JPH04294082A

JPH04294082A - 通信回線用サージアブソーバ

Info

Publication number: JPH04294082A
Application number: JP3083147A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shibayama; 柴山　▲隆▼; Takaaki Ito; 隆明伊藤; Fujio Ikeda; 富士男池田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-10-19
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JP2513087B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電話機、ファクシミリ、
電話交換機、モデム等の通信機器用の電子部品に適する
ギャップ型サージ吸収素子を備えたサージアブソーバに
関する。更に詳しくは通信回線等からの雷サージ等を吸
収して機器のＩＣ等を保護する機能に加えて、過電圧又
は過電流が継続して侵入した時のサージ吸収素子の異常
発熱の防止機能を有するサージアブソーバに関するもの
である。本明細書で、過電圧又は過電流とは、サージ吸
収素子の放電開始電圧を上回る異常電圧とこれに伴う異
常電流をいう。

【０００２】

【従来の技術】この種のサージ吸収素子は電子部品の一
対の入力線路にこの電子部品に並列に接続され、電子部
品の使用電圧より高い電圧で動作するように構成される
。即ち、サージ吸収素子はその放電開始電圧より低い電
圧では抵抗値の高い抵抗体であるが、印加電圧がその放
電開始電圧以上のときには数１０Ω以下の抵抗値の低い
抵抗体になる。このため、この種のサージ吸収素子は雷
サージのような大電流が瞬間的に侵入すると、サージ吸
収素子が放電してサージ電圧を吸収し電子部品を保護す
る。しかし、不慮の事故等によりサージ吸収素子に数秒
間にわたって連続的に過電圧又は過電流が加わると、サ
ージ吸収素子に電流が流れ続け、サージ吸収素子は極度
に発熱する特性を有している。特に通信回線にＡＣ電源
線が何等かの原因で混触した場合には、電話機内に使用
されているサージ吸収素子が発熱し発火の原因となる。通常、このような過電圧又は過電流が回路に継続して侵
入することは考えられないが、不慮の事故を想定して最
大限の安全対策を施していく考えが広まってきている。例えば、米国のＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ　Ｌ
ａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．）では、このような
継続的な過電圧又は過電流の侵入時にサージアブソーバ
が通信機器に火災や電撃の危険を与えてはならないよう
に、サージアブソーバに対して所定の安全規格を制定し
ている。

【０００３】従来、こうした安全規格に適合し、継続的
な過電圧又は過電流に起因した電子機器の発火を防止し
得るサージアブソーバとして、図５に示すように通信機
器の電子部品５の一対の入力線路１，２に電子部品５に
並列にサージアブソーバ３を接続し、このサージアブソ
ーバ３の前段の一方の入力線路１に低融点金属部材であ
るヒューズ４を接続したものが知られている。また低融
点金属部材をサージ吸収素子の表面に密着させ、この低
融点金属部材をサージ吸収素子に直列に接続したものが
開示されている（特開昭６３−１８９２３）。これらの
サージアブソーバではＡＣ電源線が通信回線に混触した
場合には低融点金属部材が溶断してサージ吸収素子の異
常発熱を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来のサー
ジアブソーバでは過電圧又は過電流が侵入した時には、
このサージによってサージ吸収素子が異常発熱して低融
点金属部材が溶断し、その都度、新しい低融点金属部材
と交換しなければ電話機等の通信機器が使用できない不
具合があった。これを防止するために低融点金属部材の
容量を大きくすると、過電圧又は過電流が侵入した時に
低融点金属部材が溶断せず、相変らずサージ吸収素子が
発熱、発火する恐れがあった。

【０００５】本発明の目的は、雷サージのような瞬間的
なサージ電圧を吸収することに加えて、継続的な過電圧
又は過電流の侵入があった場合にはサージ吸収素子の異
常発熱を防止して周辺の電子機器を保護するサージアブ
ソーバを提供することにある。本発明の別の目的は、継
続的な過電圧又は過電流の侵入が止むと自動的に復元す
るサージアブソーバを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ギャップ
型サージ吸収素子の発熱が主として素子内部のアーク放
電による発熱であることから、この発熱を利用してアー
ク放電を抑制するように構成すれば、上記目的を達成で
きることに着目し、本発明に到達した。本発明のサージ
アブソーバは、図１に示すように両端に電極１７，１８
を有するギャップ型サージ吸収素子１４の一方の電極１
７に熱応動片１５の一端が接続され、サージ吸収素子１
４の他方の電極１８と間隔をあけて熱応動片１５の他端
が設けられ、熱応動片１５はサージ吸収素子１４の発熱
によりその他端が他方の電極１８に接続するように構成
されたものである。

