JPH05207649A - 放電型サージ吸収素子 - Google Patents

放電型サージ吸収素子

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JPH05207649A
JPH05207649A JP3263092A JP3263092A JPH05207649A JP H05207649 A JPH05207649 A JP H05207649A JP 3263092 A JP3263092 A JP 3263092A JP 3263092 A JP3263092 A JP 3263092A JP H05207649 A JPH05207649 A JP H05207649A
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JP
Japan
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discharge
absorbing element
type surge
surge absorbing
discharge type
Prior art date
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Pending
Application number
JP3263092A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Suzuki
吉朗 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okaya Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Okaya Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Okaya Electric Industry Co Ltd filed Critical Okaya Electric Industry Co Ltd
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Publication of JPH05207649A publication Critical patent/JPH05207649A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な遮断手段や電流制限手段を用いること
なく、放電型サージ吸収素子を過電圧から保護できると
共に、続流の発生を有効に防止できる放電型サージ吸収
素子を実現する。 【構成】 両端が開口した外囲器4と、放電部8,8を
備えた一対の封止部材6,6とを有してなり、封止部材
6,6によって外囲器4の開口部を気密に封止し、外囲
器4内において各放電部8,8を放電間隙16を隔てて対
向させると共に、外囲器4内に放電ガスを封入してなる
放電型サージ吸収素子2であって、放電部8,8の表面
に、温度の上昇に伴ってその抵抗値が上昇する正特性抵
抗体18,18を被着した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、気密容器内に放電ガ
スと共に封入した放電間隙における放電現象を利用して
サージを吸収する放電型サージ吸収素子に係り、特に、
サージ消滅後の続流を有効に防止できると共に、定格電
圧以上の過電圧が連続して印加された場合に、アーク放
電に伴う発熱の持続状態を回避して素子の焼損等を防止
できる放電型サージ吸収素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器の電子回路に通じる電源
ライン或いは通信ライン等を構成する線路間に種々のサ
ージ吸収素子を接続し、サージなどの過電圧から電子回
路を保護することが行われている。図3は、かかるサー
ジ吸収素子の一種である放電型サージ吸収素子52を示す
ものである。この放電型サージ吸収素子52は、両端が開
口した円筒状の外囲器54と、該外囲器54の両端開口部を
封止する封止部材を兼ねた、略カップ形状を呈する一対
の放電電極56,56と、該放電電極56,56の凹部底面58,
58から導出されたリード線60,60とを有してなり、各放
電電極56,56の凸部頂面62,62は所定の放電間隙64を隔
てて対向配置される。また、上記外囲器54内に形成され
る放電空間には、所定の放電ガスが充填される。
【0003】この放電型サージ吸収素子52は、図4に示
すように、線路A,A’間に被保護回路66と並列に接続
される。なお、線路Aの入力側には過電流遮断手段とし
