JP5278846B2 - 切り離し機構付ｓｐｄ - Google Patents

Description

本発明は、酸化亜鉛形バリスタの劣化に対する保護として温度ヒューズ機能を具備した切り離し機構付ＳＰＤ（Surge Protective Device：サージ防護デバイス）に関する。

雷害を防止する目的から、単相または三相交流電路や直流電路において電気機器と大地間に、雷による過渡的な過電圧を制限してサージ電流を分流するデバイスとしてＳＰＤが設置されている。このＳＰＤ用素子としては、酸化亜鉛形バリスタが一般的に使用されている。

この酸化亜鉛形バリスタは、雷サージが繰り返し入力されると、その入力レベルによっては経時的に劣化する。酸化亜鉛形バリスタが劣化すると、漏れ電流が増加して発熱し、熱暴走による発煙発火の原因となる。このことから、ＳＰＤでは、酸化亜鉛形バリスタの熱暴走による発煙発火を防止する保護として温度ヒューズ機能を具備しているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１で開示されたＳＰＤは、図１０に示すように酸化亜鉛形バリスタ１００の一方の端子１０１に低融点金属合金板１０２の一端を電気的機械的に接続し、その低融点金属合金板１０２の他端を電極端子１０３に電気的機械的に接続したもので、酸化亜鉛形バリスタ１００、低融点金属合金板１０２および電極端子１０３の一部を絶縁性樹脂からなる外被材１０４で被覆した構造を具備する。この低融点金属合金板１０２が温度ヒューズ機能を発揮することにより、酸化亜鉛形バリスタ１００の故障あるいは劣化により異常発熱が発生した場合、その酸化亜鉛形バリスタ１００を電源回路から切り離すことを可能にしている。

例えば、酸化亜鉛形バリスタ１００の劣化によりその酸化亜鉛形バリスタ１００に異常発熱が発生すると、酸化亜鉛形バリスタ１００の端子１０１から低融点金属合金板１０２に熱が伝わる。この低融点金属合金板１０２と端子１０１との接続部の温度が低融点金属合金板１０２の融点を超えるとその低融点金属合金板１０２が溶融し、酸化亜鉛形バリスタ１００の端子１０１と電極端子１０３とを溶断する。この低融点金属合金板１０２の溶融により、酸化亜鉛形バリスタ１００を電源回路から切り離し、酸化亜鉛形バリスタ１００の熱暴走による発煙発火を未然に防止している。
特開２００６−１７９８４２号公報

ところで、前述した特許文献１に開示されたＳＰＤは、酸化亜鉛形バリスタ１００の一方の端子１０１に低融点金属合金板１０２を接続した切り離し機構を具備した構造を有する。この低融点金属合金板１０２を酸化亜鉛形バリスタ１００の素子本体ではなく、その素子本体から導出された端子１０１に接続している。

このことから、酸化亜鉛形バリスタ１００の劣化による異常発熱が発生したとしても、端子１０１と低融点金属合金板１０２との接続部が即座に溶融するわけではなく、素子本体からの熱が端子１０１に伝わった上でその端子１０１の温度が低融点金属合金板１０２の融点に達した時点でその低融点金属合金板１０２が溶融する。その結果、低融点金属合金板１０２による酸化亜鉛形バリスタ１００の切り離しを迅速に行うことが困難であり、この切り離し機構による遮断速度の向上を図ることが難しい。

また、このＳＰＤでは、酸化亜鉛形バリスタ１００の端子１０１と低融点金属合金板１０２との接続部が低融点金属合金板１０２の融点に達した時点で低融点金属合金板１０２が溶融することで、酸化亜鉛形バリスタ１００を電源回路から切り離すようにしている。そのため、酸化亜鉛形バリスタ１００の異常発熱により端子１０１と低融点金属合金板１０２との接続部が軟化しただけでは溶融状態まで至らないため、酸化亜鉛形バリスタ１００の切り離しを行うことができない。酸化亜鉛形バリスタ１００の劣化に対する保護としては、低融点金属合金板１０２が溶融する前に軟化した時点で、酸化亜鉛形バリスタ１００の切り離しを行うことが安全性を確保する点で好ましい。

