JPH01179301A - 電圧非直線抵抗体及びそれを用いたサージ吸収素子 - Google Patents
電圧非直線抵抗体及びそれを用いたサージ吸収素子Info
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- JPH01179301A JPH01179301A JP62336664A JP33666487A JPH01179301A JP H01179301 A JPH01179301 A JP H01179301A JP 62336664 A JP62336664 A JP 62336664A JP 33666487 A JP33666487 A JP 33666487A JP H01179301 A JPH01179301 A JP H01179301A
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
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、酸化亜鉛系の電圧非直線抵抗体及びこの電圧
非直線抵抗体と放電間隙との並列接続構造を有するサー
ジ吸収素子に係り、特に、シリコンカーバイトを混合す
ることによりバリスタ電圧を高めた電圧非直線抵抗体及
びこれを用いることにより小型化を図ったサージ吸収素
子に関する。
非直線抵抗体と放電間隙との並列接続構造を有するサー
ジ吸収素子に係り、特に、シリコンカーバイトを混合す
ることによりバリスタ電圧を高めた電圧非直線抵抗体及
びこれを用いることにより小型化を図ったサージ吸収素
子に関する。
［従来の技術］
従来より、電子機器に加わる過渡的な異常電圧や誘導雷
等のサージから電子回路部品を保護するため、電圧非直
線抵抗体より成るバリスタや気密容器中に封入した放電
間隙の放電現象を利用するアレスタ等、種々のサージ吸
収素子が用いられており、本出願人も、既に、電圧非直
線抵抗体と放電間隙とを並列接続して気密容器中に封入
したサージ吸収素子を提案（特開昭５９−１５７９８１
〉 している。
等のサージから電子回路部品を保護するため、電圧非直
線抵抗体より成るバリスタや気密容器中に封入した放電
間隙の放電現象を利用するアレスタ等、種々のサージ吸
収素子が用いられており、本出願人も、既に、電圧非直
線抵抗体と放電間隙とを並列接続して気密容器中に封入
したサージ吸収素子を提案（特開昭５９−１５７９８１
〉 している。
上記サージ吸収素子は、バリスタの連応性とアレスタの
大電流耐量性とを合わせ持つ優れたサージ吸収特性を有
するものである。即ち、上記サージ吸収素子にクリップ
電圧以上のサージが印加されると、直ちに電圧非直線抵
抗体に電流が流れてサージ吸収が開始され、この電流に
よる電圧非直線抵抗体の電圧降下が放電間隙の放電開始
電圧以上になると、放電間隙にグロー放電を経てアーク
放電が化成し、これによって大電流のサージが吸収され
る。
大電流耐量性とを合わせ持つ優れたサージ吸収特性を有
するものである。即ち、上記サージ吸収素子にクリップ
電圧以上のサージが印加されると、直ちに電圧非直線抵
抗体に電流が流れてサージ吸収が開始され、この電流に
よる電圧非直線抵抗体の電圧降下が放電間隙の放電開始
電圧以上になると、放電間隙にグロー放電を経てアーク
放電が化成し、これによって大電流のサージが吸収され
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、電子機器のうち、電気用品取締法の対象とな
る機器については、上記法律に定める各種試験を実施す
る必要があり、特に絶縁耐圧試験に於いては、機器のラ
イン・アース間に、定格電圧のｌＯ倍程度の高い試験電
圧が印加される。大電流耐量性の故にライン・アース間
に接続されて使用される上記サージ吸収素子にもこの高
電圧が印加されることになる。従って、上記サージ吸収
素子のクリップ電圧が上記試験電圧以下であれば、素子
を通して電流が流れて上記電子機器が試験に不合格とな
る。このため、上記サージ吸収素子のクリップ電圧は、
上記試験電圧を超える値に設定する必要がある。
る機器については、上記法律に定める各種試験を実施す
る必要があり、特に絶縁耐圧試験に於いては、機器のラ
イン・アース間に、定格電圧のｌＯ倍程度の高い試験電
圧が印加される。大電流耐量性の故にライン・アース間
に接続されて使用される上記サージ吸収素子にもこの高
電圧が印加されることになる。従って、上記サージ吸収
素子のクリップ電圧が上記試験電圧以下であれば、素子
を通して電流が流れて上記電子機器が試験に不合格とな
る。このため、上記サージ吸収素子のクリップ電圧は、
上記試験電圧を超える値に設定する必要がある。
