JPH05315048A - ガス入り避*** - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェイルセイフ機構及びベントセイフ機構の
各機能が充分に発揮し得るガス入り避***を提供する。 【構成】 絶縁体１１、１１を介在させてライン電極１
２、１２及びアース電極１４が対向して配設されたガス
入り避***において、該ライン電極１２、１２の面上に
位置する部分に多数の小孔２４から成る小孔群が設けら
れた、ポリイミド樹脂又はマイカ等の耐熱性材料から成
る絶縁性フィルム２０が、ライン電極１２、１２とアー
ス電極１４との間に亘って装着され且つアース電極１４
と電気的に接続された導電性板バネ６０とライン電極１
２、１２との間に挟持されていると共に、ライン電極１
２、１２上の絶縁性フィルム２０と導電性板バネ６０と
の間又はライン電極１２、１２と絶縁性フィルム２０と
の間に、絶縁性フィルム２０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はんだ又は錫
等の低融点金属から成り且つライン電極１２、１２の外
周面に沿って変形可能な金属薄板４０、４０が挟持され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス入り避***に関し、
更に詳細にはフェイルセイフ機構及びベントセイフ機構
が設けられたガス入り避***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９に示す避***２００
が設置される。この避***２００には、図１０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１０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
２２０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９〜図１０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２２
０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４２１２０
４７号明細書）において、図７に示すベントセイフ機構
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２
０２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２１
２、２１２が形成されている。かかるスリット２１２、
２１２によって、図８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】また、本発明者が先に特願昭５８ー２２０
６７２号明細書（特公平２ー３２７４号公報）において
提案した図５に示す避***のように、導電性板バネ１２
０と避***本体１００の外周面との間に挟持する絶縁性
フィルム１１０に、ライン電極１０４、１０４と接する
部分に多数の小孔１１４が穿設された小孔群を形成する
ことによっても、ベントセイフ機構を設けることができ
る。図５に示す避***は、中央部に谷部が形成され且つ
断面形状が山形の導電性板バネ１２０が絶縁性フィルム
１１０のスリット１１２を介して避***１００のアース
電極１０６面にスポット溶接等によって接続され、導電
性板バネ１２０の両端部によって絶縁性フィルム１１０
に形成された小孔群の部分がライン電極１０４、１０４
面に押圧されているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７〜図８及び図５に
示す避***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ことによ
って、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８）又は小孔１１４（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ことができる。

【０００７】しかし、図７〜図８に示す避***において
は、導電性板バネ２０２が避***本体２２０の外周面に
平行となるように曲折することは至難のことであり、空
間内における避***本体２２０の外周面と導電性板バネ
２０２との空間距離が場所によって異なる。このため、
同一スリット内の位置によって放電開始電圧等が異な
り、ベントセイフ機構の機能を充分に発揮することがで
きない。また、図５に示す避***においても、ライン電
極１０４、１０４の外面に平行となるように、導電性板
バネ１２０を避***１００の外周面に装着することは、
導電性板バネ１２０等の制作工程や導電性板バネ１２０
の装着工程におけるバラツキ等によって極めて困難であ
る。このため、図６に示す如く、導電性板バネ１２０が
避***１００のライン電極１０４、１０４面に対して斜
めに装着される場合がある。この場合、導電性板バネ１
２０とライン電極１０４、１０４の外面との間隔が位置
によって異なるため、避***１００に印加される電圧に
よってはライン電極１０４、１０４の面上に位置する絶
縁性フィルム２０の全小孔２４内で放電が一斉に開始さ
れず、ベントセイフ機構の機能を充分に発揮できない。

【０００８】更に、図６に示す如く、導電性板バネ１２
０が避***１００のライン電極１０４、１０４面に対し
て斜めに装着されることなく、導電性板バネ１２０の面
とライン電極１０４、１０４の面とが実質的に平行に装
着された場合であっても、絶縁性フィルム２０がポリエ
ステル等の熱可塑性樹脂から成るために柔らかく、導電
性板バネ１２０に因る押圧によって絶縁性フィルム２０
の厚さが変動することがある。かかる絶縁性フィルム２
０の厚さの変動が絶縁性フィルム２０の各小孔２４内で
の放電開始電圧にバラツキを生じさせる一因となること
もある。従って、避***によっては所定電力の外来サー
ジが印加されてもベントセイフ機構の機能が発揮しない
場合、或いはベントセイフ機構の機能が発揮しても不充
分となる場合がある。

