JPH033993Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、通信線への持続波などによる発熱保
安素子の発熱を捕捉できるようにしたものに関す
る。

〔従来技術〕

従来の通信装置にあつては、高圧混触など持続
波から保護するために、一般には第３図に示すよ
うに、通信線間と大地とにガス封止形避雷素子を
挿入し、この内線側に非線形半導体素子を接続す
る保安器回路の構成が知られている。非線形半導
体素子としては、ガス封止形避雷素子と並列に線
路と大地とにバリスタの如き非線形電圧素子を挿
入する保安回路や、通信線路に非線形半導体素子
としてサーミスタの如き非線形電流素子を接続す
る保安器回路の構成が知られている。しかも、こ
れら各素子単独或はこれらの他の組合せの外、他
の保安素子等との組合せにもよつて、各種の保安
器回路が形成可能であつた。

ところで上記各素子は、持続波によつて温度上
昇し、過負荷状態で比較的高温まで発熱して破壊
に至るものであつて、この意味では発熱保安素子
と言える。しかも、発熱に伴なつて保安器ケース
等に熱影響を与えて火災等の危険性があつた。い
ずれにしても、各素子は夫々単独で用いられてお
り、各素子に他の機能を付加するものではなかつ
た。

上記実情に鑑みた保安素子ユニツトが提供され
ている。例えば出願人は、実公昭56−3915号にて
発熱保安素子としてサーミスタとガス封止形避雷
素子とを接着一体化した発熱保安素子ユニツトを
提供している。

また、ガス封止形避雷素子の放電発熱による開
放破壊に対しては、出願人の実開昭57−130540号
公報に係る短絡機構がある。この短絡機構は、ガ
ス封止形避雷素子の電極面に低溶融絶縁物を介し
て短絡板で挟持する構造である。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、前記実公昭56−3915号の素子ユニツ
トは、ガス封止形避雷素子の発熱をサーミスタに
付与する効果を有するものであるが、素子の発熱
を他の機構に適用することまでは考慮されていな
い。

前記実開昭57−130540号公報は、短絡板と避雷
素子との間に低溶融絶縁物を用いた構造であるの
で、常時は絶縁状態を維持するためのものであつ
て、使用個所が限定されるものである。この場
合、避雷素子自体に設けるものではないので、組
合せが限定されるものであつた。

同様に、実公昭50−136978号公報に示すよう
に、避雷素子の電極凹部に低溶融金属を一体化し
たものが開示されているが、この場合には短絡板
の中間を凹状に突出させなければならず、避雷素
子専用構造であつて、短絡板形状が限定されるば
かりか、他の円盤状半導体素子との組合せが困難
であつた。

さらに、実開昭52−164231号公報には、バネ性
を有する電極板間にバリスタと低融点合金とを介
在させているが、バリスターが一方の電極板に固
定されているので、このバリスタと他方の電極板
との間に低融点合金をバネ力に抗して挿入させな
ければならず、挿入作業が面倒であつた。しか
も、小さな低融点合金が大きな面積のバリスタに
全面接触していないために、比較的低いバリスタ
発熱を完全に捕捉して応答速度を高めることがで
きない欠点を生ずるばかりか、挿入位置によつて
はバリスタとの熱結合不具合が生ずるうえ、矩形
外形によつて従来スペースへの装着が制約される
可能性が避けられないものであつた。

しかして、本考案は、上記各矛盾点に鑑みて発
熱を外形利用するために、導電性熱変形部材を同
一外形に全面一体化した新規な円盤状半導体発熱
保安素子を開発したものであつて、簡素化した外
形形状で各種組合せを容易とすることを、その主
な目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達するための本考案に係る発熱保安
素子は、過負荷時の発熱で変形する導電性熱変形
部材が略円盤状を呈し、その一方の平坦の密着面
がバリスタや正特性サーミスタの円盤状半導体の
少なくともも一方の電極に全面接続状態で一体化
され、上記導電性熱変形部材には他方の周面をテ
ーパ状としたガイド面とその中央を平坦面とした
接続面とが外面形成されていることにある。

〔作用〕

円盤状半導体の一方電極に同一外形の密着面で
全面接触されているうえ、テーパ状ガイド面と平
坦状接続面とを有するだけの外面形状でバリスタ
や正特性サーミスタが形成されているので、一個
の素子として外形変形機能を利用できるあらゆる
接続個所に任意に組合せてセツト可能となる。

