JP3779326B2 - 通信回線用過渡電圧サージ保護組立体 - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、雷によって生じるような過渡電圧サージから通信回線を保護することに関し、特に多導体ケーブルの複数の伝送線対を保護する組立体に関する。
【背景技術】
通信用伝送線は、建物の中にない場合は典型的に落雷の影響を受けやすい。従って伝送線が建物の中に入る部分に通常、雷に対する第１の保護がなされていた。しかし、個人用のコンピュータにより制御された分岐交換機の如き、近年の通信用装置は、落雷によって生じるような過渡的なサージに対し、非常に敏感であり、第１の落雷保護では不十分な場合がある。従って通信用装置の製造メーカーは、一般的に装置内に二次的なサージ保護をしている。例えば、コンピュータ制御された個人的な分岐交換機の如き装置は、接続された20,50或はそれ以上の電話線の対を有する。従って装置内に二次的なサージ保護部が導入されると、これによって多大の不利益がもたらされる。
既知の過電圧保護装置がペレグリスの米国特許第５３５９６５７号に開示されている。ここには所定の電位に電圧を固定する固定回路を含む１対の電話線を使用する過電圧保護装置が開示されている。単一の装置が通信システムの中で電話線の各対に対し使用されねばならない。通信システムは通常多数の線対を有するので、多数の装置は通信装置システムの中で多大のスペースを使用することになる。このことは通信装置を小型化し、且つ密度を高めたいとする要求に反する。
１つの欠点は二次サージ保護は通信装置内で貴重な"敷地"を占めることである。他の欠点は、太いワイヤを有する嵩張るケーブルが第１の保護部と二次保護部の間で使用されねばならないことである。
２つの多導体ケーブルの間に配置することを意図した組立体は、ワイドラーの米国特許第４３９２７０１号に開示されている。ここには第１及び第２ケーブルコネクタの間に配置されてこれらに連結されることを意図した、離隔して取付けられる第３ケーブルコネクタ及び第４ケーブルコネクタが開示されている。しかし、二次的なサージ保護ネットワークの必要性、及びサージ保護機能を果たすための適切な接地手段の必要性が残る。
従って本発明の第１の目的は、前述の欠点のない通信装置用の過渡電圧保護回路を提供することである。
【発明の開示】
理想的な解決案は第１の保護部に近接してケーブルコネクタ内に二次保護部を設けることである。ケーブルは典型的には２５の線対を有するので、このようなコネクタは大型であり、取り扱いが困難である。従って本発明によると、二次保護部は２つの多導体ケーブルの間で接続されたアダプタの組立体内に含まれる。第１ケーブルは、比較的短く第１の保護部に接続される。この短いケーブルは太くすることができる。第２ケーブルは通信装置に連結され、比較的細い。通信装置は第１の保護部から相当な距離に位置することがあるので、一層細いケーブルを使用することができることにより多大のコスト節減がなされる。このように本発明によると、接地されたシャシーに取付けられ、複数対の伝送線を有する第１多導体ケーブル及び第２多導体ケーブル間に接続されたアダプタ組立体が提供される。ケーブルは第１コネクタ及び第２コネクタによって夫々、成端される。組立体により複数対の線に過渡電圧保護サージが付与される。各線対の過渡電圧サージ保護は、各線対の各ワイヤに接続される第１端子及び第２端子、及び接地接続される第３端子を有する３端子保護ネットワークによって付与される。組立体は接地面を有する回路板と、この回路板に離隔して取付けられた第３ケーブルコネクタ及び第４ケーブルコネクタを有し、第３ケーブルコネクタは第１ケーブルコネクタと嵌合可能であり、第４ケーブルコネクタは第２ケーブルコネクタと嵌合可能である。組立体は、更に保護ネットワークを回路板に取付けるための手段、及び保護ネットワークの第１及び第２端子を、第３及び第４ケーブルコネクタに連結する手段を有するので、第１ケーブルコネクタが第３ケーブルコネクタに嵌合し、第２ケーブルコネクタが第４ケーブルコネクタに嵌合すると、保護ネットワークは各線対に接続される。加えて、組立体は保護ネットワークの第３端子を回路板の接地面に接続する手段及び回路板の接地面をシャシーに連結する取付手段を有する。本発明の一面によると、各線対と関連する各保護ネットワークがある。
