(57)【要約】      （修正有）【課題】第１及び第２の信号端子並びに接地端子を有する保安器の過電流保護を行う過電流制限器に関し、機器を過電流から確実に保護でき、かつ、動作後も交換が不要となる過電流制限器を提供する。【解決手段】第１及び第２の信号端子部材を有する保安器に装着されて、過電流保護を行う過電流制限器において、過電流時に絶縁状態となるスイッチ素子と、一端がスイッチ素子の一端に接続された第１の端子部材と、一端がスイッチ素子の他端に接続された第２の端子部材と、第１の端子部材と第２の端子部材との間に、スイッチ素子を被覆するように装着されるケース部材とを有し、第１の端子部材が第１の信号端子に接触し、第２の端子部材が第２の信号端子部材に接触するように第１の信号端子部材と第２の信号端子部材との間に装着され、過電流時にスイッチ素子が略絶縁状態となることにより第１の信号端子部材と第２の信号端子部材とを絶縁して、過電流保護を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号端子部材及び第２の信号端子部材を有する避雷器弾器に装着されて、過電流保護を行う過電流制限器において、
過電流時に絶縁状態となるスイッチ素子と、
一端が前記スイッチ素子の一端に接続された第１の端子部材と、
一端が前記スイッチ素子の他端に接続された第２の端子部材と、
前記第１の端子部材と前記第２の端子部材との間に、前記スイッチ素子を被覆するように装着されるケース部材とを有し、
前記第１の端子部材が前記第１の信号端子に接触し、前記第２の端子部材が前記第２の信号端子部材に接触するように前記第１の信号端子部材と前記第２の信号端子部材との間に装着され、
前記過電流時に前記スイッチ素子が略絶縁状態となることにより前記第１の信号端子部材と前記第２の信号端子部材とを絶縁して、過電流保護を行うことを特徴とする過電流制限器。
【請求項２】
前記スイッチ素子は、サーミスタ素子から構成されていることを特徴とする請求項１記載の過電流制限器。
【請求項３】
前記第１の端子部材は、前記スイッチ素子に接続される接続部と、
前記第１の信号端子部材に面接触する鍔部と、
前記第１の信号端子部材に形成された位置決め孔に係合する係合部とが一体に形成された構成とされており、
前記第２の端子部材は、前記スイッチ素子に接続される接続部と、
前記第２の信号端子部材に面接触する鍔部と、
前記第２の信号端子部材に形成された位置決め孔に係合する係合部とが一体に形成された構成とされており、
前記第１の端子部材と前記第２の端子部材と同一の形状とされていることを特徴とする請求項１記載の過電流制限器。
【請求項４】
前記係合部は、前記第２の信号端子部材に形成された位置決め孔の周囲に係合する段部を有することを特徴とする請求項３記載の過電流制限器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過電流制限器に係り、特に、第１の信号端子及び第２の信号端子並びに接地端子を有する避雷器弾器の過電流保護を行う過電流制限器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より信号ケーブルと通信機器との間には、過電流やサージから通信機器を保護するために保安器が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は従来の保安器の一例の構成図を示す。
【０００４】
保安器４００は、主に、避雷器弾器４１１及び過電流制限器４１２、及び、サージ吸収装置４１３から構成されている。
【０００５】
避雷器弾器４１１は、接地板４２１、第１の信号端子部材４２２、第２の信号端子部材４２３、可動部材４２４、接地端子部材４２５、絶縁部材４２６、ボルト４２７、ナット４２８から構成されている。
【０００６】
接地板４２１には、接地端子部材４２５が保持されている。また、接地板４２１には、第１の信号端子部材４２２及び第２の信号端子部材４２３が絶縁部材４２６を挟んでボルト４２７及びナット４２８により固定されている。さらに、可動部材４２４は、第２の信号端子部材４２３に可動状態で保持されている。
【０００７】
過電流制限器４１２は、ケースに固定された心棒にヒートコイルがケースから突出した状態で半田付けされた構成とされている。過電流制限器４１２は、図８（Ａ）に示すように第１の信号端子部材４２２にケースが係合し、第２の信号端子部材４４３にヒートコイルが係合した状態で第１の信号端子部材４２２と第２の信号端子部材４２３との間に挿入されている。
