JP3290209B2 - 避*** - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は避***に関し、更に詳細
には絶縁体を介在させてライン電極及びアース電極が対
向して配設された避***に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話線等の通信線には雷等の外来サージ
から通信機器を保護するため、図６に示す避***２００
が設置される。この避***２００には、図７に示す様
に、アルゴン等の不活性ガスが封入され且つ絶縁体２１
０、２１０を介してライン電極２０６、２０６及びアー
ス電極２０８が配置された避***本体２２０が多く使用
される。ところで、電話線等に商用電源線（ＡＣ１００
Ｖ、２００Ｖ、６６００Ｖ）が継続的に接触（混線）す
るような事態が発生すると、避***本体２２０に高電圧
が継続的に印加されて避***本体２２０内での放電が連
続的に発生し、避***２００が過熱されて火災等の災害
を招くおそれがある。

【０００３】この様な避***２００の過熱を防止すべ
く、図７に示す様に、避***本体２２０には、避***本
体２２０の外周面に装着された導電性板バネ２０２と避
***本体２２０との間に、ポリエステル等の熱可塑性樹
脂から成る絶縁性フィルム２０４を挟持したいわゆるフ
ェイルセイフ機構が設けられている。かかるフェイルセ
イフ機構が設けられた避***２００によれば、高電圧が
継続的に印加されて避***本体２２０内での放電が連続
して発生して避***２００が過熱する場合、熱可塑性樹
脂から成る絶縁性フィルム２０４が避***本体２２０の
熱によって溶融され、ライン電極２０６、２０６及びア
ース電極２０８を押圧していた導電性板バネ２０２がラ
イン電極２０６、２０６及びアース電極２０８と電気的
に接続される。このため、アース電極２０８とライン電
極２０６、２０６とが電気的に接続され、避***本体２
２０内での連続放電が停止して避***２００の過熱に因
る火災等を防止できる。

【０００４】しかし、図６〜図７に示すフェイルセイフ
機構のみを具備する避***２００は、避***本体２２０
内に封入されたアルゴン等の不活性ガスが何等かの原因
で飛散した場合、外来サージが避***２００に印加され
ても避***本体２２０内での放電が発生し難く、通信機
器等の装置本体を破損するおそれがある。このため、特
開昭５３ー５２９６１号公報（米国特許第４２１２０４
７号明細書）において、図４に示すベントセイフ機構及
びフェイルセイフ機構が設けられた避***が提案されて
いる。この避***は、アース電極２０８と電気的に接続
された導電性板バネ２０２とライン電極２０６、２０６
との間に挟持された絶縁性フィルム２０４ａ、２０４ｂ
の各々にスリット２１２、２１２が形成されている。か
かるスリット２１２、２１２によって、図５に示す様
に、導電性板バネ２０２とライン電極２０６、２０６と
の間に、絶縁性フィルム２０４ａ、２０４ｂの厚さ分の
空間を形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４〜図５に示す避雷
管によれば、フェイルセイフ機構とベントセイフ機構と
を兼ね備えることができるつまり、避***本体内での連
続放電によって避***本体が加熱された際には、熱可塑
性樹脂から成る絶縁性フィルムが溶融され、導電性板バ
ネがライン電極とアース電極とを電気的に接続して連続
放電を停止させるフェイルセイフ機構が作用し、火災等
の発生を防止できる。また、避***本体内に封入された
アルゴン等の不活性ガスが飛散し、避***本体内での放
電が発生し難くなった場合、外来サージが避***に印加
されると、ライン電極の上面に位置するスリット２１２
（図５）によって形成された空間内において、ライン電
極と導電性板バネとの間に放電を惹起させるベントセイ
フ機構が作用する。

【０００６】しかし、図４〜図５に示す避***において
は、連続放電によって避***本体が高温となり、絶縁性
フィルムが溶融して導電性板バネとライン電極とが接触
してフェイルセイフ機構が作用しても、両者は導電性板
バネのバネ力によって接触しているため、接触抵抗が高
い。この様な避***に、−４０℃〜＋６０℃の温度サイ
クルテストを導電性板バネとライン電極とが接触した避
***に施すと、導電性板バネとライン電極との接触が解
消される避***が存在し、永久接触が要求されるフェイ
ルセイフ機構の機能を充分に保証できないことが判明し
た。

