JP4813010B2 - Surge absorber - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージ吸収器、さらに詳しくは電源線路や信号伝送線路を通して機器内へ侵入するサージや雑音、機器内部で発生したサージや雑音を吸収するためのサージ吸収器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、各種機器が半導体化され、さらにマイクロコンピュータを搭載し、ネットワークに接続することで、多種多様の情報を送受し、あるいはそれらの制御がなされている。このようなシステムにおいては、雷サージやスイッチングサージ、さらには種々の雑音が電源線路や信号伝送線路を通して機器内に侵入すると、機器自体が破損したり、それに至らないまでもデータが破壊したりあるいは誤動作したりするおそれがある。また、機器内部で発生したサージが外部へ伝播することによって、ネットワークに接続された機器を誤動作させたりする可能性も大きくなってきている。
【0003】
機器の電源入力端や信号入出力端においてこのようなサージや雑音を吸収させ、内部回路を保護するために、サージ吸収器が広く使用されるようになって来ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種サージ吸収器として、バリスタ素子と避雷管素子との直列接続体を絶縁材料たとえばエポキシ樹脂で被覆し、あるいはそれらをケース内に収納した構造の吸収器が提案されている(例:特許文献1)。このサージ吸収器においては、バリスタ素子と避雷管素子とはその形状が大きく異なり、バリスタ素子が円板状で、避雷管素子が外観短円柱状であることから、大きな容積のケースを必要としていた。さらに、各線路に対応させてバリスタ素子を接続しようとすると、サージ吸収器を必要数使用しなければならず、その接続作業が煩雑となる。また、複数個を一つのケースに収納することも行われているが、外形が非常に大型化し、実使用に際してその占有容積が大きくなり、機器の小形軽量化への対応が困難となっている。
【0005】
本発明は構成部品点数が少なく、小形化がきわめて容易な構造のサージ吸収器を提供しようとするものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−138827号公報
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のサージ吸収器は、バリスタ素子を、複数のバリスタ要素を形状が方形板状の、共通のバリスタ基体で構成し、その一方の主面側に避雷管素子およびそれに接続されたリード線を配し、他方の主面側にバリスタ素子に接続されたリード線を配し、かつこれらリード線をバリスタ基体の主面それぞれに沿って同方向へ導出されるよう構成するとともに、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースに、避雷管素子の少なくとも一部分がこの膨出部内に位置するよう収納し、さらにこのケース内に絶縁材料を充填したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサージ吸収装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1はこの実施の形態の斜視図であり、図2(A)はその正面側から見た部分断面図、図2(B)は側面側から見た部分断面図、図2(C)は背面側から見た部分断面図である。
【0009】
このサージ吸収装置は、図1に示すように、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部分の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半円筒状の膨出部2を備えたケース1内に、図2に示すようにバリスタ素子3と避雷管素子4との接続体が収納され、さらに絶縁性樹脂5が充填されて構成されている。そして、前述の接続体同士、ならびにそのリード端子部と外部導出用のリード線6,7,8とは圧着金具9,10,11,12を使用することによってそれれぞれ接続され、さらにこれらリード線6,7,8がケース1の開口部から外部へ導出されている。この例では、バリスタ素子3を絶縁性樹脂たとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などで被覆しているが、用途や、後述するモールド材料の種類によっては、特に素子3をあらかじめ樹脂被覆しておく必要はなく、ケース1内に直接に収納し、さらに樹脂モールドしてもよいのは言うまでもないことである。
【0010】
なお、膨出部2は半円筒状の形状に限られるものでなく、その断面形状が三角形や、四角形などの多角形をなす半筒状であってもよい。
【0011】
絶縁性樹脂5には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを使用することができ、さらにはそれに難燃剤を添加含有し、またはそれを化学反応させて難燃性を付与した有機絶縁材料、もしくは、マイカやタルク、炭酸カルシウム、その他珪酸塩やカルシウム塩などの不燃性の無機絶縁材料を分散させて難燃性を付与した有機絶縁材料を使用すれば、安全性を高めることができる。また、有機絶縁材料に代えて、充填可能な無機絶縁材料を使用してもよいことは言うまでもないことである。
【0012】
バリスタ素子3は、図3(A)の正面図、同(B)の側面図、同(C)の背面図に示すように、形状が方形板状であって、それ自体が電圧非直線性を示すバリスタ基体31と、その一方の主面上に形成された共通電極32と、それと平行な他方の主面上に、所定の間隔で離間させて形成された電極33,34と、これら電極32,33,34それぞれに接続されたリード端子部35,36,37とを備える。なお、図では素子3を樹脂被覆していない状態を示す。
【0013】
バリスタ基体31にはたとえば酸化亜鉛を主成分とし、それ自体が電圧非直線性を示すセラミック基板、またはチタン酸バリウム系のセラミック基板を使用することができる。電極32,33,34は、銀ペーストを所定のパターンで印刷し、それを焼付けることによって形成したものである。
【0014】
リード端子部35,36,37は、線材を中央部分がループ状をなすよう折り曲げ加工し、さらにループ状部分を加圧成形して、断面形状を扁平状としたものである。そして、それらの外部導出端側が同方向となるよう、その扁平状部分にて電極32,33,34にそれぞれはんだ付けなどの方法で接続されている。はんだには鉛フリーはんだを使用することが望ましい。
【0015】
避雷管素子4には、たとえばセラミック製または耐熱ガラス製の容器内に所定の間隙をおいて電極を配置し、さらに内部にネオンやアルゴン、窒素などの不活性ガスが封入された素子を使用することができる。
【0016】