【０００８】
このとき、ヒートコイルを介して第２の信号部材４２３から第１の信号端子部材４４２に電流が流れるように構成されている。
【０００９】
ヒートコイルに流れる電流が過電流状態となると、ヒートコイルが発熱して、心棒とヒートコイルとを固着している半田が溶融する。ヒートコイルと心棒とを固着している半田が溶融することによって、ヒートコイルが心棒の軸方向に変位可能な状態となる。ヒートコイルが変位可能な状態となることによって、第１の信号端子部材４２２の弾性復元力によってケース内に押圧される。
【００１０】
これにより心棒が第２の信号端子部材４２２から可動部材４２４方向に突出する。第２の信号端子部材４２２から可動部材４２４方向に心棒が突出することにより、心棒により可動部材４２４が接地端子部材４２５方向に押圧され、図８（Ｂ）に示すように可動部材４２４が接地端子部材４２５に接触する。可動部材４２４が接地端子部材４２５に接触することにより、第１の信号端子部材４２２及び第２の信号端子部材４２３が接地端子部材４２４に接続される。これによって、電流を接地に逃がし、過電流状態を解消している。
【００１１】
なお、サージ吸収装置４１３は、第２の信号端子部材４２２と接地端子部材４２５との間に装着されており、サージ発生時に第２の信号端子部材４２２と接地端子部材４２５とを短絡させることにより電流を接地に逃がし、サージを吸収していた。
【特許文献１】特開２００１−２１１５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかるに、従来の保安器に装着される過電流制限器は、いわゆる、ヒートコイルから構成されており、可動部を有するため、動作が遅いなどの問題点があった。また、ヒートコイルは、構造が複雑であり、生産性が悪いなどの問題点があった。さらに、ヒートコイルは、一度動作すると過電流状態が解消しても元に戻ることはなく、過電流保護が行われた後は、交換する必要となり、メンテナンス性が悪かった。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、機器を過電流から高速、かつ、確実に保護でき、かつ、過電流保護動作後も交換が不要となる過電流制限器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１の信号端子部材及び第２の信号端子部材を有する保安器に装着されて、過電流保護を行う過電流制限器において、過電流時に絶縁状態となるスイッチ素子と、一端がスイッチ素子の一端に接続された第１の端子部材と、一端がスイッチ素子の他端に接続された第２の端子部材と、第１の端子部材と第２の端子部材との間に、スイッチ素子を被覆するように装着されるケース部材とを有し、第１の端子部材が第１の信号端子に接触し、第２の端子部材が第２の信号端子部材に接触するように第１の信号端子部材と第２の信号端子部材との間に装着され、過電流時にスイッチ素子が略絶縁状態となることにより第１の信号端子部材と第２の信号端子部材とを絶縁して、過電流保護を行うことを特徴とする。
また、スイッチ素子は、サーミスタ素子から構成されていることを特徴とする。
さらに、第１の端子部材はスイッチ素子に接続される接続部と、第１の信号端子部材に面接触する鍔部と、第１の信号端子部材に形成された位置決め孔に係合する係合部とが一体に形成された構成とされており、第２の端子部材はスイッチ素子に接続される接続部と、第２の信号端子部材に面接触する鍔部と、第２の信号端子部材に形成された位置決め孔に係合する係合部とが一体に形成された構成とされており、第１の端子部材と第２の端子部材と同一の形状とされていることを特徴とする。
また、係合部は、第２の信号端子部材に形成された位置決め孔の周囲に係合する段部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、過電流制限器を、過電流時に絶縁状態となるスイッチ素子と、一端がスイッチ素子の一端に接続された第１の端子部材と、一端がスイッチ素子の他端に接続された第２の端子部材と、第１の端子部材と第２の端子部材との間に、スイッチ素子を被覆するように装着されるケース部材とから構成し、第１の端子部材が第１の信号端子に接触し、第２の端子部材が第２の信号端子部材に接触するように第１の信号端子部材と第２の信号端子部材との間に装着し、過電流時にスイッチ素子が略絶縁状態となることにより第１の信号端子部材と第２の信号端子部材とを絶縁して、過電流保護を行うようにすることにより、可動部が不要となるので、ヒートコイル用いた従来品より高速な過電流保護ができ、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の過電流制限器の一実施例の分解斜視図、図２は本発明の過電流制限器の一実施例の組立時の斜視図を示す。