【０００７】このため、フェイルセイフ機構の機能を充
分に保証すべく、本発明者は、特開昭５３ー５２９６０
号（米国特許第４０６２０５４号明細書）において、提
案されている図３に示す避***を試験してみた。この図
３に示す避***は、図４の絶縁性フィルム２０４ａ、２
０４ｂを耐熱性を有する絶縁性フィルム２０５ａ、２０
５ｂ（絶縁性フィルム２０５ｂは図示せず）に代えると
共に、スリット２１２を覆うはんだ板２１１を絶縁性フ
ィルム２０５ａ、２０５ｂの各々と導電性板バネ２０２
との間に挾持したものである。かかる避***のフェイル
セイフ機構は、避***２２０で発生した熱ではんだ板２
１１が溶融され、溶融はんだがライン電極２０６と導電
性板バネ２０２との間を接続することによって発揮され
る。この接続は、溶融はんだによって確実に成されるた
め、フェイルセイフ機構の機能を充分に発揮させること
ができる。

【０００８】しかしながら、図３に示す避***において
は、柔らかなはんだ板２１１が導電性板バネ２０２によ
って常時押圧されているため、はんだ板２０２のスリッ
ト２１２を覆う部分が次第にライン電極２０６方向に曲
折され、はんだ板２１１とライン電極２０６との不測の
接触事故が発生するおそれがあり、もう一つ信頼性に欠
けるものである。そこで、本発明の目的は、フェイルセ
イフ機構の機能を保証でき、且つ不測な接触事故等の発
生の懸念を解消でき充分な信頼性を有し得る避***を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成すべく検討した結果、耐熱性の絶縁性フィルム２０
５ａ、２０５ｂの各々とはんだ板２１１との間に、スリ
ット２１２と連通する位置にスリットが形成された金属
板を挿入することによって、はんだ板２１１が次第にラ
イン電極２０６方向に曲折されても、ライン電極２０６
との間に充分な間隙が存在する。このため、はんだ板２
１１の曲折に因るライン電極２０６との接触を防止で
き、本発明に到達した。

【００１０】すなわち、本発明は、絶縁体を介在させて
ライン電極及びアース電極が対向して配設された避***
本体に、該ライン電極に接触し、開口部が形成された耐
熱性材料から成る絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィル
ムに接触し、前記開口部と連通する開口部が形成された
耐熱性金属から成る耐熱性金属板と、前記耐熱性金属板
と接触し、前記絶縁性フィルムを形成する耐熱性材料の
分解温度又は軟化温度よりも低温で溶融する低融点金属
から成る低融点金属板と、前記アース電極に電気的に接
続され、前記耐熱性金属板に形成された開口部を覆うよ
うに耐熱性金属板と接触する前記低融点金属板をライン
電極側に押圧すると共に、前記耐熱性金属板及び絶縁性
フイルムをライン電極側に押圧する導電性板バネとが装
着され、前記低融点金属板が避***本体の過熱によって
溶融された際に、前記絶縁性フイルム及び耐熱性金属板
の各々に形成された開口部が、溶融された低融点金属が
流れ込み導電性板バネとライン電極とを電気的に接続す
る連通孔に形成されていることを特徴とする避***にあ
る。

【００１１】かかる構成の本発明において、避***がガ
ス入り避***であって、耐熱性金属板と接する部分の絶
縁性フィルムに、多数の小孔から成る小孔群が形成され
ていることによって、フェイルセイフ機構とベントセイ
フ機構とを併有できる。また、低融点金属板において、
その耐熱性金属板の開口部を覆う部分に、小孔が穿設さ
れていることによって、溶融低融点金属が連通孔に流れ
込む際に、連通孔内の空気を小孔を介して抜くことがで
き、溶融低融点金属の連通孔への流れ込みをスムーズに
行うことができる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、耐熱性の絶縁性フィルム及び
耐熱性金属板の各々に形成された開口部が連通され、低
融点金属板とライン電極との間に形成される間隙が、絶
縁性フィルムのみの従来の場合と比較して大となる。こ
のため、低融点金属板が導電性板バネの押圧によって曲
折されても、低融点金属板とライン電極との接触するお
それを解消できる。また、連続放電が発生して避***が
過熱されると、低融点金属板が溶融してライン電極と導
電性板バネとを確実に接続し、アース電極とライン電極
とを永久接続することができる。その結果、本発明に係
る避***は、フェイルセイフ機構の機能を充分に保証で
き且つ充分な信頼性を有することができるのである。

【００１３】

【実施例】本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る避***の正面図であり、絶縁体１
１、１１を介在させてライン電極１２、１２及びアース
電極１４が配置された避***本体１０には、アルゴンガ
スが封入されている。かかる避***本体１０において、
ライン電極１２、１２は、避***本体１０の側面側にも
形成されている。この様な避***本体１０の各側面に形
成されたライン電極１２、１２には、耐熱性樹脂である
ポリイミド樹脂から成る絶縁性フィルム２、銅金属から
成る耐熱性金属板４、及び銀入りはんだから成る低融点
金属板６が導電性板バネ１（以下、板バネ１と称するこ
とがある）の端部によって挾持されている。この板バネ
１は、リン青銅製又はステンレス製であり、中央部がア
ース電極１４にスポット溶接され、避***本体１０に固
着されている。

