JP4932455B2 - 雷サージ防護装置 - Google Patents

Description

本発明は雷サージ防護装置、特に情報処理機能および通信機能を備えた各種機器に付設することによって、これら機器を電源ラインおよび通信ラインを通しての雷サージをはじめとする過大電圧から防護することができる装置に関する。

事業所や一般家庭において、これまで使用されてきた情報機器に加えて、近年、情報処理・通信機能を備えた家庭電化製品がネットワークの端末装置として使用されるようになってきている。それに伴い、電源ラインおよび通信ラインを通しての雷サージからこれら機器の防護対策を講じられている。

電源ラインにおける雷サージ対策として、複数の各種装置に共通の絶縁型耐雷トランスを通して商用交流電力を供給するようにした耐雷システムがある（例えば、特許文献１参照）。この耐雷トランスは、電力供給側の一次側と負荷側の二次側とを静電遮蔽し、雷サージが交流電源ラインから二次側に接続された装置への侵入を効果的に抑制し、雷サージから防護する。この方法では、装置が通信ラインにも接続されている場合には、通信ラインについても雷サージに対して防護策が必要となる。

このような防護策として、電源および通信の各ラインと接地との間にそれぞれサージ防護装置（ＳＰＤ）を設置するとともに、これらラインに接続された装置を共通接地することによって等電位化することが求められている。この対策は、ビルや住宅、その他の施設を新築、新設する際には設計段階で考慮することができるため比較的容易に実施できるが、既設のビル等においては、設備全体の見直しが必要となり、また設備の状況把握がむずかしいだけでなく、新たな費用負担が発生することなどから、その実施をきわめて困難なものとしている。

ところで、簡易な対策としては、酸化亜鉛バリスタなどのサージ防護素子をテーブルタップなどに組み込んだサージ防護装置を使用することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この防護装置は、共通接地線を介して接地し、電源ラインや通信ラインに侵入した雷サージを大地に流すことによって、それに接続された各種装置を雷サージから防護することができる。この場合においても雷サージ防護を確実なものとするためには共通接地線が必要となり、そのための工事が必要となることは言うまでもないことである。
特公平０７−８９７１２号公報 特開２００５−２１６７５５号公報

このようなことから、共通接地線が設置されていない既存のビルや住宅等の建物については、商用電源ライン等から電力の供給を受け、かつ通信ラインを通してデータの授受をするための装置、たとえばコンピュータや電話機、ファクシミリ装置などを使用する場合には、それぞれについて雷サージ防護を容易にまた安価に実施できる装置を実現することがきわめて実際的である。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源ライン側および通信ライン側からの雷サージの侵入を実質的に阻止し、各種装置を確実に、またきわめて容易に防護できる安価な雷サージ防護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、電源ラインから端末装置に雷サージを遮断して交流電力を供給する絶縁型の電源用耐雷トランスと、ネットワーク化された通信ラインから端末装置に雷サージを遮断して高周波データ信号を選択的に通過させる通信用絶縁トランスとを、共通の筐体内に並置して格納する。

ここで、電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスには、共に市販品を使用することができる。この電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスが並置され、格納される共通の筐体には、有底蓋付の合成樹脂製の絶縁ケースを使用することができる。共通の筐体に電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスを格納した雷サージ防護装置を、ネットワークにおける端末としての各種装置（以下総称して端末装置という）それぞれと電源ラインおよび通信ラインとの間に配置し、筐体内の一式のトランスを介して端末装置を電源ラインおよび通信ラインに接続する。電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスとによって、電源ラインおよび通信ラインのいずれか一方または両方を伝搬して来る雷サージの、端末装置内への侵入が実質的に阻止され、端末装置が雷サージから効果的に防護される。また、電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスはともに接地することなく雷サージから端末装置を防護できることから、既設の建物内や施設内で使用される端末装置それぞれに適用することによって、接地設備を新たに設置とすることなく、きわめて容易にかつ安価に雷サージ防護対策を講じることができる。

また、本発明の装置は持運び自在の質量と大きさに構成することが容易であることから、端末装置それぞれに単体ずつ配備することが可能である。この場合、電源ラインおよび通信ラインの両方に接続された、雷サージ防護対策が必要な端末装置に対してのみ配備すればよい。さらにまた、小形であることから、端末装置を載置した机またはテーブル等の載置台の上またはその下に配置できるため、設置場所の制約がきわめて少なく、汎用性に優れている。