【００１７】
本実施例の過電流制限器１００は、スイッチ素子１１１、第１の端子部材１１２、第２の端子部材１１３、ケース１１４から構成されている。
【００１８】
スイッチ素子１１１は、過電流状態になると略絶縁状態となるスイッチ素子であり、例えば、サーミスタ素子から構成されている。サーミスタ素子としては、略板状に成型されたポリマ系樹脂の固まりからなるポリマ系ＰＣＴサーミスタ素子（Positive Temperature Coefficient）が考えられる。ポリマ系のＰＴＣサーミスタは、正の温度係数を持ち、素子の温度が所定の温度を超えると、急激に抵抗値が増加し、略絶縁状態となるデバイスである。また、ポリマ系のＰＴＣサーミスタ素子の抵抗値変化は、可逆性であり、電源をいったんオフにすることにより、素子温度が下がり、元の抵抗値に戻り、導通可能となる。このため、ヒューズのように交換する必要がない。
【００１９】
図３は第１の端子部材１１２の側面図を示す。
【００２０】
第１の端子部材１１２は、導電材よりなり、接続部１２１、溝部１２２、鍔部１２３、係合部１２４を切削加工により一体的成形した構成とされている。
【００２１】
接続部１２１は、略円錐台状とされており、その上面がスイッチ素子１１１の一面に突き当てられて半田付けされる。接続部１２１の上面は、スイッチ素子１１１の一面の大きさより小さくなるように形成されており、接続部１２１の上面をスイッチ素子１１１の一面に突き当てたときに接続部１２１とスイッチ素子１１１との間に楔形の溝が形成される。
【００２２】
接続部１２１とスイッチ素子１１１とを半田付けするときに、この楔形の溝に半田が溜まり、接続部１２１とスイッチ素子１１１とを確実に固定できる。また、半田がスイッチ素子１１１の側面側に回り込むのを防止できる。
【００２３】
接続部１２１の底面は、溝部１２２を介して鍔部１２３に連結している。接続部１２１と鍔部１２３との間には溝部１２２が形成されている。溝部１２２には、ケース１１４の内周側に形成された凸部１３１が係合する。
【００２４】
鍔部１２３は、略円盤状に形成されており、一面側が溝部１２２を介して接続部が連結しており、他面に保安器の第１の信号端子が面接触する。
【００２５】
係合部１２４は、略円柱状をなし、鍔部１２３の略中央から外側、矢印Ａ方向に突出して形成されている。係合部１２４は、第１係合部１２４ａ及び第２係合部１２４ｂから構成されている。第１係合部１２４ａは、第１の信号端子部材１４１に形成された係合部１４２に係合する。
【００２６】
第２係合部１２４ｂは、第１係合部１２４ａより直径が小さく、第１の信号端子部材に形成された係合部は貫通する。また、第２係合部１２４ｂは、第２の信号端子部材１５１に形成された係合部１５２が貫通し、第１係合部１２４ａの上端面、矢印Ａ方向の端面に突き当たる。
【００２７】
さらに、第２係合部１２４ｂの上端面、矢印Ａ方向の端面は、可動端子部材１６１に突き当たる。
【００２８】
第２の端子部材１１３は、第１の端子部材１１２と同じ構造であり、接続部１２１がスイッチ素子１１１の第１の端子部材１１２が半田付けされる面とは反対側の面に半田付けされる。
【００２９】
第１の端子部材１１２及び第２の端子部材１１３は、全く同じ構造である。よって、第１の端子部材１１２と第２の端子部材１１３とを共用することできるため、製造コストを低減できる。
【００３０】
〔ケース１１４〕
ケース１１４は、ケース半体１１４ａ、１１４ｂからなり、ケース半体１１４ａとケース半体１１４ｂとを組み合わせることにより略円筒形状となるように構成されている。
【００３１】
ケース半体１１４ａ、１１４ｂは、その内周側の両端部近傍に凸部１３１が形成されている。凸部１３１は、前述の如く、第１の端子部材１１２の溝部１２２及び第２の端子部材１１２の溝部１２２に係合する。ケース１１４は、第１の端子部材１１２及び第２の端子部材１１３をスイッチ素子１１１に半田付けした後に、両端面が第１の端子部材１１２の鍔部１２３と第２の端子部材１１３の鍔部１２３により挟持され、かつ、凸部１３１が第１の端子部材１１２及び第２の端子部材１１３の溝部１２２に係合するように取り付けられる。
