JP5248374B2

JP5248374B2 - ３極避雷管

Info

Publication number: JP5248374B2
Application number: JP2009060440A
Authority: JP
Inventors: 和彦町田
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: US20100231346A1; CN101834435A; KR101715395B1; US8217750B2; JP2010218699A; KR20100103395A

Description

本発明はフェイルセイフ機構を備える３極避雷管に関する。

３極避雷管は電話回線に侵入する雷等によるサージを回避する部品として用いられている。３極避雷管によって電話回線等に侵入するサージを回避する作用は、外部から電話回線にサージが侵入した際に３極避雷管が放電し、サージ電流をアース側に流すことによって機器側にサージ電流が流入しないようにするものである。この３極避雷管では、外部から侵入したサージによって避雷管の放電が継続し放電が止まらなくなるという現象が起こる場合がある。避雷管のフェイルセイフ機構は、避雷管の放電が継続して止まらなくなった場合に、避雷管の放電を停止させ、避雷管が過熱しないように保護するために設けられている。

避雷管のフェイルセイフ機構には、避雷管本体の外面に、アース電極とライン電極との間にかけ渡すようにフェイルセイフスプリングを装着し、フェイルセイフスプリングとアース電極との間にスペーサとしてはんだチップを介装させたものがある。このフェイルセイフ機構は、避雷管が過熱した際にはんだチップが溶融し、アース電極とライン電極とがフェイルセイフスプリングを介して電気的に短絡して放電を停止させるように作用する。また、ライン電極の外面とフェイルセイフスプリングの内面との間にプラスチックフィルム等の絶縁フィルムを介在させて避雷管本体の外面にフェイルセイフスプリングを装着したものもある。この場合には、避雷管の放電が継続して避雷管が過熱した際に絶縁フィルムが溶融し、フェイルセイフスプリングを介してアース電極とライン電極とが電気的に短絡して放電を停止させる。

特開平２−７０３９０号公報特開平６−２５１８５２号公報特開平６−２５１８５５号公報

ところで、３極避雷管では、一対のライン電極にそれぞれ１本ずつ電話線が接続され、電話線に雷が作用した場合、通常は、３極避雷管のそれぞれのライン電極に同程度の大きさのサージ電流が、同一位相で侵入して避雷管が放電しサージ電流を回避する。しかしながら、近年、異常気象によって雷が多発するようになり、３極避雷管のライン電極に接続されている各々の電話線に異なる位相でサージ電流が侵入し、それぞれのライン電極に侵入するサージ電流の大きさが異なると現象が頻発するようになってきた。

ライン電極の各々に異なる位相でサージ電流が侵入した場合には、一方のライン電極とアース電極との間のみでサージ電流が流れる。この場合には、避雷管は片側のみで放電し、フェイルセイフ機構は過熱した側の一方のライン電極のみがアース電極に短絡するといった現象が生じる。
フェイルセイフ機構が動作してライン電極とアース電極とが電気的に短絡した避雷管は新品に交換しなければならないが、避雷管の良否は、機構上、ライン電極に接続されている双方の電話回線がともにアース電位となることによって検知されるようになっている。したがって、ライン電極の一方のみがアース電位になったとしても、どの避雷管が不良になったかを検知することができず、交換すべき避雷管を検知することができないといった問題が生じる。

このため、ライン電極に異なる位相でサージ電流が侵入したような場合にも安全機構が確実に作用し、ライン電極をともにアース電位とすることで不良の避雷管を検知しやすくするフェイルセイフ機構を備えた避雷管が求められるようになってきた。
本発明は、フェイルセイフ機構を備えた３極避雷管において、ライン電極に侵入するサージ電流の位相が異なる場合や、サージ電流の大きさが異なる場合でも、ライン電極の双方とアース電極とを短絡させ、確実にフェイルセイフ機構を動作させて避雷管の放電を停止させることができる３極避雷管を提供することを目的とする。