本発明の他の面によると組立体は復帰可能な複数のヒューズ素子を有し、各ヒューズ素子は第１ケーブルの各導体及び第２ケーブルの各導体に対応している。組立体は、ヒューズ素子を回路板に取付けるための手段、及びヒューズ素子を第３及び第４ケーブルコネクタに接続する手段も含み、各ヒューズ素子は組立体に接続された第１及び第２ケーブルの対応する導体間で直列である。
【発明を実施するための形態】
前述のことは、同様な素子が同じ参照番号により異なる形状で示された図と関連した以下の記載を読むことにより一層明確となろう。
図を参照すると、図１は本発明による組立体のハウジング内のプリント回路板に取り付けられた保護回路を示し、伝送線対を有するケーブル間に配置され、第１の雷保護部と通信装置間に延びている。図示する如く、回路は第１の雷保護部に連結されたケーブルに接続されたコネクタと嵌合可能なコネクタ１０、及び通信装置に連結したケーブルに成端されたコネクタと嵌合可能なコネクタ１２を有する。各ケーブルの対応する線対は、図１に示す対応する回路に相互接続される。
各線対の組に対して各回路には復帰可能な一対のヒューズ素子１４、１６が含まれ、線対の組を連結する各線に直列に配置されている。図ではヒューズ素子１４，１６はレイケム コーポレーション(Ｒａｙｃｈｅｍ Ｃｏｒｐ)によって販売された型式ＴＲ−６００−１５０である。過電流によって熱くなるとこのようなヒューズによって電気回路は開となり、その後電流が無いため冷却されると復帰する。保護回路は更に、多端子保護ネットワーク１８を含み、伝送線対の組に過渡電圧サージ保護を付与する。保護ネットワーク１８は、ネットワーク１８の第１端子２６、ネットワーク１８の第２端子２８、及びネットワーク１８の第３端子３０の間でＹ形に接続された、３個のサイダクター（ＳＩＤＡＣｔｏｒ）素子２０、２２、２４を含む。端子３０は接地接続されている。このネットワーク１８はテキサス州、アービングのテコール エレクトロニクス インコーポレーテッド(Ｔｅｃｃｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．)により製造された形式のものを図示しており、米国特許第４９０５１１９号に詳細に開示されている。このように保護ネットワーク１８は、第１リード及び第２リードを有する第１双方向電圧感応スイッチ２０、第３リード及び第４リードを有する第２双方向電圧感応スイッチ２２、第５及び第６リードを有する第３双方向電圧感応スイッチ２４、スイッチ２０の第１リードを端子２６に接続する手段、第１スイッチ２０の第２リード、第２スイッチ２２の第３リード及び第３スイッチ２４の第５リードをともに接続する手段、第２スイッチ２２の第４リード端子２８に接続する手段、及び第３スイッチ２４の第６リードを端子３０に接続する手段を含む。典型的には、各多コネクタケーブルは２５の線対を有するので、保護組立体には前述の回路が２５組存在する。
図２及び図３に示す如く、図１の回路はプリント回路板３２に取り付けられ、サイダクター素子２０、２２、２４（図２及び図３に図示せず）は、ヒューズ素子１４、１６の下に取り付けられる。従来のようにプリント回路板は接地面を有する多層基板である。このように保護ネットワーク１８の端子３０は接地層に接続される。適当なトレースによりヒューズ素子１４、１６の第１端がコネクタ１０のコンタクトに接続され、適切なトレースによりヒューズ素子１４、１６の第２端がコネクタ１２の適切なコンタクトに接続される。更に適切なトレースによりサイダクター素子２０、２２、２４間の接続、及びサイダクター素子２０、２２、をヒューズ素子１４、１６へ夫々接続がなされる。回路板３２の４隅の各々には取付穴（図示せず）がありその少なくとも１つは、接地面に接続される導電材料（例えば、はんだ）によりライニングされる。