上記クリップ電圧は、電圧非直線抵抗体のバリスタ電圧
Ｖ＋ （電流１［ｍＡ、］のときの厚さ１ ［ｍｍ］
当たりの電圧）によって決定され、上記バリスタ電圧■
１は、電圧非直線抵抗体の厚さに略比例する。また、上
記電圧非直線抵抗体は、通常、プレス成型によって形成
されており、その径は、成型性の関係から厚さ以上の寸
法とする必要がある。
Ｖ＋ （電流１［ｍＡ、］のときの厚さ１ ［ｍｍ］
当たりの電圧）によって決定され、上記バリスタ電圧■
１は、電圧非直線抵抗体の厚さに略比例する。また、上
記電圧非直線抵抗体は、通常、プレス成型によって形成
されており、その径は、成型性の関係から厚さ以上の寸
法とする必要がある。
ところが、上記電圧非直線抵抗体として、酸化亜鉛に酸
化ビスマス、酸化コバル側、酸化マンガン及び酸化アン
チモンを添加して焼結体としたものを用いた場合には、
優れた電圧非直線特性が得られるものの、バリスタ電圧
■１が１５０［Ｖ／ｍ ｍ ］程度と低いため、サージ
吸収素子のクリップ電圧を高くするためには、寸法の大
きな電圧非直線抵抗体を用いる必要がある。例えば、Ａ
ＣＩｏｏ［Ｖ］定格の電子機器に対する絶縁耐圧試験電
圧であるＡＣｌｏｏＯ［Ｖ］が印加されても導通しない
電圧非直線抵抗体の寸法は、厚さ１０ ［ｍｍｌ、径１
０［ｍｍ］程度となる。このため材料費が嵩んでコスト
高になり、しかも、この電圧非直線抵抗体を組み込んだ
サージ吸収素子の外形が大型化するという問題が生じる
。
化ビスマス、酸化コバル側、酸化マンガン及び酸化アン
チモンを添加して焼結体としたものを用いた場合には、
優れた電圧非直線特性が得られるものの、バリスタ電圧
■１が１５０［Ｖ／ｍ ｍ ］程度と低いため、サージ
吸収素子のクリップ電圧を高くするためには、寸法の大
きな電圧非直線抵抗体を用いる必要がある。例えば、Ａ
ＣＩｏｏ［Ｖ］定格の電子機器に対する絶縁耐圧試験電
圧であるＡＣｌｏｏＯ［Ｖ］が印加されても導通しない
電圧非直線抵抗体の寸法は、厚さ１０ ［ｍｍｌ、径１
０［ｍｍ］程度となる。このため材料費が嵩んでコスト
高になり、しかも、この電圧非直線抵抗体を組み込んだ
サージ吸収素子の外形が大型化するという問題が生じる
。
本発明は、上述の点に鑑み案出されたもので、材料の組
成を工夫することにより、小型でバリスタ電圧の高い電
圧非直線抵抗体を得ることができると共に、この電圧非
直線抵抗体を組み込むことにより、法律に定める高い試
験電圧に耐え得る高いクリップ電圧を有し、しかも小型
で安価に提供できるサージ吸収素子を実現することを目
的とする。
成を工夫することにより、小型でバリスタ電圧の高い電
圧非直線抵抗体を得ることができると共に、この電圧非
直線抵抗体を組み込むことにより、法律に定める高い試
験電圧に耐え得る高いクリップ電圧を有し、しかも小型
で安価に提供できるサージ吸収素子を実現することを目
的とする。
［問題を解決するための手段］
以上の目的を達成するため種々検討の結果、電圧非直線
特性に優れた酸化亜鉛を主成分とした抵抗材料に、バリ
スタ電圧の高い電圧非直線抵抗材料であるシリコンカー
バイトを混合することにより、本発明の電圧非直線抵抗
体を完成し、更に、上記電圧非直線抵抗体と放電間隙と
を組み合わせることによって本発明のサージ吸収素子の
完成に至ったものである。
特性に優れた酸化亜鉛を主成分とした抵抗材料に、バリ
スタ電圧の高い電圧非直線抵抗材料であるシリコンカー
バイトを混合することにより、本発明の電圧非直線抵抗
体を完成し、更に、上記電圧非直線抵抗体と放電間隙と
を組み合わせることによって本発明のサージ吸収素子の
完成に至ったものである。
従って、本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主成
分とし、これに、ビスマス、コバルト、マンガン及びア
ンチモンの酸化物を添加して混合体とし、該混合体とシ
リコンカーバイトとを、上記シリコンカーバイトの含有
比率が０．０１乃至８０モル％となる様に混合して焼結
体とした構成を有するものであり、また、本発明のサー
ジ吸収素子は、酸化亜鉛を主成分とし、これに、ビスマ
ス、コバルト、マンガン及びアンチモンのＭ（ｌを添加
して混合体とし、該混合体とシリコンカーバイトとを、
上記シリコンカーバイトの含有比率が０．０１乃至８０
モル％となる様に混合して焼結体とした電圧非直線抵抗
体の両端に、電Ｉ侃を接続して該電極間に放電間隙を形
成し、上記電圧非直線抵抗体と放電間隙とを並列接続し
た状態で気密容器中に封入した構成を有するものである
。
分とし、これに、ビスマス、コバルト、マンガン及びア
ンチモンの酸化物を添加して混合体とし、該混合体とシ
リコンカーバイトとを、上記シリコンカーバイトの含有