実施形態における一観点として、アース電極と、該アース電極の両側面にセラミック筒体を介して接合された一対のライン電極とを備える避雷管本体と、該避雷管本体の外面に装着された導電性を有するフェイルセイフスプリングとを備える３極避雷管において、前記フェイルセイフスプリングは、前記アース電極の外周面に、前記避雷管本体を外側から挟持しながら避雷管本体の外周面に向けて圧縮する向きに付勢して装着される弾性装着片部と、該弾性装着片部に交差する配置に設けられ、前記アース電極と前記一対のライン電極とを電気的に導通する短絡片部とを備え、前記フェイルセイフスプリングの前記弾性装着片部と前記短絡片部との交差位置の内面と、前記避雷管本体の外面との間に導電材が介装され、前記導電材は、通常時には、前記短絡片部を、前記避雷管本体の外周面と、前記一対のライン電極に取り付けられたリードピンとから離間する離間位置に支持するスペーサとして作用し、前記避雷管が過熱した際に溶融して前記弾性装着片部による付勢力により、前記短絡片部を前記アース電極に取り付けられたリードピンと前記ライン電極に取り付けられたリードピンに接触する接触位置まで移動させる３極避雷管が提供される。

本発明に係る３極避雷管によれば、避雷管本体が過熱した際には、導電材が溶融して導電材によるスペーサとしての機能が失われ、弾性装着片部による弾性力によって短絡片部がアース電極とライン電極の双方に取り付けられたリードピンに接触することにより、アース電極とライン電極とが電気的に短絡して避雷管の放電を停止させることができ、またライン電極の双方がアース電極に導通することによって、不良となった３極避雷管を容易に検知することが可能となる。

３極避雷管の第１の実施の形態の斜視図である。３極避雷管の正面図である。３極避雷管の側面図である。３極避雷管の背面図である。フェイルセイフスプリングの展開図である。はんだチップが溶融する前と溶融した後におけるフェイルセイフスプリングとリードピンとの位置関係を示す説明図である。３極避雷管の第２の実施の形態の斜視図である。第２の実施の形態のフェイルセイフスプリングの展開図である。避雷管の内部構造とフェイルセイフスプリングを装着した状態の断面図である。フェイルセイフスプリングの装着前における、避雷管の放電特性の実験結果を示すグラフである。フェイルセイフスプリングの装着後における、避雷管の放電特性の実験結果を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る３極避雷管の実施の形態について、図面とともに詳細に説明する。図１は、フェイルセイフ機構を備える３極避雷管の第１の実施の形態の斜視図である。本実施形態の３極避雷管１０は、アース電極１２と、アース電極１２の両側にセラミック筒体１４ａ、１４ｂを介して配した一対のライン電極１６ａ、１６ｂとを備える。アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂの外面には、それぞれリードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃが溶接により取り付けられている。アース電極１２、セラミック筒体１４ａ、１４ｂ、ライン電極１６ａ、１６ｂが避雷管本体１０ａを構成する。

本実施形態の３極避雷管１０は、フェイルセイフ機構として、避雷管本体１０ａの外面に装着されるフェイルセイフスプリング２０を備える。フェイルセイフスプリング２０は、避雷管本体１０ａのアース電極１２の外周に装着される弾性装着片部２２と、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂとの間を電気的に短絡する短絡片部２４とを備える。弾性装着片部２２は、避雷管本体１０ａを内側に抱え込むようにして装着され、短絡片部２４は弾性装着片部２２と直交方向に交差する配置に設けられる。

図２は、３極避雷管１０の正面図である。アース電極１２、ライン電極１６ａ、１６ｂおよびセラミック筒体１４ａ、１４ｂはいずれも同一外径に形成され、避雷管本体１０ａは全体形状が円柱状となる。アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂはセラミック筒体１４ａ、１４ｂの端面に気密にろう付けされ、本体内には放電用のガスが封入されている。
リードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂの外面上に、同一の周方向位置に取り付けられ、リードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃは一列状配置（直線配列）となっている。

フェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２は、アース電極１２の厚さよりも幅広に形成され、弾性装着片部２２の両側縁がアース電極１２の側縁からセラミック筒体１４ａ、１４ｂの外面上（ライン電極１６ａ、１６ｂにまでは達しない）に延出する。
弾性装着片部２２の挟持端部（両端部）には、アース電極１２の外面に向けて突出する半球形の突起２１が設けられている。

図３は、３極避雷管１０を側面方向から見た状態を示す。
弾性装着片部２２は、避雷管本体１０ａに装着した状態において、本体の周方向の３／４周分程度を包囲する長さに設けられている。
フェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２と短絡片部２４とが交差する部分には、はんだチップをセットする凹部２６が、フェイルセイフスプリング２０の外面から底部が若干突出する形態に形成されている。フェイルセイフスプリング２０はこの凹部２６にはんだチップ３０を収容して避雷管本体１０ａに装着される。図１、２、３は、凹部２６にはんだチップ３０を収容してフェイルセイフスプリング２０を装着した状態を示す。

