JP2003009387A - 耐雷素子及び耐雷保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる動作開始電圧の複数の耐雷素子を電圧
依存性非線形電圧素子に一体に形成して、小形で経済性
に優れた耐雷素子と耐雷保護装置を提供する。 【解決手段】 平板状の電圧依存性非線形電圧素子２の
表裏両面で対向する第一の電極３ａ，３ｂで電圧素子板
厚ｔ分の動作開始電圧を有する第一の耐雷素子構成要素
Ｚ１を形成し、同じ電圧素子２の表裏両面の第二の電極
４ａ〜４ｄの内の４ａと４ｂ，４ｂと４ｃ，４ｃと４ｄ
を対向させて電圧素子板厚分の動作開始電圧を有する３
つのアレスタ要素Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃを形成し、こ
の３つを電極で直列接続して３倍の動作開始電圧を有す
る第二の耐雷素子構成要素Ｚ３を形成した一体形耐雷素
子１で、電源電路の電源ラインとアース間に第一の耐雷
素子構成要素を設け、電源ライン間に第二の耐雷素子構
成要素を設けて耐雷保護装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単相二線交流電路
等の電源電路に接続された電気機器を雷害から保護する
耐雷素子と耐雷保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に単相二線交流電路又は直流電路
に設置される耐雷保護回路例を示すと、この耐雷保護回
路は電源ラインＬ₁，Ｌ₂とアース間に第一の耐雷素子１
０１，１０２を設置し、電源ライン間に第二の耐雷素子
１０３を設置している。なお、図１３には、第一の耐雷
素子１０１，１０２とアース間に放電ギャップ２０１，
２０２を設置した耐雷保護回路が示される。各耐雷素子
１０１，１０２，１０３は板状の電圧依存性非線形電圧
素子の表裏両面に電極を形成した構造で、夫々が特有の
動作開始電圧を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような電源ライ
ンとアース間に設ける第一の耐雷素子の電圧依存性非線
形電圧素子の動作開始電圧と、電源ライン間に設ける第
二の耐雷素子の電圧依存性非線形電圧素子の動作開始電
圧は異なり、例えば電源ライン間に設ける電圧依存性非
線形電圧素子の動作開始電圧は電源ライン間電圧の２〜
４倍程度と高く設定され、これに対して電源ラインとア
ース間に設ける電圧依存性非線形電圧素子の動作開始電
圧は放電ギャップと直列に接続して使用する場合は対地
間電圧に近い電圧のものが使用される。この場合、電源
ライン間の電圧依存性非線形電圧素子の動作開始電圧
は、電源ラインとアース間の電圧依存性非線形電圧素子
の動作開始電圧の２〜３倍が通常である。また、板状の
電圧依存性非線形電圧素子の動作開始電圧は、電圧素子
自体の板厚に比例することから、電源ラインとアース間
及び電源ライン間に設ける電圧依存性非線形電圧素子の
両者を板厚の異なる独立した電圧素子構造にしていた。
そのため、１つの耐雷保護装置における耐雷素子の製品
数が多くなって耐雷保護装置が大形となり、また、製造
組立工数が多くなって設備費が高く付く問題があった。

【０００４】本発明の目的は、小形で経済的に優れた耐
雷素子とこれを使用した耐雷保護装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の請求項１の発明の耐雷素子は、異なる動作開始電圧
の複数の耐雷素子を一つの平板状電圧依存性非線形電圧
素子に一体形成した耐雷素子であって、前記電圧素子の
表裏両面に形成した対向する第一の電極で構成する電圧
素子板厚分の動作開始電圧を有する第一の耐雷素子構成
要素と、前記電圧素子の表裏両面の前記第一の電極と異
なる位置に形成した対向する第二の電極で構成され、各
々が電圧素子板厚分の動作開始電圧を有する複数のアレ
スタ要素を前記第二の電極で直列接続して動作開始電圧
を電圧素子板厚分の動作開始電圧の整数倍とした第二の
耐雷素子構成要素とを具備したことを特徴とする。

