JP6551980B2 - サージ防護デバイス及びサージ防護システム - Google Patents

Description

本発明は、雷サージの侵入から、通信機器又は制御機器等の保護対象機器を保護するための通信用のサージ防護デバイス（Surge Protective Device、以下「ＳＰＤ」という。）と、その通信用のＳＰＤが複数併設されたサージ防護システムと、に関するものである。

従来、特許文献１には、雷サージの侵入から、電源機器等の保護対象機器を保護するための電源用のＳＰＤと、これが複数併設されたサージ防護システムと、が記載されている。

従来のサージ防護システムは、併設された複数のＳＰＤと、これらの複数のＳＰＤの劣化状態を表示したり、これらの複数のＳＰＤに対して電源電圧を供給するためのモニタユニットと、を備えている。複数のＳＰＤの底面及びモニタユニットの底面は、例えば、機器取り付け用レールに、着脱自在に取り付けられている。各ＳＰＤにおける雷サージの侵入を検出するためのセンサ部と、モニタユニットと、がそれぞれ電源電圧供給用の電源ケーブルと通信信号伝送用の通信ケーブルとにより、繋がっている。そして、電源ケーブル及び通信ケーブルを通して、モニタユニットから各ＳＰＤのセンサ部への電源供給と、各ＳＰＤのセンサ部からモニタユニットへの雷サージ検出データの送信と、を行っている。

特開２０１３−７７４８３号公報

しかしながら、従来のサージ防護システムでは、次の（Ａ）〜（Ｃ）のような課題がある。

（Ａ） 作業性の課題
従来のＳＰＤは、電源ケーブル及び通信ケーブルの接続部がセンサ部の底面側に組み込まれている。そのため、電源ケーブル及び通信ケーブルの布設は、例えば、機器取り付け用レールからＳＰＤ本体を取り外した状態で行わなければならず、作業性が悪い。

（Ｂ） 通信系統での使用（通信用ＳＰＤとしての使用）が困難
従来のＳＰＤを電源系統の回線に使用する（即ち、電源用ＳＰＤとして使用する）場合は、ＳＰＤの連結数が２、３連結程度で済むため、電源ケーブル及び通信ケーブルの布設箇所も少なく、作業に大きな手間はかからない。しかし、従来のＳＰＤを通信系統で使用する場合、回線数が電源系統に比べて非常に多い（例えば、数十〜数百回線に及ぶこともある。）ため、ＳＰＤの連結数も非常に多くなってしまい、電源ケーブル及び通信ケーブルの布設が困難である。

（Ｃ） 増設作業が困難
ＳＰＤを増設する際、電源ケーブル及び通信ケーブルを、既設されたものから延設しなければならないため、作業が困難である。

本発明のＳＰＤは、ジャックとプラグとを備えている。前記ジャックは、通信線又は制御線からなる外線が接続される外線側端子と、保護対象機器が接続される機器側端子と、第１接続端子と、第２接続端子と、前記第１接続端子に接続された連接端子と、を有している。前記プラグは、前記第１接続端子に対して着脱自在に接続される第３接続端子と、前記第２接続端子に対して着脱自在に接続される第４接続端子と、前記外線側端子又は前記機器側端子から前記第２接続端子と前記第４接続端子とを介して侵入する雷サージを接地側へ放電して前記保護対象機器を保護する保護回路と、前記雷サージの侵入を検出し、前記雷サージの履歴を基準値と比較して前記保護回路の劣化状態を検出する劣化検出部と、前記劣化検出部の検出結果を表示する表示部と、を有している。

そして、本発明のＳＰＤでは、これを複数併設する場合に、隣接する前記ＳＰＤにおける隣接する前記連接端子間を着脱自在に連接する連接プラグを設け、前記第３接続端子、前記第１接続端子、前記連接端子、及び前記連接プラグを通して、前記劣化検出部の前記検出結果を出力することを特徴とする。

本発明のサージ防護システムは、前記ＳＰＤが複数併設され、前記プラグに前記電源電圧を供給すると共に、前記劣化検出部の前記検出結果を外部へ送信する電源ユニットが設けられていることを特徴とする。

又、本発明の他のサージ防護システムは、前記ＳＰＤが複数併設され、前記劣化検出部の前記検出結果を外部へ送信する電源ユニットが設けられていることを特徴とする。

本発明のＳＰＤ及びサージ防護システムによれば、従来、ケーブルによって敷設されていた通信ラインあるいは電源・通信ラインの接続を、連接プラグの装着により行えるので、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果が期待できる。

（ａ） ＳＰＤの通信ラインあるいは電源・通信ラインにおいては、ケーブルを使用していないので、配線の手間が省ける。

（ｂ） ＳＰＤを増設する際、通信ラインあるいは電源・通信ラインのケーブルの延設を必要としないので、増設が簡単である。

（ｃ） ＳＰＤの設置作業が簡略化されたことにより、作業性が向上する。

（ｄ） 通信ラインあるいは電源・通信ラインにおける敷設作業の手間が低減されたことで、例えば、交換推奨表示や遠方への接点出力機能を有するＳＰＤを、通信系統等の回線数が数十〜数百にまで及ぶ場所に取り付けることが容易になる。