はんだチップ３０をフェイルセイフスプリング２０の凹部２６にセットした状態において、はんだチップ３０の表面がフェイルセイフスプリング２０の表面（本体に対向する面）よりも突出するように凹部２６の深さ、はんだチップ３０の厚さが設定されている。フェイルセイフスプリング２０は、はんだチップ３０を避雷管本体１０ａの外面、具体的にはアース電極１２とその近傍のセラミック筒体１４ａ、１４ｂの外面に当接させた状態で避雷管本体１０ａに装着される。すなわち、はんだチップ３０はフェイルセイフスプリング２０を避雷管本体１０ａの外面から離間させるスペーサとして作用する。
図３は、はんだチップ３０がスペーサとなってフェイルセイフスプリング２０が、３極避雷管１０の本体の外面と離間して装着されていることを示す。

前述したように、弾性装着片部２２の先端部にはアース電極１２の外周面に対向する位置に突起２１が設けられている。フェイルセイフスプリング２０を本体に装着した状態においては、突起２１がアース電極１２の外面に当接し、はんだチップ３０のスペーサ機能により、突起２１部分を除いて、フェイルセイフスプリング２０は避雷管本体１０ａの外面から離間して支持される。実際には、２つの突起２１のうち、下段側の突起２１（リードピンに近い側）は、アース電極１２の外周面からわずかに離間している。弾性装着片部２２の弾性力により、はんだチップ３０は、常時、避雷管本体１０ａの外面（アース電極１２とアース電極１２の近傍のセラミック筒体１４ａ、１４ｂの外面）に向けて付勢されて押接されている。

図４は、３極避雷管１０を裏面方向から見た状態を示す。
フェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２が避雷管本体１０ａの中央部に、避雷管本体１０ａを内側に抱え込むように装着され、弾性装着片部２２と交差する配置に短絡片部２４が設けられている。短絡片部２４は、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂに取り付けられているリードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃの基部位置の近傍に配置される。

短絡片部２４は、図４に示すように、弾性装着片部２２と交差する位置から側方に延出し、その延出端がライン電極１６ａ、１６ｂが配置されている位置を超えて延出するように設けられている。短絡片部２４の両端にはライン電極１６ａ、１６ｂの外面に接近する向きに折曲する曲げ片部２４ａ、２４ｂが設けられている。曲げ片部２４ａ、２４ｂは、ライン電極１６ａ、１６ｂの外縁の曲面にならった曲面形状に湾曲して形成されている。また、短絡片部２４の避雷管本体１０ａの外面に対向する部位は、避雷管本体１０ａの外面の曲面にならって湾曲して設けられている。

図５に、フェイルセイフスプリング２０を平面的に展開した形状を示す。
前述したとおり、フェイルセイフスプリング２０は弾性装着片部２２と短絡片部２４とからなる。短絡片部２４は弾性装着片部２２の長手方向の中央位置から一方に偏位した位置に、弾性装着片部２２の長手方向に対して直交する向きに交差する配置に設けられる。弾性装着片部２２の両端部近傍には突起２１が設けられ、短絡片部２４の両端部に曲げ片部２４ａ、２４ｂが設けられている。

弾性装着片部２２と短絡片部２４とが交差する位置に、はんだチップ３０を収容する凹部２６が形成されている。本実施形態においては、平面形状が矩形のはんだチップ３０を使用している。このため凹部２６ははんだチップ３０の平面形状に合わせた矩形としている。
凹部２６は、はんだチップ３０を凹部２６内に収容することにより、はんだチップ３０を避雷管本体１０ａの外面とフェイルセイフスプリング２０との間に確実に介装させ、フェイルセイフスプリング２０を装着する作用をなす。凹部２６ははんだチップ３０の厚さよりも深さが浅く設定される。

弾性装着片部２２には、凹部２６の弾性装着片部２２の短片側に対向する辺部分２６ａに交差する配置に、リードピン１８ａを挿通する挿通孔２８が形成される。挿通孔２８は弾性装着片部２２の長手方向と長手が平行となる長孔に形成する。リードピン１８ａはこの挿通孔２８内において、挿通孔２８の長手方向に移動可能である。凹部２６には平面形状が矩形のはんだチップ３０が収容される。挿通孔２８は、このはんだチップ３０が収容される領域内に長孔の一端側が侵入する配置に設けられる。

