JP5534341B2 - 通信機器用ｓｐｄ - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電話回線などの各種通信回線において、通信機器用端子台に着脱自在に装着され、直撃雷や誘導雷によるサージ電圧を吸収して直撃雷や誘導雷から通信機器を保護する通信機器用ＳＰＤ（Surge Protective Device：サージ防護デバイス）に関する。
例えば直撃雷や誘導雷による雷害を防止する目的から、電話回線などの各種通信回線において、通信機器と大地間に、直撃雷や誘導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。この通信機器用ＳＰＤとしては、バリスタやガスアレスタ等の保護素子を備えたものがある。
この種のＳＰＤにおいて、バリスタやガスアレスタ等の保護素子はサージ電圧が繰り返して印加されることにより次第に劣化し、動作開始電圧が規格外になるなど、保護機能が経時的に減退する。
そのため、保護素子の劣化を早期に検出して交換などを行うため、従来では、保護素子の劣化に伴う温度上昇により変色する示温ラベルを保護素子に貼付した劣化表示機能付きＳＰＤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、前述の特許文献１に開示された劣化表示機能付きＳＰＤでは、保護素子が経時的に劣化して温度上昇すると、その保護素子に貼付された示温ラベルが変色し、その示温ラベルの変色を目視確認することで、保護素子の劣化を検出することが可能となっている。
しかしながら、保護素子の劣化による温度上昇以外に、保護素子の周囲温度の上昇によっても、示温ラベルが変色することがある。この場合、保護素子が劣化していない状態であっても、その保護素子の周囲温度の上昇により示温ラベルが変色すると、その示温ラベルの変色が保護素子の劣化に起因すると誤認することになる。
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、保護素子の劣化を正確に表示して劣化表示の信頼性を向上させ得る通信機器用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、本発明は、通信機器用端子台に着脱自在に装着され、その端子台に設けられたコネクタ部の入出力端子間に接続されると共に、端子台に取り付けられた接地端子に接続される通信機器用ＳＰＤであって、ＳＰＤ構成部品が一方の主面に実装された配線基板をケース内に収容し、端子台のコネクタ部に挿入されて入出力端子と接触する配線基板の端部をケースから導出し、そのケース内の配線基板の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部を収容配置し、その劣化表示機構部は、ケース内の配線基板の他方の主面側の空間に移動可能に配置された棒状部材と、その棒状部材の先端をケースから突出する方向に弾性力を付勢する弾性部材と、ＳＰＤ構成部品の一つと電気的に接続され、ケース内の配線基板の他方の主面側に配置された切り離し金具とを備え、配線基板の端部と電気的に接続されて棒状部材の一部に取り付けられた接続線を、弾性部材による弾性力に抗した状態で切り離し金具に半田付けしたことを特徴とする。
本発明では、ケース内の配線基板の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部を収容配置したことにより、ＳＰＤ構成部品の周囲温度に影響されることなく、その劣化表示機構部の機械的動作でもってＳＰＤ構成部品の劣化を正確に表示することができ、劣化表示の信頼性向上が図れる。
本発明における劣化表示機構部は、ケース内の配線基板の他方の主面側の空間に移動可能に配置された棒状部材と、その棒状部材の先端をケースから突出する方向に弾性力を付勢する弾性部材と、ＳＰＤ構成部品の一つと電気的に接続され、ケース内の配線基板の他方の主面側に配置された切り離し金具とを備え、配線基板の端部と電気的に接続されて棒状部材の一部に取り付けられた接続線を、弾性部材による弾性力に抗した状態で切り離し金具に半田付けした構造とすることにより、ＳＰＤ構成部品の劣化による発熱でもって半田が溶融すると、弾性部材の弾性力により接続線が切り離し金具から離脱し、棒状部材が移動してその先端がケースから突出する。この棒状部材の先端の突出によりＳＰＤ構成部品の劣化を表示することが可能となる。
本発明における劣化表示機構部は、棒状部材の一部にスリットを形成し、切り離し金具を棒状部材のスリットに挿通させた状態で接続線が半田付けされている構造が望ましい。このような構造を採用すれば、劣化表示機構部が収容配置された配線基板の他方の主面側に位置するケース内空間を有効に利用することが可能となる。
本発明における劣化表示機構部は、切り離し金具の先端を曲成し、その曲成部に沿わせて接続線を収容した状態でその接続線が半田付けされている構造が望ましい。このような構造を採用すれば、弾性部材による弾性力に抗した状態で切り離し金具に接続線を半田付けで固定する半田溜まりを確保することが容易となり、切り離し金具と接続線との接続強度を確保でき、半田付けの作業性も向上する。