例えば発熱する避雷素子の電極にガイド面を案
内として装着し、接続面で熱的結合状態で接続さ
れるるので、発熱による外形変形が利用されるこ
ととなる。

〔考案の実施例〕

図面第１図乃至第３図は本考案に係る外形変形
機構を有する発熱保安素子の第一実施例を示し、
第１図は同全体斜視図、第２図はガス封止形避雷
素子と組合せて短絡機構付きユニツトを構成した
状態を示す正面図、第３図は同ユニツトを用いた
保安回路図である。発熱保安素子としてはバリス
タを示す。

図中バリスタ１は円盤外形の両端面に電極２，
３が形成されている。又、ガス封止形避雷素子
（避雷素子という）１０は、円筒絶縁管１１、中
間電極１２、端部電極１３，１３とで内部にガス
封止して成り、必要に応じてプリント基板装着用
の端子１４…が設けられているが、斯る構成は公
知である。

しかして、上記バリスタ１の少なくとも一方電
極２には導電性熱変形部材４が電気的接続状態で
且つ熱的結合状態で一体化されている。上記導電
性熱変形部材４は、略円盤状を呈し、その一方の
平担の密着面５がバリスタ電極２に密着化され、
その他方にはテーパ状のガイド面６と平担の接続
面７とが形成されている。

詳述すると、導電性熱変形部材４としては、バ
リスタ１の過負荷時の発熱温度で変形する素材が
選択される。例えばバリスタ１は、約150℃前後
で破壊して燃焼するものがあるので、上記破壊前
の温度に変形する素材が好ましく、例えば、金属
粉末に合成樹脂や接着剤等をバインダとして固化
させたものを選択できる。低温半田等も可能であ
る。尚、この実施例の保安回路で、避雷素子１０
で継続放電するので、その放電熱で変形する素材
を用いても良い。

又、バリスタ電極２と導電性熱変形部材４の密
着面５との一体化は、電極面に導電性素材流体を
付着させつつ賦形するか、或は別に形成したもの
を導電性接着剤等で接着して行なわれる。

上記バリスタ１，１は、前記避雷素子１０は端
部電極１３，１３の両端面１３ａ，１３ａに夫々
並設され、これら素子１０，１，１の間は金属保
持片２０によつて付勢されている。馬依つて、導
電性熱変形部材４の接続面７は、端部電極１３の
端面１３ａに熱結合されると同時に電気的に接続
されている。

上記金属保持片２０について詳述すると、略々
十字形片を互いに折曲して正面視略コ字形状を呈
しており、上記各素子１０，１，１の長さよりも
長い基板２１と、この基板２１の長手方向両端を
略直角に対向して成形される対の押圧片２２，２
２と、上記基板２１の中間部巾方向へ延されたホ
ルダ片２３，２３とを備える。上記押圧片２２，
２２の自由端には夫々内側に折曲されて接点部２
４，２４が形成され、接点部２４，２４に近接し
た保持片内側２２ａ，２２ａとバリスタ１，１の
他方電極３，３とは、電気的接続状態で接触され
ている。

又、導電性熱変形部材４によつて前記接点部２
４は、常時電極端面１３ａから気中放電しない距
離ｌだけ離間されていると同時に、接続面７と電
極端面１３ａとが電気的接続状態で且つ熱結合状
態で密着されている。

上記構成によれば、バリスタ１と導電性熱変形
部材４とが一体化されているが、第２図に示すよ
うに予じめ金属保持片２０の押圧片内側２２ａに
一体化しておくことができる。この場合に避雷素
子１０への装着に際しては、導電性熱変形部材
４，４のガイド面６，６を電極端面１３ａ，１３
ａに押当てしながら避雷素子１０の側面から押込
みする。押圧片２２，２２は、ガイド面６，６を
案内としつつバネ力に抗して夫々開被されて装着
されるに至る。これと同時に、ホルダ片２２，２
３が中間電極外周面１２ａを案内されて拡開され
つつ装着される。

上記装着に際して、基板２１にスペーサ部を設
ければ、円筒絶縁管１１の外周面１１ａ，１１ａ
にスペーサ部が当接してそれ以上の挿入が阻止さ
れ、電極外周面１３ｂ，１３ｂと基板２１とを離
間させて位置決めする。上記位置決めは、ホルダ
片２３，２３に抜止め突起２６，２６を設けるこ
とによつて抜け止め維持される。

