JPH0379846B2 - - Google Patents
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- JPH0379846B2 JPH0379846B2 JP62041449A JP4144987A JPH0379846B2 JP H0379846 B2 JPH0379846 B2 JP H0379846B2 JP 62041449 A JP62041449 A JP 62041449A JP 4144987 A JP4144987 A JP 4144987A JP H0379846 B2 JPH0379846 B2 JP H0379846B2
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- zinc oxide
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
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- H01C—RESISTORS
- 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
- H01C7/105—Varistor cores
- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は良好な性状の電極を有する酸化亜鉛形
避雷器素子に関するものである。 （従来の技術） 従来、雷撃時の大電圧から碍子を保護するため
の酸化亜鉛を主成分とする避雷器素子としては、
第３図にその面を示すように酸化亜鉛を主成分と
しこれに少なくと一種類以上の金属酸化物を添加
た金属酸化物焼結体であるZnO素子１１の向する
表面に、金属溶射法により例えばアルミニウムメ
タリコンの電極１２を形成したものが知られてい
る。 上述した構成の酸化亜鉛形避雷器素子では、金
属溶射電極１２により、避雷器素子を積み重ねた
時の接触抵抗を減らすとともに、避雷器素子内部
に流れる電流が均一に分布するようにしている。 （発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の酸化亜鉛形避雷器素子では、電
極として粒子の大きい金属溶射電極１２を用いて
いるので、ZnO素子１１の表面の微小な凹凸に電
極が接触していない部分が生じることがあつた。
その結果、雷インパルス電流などの大電流サージ
により避雷器素子が動作したときに、部分的な放
電が生じるとともにZnO素子１１内に均一に電流
が流れないため、ZnO素子本来の特性を充分に発
揮できず、低いサージ電流で破壊が生じる欠点が
あつた。 また、微粒子金属電極を蒸着法により均一に
ZnO素子表面に形成する方法も特開昭61−171102
号公報において開示されているが、ZnO素子表面
の電極は５〜10μm以上のある一定以上の厚さが
ないとサージ電流で破れ安定的な効果を発揮しな
い一方、蒸着法のみで５〜10μm以上の厚みを達
成することは経済性から困難なため、避雷器素子
として満足できる性能を得ることができない欠点
があつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、
ZnO素子と電極との密着性が良好で高い雷サージ
性能を発揮する酸化亜鉛形避雷器素子を提供しよ
うとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の酸化亜鉛形避雷器素子は、酸化亜鉛を
主成分として、これに少なくとも一種類以上の金
属酸化物を添加混合した金属酸化物焼結体と、こ
の金属酸化物焼結体の対向する表面に設けた300
Å以上の金属蒸着膜とこの金属蒸着膜上に設けた
貴金属塗布膜とからなる電極とを具えることを特
徴とするものである。 （作 用） 上述した構成において、300Å以上の金属蒸着
膜好ましくは金蒸着膜をZnO素子表面に形成し、
さらにその上より貴金属ペースト好ましくは銀ペ
ーストを10〜20μm塗布して例えば500℃で焼成し
て好まくは銀よりなる貴金属塗布膜を作製すると
により、必要とする厚さの電極を安価にしかも均
一にZnO素子表面に形成することができる。その
結果、素子内部に流れる電流が均一となるため、
サージ特性を大幅に向上することができる。 本発明において、ZnO素子の表面に設ける金属
蒸着膜の厚さを300Å以上と規定するのは、300Å
未満ではその外側の貴金属塗布膜とZnO素子とを
安定的に密着させる効果が少ないためである。 また、ZnO素子と電極との非接触部分が断面部
の任意の点での平均値で10μmあたり10μm以下で
あると好ましいのは、非接触部分が100μmあたり
10μmを超えると密着性が悪化し、安定的なサー
ジ性能が得られないためである。 さらに、金蒸着膜と銀ペーストを焼成して得る
銀塗布膜の組み合わせが好ましいのは、一般に入
手しやすいとともに相互の密着性が良好でかつ安
価な組み合わせであるためである。 （実施例） 酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物焼結体