本発明における劣化表示機構部は、棒状部材、弾性部材および切り離し金具をケース内に二組並置し、各組の切り離し金具を棒状部材の移動方向で対称に配置した構造が望ましい。このような構造を採用すれば、棒状部材の接続線と切り離し金具との接続位置をその棒状部材の移動方向で二組とも同一にすることができるので、各組の棒状部材を同一形状にすることが可能となってコスト低減が図れる。
本発明における劣化表示機構部は、棒状部材の先端が挿通して外部への突出が可能な孔をケースに設け、ケースの孔と対応する部位にシール部材を貼付し、そのシール部材の孔と対応する部位に、棒状部材の先端の突出を可能にする切り込みを形成した構造が望ましい。このような構造を採用すれば、棒状部材の先端が位置するケースの孔がシール部材で塞がれているので、棒状部材の突出を誤認することが回避できる。また、シール部材に切り込みが形成されていることから、棒状部材の突出時にその棒状部材がシール部材を突き破ることが容易となる。
本発明によれば、ケース内の配線基板の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部を収容配置したことにより、ＳＰＤ構成部品の周囲温度に影響されることなく、その劣化表示機構部の機械的動作でもってＳＰＤ構成部品の劣化を正確に表示することができ、劣化表示の信頼性向上が図れる。
本発明に係る通信機器用ＳＰＤ（以下、単にＳＰＤと称す）の実施形態を、図面を参照しながら以下に詳述する。
この実施形態におけるＳＰＤ１１（Surge Protective Device：サージ防護デバイス）は、図７に示すように、例えばビルに設置された電話回線の専用端子台１２に着脱自在に装着される。この電話用端子台１２は、同図に示すようにコネクタ部１３が横方向に多列に亘って設けられたもので、各コネクタ部１３の最奥部にはＳＰＤ１１が電気的に接続される入力端子および出力端子（図示せず）が設けられると共に、各コネクタ部１３の上部には共通してバー状の接地端子１４が取り付けられている。このような端子台１２を縦方向に多列に亘ってフレーム１５に取り付けることにより、ＳＰＤ設置可能な電話回線が構成されている。
この端子台１２の各コネクタ部１３では、図示しないが、入力端子に電話局側の入力線が接続され、出力端子に端末側の出力線が接続されている。この電話回線にＳＰＤ１１を設置しない場合には、端子台１２のコネクタ部１３では入力端子と出力端子とが電気的に接続された状態を維持している。一方、電話回線にＳＰＤ１１を設置する場合には、ＳＰＤ１１をコネクタ部１３に差し込むことにより入力端子と出力端子との間にＳＰＤ１１を介挿する。この時、ＳＰＤ１１はコネクタ部１３の接地端子１４にも電気的に接続されている。
端子台１２の一つのコネクタ部１３は、２回線の入力端子および出力端子を有し、このようなコネクタ部１３に接続されるＳＰＤ１１の回路構成は、図６に示す通りである。このＳＰＤ１１は、２回線の入力端子ＬIN1，ＬIN2と出力端子ＬOUT1，ＬOUT2との間に接続された温度ヒューズＴＦ1，ＴＦ2および電流ヒューズＲＦ1，ＲＦ2と、線間に接続されたサージ保護素子Ｚ1，Ｚ2およびガスアレスタＧとで構成されている。
このガスアレスタＧは接地端子Ｅに接続されている。また、サージ保護素子Ｚ1，Ｚ2は、双方向性２端子サイリスタ構造からなるＰＮＰＮ型半導体素子が使用されている。さらに、電流ヒューズＲＦ1，ＲＦ2は、過電流の発生時のみ高抵抗となるリセッタブルヒューズを使用している。
なお、サージ保護素子Ｚ1，Ｚ2、リセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2およびガスアレスタＧがＳＰＤ構成部品をなし、後述するように切り離し金具２７に劣化表示棒２５の接続線３５を半田付けした部分〔図１（Ｂ）参照〕が温度ヒューズＴＦ1，ＴＦ2の機能を発揮する。
この実施形態のＳＰＤ１１は、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す外観を呈する樹脂製ケース２１を備え、図１（Ａ）に示すように、サージ保護素子Ｚ1，Ｚ2、リセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2およびガスアレスタＧからなるＳＰＤ構成部品が一方の主面に実装された配線基板２２をケース２１内に収容している。
この配線基板２２は、図６に示す回路構成を実現するための配線パターンが形成された短冊形状を有し、ガスアレスタＧを中心としてその長手方向にサージ保護素子Ｚ1，Ｚ2およびリセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2を対称配置している〔図２（Ａ）（Ｂ）参照〕。ケース２１が導出された配線基板２２の端部２３には、前述した端子台１２のコネクタ部１３に挿入される２回線の入力端子ＬIN1，ＬIN2および出力端子ＬOUT1，ＬOUT2が配線パターンで形成されている。