コネクタ１０、１２は、従来の手法で回路板３２に取り付けられ、図１に示すごとく基板３２上の回路に接続させる。コネクタ１０はケーブル３８に成端されたコネクタ３６と嵌合可能である。ケーブル３８は、建物に入る伝送線対の第１の雷保護部に接続された他端を有する。コネクタ１２はケーブル４２に成端されたコネクタ４０と係合可能である。ケーブル４２は建物内の通信装置に接続された他端を有し、ケーブル４２に含まれる線対の他の保護レベルがあるのでケーブル３８よりかなり細くできる。
各コネクタ１０、１２は、貫通する取付穴４６を有する平坦なフランジ４４がその端部に形成されている。コネクタ１０、１２がプリント回路板３２に取り付けられると、取付穴４６はプリント回路板３２の取付穴に位置する。リベット４８が取付穴の各組を貫通して、プリント回路板３２の取付穴をライニングしている導通性材料と接触する。リベット４８の頭は取付穴４６を囲い、平坦なフランジ４４上に被さる。
保護ネットワーク組立体は絶縁ハウジング内に含まれる。図示されるごとくハウジングは底部５０及びカバー５２を有する。底部５０は床５４、及び４つの立壁５６、５８、６０、６２を有し、立壁は立壁５６、６０を夫々越えてコネクタ１０、１２の嵌合面が延びた状態でプリント回路板３２が密嵌するように寸法決めされている。床５４はその４隅に取付穴６４を有し、この取付穴６４はプリント回路板３２の取付穴３４、及びコネクタ１０、１２の取付穴４６に位置する。壁５８、６２には突起６６及び上方に延びる弾性ラッチ指６８が形成されている。ラッチ指６８は端部に開口７０を有する。
ハウジングカバー５２はルーフ７２、及び４個の下方に垂下する側壁７４、７６、７８、８０を有し、回路板３２上の回路素子を覆いコネクタ１０、１２を露出するような寸法及び形状となっている。各側壁７６、８０には突起８２及び下方に垂下する弾性ラッチ指８４が形成される。各ラッチ指８４はその端部に開口８６を有する。突起６６、８２、ラッチ指６８、８４及び開口７０、８６の寸法、形状、及び配置は、突起６６が開口８６に入り、突起８２が開口７０に入って底部５０とカバー５２がともにスナップ係合するようになっている。
前述の組立体を接地用のシャシー８８に組みつける為に、適切なワッシャーとナット９２の組とともに４個の導電性雌形ネジロック９０が設けられる。各雌形ネジロック９０は頭９４を有し、この頭は雌形ネジロックの本体がコネクタの取付穴、プリント回路板、及びハウジングの底部を通過するときに対応するリベット４８の頭と係合する。各雌形ネジロック９０は頭９４にネジ穴９５及びねじ９１を有する。適切に位置する取付穴がシャシー８８に設けられ、次に組立体全体が雌形ネジロック９０のネジ端部をシャシー取付穴を通して配置し、ワッシャーとナット９２により雌形ネジロック９０を固定することによりシャシー８８に固定される。組立体をシャシー８８に取り付けることに加えて、回路板３２の接地面からシャシー８８への接地パスが完成する。
図４は複数（図では４個）のアダプタ組立体が積み重ねられて、１個の雌形ネジロック９０のネジ穴、それは他の雌形ネジロック９０の頭９４のネジ穴に係合するが、そのネジ穴によりシャシー８８に固定してどのように１個の組立体をその直下の組立体に固定するかを示す。
従って、多導体ケーブルの複数の伝送線対の過渡電圧サージ保護を付与する組立体が開示される。ここには本発明の実施の形態が例示されるが、開示された実施形態には種々の変更、応用が考えられることは当業者にとり明白であろう、そして本発明は添付の請求の範囲にのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組立体に用いられる、説明用回路の回路図である。
【図２】分離して離隔した組立体カバーとともに、シャシーに取付けられた本発明による組立体の斜視図を示す。
