JP3753937B2 - サージ保護回路及びその回路を用いたｃａｔｖ商用コンセント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雷サージ等のサージノイズから機器を保護するサージ保護回路に関する。特に、通信機器の筐体を非接地、保護回路の筐体をＣＡＴＶ伝送路の外皮導体を介して保安器の筐体に接続することで、保護回路の筐体を接地するようにしたサージ保護回路に関する。このサージ保護回路では、侵入したサージをＣＡＴＶの保安器のアースに強制的にバイパスさせることができる。本発明は、商用電源の供給とＴＶ受信、及びデータ通信を可能とするＣＡＴＶ商用コンセントに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、雷サージによる通信機器の破壊が問題となっている。例えば、図５に示すＣＡＴＶデータ通信システムがある。これは、コンピュータ装置１００をＣＡＴＶ伝送線路に接続して双方向にデータ通信するシステムである。コンピュ−タ装置１００はＲＦモデム１０５、同軸ケーブル１２５、ＣＡＴＶ商用コンセント１１０、保安器１１５を介してＣＡＴＶ伝送線路に接続されている。従来のこのシステムでは、電源線１３０を共通の電源線とし、少なくともモデム１０５の筐体は同軸ケーブル１２５の外皮導体によって保安器１１５を介して接地されている。
【０００３】
このシステム近傍に落雷があると、上記コンピュータ装置１００とモデム１０５は商用電源１３０に接続されているので、図５に示すようにそれを介してサージが侵入する。そして、そのサージは通信機器の筐体に放電し、同軸ケーブル１２５の外皮導体を介して保安器１１５の接地に流れる。保安器１１５の接地抵抗が比較的小さいので、この経路を通って放電し易い。即ち、通信機器の筐体にサージが誘導され易いために、回路素子が破壊される頻度が高い。このため従来より、様々なサージ保護回路が考案されている。
従来のサージ保護回路の構成を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。これは、簡単のため通信機器１５０の右側に通信回線を左側に電源線を接続した例である。図６（ａ）は、電源線の両線間に避雷器である例えばバリスタ１４０を挿入した例である。これは電源線間に発生するサージ電圧を低減することを目的とする。図６（ｂ）は、電源線の両線と接地間にそれぞれバリスタ１４０を設けた例である。即ち、サージを接地にバイパスさせる例である。図６（ｃ）は、更に通信回線の両線間に例えば複数のＰＮＰＮ避雷素子１４５を設け、そこでサージを接地にバイパスさせる例である。通信回線からのサージ侵入も回避する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６（ａ）に示す回路は電源線間に発生するサージ電圧は低減されるが、電源線と接地間のサージが回避できない。この電圧変動により通信機器が絶縁破壊される可能性がある。
又、図６（ｂ）、（ｃ）は侵入したサージを接地にバイパスさせる構成である。しかしながら一般家庭では通信機器を接地しないか、接地できない場合が多いため、図６（ｂ）、（ｃ）のような構成をとることは困難である。
さらに、ＣＡＴＶ用保安器のアースは、一般的にＣＡＴＶ伝送線を引き込む際に用いるメッセンジャーワイヤーを介して接地される。このメッセンジャーワイーはＣＡＴＶ伝送路中の電柱等に張り巡されており、こられの電柱のメッセンジャーワイヤーに落雷があったとき、近傍の保安器の接地電位が上昇し、宅内に引き込まれている同軸ケーブルを介して雷サージが侵入し、ＲＦモデム内の電源回路の電源線を経由してサージ電流が流れることがある。
これらの事情により、通信機器１５０内の信号線やＲＦモデムの信号線にサージが誘導され回路が破壊される可能性がある。即ち、何れの方法も十分にサージを回避するものではない。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は通信機器の筐体を直流的に非接地とし、挿入したサージ保護回路の筐体をＣＡＴＶ伝送路の外皮導体を介して保安器の筐体に接続することで、サージ保護回路の筐体を接地し、侵入したサージを複数の避雷器によりその筐体にバイパスさせて通信機器を保護することである。
又、その回路を従来のＣＡＴＶ商用コンセントに内蔵して、接続された他の通信機器の保護も可能とする利便性の高いＣＡＴＶ商用コンセントを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段・作用および効果】
