JPH01272071A - モジュラ電気組立体 - Google Patents

モジュラ電気組立体

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JPH01272071A
JPH01272071A JP1019392A JP1939289A JPH01272071A JP H01272071 A JPH01272071 A JP H01272071A JP 1019392 A JP1019392 A JP 1019392A JP 1939289 A JP1939289 A JP 1939289A JP H01272071 A JPH01272071 A JP H01272071A
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    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリマー中に納められ、モジュールとして構成
されて、装置の全体の電気的定格を変えるために一緒に
電気的に結合できる電気組立体に関するものである。各
電気組立体は、まずプラスチック膜バリヤに巻かれ、次
に非導電性フィラメント巻線が巻かれる電気部品から構
成される。それらの部品としてはバリスタ、抵抗、コン
デンサまたはそれらの部品の任意の組合わせとすること
ができる。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕過電
流サージを分流させるために、サージ保護器すなわちサ
ージアレスタが電気装置の比較的高価な部品に一般に接
続される。そのような過電流サージはたとえば雷撃の時
に生ずる。雷撃が起ると、サージアレスタはサージをア
ースへ流し、それにより電気装置の部品および回路が損
傷をうけることから保護する。
現在のサージアレスタは、磁器等で製作された細長い、
中空の円筒形ハウジングと、このハウジング内部の複数
の非直線的抵抗ブロックとを一般に含む。それらの構造
のいくつかは点火プラグも含み、ブロックおよび間隙が
電気的に接続されて、電力線に生ずる電圧および電流の
サージ状態を取扱う。ブロックは炭化ケイ素（Ｓ　Ｉ　
Ｃ）または金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ）を一般に含み
、アレスタハウジングの内部に積重ねられた比較的短い
円筒形の形を通常とる。用いられるブロックの数は材料
（ＳＩＣまたはＭＯＶ）および組立体の電圧定格ならび
に電流定格の関数である。
サージアレスタが正しく動作するために、Ｍ。
ＶブロックとＳＩＣブロックが密着していなければなら
ない。そのためにはハウジング内部のブロックに軸線方
向の荷重をかけなければならない。
従来のアレスタは、その軸線方向の荷重をがけるために
、大きな接触ばねをハウジング内で用いる。
典型的には、それらのばねはたとえば約２７ｋｇ（約６
０ポンド）という比較的小さい荷重をがけることができ
るだけである。その結果として、従来のアレスタには、
ＭＯＶブロックとＳＩＣブロックの間の熱伝導率が低い
、電流の分布が一様でない、接合点における接触抵抗が
高い、というような１つまたは複数の問題がある。更に
、低い接触カスバッタおよび発生される電離された金属
を有するユニットは、大電流時に軸線方向のフラッシュ
オーバーをひき起すことがある。
従来のサージアレスタの別の問題はまれに危険な状態で
故障をすることである。それらのアレスタが故障して、
大きな故障電流が流れると、装置が爆発し、その爆発に
より飛散した破片により装置の周囲の物体が破壊される
ことがある。
また、従来の装置のあるものは製作が困難で、誘電体的
設計が劣悪であり、浸水するおそれがあり、電圧定格が
変ると全く異なる装置を必要とする。
従来のサージアレスタの例が次の米国特許に開示されて
いる。第２，５８７，５８７号、第２，９４７，９０３
号、第２，９９７，５２９号、第３，０１８，４０６号
、 第３，２６１．．９１０号、第３，４１２，２７３号、
第３，５２４，１０７号、 第３，５６６．１８３号、第３，５６７．５４１号、第
３．５Ｆ！６，９３４号、 第３，７０６，００９号、第３，７２５．７４５号、第
３，８５０，７２２号、 第３，９７３，１７２号、第３，９８７．３４３号、第
４，０２９，３８０号、 第４，０９２，６９４号、第４，１００，５８８号、第
４，１０７，５６７号、 第４，１６１．．０１２号、第４，２１８，７２１号、
第４，４０４，６１４号、 第４，４６７．３８７号、第４，４９１．６８７号およ
