(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回線に接続される１次巻線と、前記通信回線に対して通信を行う被保護機器に接続される２次巻線と、を有する絶縁トランスにより構成され、前記通信回線から侵入する異常電圧を遮断して前記被保護機器を保護する通信回線用アイソレータであって、
前記被保護機器は、前記通信回線に対し、パルストランスを介してパルス信号の送受信を行って前記通信を実行する機能を有し、前記パルストランスは、前記絶縁トランスの前記２次巻線側に接続される１次巻線と、前記被保護機器の内部回路側に接続される２次巻線と、を有し、前記パルストランスの前記１次巻線における中間タップが、前記被保護機器の内部容量を介して接地されており、
前記絶縁トランスにおける前記１次巻線と前記２次巻線との間に生じる寄生容量と、前記内部容量と、を直列に接続することにより、前記寄生容量及び前記内部容量にて前記異常電圧を分担するようにし、且つ、前記内部容量の分担電圧が所定値以下となるように前記寄生容量の容量値を設定するようにした、
ことを特徴とする通信回線用アイソレータ。
【請求項２】
前記絶縁トランスは、絶縁部材により形成されたケースに収納されて、前記被保護機器に対し外付けされ、
前記ケースの外面には、圧力抜き用の孔が形成され、
前記孔は、前記ケースの内圧上昇時に開放可能なシールにより封止されていることを特徴とする請求項１記載の通信回線用アイソレータ。
【請求項３】
前記絶縁部材は、合成樹脂部材であることを特徴とする請求項２記載の通信回線用アイソレータ。
【請求項４】
前記絶縁トランスは、前記被保護機器に内蔵されることを特徴とする請求項１記載の通信回線用アイソレータ。
【請求項５】
請求項２又は３記載の通信回線用アイソレータは、
前記絶縁トランスと、
前記絶縁トランスの前記１次巻線に接続され、前記通信回線に対して着脱自在に接続される入出力用の第１のコネクタと、
前記絶縁トランスの前記２次巻線に接続され、前記被保護機器に対して着脱自在に接続される入出力用の第２のコネクタと、を備え、
前記絶縁トランス及び前記第１のコネクタは、前記ケースに収納され、
前記第２のコネクタは、ケーブルにより前記ケースから引き出されていることを特徴とする通信回線用アイソレータ。
【請求項６】
請求項３記載の通信回線用アイソレータは、
前記絶縁トランスと、
前記絶縁トランスの前記１次巻線に接続され、前記通信回線に対して着脱自在に接続される入出力用の第１のコネクタと、
前記絶縁トランスの前記２次巻線に接続され、前記被保護機器に対して着脱自在に接続される入出力用の第２のコネクタと、を備え、
前記絶縁トランス、前記第１のコネクタ、及び前記第２のコネクタは、前記ケースに収納されていることを特徴とする通信回線用アイソレータ。
【請求項７】
前記中間タップは、インピーダンス整合用抵抗と前記内部容量とを介して、接地されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信回線用アイソレータ。
【請求項８】
前記パルストランスの前記１次巻線は、コモンモードチョークコイルを介して、前記絶縁トランスの前記２次巻線側に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の通信回線用アイソレータ。
【請求項９】
前記通信回線は、ローカル・エリア・ネットワークであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信回線用アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローカル・エリア・ネットワーク（Local  Area  Network、以下「ＬＡＮ」という。）回線等の通信回線に接続される光回線終端装置（Optical  Network  Unit、以下「ＯＮＵ」という。）、ホームゲートウェイ（Home  Gateway、以下「ＨＧＷ」という。）、パーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という。）、モデム等の通信機器である被保護機器を保護するために、通信回線に介在させるよう配置される通信回線用アイソレータ（例えば、ＬＡＮ用のサージ防護デバイス（Surge  Protective  Device、以下「ＳＰＤ」という。））に係り、特に、高耐圧性能を有する絶縁型の通信回線用アイソレータ（例えば、絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電源線、通信線又は接地線から侵入する雷サージ等の異常電圧や異常電流から被保護機器である通信機器を保護するために、それらの各線にはＳＰＤが設置される。ＳＰＤには、以下の通り、大きく分けて２種類のタイプ（放流型、絶縁型）がある。
【０００３】
放流型ＳＰＤには、例えば、特許文献１に記載された電源用の放流型ＳＰＤと、特許文献２に記載された通信用の放流型ＳＰＤとが知られている。この放流型ＳＰＤは、アレスタ、バリスタ等で構成され、これらの構成部品が接地されている。動作としては、ＳＰＤが異常電流を受け入れてその異常電流を接地側に放流させることで、通信機器側に異常電流を侵入させないようにしている。
【０００４】
又、絶縁型ＳＰＤには、例えば、特許文献３に記載された電源用の絶縁型ＳＰＤと、特許文献４に記載された通信用の絶縁型ＳＰＤとが知られている。この絶縁型ＳＰＤは、絶縁トランス（変圧器）により構成され、その絶縁トランスに静電シールドを設けて接地するタイプが多いが、接地しないタイプも有る。動作としては、絶縁トランスが電源線又は通信線の回線に介在されることにより、回線に絶縁部が形成されるので、絶縁トランスが破壊されない限り、異常電流が通信機器側に侵入しない。
【０００５】
絶縁型ＳＰＤについて説明すると、この絶縁型ＳＰＤで用いられる絶縁トランスは、１次巻線と２次巻線との間に寄生容量を有する。そのため、電源線又は通信線側である１次側と電源機器又は通信機器側である２次側とを絶縁トランスを用いて絶縁したとしても、絶縁トランスの１次巻線側から侵入する雷サージ等の異常電流の一部は、寄生容量による容量結合により、絶縁トランスの２次巻線側へ抜けようとする。
【０００６】
このような懸案に対処するため、特許文献３、４に記載された絶縁型ＳＰＤのように、基本的には絶縁トランスの１次巻線側と２次巻線側との間に静電シールドを設け、この静電シールドを接地することが望ましい。このようにすることで、１次巻線側から２次巻線側へ流れる異常電流を抑制することができ（いわゆるサージ移行率を極めて小さくすることができ）、従って電源機器又は通信機器を異常電流や異常電圧から確実に保護することができる。なお、絶縁トランスの１次巻線側の前段又は２次巻線側の後段に、放流型ＳＰＤを併設し、この放流型ＳＰＤの接地端子を接地することで、電源機器又は通信機器側への異常電流や異常電圧の侵入を防止する方法も存在する。
【０００７】
次に、従来の「絶縁型」且つ「接地を必要としない」タイプのＬＡＮ用ＳＰＤについて説明する。
【０００８】
近年、通信線である通信回線に関してＬＡＮ回線が普及している。ＬＡＮ回線に接続されるＯＮＵ、ＨＧＷ、ＰＣ等の通信機器は、例えば、ＬＡＮ回線に接続されるＬＡＮコネクタと、このＬＡＮコネクタに接続されたパルストランスと、このパルストランスに接続され、パルス信号の送受信を行うＬＡＮコントローラ等と、を有している。このような通信機器を雷サージ等の異常電圧や異常電流から保護するため、通信機器とＬＡＮ回線との間にも、特許文献５に記載されているようなＬＡＮ用ＳＰＤが設置される。
【０００９】