バリスタ素子3と避雷管素子4、さらにはそれらとリード線6,7,8とは、上述したように、圧着金具9,10,11,12を用いて接続されている。すなわち、圧着金具9,10,11,12は筒状をなし、図4に示すような配置関係で、これら圧着金具9,10,11,12に、バリスタ素子3のリード端子部35および避雷管素子4のリード端子部41、リード端子部37およびリード線6、リード端子部36およびリード線7、避雷管素子4のリード端子部42およびリード線8をそれぞれ挿入し、圧着金具9,10,11,12を加圧して押しつぶすことによって接続される。これによって、それぞれが機械的にも強固に接続される。ここで、圧着金具9,10,11,12を扁平状で若干湾曲させた形状に押圧成形することで、接続状態をさらに良好なものとし、機械的な結合状態をより一層強固なものとすることができる。そして、バリスタ素子3のリード端子部35を図3の表面側方向へ折り曲げ、避雷管素子4の管軸やリード線8がバリスタ素子3の主面とほぼ平行になるよう成形する。またリード端子部36,37については、それとは反対側、すなわち図3の背面側方向へ折り曲げ、リード線5,6がバリスタ素子3の主面とほぼ平行になるよう成形する。
【0017】
リード線6,7,8には撚り線または単線を絶縁被覆したものを使用する。
【0018】
リード端子部35,36,37の成形後、図2(D)に示すケース1に、避雷管素子4の少なくとも一部分がその半円筒状の膨出部2内に位置するよう、リード線6,7,8を備えたバリスタ素子3と避雷管素子4との接続体を収納し、さらに絶縁性樹脂たとえば難燃性エポキシ樹脂を充填することによって、これら素子3,4を絶縁被覆して、図1に示したサージ吸収器を完成する。
【0019】
このサージ吸収器は、図5に示すように、たとえば電源線路61,62にそのリード線6,7をそれぞれ接続し、リード線8を接地端子63に接続することによって、使用される。これによって、線路61,62を通して到来するサージは、バリスタ素子3および避雷管素子4を通して大地に導かれ、それによる機器の損傷、誤動作などが防止される。
【0020】
このようにバリスタ素子3を方形板状とし、さらに同一バリスタ基体31で複数のバリスタ要素を構成するとともに、このバリスタ素子3と組合せて使用する避雷管素子4を、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部2が設けられたケース1に、避雷管素子4の少なくとも一部分がこの膨出部2内に位置するよう格納することによって、サージ吸収器の構成部品点数を削減し、かついちじるしく小形化することができた。さらに、ケース容積が縮小されることによって、絶縁性樹脂などの絶縁材料の充填量を減少させることができ、部品点数の削減とあいまって、サージ吸収器の大幅なコスト低減が可能となった。
【0021】
また、各構成要素の接続に圧着金具を使用したので、リード線になんらかの原因で引っ張り力が作用することがあっても、この金具が充填樹脂に埋設されていることから、はんだ付けや溶接といった方法で接続したサージ吸収器にあった接続部分での切断、さらにはリード線の抜けといったおそれが解消され、接続の信頼性を高めることができた。
【0022】
【発明の効果】
本発明のサージ吸収器は、複数のバリスタ要素を共通のバリスタ基体で構成し、さらにこの基体の形状を方形板状としたバリスタ素子を使用し、さらに一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースに、避雷管素子の少なくとも一部分がこの膨出部内に位置するよう収納し、さらにこのケース内に絶縁性樹脂を充填することにより、いちじるしく小形化することができる。また、バリスタ素子が単体であるので、部品点数が削減され、大幅なコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサージ吸収器における実施の形態の一例を示す外観斜視図である。
【図2】(A)はその正面側から見た部分断面図、(B)は側面側から見た部分断面図、(C)はその背面側から見た部分断面図、(D)はケースの斜視図である。
【図3】(A)はその構成要素であるバリスタ素子の正面図、(B)はその側面図、(C)はその背面図である。
【図4】その構成要素であるバリスタ素子とアレスタ素子、ならびにリード線との接続方法を説明するための図である。
【図5】本発明の実施の態様の使用方法の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 ケース
2 膨出部
3 バリスタ素子
4 避雷管素子
5 絶縁性樹脂(絶縁材料)
6、7,8 リード線
9,10,11 圧着金具
31 バリスタ基体
32 共通電極
33,34 電極
35,36,37 リード端子部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surge absorber, and more particularly to a surge absorber for absorbing surges and noises that enter a device through a power line and a signal transmission line, and surges and noises generated inside the device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various types of devices have been made into semiconductors, and a microcomputer is mounted and connected to a network, so that various types of information can be sent and received or controlled. In such a system, if lightning surges, switching surges, and various noises enter the device through the power line or signal transmission line, the device itself may be damaged, or data may be destroyed even if it does not. There is a risk of malfunction. In addition, the possibility that a device connected to a network malfunctions due to a surge generated inside the device propagating to the outside is increasing.
[0003]