【００１４】かかる避***本体１０の側面に積層された
絶縁性フィルム２、耐熱性金属板４、及び低融点金属板
６から成る積層部分の断面図を図２に示す。図２に示す
様に、絶縁性フィルム２及び耐熱性金属板４の各中央部
には、円形状の開口部３、５が開口され、且つ開口部
３、５が連通されるように、絶縁性フィルム２及び耐熱
性金属板４が配設されている。この耐熱性金属板４の開
口部５は、板バネ１で押圧される低融点金属板６によっ
て覆われている。従って、低融点金属板６とライン電極
１２との間には、絶縁性フィルム２及び耐熱性金属板４
の合計厚さ分の空隙がフェイルセイフ機構のエアーギャ
ップとして形成される。このため、絶縁性フィルム２及
び耐熱性金属板４の厚さの合計厚さが１００〜１０００
μｍ程度とすることが好適である。合計厚さが１００μ
ｍ未満では、板バネ１の押圧に因って発生する低融点金
属板６の曲折部とライン電極１２との間隙が少なくなる
傾向にあり、他方、１０００μｍを越えると、フェイル
セイフ機構の機能が低下する傾向にある。尚、本実施例
においては、耐熱性金属板４の開口部５を覆う部分を集
中押圧することに因る低融点金属板６の曲折を可及的に
少なくすべく、板バネ１の押圧部が低融点金属板６に当
接して押圧する範囲を、耐熱性金属板４の開口部５に対
応する部分及び開口部５の周縁部に対応する部分を併せ
た範囲となるように、板バネ１が配設されている。

【００１５】本実施例の避***は、避***本体１０内で
連続放電が発生し過熱された場合、避***本体１０の熱
は絶縁性フィルム２及び耐熱性金属板４を介して低融点
金属板６に伝熱され、低融点金属板６を溶融する。溶融
低融点金属は、板バネ１の押圧力によって絶縁性フィル
ム２及び耐熱性金属板４の開口部５、３から成る連通孔
内に流れ込み、板バネ１とライン電極１２とを確実に接
続する。更に、連通孔から溢れた余分の溶融低融点金属
は、絶縁フィルム２の外周部へ流れ出してライン電極１
２と板バネ１とを補助的に連結する。このため、アース
電極１４とライン電極１２とが短絡され、避***本体１
０内の連続放電が停止し、避***本体１０の過熱に因る
火災等を防止できる。尚、低融点金属板６において、耐
熱性金属板４の開口部５を覆う部分に、小孔が穿設され
ていると、溶融低融点金属が絶縁性フィルム２及び耐熱
性金属板４の開口部５、３から成る連通孔内に流れ込む
際に、連通孔内の空気を小孔を介して抜くことができ、
溶融低融点金属の連通孔内への流れ込みをスムーズに行
うことができる。かかる板バネ１とライン電極１２との
接続は、連続放電が停止して避***本体１０が冷却され
た後においても、低融点金属によって強固に接続されて
いる。この接続は、−４０〜６０℃の温度サイクルテス
トを行っても維持される。

【００１６】本実施例においては、耐熱性金属板４と接
する部分の絶縁性フィルム２に、多数の小孔８、８・・
・から成る小孔群が形成されている。かかる小孔群は、
ベントセイフ機構の機能を奏する部分である。つまり、
避***本体１０内に封入されたアルゴンガスが何等かの
原因で飛散し、避***本体１０内で放電が発生し難くな
ったとき、外来サージが避***本体１０に印加された場
合、直径０．２ｍｍ程度の小孔８、８・・・内の空間に
おいて放電を惹起させることができる。このため、絶縁
性フィルム２の厚さを、放電が発生し得る厚さである５
０〜９０μｍとすることが好適である。更に、本実施例
においては、絶縁性フィルム２の面積が耐熱性金属板４
の面積よりも大であり、且つ絶縁性フィルム２の開口部
３の面積が耐熱性金属板４の開口部５の面積よりも小さ
いため、耐熱性金属板４の外周縁及び内周縁の位置を絶
縁性フィルム２の外周縁及び内周縁よりも内側とするこ
とができる。このため、板バネ１と低融点金属板６を介
して接続されている耐熱性金属板６とライン電極１２と
の間に放電が発生し得ない距離を置くことができ、耐熱
性金属板６の外周縁又は内周縁とライン電極１２との間
で放電が発生する不安定な事態を防止できる。従って、
本実施例の避***では、放電は小孔群を構成する小孔
８、８・・・内の空間においてのみ発生するため、放電
開始電圧等を一定にでき、確実に且つ安定してベントセ
イフ機構の機能を発揮できる。この様に、本実施例の避
***は、ベントセイフ機構とフェイルセイフ機構とを奏
する部分を分離することによって、各機構の機能を安定
して確実に発揮させる種々の手段を設けることができ
る。

