JP4498319B2 - アース装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として家庭用電気機器をはじめとする弱電精密機器類を落雷などに起因するサージ電流から保護するアース装置に関する。

従来、電気設備の漏電よる感電事故などを防止する対策として、電気設備を接地することが一般に広く行われている。特に、屋内の電気設備機器や電力系統の全てを統一して接地する共用接地方式が普及しているが、パソコンなどの弱電精密電子機器ではノイズ障害を無くすることを意図して単独で接地することが一般に広く行われている。

例えば、静電気放電ノイズによる悪影響を防止するために、パソコンなどの弱電精密電子機器を、導電性を有する金属板などの上に配置し、その金属板と電子機器とをアース線を介して接地することが行われている（例えば、特許文献１）。

一方、落雷に起因するサージ電流（雷サージ）から屋内外の電気設備などを保護する装置として、大地に埋設された基礎体上に立てられる支柱と、その上端部に支持管を介して取り付けられる避雷突針と、上端が避雷突針に接続されると共に下端が大地に埋設される絶縁導線とを備え、係る絶縁導線の下端を絶縁被膜電線や端子箱内の接続端子などを介してアース体に接続すると共に、そのアース体を建物から離れた位置に埋設して、雷サージ電流の大地への放出による影響が建物内の電気機器などに及ばないようにした避雷針接地装置が知られる（例えば、特許文献２）。

又、架空地線（グランドワイヤ）や送電線が落雷によって溶断することを防止するために、それらを複数本の素線を撚り合わせて構成すると共に、その各素線又は撚線の表面に炭素含有樹脂層を被覆した耐雷性電線が知られる（例えば、特許文献３）。

特開平９−６３７０８号公報 特開２００４−１４０９２２号公報 特開平１−２４６７１１号公報

しかしながら、特許文献１では放電ノイズの発生を防止することはできても、近隣における落雷時において、これに起因するサージ電流が引込線などを通じて屋内に侵入し、これが屋内配線などを伝って該屋内配線に繋がる電子機器類を破壊してしまうことがある。

一方、特許文献２に記載される避雷針接地装置は、非常に大掛かりな構成であるから設備に際して莫大な資金が必要となり、しかも住宅密集地や狭小な敷地では設備することすらできない。尚、避雷突針を設ける支柱の高さが不十分であると、これによる保護範囲は非常に狭くなり、この場合にアンテナ線や引込線を通じて落雷に起因するサージ電流が屋内に侵入してしまう虞がある。

又、特許文献３には、炭素含有樹脂層で被覆した電線にして落雷による溶断抑制効果が得られることが記載されているが、これはグランドワイヤや送電線に適用されるもので、当該電線では落雷に起因するサージ電流から弱電精密機器をはじめとする電気機器類を保護することはできない。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は落雷に起因するサージ電流から電気機器類を保護することができ、しかも所要箇所に容易に装置することのできる簡便なアース装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、
電気絶縁性の外皮により被覆される絶縁電線から分岐して該絶縁電線よりサージ電流を誘引するアース装置であって、
前記絶縁電線の外皮の外周部に装着される接続端子と、一端部が前記接続端子に導電接続するアース線と、該アース線の他端に取り付けられるアース端子とを有し、
前記アース線は、複数本の炭素繊維から成る導電線を有して該導電線が前記接続端子およびアース端子に導電接続し、
前記接続端子は、前記絶縁電線に抱き付けられるＣ字形のクランプ部を有すると共に、そのクランプ部の内周縁には尖端が前記絶縁電線の外皮に接触する複数の突起が形成され、
前記導電線の一端部は、前記接続端子の突起に近接して前記クランプ部の表面に固着されていることを特徴とする。

又、前記接続端子を複数個有し、その各接続端子がアース線の長さ方向に沿って所定の間隔で配列されていることを特徴とする。

本発明によれば、絶縁電線の外皮の外周部に装着される接続端子と、一端部が接続端子に導電接続するアース線と、該アース線の他端に取り付けられるアース端子とを有することから、絶縁電線に誘起された高圧のサージ電圧によって絶縁電線の表面に火花放電として生ずる閃絡電流、サージ電流を絶縁電線の中途から誘引し、これを接続端子からアース線を通じて大地に放出することができる。このため、絶縁電線の先に繋がる電気機器類をサージ電流から保護することができる。

特に、複数本の炭素繊維から成る導電線を有して該導電線が接続端子およびアース端子に導電接続することから、雷サージのように極めて高圧の電圧が絶縁電線に印加された場合でも、これによるサージ電流がアース線に流れてもこれが破断、焼損せず、係るサージ電流を大地まで確実に導くことができる。