【図３】図２の優位点と対向する優位点から見た、本発明による組立体の積み重ねられた列の分解斜視図である。
【図４】本発明による組立体の積み重ねられた列を示す側面図である。

Claims (7)

1. ハウジング、離隔した関係で回路板（３２）に取り付けられた第３及び第４ケーブルコネクタ（１０、１２）を有し、前記第３ケーブルコネクタ（１０）は第１ケーブルコネクタ（３６）によって成端された多導体ケーブルに嵌合可能であり、前記第４ケーブルコネクタ（１２）は第２ケーブルコネクタ（４０）によって成端された多導体ケーブルに嵌合可能であり、前記回路板（３２）は接地面及び前記回路板上に過渡電圧サージ保護ネットワーク（１８）を有し、前記保護ネットワーク（１８）は前記多導体ケーブルの導体に連結され、且つ前記第１ケーブルコネクタの前記導体と前記第２ケーブルコネクタの前記導体の間に配置され、前記保護ネットワーク（１８）と前記接地面間で電気的な連結がなされた、接地されたシャシーに取り付けられる組立体において、
   該組立体は、前記接地面と前記シャシーの間に配置された電気的な連結手段を具備し、
   該電気的な連結手段により、複数の前記ハウジングが電気的に連結された前記組立体の各々の前記接地面とともに物理的に積重ねられ、
   前記回路板（３２）には少なくとも１個の取付穴が形成され、
   前記ハウジングには前記回路板（３２）の少なくとも１個の取付穴と合致する少なくとも１個の取付穴が形成され、
   前記シャシー（８８）には少なくとも１個の取付穴が形成され、
   前記組立穴は更に、前記回路板、前記ハウジング、及び前記シャシーの少なくとも１個の前記取付穴を貫通する少なくとも１個の導電性取付部材（４８）と、前記回路板の前記接地面を少なくとも１個の前記取付部材（４８）に電気的に接続する手段と、前記シャシー（８８）を少なくとも１個の前記取付部材（４８）に電気的に接続する手段（９０）とを有することを特徴とする、接地されたシャシーに取り付けられる組立体。
2. 伝送線対の夫々に対応して前記保護ネットワーク（１８）があることを特徴とする請求項１の組立体。
3. 前記第１多導体ケーブルの各導体、及び前記第２多導体ケーブルの各導体と対応する複数の復帰可能なヒューズ素子（１４，１６）と、
   前記ヒューズ素子を前記回路板に取付ける手段と、
   前記ヒューズ素子を前記第３及び第４コネクタ（１０，１２）に接続する手段とを更に具え、前記ヒューズ素子（１４，１６）の夫々は前記組立体に接続された前記第１及び第２ケーブルの各導体と直列であることを特徴とする請求項１の組立体。
4. 前記回路板（３２）を含み、前記第３及び第４ケーブルコネクタを露出するようにした請求項１の組立体。
5. 前記回路板の接地面の接続手段は、接地面に電気的に接触している導電材料を含み、前記導電材料は前記回路板の少なくとも１個の前記取付穴をライニングしていることを特徴とする請求項１の組立体。
6. 前記導電性取付部材（４８）は一端に頭を有し他端に外部ねじを有する導電性ボルトを有し、前記ボルトは前記回路板の取付穴を貫通したときに前記導電材料と電気的に接触していることを特徴とする請求項５の組立体。
7. 前記保護ネットワークは、
   第１及び第２リードを有する第１双方向電圧感応スイッチ（２０）と、
   第３及び第４リードを有する第２双方向電圧感応スイッチ（２２）と、
   第５及び第６リードを有する第３双方向電圧感応スイッチ（２４）と、
   前記第１リードを前記保護ネットワークの第１端子(２６)に接続する手段と、
   前記第２、第３、及び第５リードをともに接続する手段と、
   前記第４リードを前記保護ネットワークの第２端子(２８)に接続する手段と、
   前記第６リードを前記保護ネットワークの第３端子（３０）に接続する手段とを有することを特徴とする請求項１の組立体。

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