（ZnO素子）を得るには、まず所定粒度に調整し
た酸化亜鉛原料と所定の粒度に調整したBi2O3，
Co2O3，MnO2，Sb2O3，Cr2O3，SiO2，NiO等の
少なくとも一種以上の金属酸化物をポリビニルア
ルコール等の焼結助剤とともに混合、造粒、成形
した後、成形体に対して焼結助剤を飛散除去する
ための仮焼成を行い、最後に本焼成をして所望の
焼結体を得ている。 次に、得られた第１図ａに示す金属酸化物焼結
体１の対向する表面を平滑に研磨した後、第１図
ｂに示すように300Å以上の所定厚さに好ましく
は金よりなる金属蒸着膜２を形成する。最後に、
第１図ｃに示すように金属蒸着膜２上に好ましく
は銀よりなる貴金属ペースト３を好ましくは10〜
20μmの厚さに塗布した後、例えば500℃前後の温
度で焼成して所望の酸化亜鉛形避雷器素子を得て
いる。 以下、実際の例について説明する。 上述した方法により得られた同一形状の金属酸
化物焼結体に対して、第１表に示す条件で金属蒸
着膜と貴金属塗布膜とからなる電極を有する本発
明の試料No.１〜５および比較例の試料No.６〜８の
酸化亜鉛形避雷器素子と、従来例としてアルミニ
ウムを30〜50μmの厚さに溶射して電極を形成し
た試料No.９を準備した。 準備した各試料につき３個の避雷器素子に対し
て、第１表に示す電流を２分間隔で20回印加する
ことにより開閉サージ耐量を測定するとともに、
電極塗部分を走査型電子顕微鏡にて観察して断面
部分の長さに対する非接触部分の長さを求めた。
開閉サージ耐量は20回とも破壊しなかつたものを
〇、20回印加の途中で破壊したものを×として第
１表に示した。また、断面部分の長さに対する非
接触部分の長さは、断面部分100μmに対する長さ
として第１表に表示した。
避雷器素子に関するものである。 （従来の技術） 従来、雷撃時の大電圧から碍子を保護するため
の酸化亜鉛を主成分とする避雷器素子としては、
第３図にその面を示すように酸化亜鉛を主成分と
しこれに少なくと一種類以上の金属酸化物を添加
た金属酸化物焼結体であるZnO素子１１の向する
表面に、金属溶射法により例えばアルミニウムメ
タリコンの電極１２を形成したものが知られてい
る。 上述した構成の酸化亜鉛形避雷器素子では、金
属溶射電極１２により、避雷器素子を積み重ねた
時の接触抵抗を減らすとともに、避雷器素子内部
に流れる電流が均一に分布するようにしている。 （発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の酸化亜鉛形避雷器素子では、電
極として粒子の大きい金属溶射電極１２を用いて
いるので、ZnO素子１１の表面の微小な凹凸に電
極が接触していない部分が生じることがあつた。
その結果、雷インパルス電流などの大電流サージ
により避雷器素子が動作したときに、部分的な放
電が生じるとともにZnO素子１１内に均一に電流
が流れないため、ZnO素子本来の特性を充分に発
揮できず、低いサージ電流で破壊が生じる欠点が
あつた。 また、微粒子金属電極を蒸着法により均一に
ZnO素子表面に形成する方法も特開昭61−171102
号公報において開示されているが、ZnO素子表面
の電極は５〜10μm以上のある一定以上の厚さが
ないとサージ電流で破れ安定的な効果を発揮しな
い一方、蒸着法のみで５〜10μm以上の厚みを達
成することは経済性から困難なため、避雷器素子
として満足できる性能を得ることができない欠点
があつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、
ZnO素子と電極との密着性が良好で高い雷サージ
性能を発揮する酸化亜鉛形避雷器素子を提供しよ
うとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の酸化亜鉛形避雷器素子は、酸化亜鉛を
主成分として、これに少なくとも一種類以上の金
属酸化物を添加混合した金属酸化物焼結体と、こ
の金属酸化物焼結体の対向する表面に設けた300
Å以上の金属蒸着膜とこの金属蒸着膜上に設けた
貴金属塗布膜とからなる電極とを具えることを特
徴とするものである。 （作 用） 上述した構成において、300Å以上の金属蒸着
膜好ましくは金蒸着膜をZnO素子表面に形成し、
さらにその上より貴金属ペースト好ましくは銀ペ
ーストを10〜20μm塗布して例えば500℃で焼成し
て好まくは銀よりなる貴金属塗布膜を作製すると
により、必要とする厚さの電極を安価にしかも均
一にZnO素子表面に形成することができる。その
結果、素子内部に流れる電流が均一となるため、
サージ特性を大幅に向上することができる。 本発明において、ZnO素子の表面に設ける金属
蒸着膜の厚さを300Å以上と規定するのは、300Å
未満ではその外側の貴金属塗布膜とZnO素子とを
安定的に密着させる効果が少ないためである。 また、ZnO素子と電極との非接触部分が断面部
の任意の点での平均値で10μmあたり10μm以下で
あると好ましいのは、非接触部分が100μmあたり
10μmを超えると密着性が悪化し、安定的なサー
ジ性能が得られないためである。 さらに、金蒸着膜と銀ペーストを焼成して得る