又、接続端子は、絶縁電線に抱き付けられるＣ字形のクランプ部を有するので、絶縁電線に対する装着、取付が容易で、しかもクランプ部の内周縁には尖端が絶縁電線の外皮に接触する複数の突起が形成されることから、サージ電流の誘引効果が上がる。

更に、複数本の炭素繊維から成る導電線の一端部が接続端子の突起に近接してクランプ部の表面に固着されることから、接続端子が溶断することを防止できる。

又、複数の接続端子がアース線の長さ方向に沿って所定の間隔で配列されていることから、絶縁電線に沿って流れる閃絡電流、サージ電流を逃さず捕らえることができる。

以下、図面に基づき本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係るアース装置の使用例を示す。図１において、１は屋外（例えば屋根上）に立てられるアンテナ、２Ａは通信ケーブル、２Ｂは電力の引込線であり、その引込線２Ｂは屋内の配電盤３に接続され、その配電盤３と壁面部に取り付けたコンセント４とが複数条の屋内配線２Ｃを介して繋がれている。又、各コンセント４には電気コード２Ｄを介して種々の電気機器５，６が接続される。

例えば、５はテレビ受像機（以下、テレビと略す）、６はパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略す）であり、テレビ５にはアンテナ１から屋内に引き込まれるアンテナ線２Ｅが繋がれ、パソコン６には外部からの通信ケーブル２Ａが繋がれる。

ここで、通信ケーブル２Ａ、引込線２Ｂ、屋内配線２Ｃ、テレビやパソコンに付随する電気コード２Ｄ、及びアンテナ線２Ｅは、いずれも電気絶縁性の外皮により被覆された絶縁電線であり、本発明に係るアース装置１０はそれら絶縁電線（図示例において屋内配線２Ｃ）の中途から分岐する状態に取り付けられ、しかして絶縁電線を伝うサージ電流（主として雷サージ）を絶縁電線から誘引し、これを大地に放出してテレビ５やパソコン６を保護するのに用いられる。

尚、係るアース装置１０の先端は、直接または図示せぬアース用補助線を介して地中に埋設される接地極に接続される。

図２に係るアース装置の側面図を示す。図２において、１１は上記のような絶縁電線２（通信ケーブル２Ａ、引込線２Ｂ、屋内配線２Ｃ、電気コード２Ｄ、及びアンテナ線２Ｅなどの総称）の外皮の外周部に装着される接続端子で、これは銅などの良導体から形成される。特に、本例では５つの接続端子１１，・・を備え、その各接続端子１１がアース線１２の長さ方向に沿って所定の間隔で配列する構成とされる。

アース線１２は、図２および図３で明らかなように２種類の導電線１２Ａ，１２Ｂを抱き合わせ、その両者を共通の電気絶縁物１２Ｃ（ゴムや樹脂）で被覆した構成であり、その両端部は電気絶縁物１２Ｃにより覆われない裸線部とされ、一端側の裸線部が各接続端子１１に導電接続する構成となっている。

尚、導電線の一方１２Ａは直径１〜２ｍｍ程度の銅線で、他方の導電線１２Ｂは複数本の炭素繊維から成る。又、導電線１２Ｂを構成する炭素繊維は、その複数本（１００〜１０００本）を単に寄せ合わせたものでも、撚線としたものでもよいが、本例ではその複数本を導電線１２Ａ（銅線）の周囲に張回して該導電線１２Ａが複数本の炭素繊維で包み込まれるようにしている。ここに、導電線１２Ａを省略し、複数本の炭素繊維を電気絶縁物１２Ｃにより被覆してアース線１２としてもよい。

一方、アース線１２の他端（先端）には、その裸線部においてアース端子１３が取り付けられる。このアース端子１３は、銅その他の良導体から成る筒部１３Ａを有したリング状の金具で、これが上記の如く接地極に直接または他のアース用補助線を介して接続される。尚、アース線１２に対するアース端子１３の取り付けは、筒部１３Ａをかしめることにより行われる。

次に、図４は図２のＢ−Ｂ線における拡大断面を示す。この図で明らかなように、接続端子１１は、アース線１２の一端部に固定するための筒部１１Ａと、絶縁電線２に抱き付けられる扁平なＣ字形のクランプ部１１Ｂとを有する。

ここで、アース線１２に対する接続端子１１の取り付けは、筒部１１Ａをかしめることにより行われると共に、クランプ部１１Ｂはその内側に絶縁電線２を通した後で縮径されて絶縁電線２に固定される。