【００３２】
ケース１１４を取り付けることによって図２に示すようにスイッチ素子１１１及び第１の端子部材１１２及び第２の端子部材１１３の接続部１２１がケース１１４の内部に収納される。
【００３３】
本実施例の過電流制限器１００は、ヒートコイルとは逆に、過電流時に第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間を絶縁状態とすることにより第１の信号端子部材１４１側を第２の信号端子部材１５１から流れ込む過電流から保護している。
【００３４】
〔適用例〕
次に過電流制限器１００を適用した保安器について説明する。
【００３５】
図４は過電流制限器１００の適用例の構成図を示す。
【００３６】
本適用例は、過電流制限器１００を保安器２００に装着した例を示している。
【００３７】
保安器２００は、避雷器弾器２１１に過電流制限器１００及びサージ吸収装置３００を装着した構成とされている。
【００３８】
避雷器弾器２１１は、接地板２２１に接地端子部材２２２を装着するとともに、前述の第１の信号端子部材１４１及び第２の信号端子部材１５１をボルト２２３４及びナット２２５により絶縁部材２２３に締め付けることにより接地板２２１に固定した構成とされている。また、第２の信号端子部材１５１には、可動部材１６１が矢印Ｃ１、Ｃ２方向に弾性変形可能に固定されている。また、第１の信号端子部材１４１及び第２の信号端子部材１５１は、矢印Ｂ１、Ｂ２方向に弾性変形可能な構成とされている。過電流制限器１００は第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に装着され、第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に接続され、サージ吸収装置３００は避雷器弾器２１１の端部に装着されて、第２の信号端子部材１５１と接地板２１１との間に接続される。
【００３９】
次にサージ吸収装置３００について説明する。
【００４０】
図５はサージ吸収装置３００の分解斜視図、図６はサージ吸収装置３００の組立時の斜視図を示す。
【００４１】
サージ吸収装置３００は、回路基板３１１、端子部材３１２、３１３、３１４、ケース３１５から構成されている。
【００４２】
回路基板３１１には、セラミックガスアレスタ３２１及びサイリスタ３２２並びに抵抗３２３が搭載され、周囲に端子部材３１２、３１３、３１４が半田付けされている。
【００４３】
ケース３１５は、ケース半体３３１、３３２により構成されている。回路基板３１１及び端子部材３１２、３１３、３１４は、ケース半体３３１、３３２により挟持されて所定の位置に位置決めされて収納される。
【００４４】
ケース３１５は、平面形状が矩形状をなし、Ｕ字状の溝部３４１が形成されている。端子部材３１２、３１３は、ケース３１５の側面に表出して位置決めされる。また、端子部材３１４は、溝部３１４の内周側に表出して位置決めされている。
【００４５】
サージ吸収装置３００は、避雷器弾器２１１の端部に溝部３４１が係合し、避雷器弾器２１１の両面をまたいで装着される。サージ吸収装置３００が避雷器弾器２１１に装着されることにより、端子部材３１２、３１３が第１の信号端子部材１４１に接触し、端子部材３１４が接地端子部材２２２に接触する。
【００４６】
また、サージ吸収装置３００が避雷器弾器２１１に装着されると、第２の信号端子部材１５１が矢印Ｃ１、Ｃ２方向に弾性変形する。第２の信号端子部材１５１が矢印Ｃ１、Ｃ２方向に弾性変形することにより、第２の信号端子部材１５１に固定された可動部材１６１が接地端子部材２２２から離間する。
【００４７】
過電流制限器１００は、第１の信号端子部材１４１を矢印Ｂ１方向に弾性変形させつつ、第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に装着され、第１の信号端子部材１４１の弾性復帰力によって、第２の信号端子部材１５１に押しつけられ、第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に保持される。このとき、第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間隔は過電流制限器１００によって常時、所定の間隔に保持される。また、過電流制限器１００の第２係合部１２４ｂは、過電流制限器１００を第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に装着したときに可動端子部材１６１が接地端子部材２２２に接触しない高さに設定されている。これによって、可動端子部材１６１と接地端子部材２２２とは常時、非接触状態に維持される。