例えば、一般住宅やビルのオフィスに設置される通信機器においては、接地端子が所定の限られた場所に設けられていることが多いため、ＬＡＮ用ＳＰＤから接地端子に向けて、接地線を敷設することは困難な場合が多い。そのため、一般住宅やビルのオフィスで使用するＬＡＮ用ＳＰＤは、「絶縁型」且つ「接地を必要としない」タイプのＳＰＤが求められることが多い。このようなタイプのＳＰＤについては、例えば、特許文献６に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２０６２６３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１６７７号公報
【特許文献３】特開２００５−１５１７０５号公報
【特許文献４】特開平１０−６４７４０号公報
【特許文献５】特開２０１１−１００８５号公報
【特許文献６】特開２００８−１３６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の通信回線用アイソレータの一つである絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤでは、以下の（ａ）及び（ｂ）のような課題があった。
【００１２】
（ａ）  協調の課題について
従来の絶縁トランスを用いた絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧値は、５ｋＶ程度で設計されていることが多い。これは、ＬＡＮ回線に侵入する雷サージの異常電圧が、５ｋＶ以下であることが多い実情を考慮しているからである。そして、ＬＡＮ用ＳＰＤの１次側に５ｋＶ程度の過大電圧が印加された場合は、絶縁トランスの容量結合によってＬＡＮ用ＳＰＤの２次側に電圧が誘起されるが、その２次側に現れる電圧は、大きくても１ｋＶ程度である。ＬＡＮ用ＳＰＤの２次側に接続された通信機器は、通常、１ｋＶ程度の電圧には耐えられる構造になっている。
【００１３】
一方、近年の最新の研究やフィールド調査報告によれば、１０／７００μｓのインパルス波形で１３ｋＶ程度の大きさの雷サージ（即ち、立ち上がり開始時点から１０μｓの時間が経過した時点において最大電圧１３ｋＶに達し、その後徐々に減衰していき、立ち上がり開始時点から７００μｓの時間が経過した時点において最大電圧１３ｋＶの２分の１の電圧である７．５ｋＶにまで減衰する波形の雷サージ）が発生した事例も報告されている。そのため、ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧を、１３ｋＶ程度にまで向上する必要が生じてきている。
【００１４】
ＬＡＮ用ＳＰＤ自体の耐電圧を向上させるためには、絶縁トランスの仕様（例えば、形状等）を設計変更することになる。
【００１５】
しかしながら、単に、ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧性能を１３ｋＶ程度まで向上させた場合、次のような弊害が発生する可能性がある。
【００１６】
例えば、ＬＡＮ用ＳＰＤの１次側に１０ｋＶ程度の過大電圧が印加された場合、絶縁トランスの容量結合によって、ＬＡＮ用ＳＰＤの２次側に電圧が誘起されるが、この２次側に現れる電圧が数ｋＶ（この電圧は２次側の通信機器の耐電圧１ｋＶよりも大きな電圧）となり、そのため２次側の通信機器が損傷してしまう可能性がある。言い換えれば、ＬＡＮ用ＳＰＤが耐えられる１０ｋＶの過大電圧が生じた場合、ＬＡＮ用ＳＰＤ自体は損傷することはなくても、２次側の通信機器が損傷してしまう可能性がある。
【００１７】
よって、単にＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧を向上させるだけではなく、「ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧を向上させたとしても、２次側の通信機器が損傷しないようなＬＡＮ用ＳＰＤ」の開発が求められていた。
【００１８】
（ｂ）ＬＡＮ用ＳＰＤのケースについて
ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧性能を１３ｋＶ程度にまで向上させた場合であって、仮に、ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧性能以上の２０ｋＶ程度の雷サージがＬＡＮ用ＳＰＤに印加された場合には、ＬＡＮ用ＳＰＤの内部の絶縁トランスが絶縁破壊（即ち、絶縁トランスの１次巻線側と２次巻線側との間で気中放電）することにより、過大な異常電流が絶縁トランスの１次巻線側から２次巻線側に流出することとなる。この際、ＬＡＮ用ＳＰＤを収納しているケース内では、異常電流による空気の熱膨張により、急激な内圧上昇が起こることとなる。
【００１９】
ここで、高耐圧性能を有するＬＡＮ用ＳＰＤのケースを、例えば、従来のような合成樹脂等の絶縁部材で形成すると、異常電流が生じた際の急激なケース内圧上昇に耐えられず、ケースが勢いよく破裂してしまう可能性がある。又、ケースが破裂することにより、ケースの破片が飛び散るため、ユーザへの危険も懸念される。
【００２０】
そこで、ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧性能以上の雷サージがＬＡＮ用ＳＰＤに印加された場合に、ＬＡＮ用ＳＰＤのケースが破裂しないようにするため、ケースを金属部材で形成することが考えられる。しかしながら、金属部材製のケースとした場合、ケースが導体であるがゆえ、ケースとＳＰＤ内部回路との間の絶縁距離を絶縁部材製のケースの場合よりも大きくする必要があり、そのため、ＬＡＮ用ＳＰＤ自体の大型化を招き、コストアップにもなってしまう。
【００２１】
よって、単にＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧を向上させるだけではなく、「ＬＡＮ用ＳＰＤの耐電圧を向上させたとしても、絶縁部材製のケースが破裂しない小型のＬＡＮ用ＳＰＤ」の開発が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の通信回線用アイソレータは、通信回線に接続される１次巻線と、前記通信回線に対して通信を行う被保護機器に接続される２次巻線と、を有する絶縁トランスにより構成され、前記通信回線から侵入する異常電圧を遮断して前記被保護機器を保護するものである。前記被保護機器は、前記通信回線に対し、パルストランスを介してパルス信号の送受信を行って前記通信を実行する機能を有し、前記パルストランスは、前記絶縁トランスの前記２次巻線側に接続される１次巻線と、前記被保護機器の内部回路側に接続される２次巻線と、を有し、前記パルストランスの前記１次巻線における中間タップが、前記被保護機器の内部容量を介して接地されている。そして、前記絶縁トランスにおける前記１次巻線と前記２次巻線との間に生じる寄生容量と、前記内部容量と、を直列に接続することにより、前記寄生容量及び前記内部容量にて前記異常電圧を分担するようにし、且つ、前記内部容量の分担電圧が所定値以下となるように前記寄生容量の容量値を設定するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の通信回線用アイソレータにおいて、例えば、前記絶縁トランスは、絶縁部材（例えば、合成樹脂部材）により形成されたケースに収納されて、前記被保護機器に対し外付けされ、前記ケースの外面には、圧力抜き用の孔が形成され、前記孔は、前記ケースの内圧上昇時に開放可能なシールにより封止されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の通信回線用アイソレータによれば、絶縁トランスの寄生容量と、被保護機器内の内部容量と、が直列に接続された合成容量により、異常電圧を分圧して、その内部容量の分担電圧が所定値以下となるような、寄生容量を有する絶縁トランスを用いてアイソレータを構成している。そのため、アイソレータを高耐電圧化したとしても、被保護機器側に過大な分担電圧が掛からず、被保護機器が損傷する弊害のない高耐電圧絶縁型のアイソレータを簡単且つ的確に実現することができる。