なお、ガスアレスタＧには接地端子Ｅが電気的に接続されており、この接地端子Ｅは配線基板２２の上方でケース２１から導出され、端子台１２のコネクタ部１３の接地端子１４に接続される（図７参照）。
このＳＰＤ１１では、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ケース２１内の配線基板２２の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部２４を収容配置している。このＳＰＤ１１では、ケース２１内の配線基板２２の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部２４を収容配置したことにより、ＳＰＤ構成部品の周囲温度に影響されることなく、その劣化表示機構部２４の機械的動作でもってＳＰＤ構成部品の劣化を正確に表示することができ、劣化表示の信頼性向上が図れる。
このＳＰＤ１１の劣化表示機構部２４は、ケース２１内の配線基板２２の他方の主面側の空間でそのケース２１および配線基板２２の長手方向に沿って移動可能に配置された棒状部材である劣化表示棒２５と、その劣化表示棒２５の先端をケース２１から突出する方向に弾性力を付勢する弾性部材である圧縮コイルばね２６と、ＳＰＤ構成部品の一つであるガスアレスタＧと電気的に接続され、ケース２１内の配線基板２２の他方の主面側に配置された切り離し金具２７とを備えている。
劣化表示棒２５は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、そのＬ字状後端部２８に設けられた棒状部２９に圧縮コイルばね２６が外挿され、その圧縮コイルばね２６の一端がケース２１の一部に固定されると共にその他端が劣化表示棒２５のＬ字状後端部２８に係止されている。
また、劣化表示棒２５のＬ字状先端部３０に設けられた丸棒部３１がケース２１の前面に設けられた孔３２から突出可能に配置されている。前述の圧縮コイルばね２６により劣化表示棒２５はケース２１の孔３２から丸棒部３１が突出する方向に弾性的に付勢されている。
さらに、劣化表示棒２５の略中央部位に一体的に設けられた逆凸状部３３には、配線基板２２の端部２３に設けられた入力端子ＬIN1，ＬIN2と電気的に接続されたリード線３４がケース２１内で引き回されて取り付けられ、そのリード線３４と電気的に接続された錫メッキ線等の接続線３５が取り付けられている。
劣化表示棒２５のＬ字状後端部２８と逆凸状部３３との間には長手方向に沿ったスリット３６が形成され、配線基板２２の一方の主面上のガスアレスタＧと電気的に接続されてその他方の主面側に取り付けられた切り離し金具２７が挿通されている。前述した劣化表示棒２５の逆凸状部３３から延びる接続線３５は、劣化表示棒２５が圧縮コイルばね２６の弾性力に抗した状態で切り離し金具２７に低温半田３６でもって半田付けされている。
このような構造を採用することにより、劣化表示機構部２４が収容配置された配線基板２２の他方の主面側に位置するケース内空間を有効に利用している。なお、この接続線３５が低温半田３６により切り離し金具２７と接続されている部位が、図６に示す温度ヒューズＴＦ1，ＴＦ2を構成している。
この切り離し金具２７は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、その先端をＵ字状に曲成してそのＵ字状曲成部３７に沿わせて接続線３５を収容した状態でその接続線３５が半田付けされている。このような構造を採用することにより、圧縮コイルばね２６による弾性力に抗した状態で切り離し金具２７に接続線３５を半田付けで固定する半田溜まりを確保することが容易となり、切り離し金具２７と接続線３５との接続強度を確保でき、半田付けの作業性も向上する。
また、このＵ字状曲成部３７の中央部位に切り欠き３８を形成している。この切り欠き３８を形成することにより、半田付け作業を容易にし、半田溜まりを確認し易くしている。さらに、Ｕ字状曲成部３７の上部には隆起部３９を形成している。この隆起部３９を形成することにより低温半田３６の流出を抑制して半田溜まりの形成を容易にしている。
以上の構成を具備した劣化表示機構部２４では、サージ保護素子Ｚ1，Ｚ2やガスアレスタＧのＳＰＤ構成部品が劣化によって発熱すると、その熱がＳＰＤ構成部品と切り離し金具２７とを接続するリード部を通してこの切り離し金具２７に伝導する。この熱によって切り離し金具２７の温度が上昇し、それによって低温半田３６が溶融すると、圧縮コイルばね２６の弾性力により接続線３５が切り離し金具２７から離脱し、劣化表示棒２５が移動してその先端にある丸棒部３１がケース２１の前面の孔３２から外部へ突出する。この劣化表示棒２５の丸棒部３１の突出によりＳＰＤ構成部品の劣化を表示することが可能となる。
この実施形態のＳＰＤにおける劣化表示機構部２４では、劣化表示棒２５の丸棒部３１がケース２１の孔３２から突出する部位に、つまり、ケース２１の孔３２と対応する部位にシール部材４０を貼付している。また、そのシール部材４０の孔３２と対応する部位に放射状の切り込み４１を形成している。