図１は本発明の実施例１におけるサージ防護システムの構成を示す概略の回路図である。 図２は本発明の実施例１における外部電源駆動タイプのサージ防護システムを示す斜視図である。 図３は図２の分離した斜視図である。 図４は図２の概略の平面図である。 図５は図３のＳＰＤ側ジャック１０と電源ユニット側ジャック６０との連接イメージを示す模式図である。 図６は図２中のＳＰＤ１の左側面図である。 図７は図２中のＳＰＤ１の右側面図である。 図８は図２中のＳＰＤ１の平面図である。 図９は図２中のＳＰＤ１の底面図である。 図１０は図３中のＳＰＤ側ジャック１０に連接プラグ２５が装着された状態を示す斜視図である。 図１１Ａは図３中のＳＰＤ側ジャック１０の平面図である。 図１１Ｂは図３中のＳＰＤ側ジャック１０と電源ユニット側ジャック６０との連接状態を示す平面図である。 図１１Ｃは図１１Ｂのジャック１０，６０に連接プラグ２５が装着された状態を示す平面図である。 図１２は図１０の底面側の斜視図である。 図１３は図１０のＳＰＤ側ジャック１０を示す概略の分解斜視図である。 図１４は図３中のＳＰＤ側プラグ３０の左側面図である。 図１５は図３中のＳＰＤ側プラグ３０の底面図である。 図１６は図３中のＳＰＤ側プラグ３０の一部切り欠き斜視図である。 図１７は図３中のＳＰＤ側プラグ３０の内部部品を省略した内部構造の斜視図である。 図１８は本発明の実施例２における電池駆動タイプのサージ防護システムの構成を示す概略の回路図である。

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の構成）
図２は、本発明の実施例１における外部電源駆動タイプのサージ防護システムの外観を示す斜視図である。図３は、図２の分離した斜視図である。図４は、図２の概略の平面図である。更に、図５は、図３のＳＰＤ側ジャック１０と電源ユニット側ジャック６０との連接イメージを示す模式図である。

本実施例１の外部電源駆動タイプのサージ防護システムは、複数（例えば、３つ）の通信用のＳＰＤ１（＝１−１〜１−３）と１つの電源ユニット５０とを備え、これらの３つのＳＰＤ１と１つの電源ユニット５０とが、機器取り付け用レール（Mounting rails for devices、例えば、ＤＩＮレール）８０により固定されて併設されている。ＤＩＮレール８０とは、ＤＩＮ規格で定められた例えば３５ｍｍ幅の機器取り付け金具である。ＤＩＮ規格では、交流１０００Ｖ以下又は直流１５００Ｖ以下で使用する開閉器、工業用端子台等の電気機器を取り付ける機器取り付け用レールについて規定されている。なお、ＳＰＤ１の取り付け数は、回線数に応じた任意の個数である。又、３つのＳＰＤ１及び１つの電源ユニット５０は、ＤＩＮレール８０を使用せずに、木板等へ直接固定しても良い。

各ＳＰＤ１（＝１−１〜１−３）は、通信線又は制御線からなる外線としての各外線側回線２（＝２−１〜２−３）と、通信機器や制御機器等の保護対象機器に接続された各機器側回線３（＝３−１〜３−３）と、の間に接続されている。各ＳＰＤ１は、外線側回線２又は機器側回線３から侵入する雷サージの異常電圧・異常電流から保護対象機器を保護する保護機能と、該ＳＰＤ１が繰り返し雷サージにさらされることによる劣化を監視して該ＳＰＤ１の劣化状態を表示する表示機能と、ＳＰＤ交換推奨時に外部出力する出力機能と、を有している。電源ユニット５０は、外部電源５と接点出力信号線６との間に接続され、外部電源５から入力される電源電圧（例えば、直流２４Ｖ）を各ＳＰＤ１へ供給すると共に、各ＳＰＤ１の劣化状態やＳＰＤ交換推奨等の情報を接点出力信号線６へ送信する機能を有している。

各ＳＰＤ１は、外線側回線２及び機器側回線３に接続されるＳＰＤ側ジャック１０と、このジャック１０に対して挿脱自在に挿着されるＳＰＤ側プラグ３０と、を備えている。

ＳＰＤ側ジャック１０は、配線機能及び出力機能を有するものであり、略Ｕ字形のケース１１を備えている。略Ｕ字形のケース１１は、対向する２つの略角筒状の第１立設部及び第２立設部と、これらの第１立設部及び第２立設部間の下部を連結する連結部と、を有している。前記第１立設部の外側面側には、２本１組の外線側回線２に接続される２つの螺子状の外線側端子１２−１，１２−２と、螺子状の接地端子１４−１と、が段差をおいて設けられている。前記第２立設部の外側面側には、２本１組の機器側回線３に接続される２つの螺子状の機器側端子１３−１，１３−２と、螺子状の接地端子１４−２と、が段差をおいて設けられている。例えば、接地端子１４−２は、接地線４を介して接地される。

前記連結部の上面には、３つの端子部１５−１（１），１５−１（２），１５−１（３）を有する連接端子１５−１と、その３つの端子部１５−１（１），１５−１（２），１５−１（３）に対して並列に接続された３つの端子部１５−２（１），１５−２（２），１５−２（３）を有する連接端子１５−２と、その端子部１５−１（１）・１５−２（１），１５−１（２）・１５−２（２），１５−１（３）・１５−２（３）に対して直列に接続された３つの端子部１６（１），１６（２），１６（３）を有する第１接続端子１６と、ジャック側端子台からなる第２接続端子１７と、ＳＰＤ側プラグ３０の誤挿入を防止するための誤挿入防止孔１８と、が配設されている。

ＳＰＤ側プラグ３０は、保護機能及び表示機能を有するものであり、略直方体のケース３１を備えている。ケース３１は、ジャック側ケース１１における第１立設部と第２立設部との間に挿脱自在に挿着されるものであり、上面側に、表示部４５と押しボタン式の表示確認用スイッチ４６とが配設されている。表示部４５は、ケース３１内に設けられる保護回路の劣化状態等を表示するものであり、例えば、正常状態を表示する緑色発光素子（以下「ＬＥＤ」という。）４５ａ、交換推奨状態を表示する黄色ＬＥＤ４５ｂ、及び劣化（故障）状態を表示する赤色ＬＥＤ４５ｃと、電池残量表示用のＬＥＤ４５ｄと、により構成されている。なお、本実施例１のサージ防護システムは、外部電源を利用した電源駆動タイプのため、電池残量表示用のＬＥＤ４５ｄとスイッチ４６とは、使用しないので、他の回路に対して電気的に接続されていない。