び米国防衛ＴｌＯ２，１０３号、英国特許節７３０，７
１０号、第１，１０９，１５１号、および第１，５０５
，８７５号。
本願出願人へ譲渡された米国特許 ４．６５６，５５５号および１９８７年４月３日付の未
決の米国特許出願第０３３，７６５号、およびこの本願
と同日に出願された［プラスチック・バリヤ膜を有する
モジュラ電気的組立体（Ｍｏｄｕｌａｒ　Ｅｌｅｃｔｒ
ｉｃａｌ　Ａｓｓｅｍｂｌｙνｉｔｈ　Ｐｌａｓｔｉｃ
Ｐｉｌ＋ｎ　ｒ３ａｒｒｌｅｒｓ）　Ｊという名称の未
決の米国特許出願に開示されているサージアレスタにお
いては、樹脂を含浸させたガラス繊維がバリスタブロッ
クを完全に囲み、それらのバリスタブロックを軸線方向
に圧縮する。バリスタブロックをこのように完全に囲む
と、バリスタブロックが故障した時に生じたガスの圧力
が高くなりすぎて組立体を破壊させるようになる前に、
そのガスを耐候性（ｗｃａｔｈｃｒｓｈｃｄ　）　ハウ
ジングの内部へ逃がし、それからそのハウジングから逃
がすことがない。巻くフィラメントが比較的薄いとする
と、極めて高い圧力が生ずる前にその巻かれたものが燃
えたり、裂けたりすることができる。
したがって、本発明の目的は、電気部品が故障した時に
生じたガスによる損傷を最少限に抑えるために、そのガ
スを逃すことができ、誘電体的設計が良く、浸水せず、
電圧定格を簡単に変更するためにモジュラ部品およびハ
ウジングを有する、とくにサージアレスタ用の電気組立
体を得ることである。
本発明の）ノ１フの１」的は、大きな軸線方向荷重が加
えられ、それにより電流分布が一様で、接合点における
抵抗値が低く、アレスタの端子への熱伝導が優れている
、サージアレスタのような電気組立体を得ることである
。
本発明の別の目的は、高い耐衝撃強度を持ち、危険な態
様では故障しない、爆発しても飛散しないハウジングを
有する、サージアレスタのような電気組立体を得ること
である。
本発明の別の目的は、非常に高い抗張力および片持ち強
度（ｃａｎｔｌｌｅｖｅｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　）を持
ツＭＯＶブロック組立体を得ることである。
本発明の更に別の目的は、関連する部品の寸法変化を許
すことにより、費用がかかる許容誤差の小さい部品を使
用する必要を無くするサージアレスタを得ることである
。
〔課題を解決する。ための手段〕
それらの目的は、行または列に配置され、軸線方向に向
けられた端部を介して電気的に接続される複数の導電性
電気部品と、それらの電気部品の周囲に巻かれた非導電
性ファイバフィラメント巻線とを含むモジュラ電気組立
体により達成される。
その巻線は軸線方向に向けられた圧縮力を電気部品に加
えてそれらの電気部品の電気的接続を維持し、電気部品
の１つが故障した時に生じたガスを逃す開口部を持つパ
ターンを形成する。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
まず第１〜４図を参照して、サージアレスタの形をした
電気装置５０が、ポリマーで製作された弾性的な耐候性
ハウジング５８の内部に納められる複数のモジュラ電気
組立体５２．５４．５６で構成される。各電気組立体は
他の電気組立体とは・ぼ同一で、他の電気組立体と互換
できるようにするとを利である。その電気組立体は１つ
または複数の円筒形電気部品６０．６２で形成される。
それらの部品は、米国特許第４，６５６，５５５号およ
び未決の米国特許出願第０３３，７６５号に開示されて
いるように、１列に整列させられ、非導電性フィラメン
ト巻線６４により発生された軸線方向の圧縮力の下に、
それぞれの軸線方向の端部を介してｔ１互に電気的に接
続される。電気部品としてはたとえば金属酸化物バリス
タ（たとえば酸化亜鉛バリスタブロック）、抵抗、コン
デンサまたはそれらの任意の組合わせとすることができ
る。第３図にはただ２つの電気部品が示されているが、
３つ以上の電気部品も使用できる。
サージアレスタを構成するために用いられるバリスタの
場合には、複数のモジュラ電気組立体を機械的および電
気的に一緒に、選択的に直列接続するだけで電圧定格を
大きくできる。
弾性的な耐候性ハウジング５８は弾性材料の１つの部分
、または、第１図と第２図に示すように、端部と端部を
つき合わせた直列整列された複数の部分６６．６８．７
０とすることができる。それらの部分は伜かなしまりば
めにより電気組立体を内部に受ける。こうすることによ
り半径方向の間隙が狭くなるために、製作が容易となり
、良い誘電体的設計を行うことができる。