比率が０．０１乃至８０モル％となる様に混合して焼結
体とした構成を有するものであり、また、本発明のサー
ジ吸収素子は、酸化亜鉛を主成分とし、これに、ビスマ
ス、コバルト、マンガン及びアンチモンのＭ（ｌを添加
して混合体とし、該混合体とシリコンカーバイトとを、
上記シリコンカーバイトの含有比率が０．０１乃至８０
モル％となる様に混合して焼結体とした電圧非直線抵抗
体の両端に、電Ｉ侃を接続して該電極間に放電間隙を形
成し、上記電圧非直線抵抗体と放電間隙とを並列接続し
た状態で気密容器中に封入した構成を有するものである
。
［作用コ
本発明は、上述の如き構成であるので、電圧非直線抵抗
体のバリスタ電圧は、混合したシリコンカーバイトの有
する高いバリスタ電圧によって高い値となる。また、電
圧非直線抵抗体のバリスタ電圧が高いので、小さな寸法
のものを組み込んでも高いクリップ電圧のサージ吸収素
子が得られる。
体のバリスタ電圧は、混合したシリコンカーバイトの有
する高いバリスタ電圧によって高い値となる。また、電
圧非直線抵抗体のバリスタ電圧が高いので、小さな寸法
のものを組み込んでも高いクリップ電圧のサージ吸収素
子が得られる。
［実施例］
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る電圧非直線抵抗体の
断面図を示すものである。図に於いて電圧非直線抵抗体
１は、酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）を主体とした金属酸化物
の混合体とシリコンカーバイト（ＳｉＣ）とをｌ足台し
、これにポリビニルアルコ−ル プレス成型し、更に、１１００〜１４００°Ｃで焼成し
て焼結体２と成し、その両面に銀ペーストを被着してバ
リスタ電極３．３を形成した構造を有している。
断面図を示すものである。図に於いて電圧非直線抵抗体
１は、酸化亜鉛（Ｚ ｎ Ｏ）を主体とした金属酸化物
の混合体とシリコンカーバイト（ＳｉＣ）とをｌ足台し
、これにポリビニルアルコ−ル プレス成型し、更に、１１００〜１４００°Ｃで焼成し
て焼結体２と成し、その両面に銀ペーストを被着してバ
リスタ電極３．３を形成した構造を有している。
上記金属酸化物の混合体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）９７．
８モル％に、酸化ビスマス（Ｂｉ２０ｚ）０．５モル％
、酸化コバルト（Ｃｏｏ）０．５モル％、酸化マンガン
（ＭｎＯ）０．７モル％及び酸化アンチモン（Ｓｂ２
０ｉ ）０．５モル％を添加したもので、この配合比率
のときに電圧非直線指数αが最大となる。尚、電圧非直
線抵抗体と放電間隙との並列接続構造を有するサージ吸
収素子に使用し得る電圧非直線抵抗体は、電圧非直線指
数αの値が３０以上であることが必要であるが、この条
件を満たす添加物の配合比率の範囲は、Ｂｉ２０３ ：
０．０７〜４．０モル％、Ｃｏｏ：０。
８モル％に、酸化ビスマス（Ｂｉ２０ｚ）０．５モル％
、酸化コバルト（Ｃｏｏ）０．５モル％、酸化マンガン
（ＭｎＯ）０．７モル％及び酸化アンチモン（Ｓｂ２
０ｉ ）０．５モル％を添加したもので、この配合比率
のときに電圧非直線指数αが最大となる。尚、電圧非直
線抵抗体と放電間隙との並列接続構造を有するサージ吸
収素子に使用し得る電圧非直線抵抗体は、電圧非直線指
数αの値が３０以上であることが必要であるが、この条
件を満たす添加物の配合比率の範囲は、Ｂｉ２０３ ：
０．０７〜４．０モル％、Ｃｏｏ：０。
０５〜４．５モル％、Ｍｎ．Ｏ ： ０． ０ ７〜
１ ０。
１ ０。
０モル％、Ｓｂ２０３ ： ０．０ ５〜６．０モル％
であり、この範囲に於いて上記サージ吸収素子の優れた
特性が十分に発揮される。
であり、この範囲に於いて上記サージ吸収素子の優れた
特性が十分に発揮される。
また、上記ＺｎＯを主成分とした金属酸化物の混合体と
ＳｉＣとの混合に関しては、第２図に示す如く、ＳｉＣ
の混合比率が増大すればバリスタ電圧Ｖ１も上昇するが
、電圧非直線指数αの値が低下する。このため、ＳｉＣ
の全量に対する混合比率を、Ｖｌの値が従来の２倍の３
００［Ｖｌとなる０．０１モル％からαが３０以上の値
を保つ８０モル％の範囲に設定した場合に優れたサージ
吸収特性がｉ尋られる。
ＳｉＣとの混合に関しては、第２図に示す如く、ＳｉＣ
の混合比率が増大すればバリスタ電圧Ｖ１も上昇するが
、電圧非直線指数αの値が低下する。このため、ＳｉＣ
の全量に対する混合比率を、Ｖｌの値が従来の２倍の３
００［Ｖｌとなる０．０１モル％からαが３０以上の値
を保つ８０モル％の範囲に設定した場合に優れたサージ
吸収特性がｉ尋られる。