上記の課題を解決するために請求項１のサージ保護回路は、ＣＡＴＶ伝送線路と通信機器間に設けられ、電源線及び／又はＣＡＴＶ伝送線路に侵入したサージを避雷器によってバイパスさせて、通信機器を保護するサージ保護回路であって、ＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体と保安器を介して接地される筐体と、筐体に設けられ、ＣＡＴＶ伝送線路に接続される回線端子と、通信機器に接続され、筐体と絶縁された機器端子と、電源線から引き込まれた２本の電源引き込み線と、該２本の電源引き込み線と筐体間にそれぞれ設けられた第１避雷器、第２避雷器と、２本の電源引き込み線間に設けられた第３避雷器を備え、通信機器の筐体を非接地としたことを特徴とする。
【０００７】
このサージ保護回路は通信機器とＣＡＴＶ伝送線路間に挿入される。この時、通信機器の筐体を非接地にサージ保護回路の筐体を接地に設定する。サージ保護回路の筐体は、ＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体、保安器を介して接地される。又、通信機器と接続される機器端子は、サージ保護回路の筐体と絶縁されているので、特に、接地線を接続しなければ、通信機器の筐体は非接地となる。この状態で、落雷があるとサージは例えば電源引き込み線から侵入する。
【０００８】
電源引き込み線から侵入したサージは、接地に対して電位差がある場合は第１避雷器及び／又は第２避雷器で消費されてサージ保護回路の筐体とＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体と保安器筐体を介して大地へ流れる。この時、ＣＡＴＶ伝送線路の保安器の接地抵抗が大きいと、サージ保護回路の筐体電位は大きく変動するが、通信機器の筐体電位は変動することはない。なぜなら、通信機器筐体はサージ保護回路のそれとは絶縁されているからである。これにより、通信機器の素子はその筐体電位の変動によって破壊されることはない。
又、電源引き込み線の両線間にサージ電圧差が生じた場合は、第３避雷器によってそれが消費される。従って、本発明の構成によれば電源線から侵入したサージは接続された通信機器に侵入することはない。即ち、接続された通信機器を保護することができる。
さらに、ＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体から侵入したサージは、このサージ保護回路の筐体、第１避雷器又は第２避雷器を介して電源線のアース線を介して大地に流れる。この時、電源線のアース線の接地抵抗が大きいと、サージ保護回路の筐体電位は大きく変動するが、通信機器の筐体電位は変動することはない。なぜなら、通信機器筐体はサージ保護回路のそれとは絶縁されているからである。これにより、通信機器の素子はその筐体電位の変動によって破壊されることはない。
【０００９】
又、請求項２のサージ保護回路によれば、機器端子と回線端子を接続する信号線とその筐体間に第４避雷器を備えたことを特徴とする。この第４避雷器は、回線端子を介して信号線に侵入したサージを筐体（接地）にバイパスさせる。この時も、請求項１と同様の理由で通信機器の筐体電位は変動することはない。即ち、通信機器内の素子は筐体電位の変動によって破壊されることはない。従って、ＣＡＴＶ伝送線路に侵入したサージからも保護することができる。
【００１０】
又、請求項３のサージ保護回路によれば、電源引き込み線は複数の分岐電源線を有しその分岐電源線に接続された他の通信機器をサージから保護することを特徴とする。他の通信機器とは、例えばパソコン等である。電源引き込み線に侵入したサージは避雷器を介して筐体（接地）にバイパスされるので、この分岐電源線に接続された他の通信機器へのサージの侵入が確実に防止される。よって、接続された他の通信機器もサージから保護する利便性の高いサージ保護回路となる。尚、家庭内の電源コンセントは、電源線に対して並列接続されているので、いずれか１つのコンセントに接続されたサージ保護回路が機能すれば、他のコンセントからはサージは出力されない。しかし、本請求項３のように筐体に複数の分岐電源線（コンセント）を集約することで、サージをバイパスさせた地点から電源を取り出しているので、より確実にサージ対策が図れる。
【００１１】
又、請求項４のサージ保護回路によれば、通信機器へ接続される機器端子はＲＦ端子であり、そのＲＦ端子の外側導体が筐体とコンデンサで接続された絶縁型ＲＦ端子であることを特徴とする。
この絶縁型ＲＦ端子は、それに接続される通信機器の筐体を直流的に非接地とすることを意味する。即ち、電源引き込み線に侵入したサージ、信号線に侵入したサージは各避雷器を介してサージ保護回路の筐体（接地）にバイパスされ、通信機器の筐体には流れることはない。即ち、このコンデンサにより通信機器の筐体電位を変動させることはない。よって、通信機器を容易に両経路のサージから保護することができる。