さらに、端子１０１と低融点金属合金板１０２との接続部が溶融することで、酸化亜鉛形バリスタ１００を電源から切り離すようにしているが、その接続部が溶融しただけでは、その溶断箇所で端子１０１と低融点金属合金板１０２との離間距離が短いため、酸化亜鉛形バリスタ１００を確実に切り離すことが困難となる場合もある。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、酸化亜鉛形バリスタの劣化による異常発熱が発生した場合、その酸化亜鉛形バリスタを迅速かつ確実に切り離し得る温度ヒューズ機能を具備した切り離し機構付ＳＰＤを提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る切り離し機構付ＳＰＤは、電源端子と接地端子との間に接続された酸化亜鉛形バリスタと、その酸化亜鉛形バリスタと電源端子との間に接続され、異常発熱により酸化亜鉛形バリスタを電源端子から切り離す切り離し機構とを備え、酸化亜鉛形バリスタは、板状のバリスタ素子とその一方の主面側に露呈した電極とを有すると共に、切り離し機構は、基端部が電源端子に取り付けられ、先端部がバリスタ素子の電極に低溶融金属合金を介して接合された切り離し導体を有し、酸化亜鉛形バリスタの異常発熱による低溶融金属合金の軟化で、先端部が弾性力によりバリスタ素子の主面に沿う方向に移動してバリスタ素子の電極から離脱可能とする。

本発明の切り離し機構付ＳＰＤでは、切り離し導体が持つ弾性力によりその先端部が酸化亜鉛形バリスタのバリスタ素子の電極から離脱可能となっているので、酸化亜鉛形バリスタに異常発熱が発生すると、バリスタ素子の一方の主面の電極に切り離し導体を接合させていた低溶融金属合金が直接に熱せられてその低溶融金属合金が溶融する前の軟化時点で、それ自体が有する弾性力によって切り離し導体が酸化亜鉛形バリスタから切り離される。

切り離し導体による酸化亜鉛形バリスタの切り離し動作では、切り離し導体の先端部を接合する低溶融金属合金がバリスタ素子の表面の電極に直接的に接触しているため、バリスタ素子からの熱伝導がよく、必要最少限の部品点数でもって切り離し動作が迅速に行えて遮断速度の向上が図れる。また、酸化亜鉛形バリスタの発熱部分に低溶融金属合金が電極を介して熱的に接続されているために熱伝導のロスも極めて少ないので、切り離し動作の安定化を図ることもできる。

酸化亜鉛形バリスタの異常発熱の発生時、切り離し導体自体が有する弾性力でもってその先端部をバリスタ素子の主面に沿う方向に速やかに移動させてバリスタ素子の電極から離脱させるようにしたので、その離脱後、バリスタ素子の電極と切り離し導体の先端部との離間距離を大きく確保することができ、確実な遮断が実現容易となる。また、切り離し導体の先端部をバリスタ素子の主面に配置してその主面と平行に、すなわち、主面の方向と直角の方向で電極の露呈部分外へ移動させることで、切り離し導体の先端部がバリスタ素子の外形から突出する量をできるだけ少なくすることができるので、切り離し機構を含めてＳＰＤ全体の小型化を図ることもできる。

切り離し導体の先端部をバリスタ素子の主面の電極に低溶融金属合金で接合させるようにしたから、その電極面積に応じて低溶融金属合金の接合面積を大きく確保できるので、切り離し導体と電極との接合強度を高めることができ、切り離し導体が有する弾性力（ばね強度）を大きくすることができる。その結果、低溶融金属合金が溶融する前の軟化時点で切り離し導体の先端部を電極から離脱させることができるので、酸化亜鉛形バリスタの異常発熱の初期段階で、切り離し時間が短く、かつ、低電流での遮断を実現することが容易となり、安全性に富んだ保護性能を確保できる。