電源ユニット５０は、ＳＰＤ１に対して内部回路が異なるが、そのＳＰＤ１と同一の外形を有している。この電源ユニット５０は、外部電源５及び接点出力信号線６に接続される電源ユニット側ジャック６０と、このジャック６０に対して挿脱自在に挿着される電源ユニット側プラグ７０と、を備えている。

電源ユニット側ジャック６０は、配線機能及び出力機能を有するものであり、略Ｕ字形のケース６１を備えている。略Ｕ字形のケース６１は、対向する２つの略角筒状の第１立設部及び第２立設部と、これらの第１立設部及び第２立設部間の下部を連結する連結部と、を有している。前記第１立設部の外側面側には、外部電源５の接地側に接続される螺子状の電源端子６２−１と、外部電源５の正極側（例えば、＋２４Ｖ）に接続される螺子状の電源端子６２−２と、螺子状の接地端子６４−１と、が段差をおいて設けられている。前記第２立設部の外側面側には、２本１組の接点出力信号線６に接続される２つの螺子状の出力端子６３−１，６３−２と、螺子状の接地端子６４−２と、が段差をおいて設けられている。例えば、接地端子６４−２は、接地線４を介して接地される。

前記連結部の上面には、ＳＰＤ側連結部と同様に、３つの端子部６５−１（１），６５−１（２），６５−１（３）を有する連接端子６５−１と、その３つの端子部６５−１（１），６５−１（２），６５−１（３）に対して並列に接続された３つの端子部６５−２（１），６５−２（２），６５−２（３）を有する連接端子６５−２と、その端子部６５−１（１）・６５−２（１），６５−１（２）・６５−２（２），６５−１（３）・６５−２（３）に対して直列に接続された３つの端子部を有する第１接続端子と、ジャック側端子台からなる第２接続端子と、ＳＰＤ側プラグ７０の誤挿入を防止するための誤挿入防止孔と、が配設されている。

電源ユニット側プラグ７０は、接点出力切り替え機能を有するものであり、略直方体のケース７１を備えている。ケース７１は、ジャック側ケース６１における第１立設部と第２立設部との間に挿脱自在に挿着されるものであり、上面側に、ＳＰＤ側プラグ３０と同様のダミー用の表示部及びスイッチが配設されている。

併設された３つのＳＰＤ側ジャック１０と１つの電源ユニット側ジャック６０とは、３つの連接プラグ２５（＝２５−１〜２５−３）により、着脱自在に連接される。

図５に示すように、第１連接プラグ２５−１により、電源ユニット５０側の連接端子６５−２とＳＰＤ１−１側の連接端子１５−１とが接続され、第２連接プラグ２５−２により、ＳＰＤ１−１側の連接端子１５−２とＳＰＤ１−２側の連接端子１５−１とが接続され、更に、第３連接プラグ２５−３により、ＳＰＤ１−２側の連接端子１５−２とＳＰＤ１−３側の連接端子１５−１とが接続される。

図６は、図２中のＳＰＤ１の左側面図、図７は、図２中のＳＰＤ１の右側面図、図８は、図２中のＳＰＤ１の平面図、及び、図９は、図２中のＳＰＤ１の底面図である。

ジャック１０側のケース１１において、左側面の外線側端子１２−１の下部には、矩形の回線導入孔１２−１ａが形成されると共に、左側面の外線側端子１２−２の下部にも、矩形の回線導入孔１２−２ａが形成されている。右側面の機器側端子１３−１の下部には、矩形の回線導入孔１３−１ａが形成されると共に、右側面の機器側端子３−２の下部にも、矩形の回線導入孔１３−２ａが形成されている。ケース１１の底面には、ＤＩＮレール８０の側面を係止するための係止爪１１ａが形成されている。係止爪１１ａから離れた位置には、一対の断面逆Ｌ字形のガイドレール１１ｂ，１１ｃが平行に形成されている。ガイドレール１１ｂ，１１ｃには、矩形板状のレールストッパ１９が摺動自在に取り付けられている。レールストッパ１９の先端には、係止爪１９ａが形成され、この係止爪１９ａが、対向する係止爪１１ａの方向に、コイルばね１９ｂによって付勢されている。ケース１１の底面は、対向する係止爪１１ａと係止爪１９ａとによって、ＤＩＮレール８０の両側面を挟持する状態で、着脱自在に固定される。

図１０は、図３中のＳＰＤ側ジャック１０に連接プラグ２５が装着された状態を示す斜視図である。図１１Ａは、図３中のＳＰＤ側ジャック１０の平面図である。図１１Ｂは、図３中のＳＰＤ側ジャック１０と電源ユニット側ジャック６０との連接状態を示す平面図である。図１１Ｃは、図１１Ｂのジャック１０，６０に連接プラグ２５（＝２５−１〜２５−３）が装着された状態を示す平面図である。更に、図１２は、図１０の底面側の斜視図である。

ＳＰＤ側ジャック１０のケース１１において、対向する第１立設部及び第２立設部の内側面には、ＳＰＤ側プラグ３０の挿脱を案内するために、縦方向に延びるガイド凸部１１ｄ，１１ｅがそれぞれ突設されている。

図１０及び図１１Ａに示すように、ＳＰＤ側ジャック１０を連接しない場合、ＳＰＤ側ジャック１０の２つの連接端子１５−１，１５−２が、連接プラグ２５によって相互に接続される。図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、３つのＳＰＤ側ジャック１０と１つの電源ユニット側ジャック６０とを連接する場合、第１連接プラグ２５−１により、電源ユニット５０側の連接端子６５−２とＳＰＤ１−１側の連接端子１５−１とが接続され、第２連接プラグ２５−２により、ＳＰＤ１−１側の連接端子１５−２とＳＰＤ１−２側の連接端子１５−１とが接続され、更に、第３連接プラグ２５−３により、ＳＰＤ１−２側の連接端子１５−２とＳＰＤ１−３側の連接端子１５−１とが接続される。