銀塗布膜の組み合わせが好ましいのは、一般に入
手しやすいとともに相互の密着性が良好でかつ安
価な組み合わせであるためである。 （実施例） 酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物焼結体
（ZnO素子）を得るには、まず所定粒度に調整し
た酸化亜鉛原料と所定の粒度に調整したBi2O3，
Co2O3，MnO2，Sb2O3，Cr2O3，SiO2，NiO等の
少なくとも一種以上の金属酸化物をポリビニルア
ルコール等の焼結助剤とともに混合、造粒、成形
した後、成形体に対して焼結助剤を飛散除去する
ための仮焼成を行い、最後に本焼成をして所望の
焼結体を得ている。 次に、得られた第１図ａに示す金属酸化物焼結
体１の対向する表面を平滑に研磨した後、第１図
ｂに示すように300Å以上の所定厚さに好ましく
は金よりなる金属蒸着膜２を形成する。最後に、
第１図ｃに示すように金属蒸着膜２上に好ましく
は銀よりなる貴金属ペースト３を好ましくは10〜
20μmの厚さに塗布した後、例えば500℃前後の温
度で焼成して所望の酸化亜鉛形避雷器素子を得て
いる。 以下、実際の例について説明する。 上述した方法により得られた同一形状の金属酸
化物焼結体に対して、第１表に示す条件で金属蒸
着膜と貴金属塗布膜とからなる電極を有する本発
明の試料No.１〜５および比較例の試料No.６〜８の
酸化亜鉛形避雷器素子と、従来例としてアルミニ
ウムを30〜50μmの厚さに溶射して電極を形成し
た試料No.９を準備した。 準備した各試料につき３個の避雷器素子に対し
て、第１表に示す電流を２分間隔で20回印加する
ことにより開閉サージ耐量を測定するとともに、
電極塗部分を走査型電子顕微鏡にて観察して断面
部分の長さに対する非接触部分の長さを求めた。
開閉サージ耐量は20回とも破壊しなかつたものを
〇、20回印加の途中で破壊したものを×として第
１表に示した。また、断面部分の長さに対する非
接触部分の長さは、断面部分100μmに対する長さ
として第１表に表示した。
【表】
第１表から明らかなように、金属蒸着膜厚が
300Å以上で貴金属ペーストを使用した本発明の
試料No.１〜５は1000Aでも20回の開閉サージ試験
に耐えたのに対し、金属蒸着膜厚が300Å未満の
比較例No.６はすべて1000Aの開閉サージ試験に耐
えられないことがわかつた。 また、電極として金蒸着膜のみの試験No.４およ
び銀塗布膜のみの試験No.５では、ともに高い開閉
サージ耐量を得ることができないことがわかつ
た。 さらに、従来例である電極としてアルミニウム
メタリコンを使用した試験No.６では800Aの開閉
サージ試験に耐えられず、この点で本発明の試験
No.１〜５と比べて劣ることがわかつた。 さらにまた、断面部分の長さに対する非接触部
分の長さに関しては、本発明試験No.１，２におい
ては100μmあたり10μm以下であるのに対し、そ
の他の比較例および従来例においては10μmを超
えているため、断面部分の長さに対する非接触部
分の長さは100μmあたり10μm以下であると好ま
しいことがわかつた。 なお、上述した実施例のうち本発明の試験No.
１、比較例の試験No.８および従来例の試験No.９の
それぞれの電極塗布部分を走査型電子顕微鏡
（SEM）にて観察した結果を第２図ａ〜ｃにそれ
ぞれ示す。すなわち、第２図ｂに示す本発明の試
験No.１に対するSEM写真からは白い貴金属蒸着
膜と金属酸化物焼結体とがほとんど完全に密着し
ているのに対し、第２図ａに示す比較例の試験No.
８に対するSEM写真および第２図ｃに示す従来
例の試験No.９においては界面に黒い非接触部が多
く存在することがわかつた。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の酸化亜鉛形避雷器素子によれば、電
極を金属蒸着膜と貴金属塗布膜とより構成する事
により、必要とする厚さの電極を安価にしかも均
一に金属酸化物焼結体（ZnO素子）表面に形成す
ることができ、その結果素子内部を流れる電流が
均一となり、サージ特性を大幅に向上することが
できる。
300Å以上で貴金属ペーストを使用した本発明の
試料No.１〜５は1000Aでも20回の開閉サージ試験
に耐えたのに対し、金属蒸着膜厚が300Å未満の
比較例No.６はすべて1000Aの開閉サージ試験に耐
えられないことがわかつた。 また、電極として金蒸着膜のみの試験No.４およ
び銀塗布膜のみの試験No.５では、ともに高い開閉
サージ耐量を得ることができないことがわかつ
た。 さらに、従来例である電極としてアルミニウム
メタリコンを使用した試験No.６では800Aの開閉
サージ試験に耐えられず、この点で本発明の試験
No.１〜５と比べて劣ることがわかつた。 さらにまた、断面部分の長さに対する非接触部
分の長さに関しては、本発明試験No.１，２におい
ては100μmあたり10μm以下であるのに対し、そ
の他の比較例および従来例においては10μmを超
えているため、断面部分の長さに対する非接触部
分の長さは100μmあたり10μm以下であると好ま
しいことがわかつた。 なお、上述した実施例のうち本発明の試験No.