てのヒューズ68が接続される。
【0004】しかして、上記線路A,A’に入力側か
ら、上記放電型サージ吸収素子52の定格電圧以上のサー
ジが瞬間的に印加された場合には、上記放電間隙64にグ
ロー放電を経てアーク放電が生成し、該アーク放電の大
電流を通じてサージが吸収される。
【0005】また、電子機器をその定格電圧を上回る電
源に誤接続した場合や、通信ラインを電源に誤接続した
場合、或いはこれらの事態を想定した過電圧試験の実施
等により、線路A,A’間に上記放電型サージ吸収素子
52の定格電圧以上の過電圧が連続して印加された場合に
は、上記ヒューズ68が溶断して線路Aを開放することに
より、該過電圧の印加による過電流の通電を遮断し、上
記放電型サージ吸収素子52の溶融短絡や焼損を防止す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、この放
電型サージ吸収素子52は、単純な構成でありながら、気
中放電を通じてサージを吸収するものであるため、大き
な電流耐量を実現できる利点がある。しかしながら、上
記のように、放電型サージ吸収素子52の他に、これを保
護するためのヒューズ68を線路Aに接続することは、構
成の複雑化及び接続作業の煩雑化を招くこととなる。
【0007】また、連続した過電圧から放電型サージ吸
収素子52を保護するために、一旦ヒューズ68を溶断して
線路Aを開放すると、過電圧の印加状態が解除された後
も線路Aは開放されたままであり、電子機器の使用を再
開するためには、新たなヒューズを接続し直す必要があ
り、その復旧作業に手間がかかる点で問題であった。
【0008】さらに、上記放電型サージ吸収素子52を電
源ラインに接続した場合には、上記アーク放電によって
放電型サージ吸収素子52の両端間の電圧が、電源ライン
のピーク電圧以下にまで急激に低下するため、サージが
去った後にも電源電圧によって持続放電が生じる。この
いわゆる続流を防止するためには、バリスタや抵抗器な
ど電流制限機能を備えた素子を別途接続する必要があ
り、構成の複雑化の原因となっていた。
【0009】本発明は、上記した従来例の問題点に鑑み
てなされたものであり、ヒューズなどの遮断手段を用い
ることなく、放電型サージ吸収素子を過電圧から有効に
保護でき、したがってその復旧作業の必要がなく、ま
た、電流制限機能を備えた素子を別個に接続することな
く、続流の発生を有効に防止できる放電型サージ吸収素
子を実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る放電型サージ吸収素子は、両端が開口
した外囲器と、放電部を備えた一対の封止部材とを有し
てなり、該封止部材によって上記外囲器の開口部を気密
に封止し、上記外囲器内において、上記封止部材の各放
電部を所定の放電間隙を隔てて対向させると共に、上記
外囲器内に放電ガスを封入してなる放電型サージ吸収素
子であって、上記放電部の少なくとも一方に、温度の上
昇に伴ってその抵抗値が上昇する正特性抵抗体を被着す
るよう構成した。上記正特性抵抗体は、正の温度−抵抗
特性を有する感熱抵抗体であり、電流の通電によって一
定温度以上に発熱すると、その自己の発熱によって抵抗
値が急激に上昇する性質を有している。上記正特性抵抗
体は、その抵抗値が上昇を開始する温度が、70゜C以
上200゜C以下であることが望ましい。また、上記正
特性抵抗体は、その抵抗値が上昇を開始する前の初期抵
抗値が、100Ω以下であることが望ましい。
【0011】
【作用】上記放電型サージ吸収素子は、電子機器の電子
回路に通じる電源ライン或いは通信ラインを構成する線
路間に、電子回路に対して並列に接続される。そして、
該線路に放電型サージ吸収素子の定格電圧以上のサージ
が印加されると、上記放電間隙にグロー放電を経てアー
ク放電が生成して該サージを吸収するため、上記電子回
路には一定範囲の電圧のみが供給される。
【0012】この際に、上記サージ電流の通電によって
正特性抵抗体が発熱し、その抵抗値が急激に上昇して電
流を制限するため、放電型サージ吸収素子の両端間の電
圧が電源電圧のピーク値以下にまで低下することがな
い。したがって、サージ印加の終了後に続流が生じるこ
とを防止できる。
【0013】また、電子機器を、その定格電圧を上回る
電源に誤接続した場合や、通信ラインを電源に誤接続し
た場合、或いはこれらの事態を想定した過電圧試験の実
施等により、上記線路に放電型サージ吸収素子の定格電
圧以上の過電圧が連続して印加された場合にも、上記過
電圧による過電流の連続的な通電によって上記正特性抵
抗体が発熱する。そして、該正特性抵抗体が所定温度以
上にまで発熱した時点で、その抵抗値が上昇して電流を