図１３は、図１０のＳＰＤ側ジャック１０を示す概略の分解斜視図である。
ＳＰＤ側ジャック１０は、矩形板状のジャック基板２０、及び矩形板状のアース金具２１を有している。ジャック基板２０上の両端付近には、外線側端子１２−１，１２−２と機器側端子１３−１，１３−２とが分離して取り付けられ、その外線側端子１２−１，１２−２と機器側端子１３−１，１３−２との間に、カードエッジコネクタからなる第２接続端子１７が取り付けられている。アース金具２１の両端には、２つの接地端子１４−１，１４−２が分離して取り付けられ、そのアース金具２１が、ジャック基板２０の底面側に接続されている。

連接端子１５−１，１５−２及び第１接続端子１６は、めすコンタクトを有するジャックによりそれぞれ構成され、連結基板２２上に取り付けられている。連結基板２２は、内部ケース２３に装着される。アース金具２１が接続されたジャック基板２０の両側面に、２つの内部ケース２３，２４が対向して装着され、更に、そのアース金具２１の底面に、レールストッパ１９がコイルばね１９ｂを介して摺動自在に取り付けられる。これらの内部ケース２３，２４及びレールストッパ１９が取り付けられたジャック基板２０及びアース金具２１は、外側のケース１１の底面側から挿入されて固定され、ＳＰＤ側ジャック１０が組み立てられている。連接端子１５−１，１５−２に挿着される連接プラグ２５は、６つのおすコンタクト２５ａを有している。

図１４は、図３中のＳＰＤ側プラグ３０の左側面図である。
ＳＰＤ側プラグ３０のケース３１において、左側面の中央の上部には、略矩形のつまみ用凹部３１ａが形成されている。つまみ用凹部３１ａの下方右寄りには、ＳＰＤ側ジャック１０のガイド凸部１１ｄを受け入れて案内するための、縦方向に延びるガイド凹部３１ｃが形成されている。ケース３１の左側面の下部には、断面が略方形の連接プラグ収容空間３１ｆが形成されている。

これに対応して、図３に示すＳＰＤ側プラグ３０のケース３１において、右側面の中央の上部には、略矩形のつまみ用凹部３１ｂが形成されている。つまみ用凹部３１ｂの下方の中央から下部にかけて、ＳＰＤ側ジャック１０のガイド凸部１１ｅを受け入れて案内するための、縦方向に延びるガイド凹部３１ｄが形成されている。ガイド凹部３１ｄの周囲には、この周囲領域に弾力性を持たせるための、Ｕ字形の切り欠き溝３１ｅが形成されている。

図１５は、図３中のＳＰＤ側プラグ３０の底面図である。
ＳＰＤ側プラグ３０のケース３１の底面において、外縁の内側には、収容凹部３１ｇが形成されている。収容凹部３１ｇの内側には、連接プラグ収容空間３１ｆ寄りに、３つの連接ピンからなる第３接続端子３２が突設されている。第３接続端子３２に対して直交する方向には、ＳＰＤ側ジャック１０の第２接続端子１７へ挿入するための、板状のカードエッジ端子からなる第４接続端子３３が突設されている。更に、第４接続端子３３の近傍には、ＳＰＤ側ジャック１０の誤挿入防止孔１８へ嵌入するための誤挿入防止プラグ４９が突設されている。

図１６は、図３中のＳＰＤ側プラグ３０の一部切り欠き斜視図、及び、図１７は、図３中のＳＰＤ側プラグ３０の内部部品を省略した内部構造の斜視図である。

ＳＰＤ側プラグ３０のケース３１内には、断面略Ｌ字形の内部フレーム４７が収容されている。内部フレーム４７の上部の端部には、スイッチ４６が取り付けられている。内部フレーム４７の縦方向には、配線用のプラグ基板４８がねじにより固定されている。プラグ基板４８の上部には、スイッチ４６と、表示部４５を構成する４つのＬＥＤ４５ａ〜４５ｄと、が設けられている。プラグ基板４８の上部には、劣化検出部４０が搭載され、更に、その劣化検出部４０の下方に、保護回路３４が搭載されている。

保護回路３４は、ＳＰＤ側ジャック１０の外線側端子１２−１，１２−２又は機器側端子１３−１，１３−２から第２接続端子１７とＳＰＤ側プラグ３０の第４接続端子３３とを介して侵入する雷サージを接地端子１４−２側へ放電して保護対象機器を保護する回路である。更に、劣化検出部４０は、その雷サージの侵入を検出し、該雷サージの履歴（例えば、雷サージの大きさ、雷サージの侵入回数等）を基準値と比較して保護回路３４の劣化状態を検出するものである。

プラグ基板４８の下部には、内部フレーム４７の底部を貫通して、第３接続端子３２と第４接続端子３３とが接続されている。内部フレーム４７の底部には、連接プラグ収容空間３１ｆ及び収容凹部３１ｇが形成され、その収容凹部３１ｇ内に、第３接続端子３２、第４接続端子３３、及び誤挿入防止プラグ４９が突設されている。

図１は、本発明の実施例１における図２のサージ防護システムの構成を示す概略の回路図である。この図１では、３つのＳＰＤ１−１〜１−３のうちの２つのＳＰＤ１−１，１−２と電源ユニット５０との連接状態が図示されている。

各ＳＰＤ１−１〜１−３は、同一の回路構成である。ＳＰＤ１−１は、ＳＰＤ側ジャック１０と、このＳＰＤ側ジャック１０に対して着脱自在に挿着されるＳＰＤ側プラグ３０と、を備えている。

