JP2004363007A - 雷放電機構 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の安全規格に適合し、その設置面積を抑える。
【解決手段】プリント基板１のＡ面側には、銅パターン２、３によって、放電ギャップ４が設けられる。そのＢ面側には、銅パターン５、６によって、放電ギャップ７が設けられる。放電ギャップ４、７の間に、プリント基板１の炭化防止のためのスリット８が配置される。商用ＡＣラインと接続される端子９と、銅パターン２、１０とは、スルーホール１１で接続される。アンテナと接続される端子１２と、銅パターン３、１３とは、スルーホール１４で接続される。銅パターン５、１１の間に空隙１５が設けられ、銅パターン６、１３の間に空隙１６が設けられる。銅パターン２、５には、非スルーホール１８が設けられ、銅パターン２、１０には、非スルーホール１９が設けられる。銅パターン３、６には、非スルーホール２０が設けられ、銅パターン３、１３には、非スルーホール２１が設けられる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の安全規格に容易に適合することができる落雷の過大なエネルギーを安全に大地に放電させる雷放電機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン装置などの電子機器において、落雷による過大なエネルギーを持つノイズがアンテナや商用ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ラインから侵入することがある。この場合、発火・発煙等の危険から電子機器を保護するためには、雷による電気エネルギーを安全に大地に放電させる雷放電機構が必要になる。そのため、電子機器は一般にこの雷放電機構を備えている。
【０００３】
図３は、従来の雷放電機構を示す平面図である。電子機器には、プリント基板３１が内蔵されており、このプリント基板３１の上には、第１および銅パターン３２および３３が形成されている。例えば、銅パターン３２は商用ＡＣラインと接続され、銅パターン３３はアンテナと接続される。
【０００４】
銅パターン３２は先端が尖った形状の部分３４を有しており、銅パターン３３も先端が尖った形状の部分３５を有している。これら尖った部分３４および３５が互いに向き合うように配置されることにより、放電ギャップ３６が形成される。
【０００５】
この放電ギャップ３６が雷を放電させるべき場所となる。なお、放電ギャップ３６で確実に放電を起こさせるために、放電ギャップ３６を構成する対極は一般的に尖った形状にする。また、繰り返し放電ギャップで放電が発生したときに、基板が炭化して絶縁性能が劣化するのを防ぐ目的で、通常放電ギャップ３６の間にはスリット３７が設けられている。
【０００６】
このような雷放電機構を電子機器内のプリント基板３１上に配置することにより、落雷により電子機器に挿入する電気エネルギーを安全に大地に放電することができる。
【０００７】
商用ＡＣラインと接続されている銅パターン３２およびアンテナと接続されている銅パターン３３は、それぞれ電源の１次側および２次側となる。そのため、放電ギャップ３６の間隔は、それぞれの国が定める安全規格に適合した距離を確保しなければならない。
【０００８】
なお、従来の雷放電機構では、各国の安全規格により定められている放電ギャップの間隔を小さくすることなく、雷サージ放電開始電圧を下げることを目的とし、１次側端子１１と２次側端子２２との間に浮点端子３３を設け、２次側端子２２と浮点端子３３との間に、雷サージ放電開始電圧を下げるための絶縁耐圧規格を満足するコンデンサ４４が設けられたものがある。具体的には、２次側端子２２および浮点端子３３にはコンデンサ４４が接続されているため、同電位で絶縁され、雷電圧が誘導されると、１次側端子１１の１次側放電部１と浮点端子３３の第１の浮点側放電部３１との間で放電（ショート）が行われ、結果、１次側と２次側の放電が行われるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、従来の雷放電機構では、雷の過大な電気エネルギーにより放電ギャップで放電が繰り返された場合、銅パターンが損傷を受け、銅パターンの先端が丸くなり、放電ギャップが当初より広くなることがあり、そのため放電ギャップ以外の場所で雷放電が発生してしまうことがある。この課題を解決するために、放電ギャップを２つのジャンパ線によって形成するようにし、該放電ギャップにおいて放電が繰り返されても、その放電に耐え得るようにしているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３２０９１号公報
【特許文献２】特開平１１−３０７２２０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
放電ギャップは間隔が狭い方が放電開始電圧が低く安全に放電させることが可能なため、それぞれの安全規格に適合しながら間隔を狭くするのが一般的である。このような構成の雷放電機構において、例えば北米および欧州へ供給する電子機器、例えばテレビジョン装置に１枚のプリント基板を共用する場合、北米の安全規格（ＵＬ１４１０）および欧州の安全規格（ＩＥＣ６００６５）のそれぞれに予め対応させておく必要がある。