第３図は、上述した電圧非直線抵抗体を組み込んだサー
ジ吸収素子を示す断面図である。図に於いてサージ吸収
素子４は、上記電圧非直線抵抗体■の両端に、導電接着
剤５，５によって電極６。
ジ吸収素子を示す断面図である。図に於いてサージ吸収
素子４は、上記電圧非直線抵抗体■の両端に、導電接着
剤５，５によって電極６。
６を接続して上記電極６．６の周縁部を対向させ、これ
を希ガス（Ｈｅ．Ｎｅ，Ａｒ等）や窒素ガス等の不活性
ガス或いは六弗化硫黄ガス等より適宜選定された放電ガ
スと共に気密容器７中に封入して外部端子８．８を導出
した構造を有している。
を希ガス（Ｈｅ．Ｎｅ，Ａｒ等）や窒素ガス等の不活性
ガス或いは六弗化硫黄ガス等より適宜選定された放電ガ
スと共に気密容器７中に封入して外部端子８．８を導出
した構造を有している。
この状態で上記電極６，６の対向部分に放電間隙９が形
成され、上記電圧非直線抵抗体１と電気的に並列接続さ
れる。
成され、上記電圧非直線抵抗体１と電気的に並列接続さ
れる。
而して、本発明のサージ吸収素子４にクリップ電圧以上
のサージが印加された場合、直ちに電圧非直線抵抗体１
を通じてサージ電流が流れてサージ吸収が開始され、こ
のサージ電流の電流値と上記電圧非直線抵抗体１の抵抗
値との積に相当する電圧降下が電圧非直線抵抗体ｌの両
端間に生ずる。
のサージが印加された場合、直ちに電圧非直線抵抗体１
を通じてサージ電流が流れてサージ吸収が開始され、こ
のサージ電流の電流値と上記電圧非直線抵抗体１の抵抗
値との積に相当する電圧降下が電圧非直線抵抗体ｌの両
端間に生ずる。
電流口が増加するのに伴ってこの電圧降下も増大し、こ
れが上記電極６，６間の放電開始電圧を超えると放電間
隙９に励起放電が生成し、その付勢によって瞬時に、上
記電極６．６の外面間に転移して大電流を通ずる主放電
を形成し、これによって大電流のサージが吸収される。
れが上記電極６，６間の放電開始電圧を超えると放電間
隙９に励起放電が生成し、その付勢によって瞬時に、上
記電極６．６の外面間に転移して大電流を通ずる主放電
を形成し、これによって大電流のサージが吸収される。
し発明の効果］
以上詳述の如く、本発明の電圧非直線抵抗体は、電圧非
直線特性の優れたＺ ｒ、 Ｏを主成分とする材料とバ
リスタ電圧の高いＳｉＣとを混合して形成しているので
、非直線特性を然程低下させることなく小型で高いバリ
スタ電圧が得られ、しかも、材料使用量の減少によりコ
ストを低減させ得るものである。また、本発明のサージ
吸収素子は、上記バリスタ電圧の高い電圧非直線抵抗体
を組み込んでいるので、小さな寸法の電圧非直線抵抗体
を用いても法律に定める試験電圧を超える高いクリップ
電圧が容易に得られ、小型化が可能であると共に安価に
提供できるものである。
直線特性の優れたＺ ｒ、 Ｏを主成分とする材料とバ
リスタ電圧の高いＳｉＣとを混合して形成しているので
、非直線特性を然程低下させることなく小型で高いバリ
スタ電圧が得られ、しかも、材料使用量の減少によりコ
ストを低減させ得るものである。また、本発明のサージ
吸収素子は、上記バリスタ電圧の高い電圧非直線抵抗体
を組み込んでいるので、小さな寸法の電圧非直線抵抗体
を用いても法律に定める試験電圧を超える高いクリップ
電圧が容易に得られ、小型化が可能であると共に安価に
提供できるものである。
第１図は本発明による電圧非直線抵抗体の断面図、第２
図はシリコンカーバイトの含有量に対する電圧非直線特
性及びバリスタ電圧特性を示すグラフ、第３図は本発明
によるサージ吸収素子の断面図である。 １・・・電圧非直線抵抗体、２・・・焼結体、４・・・
サージ吸収素子、６．６・・・電極、７・・・気密容器
、９・・・放電間隙。 特許出願人 岡谷電機産業株式会社
図はシリコンカーバイトの含有量に対する電圧非直線特
性及びバリスタ電圧特性を示すグラフ、第３図は本発明
によるサージ吸収素子の断面図である。 １・・・電圧非直線抵抗体、２・・・焼結体、４・・・
サージ吸収素子、６．６・・・電極、７・・・気密容器
、９・・・放電間隙。 特許出願人 岡谷電機産業株式会社
Claims (4)
- （１）酸化亜鉛を主成分とし、これに、ビスマス、コバ
ルト、マンガン及びアンチモンの酸化物を添加して混合
体とし、該混合体とシリコンカーバイトとを、上記シリ
コンカーバイトの含有比率が０．０１乃至８０モル％と
なる様に混合して焼結体としたことを特徴とする電圧非
直線抵抗体。 - （２）酸化亜鉛を主成分とした混合体に於けるビスマス
、コバルト、マンガン及びアンチモンの酸化物の含有比
率が、それぞれ０．０７乃至４．０モル％、０．０５乃
至４．５モル％、０．０７乃至１０．０モル％及び０．