また、筐体は平行に対向する第一壁板部および第二壁板部を有する矩形箱で、第一壁板部および第二壁板部の間に電源用耐雷トランスおよび通信用絶縁トランスを横並びで並列に配置し、それぞれの一次側を壁板部のいずれか一方に設けた一次側端子に接続し、二次側を壁板部の他方に設けた二次側端子に接続した構造とすることで、小形の直方体状の箱形にすることができ、筐体を、より一層設置場所を選ばない汎用性に優れた形状にすることができる。

また、本発明においては、筐体の第一壁板部に電源用耐雷トランスの入力側電源用コンセントと通信用絶縁トランスの入力側通信用コネクタを設置し、第二壁板部に電源用耐雷トランスの出力側電源用コンセントと通信用絶縁トランスの出力側通信用コネクタを設置することができる。このように電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスの入力側外部接続部品と出力側外部接続部品とを対向する壁板部に分けてレイアウトすると、外部の電源ラインと通信ラインとの配線作業が容易になり、接地工事が不要なことと相まって端末装置のユーザーによる配線が容易になる。

また、筐体の第一壁板部および第二壁板部に通信用絶縁トランスの入力側通信用コネクタおよび出力側通信用コネクタを互いに対向させて設置し、この両コネクタの中間位置に通信用絶縁トランスを設置することができる。この場合、絶縁トランスの両端の片端に入力側通信用コネクタを連結した入力側配線コードを導出し、他端に出力側通信用コネクタを連結した出力側配線コードを導出して、絶縁トランスの両端から入力側配線コードと出力側配線コードを１８０°反対方向に導出することができる。このようにすることで、筐体内で絶縁トランスの入力側配線コードと出力側配線コードが共に短くでき、また、両コードが相互にクロスするといった配線上の不具合が無くなり、雷サージの拡がりを抑制して雷サージの防護効果が増す。

本発明によれば、端末装置を、雷サージ防護装置の筐体内の一式のトランスを介して外部から導入された電源ラインおよび通信ラインと接続することで、端末装置に電源ラインと通信ラインとの双方またはそれらのいずれか一方を伝搬して来る雷サージが電源用耐雷トランスまたは通信用絶縁トランスもしくは両方で確実的に阻止され、それによって端末装置を介しての雷サージ電流路が遮断されるために、端末装置の雷サージ対策が十分良好になるという優れた効果を奏し得る。

さらに、電源用耐雷トランスと通信用絶縁トランスの双方が共に接地工事不要な絶縁型トランスであり、また持運び可能な小形機器であるため、本発明の雷サージ防護装置を使用した雷サージ防護システムの構築をきわめて少ない費用でかつただちに行えるという実用上に優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。

図１〜図５に、実施の形態である雷サージ防護装置１を示す。図６に、雷サージ防護装置１を使用したネットワーク化された複数の端末装置２の配線レイアウトを示す。図６の端末装置２は、事業所などに設置される複数台のパーソナルコンピュータ２ａと、ＩＰネットワークのルータ２ｂ、ハブ２ｃ、ネットワーク用コンピュータ２ｄなどである。以下、これら各種の端末装置２ａ〜２ｄを、必要に応じて端末装置２と称する。雷サージ防護装置１は、複数の端末装置２それぞれに１台ずつ付設され、配線される。無論、端末装置はコンピュータに限られるものでなく、インターネットやＬＡＮに接続されて使用される、たとえば電話機やファクシミリ装置、各種監視装置、テレビジョン受像機をはじめとする映像機器等を含む。

図１に示す雷サージ防護装置１は、電源用耐雷トランスＴａと通信用絶縁トランスＴｂの一式を共通の筐体１０に格納して構成される。電源用耐雷トランスＴａは、外部の電源ライン５から端末装置２に雷サージを遮断して交流電力を供給する絶縁型トランスである。通信用絶縁トランスＴｂは、外部のネットワーク化された通信ライン６から端末装置２に雷サージを遮断して高周波データ信号のみを通過させる絶縁型トランスである。筐体１０は、有底上端開口の横長矩形のケース本体１０ａと、ケース本体１０ａの上端開口を適宜塞ぐ蓋体１０ｂを備える。ケース本体１０ａの底に電源用耐雷トランスＴａと通信用絶縁トランスＴｂが横並びで並列に載置され、ねじ止めで固定される。

