(57)【要約】【課題】  酸化亜鉛形バリスタの劣化など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薄型で安価な遮断板付ＳＰＤを提供する。【解決手段】  単相交流電路における電気機器と大地間に直列に接続され、絶縁性ケース１０内に並置された二個の酸化亜鉛形バリスタ２０と、それら二個の酸化亜鉛形バリスタ２０間に接続され、酸化亜鉛形バリスタ２０のうちの少なくとも一方の異常発熱により溶断する低溶融金属からなる温度ヒューズ３０と、酸化亜鉛形バリスタ２０間に配置され、その酸化亜鉛形バリスタ２０の異常発熱による温度ヒューズ３０の軟化時点でその温度ヒューズ３０を分断するように変位する絶縁性遮断板４０とを具備する。【選択図】    図２
2010211928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相交流電路における電気機器と大地間に直列に接続され、絶縁性ケース内に並置された二個の酸化亜鉛形バリスタと、それら二個の酸化亜鉛形バリスタ間に接続され、前記酸化亜鉛形バリスタのうちの少なくとも一方の異常発熱により溶断する低溶融金属からなる温度ヒューズと、前記酸化亜鉛形バリスタ間に配置され、その酸化亜鉛形バリスタの異常発熱による温度ヒューズの軟化時点でその温度ヒューズを分断するように変位する絶縁性遮断板とを具備したことを特徴とする遮断板付ＳＰＤ。
【請求項２】
前記絶縁性遮断板は、前記温度ヒューズが挿通された貫通孔を有する板状をなし、前記絶縁性ケースとの間に配設された弾性部材の弾性力により前記貫通孔の周縁で前記温度ヒューズを押圧する請求項１に記載の遮断板付ＳＰＤ。
【請求項３】
前記絶縁性遮断板は、その変位により絶縁性ケースから突出する劣化表示部を有する請求項１又は２に記載の遮断板付ＳＰＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化亜鉛形バリスタを内蔵し、直撃雷によるサージ電圧を酸化亜鉛形バリスタで吸収してその直撃雷から電気機器を保護する直撃雷用として好適で、酸化亜鉛形バリスタの故障あるいは劣化に対する保護として温度ヒューズ機能を具備した遮断板付ＳＰＤ（Surge Protective Device：サージ防護デバイス）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば直撃雷などによる雷害を防止する目的から、単相４００Ｖ交流電路において電気機器と大地間に、直撃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。この直撃雷用ＳＰＤとしては、酸化亜鉛形バリスタを内蔵させた構造のものがある。
【０００３】
この酸化亜鉛形バリスタは、雷サージが繰り返し印加されると、その雷サージの電流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）。
【０００４】
この特許文献１で開示されたＳＰＤは、酸化亜鉛形バリスタの一方の端子とその電極端子との間に低融点金属合金板を接続した構造を具備する。この低融点金属合金板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を電源回路から切り離すことを可能にしている。
【０００５】
例えば、酸化亜鉛形バリスタの劣化によりその酸化亜鉛形バリスタに異常発熱が発生すると、酸化亜鉛形バリスタの端子から低融点金属合金板に熱が伝わる。この低融点金属合金板と端子との接続部の温度が低融点金属合金板の融点を超えるとその低融点金属合金板が溶融し、酸化亜鉛形バリスタの端子と電極端子とを溶断する。この低融点金属合金板の溶融により、酸化亜鉛形バリスタを電源回路から切り離し、酸化亜鉛形バリスタの熱暴走による発煙発火を未然に防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７９８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した従来のＳＰＤでは、酸化亜鉛形バリスタの端子と低融点金属合金板との接続部が低融点金属合金板の融点に達した時点で低融点金属合金板が溶融することにより、酸化亜鉛形バリスタ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の異常発熱により端子と低融点金属合金板の軟化温度状態では、酸化亜鉛形バリスタの切り離しを行うことができない。しかし、酸化亜鉛形バリスタの劣化に対する保護としては、低融点金属合金板が溶融する前に軟化温度に達した時点で、酸化亜鉛形バリスタ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。
【０００８】