【０００９】しかも、従来の避***において、採用され
ていた絶縁性フィルムは、熱可塑性樹脂から成るため、
導電性板バネをアース電極にスポット溶接等で接続する
際に、スポット溶接の熱や火花等によって絶縁性フィル
ムに破損や溶融が発生し、絶縁性フィルムが絶縁不良と
なることがある。この様な絶縁不良は、避***の外部か
ら発見することは至難のことである。また、絶縁性フィ
ルムとして汎用されているポリエステルフィルムは寸法
安定性が乏しいため、導電性板バネとライン電極面との
空間距離のバラツキが大となり、放電開始電圧が不安定
となる原因ともなる。かかるポリエステルフィルムは吸
湿性を有し、梅雨等の多湿時期が存在する地域や海岸等
の多湿地域においては、絶縁性フィムが吸湿して放電開
始電圧が著しく低下するため、ポリエステルフィルムを
絶縁性フィルムとして使用した避***を使用することが
できない。

【００１０】更に、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２０〜１００ｍΩ
と高い。この様な従来の避***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保証できないことが判
明した。そこで、本発明の目的は、フェイルセイフ機構
及びベントセイフ機構の各機能が充分に発揮し得るガス
入り避***を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく検討を重ねた結果、低吸湿性で且つ耐熱性
を有するポリイミド樹脂又はマイカから成るフィルムを
絶縁性フィルムとして採用し、ライン電極と接触する部
分に小孔群を形成した前記絶縁性フィルムと導電性板バ
ネとの間にはんだ薄板を挟持させた避***によれば、フ
ェイルセイフ機構及びベントセイフ機構の各機能を充分
に発揮させ得ることを見出し、本発明に到達した。即
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ガス入り避***において、
該ライン電極の面上に位置する部分に多数の小孔から成
る小孔群が設けられた、ポリイミド樹脂又はマイカ（雲
母）等の耐熱性材料から成る絶縁性フィルムが、前記ラ
イン電極とアース電極との間に亘って装着され且つアー
ス電極と電気的に接続された導電性板バネと前記ライン
電極との間に挟持されていると共に、前記ライン電極上
の絶縁性フィルムと前記導電性板バネとの間又はライン
電極と絶縁性フィルムとの間に、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
で溶融するはんだ又は錫等の低融点金属から成り且つ前
記ライン電極の外周面に沿って変形可能な金属薄板が挟
持されていることを特徴とするガス入り避***にある。
かかる構成を有する本発明において、導電性板バネに、
はんだめっき又は錫めっきが施されていること、ライン
電極に、はんだめっき又は錫めっきが施されていること
が、導電性板バネとライン電極との接触抵抗が低下して
フェイルセイフ機構の機能を更に一層発揮させることが
できる。

【００１２】

【作用】本発明において、ライン電極上の絶縁性フィル
ムと導電性板バネとの間に金属薄板が挟持されている場
合、避***の外周面に装着される導電性板バネによっ
て、変形可能の金属薄板と絶縁性フィルムとは、避***
の外周面に倣って挟持されるため、電導性板バネと電気
的に接触されている金属薄板は、絶縁性フィルムを介し
て避***の外周面に対して略平行に装着される。このた
め、導電性板バネが避***のライン電極面に対して斜め
に装着された場合であっても、金属薄板と避***の外周
面とが略平行であり、金属薄板とライン電極面との間隙
を一定に保つことができ、ベントセイフ機構の機能を発
揮する放電開始電圧のバラツキも可及的に少なくでき
る。一方、ライン電極と絶縁性フィルムとの間に金属薄
板が挟持されている場合、金属薄板が導電性板バネの押
圧力によって変形し絶縁性フィルムの厚さを一定に保持
できるため、絶縁性フィルムの厚さ変動に因る放電開始
電圧のバラツキを回避し、ベントセイフ機構の機能を発
揮することができる。

