JPH04111701U - 電信電話用端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 キュリー点が６０〜１２０℃の範囲にあるセ
ラミック材料からなり、厚みが２．５〜５．０ｍｍの板
状のセラミック素体１２と、該セラミック素体の両主面
に形成された電極１３，１４とを有する正特性サーミス
タ素子１１を、過電圧・過電流保護部品として用いた電
信電話用端末装置。 【効果】 ２００Ｖ前後または２００Ｖよりも低い過電
圧が印加された場合には、ＰＴＣ素子の電流制限作用に
より回路が繰り返し保護される。６００Ｖの過電圧が印
加された場合には、ＰＴＣ素子が層状に破壊されて、回
路が開状態とされて保護が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電信電話用端末装置に関し、特に、過電圧・過電流保護部品として 正特性サーミスタ素子（以下、ＰＴＣ素子）を用いた電信電話用端末装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

電信電話関係の端末装置としては、加入者側で使用される電話機、ファクシミ リ装置及びＰＢＸ等が挙げられる。これらの端末装置には、ベル回路及び通話回 路が内蔵されているものが多い。すなわち、図２に示すように、ベル回路１及び 通話回路２がフック・スイッチ３ａ，３ｂを介して加入者線４ａ，４ｂに接続さ れている。なお、５はサージ吸収素子を示し、例えばバリスタ等からなり、サー ジ電流を吸収するために接続されている。

【０００３】 フック・スイッチ３ａ，３ｂは、オン−フック時には、ベル回路１に図示のよ うに接続されている。そして、オフ−フック時には、通話回路２に接続されるよ うに切り換えられる。通常、このインターフェイス部６の回路に加わる電圧は４ ８Ｖである。そして、図２の接続状態すなわちオン−フック状態において端末装 置が受信を開始すると、交流７５Ｖ（日本の場合）や交流１５０Ｖ（アメリカ合 衆国の場合）のようなベル電圧が印加され、ベルが鳴り始める。そして、使用者 が受話器を取り、オフ−フック状態にすると、フック・スイッチ３ａ，３ｂの接 続状態が切り換えられ、ベル回路１への電圧の供給が遮断されてベルが停止し、 加入者線４ａ，４ｂに通話回路２が接続され通話モードとなる。

【０００４】 しかしながら、上記のような端末装置のインターフェイス部６においては、機 器の故障や配線ミス等により、非常に大きな過電圧が印加されることがある。例 えば、故障により上記ベル電圧が誤って通話回路２に接続されたり、配線ミスに より商用電源にインターフェイス部６が接続されて２００Ｖ程度の過電圧が印加 されたりすることがある。従って、このような過電圧に対する保護を図るために 、従来、図３及び図４に示す過電圧保護部品がインターフェイス部６に接続され ていた。

【０００５】 すなわち、図３の構造では、ベル回路及び通話回路を含むインターフェイス部 ６にサージ吸収素子５だけでなく、過電圧保護部品としての電流ヒューズ７が接 続されている。他方、図４に示す構成では、過電圧保護部品としてＰＴＣ素子８ が接続されている。 図３の構成では、過電圧・過電流が加わった場合、電流ヒューズ７が溶断する ことにより端末装置のインターフェイス部６が保護される。同様に、図４の構成 では、ＰＴＣ素子８の電流制限作用により、インターフェイス部６が保護される 。

【０００６】 ところで、近年、安全上の理由により６００Ｖといった非常に大きな過電圧に 対する保護動作が電信電話関係の端末装置に要求されてきている。これは、高圧 線が竜巻や地震等の何らかの原因により電話線に混触した場合の保護をも図るこ とが必要であると考えられてきたからである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

図３に示したように、電流ヒューズ７を過電圧・過電流保護部品として用いた 構成では、配線ミスにより商用電源等に混触した場合には、電流ヒューズ７が溶 断することによりインターフェイス部６が保護される。また、上記のように６０ ０Ｖといった大きな過電圧が印加された場合にも、やはり電流ヒューズ７が溶断 し、インターフェイス部６が確実に保護される。従って、電信電話装置に関する 規格であるＵＬ１４５９の要求を満たし、電信電話関係の端末装置を確実に保護 することができる。