【０００７】

【作用】雷サージの侵入時にはギャップ型サージ吸収素
子１４に電流が流れ通信機器を保護する。継続して過電
圧又は過電流が加わった時にはサージ吸収素子１４がア
ーク放電により発熱し、この発熱により熱応動片１５が
熱変形してサージ吸収素子１４の両電極１７，１８を短
絡させ、アーク放電を止める。

【０００８】次に本発明の実施例を比較例とともに図面
に基づいて詳しく説明する。＜実施例１＞図１及び図２に示すように、通信機器の電
子部品１０の一対の入力線路１１，１２には電子部品１
０に並列にサージアブソーバ１３が接続される。サージ
アブソーバ１３はサージ吸収素子１４とバイメタル片１
５とこれらを被包する無機ガラス管１６からなる。この
例ではサージ吸収素子１４は放電開始電圧が３００Ｖの
ギャップ型放電管である。このサージ吸収素子１４の両
端に互いに対向して設けられた電極１７，１８はステン
レス鋼からなり、一方の電極１７の内側凸部１７ａの上
部にはバイメタル片１５の一端が接続される。バイメタ
ル片１５の他端はサージ吸収素子１４の他方の電極１８
の内側凸部１８ａの上部と間隔をあけて設けられる。バ
イメタル片１５は外層がＦｅ−Ｎｉ合金の高膨張体から
なり、内層がインバー合金の低膨張体からなる。これに
より、バイメタル片１５はサージ吸収素子１４の電極間
のアーク放電による発熱でその他端が電極１８の凸部１
８ａに接続するように構成される。電極１７の外側には
リード線１９が、電極１８の外側にはリード線２０がそ
れぞれ接続される。

【０００９】このサージアブソーバ１３を製造するには
、最初に電極１７にバイメタル片１５の一端の低膨張体
側をスポット溶接により接続し、次いでアルゴンガス雰
囲気下で電極１７，１８をガラス管１６の両端に互いに
向合うように挿入する。バイメタル片１５の他端が電極
１８と所定の間隔をあけるように位置決めした後ガラス
管１６を密封する。

【００１０】このような構成のサージアブソーバ１３で
は、入力線路１１，１２間に急峻な雷サージが侵入する
と、サージ吸収素子１４の電極１７，１８間でアーク放
電が生じて電流が流れ、サージアブソーバ１３の後段に
並列接続された電子部品１０を雷サージから保護する。また継続して入力線路１１，１２間に過電圧又は過電流
が加わった場合には、サージ吸収素子１４の電極１７，
１８間でアーク放電が生じて電流が流れ続ける。バイメ
タル片１５が加熱され、図の破線で示すように変形して
電極１７，１８を短絡する。これにより連続的なアーク
放電を防止でき、かつ無機ガラス管１６の発熱を低減す
ることができる。バイメタル片１５が冷えれば復元し、
なお過電圧又は過電流が加わっていれば同じ動作を繰返
す。

【００１１】＜実施例２＞図３は本発明の別の実施例を
示す。図３において、図１と同一符号は同一構成部品を
示す。この例の特徴あるところは、電極１７の凸部１７
ａの下部にバイメタル片１５の一端の高膨張体側がスポ
ット溶接され、バイメタル片１５の他端が電極１８の凸
部１８ａの上部と間隔をあけて設けられた点にある。こ
の構造によればアーク放電時にバイメタル片１５の受け
る熱量がより多くなりより短時間に電極１７，１８を短
絡する。

【００１２】＜実施例３＞図４は本発明の更に別の実施
例を示す。この例ではサージアブソーバ２３のサージ吸
収素子２４は放電開始電圧が３００Ｖのマイクロギャッ
プ型放電管である。このサージ吸収素子２４は導電性皮
膜で被包した円柱状のセラミックス素体２５を備え、こ
の素体２５の中央部分の周方向に数１０μｍのマイクロ
ギャップ２６が形成される。この素体２５の両端にはキ
ャップ電極２７，２８が冠着される。電極２７の外面に
は実施例１と同一のバイメタル片１５の一端がスポット
溶接により接続され、バイメタル片１５の他端は電極２
８と間隔をあけて設けられる。このバイメタル片１５が
取付けられたサージ吸収素子２４は電極２７，２８にリ
ード線３１，３２がそれぞれ接続された後、アルゴンガ
ス雰囲気下でガラス管２９に封入される。このサージア
ブソーバ２３の動作は前記実施例と同様であるため、繰
返しの説明を省略する。