【００１３】しかも、絶縁性フィルムがポリイミド樹脂
又はマイカ等の耐熱性を有する耐熱性材料から成るた
め、導電性板バネをアース電極にスポット溶接等を行う
際にも、スポット溶接の火花等によって絶縁性フィルム
に破損や溶融が発生し難く、避***の組み立て時に発生
する絶縁性フィルムの絶縁不良を防ぐことができる。ま
た、フェイルセイフ機構についても、はんだ等の低融点
金属から成る金属薄板が絶縁性フィルムの小孔群部分と
導電性板バネとの間に挟持されているため、避***本体
が過熱された場合、金属薄板が溶融して絶縁性フィルム
の小孔群を介して導電性板バネとライン電極とを接続
し、ライン電極とアース電極とが接続されて避***内で
の連続放電を停止できる。このライン電極と導電性板バ
ネとの接続は、溶融した低融点金属によって確実になさ
れるため、フェイルセイフ機構の機能も充分に発揮する
ことができる。

【００１４】

【実施例】本発明を実施例によって更に詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す組立図であり、絶
縁体１１、１１を介在させてライン電極１２、１２及び
アース電極１４が配置されたアルゴンガス入り避***本
体１０の外周面とリン青銅製又はステンレス製の導電性
板バネ６０との間に、耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂
から成る厚さ５０μｍの絶縁性フィルム２０が挟持され
ている。尚、導電性板バネ６０、及びライン電極１２、
１２及びアース電極１４には、はんだめっきが施されて
いる。絶縁性フィルム２０には、その両端部近傍におい
てライン電極１２、１２の各面に接する部分に多数の小
孔２４から成る小孔群が設けられ、且つ中央部近傍のア
ース電極１４に接する部分にスリット２６が形成されて
いる。尚、絶縁性フィルム２０の両端部近傍の各々に形
成された小孔群は、直径０．２ｍｍ程度の小孔２４がラ
イン電極１２に沿って多数穿設されている。

【００１５】また、導電性板バネ６０は、中央部に谷部
が形成された断面形状が山形を成しているものであるか
かる導電性板バネ６０は、その谷部を絶縁性フィルム２
０のスリット２６を介して避***本体１０のアース電極
１４に押圧しつつスポット溶接等によって接続されて避
***本体１０の外周面に固着される。この際に、スポッ
ト溶接等の火花が絶縁性フィルム２０に付着しても、絶
縁性フィルム２０がポリイミド樹脂から成る耐熱性フィ
ルムであるため、溶融等が発生し難く、導電性板バネ６
０のスポット溶接の火花等に因る絶縁性フィルム６０の
溶融等に起因する絶縁不良を防止できる。避***本体１
０に固着された導電性板バネ６０の端部は、避***１０
のライン電極１２と接する部分に小孔群が設けられた絶
縁性フィルム２０を避***本体１０の外周面に押圧して
いる。本実施例においては、ライン電極１２上に位置す
る小孔群が設けられた絶縁性フィルム２０と導電性板バ
ネ６０との間に、厚さ５０μｍのはんだ製の金属薄板４
０、４０が挟持されている。かかる金属薄板４０、４０
は容易に変形でき、導電性板バネ６０と接触しつつ絶縁
性フィルム２０と共に避***本体１０の外周面に倣って
変形するため、金属薄板４０、４０は絶縁性フィルム２
０を介してライン電極１２、１２の面と略平行に装着さ
れる。