１、比較例の試験No.８および従来例の試験No.９の
それぞれの電極塗布部分を走査型電子顕微鏡
（SEM）にて観察した結果を第２図ａ〜ｃにそれ
ぞれ示す。すなわち、第２図ｂに示す本発明の試
験No.１に対するSEM写真からは白い貴金属蒸着
膜と金属酸化物焼結体とがほとんど完全に密着し
ているのに対し、第２図ａに示す比較例の試験No.
８に対するSEM写真および第２図ｃに示す従来
例の試験No.９においては界面に黒い非接触部が多
く存在することがわかつた。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の酸化亜鉛形避雷器素子によれば、電
極を金属蒸着膜と貴金属塗布膜とより構成する事
により、必要とする厚さの電極を安価にしかも均
一に金属酸化物焼結体（ZnO素子）表面に形成す
ることができ、その結果素子内部を流れる電流が
均一となり、サージ特性を大幅に向上することが
できる。
第１図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ本発明の避雷器素
子の製造工程を順に説明するための断面図、第２
図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ比較例、本発明例、従来
例の結晶の構造を示すSEM写真、第３図は従来
の避雷器素子の構造を示すための断面図である。 １……金属酸化物焼結体、２……金属蒸着膜、
３……貴金属ペースト、１１……ZnO素子、１２
……電極。
子の製造工程を順に説明するための断面図、第２
図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ比較例、本発明例、従来
例の結晶の構造を示すSEM写真、第３図は従来
の避雷器素子の構造を示すための断面図である。 １……金属酸化物焼結体、２……金属蒸着膜、
３……貴金属ペースト、１１……ZnO素子、１２
……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化亜鉛を主成分として、これに少なくとも
一種類以上の金属酸化物を添加混合した金属酸化
物焼結体と、この金属酸化物焼結体の対向する表
面に設けた300Å以上の金属蒸着膜とこの金属蒸
着膜上に設けた貴金属塗布膜とからなる電極とを
具えることを特徴とする酸化亜鉛形避雷器素子。 ２ 前記金属酸化物焼結体と電極との非接触部分
が断面部の任意の点での平均値で100μmあたり
10μm以下である特許請求の範囲第１項記載の酸
化亜鉛形避雷器素子。 ３ 前記金属蒸着膜が金からなるとともに、前記
貴金属塗布膜が銀ペーストを焼成したものからな
る特許請求の範囲第１項記載の酸化亜鉛形避雷器
素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041449A JPS63209104A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 酸化亜鉛形避雷器素子 |
| US07/112,275 US4835508A (en) | 1987-02-26 | 1987-10-26 | Zinc oxide type lightning-conducting element |
| CA000550670A CA1293294C (en) | 1987-02-26 | 1987-10-30 | Zinc oxide type lightning-conducting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041449A JPS63209104A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 酸化亜鉛形避雷器素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63209104A JPS63209104A (ja) | 1988-08-30 |
| JPH0379846B2 true JPH0379846B2 (ja) | 1991-12-20 |
Family
ID=12608683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62041449A Granted JPS63209104A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 酸化亜鉛形避雷器素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4835508A (ja) |
| JP (1) | JPS63209104A (ja) |
| CA (1) | CA1293294C (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0325903A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Ngk Insulators Ltd | 避雷素子の接合方法 |
| JPH11186006A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | 非直線抵抗体 |
| JP3399349B2 (ja) * | 1998-03-17 | 2003-04-21 | 株式会社村田製作所 | 積層バリスタおよびその製造方法 |
| JP2001176703A (ja) * | 1999-10-04 | 2001-06-29 | Toshiba Corp | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
| US9347137B2 (en) * | 2006-09-11 | 2016-05-24 | Ihi Corporation | Method of manufacturing electrode for electrical-discharge surface treatment, and electrode for electrical-discharge surface treatment |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4460497A (en) * | 1983-02-18 | 1984-07-17 | Westinghouse Electric Corp. | Voltage stable nonlinear resistor containing minor amounts of aluminum and selected alkali metal additives |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP62041449A patent/JPS63209104A/ja active Granted
- 1987-10-26 US US07/112,275 patent/US4835508A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-30 CA CA000550670A patent/CA1293294C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1293294C (en) | 1991-12-17 |
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| JPS63209104A (ja) | 1988-08-30 |
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