【００１３】＜比較例１＞図１に示したバイメタル片１
５を設けないサージアブソーバを比較例１とする。＜比較例２＞図４に示したバイメタル片１５を設けない
サージアブソーバを比較例２とする。

【００１４】＜各種試験とその結果＞実施例２，３及び
比較例１，２の各サージアブソーバについて過電圧過電
流試験を行った。実施例２及び３のサージアブソーバに
ついては、それぞれ図２に示すように入力線路１１，１
２に接続した。また比較例１及び２のサージアブソーバ
については、それぞれ図５に示すように０．５Ａのヒュ
ーズ４が設けられた入力線路１と別の入力線路２との間
に接続した。（ａ）　過電圧過電流試験これらの試験回路の一対の入力線路に、ＡＣ６００Ｖで
４０Ａの電流を１．５秒間流す試験（試験Ａ）、ＡＣ６
００Ｖで２．２Ａの電流を３０分間流す試験（試験Ｂ）
、及びＡＣ６００Ｖで０．５Ａの電流を３０分間流す試
験（試験Ｃ）をそれぞれ行った。その結果を表１に示す
。表１から比較例１及び２のサージアブソーバが特性を
維持できず、或いはサージアブソーバが発熱したのに対
して、実施例２及び３のサージアブソーバは大サージ電
流を吸収できるとともに、広い電流範囲で発熱すること
がなかった。（ｂ）　サージ印加試験実施例２及び３については、図２に示す入力線路１１及
び１２に（８×２０）μｓｅｃ−５００Ａの疑似サージ
電流を流した。一方比較例１及び２については、図５に
示す入力線路１及び２に（８×２０）μｓｅｃ−２００
Ａの疑似サージ電流を流した。比較例１及び２のサージ
アブソーバが（８×２０）μｓｅｃ−２００Ａのサージ
電流でヒューズが溶断したのに対して、実施例２及び３
のサージアブソーバは（８×２０）μｓｅｃ−５００Ａ
のサージ電流でもその特性は劣化しなかった。（以下、
本頁余白）

【００１５】

【表１】

【００１６】なお、上記実施例では熱応動片として、バ
イメタル片を示したが、形状記憶合金片でもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、両
端に電極を有するギャップ型サージ吸収素子の一方の電
極に熱応動片の一端を接続し、サージ吸収素子の他方の
電極と間隔をあけて熱応動片の他端を設け、熱応動片が
サージ吸収素子の発熱によりその他端が他方の電極に接
続するように構成したので、雷サージのような瞬間的な
サージ電圧を吸収することに加えて、継続的な過電圧又
は過電流の侵入があった場合にはサージ吸収素子の異常
発熱を防止して周辺の電子機器を保護することができる
。また、継続的な過電圧又は過電流の侵入が止むと自動
的に復元し、従来のようにヒューズを交換する煩わしさ
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のサージアブソーバの断面図。

【図２】本発明実施例のサージ吸収回路の構成図。

【図３】本発明の別の実施例のサージアブソーバの断面
図。

【図４】本発明の更に別の実施例のサージアブソーバの
断面図。

【図５】比較例のサージアブソーバが接続されるサージ
吸収回路の構成図。

【符号の説明】

１３，２３　　　　サージアブソーバ１４，２４　　　　ギャップ型サージ吸収素子１５　　
　　バイメタル片（熱応動片）１７，１８，２７，２８
　　　　電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　両端に電極（１７，１８）を有するギ
ャップ型サージ吸収素子（１４）の一方の電極（１７）
に熱応動片（１５）の一端が接続され、前記サージ吸収
素子（１４）の他方の電極（１８）と間隔をあけて前記
熱応動片（１５）の他端が設けられ、前記熱応動片（１
５）は前記サージ吸収素子（１４）の発熱によりその他
端が前記他方の電極（１８）に接続するように構成され
た通信回線用サージアブソーバ。
【請求項２】　　熱応動片（１５）がバイメタルからな
る請求項１記載の通信回線用サージアブソーバ。
【請求項３】　　熱応動片（１５）が形状記憶合金から
なる請求項１記載の通信回線用サージアブソーバ。