Surge absorbers have been widely used to absorb such surges and noises at the power input terminals and signal input / output terminals of equipment and protect internal circuits.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As this type of surge absorber, an absorber having a structure in which a serial connection body of a varistor element and a surge arrester element is covered with an insulating material such as an epoxy resin, or is housed in a case has been proposed (eg, patent document). 1). In this surge absorber, the shape of the varistor element and the detonator element are greatly different, the varistor element is disk-shaped, and the detonator element is a short columnar external appearance, so a case with a large volume is required. . Furthermore, if it is attempted to connect varistor elements corresponding to each line, a necessary number of surge absorbers must be used, and the connection work becomes complicated. In addition, a plurality of cases are stored in a single case, but the outer shape becomes very large, and the occupied volume becomes large during actual use, making it difficult to respond to the reduction in size and weight of equipment. .
[0005]
The present invention seeks to provide a surge absorber having a structure that has a small number of components and is extremely easy to miniaturize.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-13827
[Means for Solving the Problems]
In the surge absorber according to the present invention, a varistor element is constituted by a common varistor base having a plurality of varistor elements having a rectangular plate shape, and a surge arrester element and a lead wire connected thereto are arranged on one main surface side thereof. The lead wire connected to the varistor element is arranged on the other main surface side, and these lead wires are led out in the same direction along each main surface of the varistor base, and one end side is opened. And a case where the other end side is closed and a semi-cylindrical bulging portion is provided on the entire side wall portion from the one end side to the other end side, and at least a part of the surge arrester element is in the bulging portion. The case is further filled with an insulating material.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the surge absorber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of this embodiment, FIG. 2A is a partial sectional view seen from the front side, FIG. 2B is a partial sectional view seen from the side, and FIG. It is the fragmentary sectional view seen from the back side.
[0009]
As shown in FIG. 1, this surge absorber is open at one end and closed at the other end, and has a semi-cylindrical bulging
[0010]
Note that the bulging
[0011]
As the insulating resin 5, an epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used. Further, a flame retardant is added to the insulating resin 5, or an organic insulating material imparted with a flame resistance by chemical reaction thereof, or mica. If an organic insulating material imparted with flame retardancy by dispersing nonflammable inorganic insulating materials such as talc, calcium carbonate, and other silicates and calcium salts is used, safety can be improved. It goes without saying that a fillable inorganic insulating material may be used instead of the organic insulating material.