制限するため、上記放電間隙におけるアーク放電が消失
する。したがって、アーク放電に伴う発熱の持続による
素子の溶融短絡や焼損を防止できる。なお、過電圧の印
加状態が解除された場合には、上記正特性抵抗体の温度
が次第に低下し、その抵抗値も低下するために、元の状
態に自動的に復帰する。
【0014】なお、上記「放電型サージ吸収素子の定格
電圧以上の過電圧が連続して印加された場合」における
「定格電圧」とは、上記放電型サージ吸収素子の動作電
圧のことであり、具体的には、「直流放電開始電圧」を
意味する。同じく、「連続して印加され」という表現
は、「一定時間印加され」という意味であり、「瞬間的
に印加され」の対立概念である。したがって、連続して
印加される「過電圧」には、時間の経過とともに電圧値
が変化する交流電圧も当然に含まれるものである。以下
においても同様である。
【0015】
【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図1は、本発明に係る放電型サージ吸収素子の
一実施例を示す概略断面図である。該放電型サージ吸収
素子2は、上下両端が開口した円筒状の外囲器4と、該
外囲器4の両端開口部を封止する略カップ形状を呈する
一対の封止部材6,6と、該封止部材6,6に形成され
た放電部8,8とを有してなる。該封止部材6,6の凹
部底面10,10からは、リード線12,12が導出される。上
記外囲器4内において、封止部材6,6の各放電部8,
8は、所定の放電間隙16を隔てて対向配置される。上記
各放電部8,8の表面には、正特性抵抗体18,18が被着
される。また、該正特性抵抗体18,18の表面には、放電
開始電圧を低下させると共に、耐スパッタ性能を向上さ
せるためのエミッタ材20,20が塗布される。このエミッ
タ材20,20は、例えば、LaB6,BaO,BaO・A
23等によって構成される。
【0016】上記封止部材6,6は、NiやFe等の導
電材で構成され、上記外囲器4は、セラミックチューブ
等の絶縁材によって構成される。上記外囲器4内の放電
空間には、He,Ne,Xe,Ar等の希ガスや窒素ガ
ス等の不活性ガスを主体とした放電ガスが充填される。
上記封止部材6,6と外囲器4とは、封着材22,22によ
って気密に接着される。
【0017】上記正特性抵抗体18,18は、正の温度−抵
抗特性を有する感熱抵抗体であり、電流の通電によって
一定温度以上に発熱すると、その自己の発熱によって抵
抗値が急激に上昇する性質を有している。この正特性抵
抗体18,18は、具体的には、チタン酸バリウム(BaT
iO3)に希土類元素を混合した材料によって構成さ
れ、プラズマ溶射によって上記放電部8,8の表面に被
着される。あるいは、ペースト状の正特性抵抗体を、上
記放電部8,8の表面に塗布することによって被着させ
ても良い。
【0018】上記放電型サージ吸収素子2は、図2の回
路図に示すように、電子機器内の電子回路24に通じる線
路A及びA’に上記リード線10,10を接続することによ
って、線路A,A’間に上記電子回路24に対して並列に
接続される。
【0019】しかして、該線路A,A’に放電型サージ
吸収素子2の定格電圧以上のサージが印加されると、上
記放電間隙16にグロー放電を経て主放電たるアーク放電
が生成し、大きなサージが吸収される。
【0020】この場合に、サージ電流の通電によって上
記正特性抵抗体18,18が発熱し、その抵抗値が急激に上
昇して電流を制限するため、放電型サージ吸収素子2の
両端間の電圧が電源電圧のピーク値以下にまで低下する
ことがない。したがって、サージ印加の終了後に続流が
生じることを防止できる。
【0021】また、上記線路A,A’に上記放電型サー
ジ吸収素子2の定格電圧以上の過電圧が連続して印加さ
れた場合にも、該過電圧による過電流の連続的な通電に
よって、上記正特性抵抗体18,18が発熱する。そして、
該正特性抵抗体18,18が所定温度以上にまで発熱した時
点で、その抵抗値が上昇して電流を制限するため、アー
ク放電が消失する。この結果、アーク放電の持続による
素子の溶融短絡や焼損を回避できる。一方、過電圧の印
加状態が解除された場合には、上記正特性抵抗体18,18
の温度が次第に低下し、その抵抗値も低下するために、
元の状態に自動的に復帰する。
【0022】なお、上記正特性抵抗体18,18としては、
その抵抗値が上昇を開始する温度が70゜C以上200
゜C以下であるものを用いる。これは、70゜C未満の
温度で抵抗値が上昇を開始するよう設定されていると、
被保護機器の周囲の環境温度の変化によって正特性抵抗
体18,18が誤動作するおそれがあり、また、200゜C
を超える温度となってもアーク放電が持続していると、