各電気組立体５２，５４．５６はほぼ同じであるから、
第３図と第４図に示されている組立体５２についてだけ
詳しく説明する。組立体５２はほは円筒形であって、第
１の端部部材すなわち端子７２と、スプリングワッシャ
７４と、接触円板７６と、電気部品６０と、接触円板７
８と、電気部品６２と、接触円板８０と、スプリングワ
ッシャ８２と、第２の端部部材すなわち端子８４とを有
する。非導電型フィラメント巻線６４は周辺溝７３と８
５をそれぞれ内部に受けることにより端部部材７２．８
４へ結合され、電気部品を囲み、それらの電気部品に軸
線方向の力を加え続ける。
その軸線方向の力はスプリングワッシャにより増大させ
られる。
電気部品６０と６２を囲んでいるプラスチック膜バリヤ
１１０が、電気部品とフィラメント巻線６４の間に同軸
状に挟まれる。そのプラスチ・ツクとしてはポリプロピ
レンを用いることが好ましい。
そのバリヤは、長方形のプラスチックシートを電気部品
と端部部材７２と８４の隣接する部分、すなわち、溝７
３と８５の軸線方向内側の部分、の周囲に２つの層１１
１および１１２できつく巻き、それからフィラメント巻
線６４を巻くことにより形成される。プラスチックシー
トおよび各層の厚さは約０．０１２７ｍｍ（約０．００
５インチ）である。
プラスチック膜バリヤは電気部品の、全長に沿って端部
部材まで延びるから、プラスチック膜バリヤ巻線を構成
しているフィラメント上のエポキシ樹脂から電気部品を
シールする。サージアレスタに対しては、これはフィラ
メント上の乾いていないエポキシその他の樹脂が、金属
酸化物バリスタブロック６０と６２上のもろいセラミッ
ク絶縁カラーに接合することを阻止する。その接合はシ
リコンオイルまたはシリコングリースのような他の接告
阻止剤により阻止できる。
電気組立体５２を構成する全ての部品は、膜バリヤおよ
び巻線を除き、部品が絶縁体でなければ、導電性である
。端部部材７２と８４はアルミニウムで製作すると有利
である。フィラメント巻線および端部部材７２と８４の
露出している外面は全てほぼ円筒形であって、その直径
はほぼ等しい。
端部部材７２と８４は内部端子を形成し、円筒形の露出
した外面を有し、平らな第１の軸線方向端部および第２
の軸線方向端部を有し、それらの軸線方向端部にねし穴
すなわちソケット８６゜８８がそれぞれ設けられる。ソ
ケット８６には導電性金属屑ボルトで構成された端部ス
タッド９０がねじこまれる。その端部スタッドは電源へ
接続される。端部板９２は端部スタッド９０に受けられ
、第１図と第２図に示すように耐候性ハウジングの端部
にきつく係合して、スタッドの頑丈な肩９４を介して所
定位置に保持される。第１の端部板９６がハウジングの
他端部に同様に位置させられて、端部スタッド９８の上
に受けられる。その端部スタッド９８は肩９９により接
地され、その上に維持される。スタッド９０と９８は全
体の装置５０のための外部端子を構成する。
耐候性ハウジング部分６６には貫通穴が設けられる。そ
の貫通穴の円筒形内面１００が電気組立体５２の外側円
筒面にきつく接触する。部分６８゜７０および組立体５
４と５６についてもそうである。電気組立体はその貫通
穴の中にしまりばめすることか好ましい。電気組立体の
外径は貫通穴の内径より約２〜９％長く、かつ全長にわ
たってほぼ一定である。このように直径を選択すること
により半径方向の間隙が減少し、したがって有利な誘電
体的設計を行うことができる。
３個の電気組立体５２，５４．５６を、整列させられた
、端部と端部をそろえたまっすぐな直列アレイに一緒に
機械的および電気的に接続するために、第２図に示すよ
うに、外面にねじが切られた一対の導電性金属スタッド
１０４を使用することができる。それらのスタッドはほ
ぼ同一および互換性を持たせ、かつ十分に頑丈にするこ
とが有利であり、ステンレス鋼で製作するとよい。スタ
ッド１０４を各組立体の隣接する端部部材のねじソケッ
トにねじこむことにより、隣接する組立体５４と５６の
隣接する端部を結合する。このことは、隣接する組立体
５２と５４を結合するスタッドに対してもそうである。
隣接する組立体の隣接する端部はスタッドに一緒にきつ
くねじ合わせして、端部部材の向き合う平らな軸線方向
の外端部の間に間隙のほとんど無い係合を行う。そうす
ると、装置を曲げている間に起り得る分離を減少するこ
とによりＨ利な電気的および機械的境界部が得られる。
より多数の組立体を用いる場合には、それらを連結する
ために別にスタッドが付加され、必要な任意の耐候性ハ
ウジング部分を付加し、またはより大きいワンピースハ
ウジングを使用できる。
