０との間に介在させる。アレスタ本体が過熱するこ
とにより絶縁フィルム２２ａが溶融し、はんだ片２４が
溶融してばね押さえ片２０がライン電極１２の外面に接
してアース電極１０とライン電極１２が電気的に短絡す
る。なお、はんだ片２４を図６の絶縁フィルム２２ａと
は反対面、すなわちアレスタ本体側に配置しても同様で
ある。はんだ片２４とともに絶縁フィルム２２ａが溶融
してばね押さえ片２０がライン電極１２に接して電気的
に短絡する。

【００１６】図７に示す実施例は上記例と同様に熱可溶
性の絶縁フィルム２２ｂにはんだ片２４を接着した部品
を使用した例であるが、はんだ溶融後のばね押さえ片２
０とライン電極１２との電気的導通を確実にするため
に、はんだ片２４の端縁部からライン電極１２にかけて
連通溝３２を設けたものである。連通溝３２は図５に示
す例と同様な構成とするもので、溶融したはんだはこの
連通溝３２部分でライン電極１２に流れ込み、ばね押さ
え片２０とライン電極１２とを確実に電気的に導通させ
ることができる。

【００１７】図８に示す実施例は、絶縁フィルム３０ａ
として耐熱性の絶縁体を使用した例である。この例でも
絶縁フィルム３０ａにははんだ片収容孔を設けず、はん
だ片２４をあらかじめ絶縁フィルム３０ａに接着して取
り付けておく。はんだ片付きの絶縁フィルムを装着する
場合は、図のようにはんだ片２４が絶縁筒体１４に接す
る側にする。絶縁フィルム３０ａには溶融したはんだを
ライン電極１２へ導いて確実に電気的短絡を生じさせる
ため上記例と同様な連通溝３２を設ける。なお、はんだ
の溶融でライン電極１２との間の電気的導通がとれる場
合には連通溝３２は設けなくてもよい。また、連通溝３
２を設けた場合ははんだ片２４を絶縁フィルム３０ａと
ばね押さえ片２０との間で挟むように配置することも可
能である。

【００１８】以上、図６〜図８に示す各実施例ではいず
れも絶縁フィルムあるいはばね押さえ片にあらかじめは
んだ片を取り付けた部品を使用して組み立てるから、部
品の取扱いが容易になり組み立て作業を能率的にかつ確
実に行うことができるという利点がある。なお、上記各
実施例ではいずれも３極のアレスタを例に説明したが、
２極のアレスタの場合も同様である。すなわち、２極の
場合には一方の電極にばね押さえ片をスポット溶接し、
他方の電極に対してははんだ片および絶縁フィルムを絶
縁筒体の外面との間に介在させてばね押さえ片の端部が
電極の外面に接触しないようにすればよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係るフェイルセイフ機能付きア
レスタによれば、上述したように、はんだ片等の導電性
低融点金属片および絶縁フィルムの作用により、常時は
ばね押さえ片の端部が他方の電極の外面に接しないよう
に確実に保持され、ばね押さえ片と他方の電極とが電気
的に導通されないようにすることができる。一方、アレ
スタの放電が継続してアレスタが過熱した際には、導電
性低融点金属片が溶融して絶縁フィルムに設けた連通溝
に流れ込むことにより他方の電極とばね押さえ片とを電
気的に導通させ、ライン電極とアース電極とが電気的に
短絡されて確実に放電を停止させることができるという
著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】フェイルセイフ機能付きアレスタの一実施例の
斜視図である。

【図２】フェイルセイフ機能付きアレスタの組み立て図
である。

【図３】絶縁フィルムの平面図である。

【図４】アレスタ本体にばね押さえ片等を取り付けた状
態を示す説明図である。

【図５】絶縁フィルムの他の構成例を示す説明図であ
る。

【図６】アレスタ本体にばね押さえ片等を取り付けた状
態の他の実施例を示す説明図である。

【図７】アレスタ本体にばね押さえ片等を取り付けた状
態の他の実施例を示す説明図である。

【図８】アレスタ本体にばね押さえ片等を取り付けた状
態の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ アース電極 １２ ライン電極 １４ 絶縁筒体 １６ アース端子 １８ ライン端子 ２０ ばね押さえ片 ２２、２２ａ、２２ｂ 絶縁フィルム ２４ はんだ片 ２６ はんだ片収容孔 ２８ 溶接用孔 ３０、３０ａ 絶縁フィルム ３２ 連通溝

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁筒体を挟んでライン電極とアース電
   極を対向して配置したフェイルセイフ機能付きアレスタ
   において、 前記絶縁筒体、ライン電極およびアース電極の外面に、
   導電性低融点金属片の溶融温度以下で溶融するとともに
   電気的絶縁性を有する絶縁フィルムを配置し、 前記ライン電極またはアース電極の一方の電極にスポッ
   ト溶接等で部分的に固設することにより前記ライン電極
   とアース電極との間にかけわたして配置するとともに他
   方の電極に対しては前記絶縁フィルムの外側から電極の
   外面に接近する向きに押接するばね押さえ片を設け、 前記絶縁フィルムと前記ばね押さえ片との間に導電性低
   融点金属片を挟圧して配置するとともに、前記絶縁フィ
   ルムに、前記導電性低融点金属片を配置する端部から他
   方の電極の外面に通じる連通溝を設けたことを特徴とす
   るフェイルセイフ機能付きアレスタ。
2. 【請求項２】 絶縁筒体を挟んでライン電極とアース電
   極を対向して配置したフェイルセイフ機能付きアレスタ
   において、 前記絶縁筒体、ライン電極およびアース電極の外面に耐
   熱性および電気的絶縁性を有する絶縁フィルムを配置
   し、 前記ライン電極またはアース電極の一方の電極にスポッ
   ト溶接等で部分的に固設することにより前記ライン電極
   とアース電極との間にかけわたして配置するとともに他
   方の電極に対しては前記絶縁フィルムの外側から電極の
   外面に接近する向きに押接するばね押さえ片を設け、 前記絶縁フィルムと前記絶縁筒体との間に導電性低融点
   金属片を挟圧して配置するとともに、前記絶縁フィルム
   に、前記導電性低融点金属片を配置する端部から他方の
   電極の外面に通じる連通溝を設けたことを特徴とするフ
   ェイルセイフ機能付きアレスタ。
3. 【請求項３】 絶縁フィルムとばね押さえ片との間に導
   電性低融点金属片を挟圧して配置する方法にかえて、前
   記絶縁フィルムに、前記絶縁筒体の外面に対向して開口
   する導電性低融点金属片収容孔を設けるとともに、該導
   電性低融点金属片収容孔に連通して前記他方の電極の外
   面上まで通じる連通溝を設け、 前記導電性低融点金属片収容孔に導電性低融点金属片を
   挿入し、前記ばね押さえ片と前記絶縁筒体の外面間で前
   記導電性低融点金属片を弾性的に挟圧支持した ことを特
   徴とする請求項１または２記載のフェイルセイフ機能付
   きアレスタ。