０５乃至６．０モル％であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の電圧非直線抵抗体。 - （３）酸化亜鉛を主成分とし、これに、ビスマス、コバ
ルト、マンガン及びアンチモンの酸化物を添加して混合
体とし、該混合体とシリコンカーバイトとを、上記シリ
コンカーバイトの含有比率が０．０１乃至８０モル％と
なる様に混合して焼結体とした電圧非直線抵抗体の両端
に、電極を接続して該電極間に放電間隙を形成し、上記
電圧非直線抵抗体と放電間隙とを並列接続した状態で気
密容器中に封入したことを特徴とするサージ吸収素子。 - （４）酸化亜鉛を主成分とした混合体に於けるビスマス
、コバルト、マンガン及びアンチモンの酸化物の含有比
率が、それぞれ０．０７乃至４．０モル％、０．０５乃
至４．５モル％、０．０７乃至１０．０モル％及び０．
０５乃至６．０モル％であることを特徴とする特許請求
の範囲第３項に記載のサージ吸収素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336664A JPH01179301A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 電圧非直線抵抗体及びそれを用いたサージ吸収素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336664A JPH01179301A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 電圧非直線抵抗体及びそれを用いたサージ吸収素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179301A true JPH01179301A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=18301519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62336664A Pending JPH01179301A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 電圧非直線抵抗体及びそれを用いたサージ吸収素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179301A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015540A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-23 | Raychem Corporation | Surge arrester with overvoltage sensitive grounding switch |
| JP2007266478A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 静電気保護素子とその製造方法 |
| JP2007266479A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 保護素子とその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296307A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336664A patent/JPH01179301A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296307A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015540A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-23 | Raychem Corporation | Surge arrester with overvoltage sensitive grounding switch |
| JP2007266478A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 静電気保護素子とその製造方法 |
| JP2007266479A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 保護素子とその製造方法 |
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