【０００６】この発明の場合、異なる動作開始電圧の複
数の耐雷素子を一つの電圧依存性非線形電圧素子に同一
の板厚で一体形成している。この異なる動作開始電圧の
複数の耐雷素子を一体化した一体形耐雷素子は、単品の
耐雷素子と同様に製作できて経済性に優れ、この一体形
耐雷素子を使用した耐雷保護装置を小形で経済的なもの
にする。

【０００７】また、本発明の請求項２の発明は、外部の
共通の電源電路に接続される第一の耐雷素子構成要素の
第一の電極と第二の耐雷素子構成要素の第二の電極を電
圧素子上で一体化したことを特徴とする。この発明の場
合、第一の電極と第二の電極は電圧素子上に形成された
共通の電極（共通電極）で一体化される。このような共
通電極と第一の電極及び第二の電極の各々は同時に電圧
素子上に形成されるので、一体形耐雷素子の製作を容易
にし、第一と第二の電極間の配線手間を不要にして耐雷
保護装置の製造組立を容易にする。

【０００８】また、本発明の請求項３の発明は、平板状
電圧依存性非線形電圧素子上に直接に形成した薄膜抵抗
を同電圧素子上に形成した少なくとも第一の電極又は第
二の電極のいずれか一方に接続したことを特徴とする。
この発明の薄膜抵抗は電圧素子上に第一、第二の電極を
形成するときに同時に形成されて、第一の耐雷素子構成
要素や第二の耐雷素子構成要素に接続される。かかる薄
膜抵抗は耐雷素子に後付け接続される既存の抵抗製品に
相当するもので、これを予め電圧素子に形成することで
一体形耐雷素子の製作を容易にし、抵抗製品の後付け配
線を不要にして耐雷保護装置の製造組立を容易にする。

【０００９】また、本発明の請求項４の発明は、上記の
一体形耐雷素子を使用した耐雷保護装置で、平板状電圧
依存性非線形電圧素子の表裏両面に形成した対向する第
一の電極で構成された電圧素子板厚分の動作開始電圧を
有する第一の耐雷素子構成要素と、前記電圧素子の表裏
両面の前記第一の電極と異なる位置に形成した対向する
第二の電極で構成されて各々が電圧素子板厚分の動作開
始電圧を有する複数のアレスタ要素を前記第二の電極で
直列接続して電圧素子板厚分の動作開始電圧の整数倍の
動作開始電圧を有する第二の耐雷素子構成要素とを具備
した耐雷素子における前記第一の耐雷素子構成要素を、
耐雷保護対象の電源電路の電源ラインとアース間に設置
し、前記第二の耐雷素子構成要素を前記電源電路の電源
ライン間に設置したことを特徴とする。

【００１０】この発明の耐雷保護装置は単相三線交流電
路や単相二線交流電路又は直流電路の電源電路に適用さ
れるもので、動作開始電圧の低い電源ラインとアース間
に第一の耐雷素子構成要素を設置し、この動作開始電圧
の整数倍の動作開始電圧を有する第二の耐雷素子構成要
素を電源ライン間に設置することで、電源電路の電気機
器が雷撃から保護する耐雷保護装置が単品の一体形耐雷
素子で構成されて、耐雷保護装置の小形化と低コスト化
が容易となる。このような耐雷保護装置は、耐雷素子に
抵抗や放電ギャップを接続した様々な回路構成の採用が
可能であり、その回路構成によっては次のようにするこ
とが実用価値を高める上で望ましい。

【００１１】第二の耐雷素子構成要素の直列接続された
複数のアレスタ要素の一部のアレスタ要素を電源ライン
とアース間に第一の耐雷素子構成要素の代わりに設置す
る（請求項５の発明）。つまり、第二の耐雷素子構成要
素は複数のアレスタ要素を直列接続した構造であり、そ
の複数全てで所定の動作開始電圧を有する１つの耐雷素
子を構成するが、直列接続された複数のアレスタ要素の
例えば最端の１つのアレスタ要素を電源ラインとアース
間にも接続して電源ラインとアース間の耐雷素子として
共有させることが可能であり、このようにすることで一
体形耐雷素子やこれを使用した耐雷保護装置の尚一層の
小形化が可能となる。