その高熱によって放電型サージ吸収素子2を組み込んだ
回路基板等に悪影響を及ぼす可能性があるからである。
この正特性抵抗体18,18の抵抗値が上昇を開始する温度
は、上記チタン酸バリウムに混合する希土類元素の種類
や割合を適宜調整することによって、所望の値に設定す
ることができる。
【0023】また、上記正特性抵抗体18,18の抵抗値が
温度上昇に伴って上昇を開始する前の初期抵抗値は、そ
れぞれ100Ω以下に設定するのが望ましく、数Ω以下
に抑えるのが理想的である。すなわち、正特性抵抗体1
8,18の初期抵抗値が高いと、サージの印加によって電
流が流れた場合に、正特性抵抗体18,18の電圧降下が大
きなものとなり、その分高い電圧が電子機器の電子回路
24側に印加されることとなるからである。
【0024】なお、上記においては、両方の封止部材
6,6の放電部8,8に正特性抵抗体18,18を被着した
が、これに限られるものではなく、封止部材6,6のう
ち少なくとも一方の放電部8に正特性抵抗体18を被着す
るよう構成すれば足りる。いずれかの放電部8が高抵抗
状態となれば、アーク放電の持続や続流の発生を有効に
回避できるからである。また、正特性抵抗体18は、放電
に供される放電部8,8の表面にのみ被着されている
が、封止部材6,6の裏面全域に被着させても良いこと
はいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】本発明に係る放電型サージ吸収素子は、
放電間隙を隔てて対向する放電部の少なくとも一方に、
正特性抵抗体を被着するよう構成したので、サージが印
加された場合には、サージ電流の通電によって該正特性
抵抗体が発熱し、その抵抗値が上昇して電流を制限す
る。したがって、放電型サージ吸収素子の両端間の電圧
が電源電圧のピーク値以下にまで低下することがなく、
サージ消滅後における続流の発生を防止できる。
【0026】また、放電型サージ吸収素子の定格電圧以
上の過電圧が連続して印加された場合にも、上記正特性
抵抗体の発熱によってその抵抗値が上昇し、電流の通電
を制限して放電間隙に生成したアーク放電を消失させる
ので、アーク放電に伴う発熱の持続による素子の溶融短
絡や焼損を有効に防止できる。しかも、線路を切断しな
いので、過電圧の連続した印加状態が解除された場合に
は、自動的に正常状態に復帰するため、復旧作業が不要
となる。また、部品の交換も不要であるため、繰り返し
使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る放電型サージ吸収素子
を示す概略断面図である。
【図2】上記放電型サージ吸収素子の使用例を示す回路
図である。
【図3】従来の放電型サージ吸収素子を示す概略断面図
である。
【図4】従来の放電型サージ吸収素子の使用例を示す回
路図である。
【符号の説明】
2 放電型サージ吸収素子 4 外囲器 6 封止部材 8 放電部 16 放電間隙 18 正特性抵抗体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端が開口した外囲器と、放電部を備え
    た一対の封止部材とを有してなり、該封止部材によって
    上記外囲器の開口部を気密に封止し、上記外囲器内にお
    いて、上記封止部材の各放電部を所定の放電間隙を隔て
    て対向させると共に、上記外囲器内に放電ガスを封入し
    てなる放電型サージ吸収素子であって、上記放電部の少
    なくとも一方に、温度の上昇に伴ってその抵抗値が上昇
    する正特性抵抗体を被着したことを特徴とする放電型サ
    ージ吸収素子。
  2. 【請求項2】 上記正特性抵抗体は、その抵抗値が上昇
    を開始する温度が70゜C以上200゜C以下であるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の放電型サージ吸収素
    子。
  3. 【請求項3】 上記正特性抵抗体は、その抵抗値が上昇
    を開始する前の初期抵抗値が100Ω以下であることを
    特徴とする、請求項1または2に記載の放電型サージ吸
    収素子。
JP3263092A 1992-01-23 1992-01-23 放電型サージ吸収素子 Pending JPH05207649A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101284231B1 (ko) * 2009-11-27 2013-07-09 한국정보통신주식회사 카드단말 시스템
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