【００２５】
例えば、絶縁トランスを絶縁部材（例えば、合成樹脂部材）により形成されたケースに収納する構成にした場合、異常時（即ち、内圧上昇時）におけるケースの破裂を防ぐために、このケースに圧力抜き用の孔を形成し、この孔をシールにて封止している。そのため、通常時には、シールにより、孔からケース内への埃、湿気等の侵入を防止できると共に、異常時（即ち、内圧上昇時）には、シールが剥がれる又は破れるので、内圧を逃がし、ケースの破裂も防止できる。従って、絶縁部材により形成されたケースでありながら、内圧上昇によってもケースが破裂しない通信回線用アイソレータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の実施例１における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図である。
【図２】図２は図１中のアイソレータ１０の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は図２のアイソレータ１０の内部を示す概略の構成図である。
【図４】図４はインパルス波形（１０／７００μｓ）の定義を示す模式的な波形図である。
【図５】図５は図１中の容量の等価回路を示す模式図である。
【図６】図６は図５の容量の試験検証結果を示す図である。
【図７】図７は本発明の実施例２における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図である。
【図８】図８は本発明の実施例３における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図である。
【図９】図９は本発明の実施例４における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例５における被保護機器の要部を示す回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２８】
（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図であり、同図（ａ）は全体の回路構成図、及び、同図（ｂ）は通信回線用アイソレータの回路構成図である。
【００２９】
本実施例１の通信回線用アイソレータ１０は、高耐圧性能を有し且つ接地を必要としない外付けタイプの絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤ（例えば、ギガビット・イーサネット（登録商標）規格である１０００Ｂａｓｅ−Ｔ用のＳＰＤ）であり、通信回線（例えば、ＬＡＮ回線としての４対８線のより対線からなるＬＡＮケーブル）３０と、通信機器である被保護機器４０との間に、着脱自在に接続されている。
【００３０】
アイソレータ１０は、絶縁部材（例えば、合成樹脂部材）により形成されたケース１１を有している。ケース１１の対向する側面の内、一方の側面に、入出力用の第１のコネクタ（例えば、８極８芯のモジュラジャック）１２が装着されている。このモジュラジャック１２には、ＬＡＮケーブル３０の端末部に接続された８極８芯のモジュラプラグ３１が着脱自在に挿着される。ケース１１内には、４個の絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）が収納されている。各絶縁トランス１３は、コアに巻装された１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとをそれぞれ有し、その各１次巻線１３ａが、モジュラジャック１２に接続され、その各２次巻線１３ｂが、４対８線のより対線からなるＬＡＮケーブル１４の一端に接続されている。各絶縁トランス１３の１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとの間には、寄生容量Ｃｓがそれぞれ存在している。
【００３１】
ＬＡＮケーブル１４の他端は、ケース１１の他方の側面から外部に引き出され、そのＬＡＮケーブル１４の他端に、入出力用の第２のコネクタ（例えば、８極８芯のモジュラプラグ）１５が接続されている。モジュラプラグ１５は、被保護機器４０に対して着脱自在に挿着される。
【００３２】
被保護機器４０は、例えば、ＯＮＵ、ＨＧＷ、ＰＣ等であり、次のように各構成部品が筐体４１に収納されている。筐体４１の外面（例えば、側面）には、入出力用のコネクタ（例えば、８極８芯のモジュラジャック）４２が装着されている。モジュラジャック４２には、アイソレータ１０側のモジュラプラグ１５が着脱自在に挿着される。筐体４１内には、入出力用の４個のパルストランス４３（＝４３−１〜４３−４）、インピーダンス整合用の４つの抵抗４４（＝４４−１〜４４−４）、共通の内部容量Ｃｉ、及び内部回路としての通信コントローラ（例えば、ＬＡＮコントローラ）５０等が収納されている。
【００３３】
各パルストランス４３は、送受信用のパルス信号を伝送するものであり、コアに巻装された１次巻線４３ａ及び２次巻線４３ｂを有し、その各１次巻線４３ａがモジュラジャック４２に接続され、その各２次巻線４３ｂがＬＡＮコントローラ５０に接続されている。各パルストランス４３の１次巻線４３ａにおいて、センタタップである中間タップは、各抵抗４４及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接続（即ち、接地）されている。例えば、各抵抗４４の抵抗値は７５Ω、共通の内部容量Ｃｉの容量値は１０００ｐＦである。
【００３４】
ＬＡＮコントローラ５０は、送信用パルス信号と受信用パルス信号とを切り替えて送受信するための送受信機能を有し、送信時には、図示しない被保護機器本体にて生成された送信用パルス信号を、４個のパルストランス４３（＝４３−１〜４３−４）の２次巻線４３へ送信し、受信時には、４個のパルストランス４３（＝４３−１〜４３−４）の２次巻線４３ｂから送られてくる受信用パルス信号を受信して、図示しない被保護機器本体へ与えるものである。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１中のアイソレータ１０の外観を示す斜視図であり、同図（ａ）は全体の斜視図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中の一部を示す斜視図である。更に、図３（ａ）、（ｂ）は、図２のアイソレータ１０の内部を示す概略の構成図であり、同図（ａ）はアイソレータ１０の縦断面図、及び、同図（ｂ）はアイソレータ１０の内部の平面図である。
【００３６】
アイソレータ１０の絶縁トランス１３−１〜１３−４等を収納するケース１１は、略方形平板状の下部部材２１と、この下部部材２１上を覆うための底面が開口された略箱形の上部部材２２と、を有し、その上部部材２２が下部部材２１上に着脱自在に嵌合する構造になっている。上部部材２２の対向する側面の内、一方の側面には、プラグ挿入用開口部２３が形成されている。上部部材２２の他方の側面と、この側面に接触するための下部部材２１の側面とには、ケーブル引き出し用開口部２４が形成されている。
【００３７】
上部部材２２内には、モジュラジャック収納スペース２２ａと絶縁トランス収納スペース２２ｂとを分離するための遮蔽部２５が立設されている。更に、上部部材２２の外面である上面において、絶縁トランス収納スペース２２ｂに対応する箇所には、異常時（即ち、内圧上昇時）にケース１１の破裂を防止するため、複数の圧力抜き用孔２６が形成されている。上部部材２２の上面において、複数の孔２６が形成された箇所には、その孔２６からケース内部への埃、湿気等の侵入による耐電圧性能の低下を防止するために、シール２７が剥離可能又は破損可能に貼着されている。シール２７は、通常時において複数の孔２６を封止して埃、湿気等の侵入を防止し、ケース１１の異常時（即ち、内圧上昇時）に剥がれて又は破れてその孔２６を開放することにより内圧を逃がし、ケース１１の破裂を防止する機能を有している。