ＳＰＤ側ジャック１０は、ケース１１を有し、このケース１１に、２つの外線側端１２−１，１２−２、２つの機器側端子１３−１，１３−２、２つの接地端子１４−１，１４−２、２つの連接端子１５−１，１５−２、１つの第１接続端子１６、及び１つの第２接続端子１７が取り付けられている。連接端子１５−１は、３つの端子部１５−１（１），１５−１（２），１５−１（３）を有している。同様に、連接端子１５−２は、３つの端子部１５−２（１），１５−２（２），１５−２（３）を有し、第１接続端子１６は、３つの端子部１６（１），１６（２），１６（３）を有している。連接端子１５−１の端子部１５−１（１），１５−１（２），１５−１（３）と、連接端子１５−２の端子部１５−２（１），１５−２（２），１５−２（３）と、第１接続端子１６の端子部１６（１），１６（２），１６（３）と、はそれぞれ並列に接続されている。２つの外線側端子１２−１，１２−２には、一対の外線側回線２−１が接続される。２つの機器側端子１３−１，１３−２には、一対の機器側回線３−１が接続される。２つの接地端子１４−１，１４−２のうちの、例えば、１つの接地端子１４−２が接地される。

ＳＰＤ側プラグ３０は、ケース３１を有し、このケース３１に、１つの第３接続端子３２、及び１つの第４接続端子３３が取り付けられている。第３接続端子３２は、ジャック側第１接続端子１６に対して着脱自在に接続されている。第４接続端子３３は、ジャック側第２接続端子１７に対して着脱自在に接続されている。ケース３１内には、保護回路３４、劣化検出部４０、スイッチ手段（例えば、トランジスタ）４４、及び表示部４５等が設けられている。

保護回路３４は、第４接続端子３３及び接地端子１４−２に接続され、外線側端子１２−１，１２−２又は機器側端子１３−１，１３−２から第２接続端子１７と第４接続端子３３とを介して侵入する雷サージを接地端子１４−２側へ放電して保護対象機器を保護する回路である。この保護回路３４は、避***であるアレスタや、非直線性抵抗素子であるバリスタ等の避雷素子により構成されている。避雷素子は、雷サージによる動作回数の増加等に伴って劣化すると、保護機能が失われる。そのため、避雷素子の劣化状態を検出するための劣化検出部４０が設けられている。

劣化検出部４０は、保護回路３４と接地端子１４−２との間に流れる雷サージ電流を検出し、この雷サージの履歴（例えば、雷サージの大きさ、雷サージの侵入回数等）を基準値と比較して保護回路３４の劣化状態を検出するものである。この劣化検出部４０は、演算・制御機能を有する制御回路（例えば、中央処理装置、以下「ＣＰＵ」という。）４１と、このＣＰＵ４１によりアクセスされ、雷サージの履歴等を記憶するメモリ４２と、保護回路３４から接地端子１４−２側へ流れる雷サージを検出してこの検出信号をＣＰＵ４１へ与える検出手段（例えば、変流器であるＣＴ）４３等と、を有している。

トランジスタ４４は、第３接続端子３２を介して、ジャック側第１接続端子１６の端子部１６（２），１６（３）間に接続され、ＣＰＵ４１の制御信号によりオン状態になって、その端子部１６（２），１６（３）間を導通する機能を有している。

表示部４５は、劣化検出部４０内のＣＰＵ４１に接続され、その劣化検出部４０の検出結果等を表示するものであり、例えば、正常状態を表示する緑色ＬＥＤ４５ａ、交換推奨状態を表示する黄色ＬＥＤ４５ｂ、劣化（故障）状態を表示する赤色ＬＥＤ４５ｃ、及び電池残量表示用のＬＥＤ４５ｄにより構成されている。なお、図２に示された電池残量表示用のＬＥＤ４５ｄと、表示部４５の近傍に配設されたスイッチ４６とは、本実施例１では使用しないため、ＣＰＵ４１に接続されていない。

電源ユニット５０は、ＳＰＤ１−１と同一の外形をしており、電源ユニット側ジャック６０と、この電源ユニット側ジャック６０に対して着脱自在に挿着される電源ユニット側プラグ７０と、を備えている。

電源ユニット側ジャック６０は、ケースを有し、このケースに、２つの電源端子６２−、６２−２、２つの接点出力端子６３−１，６３−２、２つの接地端子６４−１，６４−２、２つの連接端子６５−１，６５−２、及び１つの第１接続端子６６等の端子が取り付けられている。連接端子６５−１は、３つの端子部を有しているが、本実施例１では使用しないため、他の端子と接続されていない。連接端子６５−２は、３つの端子部６５−２（１），６５−２（２），６５−２（３）を有している。同様に、第１接続端子６６は、３つの端子部６６（１），６６（２），６６（３）を有している。連接端子６５−２の端子部６５−２（１），６５−２（２），６５−２（３）と、第１接続端子６６の端子部６６（１），６６（２），６６（３）と、はそれぞれ直列に接続されている。電源端子６２−１は、外部電源５の０Ｖ端子に接続され、電源端子６２−２は、その外部電源５の＋２４Ｖ端子に接続される。２つの接点出力端子６３−１，６３−２には、一対の接点出力信号線６が接続される。例えば、接地端子６４−２は、電源端子６２−１に接続されていて、接地される。

電源ユニット側プラグ７０は、ケースを有し、このケースに取り付けられた端子を介して、電源ユニット側ジャック６０の電源端子６２−１，６２−２、第１接続端子６６、接点出力端子６３−１，６３−２、及び接地端子６４−２に対して着脱自在に接続されている。電源ユニット側プラグ７０のケース内には、制御回路（例えば、ＣＰＵ）７５と、このＣＰＵ７５の制御によってオン／オフ動作するスイッチ手段（例えば、発光ダイオード７２、ホトトランジスタ７３、及びリレー７４）等と、が設けられている。

ＣＰＵ７５は、電源端子６２−２から供給される＋２４Ｖにより駆動される。ＣＰＵ７５は、第１接続端子６６の端子部６６（１）に接続されると共に、発光ダイオード７２を通して第１接続端子６６の端子部６６（３）に接続される。ＣＰＵ７５は、発光ダイオード７２の発光によってオン状態になるホトトランジスタ７３を通して、第１接続端子６６の端子部６６（２）及び電源端子６２−１に接続される。