筐体１０のケース本体１０ａは、平行に対向する第一壁板部１０ｃと第二壁板部１０ｄを備える。第一壁板部１０ｃはトランス入力側の配線板で、第一壁板部１０ｃの内壁面に電源用耐雷トランスＴａの入力側電源用コンセント１１と通信用絶縁トランスＴｂの入力側通信用コネクタ２１をねじ止めで固定する。図４に示すように、第一壁板部１０ｃは横長の矩形板で、外面の両端部にコンセント１１とコネクタ２１を露呈させる。第二壁板部１０ｄはトランス出力側の配線板で、第二壁板部１０ｄの内壁面に電源用耐雷トランスＴａの出力側電源用コンセント１２と通信用絶縁トランスＴｂの出力側通信用コネクタ２２をねじ止めで固設している。図５に示すように、横長矩形の第二壁板部１０ｄの両端部にコンセント１２とコネクタ２２を露呈させる。

筐体１０のケース本体１０ａ内の、図１で右側に電源用耐雷トランスＴａが設置される。この耐雷トランスＴａから延びる配線コード１３の先端部に入力側電源用コンセント１１が接続され、別の配線コード１４の先端部に出力側電源用コンセント１２が接続される。第一壁板部１０ｃと第二壁板部１０ｄの対向する２箇所に両コンセント１１、１２が互いに対向するように設置される。

筐体１０のケース本体１０ａ内の、図１で左側に通信用絶縁トランスＴｂが設置される。通信用絶縁トランスＴｂは、図２の概略図で示すような絶縁型トランスで、樹脂外装された矩形軸状のトランス本体２５の軸方向両端から複数本の入力側配線コード２３と複数本の出力側配線コード２４を導出する。入力側配線コード２３の先端部に入力側通信用コネクタ２１が接続され、出力側配線コード２４の先端部に出力側通信用コネクタ２２が接続される。ケース本体１０ａの第一壁板部１０ｃと第二壁板部１０ｄの対向する２箇所にコネクタ２１、２２が互いに対向するように設置され、この両コネクタ２１，２２の中間位置にトランス本体２５が配置され、ねじ止めで固定される。また、両コネクタ２１，２２の図１で右側端部の間に平板状のセパレータ３０が固定される。セパレータ３０は筐体１０内で耐雷トランスＴａと絶縁トランスＴｂを電気的かつ機械的に仕切り、両トランス相互間の電気的かつ機械的な干渉を防止する。

また、ケース本体１０ａ内にトランス本体２５は、入力側配線コード２３を導出する片端部を第一壁板部１０ｃに向け、出力側配線コード２４を導出する他端部を第二壁板部１０ｄに向けて配置する。このようにすることでトランス本体２５の両端から１８０°反対方向に各配線コード２３，２４をトランス本体２５の軸方向とほぼ平行にして導出することができ、かつ、各配線コード２３，２４は最短距離で対応するコネクタ２１，２２に達して、コード長さを最短にすることができる。このようなレイアウトで各配線コード２３，２４を筐体１０内に配置することで、各配線コード２３，２４それぞれが大きく屈曲せず、各配線コード２３，２４同士がクロスするといった配線上の不具合が無くなる。その結果、配線コード２３，２４相互間での雷サージの拡がりが抑制され、通信用絶縁トランスＴｂによる雷サージの防護効果が増す。

図６に示すように、雷サージ防護装置１は、必要とされる複数の端末装置２それぞれに１台ずつ設置される。例えば、１台のパーソナルコンピュータ２ａに１台の雷サージ防護装置１が設置される。この場合、１台のパーソナルコンピュータ２ａの外部に設置した電源ライン５と筐体１０の第一壁板部１０ｃに設けた入力側電源用コンセント１１が図１の鎖線で示す電源ケーブル４１で接続される。また、筐体１０の第二壁板部１０ｄの出力側コンセント１２と１台のパーソナルコンピュータ２ａが電源ケーブル４２で接続される。さらに、１台のコンピュータ２ａの外部に設置した通信ライン６と筐体１０の第二壁板部１０ｄに設けた入力側通信用コネクタ２１が通信ケーブル５１で接続され、第二壁板部１０ｄの出力側コネクタ２２がコンピュータ２ａに通信ケーブル５２で接続される。このようなケーブル配線作業は、工数少なくして簡単であることから、コンピュータ２ａのユーザーが容易に行うことができる。また、ユーザーが間違うことなく正確に配線作業できるように、壁板部１０ｃ、１０ｄの外面に入力側であるＩＮＰＵＴ表示や出力側であるＯＵＴＰＵＴ表示、ＡＣ−１００Ｖ表示、コネクタ名などを表記する。