【００１２】
そこで、テレビジョン装置のプリント基板の雷放電機構には、例えば北米の安全規格に適合した３．２ｍｍの放電ギャップと、欧州の安全規格に適合した６ｍｍの放電ギャップとを設ける必要がある。
【００１３】
そのため、図４に示すように、それぞれの安全規格に適合した放電ギャップを並べて配置して、テレビジョン装置を供給する地域に応じた放電ギャップが有効となるように接続し分ける必要があった。
【００１４】
この図４に示すプリント基板４１の上には、商用ＡＣラインと接続される銅パターン４２、アンテナと接続される銅パターン４３および４４が形成されている。
【００１５】
テレビジョン装置を北米へ供給する場合、アンテナは銅パターン４３と接続され、欧州へ供給する場合、アンテナは銅パターン４４と接続される。銅パターン４２は、先端が尖った形状の部分４５および４６を有しており、銅パターン４３は先端が尖った形状の部分４７を有しており、銅パターン４４は先端が尖った形状の部分４８を有している。
【００１６】
尖った部分４５および４７が互いに向き合うように配置されることにより、北米の安全規格に適合した３．２ｍｍの放電ギャップ４９が形成される。この放電ギャップ４９の間にはスリと５０が設けられている。
【００１７】
尖った部分４６および４８が互いに向き合うように配置されることにより、欧州の安全規格に適合した６ｍｍの放電ギャップ５１が形成される。この放電ギャップ５１の間には、スリット５２が設けられている。
【００１８】
このような構成による従来の雷放電機構においては、放電ギャップが占有する面積は、１箇所の場合と比較すると２倍必要となり、各供給先によって使用しないプリント基板上のデッドスペースが大きくなるために、機器を小型化する上での弊害となっていた。
【００１９】
従って、この発明の目的は、複数の安全規格に適合し、その設置面積を抑えることができる雷放電機構を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するために請求項１の発明は、電子機器に設けられ、雷による電気エネルギーを大地に放電させる雷放電機構において、プリント基板の一面に第１の安全規格に適合した第１の放電ギャップと、プリント基板の他面に第２の安全規格に適合した第２の放電ギャップとを有し、第１の放電ギャップが第２の放電ギャップより広くなるようにしたことを特徴とする雷放電機構である。
【００２１】
このように、北米の安全規格と欧州の安全規格に適応した放電ギャップをプリント基板の両面に設けることによって、その設置面積を抑えることができ、ジャンパ線を使用して放電ギャップを容易に切り替えることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用された一実施形態を示す。この図１は、プリント基板に設けられた放電ギャップの一例を示す断面図である。
【００２３】
この一例では、参照符号１で示すプリント基板の基材の厚みを１．６ｍｍとする。プリント基板１のＡ面側には、銅パターン２および３によって、欧州の安全規格（ＩＥＣ６００６５）（第１の安全規格）に適合した放電ギャップ４が設けられる。この放電ギャップ４（第１の放電ギャップ）のギャップ間の沿面・空間距離は、６ｍｍである。また、プリント基板１のＢ面側には、銅パターン５および６によって、北米の安全規格（ＵＬ１４１０）（第２の安全規格）に適合した放電ギャップ７が設けられる。この放電ギャップ７（第２の放電ギャップ）のギャップ間の沿面・空間距離は、３．２ｍｍである。
【００２４】
放電ギャップ４および７の間に、プリント基板１の炭化防止のためのスリット８が配置される。このスリット８は、Ａ面およびＢ面の両面の放電ギャップ４および７で共用されるように幅１ｍｍのものが設けられている。
【００２５】
銅パターン２と固着される端子９は、商用ＡＣラインと接続される。この端子９と、プリント基板１のＡ面に設けられている銅パターン２と、Ｂ面に設けられている銅パターン１０とは、スルーホール１１で接続される。
【００２６】
銅パターン３と固着される端子１２は、アンテナと接続される。この端子１２と、プリント基板１のＡ面に設けられている銅パターン３と、Ｂ面に設けられている銅パターン１３とは、スルーホール１４で接続される。
【００２７】
プリント基板１のＢ面側には、銅パターン５および１１の間に空隙１５が設けられ、銅パターン６および１３の間に空隙１６が設けられている。この空隙１５および１６は、図１中破線１７で示す銅パターン２および６との沿面・空間距離と、空隙１５および１６の沿面・空間距離とを合計した距離とが欧州の安全規格に適合する値以上とするために設けられている。この一例では、空隙１５および１６の沿面・空間距離は、それぞれ０．５２ｍｍとされているので、銅パターン２および６の間、および銅パターン３および５の間の沿面・空間距離は、６ｍｍ以上となる。
【００２８】
また、銅パターン２および５には、非スルーホール１８が設けられ、銅パターン２および１０には、非スルーホール１９が設けられる。同様に、銅パターン３および６には、非スルーホール２０が設けられ、銅パターン３および１３には、非スルーホール２１が設けられる。非スルーホール１８、１９、２０、および２１の両端には、半田付け用のランド（図示なし）が設けられている。