【００３８】
下部部材２１上には、プリント基板２８が取り付けられている。プリント基板２８上において、モジュラジャック収納スペース２２ａに対応する箇所に、モジュラジャック１２が固定され、更に、絶縁トランス収納スペース２２ｂに対応する箇所に、４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４が所定の間隔を隔てて固定されている。２個の絶縁トランス１３−１，１３−２と２個の絶縁トランス１３−３，１３−４との間には、ＬＡＮケーブル１４の端末部が配置され、このＬＡＮケーブル１４が、開口部２４から外部に引き出されている。４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４とモジュラジャック１２との間の空間は、遮蔽部２５により遮蔽されている。ＬＡＮケーブル１４の端末部、絶縁トランス１３−１〜１３−４、及びモジュラジャック１２は、プリント基板２８に形成された配線パターンにより、相互に電気的に接続されている。
【００３９】
（実施例１の耐圧性能の設定）
図４は、インパルス波形（１０／７００μｓ）の定義を示す模式的な波形図である。
【００４０】
この図４において、横軸は時間（μｓ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。例えば、１０／７００μｓのインパルス波形で１３ｋＶ程度の大きさの雷サージでは、立ち上がり開始時点から１０μｓの時間が経過した時点において最大電圧１３ｋＶに達し、その後徐々に減衰していき、立ち上がり開始時点から７００μｓの時間が経過した時点において最大電圧１３ｋＶの２分の１の電圧である７．５ｋＶにまで減衰する波形となる。
【００４１】
図５（ａ）、（ｂ）は、図１中の容量の等価回路を示す模式図であり、同図（ａ）は図１の要部の回路図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中の容量の等価回路図である。
【００４２】
アイソレータ１０内の各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓと、被保護機器４０内の内部容量Ｃｉとは、接地側に対して直列に接続されている。ＬＡＮケーブル３０からアイソレータ１０へ、雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘが印加されると、この異常電圧Ｖｍａｘが、寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとにより分圧され、その寄生容量Ｃｓに分担電圧Ｖｓが加わると共に、その内部容量Ｃｉに分担電圧Ｖｉが加わる。
【００４３】
直列接続された寄生容量Ｃｓ及び内部容量Ｃｉの合成容量Ｃｔは、
Ｃｔ＝（Ｃｓ×Ｃｉ）／（Ｃｓ＋Ｃｉ）
となる。直列回路全体の電荷Ｑｔ、寄生容量Ｃｓ部分の電荷Ｑｓ、及び、内部容量Ｃｉ部分の電荷Ｑｉは、
Ｑｔ＝Ｃｔ・Ｖｍａｘ
Ｑｓ＝Ｃｓ・Ｖｓ
Ｑｉ＝Ｃｉ・Ｖｉ
となる。直列回路全体の電荷Ｑｔと、寄生容量Ｃｓの電荷Ｑｓと、内部容量Ｃｉの電荷Ｑｉとは、等しいので、
Ｑｔ＝Ｑｓ＝Ｑｉ
となる。以上の式より、分担電圧Ｖｓ，Ｖｉは、次式（１）、（２）のようになる。
Ｖｓ＝Ｑｓ・（１／Ｃｓ）＝（Ｃｔ・Ｖｍａｘ）・（１／Ｃｓ）
＝［Ｃｉ／（Ｃｓ＋Ｃｉ）］・Ｖｍａｘ                ・・・（１）
Ｖｉ＝Ｑｉ・（１／Ｃｉ）＝（Ｃｔ・Ｖｍａｘ）・（１／Ｃｉ）
＝［Ｃｓ／（Ｃｓ＋Ｃｉ）］・Ｖｍａｘ                ・・・（２）
【００４４】
次に、具体例（ａ）〜（ｃ）と、具体例の試験検証結果（ｄ）について説明する。
【００４５】
（ａ）  具体例１
アイソレータ１０の耐電圧は１３ｋＶ程度、被保護機器４０（即ち、内部容量Ｃｉ）の耐電圧は１．５ｋＶ程度、更に、内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定されている。
【００４６】
例えば、寄生容量Ｃｓの静電容量値を１１５ｐＦに設定した場合、異常電圧Ｖｍａｘ（＝１３ｋＶ）が印加されると、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、（２）式から、
Ｖｉ＝［１１５／（１１５＋１０００）・１３０００≒１．３４ｋＶ
となる。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、耐電圧１．５ｋＶ以下の１．３４ｋＶになるので、内部容量Ｃｉが損傷しないこととなる。
【００４７】
（ｂ）  具体例２
アイソレータ１０の耐電圧は１３ｋＶ程度、被保護機器４０（即ち、内部容量Ｃｉ）の耐電圧は１．５ｋＶ程度、更に、内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定されている。
【００４８】
例えば、寄生容量Ｃｓの静電容量値を１０ｐＦに設定した場合、異常電圧Ｖｍａｘ（＝１３ｋＶ）が印加されると、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、（２）式から、
Ｖｉ＝［１０／（１０＋１０００）・１３０００≒１２９Ｖ
となる。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、耐電圧１．５ｋＶ以下の１２９Ｖになるので、内部容量Ｃｉが損傷しないこととなる。
【００４９】
（ｃ）  具体例３
具体例２と同様に、アイソレータ１０の耐電圧は１３ｋＶ程度、被保護機器４０（即ち、内部容量Ｃｉ）の耐電圧は１．５ｋＶ程度、更に、内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定されている。
【００５０】
例えば、寄生容量Ｃｓの静電容量値を１０ｐＦに設定した場合、異常電圧Ｖｍａｘ（＝５４００Ｖ）が印加されると、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、（２）式から、
Ｖｉ＝［１０／（１０＋１０００）・５４００≒５３Ｖ
となる。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、耐電圧１．５ｋＶ以下の５３Ｖになるので、内部容量Ｃｉが損傷しないこととなる。
【００５１】
（ｄ）  具体例の試験検証結果
図６（ａ）〜（ｃ）は、図５の容量の試験検証結果を示す図であり、同図（ａ）は試験装置を示す模式図、及び、同図（ｂ）、（ｃ）は試験検証結果の波形図である。
【００５２】
図６（ａ）において、具体例３と同様に、寄生容量Ｃｓ（＝１０ｐＦ）及び内部容量Ｃｉ（＝１０００ｐＦ）からなる直列回路の両端間に、高周波発生器ＩＧを用いて５４００Ｖを印加し、寄生容量Ｃｓの両ノードＣＨ１，ＣＨ２間の電圧をオシロスコープＯＳＣにて観察し、図６（ｂ）の波形図を得た。ノードＣＨ１の電圧は、印加電圧であり、ノードＣＨ２の電圧は、内部容量Ｃｉの残留電圧である。
【００５３】
図６（ｂ）の波形図から明らかなように、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、１２８Ｖであった。そのため、雷サージ減衰率は、
１２８／５４００＝２．３７／１００＝２．３７％
となる。
【００５４】
試験検証結果では、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉが１２８Ｖとなり、これは具体例３で説明した理論値の５３Ｖよりも大きい。この理由は、接地、オシロスコープＯＳＣ及びノードＣＨ１間と、接地、オシロスコープＯＳＣ及びノードＣＨ２間とに、それぞれ１０ｐＦ程度の静電容量値が存在することが原因だと思われる。いずれにしても、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、耐電圧１．５ｋＶ以下になるので、内部容量Ｃｉが損傷しない。