上述のように、１台の端末装置２に１台の雷サージ防護装置１がユーザー側で容易に、工事ミスなく設置することができる。そのため、ユーザーは、端末装置１台に１台の雷サージ防護装置１の導入を試みて、雷サージ防護効果を確認した後で他の端末装置に導入することができる。また、雷サージ防護装置１を導入した１台の端末装置２が、あまり雷サージ対策を必要としないような場合には、この端末装置から雷サージ防護装置を外して他の端末装置に使用することも、端末装置のユーザーによって容易にできる。

１台の端末装置２にその電源ライン５から雷サージが侵入しようとすると、この雷サージは筐体１０内の電源用耐雷トランスＴａで遮断されて、端末装置２に侵入しない。また、同じ１台の端末装置２にその通信ライン６から雷サージが侵入しようとすると、この雷サージは筐体１０内の通信用絶縁トランスＴｂで遮断されて、端末装置２に侵入しない。この場合、雷サージが端末装置２に侵入しようとしても、いずれも対応するトランスでその直流成分が遮断されて、端末装置２に侵入しない。このような雷サージ遮断が各端末装置２で独自に行われて、ネットワーク化された複数の端末装置独自の雷サージ対策が常に安定した状態で良好に行われる。

なお、本発明の雷サージ防護装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

実施の形態を示す雷サージ防護装置の一部両略部分を含む平面図である。 図１の雷サージ防護装置の回路的概要を示す平面図である。 図１の雷サージ防護装置の構造的概要を示す平面図である。 図１の雷サージ防護装置の正面図である。 図１の雷サージ防護装置の背面図である。 図１の雷サージ防護装置を使用したＩＰネットワークの配線図である。

符号の説明

１ 雷サージ防護装置
２ 端末装置
２ａ パーソナルコンピュータ
５ 電源ライン
６ 通信ライン
Ｔａ 電源用耐雷トランス
Ｔｂ 通信用絶縁トランス
１０ 筐体
１０ａ ケース本体
１０ｂ 蓋体
１０ｃ 第一壁板部
１０ｄ 第二壁板部
１１ 入力側電源用コンセント
１２ 出力側電源用コンセント
２１ 入力側通信用コネクタ
２２ 出力側通信用コネクタ
２３ 入力側配線コード
２４ 出力側配線コード
２５ トランス本体
３０ セパレータ
４１ 電源ケーブル
４２ 電源ケーブル
５１ 通信ケーブル
５２ 通信ケーブル

Claims (3)

1. 電源ラインから端末装置に雷サージを遮断して交流電力を供給する絶縁型の電源用耐雷トランスと、ネットワーク化された通信ラインから前記端末装置に、雷サージを遮断して高周波データ信号を選択的に通過させる通信用絶縁トランスとを、ともに接地することなく雷サージから端末装置を防護できるように共通の筐体内に並置して格納し、
   前記筐体は平行に対向する第一壁板部および第二壁板部を有する直方体状の箱体で、前記第一壁板部および第二壁板部の間に前記電源用耐雷トランスおよび前記通信用絶縁トランスを横並びで並列に配置し、
   前記第一壁板部に前記電源用耐雷トランスの入力側電源用コンセントと前記通信用絶縁トランスの入力側通信用コネクタを設置し、前記第二壁板部に前記電源用耐雷トランスの出力側電源用コンセントと前記通信用絶縁トランスの出力側通信用コネクタを設置し、
   前記筐体内に、前記耐雷トランスと前記絶縁トランスを電気的かつ機械的に仕切り、両トランス相互間の電気的かつ機械的な干渉を防止するセパレータを固定したことを特徴とする雷サージ防護装置。
2. ネットワークに接続された複数の前記端末装置それぞれに単体づつ配備することを特徴とする請求項１に記載の雷サージ防護装置。
3. 前記筐体の第一壁板部および第二壁板部に前記入力側通信用コネクタおよび前記出力側通信用コネクタを互いに対向させて設置し、この両コネクタの中間位置に前記通信用絶縁トランスを設置したことを特徴とする請求項１に記載の雷サージ防護装置。

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