上記装着状態において、避雷素子１０の中間電
極１２は押圧片２２，２２を介してバリスタ１，
１の他方電極３，３と接続され、端部電極１３，
１３の電極端面１３ａ，１３ａは導電性熱変形部
材４，４の接続面７，７によつてバリスタ１，１
の一方電極２，２と接続されていると同時に、接
点部２４，２４と離間されている。依つて、避雷
素子１０の端子１４…を線路と大地間とに接続す
れば、第３図鎖線内に示される保安回路が構成さ
れる。

上記装着状態において、電力等の持続波が通信
線路Ｌ１又はＬ２に印加すると、避雷素子１０が
継続放電して発熱すると、電極端面１３ａ，１３
ａと熱的結合状態の導電性熱変形部材４，４の接
続面７，７が熱影響を受けて変形状態となる。こ
の状態においては、押圧片２２，２２のバネ力が
作用するので、導電性熱変形部材４，４が接続状
態のまま押圧され、以つて接点部２４，２４が電
極端面１３ａ，１３ａに夫々接触して短絡する。

上記一実施例によれば、バリスタ１と導電性熱
変形部材４の一体化したものを金属保持片２０で
挟持したので、既存の避雷素子１０を改良せずに
そのまま用いることができ、しかも押込むだけで
装着できる利点がある。従つて、既存の避雷素子
１０だけの保安回路に装着するだけで、第３図に
示すごとき保安回路を付加構成可能である。又、
予じめ各素子１０，１，１を一体ユニツト化して
取扱うことができ、しかも金属保持片２０の厚み
分だけの最小型化できる。

さらに、ホルダ片２３，２３とその抜止め突起
２６，２６によつて、電極端面１３ａ，１３ａの
中心にバリスタ１，１及び導電性熱変形部材４，
４とを正確にセツトすることができ、発熱を正確
に検出して確実に短絡を行なえる。

図面第４図乃至第８図は本考案に係る外形変形
機構を有する発熱保安素子の第二実施例を示し、
第４図は同素子に金属保持片を一体化した状態を
示す全体斜視図、第５図はガス封止形避雷素子と
組合せて短絡機構付きユニツトを構成した状態を
示す正面図、第６図はケースを取外した状態の同
正面図、第７図はケース装着状態の第６図−
線部分の断面図、第８図は同ユニツトを用いた保
安回路図である。この実施例において、発熱保安
素子としてはサーミスタを示し、同一符合は同等
部分を示すので重複説明を省略する。

しかして、正特性サーミスタ３０の一方電極３
１には導電性熱変形部材４′が一体化されており、
図示するように必要に応じては他方電極３２に金
属保持片４０が一体化されている。この場合の導
電性熱変形部材４′としては、例えばサーミスタ
３０が約200℃前後で破壊して燃焼するものであ
るので、上記破壊前の温度に変形する素材を選択
できる。又、金属保持片４０は、端子部４１と、
この端子部４１の上方で前記サーミスタ３０を取
付する保持部４２と、保持部４２から下方を切起
こされて保持部４２に付勢力を付与する押圧片４
３と、上記保持部先端を対向方向へ折曲された接
点部４４とから構成される。

上記構造のユニツト化としては、絶縁ベース６
０に対の金属保持片４０，４０と避雷素子１０の
電極ホルダ片５０，５１，５１とが植設され、こ
れらに絶縁ケース６１が被着されて構成される。
上記電極ホルダ片５０，５１，５１は、三点対向
配置され、電極外周面１３ｂ，１３ｂ，１２ａに
沿う弧状面部５２，５３，５３とその先端の係止
片部５４，５５，５５とから構成される。

又、前記絶縁ベース６０の長手方向中間部には
案内面部６２と段部６３とを有する係止突起６４
が上方へ突出されているとともに、その下面には
各隅部等の所定個所にプリント基板からの間隔規
制突起６５…が突成されている。

さらに、絶縁ケース６１は方形箱状に形成さ
れ、長手方向内壁６６，６６の上部には内部テー
パ壁６７，６７と巾狭の係止壁６８，６８とが設
けられ、下部には切欠孔６９，６９が設けられて
いる。巾方向内壁７０，７０は押圧片４３，４３
の突出量よりも狭く構成されている。