特に、クランプ部１１Ｂの内周縁は鋸歯状に切り欠かれ、その内周縁に沿って三角形状を成す複数の突起１４が形成される。尚、その各突起１４の尖端は絶縁電線２に沿って流れるサージ電流を取り出すために絶縁電線２の外皮２１に接触される。

又、アース線１２を構成する導電線１２Ｂ（炭素繊維）は、各接続端子１１の位置にて当該接続端子１１側に複数本ずつ引き出され、その各一端部（引き出し部分）が突起１４に近接する状態でクランプ部１１Ｂの表面に固着されている。尚、その固着には耐熱性接着剤などを用いることができる。

次に、以上のように構成されるアース装置１０の作用について説明すると、例えば図１に示した引込線２Ｂまたはその近傍に落雷した場合、これに起因して引込線２Ｂにサージ電圧（異常電圧）が誘起され、これによりサージ電流が引込線２Ｂに沿って屋内に侵入する。

しかして、サージ電流が配電盤３に達すれば、当該配電盤３に装置されるブレーカが異常を検知して電路を遮断するが、当該サージ電流は電路の遮断部を飛び越え、配電盤３に繋がる屋内配線２Ｃ（絶縁電線）に伝って進行する。特に、雷サージは極めて高圧であるから、屋内配線２Ｃの絶縁性は破壊され、その絶縁破壊により当該屋内配線２Ｃの表面に火花放電を生ずる。

ここに、屋内配線２Ｃの中途に本発明に係るアース装置１０を取り付けて接地しておけば、屋内配線２Ｃとアース装置１０との間における閃絡により、屋内配線２Ｃのサージ電流がアース装置１０側に誘引され、これが接続端子１１からアース線１２を通じて大地に放出されるのであり、このためテレビ５やパソコン６にサージ電流が流れ込まずにそれらが保護される。

特に、接続端子１１のクランプ部１１Ｂに突起１４が形成されるものでは、サージ電流の誘引効果が上がって屋内配線２Ｃからサージ電流を好適に取り出すことができ、しかもアース線１２が導電性、耐熱性に富む複数本の炭素繊維から成る導電線１２Ｂを具備して構成されるので、これがサージ電流によって焼損されることはなく、係るサージ電流を確実に大地まで導くことができる。

尚、アース装置１０を屋内配線２Ｃに取り付けていない場合、サージ電流はコンセント４から電気コード２Ｄを伝ってテレビ５やパソコン６内に侵入し、それらの電気系統を破損させることになる。

以上、本発明について詳しく説明したが、サージ電流を逃さず捕らえられるようにする上では、上記例のように接続端子１１を複数個備えることが望ましいが、これを単一の構成としてもよい。

他方、係るアース装置１０は屋内配線２Ｃに限らず、通信ケーブル２Ａ、引込線２Ｂ、テレビやパソコンに付随する電気コード２Ｄ、及びアンテナ線２Ｅなどから分岐せしめるようにしてもよいし、自動車、船舶、航空機などの制御機器や計器に通じる絶縁配線に取り付けてそれら機器類をサージ電流から保護することもできる。

本発明に係るアース装置の使用例を示した説明図 同アース装置を部分的に破断して示した側面図 図２のＡ−Ａ線拡大断面図 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図

２ 絶縁電線
２Ａ 通信ケーブル
２Ｂ 引込線
２Ｃ 屋内配線
２Ｄ電気機器に付随する電気コード
２Ｅ アンテナ線
１０ アース装置
１１ 接続端子
１１Ａ 筒部
１１Ｂ クランプ部
１２ アース線
１２Ｂ 導電線（炭素繊維）
１３ アース端子
１４ 突起

Claims (2)

1. 電気絶縁性の外皮により被覆される絶縁電線から分岐して該絶縁電線よりサージ電流を誘引するアース装置であって、
   前記絶縁電線の外皮の外周部に装着される接続端子と、一端部が前記接続端子に導電接続するアース線と、該アース線の他端に取り付けられるアース端子とを有し、
   前記アース線は、複数本の炭素繊維から成る導電線を有して該導電線が前記接続端子およびアース端子に導電接続し、
   前記接続端子は、前記絶縁電線に抱き付けられるＣ字形のクランプ部を有すると共に、そのクランプ部の内周縁には尖端が前記絶縁電線の外皮に接触する複数の突起が形成され、
   前記導電線の一端部は、前記接続端子の突起に近接して前記クランプ部の表面に固着されていることを特徴とするアース装置。
2. 前記接続端子を複数個有し、その各接続端子がアース線の長さ方向に沿って所定の間隔で配列されていることを特徴とする請求項１記載のアース装置。

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