短絡片部２４の避雷管本体１０ａの外面に対向する内面には、凹部２６の短絡片部２４に対向する辺部分２６ｂ、２６ｃ（凹部２６の平面領域に）に連通して、溝２４ｃ、２４ｄを形成する。溝２４ｃ、２４ｄは、短絡片部２４の長手方向と平行に、一端側が凹部２６の辺部分２６ｂ、２６ｃに連通し、他端側が短絡片部２４の端部（曲げ片部２４ａ、２４ｂが設けられている位置）にまで延びるように設ける。溝２４ｃ、２４ｄの断面形状はＶ字状等の適宜形状に形成すればよい。

本実施形態においては、ステンレス材によりフェイルセイフスプリング２０を形成した。金属材はプレス加工が容易であり、弾性装着片部２２や短絡片部２４を所定形状に形成したり、凹部２６を加工するといった処理を施すことは容易である。
上述したように、フェイルセイフスプリング２０は３極避雷管１０の本体に弾性的に装着して用いるから、所要の弾性力を備える材料であればステンレス材以外の適宜材料を使用することができる。短絡片部２４はアース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂを電気的に導通させる作用をなす。したがって、フェイルセイフスプリング２０の素材としては導電性を有する素材が使用される。また、耐候性を考慮して材質を選択し、基材の表面に必要に応じて耐蝕めっき等を施してもよい。

（３極避雷管の作用）
図１に示す３極避雷管１０を組み立てる際には、フェイルセイフスプリング２０の凹部２６にはんだチップ３０をセットし、挿通孔２８にリードピン１８ａを挿入し、弾性装着片部２２の両端を離反する向きに開きながら、避雷管本体１０ａの外面に弾性装着片部２２を外嵌させて組み立てる。
図３に示すように、フェイルセイフスプリング２０は、はんだチップ３０が本体の外面（アース電極１２が配置されている部位）に押接され、弾性装着片部２２に設けた突起２１がアース電極１２の外面に当接した状態で装着される。

図６（ａ）は、避雷管本体にフェイルセイフスプリング２０とはんだチップ３０とを装着した状態をリードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃを配置した下面側から見た状態を説明的に示す。
はんだチップ３０を凹部２６に収容し、リードピン１８ａを挿通孔２８に挿通すると、リードピン１８ａははんだチップ３０の側面によって挿通孔２８内における位置が規制される。すなわち、リードピン１８ａは、はんだチップ３０により、挿通孔２８内において凹部２６の外側に位置するように規制される。これによって、フェイルセイフスプリング２０の短絡片部２４は、リードピン１８ｂ、１８ｃから離間した離間位置に支持される。いいかえれば、フェイルセイフスプリング２０に形成する凹部２６及びはんだチップ３０は、凹部２６にはんだチップ３０を装着した状態において、リードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃと短絡片部２４とが接触しない離間位置にあるようにその配置位置及び形状が設定される。

図６（ａ）に示したフェイルセイフスプリング２０の装着状態は、通常使用時における状態である。通常使用時には、フェイルセイフスプリング２０は、はんだチップ３０、突起２１を介して、アース電極１２及びリードピン１８ａと電気的に導通する。一方、フェイルセイフスプリング２０の短絡片部２４はライン電極１６ａ、１６ｂの外面と離間し、リードピン１８ｂ、１８ｃとも離間する離間位置にある。これによって、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂとは電気的に非導通となる。

図６（ｂ）は、３極避雷管１０にサージが侵入し、フェイルセイフ機構が作用した状態を示す。
３極避雷管１０の放電が継続して停止しなくなり、避雷管の本体の温度が過熱してはんだチップ３０が溶融する温度にまで達すると、凹部２６に収容されていたはんだチップ３０が溶融し、はんだチップ３０によるリードピン１８ａに対する規制力が失われ、リードピン１８ａが挿通孔２８内で移動して凹部２６内に進入する。すなわち、フェイルセイフスプリング２０の弾性力によって短絡片部２４がリードピン１８ｂ、１８ｃに向けて移動する。図６（ｂ）に、はんだチップ３０が溶融した場合の短絡片部２４の移動方向を矢印によって示している。短絡片部２４の側縁部がリードピン１８ｂ、１８ｃの外面に接触する接触位置まで移動することにより、短絡片部２４を介してリードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃが導通し、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂとが電気的に短絡する。