本発明における酸化亜鉛形バリスタは絶縁外皮材で被覆されたバリスタ素子を有し、その絶縁外皮材の、バリスタ素子の一方の主面上の一部に、バリスタ素子の電極を露呈させる開口部を設け、その開口部で露呈した電極に切り離し導体の先端部を絶縁外皮材の厚み分の低溶融金属合金で接合した構造が望ましい。

このような構造とすれば、バリスタ素子の電極に低溶融金属合金を介して切り離し導体の先端部を密着状態で接合することなく、絶縁外皮材の厚み分の隙間に低溶融金属合金を介在させた状態でバリスタ素子の電極に切り離し導体の先端部を接合させることができる。バリスタ素子の電極に低溶融金属合金を介して切り離し導体の先端部を密着状態で接合した場合、切り離し導体の離脱時にその先端部が電極に引っ掛かる可能性がある。これに対して、本発明のように、絶縁外皮材の厚み分の隙間に低溶融金属合金を介在させた状態でバリスタ素子の電極に切り離し導体の先端部を接合させれば、切り離し導体の離脱時にその先端部が電極に引っ掛かることなく、スムーズな切り離しが実現可能となる。

本発明における切り離し導体は、電源端子に取り付けられた基端部とバリスタ素子の電極に離脱可能に接合された先端部とを折り曲げ成形した形状をなし、その折り曲げ部位に円弧状の曲成部が設けられた構造とする。

このような構造とすることにより、切り離し導体の折り曲げ部位に設けた円弧状の曲成部により、その切り離し導体が有する弾性力（ばね強度）を十分に確保することができ、切り離し導体の離脱時にその弾性力を確実に作用させて切り離し導体の先端部をバリスタ素子の電極から迅速かつ確実に離間させることができる。

本発明では、酸化亜鉛形バリスタを複数個備え、これら酸化亜鉛形バリスタを配線基板上にそのバリスタ素子の板厚方向に配列させて実装し、警報信号送信用の接点スイッチを複数個の酸化亜鉛バリスタの群と対向配置し、酸化亜鉛形バリスタごとに設けられた切り離し導体の少なくともいずれか一つの切り離し動作によりその先端部が押圧することで接点スイッチをＯＮするレバーを、酸化亜鉛形バリスタの配列方向に延びるように配設した接点スイッチ機構を具備した構造とする。

このような構造は、交流単相３線式あるいは交流三相３線式の配電線に設置され、酸化亜鉛形バリスタの異常発熱を検知してその警報信号を接点出力する送信機能を具備した切り離し機構付ＳＰＤに好適である。つまり、前述の構造とすることにより、複数個の酸化亜鉛形バリスタ群と対向配置された接点スイッチをＯＮするレバーを酸化亜鉛形バリスタの配列方向に延びるように配設したことにより、酸化亜鉛形バリスタごとに設けられた切り離し機構の切り離し導体の少なくともいずれか一つの切り離し動作によりその先端部が前述のレバーを押圧することで接点スイッチをＯＮすることが可能となり、接点スイッチのＯＮ、ＯＦＦで動作する表示部材、例えばＬＥＤまたはランプで切り離しと同時に装置の異常を表示でき、また、遠隔的に警報装置などを作動させることができる。

このような簡易な構造でもって、酸化亜鉛形バリスタの異常発熱を検知した接点出力を得ることができる。また、バリスタ素子を複数個板圧方向と平行に配列させたとき、それぞれの他方の主面上が絶縁外皮材で覆われているため、素子同士が電気的に離隔しており、そのためバリスタ同士の間隔を狭めることが可能となり、ＳＰＤの外形を素子板厚方向に薄型化することが容易となる。