【００５５】
これらのことから、寄生容量Ｃｓ（＝１０ｐＦ）及び内部容量Ｃｉ（＝１０００ｐＦ）からなる直列回路の両端間に１３０００Ｖ（＝１３ｋＶ）が印加されたとすれば、内部容量ＣｉのノードＣＨ２に現れる電圧（＝分担電圧Ｖｉ）は、次式から、３０８Ｖ程度となることが推定され、推定波形図を示すと、図６（ｃ）の通りとなる。
１３０００Ｖ×０．０２３７＝３０８Ｖ
【００５６】
この推定された分担電圧Ｖｉの３０８Ｖは、具体例２で説明した理論値の１２９Ｖよりも大きい。この理由は、前述したように、接地、オシロスコープＯＳＣ及びノードＣＨ１間と、接地、オシロスコープＯＳＣ及びノードＣＨ２間とに、それぞれ１０ｐＦ程度の静電容量値が存在することが原因だと思われる。いずれにしても、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、耐電圧１．５ｋＶ以下になるので、内部容量Ｃｉが損傷しない。
【００５７】
本実施例１の特徴は、アイソレータ１０内の各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓと、被保護機器４０内の内部容量Ｃｉと、が直列接続された合成容量Ｃｔにより、異常電圧Ｖｍａｘを分圧して、その内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉが所定値以下（例えば、耐電圧１．５Ｖ以下）となるような、各寄生容量Ｃｓを有する４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４を用いてアイソレータ１０を構成している。
【００５８】
（実施例１の動作）
図１〜図３に示すアイソレータ１０及び被保護機器４０における正常時の動作（Ｉ）と異常時の動作（ＩＩ）とを説明する。
【００５９】
（Ｉ）  正常時の動作
図１において、被保護機器４０の送信時には、被保護機器４０内のＬＡＮコントローラ５０から出力された送信用パルス信号が、４個のパルストランス４３−１〜４３−４を介してモジュラジャック４２へ送られる。モジュラジャック４２へ送られた送信用パルス信号は、アイソレータ１０側のモジュラプラグ１５、ＬＡＮケーブル１４、及び４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４を介して、モジュラジャック１２へ送られる。モジュラジャック１２へ送られた送信用パルス信号は、モジュラプラグ３１を介してＬＡＮケーブル３０へ送信される。
【００６０】
又、被保護機器４０の受信時には、ＬＡＮケーブル３０から送られてくる受信用パルス信号が、モジュラプラグ３１を介して、アイソレータ１０側のモジュラジャック１２に入力される。モジュラジャック１２に入力された受信用パルス信号は、アイソレータ１０内の４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４、ＬＡＮケーブル１４、及びモジュラプラグ１５を介して、被保護機器４０側のモジュラジャック４２へ送られる。モジュラジャック４２へ送られた受信用パルス信号は、被保護機器４０内の４個のパルストランス４３−１〜４３−４を介して、ＬＡＮコントローラ５０にて受信される。
【００６１】
（ＩＩ）  異常時の動作
例えば、アイソレータ１０の耐電圧は１３ｋＶ程度に設定されている。更に、被保護機器４０の耐電圧（即ち、内部容量Ｃｉの耐電圧）は１．５ｋＶ程度で且つ静電容量値が１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。
【００６２】
雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１３ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０からアイソレータ１０側へ侵入した場合、その異常電圧Ｖｍａｘの電流は、アイソレータ１０内の各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓによる容量結合を介して、その１次巻線１３ａから２次巻線１３ｂへ通過する。
【００６３】
各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓを通過した異常電圧Ｖｍａｘの電流は、ＬＡＮケーブル１４、モジュラプラグ１５及びモジュラジャック４２を経由して被保護機器４０内へ侵入する。被保護機器４０内に侵入した異常電圧Ｖｍａｘの電流は、各パルストランス４３における１次巻線４３ａの中間タップ、各抵抗４４、及び内部容量Ｃｉを経由して、接地側へ放流される。この際、寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとは、接地側に対して直列に接続されているので、その寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとにより、異常電圧Ｖｍａｘが分圧され、その寄生容量Ｃｓに分担電圧Ｖｓが加わると共に、その内部容量Ｃｉに分担電圧Ｖｉが加わる。
【００６４】
内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、１．５ｋＶ以下となるので、内部容量Ｃｉが損傷しない。
【００６５】
一方、アイソレータ１０の耐電圧性能仕様値１３ｋＶに対し、仮に、雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１．２／５０μｓ１５ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０からアイソレータ１０側へ侵入した場合、アイソレータ１０内の絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）が絶縁破壊され、この絶縁トランス１３の１次巻線１３ａ側から２次巻線１３ｂ側へ過大な異常電流（例えば、この耐電圧破壊時の異常電流は８／２０μｓ７．５ｋＡ）が流出して、被保護機器４０が破壊されるおそれがある。そのような異常電流が流れると、絶縁トランス１３を収納しているケース１１内では、その異常電流による空気の熱膨張により、急激な内圧上昇が起こり、ケース１１の孔２６を封止しているシール２７が剥がれ又は破れて、その孔２６から内圧が外部へ排出される。これにより、ケース１１の破裂を防止できる。
【００６６】
なお、前記のような耐電圧以上の異常電圧Ｖｍａｘから、アイソレータ１０の絶縁破壊を防止するには、予測できる異常電圧Ｖｍａｘに応じてアイソレータ１０の耐電圧性能仕様値を１３ｋＶ以上の大きな値に設定しておけば良い。
【００６７】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（ｉ）、（ｉｉ）のような効果がある。
【００６８】
（ｉ）  本実施例１によれば、アイソレータ１０内の各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓと、被保護機器４０内の内部容量Ｃｉと、が直列に接続された合成容量Ｃｔにより、異常電圧Ｖｍａｘを分圧して、その内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉが所定値以下（例えば、耐電圧１．５Ｖ以下）となるような、寄生容量Ｃｓをそれぞれ有する４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４を用いてアイソレータ１０を構成している。そのため、アイソレータ１０を高耐電圧化したとしても、被保護機器４０側に過大な分担電圧Ｖｉが掛からず、被保護機器４０が損傷する弊害のない高耐電圧絶縁型のアイソレータ１０を簡単且つ的確に実現することができる。
【００６９】