【０００８】 しかしながら、電流ヒューズ７を過電圧・過電流保護部品として用いるもので あるため、復帰性を有しないという欠点があった。すなわち、電流ヒューズ７が 機能する度に、新たな電流ヒューズと交換しなければならず、従って煩雑なメン テナンス作業を実施しなければならなかった。 他方、図４に示したＰＴＣ素子８を用いた端末装置では、ＰＴＣ素子が復帰性 を有する保護部品であるため、上記のような煩雑なメンテナンス作業を省略する ことができる。しかしながら、従来のＰＴＣ素子を用いた過電圧・過電流保護部 品は、ベル電圧や２００Ｖといった程度の商用電源との混触に対してはインター フェイス部６を保護することができるものの、６００Ｖのような非常に大きな過 電圧に対してはインターフェイス部６を確実に保護することができなかった。す なわち、６００Ｖといった非常に大きな過電圧が印加された場合には、ＰＴＣ素 子８がショート破壊し、通話回路に非常に大きな電流が加わり、端末装置の発火 等の重大な事故を引き起こすことがあった。従って、従来のＰＴＣ素子を用いた 端末装置は、６００Ｖの過電圧に対する保護を要求する規格、例えばＵＬ１４５ ９、ＣＳＡまたはベルコア等の規格の要求を満たすものではなかった。

【０００９】 本考案の目的は、２００Ｖ以下の低い過電圧に対しては復帰性を有する保護動 作を果たすことができ、かつ６００Ｖのような非常に大きな過電圧が印加された 場合にも発火等の重大な事故を生じさせずに通話回路等を確実に保護し得る保護 部品を備えた電信電話用端末装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、正特性サーミスタ素子からなる過電圧・過電流保護部品を有する電 信電話用端末装置において、前記ＰＴＣ素子が、キュリー点が６０〜１２０℃の 範囲にあるセラミック材料よりなり、かつ厚みが２．５〜５．０ｍｍの板状セラ ミック素体と、前記セラミック素体の両主面に形成された電極とを有することを 特徴とする。

【００１１】 本考案の電信電話用端末装置におけるＰＴＣ素子の両主面の電極には、通常、 外部との電気的接続を図るためにリード端子がはんだにより接続されている。ま た、好ましくは、該リード端子の引出されている部分を除いた残りの部分が、絶 縁樹脂により被覆されている。

【００１２】

【作用】

キュリー点が６０〜１２０℃の範囲にあるセラミック材料からなり、厚みが２ ．５〜５．０ｍｍの板状セラミック素体を用いてＰＴＣ素子が構成されているた め、６００Ｖといった非常に大きな過電圧が印加された場合に、該ＰＴＣ素子は 層状に割れる。すなわち、本考案では、大きな過電圧が印加された場合には、確 実に層状に割れるようにＰＴＣ素子を構成することにより、大きな過電圧が印加 された場合に回路を開状態として通話回路等の端末装置回路部分を保護している 。

【００１３】 なお、ベル電圧の印加や２００Ｖの商用電源との混触のように、比較的低い過 電圧が印加された場合には、従来のＰＴＣ素子を用いた過電圧・過電流保護部品 の場合と同様に、ＰＴＣ素子の電流制限作用により繰り返し回路が保護される。

【００１４】

【実施例の説明】

以下、本考案の一実施例を説明する。 図１は、本実施例に用いられるＰＴＣ素子及びその破壊状態を説明するための 斜視図である。ＰＴＣ素子１１は、円板状のセラミック素体１２の両主面に電極 １３，１４を形成した構造を有する。セラミック素体１２は、キュリー点が６０ 〜１２０℃の範囲にあるセラミック材料からなり、かつ厚みが２．５〜５．０ｍ ｍの範囲とされている。

【００１５】 本実施例の電信電話用端末装置では、上記のようなＰＴＣ素子１１が過電圧・ 過電流保護部品として用いられているが、具体的には、図４に示した従来の端末 装置のＰＴＣ素子８に代えて、上記ＰＴＣ素子１１が用いられている。従って、 電信電話用端末装置の他の回路部分については、図２及び図４を参照して説明し た従来の構成と同様であるため、該構成についての説明を援用することにより省 略する。

【００１６】 本実施例の電信電話用端末装置においては、上記のようなＰＴＣ素子１１を用 いているため、２００Ｖ程度の過電圧に対しては繰り返し保護を行うことができ 、６００Ｖといった非常に大きな過電圧に対してはＰＴＣ素子１１の層状破壊に より保護が行われる。これを、より具体的に説明する。 まず、交流７５Ｖや１５０Ｖといったベル電圧が誤って通話回路に印加された 場合や、１００Ｖや２００Ｖといった商用電源との混触が生じた場合の過電圧保 護を説明する。この場合には、従来のＰＴＣ素子８の場合と同様に、ＰＴＣ素子 １１の電流制限作用により、通話回路等が確実に保護される。このＰＴＣ素子１ １の電流制限作用による保護は復帰性を有するため、ＰＴＣ素子１１を交換する ことなく、何度でも通話回路等を確実に保護することができる。従って、商用電 源との混触や配線ミスといった比較的頻発しがちなミスに対しては、ＰＴＣ素子 １１の復帰性を有する保護作用により、煩雑なメンテナンス作業を実施すること なく端末装置を保護することができる。