このような構造を採用することにより、通常時、劣化表示棒２５の丸棒部３１が位置するケース２１の孔３２がシール部材４０で塞がれているので、その丸棒部３１を目視できないことから、劣化表示の誤認を回避できる。また、シール部材４０に切り込み４１が形成されていることから、劣化表示棒２５の丸棒部３１の突出時にその丸棒部３１がシール部材４０を突き破ることが容易となる。
この実施形態のＳＰＤ１１では、図６に示すように２回線のサージ保護素子Ｚ1，Ｚ2、リセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2および温度ヒューズＴＦ1，ＴＦ2で回路構成されていることから、ガスアレスタＧを中心にサージ保護素子Ｚ1，Ｚ2およびリセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2を配線基板２２の一方の主面上に対称に実装配置すると共に、その配線基板２２の他方の主面側で、劣化表示棒２５、圧縮コイルばね２６および切り離し金具２７からなる二組の劣化表示機構部２４をケース２１の両側面側に並置している〔図１（Ａ）（Ｂ）参照〕。
このように、二組の劣化表示機構部２４をケース２１の両側面側に並置する場合、各組の切り離し金具２７を劣化表示棒２５の移動方向で対称に配置する。つまり、図２（Ａ）（Ｂ）に示すようにそれぞれの切り離し金具２７を配線基板２２の他方の主面側で逆向きに配置することで、劣化表示棒２５の逆凸状部３３から延びる接続線３５との接続位置、すなわち、切り離し金具２７のＵ字状曲成部３７の位置を劣化表示棒２５の移動方向で同一とする。これにより、それぞれの組で劣化表示棒２５を同一形状にすることが可能となってコスト低減が図れる。
以上のように、２回線のサージ保護素子Ｚ1，Ｚ2、リセッタブルヒューズＲＦ1，ＲＦ2および温度ヒューズＴＦ1，ＴＦ2からなる回路構成に対して、二組の劣化表示機構部２４を設けたことにより、いずれの回線の素子が劣化したかを判別することが可能となる。
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。
１１ ＳＰＤ
１２ 通信機器用端子台
１３ コネクタ部
２１ ケース
２２ 配線基板
２３ 端部
２４ 劣化表示機構部
２５ 棒状部材（劣化表示棒）
２６ 弾性部材（圧縮コイルばね）
２７ 切り離し金具
３２ 孔
３５ 接続線
３６ スリット
３７ 曲成部
４０ シール部材
４１ 切り込み
１２ 通信機器用端子台
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Claims (5)
- 通信機器用端子台に着脱自在に装着され、前記端子台に設けられたコネクタ部の入出力端子間に接続されると共に、前記端子台に取り付けられた接地端子に接続されるＳＰＤであって、ＳＰＤ構成部品が一方の主面に実装された配線基板をケース内に収容し、前記端子台のコネクタ部に挿入されて入出力端子と接触する配線基板の端部を前記ケースから導出し、前記ケース内の配線基板の他方の主面側に、ＳＰＤ構成部品の劣化を機械的に表示する劣化表示機構部を収容配置し、前記劣化表示機構部は、ケース内の配線基板の他方の主面側の空間に移動可能に配置された棒状部材と、前記棒状部材の先端をケースから突出する方向に弾性力を付勢する弾性部材と、前記ＳＰＤ構成部品の一つと電気的に接続され、ケース内の配線基板の他方の主面側に配置された切り離し金具とを備え、前記配線基板の端部と電気的に接続されて前記棒状部材の一部に取り付けられた接続線を、前記弾性部材による弾性力に抗した状態で前記切り離し金具に半田付けしたことを特徴とする通信機器用ＳＰＤ。
- 前記劣化表示機構部は、前記棒状部材の一部にスリットを形成し、前記切り離し金具を棒状部材のスリットに挿通させた状態で前記接続線が半田付けされている請求項１に記載の通信機器用ＳＰＤ。
- 前記劣化表示機構部は、前記切り離し金具の先端を曲成し、その曲成部に沿わせて前記接続線を収容した状態でその接続線が半田付けされている請求項１又は２に記載の通信機器用ＳＰＤ。
- 前記劣化表示機構部は、棒状部材、弾性部材および切り離し金具をケース内に二組並置し、各組の切り離し金具を棒状部材の移動方向で対称に配置した請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信機器用ＳＰＤ。
- 前記劣化表示機構部は、前記棒状部材の先端が挿通して外部への突出が可能な孔を前記ケースに設け、前記ケースの孔と対応する部位にシール部材を貼付し、そのシール部材の孔と対応する部位に、棒状部材の先端の突出を可能にする切り込みを形成した請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信機器用ＳＰＤ。
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