本発明では、ＬＥＤ式劣化表示器のＬＥＤ窓孔を設けたケース天面内側に平行に配置された配線基板を備え、この配線基板のケース側表面にＬＥＤ劣化表示器が配置され、それと平行な反対側の面に複数個の酸化亜鉛形バリスタが端子列と平行して起立状態で実装され、さらに電極端子および接地端子が設けられた構造が望ましい。このような構造では、共通の配線基板にＬＥＤ式劣化表示器、酸化亜鉛形バリスタ、電極端子および接地端子を取付けるため、ＳＰＤの小形化が容易となる。なお、ＬＥＤ式劣化表示器の一方の端子をバリスタ素子とそれぞれの一方の主面側に露呈する電極に電気的に接続することが好ましい。

本発明における酸化亜鉛形バリスタは、板状のバリスタ素子とその主面に露呈した電極とを有すると共に、切り離し機構は、基端部が電源端子に取り付けられ、先端部がバリスタ素子の電極に低溶融金属合金を介して接合された切り離し導体を有する。本発明は、酸化亜鉛形バリスタに異常発熱が発生した場合、バリスタ素子の電極と切り離し導体の先端部との間に介在する低溶融金属合金の軟化で、切り離し導体の先端部が弾性力によりバリスタ素子の主面に沿う方向に移動してバリスタ素子の電極から離脱可能とした構造を具備する。

これにより、酸化亜鉛形バリスタの劣化に対して、必要最少限の部品点数でもって十分な遮断距離を確保でき、確実で安定した切り離し動作が迅速に行えて遮断速度の向上が図れ、安全性に富んだ保護性能を確保したコンパクトで信頼性の高い切り離し機構付ＳＰＤを提供できる。

本発明に係る切り離し機構付ＳＰＤの実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、交流単相３線式あるいは交流三相３線式の配電線に接続された分電盤の内部に設置され、酸化亜鉛形バリスタの異常発熱を検知してその警報信号を接点出力する送信機能を具備した切り離し機構付ＳＰＤ（以下、単にＳＰＤと称す）を例示する。

図４は本発明の実施形態におけるＳＰＤの基本回路の概略構成を示す。このＳＰＤは、同図に示すように三つの電源端子１〜３と一つの接地端子４との間に接続され、ＺｎＯを主成分とする耐雷素子である複数個（例えば、図では４個）の酸化亜鉛形バリスタ５〜８（Ｚ１〜Ｚ４）と、三つの酸化亜鉛形バリスタ５〜７（Ｚ１〜Ｚ３）と電源端子１〜３との間に接続され、酸化亜鉛形バリスタ５〜７のいずれかが異常発熱した時に、酸化亜鉛形バリスタ５〜７のうちの発熱を生じたものを電源端子１〜３から切り離す切り離し機構９〜１１（Ｆ１〜Ｆ３）と、酸化亜鉛形バリスタ５と６の線間および酸化亜鉛形バリスタ６と７の線間にそれぞれ接続され、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱により酸化亜鉛形バリスタ５〜７の少なくとも一つが電源端子１〜３から切り離されたことを表示する二つの表示器１２，１３（例えばＬＥＤ）とを主要な構成要素としている。

なお、接地端子４側に設けられた一つの酸化亜鉛形バリスタ８は、電源端子１〜３側の三つの酸化亜鉛形バリスタ５〜７が設けられた線間と、電源端子１〜３と接地端子４との端子間とで、酸化亜鉛形バリスタの動作開始電圧を同等にするためのものである。

このＳＰＤは、酸化亜鉛形バリスタ５〜７のいずれかが異常発熱することによりその酸化亜鉛形バリスタ５〜７が電源端子１〜３から切り離されたことを目視で確認可能とする表示機能に加えて、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱を検知してその警報信号を接点出力する送信機能も具備する。この送信機能を発揮させる手段として、接点スイッチ機構１４を具備する。