上記各部材に組立に際しては、絶縁ベース６０
に植設された電極ホルダ片５０，５１，５１間に
避雷素子１０を側方から挿入すると、係止片部５
４，５５，５５間が押開かれながら電極外周面１
２ａ，１３ｂ，１３ｂが弧状面部５２，５３，５
３で三点支持される。その後に金属保持片４０，
４０を植設するが、予じめ植設しておくことも妨
げない。

絶縁ケース６１の被着に際しては、金属保持片
４０，４０の保持部外側が巾方向内壁７０，７０
で規制され、押圧片４３，４３のバネ力に抗しな
がら挿入される。その結果、各電極面が強圧状態
で接続される。これと同時に、係止片部５４，５
５，５５が内部テーパ面６７，６７で案内され、
係止壁６８，６８で強固に結束されるに至る。さ
らには、切欠孔６９，６９の下部壁が案内面部６
２，６２に沿つて押広げられ、段部６３，６３が
切欠孔６９，６９に係止されてロツク状態とな
る。

上記一実施例によれば、図示しないプリント基
板に装着して第８図の如き保安回路が構成でき、
導電性熱変形部材４′の変形温度の選択によつて
避雷素子１０或はサーミスタ３０の破壊前に内線
側において短絡機構を動作可能である。

又、絶縁ケース６１の被着によつて一つの素子
外形を保有させることができ、しかもバネ力を発
生させて一体化することができるので、組立作業
を容易に行なえる。しかも、端子を有しない避雷
素子に適用できる。

上記一実施例において、絶縁ケース６１を用い
ずに絶縁ベース６０を肉厚に構成して各端子部の
保持力を付与することによつてバネ性を発揮させ
ることができ、この場合には絶縁ケースを省略す
ることも可能である。

発熱保安素子１，３０の一方電極２，３１に導
電性熱変形部材を設けたものを図示したが、両面
への一体化を妨げるものではない。

〔考案の効果〕

以上説明した通り本考案によれば以下の効果を
奏する。

(a) 円盤状のバリスタや正特性サーミスタに、円
形周面のテーパ状ガイド面と中央の平坦状接続
面とを有する導電性熱変形部材を一体化したの
で、素子発熱の外形変形を利用できる略円盤状
の新規半導体保安素子を提供することができ
た。この場合に、一方電極面に導電性熱変形部
材の密着面が全面密着しているので、素子発熱
を完全に捕捉することができ、迅速な応答性を
確保することができる。

(b) 既存の円盤状半導体の近い外形を呈している
ので、保安装置等への装着に際しては従来装着
スペースを変更せずにバネ力の範囲内で装着す
ることができる利点がある。

(c) 短絡機構へ装着する場合であつても、ガイド
面を案内として組付することができ、平坦状の
接続面で強固な熱的結合を行なえる特徴が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図乃至第３図は本考案に係る外形変形
機構を有する発熱保安素子の第一実施例を示し、
第１図は同全体斜視図、第２図はガス封止形避雷
素子と組合せて短絡機構付きユニツトを構成した
状態を示す正面図、第３図は同ユニツトを用いた
保安回路図であり、第４図乃至第８図は本考案に
係る外形変形機構を有する発熱保安素子の別の実
施例を示し、第４図は同素子に金属保持片を一体
化した状態を示す全体斜視図、第５図はガス封止
形避雷素子と組合せて短絡機構付きユニツトを構
成した状態を示す正面図、第６図はケースを取外
した状態の同正面図、第７図はケース装着状態の
第６図−線部分の断面図、第８図は同ユニツ
トを用いた保安回路図である。 １，１０，３０……発熱保安素子、２，３１…
…一方の電極、３，３２……他方の電極、４，
４′……導電性熱変形部材、５……密着面、６…
…ガイド面、７……接続面、２０，４０……金属
保持片、２２，４３……押圧片、２４，４４……
接点部、６０……絶縁ベース、６１……絶縁ケー
ス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 過負荷時の発熱で変形する導電性熱変形部材が
   略円盤状を呈し、その一方の平坦の密着面がバリ
   スタや正特性サーミスタの円盤状半導体の発熱保
   安素子の少なくとも一方の電極に全面接続状態で
   一体化され、上記導電性熱変形部材には他方の周
   面をテーパ状としたガイド面とその中央を平坦状
   とした接続面とが外面形成されている外形変形機
   構を有する発熱保安素子。