【００１７】 次に、６００Ｖの過電圧が印加された場合には、ＰＴＣ素子１１は、図１の下 方に示すように、層状破壊を引起し、破壊片１１ａと破壊片１１ｂとに分割され る。このようにＰＴＣ素子１１が層状に破壊するのは、過電圧が印加されるとＰ ＴＣ素子１１の温度が急激に上昇し、素子表面と中心部とで非常に大きな温度差 が生じ、その熱膨張差により層状破壊が生じるからである。

【００１８】 上記のように、ＰＴＣ素子１１が破壊片１１ａ，１１ｂとに層状に分割した状 態で割れるため、６００Ｖの過電圧が印加された場合には、該層状破壊により回 路が開状態とされ、端末装置の保護が図られる。この場合には、ＰＴＣ素子１１ は破壊するため、もはやＰＴＣ素子１１を再使用することができない。しかしな がら、このような非常に大きな過電圧が印加されることは非常にまれであり、か つこのような大きな過電圧が印加された場合には他の部品もその機能を果たせな くなることが多いのが普通である。従って、６００Ｖのような大きな過電圧が印 加された場合には、他の部品も交換せざるを得ないため、ＰＴＣ素子１１につい ての復帰性はさほど要求されないので、上記層状破壊により端末装置の保護は十 分に図られる。

【００１９】 上記のように、本実施例では、ＰＴＣ素子１１を確実に層状に破壊させること により、６００Ｖの過電圧に対する保護が図られる。従って、ＰＴＣ素子１１は ６００Ｖといった非常に大きな過電圧が印加された場合に、図１に下方に示した ように確実に層状に破壊される必要がある。そして、このように、ＰＴＣ素子１ １を層状に破壊するために、本考案では、ＰＴＣ素子のセラミック素体が、厚み ２．５〜５．０ｍｍの範囲にあり、かつセラミック素体を構成しているセラミッ ク材料のキュリー点が６０〜１２０℃の範囲とされている。この根拠を、図５〜 図７を参照して説明する。

【００２０】 図５は、ＰＴＣ素子１１の厚みと耐電圧との関係を示す図である。なお、図５ の，及びは、それぞれ、…ショート破壊を生じ易い領域、…ＰＴＣ素 子が６００Ｖの過電圧により層状破壊し、２００Ｖの過電圧では電流制限作用に より保護動作を行う領域、…層状破壊を起こし易い領域を示す。図５の実線Ａ から明らかなように、ＰＴＣ素子１１の静的耐電圧は、ＰＴＣ素子１１の厚みが 増加する程高くなる。また、厚みが２．５ｍｍ未満の場合には、静的な耐電圧が 非常に低くなり、６００Ｖの過電圧を印加すると、ショート破壊が生じ易くなる 。従って、本考案では、６００Ｖの過電圧が印加された場合のショート破壊を防 止するために、素子厚みが２．５ｍｍ以上とされている。

【００２１】 他方、素子の厚みが５．０ｍｍを超えると、ＰＴＣ素子１１は層状破壊が生じ 易くなる。しかしながら、ＰＴＣ素子の厚みが厚くなり過ぎると、６００Ｖより もかなり低い電圧でも層状破壊を生じる。すなわち、図５の破線Ｂから明らかな ように、ＰＴＣ素子１１の厚みが５．０ｍｍを超えると、２００Ｖの過電圧が印 加された場合でも層状破壊が生じてしまう。従って、本考案では、２００Ｖ前後 の過電圧で層状破壊を生じさせないために、ＰＴＣ素子１１の厚みが５．０ｍｍ 以下とされている。

【００２２】 図６は、ＰＴＣ素子に流れる電流と周囲温度との関係を示す図であり、実線Ｃ はキュリー点が６０℃の場合の保護電流特性を、破線Ｄはキュリー点が１２０℃ の場合の保護電流特性を示す。実線Ｃ及び破線Ｄのそれぞれ下側の領域がＰＴＣ 素子の保護不動作領域であり、上方の領域がＰＴＣ素子の動作領域であることを 示す。なお、ＰＴＣ素子１１の動作領域及び不動作領域の決定は、図７の電圧− 電流特性曲線の山を、周囲温度毎にプロットすることにより決定されたものであ る。

【００２３】 電信電話用端末装置の使用温度、すなわち使用が保証されねばならない温度範 囲は、一般に−１０〜５０℃の範囲である。従って、ＰＴＣ素子のキュリー点が ６０℃未満では、周囲温度との差が小さくなるため、図６から明らかなように不 動作電流値が周囲温度の影響を受け易くなる。なお、不動作電流値とは、ＰＴＣ 素子１１に通電しても、電流制限作用を発揮しない最大電流値を意味する。