ＳＰＤを構成する酸化亜鉛形バリスタ５〜８、切り離し機構９〜１１、表示器１２，１３および接点スイッチ機構１４は樹脂製ケース２０に収容されている。図１〜図３は、酸化亜鉛形バリスタ５〜８、切り離し機構９〜１１、表示器１２，１３および接点スイッチ機構１４からなる構成要素を樹脂製ケース２０に収容したＳＰＤの構造を例示する。

酸化亜鉛形バリスタ５〜８は、略矩形の板状をなすバリスタ素子２１〜２４の主面である表裏両面に導電性金属からなる電極がそれぞれ被着形成され、バリスタ素子２１〜２４を被覆する絶縁外皮材２９〜３２の一部に開口部３３〜３６を設けて一方の電極２５〜２８を露呈させ、他方の電極（図示せず）をバリスタ素子２１〜２４の端部から電極端子３７〜４０で絶縁外皮材２９〜３２外に導出した構造を有する。なお、この酸化亜鉛形バリスタ５〜８の形状は、矩形状に限らず、円盤状のものであってもよい。

酸化亜鉛形バリスタ５〜８は、印加電圧に応じてその抵抗が変化する特性、つまり、閾値電圧以下の電圧が印加された時には極めて高抵抗であって実質的に絶縁性を示し、雷サージのような閾値電圧を超える電圧が印加された時には低抵抗を示す非線形性の電流電圧特性を具備する。

これら複数個の酸化亜鉛形バリスタ５〜８は、配線基板４１上に間隔をあけて素子板厚方向へ平行に起立状態で実装されている。各酸化亜鉛形バリスタ５〜８は、バリスタ素子２１〜２４の他方の電極（図示せず）を導出した電極端子３７〜４０を配線基板４１に挿入して半田付けすることにより起立状態を保持している。この実施形態の場合、配線基板４１は、ケース２０の上部に配置され、複数個の酸化亜鉛形バリスタ５〜８は配線基板４１の裏面側に実装され、その配線基板４１の表面側に二つの表示器１２，１３（ＬＥＤ）が実装された形態としている。

切り離し機構９〜１１は、例えば、燐青銅またはベリリウム銅などの導電性金属からなり、かつ、ばね性を有する帯板状の切り離し導体４２〜４４を備え、三つの電源端子１〜３に接続された三つの酸化亜鉛形バリスタ５〜７に対して配設されている。三つの電源端子１〜３は、一端部が矩形状の配線基板４１の一辺部に挿入されて半田付けにより起立状態で固定されたＬ字状フレーム４５〜４７の他端部に設けられ、ケース２０の側部に配置されている。

前述の切り離し導体４２〜４４は、その基端部４２ａ〜４４ａが電源端子１〜３から延びるＬ字状フレーム４５〜４７にねじ止めにより電気的かつ機械的に取り付けられ、先端部４２ｂ〜４４ｂが酸化亜鉛形バリスタ５〜７の主面側に露呈した電極２５〜２７に低溶融金属合金４８〜５０で接合されている。その先端部４２ｂ〜４４ｂは低溶融金属合金４８〜５０との接合面積を確保するために断面Ｌ字状としている。

なお、一つの接地端子４についても、電源端子１〜３と同様、一端部が矩形状の配線基板４１の一辺部に挿入されて半田付けにより起立状態で固定されたＬ字状フレーム５１の他端部に設けられている。また、図示しないが、接地端子４側の酸化亜鉛形バリスタ８は、その主面に露呈した電極が接地端子４と電気的に接続されている。

この切り離し導体４２〜４４は、自然状態でくの字状に折り曲げ成形した形状をなし、先端部４２ｂ〜４４ｂを基端部４２ａ〜４４ａに対して略直角となるように弾性力に抗して変形させた状態でその先端部４２ｂ〜４４ｂを酸化亜鉛形バリスタ５〜７の主面に露呈した電極２５〜２７に低溶融金属合金４８〜５０で接合している。具体的には、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂは、バリスタ素子２１〜２３を被覆する絶縁外皮材２９〜３１の一部に形成された開口部３３〜３５で露呈した電極２５〜２７にその絶縁外皮材２９〜３１の厚み分の低溶融金属合金４８〜５０でもって接合された構造となっている。切り離し導体４２〜４４の折り曲げ部位には、弾性力（ばね強度）を十分に確保するために円弧状の曲成部４２ｃ〜４４ｃを設けている。