ＳＰＤ１−１側の連接端子１５−１と電源ユニット５０側の連接端子６５−２とは、連接プラグ２５−１によって着脱自在に接続される。図５に示すように、ＳＰＤ１−１側の連接端子１５−２と隣接するＳＰＤ１−２側の連接端子１５−１とは、連接プラグ２５−２によって着脱自在に接続される。同様に、ＳＰＤ１−２とこれに隣接するＳＰＤ１−３とは、連接プラグ２５−３によって着脱自在に接続される。

（実施例１の動作）
図２及び図４に示すように、３つのＳＰＤ１−１〜１−３と電源ユニット５０との連接状態において、ＳＰＤ１−１〜１−３が雷サージに対する保護動作を行う場合の、（Ｉ）動作ステップ１と、（ＩＩ）動作ステップ２と、について図１等を参照しつつ説明する。

（Ｉ） 動作ステップ１
例えば、外線側回線２−１又は機器側回線３−１と接地端子１４−２との間に、過大な雷サージ電圧が発生すると、ＳＰＤ側プラグ１−１内の保護回路３４が動作し、サージ電流が、次のような矢印（４）のサージ電流経路で放流される。
「外線側端子１２−１，１２−２又は機器側端子１３−１，１３−２→保護回路３４→接地端子１４−２」

サージ電流が接地端子１４−２へ放流される際に、ＣＴ４３で検出されたサージ電流のデータが、ＣＰＵ４１を通してメモリ４２に記憶される。ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶された雷サージの履歴（例えば、サージ電流の大きさ、侵入回数等）と、予め設定された基準値とを比較してＳＰＤ１−１の状態（つまり、保護回路３４の状態）を判定し、表示部４５に、その判定結果に応じた緑色ＬＥＤ４５ａ、黄色ＬＥＤ４５ｂ又は赤色ＬＥＤ４５ｃのいずれか１つを点灯させる。

ＣＰＵ４１は、例えば、ＳＰＤ１−１が交換推奨、又は劣化していると判定した場合、制御信号によりトランジスタ４４をオン状態にする。トランジスタ４４がオン状態になると、第１接続端子１６の端子部（３）と端子部（２）との間が導通し、次のような矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路で、電源電流が流れる。
「電源ユニット５０の＋２４Ｖの電源端子６２−２→発光ダイオード７２→第１接続端子６６の端子部（３）→連接端子６５−２の端子部（３）→連接プラグ２５−１→ＳＰＤ１−１の連接端子１５−１の端子部（３）→第１接続端子１６の端子部（３）→トランジスタ４４→第１接続端子１６の端子部（２）→連接端子１５−１の端子部（２）→連接プラグ２５−１→電源ユニット５０の連接端子６５−２の端子部（２）→第１接続端子６６の端子部（２）→接地端子６４−２」

（ＩＩ） 動作ステップ２
前記矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路で、発光ダイオード７２に電源電流が流れると、この発光ダイオード７２が発光する。発光ダイオード７２が発光すると、ホトトランジスタ７３がオン状態になり、矢印（３）のリレー動作用電流経路で、ＣＰＵ７５からホトトランジスタ７３を通して接地端子６４−２へ電流が流れる。これにより、ＣＰＵ７５は、隣接するＳＰＤ１−１〜１−３のいずれかが交換推奨もしくは劣化状態になったことを検出し（即ち、ポートの状態変化を把握し）、リレー７４を動作させる。リレー７４が動作すると、接点出力端子６３−１，６３−２により構成される接点出力部の回路が導通し、前記の交換推奨もしくは劣化状態の検出結果が、接点出力信号線６を通して遠方へ接点出力される。

なお、電源ユニット５０とこれに隣接する３つのＳＰＤ１−１〜１−３の回路とは、並列に繋がっている。そのため、前記（Ｉ）の動作ステップ１の動作は、電源ユニット５０とこれに隣接している各ＳＰＤ１−１〜１−３との間で行われ、ＳＰＤ１が１つでも交換推奨もしくは劣化判定された場合、電源ユニット５０と問題が検出されたＳＰＤ１との間に組まれている、前記矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路と同様の回路が動作し、交換推奨もしくは劣化判定の検出結果が、接点出力信号線６へ接点出力される。

（実施例１の効果）
本実施例１のＳＰＤ１及びサージ防護システムによれば、ケーブルによって敷設されていた電源・通信ラインの接続を、連接端子１５−１，１５−２，６５−２と複数の連接プラグ２５（＝２５−１〜２５−３）との取り付けのみで行えるようにしたので、次の（ｉ）〜（ｉｖ）のような効果がある。

（ｉ） ＳＰＤ１の電源・通信ラインにおいては、ケーブルを使用していないので、配線の手間が省ける。

（ｉｉ） ＳＰＤ１を増設する際、電源・通信ラインのケーブルの延設を必要としないので、増設が簡単である。

（ｉｉｉ） ＳＰＤ１の設置作業が簡略化されたことにより、作業性が向上する。

（ｉｖ） 電源・通信ラインにおける敷設作業の手間が低減されたことで、「交換推奨表示」や「遠方への接点出力」機能を有するＳＰＤ１を通信系統等の回線数が数十〜数百にまで及ぶ場所に取り付けることが容易になる。

（実施例２の構成）
図１８は、本発明の実施例２における電池駆動タイプのサージ防護システムの構成を示す概略の回路図であり、実施例１の外部電源駆動タイプのサージ防護システムを示す図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。

本実施例２における電池駆動タイプのサージ防護システムでは、外部電源５に代えて、電池８０，９０により駆動される構成になっている。

本実施例２のサージ防護システムは、電池８０がそれぞれ内蔵された複数のＳＰＤ１Ａ（＝１Ａ−１，１Ａ−２，・・・）と、電池９０が内蔵された電源ユニット５０Ａと、を備え、それらが複数の連接プラグ２５（＝２５−１，２５−２，・・・）によって相互に連接されるようになっている。