（ｉｉ）  異常時（即ち、内圧上昇時）におけるケース１１の破裂を防ぐために、このケース１１に圧力抜き用の孔２６を形成し、この孔２６をシール２７にて封止している。そのため、通常時には、シール２７により、孔２６からケース１１内への埃、湿気等の侵入を防止できると共に、異常時（即ち、内圧上昇時）には、シール２７が剥がれる又は破れるので、内圧を逃がし、ケース１１の破裂も防止できる。従って、合成樹脂部材製のケース１１でありながら、内圧上昇によってもケース１１が破裂しないアイソレータ１０を実現できる。
【実施例２】
【００７０】
（実施例２の構成）
図７は、本発明の実施例２における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００７１】
本実施例２の通信回線用アイソレータ１０Ａは、高耐圧性能を有し且つ接地を必要としない内蔵タイプの絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤ（例えば、ギガビット・イーサネット（登録商標）規格である１０００Ｂａｓｅ−Ｔ用のＳＰＤ）であり、通信機器である被保護機器４０Ａを収納している筐体４１内に、通信回線用アイソレータ１０Ａを構成する４個の絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）が設けられている。
【００７２】
被保護機器４０Ａを収納する筐体４１の側面には、８極８芯のモジュラジャック４２が装着されている。モジュラジャック４２には、ＬＡＮケーブル３０に接続された８極８芯のモジュラプラグ３１が着脱自在に挿着される。筐体４１内には、通信回線用アイソレータ１０Ａを構成する入出力用の４個の絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）と、入出力用の４個のパルストランス４３（＝４３−１〜４３−４）と、インピーダンス整合用の４つの抵抗４４（＝４４−１〜４４−４）と、共通の内部容量Ｃｉと、ＬＡＮコントローラ５０等と、が収納されている。
【００７３】
各絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）は、図１（ｂ）に示すように、１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとをそれぞれ有し、その各１次巻線１３ａが、モジュラジャック４２に接続され、その各２次巻線１３ｂが、各パルストランス４３の１次巻線４３ａにそれぞれ接続されている。各パルストランス４３の１次巻線４３ａにおける中間タップは、図１（ａ）と同様に、各抵抗４４及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接地されている。例えば、各抵抗４４の抵抗値は７５Ω、共通の内部容量Ｃｉの容量値は１０００ｐＦである。更に、各パルストランス４３の２次巻線４３ｂは、ＬＡＮコントローラ５０に接続されている。
【００７４】
（実施例２の耐圧性能の設定）
本実施例２の耐圧性能の設定は、実施例１と同様に設定されている。
【００７５】
（実施例２の動作）
本実施例２における正常時の動作（Ｉ）と異常時の動作（ＩＩ）とを説明する。
【００７６】
（Ｉ）  正常時の動作
実施例１と略同様に、被保護機器４０Ａの送信時には、ＬＡＮコントローラ５０から出力された送信用パルス信号が、４個のパルストランス４３−１〜４３−４、及び４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４を介して、モジュラジャック４２へ送られる。モジュラジャック４２へ送られた送信用パルス信号は、モジュラプラグ３１を介してＬＡＮケーブル３０へ送信される。
【００７７】
又、被保護機器４０Ａの受信時には、ＬＡＮケーブル３０から送られてくる受信用パルス信号が、モジュラプラグ３１を介して、モジュラジャック４２に入力される。モジュラジャック４２に入力された受信用パルス信号は、４個の絶縁トランス１３−１〜１３−４、及び４個のパルストランス４３−１〜４３−４を介して、ＬＡＮコントローラ５０にて受信される。
【００７８】
（ＩＩ）  異常時の動作
実施例１と同様に、例えば、絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）の耐電圧は１３ｋＶ程度に設定されている。更に、内部容量Ｃｉの耐電圧は１．５ｋＶ程度で且つ静電容量値が１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。
【００７９】
雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１３ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０から侵入した場合、実施例１と同様に、その異常電圧Ｖｍａｘの電流は、各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓによる容量結合を介して、その１次巻線１３ａから２次巻線１３ｂへ通過する。各絶縁トランス１３の寄生容量Ｃｓを通過した異常電圧Ｖｍａｘの電流は、各パルストランス４３における１次巻線４３ａの中間タップ、各抵抗４４、及び内部容量Ｃｉを経由して、接地側へ放流される。この際、寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとは、接地側に対して直列に接続されているので、その寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとにより、異常電圧Ｖｍａｘが分圧され、その寄生容量Ｃｓに分担電圧Ｖｓが加わると共に、その内部容量Ｃｉに分担電圧Ｖｉが加わる。
【００８０】
内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、１．５ｋＶ以下となるので、内部容量Ｃｉが損傷しない。
【００８１】
一方、アイソレータ１０の耐電圧性能仕様値１３ｋＶに対し、仮に、雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１．２／５０μｓ１５ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０から侵入した場合、絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）が絶縁破壊され、この絶縁トランス１３の１次巻線１３ａ側から２次巻線１３ｂ側へ過大な異常電流が流出して、被保護機器４０Ａが破壊されるおそれがある。このような耐電圧以上の異常電圧Ｖｍａｘから被保護機器４０Ａの絶縁破壊を防止するには、予測できる異常電圧Ｖｍａｘに応じて絶縁トランス１３の耐電圧性能仕様値を１３ｋＶ以上の大きな値に設定しておけば良い。又、そのような異常電流により生じる筐体４１内の空気の熱膨張により、筐体４１が破裂等するおそれがある場合には、例えば、実施例１と同様に、筐体４１の側面に、圧力抜き用孔２６を形成し、この孔２６をシール２７により封止する等の防止策を採用しても良い。
【００８２】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１の効果（ｉ）と同様の効果がある。更に、通信回線用アイソレータ１０Ａを構成する４個の絶縁トランス１３（＝１３−１〜１３−４）を、被保護機器４０Ａ側の筐体４１に内蔵したので、図１（ｂ）に示すＬＡＮケーブル１４及びモジュラプラグ１５等の部品の省略により、機器全体の小型化が可能になる。
【実施例３】
【００８３】
（実施例３の構成）
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図であり、同図（ａ）は全体の回路構成図、及び、同図（ｂ）は通信回線用アイソレータの回路構成図である。この図８において、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８４】