【００１６】このため、図２に示す様に、導電性板バネ
６０が避***本体１０の外周面に対し傾斜して配設され
ても、導電性板バネ６０と接触している金属薄板４０、
４０とライン電極１２、１２との間の距離を一定に保持
でき、避***本体１０内のアルゴンガスが飛散してもベ
ントセイフ機構の機能を充分に発揮できる。つまり、本
実施例においては、避***本体１０に対する導電性板バ
ネ６０の装着状況によらず、金属薄板４０、４０とライ
ン電極１２、１２との間の距離を一定にできる。従っ
て、ライン電極１２の上面に位置する絶縁性フィルム２
０の全小孔２４内で放電を惹起させることができると共
に、ベントセイフ機構の機能発揮時の放電開始電圧も可
及的に一定にできる結果、避***本体１０に所定電圧の
外来サージが印加されたとき、ベントセイフ機構の機能
を確実に且つ充分に発揮できる。

【００１７】更に、本実施例においては、絶縁性フィル
ム２０が耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂から成る耐熱
性フィルムであるが、絶縁性フィルム２０上の金属薄板
４０、４０がはんだ製であるため、避***１０に高電圧
が継続的に印加されて避***本体１０内での放電が連続
して発生すると、金属薄板４０、４０が避***１０の熱
によって溶融されて生成した溶融はんだは、導電性板バ
ネ６０の押圧力によって小孔２４を通過しライン電極１
２、１２の面に流出して導電性板バネ６０とライン電極
１２、２１とを電気的に接続する。このため、ライン電
極１２、１２とアース電極１４とが電気的に接続され、
連続放電が停止して避***１０の過熱に因る火災等を防
止できる。しかも、ライン電極１２、１２及び導電性板
バネ６０には、はんだめっきが施されているため、ライ
ン電極１２、１２面及び導電性板バネ６０面と溶解はん
だとのなじみが良好であり、両者の接触抵抗を１０ｍΩ
以下にできる。また、連続放電が停止して避***本体１
０が冷却された後においても、ライン電極１２、１２面
及び導電性板バネ６０面は、はんだを介して強固に接合
されており、−４０〜＋６０℃の温度サイクルテストを
行っても、両者は依然として接合状態を保持できる。こ
の様に、本実施例の避***はフェイルセイフ機構の機能
も充分に発揮することができる。

【００１８】本実施例において、避***本体１０の外周
面に絶縁性フィルム２０、金属薄板４０、４０、及び導
電性板バネ６０を積層する方法としては、両面又は片面
に接着剤を塗布した絶縁性フィルム２０を避***本体１
０に仮止めした後、金属薄板４０、４０及び導電性板バ
ネ６０を接合する。この際に、接着剤を塗布した部分の
絶縁性フィルム２０に穿設された小孔２４が接着剤層を
貫通するように、小孔２４の穿設を接着剤層が形成され
た後に行うことが好ましい。また、金属薄板４０、４０
と導電性板バネ６０との接合は、導電性板バネ６０を金
属薄板４０、４０にスポット溶接等によって仮止めして
おいてもよい。

【００１９】図１〜図２に示す本実施例において、金属
薄板４０、４０を絶縁性フィルム２０の上面に載置され
ているため、避***本体１０の温度が金属薄板４０、４
０の溶融温度よりも高温に昇温されないと金属薄板４
０、４０が溶融されず、大電力用の避***には適してい
る。唯、小電力用の避***としては、避***本体１０の
温度が金属薄板４０、４０の溶融温度に到達したとき、
金属薄板４０、４０が溶融されてフェイルセイフ機構の
機能が発揮されることを要する。このため、かかる用途
の避***において、図３に示す様に、金属薄板４０、４
０を絶縁性フィルム２０とライン電極１２との間に挟持
することが好ましい。図３に示す避***によれば、避雷
管本体１０の熱が金属薄板４０、４０に直接伝熱される
ため、避***本体１０の温度が金属薄板４０、４０の溶
融温度に到達したとき、金属薄板４０、４０が溶融され
てフェイルセイフ機構の機能を発揮することができる。
しかも、導電性板バネ６０の押圧力によって金属薄板４
０、４０の板厚が変動するため、導電性板バネ６０の押
圧力に因る絶縁性フィルム２０の厚さ変動を回避し、小
孔群を構成する小孔２４の各々における放電開始電圧を
略一定とすることができ、ベントセイフ機構の機能も充
分に発揮できる。