【００１７】以上、述べてきた図１〜図２に示す避***
は、避***本体１０の平坦面である両側面の各々に、絶
縁性フィルム２、耐熱性金属板４、及び低融点金属板６
が積層されているが、図４に示す様に、避***本体１０
の円筒面に沿って形成されたライン電極上に絶縁性フィ
ルム２、耐熱性金属板４、及び低融点金属板６を積層し
てもよい。この場合、耐熱性金属板４としては、ライン
電極に沿って容易に曲折可能な金属板を採用することが
好ましい。即ち、耐熱性金属板がライン電極に沿って曲
折する絶縁性フィルムに密着でき、フェイルセイフ機構
及びベントセイフ機構の各々のエアーギャップを一定に
形成できるため、安定したフェイルセイフ機構及びベン
トセイフ機構の各機能を発揮できる。

【００１８】また、絶縁性フィルム２を形成するポリイ
ミド樹脂としては、分解温度が４００℃、熱変形温度が
３６０℃の全芳香族ポリイミド樹脂を好ましく使用でき
るが、熱変形温度が低融点金属板６を形成する低融点金
属よりも高温である耐熱性樹脂であれは使用できる。か
かる耐熱性樹脂としては、ポリアミドイミド樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂等を挙げることができる。他の絶縁
性フィルム２を形成する耐熱性材料としては、マイカ
（雲母）等の無機性材料を使用できる。かかる無機性材
料から成る絶縁性フィルム２は極めて高温でも変質せず
好ましい。更に、低融点金属板６を形成する低融点金属
としては、絶縁性フィルム２の熱変形温度未満で溶解す
る低融点金属を使用でき、融点２００〜３００℃のもの
が好ましい。かかる低融点金属としては、銀入りはんだ
を好ましく使用することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、必要の際に、確実にフ
ェイルセイフ機構の機能を発揮することができ、避***
の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る避***の正面図であ
る。

【図２】図１に示す避***の部分断面図である。

【図３】特開昭５３ー５２９６０号（米国特許第４０６
２０５４号明細書）に記載された避***の断面図であ
る。

【図４】特開昭５３ー５２９６１号公報（米国特許第４
２１２０４７号明細書）に記載された避***の組み立て
図である。

【図５】図４で組み立てられた避***の断面図である。

【図６】従来の避***の斜視図である。

【図７】図６に示す避***の組み立て図である。

【符号の説明】

１ 導電性板バネ ２ 耐熱性フィルム ３ 耐熱性フィルムの開口部 ４ 耐熱性金属板 ５ 耐熱性金属板の開口部 ６ 低融点金属板 ８ 小孔 １０ 避***本体 １１ 絶縁体 １２ ライン電極 １４ アース電極

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体を介在させてライン電極及びアー
   ス電極が対向して配設された避***本体に、 該ライン電極に接触し、開口部が形成された耐熱性材料
   から成る絶縁性フィルムと、 前記絶縁性フィルムに接触し、前記開口部と連通する開
   口部が形成された耐熱性金属から成る耐熱性金属板と、 前記耐熱性金属板と接触し、前記絶縁性フィルムを形成
   する耐熱性材料の分解温度又は軟化温度よりも低温で溶
   融する低融点金属から成る低融点金属板と、 前記アース電極に電気的に接続され、前記耐熱性金属板
   に形成された開口部を覆うように耐熱性金属板と接触す
   る前記低融点金属板をライン電極側に押圧すると共に、
   前記耐熱性金属板及び絶縁性フイルムをライン電極側に
   押圧する導電性板バネとが装着され、 前記低融点金属板が避***本体の過熱によって溶融され
   た際に、前記絶縁性フイルム及び耐熱性金属板の各々に
   形成された開口部が、溶融された低融点金属が流れ込み
   導電性板バネとライン電極とを電気的に接続する連通孔
   に形成されていることを特徴とする避***。
2. 【請求項２】 避***がガス入り避***であって、耐熱
   性金属板と接する部分の絶縁性フィルムに、多数の小孔
   から成る小孔群が形成されている請求項１記載の避雷
   管。
3. 【請求項３】 耐熱性金属板に形成された開口部を覆う
   低融点金属板の部分に、小孔が設けられている請求項１
   記載の避***。