本実施例３の通信回線用アイソレータ１０Ｂは、高耐圧性能を有し且つ接地を必要としない外付けタイプの絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤ（例えば、イーサネット（登録商標）規格である１０Ｂａｓｅ−Ｔ、又は１００Ｂａｓｅ−ＴＸ用のＳＰＤ）であり、ＬＡＮケーブル３０と、通信機器である被保護機器４０Ｂとの間に、着脱自在に接続されている。
【００８５】
アイソレータ１０Ｂは、実施例１と同様に、絶縁部材（例えば、合成樹脂部材）により形成されたケース１１を有し、このケース１１の側面に、モジュラジャック１２が装着されている。ケース１１内には、送信用絶縁トランス１３−１と受信用絶縁トランス１３−２とが収納されている。各絶縁トランス１３−１，１３−２は、１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとをそれぞれ有し、その各１次巻線１３ａが、モジュラジャック１２に接続され、その各２次巻線１３ｂが、ＬＡＮケーブル１４の一端に接続されている。各絶縁トランス１３−１，１３−２の１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとの間には、実施例１と同様に、寄生容量Ｃｓがそれぞれ存在している。ＬＡＮケーブル１４の他端は、実施例１と同様に、ケース１１の側面から外部に引き出され、そのＬＡＮケーブル１４の他端に、モジュラプラグ１５が接続されている。モジュラプラグ１５は、被保護機器４０Ｂに対して着脱自在に挿着される。
【００８６】
被保護機器４０Ｂは、実施例１と同様に、例えば、ＯＮＵ、ＨＧＷ、ＰＣ等であり、次のように各構成部品が筐体４１に収納されている。筐体４１の側面には、モジュラジャック４２が装着されている。筐体４１内には、送信用パルストランス４３−１、受信用パルストランス４３−２、インピーダンス整合用の６つの抵抗４４−１，４４−２，４５−１〜４５−４、共通の内部容量Ｃｉ、及び内部回路としてのＬＡＮコントローラ５０Ｂ等が収納されている。
【００８７】
各パルストランス４３−１，４３−２は、実施例１と同様に、１次巻線４３ａ及び２次巻線４３ｂを有し、その各１次巻線４３ａがモジュラジャック４２に接続され、その各２次巻線４３ｂがＬＡＮコントローラ５０Ｂに接続されている。各パルストランス４３−１，４３−２の１次巻線４３ａにおける中間タップは、各抵抗４４−１，４４−２及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接地されている。モジュラジャック４２の４つの空き電極は、各抵抗４５−１〜４５−４及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接地されている。実施例１と同様に、例えば、各抵抗４４−１，４４−２，４５−１〜４５−４の抵抗値は７５Ω、共通の内部容量Ｃｉの容量値は１０００ｐＦである。
【００８８】
ＬＡＮコントローラ５０Ｂは、送信用パルス信号と受信用パルス信号とを切り替えて送受信するための送受信機能を有し、送信時には、図示しない被保護機器本体にて生成された送信用パルス信号を、送信用のパルストランス４３−１へ送信し、受信時には、受信用のパルストランス４３−２から送られてくる受信用パルス信号を受信して、図示しない被保護機器本体へ与えるものである。
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００８９】
（実施例３の耐圧性能の設定）
本実施例３の耐圧性能の設定は、実施例１と同様に設定されている。
【００９０】
（実施例３の動作）
本実施例３における正常時の動作（Ｉ）と異常時の動作（ＩＩ）とを説明する。
【００９１】
（Ｉ）  正常時の動作
被保護機器４０Ｂの送信時には、ＬＡＮコントローラ５０Ｂから出力された送信用パルス信号が、送信用パルストランス４３−１、モジュラジャック４２、モジュラプラグ１５、ＬＡＮケーブル１４、及び送信用絶縁トランス１３−１を介して、モジュラジャック１２へ送られる。モジュラジャック１２へ送られた送信用パルス信号は、モジュラプラグ３１を介してＬＡＮケーブル３０へ送信される。
【００９２】
又、被保護機器４０Ｂの受信時には、ＬＡＮケーブル３０から送られてくる受信用パルス信号が、モジュラプラグ３１、モジュラジャック１２、受信用絶縁トランス１３−２、ＬＡＮケーブル１４、モジュラプラグ１５、モジュラジャック４２、及び受信用パルストランス４３−２を介して、ＬＡＮコントローラ５０Ｂにて受信される。
【００９３】
（ＩＩ）  異常時の動作
実施例１と同様に、例えば、各絶縁トランス１３−１，１３−２の耐電圧は１３ｋＶ程度に設定されている。更に、内部容量Ｃｉの耐電圧は１．５ｋＶ程度で且つ静電容量値が１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。
【００９４】
雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１３ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０から侵入した場合、実施例１と同様に、その異常電圧Ｖｍａｘの電流は、各絶縁トランス１３−１，１３−２の寄生容量Ｃｓによる容量結合を介して、その１次巻線１３ａから２次巻線１３ｂへ通過する。各絶縁トランス１３−１，１３−２の寄生容量Ｃｓを通過した異常電圧Ｖｍａｘの電流は、各パルストランス４３−１，４３−２における１次巻線４３ａの中間タップ、各抵抗４４−１，４４−２、及び内部容量Ｃｉを経由して、接地側へ放流される。この際、寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとは、接地側に対して直列に接続されているので、その寄生容量Ｃｓと内部容量Ｃｉとにより、異常電圧Ｖｍａｘが分圧され、その寄生容量Ｃｓに分担電圧Ｖｓが加わると共に、その内部容量Ｃｉに分担電圧Ｖｉが加わる。
【００９５】
内部容量Ｃｉの静電容量値は１０００ｐＦに設定され、これに対応して、寄生容量Ｃｓの静電容量値が１１５ｐＦ又は１０ｐＦに設定されている。そのため、内部容量Ｃｉの分担電圧Ｖｉは、１．５ｋＶ以下となるので、内部容量Ｃｉが損傷しない。
【００９６】
一方、アイソレータ１０Ｂの耐電圧性能仕様値１３ｋＶに対し、仮に、雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１．２／５０μｓ１５ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０から侵入した場合、実施例１と同様に、絶縁トランス１３−１，１３−２が絶縁破壊され、この絶縁トランス１３−１，１３−２の１次巻線１３ａ側から２次巻線１３ｂ側へ過大な異常電流が流出して、被保護機器４０Ｂが破壊されるおそれがある。そのような異常電流が流れると、絶縁トランス１３−１，１３−２を収納しているケース１１内では、その異常電流による空気の熱膨張により、急激な内圧上昇が起こり、ケース１１の孔２６を封止しているシール２７が剥がれ又は破れて、その孔２６から内圧が外部へ排出される。これにより、ケース１１の破裂を防止できる。
【００９７】
なお、実施例１と同様に、前記のような耐電圧以上の異常電圧Ｖｍａｘからアイソレータ１０Ｂの絶縁破壊を防止するには、予測できる異常電圧Ｖｍａｘに応じてアイソレータ１０Ｂの耐電圧性能仕様値を１３ｋＶ以上の大きな値に設定しておけば良い。
【００９８】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、実施例１の効果（ｉ）、（ｉｉ）と同様の効果がある。
【実施例４】
【００９９】