浸水を防ぐシールを行うために、各端部部材と隣接する
端部板の間にネオブレンガスケットを設け、各隣接する
スタッド肩と端部部材の間と、隣接する端部部材の間と
、電気組立体の外面および各耐候性ハウジング部分の貫
通穴の内面との間とにシリコングリースを充填すること
が好ましい。
耐候性ハウジング部分と電気組立体の間にシリコングリ
ースを充填することにより摩擦と、それらの間の半径方
向間隙が減少するから、製作および組立が助けられる。
第１図と第２図かられかるように、スタッド９０．１０
４．９８の長手軸と、各電気組立体５２．５４．５６中
電気部品と、耐候性ハウジング５８とは同軸状に整列さ
せると有利である。端部部材の平らな端部をそれらの整
列させられている長手軸に垂直にすることが好ましい。
電気装置５０に関しては、巻線の前に電気部品にかかる
軸線方向の荷重は約５３）ｃｇ／ｃｍ　［２乗（約７５
０　ｐ、ｓ、　１．）であり、ファイバのフィラメント
すなわち編まれた要素は湿った、エポキシを被覆された
ガラス繊維であって、そのガラス繊維は約１００回巻か
れ、１５０℃において約２時間硬化させられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は耐候性ハウジングの内部に納められ、フィラメ
ントが巻かれた複数のモジュラおよび互換できる電気組
立体を含むサージアレスタの形をした電気組立体側面図
、第２図は耐候性ハウジングの内部のフィラメント巻線
を含む電気組立体を示す、第１図に示されている電気装
置の側面図、第３図は第２図に示されている１つのモジ
ュラ電気組立体縦断面図、第４図は第３図の４−４線に
沿う拡大縦断面図である。 ５０・・・電気装置、５２．５４．５６・・・モジュラ
電気組立体、５８・・・耐候性ハウジング、６０゜６２
・・・電気部品、６４・・・フィラメント巻線、７２゜
８４・・・端部部材、９０・・・スタッド、１１０・・
・バリヤ、１２８・・・開口部、１３０・・・絶縁物質
。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ＦＩＧ、　、５゜ Ｆ／θ４゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、軸線方向に向けられた端部を有して、１列に整列さ
    せられ、前記軸線方向に向けられた端部において電気的
    に接続される複数の導電性電気部品と、前記電気部品を
    横方向から囲むプラスチック膜バリヤと、そのプラスチ
    ック膜と前記電気部品の周囲に巻かれ、軸線方向に向け
    られた圧縮力を前記電気部品へ加えてそれらの電気部品
    の間の電気的接続を維持する非導電性フィラメント巻線
    と、を備えたことを特徴とするモジュラ電気組立体。 ２、請求項１記載のモジュラ電気組立体において、前記
    膜はポリプロピレンであることを特徴とするモジュラ電
    気組立体。 ３、請求項１記載のモジュラ電気組立体において、前記
    フィラメント巻線は湿ったエポキシが被覆されたガラス
    繊維であることを特徴とするモジュラ電気組立体。 ４、請求項１記載のモジュラ電気組立体において、前記
    プラスチック膜は前記電気部品の周囲に巻かれるプラス
    チックシートを含むことを特徴とするモジュラ電気組立
    体。 ５、請求項４記載のモジュラ電気組立体において、前記
    プラスチック膜は重ねられた２つの層を含むことを特徴
    とするモジュラ電気組立体。 ６、請求項５記載のモジュラ電気組立体において、各前
    記層の厚さは約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ
    ）であることを特徴とするモジュラ電気組立体。 ７、請求項１記載のモジュラ電気組立体において、前記
    電気部品はバリスタであることを特徴とするモジュラ電
    気組立体。 ８、請求項７記載のモジュラ電気組立体において、前記
    バリスタは全体として円筒形の金属酸化物バリスタであ
    ることを特徴とするモジュラ電気組立体。 ９、請求項１記載のモジュラ電気組立体において、第１
    の導電性端部部材と第２の導電性端部部材が前記電気部
    品の前記列の両端に配置され、前記膜バリヤは前記各端
    部部材の少くとも一部の上を延びて、その少くとも一部
    を囲むことを特徴とするモジュラ電気組立体。 １０、請求項９記載のモジュラ電気組立体において、前
    記電気部品は全体として円筒形のバリスタブロックであ