フェイルセイフスプリング２０の弾性力は、はんだチップ３０を常時、避雷管本体１０ａの外面に向けて圧縮する方向、いいかえれば、フェイルセイフスプリング２０を避雷管本体１０ａの外面に向けて接近させる方向に作用している。したがって、はんだチップ３０が溶融すると、フェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２と短絡片部２４とは、３極避雷管１０の本体の外面に向けて圧縮される（縮径する）ように移動する。
このとき、凹部２６に収容されていたはんだチップ３０が溶融した溶融はんだ３０ａは、フェイルセイフスプリング２０の内面と避雷管本体１０ａの外面間において圧縮され、フェイルセイフスプリング２０の内面と避雷管本体１０ａの外面間に濡れ広がる。

図６（ｂ）は、溶融はんだ３０ａが濡れ広がった状態を説明的に示している。溶融はんだ３０ａは、まず凹部２６の近傍に濡れ広がるが、溶融はんだ３０ａの一部は短絡片部２４に設けた溝２４ｃ、２４ｄによって誘導され、短絡片部２４の端部側に向けて広がる。短絡片部２４は避雷管本体１０ａの外面に向けて圧縮・押接され、短絡片部２４の内面がアース電極１２の外面とライン電極１６ａ、１６ｂの外面に接触し、短絡片部２４を介してアース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂが電気的に短絡する。溶融はんだ３０ａは、短絡片部２４の内面と避雷管本体１０ａの外面との隙間部分を充填するように濡れ広がるから、短絡片部２４とアース電極１２及びライン電極１６ａ、１６ｂは溶融はんだ３０ａを介して密着するようにして確実に電気的に導通する。

本実施形態においては、短絡片部２４の内面を避雷管本体１０ａの外面の曲面に合わせた曲面に形成したことにより、フェイルセイフスプリング２０が避雷管本体１０ａの外面に向けて縮径した際に、短絡片部２４の内面が避雷管本体１０ａの外面にならって面的に接触し、短絡片部２４を介してアース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂとを確実に電気的に短絡させることができる。
また、短絡片部２４の両端に設けた曲げ片部２４ａ、２４ｂは、フェイルセイフスプリング２０が縮径した際にライン電極１６ａ、１６ｂの外周縁に接触し、これによって、短絡片部２４とライン電極１６ａ、１６ｂの電気的導通がさらに確実に確保される。

本実施形態の３極避雷管１０は、（１）短絡片部２４がリードピン１８ａ、１８ｂ、１８ｃに押接される、（２）アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂの外面に短絡片部２４が接触する、（３）短絡片部２４の内面と避雷管本体１０ａの外面との間に溶融はんだ３０ａが濡れ広がる、（４）弾性装着片部２２に設けた、下段のリードピン側の突起２１がアース電極１２の外面に接触する、（５）短絡片部２４の両端の曲げ片部２４ａ、２４ｂがライン電極１６ａ、１６ｂに接触するといった各作用が複合的に作用して、３極避雷管１０が継続して放電した際にアース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂとが電気的に短絡し避雷管の放電を停止させる。

このように、本実施形態のフェイルセイフ機構によれば、３極避雷管１０のライン電極１６ａ、１６ｂに、異なる位相でサージ電流が侵入し、避雷管の一方のライン電極側のみで放電した場合でも、アース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂの双方がアース電位となり、避雷管の放電を停止するとともに、電話回線を経由して、どの避雷管が不良になったか（フェイルセイフ機構が動作したか）を確実に検知することが可能になる。

なお、本実施形態において、フェイルセイフスプリング２０と避雷管本体１０ａとの間に介装するはんだチップ３０は、避雷管本体１０ａが過熱した際に溶融する導電材として用いている。この導電材ははんだに限らず、導電性を有する材料であれば、適宜材料を使用することができる。また、本実施形態においては矩形のはんだチップ３０を使用したが、フェイルセイフスプリング２０と避雷管本体１０ａとの間に介装するスペーサを兼ねる導電材の形状は矩形のものに限られるものではなく、適宜形状の導電材を使用することができる。