接点スイッチ機構１４は、ケース２０の下部に取り付けられ、三つの酸化亜鉛形バリスタ群と対向配置された接点スイッチ１５と、その接点スイッチ１５にフレキシブルな配線パターン５２で電気的に接続され、ケース２０の側部に配置された接点端子１６と、ケース２０の下部に回動自在に枢着され、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱によりそのバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７から切り離された切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂが押圧することにより接点スイッチ１５をＯＮさせるレバー５３とで構成されている。

レバー５３は、三つの酸化亜鉛形バリスタ５〜７に設けられた切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂの少なくともいずれか一つが押圧することにより接点スイッチ１５をＯＮすることができるように、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の配列方向に沿って延びる帯板形状を有する。このレバー５３には、接点スイッチ１５のスイッチ部１５ａを押圧する押圧部５３ａが一体的に設けられており、また、レバー５３は、ケース２０の底部との間に介在させたばね５４の弾性力により上方へ付勢されている。

以上の構成からなる実施形態のＳＰＤでは、いずれかの酸化亜鉛形バリスタ５〜７に異常発熱が発生していない定常状態では、図１、図５および図６に示すように、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂが基端部４２ａ〜４４ａに対して略直角となるように弾性力に抗して変形した状態でその先端部４２ｂ〜４４ｂが酸化亜鉛形バリスタ５〜７の主面に露呈した電極２５〜２７に低溶融金属合金４８〜５０で接合された状態にある。この時、配線基板４１に配置された表示器１２，１３は点灯した状態となっている。これにより、酸化亜鉛形バリスタ５〜７が正常であることを目視で確認できる。

一方、いずれかの酸化亜鉛形バリスタ５〜７に異常発熱が発生すると、バリスタ素子２１〜２３の主面に露呈した電極２５〜２７に切り離し導体４２〜４４を接合させていた低溶融金属合金４８〜５０の融点に達してその低溶融金属合金４８〜５０が溶融する前の軟化時点で、図７〜図９に示すように、前述の切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂが弾性力によりバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７から離脱する。この時、配線基板４１に配置された表示器１２，１３のいずれかが消灯する。これにより、いずれかの酸化亜鉛形バリスタ５〜７に異常発熱が発生したことを目視で確認できる。

この切り離し導体４２〜４４の離脱は、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂを接合する低溶融金属合金４８〜５０がバリスタ素子２１〜２３の主面の電極２５〜２７に直接的に接触しているため、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱に対して熱伝導がよく、必要最小限の部品点数でもって切り離し動作が迅速に行えて遮断速度の向上が図れる。また、低溶融金属合金４８〜５０がバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７に直接的に配されていることから、バリスタ素子２１〜２３の発熱部分と低溶融金属合金４８〜５０との距離が短くて放熱によるロスも少ないので、切り離し動作の安定化を図ることもできる。

また、切り離し導体４２〜４４の離脱時、その切り離し導体４２〜４４が有する弾性力でもってその先端部４２ｂ〜４４ｂがバリスタ素子２１〜２３の主面に沿う方向に速やかに移動する。このように、バリスタ素子２１〜２３の主面と平行な方向に切り離し導体４２〜４４を移動させることにより、その切り離し導体４２〜４４の離脱後、バリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７と切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂとの離間距離を大きく確保することができ、確実な遮断が実現容易となる。

前述にように、バリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７と切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂとの離間距離を大きく確保した上で、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂをバリスタ素子２１〜２３の主面から平行に移動させることで、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂがバリスタ素子２１〜２３の外形から突出する量をできるだけ少なくすることができるので、切り離し機構９〜１１を含めてＳＰＤ全体の小型化を図ることもできる。