    り、前記端部部材は全体として円筒形であり、前記バリ
    スタブロックと前記端部部材の横方向直径はほぼ等しい
    ことを特徴とするモジュラ電気組立体。 １１、端部と端部を並べて直列に向けられ、おのおの第
    １の端部と第２の端部を有する複数の電気組立体と、隣
    接する各電気組立体対へ結合され、各隣接する電気組立
    体対を電気的および機械的に結合して、前記機械的結合
    により前記電気組立体の間の相対的な軸線方向の動きに
    抵抗する端部手段と、前記組立体を保護するために前記
    組立体を囲む耐候性手段と、前記直列アレイの両端部に
    おいて２つの各電気組立体へ結合される端子手段とを備
    え、各前記電気組立体は、１列に整列させられ、軸線方
    向に向けられた端部を介して電気的に接続される複数の
    導電性電気部品と、前記電気部品および前記端部手段の
    部分を横方向から囲むプラスチック膜バリヤと、そのプ
    ラスチック膜と前記電気部品の周囲に巻かれ、軸線方向
    に向けられた圧縮力を前記電気部品へ加えてそれらの電
    気部品の間の電気的接続を維持非導電性フィラメント巻
    線とを備えたことを特徴する電気装置。 １２、請求項１１記載の電気装置において、前記電気部
    品は全体として円筒形の金属酸化物バリスタブロックで
    あることを特徴とする電気装置。 １３、請求項１１記載の電気装置において、各前記膜は
    ポリプロピレンであることを特徴とする電気装置。 １４、請求項１１記載の電気装置において、前記フィラ
    メント巻線は樹脂を含浸されたガラス繊維を含むことを
    特徴とする電気装置。 １５、請求項１１記載の電気装置において、前記絶縁物
    質はグリースであることを特徴とする電気装置。 １６、請求項１５記載の電気装置において、前記プラス
    チック膜は重ねられた２つの層を含むことを特徴とする
    電気装置。 １７、請求項１６記載の電気装置において、各前記層の
    厚さは約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）であ
    ることを特徴とする電気装置。 １８、端部と端部をつき合わせて配置された複数のアレ
    スタモジュールと、各隣接する前記モジュール対を電気
    的および機械的に結合する、外面にねじを切られた導電
    性のスタッドと、前記モジュールを囲み、前記モジュー
    ルを保護するために、前記モジュールの横方向直径とほ
    ぼ等しい直径を有するほぼ円筒形の貫通穴を有する弾性
    的な耐候性手段とを備え、前記各モジュールは、軸線方
    向に向けられた端部を有して、１列に整列させられ、前
    記軸線方向に向けられた端部を介して互いに電気的に接
    続される全体として円筒形の複数の金属酸化物バリスタ
    ブロックと、前記バリスタブロックの１つに接触する第
    １の軸線方向端部と、内部にねじが切られているソケッ
    トを有する反対側の第２の軸線方向端部とをおのおの有
    し、前記バリスタブロックの横方向直径とほぼ等しい横
    方向直径を有する、各前記列の両端における全体として
    円筒形の第１の導電性端子および第２の導電性端子と、
    前記バリスタブロックおよび前記端子の隣接する部分を
    横方向から囲むプラスチック膜バリヤと、 非導電性フィラメント巻線を含み、軸線方向に向けられ
    た圧縮力を前記バリスタブロックおよび前記端子へ加え
    てそれの電気的接続を維持するために、前記バリスタブ
    ロックと前記端子の周囲に巻かれる圧縮手段とを含み、
    前記機械的な結合は前記モジュールの間の軸線方向の動
    きに抵抗することを特徴とするサージアレスタ。
JP1019392A 1988-03-31 1989-01-27 モジュラ電気組立体 Expired - Fee Related JPH0740504B2 (ja)

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US176319 1988-03-31
US07/176,319 US4899248A (en) 1984-12-14 1988-03-31 Modular electrical assemblies with plastic film barriers

Publications (2)

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