（第２の実施の形態）
図７はフェイルセイフ機構付きの３極避雷管１０の第２の実施の形態を示す斜視図であり、図８は避雷管本体１０ａに装着するフェイルセイフスプリング２０の展開図である。本実施形態のフェイルセイフ機構も上述した第１の実施の形態において説明したフェイルセイフ機構と同様に、フェイルセイフスプリング２０は弾性装着片部２２と短絡片部２４とを備え、はんだチップ３０を介してフェイルセイフスプリング２０が避雷管本体１０ａに弾性的に装着して組み立てられている。

本実施形態において第１の実施の形態と異なる構成は、第１の実施の形態において弾性装着片部２２の両端に設けた半球形の突起２１を、弾性装着片部２２の先端縁から弾性装着片部２２の長手方向の内側に延びる断面形状がＶ字形の突起２１ａを形成した点にある。
弾性装着片部２２に突起２１、２１ａを設ける目的は、突起２１、２１ａをアース電極１２の外周面に接触させて、アース電極１２と弾性装着片部２２との電気的導通性を確実にすることと、はんだチップ３０が溶融した際に弾性装着片部２２が縮径する作用を確実にすることにある。

弾性装着片部２２が面的にアース電極１２に接触していると、弾性装着片部２２が縮径する際に、アース電極１２の外面との間の摩擦抵抗が大きくなり、弾性装着片部２２が縮径すること（動くこと）が妨げられるおそれがある。弾性装着片部２２に突起２１、２１ａを設けることにより、突起２１、２１ａとアース電極１２との接触面積が小さくなり、弾性装着片部２２が動きやすくなって、弾性装着片部２２を容易に縮径動作させることができる。本実施形態のように、Ｖ字状に突起２１ａを形成した場合は、半球状に形成した突起２１よりも弾性装着片部２２の縮径動作を容易にすることが可能である。
半球状あるいはＶ字状の突起２１、２１ａは、プレス加工によって容易に弾性装着片部２２に形成することができる。

（弾性装着片部の幅寸法）
図９は、３極避雷管１０の避雷管本体１０ａの断面図を示す。前述したように、避雷管本体１０ａは、セラミック筒体１４ａ、１４ｂの端面にアース電極１２とライン電極１６ａ、１６ｂをそれぞれ気密にろう付けして組み立てられている。図９は、避雷管本体１０ａに装着するフェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２の装着位置を合わせて示している。

セラミック筒体１４ａ、１４ｂの内面には、避雷管の放電の応答動作を安定させるためにトリガー線１５が形成されている。トリガー線１５は、セラミック筒体１４ａ、１４ｂのライン電極１６ａ、１６ｂに接合される端面からアース電極１２に向け、軸線方向に所定の長さにライン状にカーボンを付着させて形成される。セラミック筒体１４ａ、１４ｂとライン電極１６ａ、１６ｂとを接合した際に、トリガー線１５のライン電極１６ａ、１６ｂ側の端部はライン電極１６ａ、１６ｂに施されたメタライズ面に接続する。

トリガー線１５の長さは、避雷管の放電電圧を調節するために適宜長さに設定される。本実施形態の３極避雷管においては、フェイルセイフスプリング２０の弾性装着片部２２の幅寸法を、フェイルセイフスプリング２０を避雷管本体１０ａに装着した状態において、トリガー線１５と弾性装着片部２２の側縁位置とが重複する配置となるように設定した。図９において、トリガー線１５と弾性装着片部２２の側縁位置とが重複している範囲が幅ｄの範囲である。

図１０、１１は、避雷管本体にフェイルセイフスプリング２０を装着する前と装着した後における避雷管の放電特性を調べた結果を示す。放電特性は、１０個のサンプルについて調査した。L1(+)、L1(-)は、リードピン１８ｂを介してライン電極１６ａと、リードピン１８ａを介してアース電極１２との間の放電特性を、プラス方向（L1(+)）とマイナス方向（L1(-)）の双方向で調べた結果である。また、L2(+)、L2(-)は、リードピン１８ｃを介してライン電極１６ｂと、リードピン１８ａを介してアース電極１２の間の放電特性を、プラス方向（L2(+)）とマイナス方向（L2(-)）の双方向で調べた結果である。