さらに、切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂをバリスタ素子２１〜２３の主面の電極２５〜２７に低溶融金属合金４８〜５０で接合させるようにしていることから、その電極面積に応じて低溶融金属合金４８〜５０の接合面積を大きく確保できるので、切り離し導体４２〜４４が有する弾性力（ばね強度）を大きくすることができる。その結果、低溶融金属合金４８〜５０が溶融する前の軟化時点で切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂを電極２５〜２７から離脱させることができるので、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱の初期段階で、切り離し時間が短く、かつ、低電流での遮断を実現することが容易となり、安全性に富んだ保護性能を確保できる。

切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂは、バリスタ素子２１〜２３を被覆する絶縁外皮材２９〜３１の一部に形成された開口部３３〜３５から露呈する電極２５〜２７に、絶縁外皮材２９〜３１の厚み分の低溶融金属合金４８〜５０で接合している。つまり、バリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７に切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂを密着状態で接合せずに、絶縁外皮材２９〜３１の厚み分の隙間に低溶融金属合金４８〜５０を介在させた状態で、バリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７に切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂを接合させている。これにより、切り離し導体４２〜４４の離脱時にその先端部４２ｂ〜４４ｂが電極２５〜２７に引っ掛かることなく、スムーズな切り離しが実現可能となる。

この切り離し導体４２〜４４は、電源端子１〜３に取り付け固定された基端部４２ａ〜４４ａとバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７に離脱可能に接合された先端部４２ｂ〜４４ｂとを折り曲げ成形した形状をなし、その折り曲げ部位に円弧状の曲成部４２ｃ〜４４ｃを設けている。このような構造とすることで、切り離し導体４２〜４４自体が有する弾性力（ばね強度）を十分に確保することができ、切り離し導体４２〜４４の離脱時にその弾性力を確実に作用させて切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂをバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７から迅速かつ確実に離間させることができる。

以上のようにして切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂがバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７から離脱すると、その先端部４２ｂ〜４４ｂが接点スイッチ機構１４のレバー５３をばね５４の弾性力に抗して押圧する。この切り離し導体４２〜４４の先端部４２ｂ〜４４ｂによる押圧でもってレバー５３が回動し、そのレバー５３に一体的に設けられた押圧部５３ａが接点スイッチ１５のスイッチ部１５ａを押圧することにより、接点スイッチ１５がＯＮする。この接点スイッチ１５のＯＮにより、ケース２０に設けられた接点端子１６から警報信号を出力することが可能となる。

配線基板４１上にバリスタ素子２１〜２８の板厚方向に配列された酸化亜鉛形バリスタ群と対向配置された接点スイッチ１５をＯＮするレバー５３は、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の配列方向に延びるように配設されていることから、各酸化亜鉛形バリスタ５〜７ごとに設けられた切り離し導体４２〜４４の少なくともいずれか一つの先端部４２ｂ〜４４ｂがバリスタ素子２１〜２３の電極２５〜２７から離脱することにより、接点スイッチ１５をＯＮすることが可能となっている。このような簡易な構造でもって、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱を検知した接点出力を得ることができる。

なお、以上の実施形態では、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱を検知してその警報信号を接点出力する送信機能を具備した切り離し機構付ＳＰＤを例示したが、警報信号の送信機能を必要とせず、酸化亜鉛形バリスタ５〜７の異常発熱を表示する表示機能のみを具備するＳＰＤであれば、接点スイッチ機構１４を省略することが可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら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、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明の実施形態で、切り離し機構付ＳＰＤの主要部構成を示す縦断面図である。 本発明の実施形態で、切り離し機構付ＳＰＤの主要部構成を示す側断面図である。 本発明の実施形態で、切り離し機構付ＳＰＤの主要部構成を示す平断面図である。 本発明の実施形態で、切り離し機構付ＳＰＤの主要部構成を示す回路図である。 図１の状態における内部構成部品を示す正面図である。 図５の状態における酸化亜鉛形バリスタおよび切り離し導体を示す斜視図である。 図１の切り離し機構付ＳＰＤで、切り離し機構の切り離し後の状態を示す縦断面図である。 図７の状態における内部構成部品を示す正面図である。 図８の状態における酸化亜鉛形バリスタおよび切り離し導体を示す斜視図である。 切り離し機構付ＳＰＤの従来例を示す断面図である。