[0012]
As shown in the front view of FIG. 3A, the side view of FIG. 3B, and the rear view of FIG. 3C, the
[0013]
As the
[0014]
The
[0015]
For the
[0016]
As described above, the
[0017]
The
[0018]
After forming the lead
[0019]
As shown in FIG. 5, this surge absorber is used, for example, by connecting the
[0020]
In this way, the
[0021]
In addition, since crimping metal fittings are used to connect each component, even if a tensile force acts on the lead wire for any reason, the metal fittings are embedded in the filling resin, so soldering, welding, etc. This eliminates the possibility of disconnection at the connection portion of the surge absorber connected by the method and the disconnection of the lead wire, thereby improving the connection reliability.
[0022]
【The invention's effect】
The surge absorber according to the present invention uses a varistor element in which a plurality of varistor elements are formed of a common varistor base, and the base is shaped like a square plate. Further, one end is opened and the other end is closed. And a case in which a semi-cylindrical bulge is provided on the entire side wall from the one end side to the other end side so that at least a part of the surge arrester element is located in the bulge, By filling the case with an insulating resin, the size can be significantly reduced. Further, since the varistor element is a single element, the number of parts is reduced, and the cost can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of an embodiment of a surge absorber according to the present invention.
2A is a partial cross-sectional view seen from the front side, FIG. 2B is a partial cross-sectional view seen from the side, FIG. 2C is a partial cross-sectional view seen from the back side, and FIG. FIG.
3A is a front view of a varistor element as a component, FIG. 3B is a side view thereof, and FIG. 3C is a rear view thereof.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of connecting the varistor element, the arrester element, and the lead wire, which are constituent elements thereof.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of how to use the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
6, 7, 8
Claims (2)
前記バリスタ素子の一方の主面側に配置され、かつ一対の端子のうちの一方が前記バリスタ素子の一方の主面側の電極に、バリスタ素子の一方の主面側に折り曲げられたリード端子部を介して接続された避雷管素子と、
前記バリスタ素子における複数の電極それぞれに、バリスタ素子の他方の主面側に折り曲げられたリード端子部を介して接続され、かつ前記バリスタ素子の他方の主面側にそれに沿って外部へ導出されるよう配置された複数のリード線、および前記避雷管素子の他方の端子と接続され、前記バリスタ素子の一方の主面側に前記複数のリード線と同じ方向へ導出されるよう配置されたリード線と、
一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースとを備え、
前記バリスタ素子および前記避雷管素子からなる接続体を、前記避雷管素子の少なくとも一部分が前記膨出部の内部に位置するよう前記ケース内に収納し、前記接続体と前記ケースとの間に絶縁材料を充填したサージ吸収器。A varistor base having voltage non-linearity and having a rectangular plate shape, an electrode formed on one main surface of the varistor base, and the one main surface on the other main surface of the varistor base A varistor having a plurality of electrodes formed so as to face the upper electrode and spaced apart from each other, and a lead terminal portion that is bent to form a loop and is connected to the electrode and led out in the same direction Elements,
Wherein arranged on one main surface of the varistor element, and on one main surface side of the electrode of one said varistor element of the pair of terminals, the lead terminal portion bent in one main side of the varistor element A lightning tube element connected via
Each of the plurality of electrodes in the varistor element is connected to the other main surface side of the varistor element through a lead terminal portion that is bent , and led to the outside along the other main surface side of the varistor element. A plurality of lead wires arranged in such a manner and a lead wire connected to the other terminal of the surge arrester element and arranged to be led out in the same direction as the plurality of lead wires on one main surface side of the varistor element When,
A case in which one end side is open and the other end side is closed, and a semi-cylindrical bulging portion is provided on the entire side wall from the one end side to the other end side;
The connection body composed of the varistor element and the lightning tube element is housed in the case so that at least a part of the lightning tube element is located inside the bulging portion, and is insulated between the connection body and the case. Surge absorber filled with material.
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