【００１２】
又、請求項５のサージ保護回路を用いたＣＡＴＶ商用コンセントは、電源分配端子、回線分配端子を有したＣＡＴＶ商用コンセントであって、請求項１乃至請求項５の何れか１項のサージ保護回路を内蔵したことを特徴とする。
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のサージ保護回路をＣＡＴＶ商用コンセントに用いれば、電源線及び／又はＣＡＴＶ伝送線路から侵入したサージを避雷器を介して筐体（接地）にバイパスさせる。即ち、接続される通信機器にサージが侵入することを確実に防止できる。よって、本発明のＣＡＴＶ商用コンセントはその電源端子及び／又は回線端子に接続された如何なる通信機器もサージから保護することができる。よって、データ通信を避雷から保護する優れたＣＡＴＶ商用コンセントとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１４】
（第１実施例）
図１に本発明のサージ保護回路の回路図を示す。本発明のサージ保護回路１０は、筐体１１、第１避雷器である避雷器１２ａ、第２避雷器である避雷器１２ｂ、第３避雷器である避雷器１３、ＣＡＴＶ伝送線路への回線端子であるＲＦ端子１４、通信機器への機器端子である絶縁型ＲＦ端子１５、第４避雷器である避雷器１７、信号線１８、電源引き込み線１９から構成される。上記避雷器１２ａ、１２ｂ、１３、１７は、例えばアルゴンガス、ネオンガスが封入された一種の放電菅であるアレスタ、又はＰＮＰＮ半導体素子が用いられる。これらは、共に所定値以上の電圧で導通する素子である。
【００１５】
このサージ保護回路１０は、従来の例えばＣＡＴＶデータ通信システムにおいては図２のように用いられる。即ち、ＣＡＴＶ商用コンセント１１０と通信機器であるＲＦモデム等のモデム１０５間に設けられる。即ち、図１においてはＲＦ端子１４にはＣＡＴＶ商用コンセント１１０からの同軸ケーブル１２５が接続され、絶縁型ＲＦ端子１５にはモデム１０５からのＣＡＴＶ伝送線路が接続される。そして、電源引き込み線１９には電源線１３０が接続される。尚、請求項１のＣＡＴＶ伝送線路は、ここでは、同軸ケーブル１２５を意味する。
【００１６】
この時、ＲＦ端子１４の外側導体は直接筐体１１に接続され、ＣＡＴＶ伝送線路である同軸ケーブル１２５の外皮導体、ＣＡＴＶ商用コンセント１１０、保安器１１５を介して接地される。即ち、筐体１１は接地となる。一方、絶縁型ＲＦ端子１５の外側端子はコンデンサ１６を介して筐体１１に接続されている。即ち、モデム１０５及びコンピュ−タ装置１００の筐体は非接地となる。この接続が本発明の特徴である。
【００１７】
次に、図１、図２を用いてサージ回避動作を説明する。例えば、この通信機器近傍に落雷があると電源線１３０及び／又はＣＡＴＶ伝送線路にサージが発生する。このサージは、図１においては電源引き込み線１９及び／又はＲＦ端１４から侵入する。このサージは直撃雷のみならず誘導雷によっても発生し侵入する。例えば、電源引き込み線１９間に発生したサージは、第３避雷器である避雷器１３によって消費される。又、電源引き込み線１９から侵入した接地に対するサージは、第１避雷器である避雷器１２ａ及び／又は第２避雷器である避雷器１２ｂで消費され筐体１１、同軸ケーブル１２５、保安器１１５を介して接地にバイパスされる。
【００１８】
この時、ＣＡＴＶの保安器１１５の接地抵抗は、家庭内の電源アースの接地抵抗に比べると、比較的小さく、サージの保安器接地へのバイパス効果が大きい。しかし、接地抵抗が大きいと、筐体１１の電位が大きく変動する。しかしながら、モデム１０５及びコンピュータ装置１００の筐体は絶縁型ＲＦ端子１５、即ちコンデンサ１６によって直流的に遮断されている。よって、その電位は変化することがない。即ち、モデム１０５及びコンピュータ装置１００の内部には従来のように筐体電位の変動によって内部の信号線、又は素子にサージが誘導されることはない。従って、本発明のサージ保護回路１０は両通信機器を電源線１３０に侵入したサージから保護することができる。
【００１９】
又、ＲＦ端子１４、即ちＣＡＴＶ伝送線路から侵入したサージは第４避雷器である避雷器１７によって消費され、同じく筐体１１にバイパスされる。従って、この場合でもモデム１０５とコンピュータ装置１００の筐体電位を大きく変動させることはない。よって、ＣＡＴＶ伝送線路から侵入したサージからも保護することができる。