（実施例４の構成）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例４における通信回線用アイソレータ及び被保護機器を示す概略の回路構成図であり、同図（ａ）は全体の回路構成図、及び、同図（ｂ）は通信回線用アイソレータの回路構成図である。この図９において、実施例３を示す図８中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１００】
本実施例４の通信回線用アイソレータ１０Ｃは、高耐圧性能を有し且つ接地を必要としない内蔵タイプの絶縁型ＬＡＮ用ＳＰＤ（例えば、イーサネット（登録商標）規格である１０Ｂａｓｅ−Ｔ、又は１００Ｂａｓｅ−ＴＸ用のＳＰＤ）であり、通信機器である被保護機器４０Ｃを収納している筐体４１内に、通信回線用アイソレータ１０Ｃを構成する送信用絶縁トランス１３−１及び受信用絶縁トランス１３−２が設けられている。
【０１０１】
被保護機器４０Ｃを収納する筐体４１の側面には、モジュラジャック４２が装着されている。モジュラジャック４２には、ＬＡＮケーブル３０に接続されたモジュラプラグ３１が着脱自在に挿着される。筐体４１内には、通信回線用アイソレータ１０Ｃを構成する送信用絶縁トランス１３−１及び受信用絶縁トランス１３−２と、送信用パルストランス４３−１及び受信用パルストランス４３−２と、インピーダンス整合用の６つの抵抗４４−１，４４−２，４５−１〜４５−４と、共通の内部容量Ｃｉと、内部回路としてのＬＡＮコントローラ５０Ｂ等と、が収納されている。
【０１０２】
各絶縁トランス１３−１，１３−２は、図８（ｂ）に示すように、１次巻線１３ａと２次巻線１３ｂとをそれぞれ有し、その各１次巻線１３ａが、モジュラジャック４２に接続され、その各２次巻線１３ｂが、各パルストランス４３−１，４３−２の１次巻線４３ａにそれぞれ接続されている。各パルストランス４３−１，４３−２の１次巻線４３ａにおける中間タップは、図８（ａ）と同様に、各抵抗４４−１，４４−２及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接地されている。実施例３と同様に、モジュラジャック４２の４つの空き電極は、各抵抗４５−１〜４５−４及び共通の内部容量Ｃｉを介して、筐体４１のフレームグランドに接地されている。実施例３と同様に、例えば、各抵抗４４−１，４４−２，４５−１〜４５−４の抵抗値は７５Ω、共通の内部容量Ｃｉの容量値は１０００ｐＦである。更に、各パルストランス４３−１，４３−２の２次巻線４３ｂは、ＬＡＮコントローラ５０Ｂに接続されている。
【０１０３】
（実施例４の耐圧性能の設定）
本実施例４の耐圧性能の設定は、実施例３と同様に設定されている。
【０１０４】
（実施例４の動作）
本実施例４における正常時の動作と異常時の動作とは、実施例３と略同様である。
【０１０５】
なお、異常時の動作として、実施例２と同様に、絶縁トランス１３−１，１３−２の耐電圧性能仕様値１３ｋＶに対し、仮に、雷サージ等の異常電圧Ｖｍａｘ（例えば、１．２／５０μｓ１５ｋＶ）がＬＡＮケーブル３０から侵入した場合、絶縁トランス１３−１，１３−２が絶縁破壊され、この絶縁トランス１３−１，１３−２の１次巻線１３ａ側から２次巻線１３ｂ側へ過大な異常電流が流出して、被保護機器４０Ｃが破壊されるおそれがある。このような耐電圧以上の異常電圧Ｖｍａｘから被保護機器４０Ｃの絶縁破壊を防止するには、予測できる異常電圧Ｖｍａｘに応じて絶縁トランス１３−１，１３−２の耐電圧性能仕様値を１３ｋＶ以上の大きな値に設定しておけば良い。又、そのような異常電流により生じる筐体４１内の空気の熱膨張により、筐体４１が破裂等するおそれがある場合には、例えば、実施例１と同様に、筐体４１の側面に、圧力抜き用孔２６を形成し、この孔２６をシール２７により封止する等の防止策を採用しても良い。
【０１０６】
（実施例４の効果）
本実施例４によれば、実施例１の効果（ｉ）と同様の効果がある。更に、通信回線用アイソレータ１０Ｃを構成する２個の絶縁トランス１３−１，１３−２を、被保護機器４０Ｃ側の筐体４１に内蔵したので、図８（ｂ）に示すＬＡＮケーブル１４及びモジュラプラグ１５等の部品の省略により、機器全体の小型化が可能になる。
【実施例５】
【０１０７】
図１０は、本発明の実施例５における被保護機器の要部を示す回路構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１０８】
本実施例５の被保護機器４０Ｄでは、モジュラジャック４２とパルストランス４３−１の１次巻線４３ａとの間に、コモンモードチョークコイル４６が直列に接続されている。同様に、図示しないが、モジュラジャック４２と他の各パルストランス４３−２〜４３−４の１次巻線４３ａとの間にも、コモンモードチョークコイル４６がそれぞれ直列に接続されている。このようなコモンモードチョークコイル４６を設ければ、コモンモードノイズが抑制され、被保護機器４０Ｄの性能が向上する。
【０１０９】
なお、前記のモジュラジャック４２を他の実施例２〜４にも設ければ、被保護機器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの性能が向上する。
【０１１０】
（他の変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【０１１１】
（ａ）  実施例１〜５の通信回線用アイソレータ１０，・・・及び被保護機器４０，・・・は、図示以外の他の回路や構造に変更しても良い。例えば、図１（ｂ）又は図８（ｂ）において、ＬＡＮケーブル１４を省略し、モジュラプラグ１５をケース１１の側面に装着した構造に変更しても良い。又、被保護機器４０，・・・内の抵抗４４−１〜４４−３，４５−１〜４５−４は、省略しても良い。更に、図３（ａ）、（ｂ）において、絶縁トランス１３は、絶縁トランス１３−１〜１３−４のように回線毎に分けてパッケージされているが、全ての回線の分を一括してパッケージするようにしても良い。
【０１１２】
（ｂ）  ケース１１を形成している合成樹脂部材は、セラミックス等の他の絶縁部材に変更しても良い。
【０１１３】
（ｃ）  実施例１〜５では、ＬＡＮケーブル３０に対する通信回線用アイソレータ１０，・・・について説明したが、本発明の通信回線用アイソレータは、ＬＡＮケーブル３０以外の通信回線にも適用が可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ      通信回線用アイソレータ
１１      ケース
１２      モジュラジャック
１３，１３−１〜１３−４      絶縁トランス
１３ａ      １次巻線
１３ｂ      ２次巻線
１５      モジュラプラグ
２６      孔
２７      シール
３０      ＬＡＮケーブル
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ      被保護機器
４１      筐体
４３，４３−１〜４３−４      パルストランス
４３ａ      １次巻線
４３ｂ      ２次巻線
４４−１〜４４−４，４５−１〜４５−４      抵抗
４６      コモンモードチョークコイル
５０      ＬＡＮコントローラ
Ｃｓ      寄生容量
Ｃｉ      内部容量
【図１】
0005860338.tif 000002
【図２】
0005860338.tif 000003
【図３】
0005860338.tif 000004
【図４】
0005860338.tif 000005
【図５】
0005860338.tif 000006
【図６】
0005860338.tif 000007
【図７】
0005860338.tif 000008
【図８】
0005860338.tif 000009
【図９】
0005860338.tif 000010
【図１０】
0005860338.tif 000011