符号の説明

１〜３ 電源端子
４ 接地端子
５〜７ 酸化亜鉛形バリスタ
９〜１１ 切り離し機構
１４ 接点スイッチ機構
１５ 接点スイッチ
２１〜２３ バリスタ素子
２５〜２７ 電極
２９〜３１ 絶縁外皮材
４１ 配線基板
４２〜４４ 切り離し導体
４２ａ〜４４ａ 切り離し導体の基端部
４２ｂ〜４４ｂ 切り離し導体の先端部
４２ｃ〜４４ｃ 切り離し導体の曲成部
４８〜５０ 低溶融金属合金
５３ レバー

Claims (4)

1. 電源端子と接地端子との間に接続された酸化亜鉛形バリスタと、その酸化亜鉛形バリスタと前記電源端子との間に接続され、異常発熱により前記酸化亜鉛形バリスタを電源端子から切り離す切り離し機構とを備え、前記酸化亜鉛形バリスタは、板状のバリスタ素子とその一方の主面側に露呈した電極とを有すると共に、前記切り離し機構は、基端部が前記電源端子に取り付けられ、先端部が前記バリスタ素子の前記電極に低溶融金属合金を介して接合された切り離し導体を有し、前記酸化亜鉛形バリスタの異常発熱による前記低溶融金属合金の軟化で、先端部が弾性力により前記バリスタ素子の主面に沿う方向に移動して前記バリスタ素子の電極から離脱可能とし、
   前記切り離し導体は、前記電源端子に取り付けられた基端部と前記バリスタ素子の電極に離脱可能に接合された先端部とを折り曲げ成形した形状をなし、その折り曲げ部位に円弧状の曲成部が設けられ、
   複数個の酸化亜鉛形バリスタを前記バリスタ素子の板厚方向に間隔をあけて配列させ、警報信号送信用の接点スイッチを前記複数個の酸化亜鉛形バリスタの群と対向配置し、酸化亜鉛形バリスタごとに設けられた切り離し導体の少なくともいずれか一つの切り離し動作によりその先端部が押圧することで前記接点スイッチをＯＮするレバーを、前記酸化亜鉛形バリスタの配列方向に延びるように配設した接点スイッチ機構を具備したことを特徴とする切り離し機構付ＳＰＤ。
2. 前記酸化亜鉛形バリスタは絶縁外皮材で被覆されたバリスタ素子を有し、その絶縁外皮材の、前記バリスタ素子の一方の主面上の一部に、前記バリスタ素子の電極を露呈させる開口部を設け、その開口部で露呈した前記電極に前記切り離し導体の先端部を前記絶縁外皮材の厚み分の低溶融金属合金で接合した請求項１に記載の切り離し機構付ＳＰＤ。
3. ＬＥＤ式劣化表示器のＬＥＤ窓孔を設けたケース天面内側に平行に配置された配線基板を備え、前記配線基板のケース側の面にＬＥＤ劣化表示器が配置され、それと平行な反対側の面に複数個の前記酸化亜鉛形バリスタが端子列と平行して起立状態で実装され、さらに前記電極端子および前記接地端子が設けられた請求項１又は２に記載の切り離し機構付ＳＰＤ。
4. ＬＥＤ式劣化表示器の一方の端子を前記バリスタ素子とそれぞれの一方の主面側に露呈する電極に電気的に接続した請求項３に記載の切り離し機構付ＳＰＤ。

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