さらに、ＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体から侵入したサージは、避雷器１２ａ、又は／及び、避雷器１２ｂ、サージ保護回路１０の筐体１１、及び、電源引き込み線１９（主として、電源引き込み線１９のアース線）を介して大地に流れる。この時、電源線のアース線の接地抵抗が大きいと、サージ保護回路の筐体電位は大きく変動するが、モデム１０５及びコンピュータ装置１００等の通信機器の筐体電位は変動することはない。なぜなら、これらの通信機器の筐体はサージ保護回路１０とコンデンサ１６を介して、筐体１１とは絶縁されているからである。これにより、通信機器の素子はその筐体電位の変動によって破壊されることはない。
従って、上記構成によれば、何れの経路から侵入したサージに対しても通信機器を保護することができる。
【００２０】
（第２実施例）
図３に本発明のサージ保護回路を用いた第２実施例を示す。図は、ＣＡＴＶ商用コンセントである。このＣＡＴＶ商用コンセント３０は、図２におけるサージ保護回路１０をＣＡＴＶ商用コンセント１１０に内蔵した例である。
即ち、電源引き込み線１９に複数の分岐電源線２０と電源端子２１を設け、他の通信機器への電源供給を可能としたことである。これにより、この電源端子２１に接続される全ての通信機器をサージから保護することができる。
尚、図３では絶縁型ＲＦ端子１５を単数としたが複数としてもよい。又、図示しない分配器を絶縁型ＲＦ端子１５に設けて分配してもよい。複数のＣＡＴＶデータ通信機器のサージ保護が可能となる。
【００２１】
図４に、このＣＡＴＶ商用コンセント３０を用いたＣＡＴＶデータ通信システムを示す。このＣＡＴＶ商用コンセント３０を用いれば、いちいちサージ保護回路１０をＣＡＴＶ伝送線路と通信機器間に備えなくともよい。システム構成を簡素化することができる。即ち、ＣＡＴＶ商用コンセント３０の電源端子２１と絶縁ＲＦ端子１５に通信機器を接続するだけでその通信機器をサージから保護することができる。よって、利便性に優れたＣＡＴＶ商用コンセントとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るサージ保護回路図。
【図２】本発明の第１実施例に係るサージ保護回路を適用したＣＡＴＶデータ通信システム図。
【図３】本発明の第２実施例に係るサージ保護回路を用いたＣＡＴＶ商用コンセント構成図。
【図４】本発明の第２実施例にＣＡＴＶ商用コンセントを用いたＣＡＴＶデータ通信システム図。
【図５】従来例に係るサージ侵入経路説明図。
【図６】従来のサージ保護回路図。
【符号の説明】
１０ サージ保護回路
１１ 筐体
１２ａ，ｂ 避雷器
１３ 避雷器
１４ ＲＦ端子
１５ 絶縁型ＲＦ端子
１６ コンデンサ
１７ 避雷器
１８ 信号線
１９ 電源引き込み線
２０ 分岐電源線
２１ 電源端子
３０ ＣＡＴＶ商用コンセント
１００ コンピュ−タ装置
１０５ モデム（ＲＦモデム）
１１０ ＣＡＴＶ商用コンセント
１１５ 保安器
１２５ 同軸ケーブル
１３０ 電源線

Claims (5)

1. ＣＡＴＶ伝送線路と通信機器間に設けられ、電源線及び／又はＣＡＴＶ伝送線路に侵入したサージを避雷器によってバイパスさせて、前記通信機器を保護するサージ保護回路であって、
   ＣＡＴＶ伝送線路の外皮導体と保安器を介して接地される筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記ＣＡＴＶ伝送線路に接続される回線端子と、
   前記通信機器に接続され、前記筐体と絶縁された機器端子と、
   前記電源線から引き込まれた２本の電源引き込み線と、
   該２本の電源引き込み線と前記筐体間にそれぞれ設けられた第１避雷器、第２避雷器と、
   前記２本の電源引き込み線間に設けられた第３避雷器を備え、
   前記通信機器の筐体を非接地としたことを特徴とするサージ保護回路。
2. 前記機器端子と前記回線端子を接続する信号線と前記筐体間に第４避雷器を備えたことを特徴とする請求項１に記載のサージ保護回路。
3. 前記電源引き込み線は複数の分岐電源線を有し、該分岐電源線に接続された他の通信機器をサージから保護することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサージ保護回路。
4. 前記機器端子はＲＦ端子であり、該ＲＦ端子の外側導体が前記筐体とコンデンサで接続された絶縁型ＲＦ端子であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のサージ保護回路。
5. 電源分配端子、回線分配端子を有したＣＡＴＶ商用コンセントであって、
   請求項１乃至請求項４の何れか１項のサージ保護回路を内蔵したことを特徴とするＣＡＴＶ商用コンセント。

Images