その理由は以下のとおりである。従来のＳＰＤでは、酸化亜鉛形バリスタの端子と低融点金属合金板との接続部が溶融することで、酸化亜鉛形バリスタを電源回路から切り離すようにしているが、このように低融点金属合金板が溶融状態に至ってから切り離しを行うと、低融点金属合金板の溶融部分が流動するため、端子と低融点金属合金板との離間距離を確保する手段や、その溶融部分が他の充電部に侵入して悪影響を及ぼさないような配慮が必要となるためである。さらに、低溶融金属合金板の軟化点温度と溶融点温度ではその温度に到達する時間に差があるため、酸化亜鉛形バリスタをより迅速に切り離すことが安全性を高めることからも、低溶融金属合金板が軟化する時点で切り離すことがより望ましい。
【０００９】
一方、単相４００Ｖ交流電路で使用されるＳＰＤには、４００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタを内蔵させることになるが、その４００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタは厚みが大きく、ＳＰＤ自体も厚型化することになる。また、４００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタは一般的ではなく高価となっている。このような４００Ｖ交流電路で使用されるＳＰＤでは、酸化亜鉛形バリスタの劣化など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薄型で安価なものが要望されている。
【００１０】
そこで、本発明は前述の要望に対し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など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薄型で安価な遮断板付ＳＰＤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、単相交流電路における電気機器と大地間に直列に接続され、絶縁性ケース内に並置された二個の酸化亜鉛形バリスタと、それら二個の酸化亜鉛形バリスタ間に接続され、酸化亜鉛形バリスタのうちの少なくとも一方の異常発熱により溶断する低溶融金属からなる温度ヒューズと、酸化亜鉛形バリスタ間に配置され、その酸化亜鉛形バリスタの異常発熱による温度ヒューズの軟化時点でその温度ヒューズを分断するように変位する絶縁性遮断板とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
例えば４００Ｖ交流電路用ＳＰＤの場合、その４００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタは厚みが大きく高価であるのに対して、一般的に使用される２００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタは４００Ｖ交流電路仕様定格のものと比べて半分程度の厚みを有する薄型かつ安価である。そこで、本発明では、２００Ｖ交流電路仕様定格を持つ二個の酸化亜鉛形バリスタを単相交流電路における電気機器と大地間に直列に接続して絶縁性ケース内に並置したことにより、ＳＰＤの薄型化および低廉化を実現容易にしている。
【００１３】
また、酸化亜鉛形バリスタのうちの少なくとも一方の劣化などによる異常発熱が発生した場合、二個の酸化亜鉛形バリスタ間に接続された温度ヒューズが溶断するが、その温度ヒューズが溶融する前に軟化した時点で、二個の酸化亜鉛形バリスタ間に配置された絶縁性遮断板が変位して温度ヒューズを分断する。これにより、二個の酸化亜鉛形バリスタの分離を迅速に行うことができて酸化亜鉛形バリスタの保護が確実となって安全性の確保が図れる。また、絶縁性遮断板による温度ヒューズの分断時、分断された二つの温度ヒューズ片の間に絶縁性遮断板が介在するため、温度ヒューズの溶断箇所での絶縁性を確保することができ、二個の酸化亜鉛形バリスタを確実に分離することができる。
【００１４】
本発明における絶縁性遮断板は、温度ヒューズが挿通された貫通孔を有する板状をなし、絶縁性ケースとの間に配設された弾性部材の弾性力により貫通孔の周縁で温度ヒューズを押圧する構造が望ましい。このような構造とすれば、酸化亜鉛形バリスタの劣化などによる異常発熱が発生した場合、温度ヒューズが軟化した時点で絶縁性遮断板を速やかに変位させて温度ヒューズを分断することができ、分断された二つの温度ヒューズ片の間に絶縁性遮断板を確実に介在させることができる。
【００１５】