【００４８】
図７は保安器２００の等価回路図を示す。
【００４９】
保安器２００は、第２の信号端子部材１５１と接地端子部材２２２との間に上記サージ吸収装置３００が配置され、第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１との間に上記過電流制限器１００が接続されることにより、図７に示すような回路を構成する。
【００５０】
過電流時には、過電流制限器１００が略絶縁状態となることによって第１の信号端子部材１４１と第２の信号端子部材１５１とが切断され、例えば、第２の信号端子部材１５１側から第１の信号端子部材１４１側に過電流が流れることを阻止できる。これによって、第１の信号端子部材１４１側に接続された通信機器を過電流から保護できる。
【００５１】
また、サージ電圧発生時には、まず、サージ吸収装置３００のサイリスタ３２２がオンして、電流を接地端子部材３２２から接地に流し、サージ電圧を吸収する。さらに、サージ電圧が上昇すると、サージ吸収装置３００のセラミックガスアレスタ３２１がオンして、電流を接地端子部材３２２から接地に流し、サージ電圧を吸収する。
【００５２】
このとき、サイリスタ３２２は、半導体素子であり、サージ電圧に対して高速に応答できる。また、セラミックガスアレスタ３２１は高い耐圧を持っており、サージ電圧を確実に吸収させることが可能となる。
【００５３】
したがって、本適用例のサージ吸収装置３００を用いることにより、サージ電圧に対して高速に応答でき、かつ、高サージ電圧に対応できる。
【００５４】
なお、抵抗３２３は、サイリスタ３２２に直列に接続されており、サイリスタ３２２に流れる電流を制限している。
【００５５】
本実施例によれば、スイッチ素子１１１としてサーミスタ素子を用いることにより過電流に対して高速に対応できる。また、可動部材１６１を可動させることなく、過電流保護を行うことができるため、過電流保護の信頼性を向上させることが可能となる。また、過電流保護がかかったときでも、過電流状態が解除されると、自動的に導通状態に復帰するので、メンテナンスが容易である。さらに、既存の避雷器弾器２１１に装着して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の過電流制限器の一実施例の分解斜視図である。
【図２】本発明の過電流制限器の一実施例の組立時の斜視図である。
【図３】第１の端子部材１１２の側面図である。
【図４】過電流制限器１００の適用例の構成図である。
【図５】サージ吸収装置３００の分解斜視図である。
【図６】サージ吸収装置３００の組立時の斜視図である。
【図７】保安器２００の等価回路図である。
【図８】従来の保安器の一例の構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  過電流制限器
１１１  スイッチ素子、１１２  第１の端子部材、１１３  第２の端子部材
１１４  ケース、１１４ａ、１１４ｂ  ケース半体
１２１  接続部、１２２  溝部、１２３  鍔部、１２４  係合部
１２４ａ  第１係合部、１２４ｂ  第２係合部
１３１  凸部
１４１  第１の信号端子部材、１５１  第２の信号端子部材、１６１  可動部材
２００  保安器
２１１  避雷器弾器
２２１  接地板、２２２  接地端子部材、２２３  絶縁部材、２２４  ボルト
２２５  ナット
３００  サージ吸収装置
３１１  回路基板、３１２〜３１４  端子部材、３１５  ケース
３２１  セラミックガスアレスタ、３２２  サイリスタ、３２３  抵抗
３３１、３３２  ケース半体
３４１  溝部
【図１】
2007300735.tif 000003
【図２】
2007300735.tif 000004
【図３】
2007300735.tif 000005
【図４】
2007300735.tif 000006
【図５】
2007300735.tif 000007
【図６】
2007300735.tif 000008
【図７】
2007300735.tif 000009
【図８】
2007300735.tif 000010