各ＳＰＤ１Ａ（＝１Ａ−１，１Ａ−２，・・・）は、実施例１と同様のＳＰＤ側ジャック１０と、電池８０が内蔵され、そのＳＰＤ側ジャック１０に対して着脱自在に挿着されるＳＰＤ側プラグ３０Ａと、を備えている。

ＳＰＤ側ジャック１０は、実施例１と同様の構成であるが、連接端子１５−１，１５−２、及び第１接続端子１６等の端子において、電源供給用の端子部１５−１（１），１５−２（１），１６（１）は使用されずに、端子部１５−１（２），１５−２（２），１６（２）、及び端子部１５−１（３），１５−２（３），１６（３）のみが使用されるように結線されている。

ＳＰＤ側プラグ３０Ａは、実施例１と同様のケース３１を有しているが、このケース３１内に、電池８０（例えば、直流３Ｖ）が収容されている。電池８０は、ケース３１の側壁に設けられた図示しない電池蓋を開閉することにより、着脱自在に挿着されている。この電池８０により、ＣＰＵ４１が駆動される。ＣＰＵ４１には、電力消費量を削減するために、表示確認用のスイッチ４６が接続され、このスイッチ４６を押すと、表示部４５内の電池残量表示用のＬＥＤ４５ｄが導通するようになっている。更に、スイッチ４６の押下後、例えば、約１秒間、正常状態を表示する緑色ＬＥＤ４５ａ、交換推奨状態を表示する黄色ＬＥＤ４５ｂ、又は、劣化（故障）状態を表示する赤色ＬＥＤ４５ｃのいずれか１つが点灯するようになっている。ＳＰＤ側プラグ３０Ａの他の構成は、実施例１のプラグ３０と同様である。

電源ユニット５０Ａは、実施例１と同様の電源ユニット側ジャック６０と、電池９０が内蔵され、その電源ユニット側ジャック６０に対して着脱自在に挿着される電源ユニット側プラグ７０Ａと、を備えている。

電源ユニット側ジャック６０は、実施例１と同様の構成であるが、外部電源５を使用しないため、外線側端子６２−１，６２−２が、外部電源５に接続されていない。更に、連接端子６５−２、及び第１接続端子６６等の端子において、電源供給用の端子部６５−２（１），６６（１）は使用されずに、端子部６５−２（２），６６（２）、及び端子部６５−２（３），６６（３）のみが使用されるように結線されている。

電源ユニット側プラグ７０Ａは、実施例１と同様のケースを有しているが、このケース内に、電池９０（例えば、直流３Ｖ）が収容されている。電池９０は、そのケースの側壁に設けられた電池蓋を開閉することにより、着脱自在に挿着されている。この電池９０は、ＣＰＵ７５と接地端子６４−２との間に接続され、そのＣＰＵ７５を駆動するようになっている。電源ユニット側プラグ７０Ａの他の構成は、実施例１のプラグ７０と同様である。

複数のＳＰＤ１Ａ（＝１Ａ−１，１Ａ−２，・・・）と電源ユニット５０Ａとは、実施例１と同様に、複数の連接プラグ２５（＝２５−１，２５−２，・・・）によって連接されるが、電源ユニット５０Ａから各ＳＰＤ１Ａへ電源供給を行わないため、その各連接プラグ２５の端子部（２），（３）のみが使用される。

（実施例２の動作）
図１８に示すように、複数のＳＰＤ１Ａ（＝１Ａ−１，１Ａ−２，・・・）と電源ユニット５０Ａとの連接状態において、複数のＳＰＤ１Ａが雷サージに対する保護動作を行う場合の、（Ｉ）動作ステップ１と、（ＩＩ）動作ステップ２と、について説明する。

（Ｉ） 動作ステップ１
例えば、外線側回線２−１又は機器側回線３−１と接地端子１４−２との間に、過大な雷サージ電圧が発生すると、実施例１と同様に、ＳＰＤ側プラグ１Ａ−１内の保護回路３４が動作し、サージ電流が、矢印（４）のサージ電流経路に流れ、接地端子１４−２へ放流される。

サージ電流が接地端子１４−２へ放流される際に、ＣＴ４３で検出されたサージ電流のデータが、ＣＰＵ４１を通してメモリ４２に記憶される。ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶された雷サージの履歴（例えば、サージ電流の大きさ、侵入回数等）と、予め設定された基準値とを比較してＳＰＤ１Ａ−１の状態（つまり、保護回路３４の状態）を判定し、この判定結果をメモリ４２に記憶する。ＣＰＵ４１は、スイッチ４６が押されると、メモリ４２に記憶された判定結果に応じて、表示部４５の緑色ＬＥＤ４５ａ、黄色ＬＥＤ４５ｂ又は赤色ＬＥＤ４５ｃのいずれか１つを点灯させる。

ＣＰＵ４１は、例えば、ＳＰＤ１Ａ−１が交換推奨、又は劣化していると判定した場合、制御信号によりトランジスタ４４をオン状態にする。トランジスタ４４がオン状態になると、第１接続端子１６の端子部（３）と端子部（２）との間が導通し、次のような矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路で、電流が流れる。
「電源ユニット５０Ａの電池９０→発光ダイオード７２→第１接続端子６６の端子部（３）→連接端子６５−２の端子部（３）→連接プラグ２５−１→ＳＰＤ１Ａ−１の連接端子１５−１の端子部（３）→第１接続端子１６の端子部（３）→トランジスタ４４→第１接続端子１６の端子部（２）→連接端子１５−１の端子部（２）→連接プラグ２５−１→電源ユニット５０Ａの連接端子６５−２の端子部（２）→第１接続端子６６の端子部（２）→接地端子６４−２」