また、本発明における絶縁性遮断板は、その変位により絶縁性ケースから突出する劣化表示部を有する構造が望ましい。このようにすれば、酸化亜鉛形バリスタの劣化などによる異常発熱が発生した場合、劣化表示部が絶縁性ケースから突出することにより、その酸化亜鉛形バリスタの劣化などの異常を目視確認することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、二個の酸化亜鉛形バリスタを単相交流電路における電気機器と大地間に直列に接続して絶縁性ケース内に並置したことにより、ＳＰＤの薄型化および低廉化を実現容易にしている。
【００１７】
また、酸化亜鉛形バリスタの劣化などによる異常発熱が発生した場合、二個の酸化亜鉛形バリスタ間に接続された温度ヒューズが溶融する前に軟化した時点で、二個の酸化亜鉛形バリスタ間に配置された絶縁性遮断板が変位して温度ヒューズを分断することにより、酸化亜鉛形バリスタの切り離しを迅速に行うことができて酸化亜鉛形バリスタの保護が確実となって安全性の確保が図れる。
【００１８】
さらに、絶縁性遮断板による温度ヒューズの分断時、分断された二つの温度ヒューズ片の間に介在する絶縁性遮断板により、温度ヒューズの溶断箇所での絶縁性を確保することができ、酸化亜鉛形バリスタを確実に切り離すことできる。また、二個の酸化亜鉛形バリスタで共通する一つの絶縁性遮断板を設けたことにより、小型で安価なＳＰＤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態における遮断板付ＳＰＤの全体構成を示す組立分解斜視図である。
【図２】図１の遮断板付ＳＰＤの組立完了状態で内部構造を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）は図２の温度ヒューズおよび絶縁性遮断板を示す拡大部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図５】図２の遮断板付ＳＰＤの遮断板動作状態を示す断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）は図５の温度ヒューズおよび絶縁性遮断板を示す拡大部分斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る遮断板付ＳＰＤの実施形態を以下に詳述する。本発明は、直撃雷によるサージ電圧を酸化亜鉛形バリスタで吸収してその直撃雷から電気機器を保護する直撃雷用ＳＰＤに好適である。図１は遮断板付ＳＰＤの組立分解斜視図、図２は組立完了した遮断板付ＳＰＤの断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２１】
図１〜図３に示す実施形態の遮断板付ＳＰＤは、例えば４００Ｖ交流電路用を例示し、樹脂製の絶縁性ケース１０内に、２００Ｖ交流電路仕様定格を持つ二個の酸化亜鉛形バリスタ２０、温度ヒューズ３０および絶縁性遮断板４０を主要な構成部品として収容した構造を具備する。
【００２２】
絶縁性ケース１０は、一対のケース半体１１からなる半割り構造を有し、それぞれのケース半体１１を接合一体化することにより二個の酸化亜鉛形バリスタ２０、温度ヒューズ３０および絶縁性遮断板４０からなる主要な構成部品が格納されている。なお、ケース半体１１には、酸化亜鉛形バリスタ２０の故障時に発生するガスを抜くためのスリット１２が形成されている。
【００２３】
前述の酸化亜鉛形バリスタ２０は、略直方体形状を有し、その対向する両側面（図２の上下方向）に電極２１，２２（図１参照）を露呈させている。この酸化亜鉛形バリスタ２０の一方の電極２１には金具７１を介して電極端子７２が取り付けられて絶縁性ケース１０の外部へ導出されている。二個の酸化亜鉛形バリスタは、単相４００Ｖ交流電路における電気機器と大地間に直列に接続される。
【００２４】
酸化亜鉛形バリスタ２０の他方の電極２２には金具８１を介して温度ヒューズ３０が取り付けられている。この温度ヒューズ３０は、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０の電極２２から延びる金具８１の先端部に架設されている。温度ヒューズ３０は、酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などによる異常発熱で溶断し、定格耐量以下のサージ電流では自己発熱で溶融しない低溶融金属からなる。
【００２５】
絶縁性遮断板４０は、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０の対向する側面間に配置されて図示上下方向に延びる帯板状をなし、その先端部の手前部位に、図４（ａ）（ｂ）に示すように絶縁性遮断板４０が延びる方向と直交するように配置された温度ヒューズ３０が挿通される貫通孔４１を形成している。この絶縁性遮断板４０の基端部と絶縁性ケース１０との間に弾性部材であるばね６０が介設され、このばね６０の弾性力により絶縁性遮断板４０を図示上方へ変位可能なように付勢している。