図１０に示すように、フェイルセイフスプリング２０を装着する前においては、マイナス側の放電電圧がプラス側の放電電圧よりも高くあらわれ、放電電圧がばらついている。これに対して、図１１に示すように、フェイルセイフスプリング２０を装着した状態においては、L1、L2のライン電極ともに、マイナス側の放電電圧がプラス側の放電電圧よりも大きくなるという傾向が抑えられ、放電電圧のばらつきが全体として小さくなり、避雷管の放電特性が安定している。

この実験結果は、フェイルセイフスプリング２０が避雷管の放電作用に一定の作用を及ぼすことを示している。すなわち、弾性装着片部２２が図９に示すライン電極１６ａ、１６ｂに接するトリガー線と重複しているため、放電開始時に弾性装着片部２２が電位差によって帯電したとき、トリガー線１５に電荷を早期誘発して電子放出を促進し、放電開始電圧の応答速度を速める効果がある。結果として、特に、L1(+)、L1(-)側の放電開始電圧を、L2(+)、L2(-)同等域まで下げることができ、避雷管の放電特性が安定する。

本発明に係る３極避雷管は、電話回線の保安器等に搭載し、電話回線に侵入する雷等のサージから電話機を保護する保護部品として用いられる。

１０３極避雷管
１０ａ避雷管本体
１２アース電極
１４ａ、１４ｂセラミック筒体
１５トリガー線
１６ａ、１６ｂライン電極
１８ａ、１８ｂ、１８ｃリードピン
２０フェイルセイフスプリング
２１、２１ａ突起
２２弾性装着片部
２４短絡片部
２４ａ、２４ｂ曲げ片部
２４ｃ、２４ｄ溝
２６凹部
２８挿通孔
３０はんだチップ
３０ａ溶融はんだ

Claims

アース電極と、該アース電極の両側面にセラミック筒体を介して接合された一対のライン電極とを備える避雷管本体と、該避雷管本体の外面に装着された導電性を有するフェイルセイフスプリングとを備える３極避雷管において、
前記フェイルセイフスプリングは、前記アース電極の外周面に、前記避雷管本体を外側から挟持しながら避雷管本体の外周面に向けて圧縮する向きに付勢して装着される弾性装着片部と、該弾性装着片部に交差する配置に設けられ、前記アース電極と前記一対のライン電極とを電気的に導通する短絡片部とを備え、
前記フェイルセイフスプリングの前記弾性装着片部と前記短絡片部との交差位置の内面と、前記避雷管本体の外面との間に導電材が介装され、
前記導電材は、通常時には、前記短絡片部を、前記避雷管本体の外周面と、前記一対のライン電極に取り付けられたリードピンとから離間する離間位置に支持するスペーサとして作用し、
前記避雷管が過熱した際に溶融して前記弾性装着片部による付勢力により、前記短絡片部を前記アース電極に取り付けられたリードピンと前記ライン電極に取り付けられたリードピンに接触する接触位置まで移動させることを特徴とする３極避雷管。
前記フェイルセイフスプリングの交差位置に、前記アース電極に取り付けられたリードピンを挿通する挿通孔が設けられ、
該挿通孔は、前記短絡片部が前記離間位置と前記接触位置との間を移動する方向に長手となる長孔に形成されていることを特徴とする請求項１記載の３極避雷管。
前記フェイルセイフスプリングの交差位置に前記導電材を収容する凹部が形成され、
前記挿通孔は前記凹部に収容される前記導電材の平面領域内に一端側が進入する配置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の３極避雷管。
前記フェイルセイフスプリングの交差位置に前記導電材を収容する凹部が形成され、
前記短絡片部の前記避雷管本体に対向する内面に、前記凹部に一端側が連通し、他端側が前記短絡片部の先端側まで延びる溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の３極避雷管。
前記短絡片部の両端に、前記ライン電極の外縁に接近する向きに曲げられ、該ライン電極の外縁の曲面にならって湾曲する曲げ片部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の３極避雷管。
前記短絡片部の前記避雷管本体の外面に対向する部位は、避雷管本体の外面の曲面にならって湾曲して形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の３極避雷管。
前記弾性装着片部の両先端の前記避雷管本体の外面に対向する内面に、前記アース電極の外面に向けて突出する突起が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の３極避雷管。
前記弾性装着片部は、該弾性装着片部を前記避雷管本体に装着した際に、前記セラミック筒体の内面に設けられたカーボントリガー線と弾性装着片部の側縁位置とが、平面配置において重複する配置となるように幅寸法が設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の３極避雷管。