【００２０】また、図３に示す様に、金属薄板４０、４
０を絶縁性フィルム２０とライン電極１２、１２との間
に挟持した際に、図６に示す如く、導電性板バネがライ
ン電極面に対して斜めに装着されるおそれがある場合に
は、図４に示す様に、ライン電極１２、１２に接触する
金属薄板４０、４０に接触する絶縁性フィルム２０の上
面に金属薄板４２、４２を載置することが好ましい。か
かる金属薄板４２、４２は容易に変形でき、導電性板バ
ネ６０と接触しつつ絶縁性フィルム２０と共に避***本
体１０の外周面に倣って変形するため、金属薄板４２、
４２は絶縁性フィルム２０を介してライン電極１２、１
２の面と略平行に装着される。このため、導電性板バネ
６０と接触している金属薄板４２、４２とライン電極１
２、１２との間の距離を一定に保持でき、小孔群を構成
する小孔２４の各々における放電開始電圧を略一定とす
ることができる。尚、金属薄板４２、４２は、導電性板
バネ６０の押圧によって容易に変形可能の金属薄板であ
ればよく、金属薄板４０、４０と同様に、はんだ又は錫
等の低融点金属から成るものであってもよく、銅等の金
属であってもよい。

【００２１】以上、述べてきた本実施例において、絶縁
性フィルム２０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、熱変形温度が金
属薄板４０、４０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。また、絶縁性フィルム２０
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２０は極めて高温でも変質せず好ましい。更
に、金属薄板４０、４０を形成する低融点金属として
は、絶縁性フィルム２０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、はんだ、錫を好ま
しく使用することができる。これら低融点金属から成る
金属薄板４０、４０の厚さは、避***本体１０の外周面
に倣って容易に変形できる厚さとすることが、ライン電
極１２、１２の面と金属薄板４０、４０とを可及的に平
行とすることができる。尚、導電性板バネ６０及び銅薄
板４０、４０には、両者の接触抵抗を低下すべく、はん
だに代えて錫めっきを施してもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、避***の組み立て時に
発生する絶縁性フィルムの絶縁不良を防止し、且つ避雷
管のベントセイフ機構及びフェイルセイフ機構の各機能
を充分に発揮できるため、避***の信頼性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す組立図である。

【図２】図１で組み立てられた避***の部分断面図であ
る。

【図３】他の実施例を示す部分断面図である。

【図４】他の実施例を示す部分断面図である。

【図５】特公平２ー３２７４号公報に記載された避***
の組み立て図である。

【図６】図５で組み立てられた避***の部分断面図であ
る。

【図７】特開昭５３ー５２９６１号（米国特許第４２１
２０４７号明細書）に記載された避***の組立図であ
る。

【図８】図７で組み立てられた避***の横断面図であ
る。

【図９】従来の避***の斜視図である。

【図１０】図９に示す避***の組立図である。

【符号の説明】

１０ 避***本体 １２ ライン電極 １４ アース電極 ２０ 絶縁性フィルム ２４ 小孔 ４０ 金属薄板 ６０ 導電性板バネ

Claims (3)

【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ガス入り避***において、 該ライン電極の面上に位置する部分に多数の小孔から成
   る小孔群が設けられた、ポリイミド樹脂又はマイカ等の
   耐熱性材料から成る絶縁性フィルムが、前記ライン電極
   とアース電極との間に亘って装着され且つアース電極と
   電気的に接続された導電性板バネと前記ライン電極との
   間に挟持されていると共に、 前記ライン電極上の絶縁性フィルムと前記導電性板バネ
   との間又はライン電極と絶縁性フィルムとの間に、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はんだ又は錫等の低融点金
   属から成り且つ前記ライン電極の外周面に沿って変形可
   能な金属薄板が挟持されていることを特徴とするガス入
   り避***。
2. 【請求項２】 導電性板バネに、はんだめっき又は錫め
   っきが施されている請求項１記載のガス入り避***。
3. 【請求項３】 ライン電極に、はんだめっき又は錫めっ
   きが施されている請求項１記載のガス入り避***。