【００２６】
また、絶縁性遮断板４０の先端部には円柱状の劣化表示部４２が設けられて絶縁性ケース１０の孔１３内に配置されている。さらに、絶縁性遮断板４０の貫通孔４１の先端側部位には、絶縁性遮断板４０が延びる方向と直交するように張り出したレバー部４３が設けられ、そのレバー部４３の先端に、絶縁性ケース１０の隅部に配設された接点５０に当接可能な凸部４４が形成されている。なお、この接点５０は、酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などによる異常発熱が発生したことを警報信号として取り出すものである。
【００２７】
この実施形態における４００Ｖ交流電路用ＳＰＤでは、４００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタは厚みが大きく高価であるのに対して、この実施形態で使用する２００Ｖ交流電路仕様定格の酸化亜鉛形バリスタ２０は４００Ｖ交流電路仕様定格のものと比べて半分程度の厚みを有する薄型かつ安価である。このＳＰＤでは、２００Ｖ交流電路仕様定格を持つ二個の酸化亜鉛形バリスタ２０を直列に接続して絶縁性ケース１０内に並置したことにより、ＳＰＤの薄型化および低廉化を実現容易にしている。
【００２８】
図１〜図４（ａ）（ｂ）は酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などによる異常発熱がない正常時のＳＰＤを示す。この時、絶縁性遮断板４０はばね６０の弾性力に抗して初期位置にあり、貫通孔４１の周縁で温度ヒューズ３０を押圧した状態にある。この時、絶縁性遮断板４０の先端に位置する劣化表示部４２は絶縁性ケース１０の孔１３から突出することなく、その劣化表示部４２の先端面は絶縁性ケース１０の外面と面一になっている。また、絶縁性遮断板４０から延びるレバー部４３の凸部４４は接点５０に当接することにより、その接点が閉じた状態にある。
【００２９】
一方、図５〜図７（ａ）（ｂ）は酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などによる異常発熱が発生した場合を示す。この時、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０の電極２２間に金具８１を介して接続された温度ヒューズ３０が溶断するが、その温度ヒューズ３０が溶融する前に軟化した時点で、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０間に配置された絶縁性遮断板４０がばね６０の弾性力により図示上方へ変位して温度ヒューズ３０を分断する。
【００３０】
これにより、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０の分離を迅速に行うことができて酸化亜鉛形バリスタ２０の保護が確実となって安全性の確保が図れる。また、絶縁性遮断板４０による温度ヒューズ３０の分断時、その絶縁性遮断板４０が速やかに変位し、分断された二つの温度ヒューズ片３１〔図７（ａ）（ｂ）参照〕の間に絶縁性遮断板４０が確実に介在するため、温度ヒューズ３０の溶断箇所での絶縁性を確保することができ、二個の酸化亜鉛形バリスタ２０を確実に分離することができる。
【００３１】
また、この時、絶縁性遮断板４０が図示上方へ変位することによりその先端部に設けられた劣化表示部４２が絶縁性ケース１０の孔１３から突出する。このように劣化表示部４２が絶縁性ケース１０から突出することにより、酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などの異常を目視確認することができる。
【００３２】
さらに、絶縁性遮断板４０が図示上方へ変位することにより、その絶縁性遮断板４０から延びるレバー部４３の凸部４４が接点５０から外れることでその接点５０が開いた状態となる。これにより、酸化亜鉛形バリスタ２０の劣化などによる異常発熱が発生したことを警報信号として取り出すことが可能となる。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
１０  絶縁性ケース
２０  酸化亜鉛形バリスタ
３０  温度ヒューズ
４０  絶縁性遮断板
４１  貫通孔
４２  劣化表示部
６０  弾性部材（ばね）
【図１】
2010211928.tif 000003
【図２】
2010211928.tif 000004
【図３】
2010211928.tif 000005
【図４】
2010211928.tif 000006
【図５】
2010211928.tif 000007
【図６】
2010211928.tif 000008
【図７】
2010211928.tif 000009