【００２９】
このように構成される雷放電機構を備えたテレビジョン装置が北米へ供給される場合、矢印２２で示すようにジャンパ線２３が非スルーホール１８および１９に挿入され、半田付けされて銅パターン５および１０を短絡させる。同様に、矢印２４で示すようにジャンパ線２５が非スルーホール２０および２１に挿入され、半田付けされて銅パターン６および１３を短絡させる。このように、空隙１５および１６をジャンパ線２３および２５で接続（短絡）させることによって、北米の安全規格に適合した最適な放電ギャップを形成させることができる。
【００３０】
また、このように構成される雷放電機構を備えたテレビジョン装置が欧州へ供給される場合、そのままの状態で工場から出荷される。すなわち、ジャンパ線２３および２５で短絡が行われないため、破線１７で示す沿面・区間距離が適用されなくなるので、欧州の安全規格に適合した最適な放電ギャップを形成することができる。
【００３１】
図２を参照して、この一実施形態を説明する。図２Ａには上述した図１の平面図を示し、図２Ｂには上述した図１の底面図を示す。この図２の一例は、北米の安全規格に適合するために、ジャンパ線２３が非スルーホール１８および１９に挿入され、半田付けされ、ジャンパ線２５が非スルーホール２０および２１に挿入され、半田付けされたものである。このように、ジャンパ線２３が半田付けされることによって、銅パターン５および１０が短絡され、ジャンパ線２５が半田付けされることによって、銅パターン６および１３が短絡される。
【００３２】
この一実施形態では、銅パターン５および１０、並びに銅パターン６および１３を短絡させるために、ジャンパ線を使用しているが、これは単なる一例であって、銅パターン５および１０、並びに銅パターン６および１３を短絡させることが可能なものであればどのようなものであっても良い。
【００３３】
この一実施形態では、放電ギャップ４および７の中央が一致するように銅パターン２、３、５、６、１０、および１３が設けられているが、放電ギャップ４および７が重なるような位置として、その設置面積を抑えることができれは、放電ギャップ４および７の中央が一致しない位置に放電ギャップ４および７を設けるようにしても良い。
【００３４】
この一実施形態では、プリント基板１に設けられたスリット８は、放電ギャップ４および７の中央付近に設けられているが、スリット８が放電ギャップ４および７で共用することができれば、放電ギャップ４および７の中央付近以外の位置にスリット８を設けるようにしても良い。
【００３５】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
この発明に依れば、落雷が生じた際の破損防止のための手段を有する電子機器において、雷による電気エネルギーを安全に大地に放電させる放電ギャップを形成する際に、両面プリント基板のＡＢ両面それぞれへ放電経路としての基板スリットを共用するように、適用して安全規格の異なる放電ギャップを配置し、これをジャンパー線等によって使用する放電ギャップを切り換えることにより、安全規格の異なる地域へ容易に対応することができることを特徴とし、放電ギャップの専有面積を小さくすることができ、さらに機器の小型化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された一実施形態の断面図である。
【図２】この発明が適用された一実施形態の平面図である。
【図３】従来の雷放電機構を示す平面図である。
【図４】従来の雷放電機構を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・プリント基板、２、３、５、６、１０、１３・・・銅パターン、４、７・・・放電ギャップ、８・・・スリット、９、１２・・・端子、１１、１４・・・スルーホール、１５、１６・・・空隙、１７・・・破線、１８、１９、２０、２１・・・非スルーホール、２２、２４・・・矢印、２３、２５・・・ジャンパ線

Claims (4)

1. 電子機器に設けられ、雷による電気エネルギーを大地に放電させる雷放電機構において、
   プリント基板の一面に第１の安全規格に適合した第１の放電ギャップと、
   上記プリント基板の他面に第２の安全規格に適合した第２の放電ギャップとを有し、
   上記第１の放電ギャップが上記第２の放電ギャップより広くなるようにしたことを特徴とする雷放電機構。
2. 上記第１および第２の放電ギャップの間のプリント基板に放電経路としてのスリットを設け、
   上記スリットを上記第１および第２の放電ギャップで共用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の雷放電機構。
3. 上記プリント基板の他面には、上記第２の放電ギャップと、空隙とを設け、上記第１の放電ギャップより広くするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の雷放電機構。
4. 上記空隙を短絡することによって、上記第１および第２の放電ギャップを切り替えるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の雷放電機構。

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