（ＩＩ） 動作ステップ２
前記矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路で、発光ダイオード７２に電流が流れると、この発光ダイオード７２が発光する。発光ダイオード７２が発光すると、ホトトランジスタ７３がオン状態になり、矢印（３）のリレー動作用電流経路で、ＣＰＵ７５からホトトランジスタ７３を通して接地端子６４−２へ電流が流れる。これにより、ＣＰＵ７５は、隣接するＳＰＤ１Ａ−１，１Ａ−２，・・・のいずれかが交換推奨もしくは劣化状態になったことを検出し（即ち、ポートの状態変化を把握し）、リレー７４を動作させる。リレー７４が動作すると、接点出力端子６３−１，６３−２により構成される接点出力部の回路が導通し、前記の交換推奨もしくは劣化状態の検出結果が、接点出力信号線６を通して遠方へ接点出力される。

なお、電源ユニット５０Ａとこれに隣接する複数のＳＰＤ１Ａ−１，１Ａ−２，・・・の回路とは、並列に繋がっている。そのため、前記（Ｉ）の動作ステップ１の動作は、電源ユニット５０Ａとこれに隣接している各ＳＰＤ１Ａ−１，１Ａ−２，・・・との間で行われ、ＳＰＤ１Ａが１つでも交換推奨もしくは劣化判定された場合、電源ユニット５０Ａと問題が検出されたＳＰＤ１Ａとの間に組まれている、前記矢印（２）の発光ダイオード動作用電流経路と同様の回路が動作し、交換推奨もしくは劣化判定の検出結果が、接点出力信号線６へ接点出力される。

（実施例２の効果）
本実施例２のＳＰＤ１Ａ及びサージ防護システムによれば、ＳＰＤ１Ａ内のＣＰＵ４１で検出された検出結果が、連接プラグ２５（＝２５−１，２５−２，・・・）を通して電源ユニット５０Ａへ送られ、この電源ユニット５０Ａから接点出力信号線６へ接点出力されるので、実施例１と略同様の効果がある。又、本実施例２は、電池駆動タイプであるため、実施例１のような、電源ユニット５０から各ＳＰＤ１への電源供給が不要となるので、電源供給経路の配線の手間をより軽減できる。

（実施例１、２の変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。例えば、ＳＰＤ１，１Ａ及び電源ユニット５０，５０Ａの形状、構造、回路構成等は、図示のものに限定されず、それらの変形が可能である。

１，１Ａ，１−１〜１−３，１Ａ−１，１Ａ−２ ＳＰＤ
２，２−１〜２−３ 外線側回線
３，３−１〜３−３ 機器側回線
５ 外部電源
６ 接点出力信号線
１０ ＳＰＤ側ジャック
１２−１，１２−２ 外線側端子
１３−１，１３−２ 機器側端子
１４−２，６４−２ 接地端子
１５−１，１５−２ 連接端子
１６ 第１接続端子
１７ 第２接続端子
２５，２５−１〜２５−３ 連接プラグ
３０，３０Ａ ＳＰＤ側プラグ
３４ 保護回路
４０ 劣化検出部
４５ 表示部
５０，５０Ａ 電源ユニット
６０ 電源ユニット側ジャック
６２−１，６２−２ 電源端子
６３−１，６３−２ 接点出力端子
７０，７０Ａ 電源ユニット側プラグ

Claims (9)

1. 通信線又は制御線からなる外線が接続される外線側端子、保護対象機器が接続される機器側端子、第１接続端子、第２接続端子、及び前記第１接続端子に接続された連接端子を有するジャックと、
   前記第１接続端子に対して着脱自在に接続される第３接続端子、前記第２接続端子に対して着脱自在に接続される第４接続端子、前記外線側端子又は前記機器側端子から前記第２接続端子と前記第４接続端子とを介して侵入する雷サージを接地側へ放電して前記保護対象機器を保護する保護回路、前記雷サージの侵入を検出し、前記雷サージの履歴を基準値と比較して前記保護回路の劣化状態を検出する劣化検出部、及び、前記劣化検出部の検出結果を表示する表示部を有するプラグと、
   を備えるサージ防護デバイスであって、
   前記サージ防護デバイスを複数併設する場合に、隣接する前記サージ防護デバイスにおける隣接する前記連接端子間を着脱自在に連接する連接プラグを設け、
   前記第３接続端子、前記第１接続端子、前記連接端子、及び前記連接プラグを通して、前記劣化検出部の前記検出結果を出力する、
   ことを特徴とするサージ防護デバイス。
2. 前記連接プラグは、
   前記ジャックと前記プラグとの当接箇所に配置されることを特徴とする請求項１記載のサージ防護デバイス。
3. 前記雷サージの前記履歴には、
   前記雷サージの大きさ、及び侵入回数を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のサージ防護デバイス。
4. 前記ジャック、前記プラグ、及び前記連接プラグには、電源端子がそれぞれ設けられ、
   前記連接プラグの前記電源端子、前記ジャックの前記電源端子、及び前記プラグの前記電源端子を通して、前記プラグに電源電圧が供給されることを特徴とする請求項３記載のサージ防護デバイス。
5. 前記プラグ内には、
   前記劣化検出部に電源電圧を供給する電池が設けられていることを特徴とする請求項３記載のサージ防護デバイス。
6. 請求項４記載のサージ防護デバイスが複数併設され、
   前記プラグに前記電源電圧を供給すると共に、前記劣化検出部の前記検出結果を外部へ送信する電源ユニットが設けられている、
   ことを特徴とするサージ防護システム。
7. 前記電源ユニットには、駆動用の電源電圧が外部電源から供給されることを特徴とする請求項６記載のサージ防護システム。
8. 請求項５記載のサージ防護デバイスが複数併設され、
   前記劣化検出部の前記検出結果を外部へ送信する電源ユニットが設けられている、
   ことを特徴とするサージ防護システム。
9. 前記電源ユニットには、この内部に設けた電池により、駆動用の電源電圧が供給されることを特徴とする請求項８記載のサージ防護システム。

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