【００２４】 従って、図６のように、不動作電流値は、周囲温度が高くなる程低くなる。す なわち、キュリー点に周囲温度が近づく程、不動作電流値が低くなる性質を有す る。 他方、ＰＴＣ素子１１は、構成しているセラミック材料のキュリー点が高い程 、電圧印加時に高温となる。従って、キュリー点が１２０℃を超えるセラミック 材料からなる場合には、周囲温度とＰＴＣ素子１１の内部の温度との差が大きく なり、層状に割れ易くなる。よって、キュリー点が１２０℃を超えると、６００ Ｖよりも低い電圧でも層状破壊が生じ易くなってしまう。また、６００Ｖの過電 圧が印加された場合に、ＰＴＣ素子１１の表面が異常な高温となると、素子に接 着していたはんだが溶融し、他の部品に接触するおそれもあった。従って、本考 案では、ＰＴＣ素子１１を構成するセラミック材料のキュリー点が１２０℃以下 とされている。

【００２５】 上記のように、本考案では、使用するＰＴＣ素子１１の厚み及び該ＰＴＣ素子 １１を構成しているセラミック材料のキュリー温度を上記特定の範囲に選択する ことにより、６００Ｖの過電圧に対して確実にＰＴＣ素子１１を層状破壊させ、 他方、２００Ｖ前後の過電圧に対してはＰＴＣ素子の電流制限作用により繰り返 し回路を保護することが可能とされている。

【００２６】 なお、図１に示したＰＴＣ素子１１は、本考案に用いられるＰＴＣ素子のあく までも一例を図示したものであり、本考案で用いるＰＴＣ素子としては、円板状 以外の他の形状のものを用いてもよい。 また、図１に示したＰＴＣ素子１１は、通常、図８に示すように、両主面の電 極１３，１４にリード端子１５，１６をはんだ１７，１８により接合したリード 付部品の形で用いられる。さらに、好ましくは、リード端子１７，１８の引出さ れている部分を除いた残りの部分が絶縁樹脂１９（一点鎖線で形成される位置の みを示す）で被覆される。

【００２７】

【考案の効果】

本考案によれば、電信電話用端末装置の過電圧・過電流保護部品として用いら れているＰＴＣ素子が、上記特定の範囲のキュリー温度を有するセラミック材料 からなり、かつ上記特定の範囲の厚みを有するように構成されているため、６０ ０Ｖの過電圧が印加された場合にはＰＴＣ素子が層状に確実に破壊される。従っ て、回路が開状態とされて、端末装置の保護が図られる。すなわち、ＰＴＣ素子 を層状に破壊させるように構成することにより、回路を確実に開状態とし、それ によって発火等の重大な事故の発生を確実に防止することが可能とされる。

【００２８】 他方、２００Ｖ前後の過電圧や、２００Ｖよりも低い過電圧が印加された場合 には、従来のＰＴＣ素子の場合と同様にＰＴＣ素子の電流制限作用により回路が 保護される。この電流制限作用による保護は復帰性を有するため、煩雑な交換作 業を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に用いられるＰＴＣ素子の外
観及び層状に破壊した状態を示す斜視図である。

【図２】電信電話用端末装置の概略を説明するための回
路図である。

【図３】過電圧・過電流保護部品として電流ヒューズを
用いた従来の電信電話用端末装置を説明するための回路
図である。

【図４】過電圧・過電流保護部品としてＰＴＣ素子を用
いた従来の電信電話用端末装置の回路図である。

【図５】ＰＴＣ素子の厚みと耐電圧との関係を示す図で
ある。

【図６】周囲温度とＰＴＣ素子に流れる電流との関係を
説明するための図である。

【図７】ＰＴＣ素子の電流−電圧特性を示す図である。

【図８】実施例の電信電話用端末装置のＰＴＣ素子を部
品として構成した例を示す略図的斜視図である。

【符号の説明】

１１…ＰＴＣ素子 １２…セラミック素体 １３，１４…電極

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 正特性サーミスタ素子からなる過電圧・
   過電流保護部品を有する電信電話用端末装置において、
   前記正特性サーミスタ素子が、キュリー温度が６０〜１
   ２０℃の範囲にあるセラミック材料よりなり、かつ厚み
   が２．５〜５．０ｍｍの板状のセラミック素体と、前記
   セラミック素体の両主面に形成された電極とを有するこ
   とを特徴とする電信電話用端末装置。
2. 【請求項２】 前記正特性サーミスタ素子の両主面の電
   極にはんだにより接合された一対のリード端子をさらに
   備える請求項１に記載の電信電話用端末装置。
3. 【請求項３】 前記正特性サーミスタ素子のリード端子
   が引き出されている部分を除いた残りの部分が絶縁性樹
   脂により被覆されている請求項２に記載の電信電話用端
   末装置。