【００１２】また、第二の耐雷素子構成要素の複数のア
レスタ要素を電圧素子上に形成した薄膜抵抗を介して直
列接続する（請求項６の発明）。この発明の場合、特別
な外部抵抗が不要となって、耐雷保護装置の製造組立を
尚一層に容易なものにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各種の実施の形態
について、図１乃至図１２を参照して順に説明する。

【００１４】［実施の形態１］図1乃至図３は耐雷素子
の実施の形態を説明するもので、図１（Ａ）は耐雷素子
１の表面の平面図であり、図１（Ｂ）は耐雷素子１の表
面の一部平面図と耐雷素子１の裏面の電極だけの平面図
である。耐雷素子１は、矩形平板状の電圧依存性非線形
電圧素子２と、この電圧素子２の表裏両面に形成した第
一の電極３ａ〜３ｄ及び第二の電極４ａ〜４ｄで構成さ
れる。電圧素子２の片半分の表裏両面に一対の対向する
第一の電極３ａ，３ｂと一対の対向する電極３ｃ，３ｄ
が形成され、電圧素子２の残り片半分の表裏両面に一対
ずつ第二の電極４ａ〜４ｄが適宜に対向させて形成され
る。

【００１５】図１と図２（Ｂ）に示すように、第一の電
極３ａ〜３ｄの各々は同一サイズの矩形薄膜状電極で、
電圧素子２の表裏両面で対向する第一の電極３ａ，３ｂ
で電圧素子２の板厚分の動作開始電圧を有する第一の耐
雷素子構成要素Ｚ１が形成され、対向する第一の電極３
ｃ，３ｄで電圧素子板厚分の動作開始電圧を有する第一
の耐雷素子構成要素Ｚ２が形成される。平板状の電圧素
子２の全域の板厚ｔは一定であることから、２つの第一
の耐雷素子構成要素Ｚ１，Ｚ２の動作開始電圧は同一で
ある。

【００１６】第二の電極４ａ〜４ｄは、横方向サイズを
大小二段階に相違させた矩形薄膜状電極である。図１と
図２（Ａ）に示すように、電圧素子２の表面側の第二の
電極４ａと裏面側の第二の電極４ｂの片端部が対向して
１つのアレスタ要素Ｚ３ａが形成され、表面側の第二の
電極４ｃの片端部と裏面側の第二の電極４ｂの片端部が
対向して１つのアレスタ要素Ｚ３ｂが形成され、さら
に、表面側の第二の電極４ｃの片端部と裏面側の第二の
電極４ｄが対向して１つのアレスタ要素Ｚ３ｃが形成さ
れる。これら各アレスタ要素Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃは
電圧素子２の板厚分の動作開始電圧を有し、この連続す
るアレスタ要素Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３ｃが第二の電極４
ｂと４ｃで直列接続されて１つの第二の耐雷素子構成要
素Ｚ３が構成される。第二の耐雷素子構成要素Ｚ３の動
作開始電圧は電圧素子２の板厚分の動作開始電圧の３
倍、つまり、３つのアレスタ要素Ｚ３ａ，Ｚ３ｂ，Ｚ３
ｃの動作開始電圧を合計した値となる。

【００１７】例えば、平板状の電圧素子２の板厚分に応
じた動作開始電圧が１００ｖとすると、図３に示すよう
に第二の耐雷素子構成要素Ｚ３は３倍の３００ｖの動作
開始電圧を有する耐雷素子となる。この場合、第一の耐
雷素子構成要素Ｚ１，Ｚ２の各々は１００ｖの動作開始
電圧を有する耐雷素子となる。

【００１８】１枚の平板状電圧依存性非線形電圧素子２
にその板厚分の動作開始電圧を有する一対の第一の耐雷
素子構成要素Ｚ１，Ｚ２を構成し、かつ、３倍の動作開
始電圧を有する第二の耐雷素子構成要素Ｚ３を構成する
ことで、１枚の平板状電圧素子２に動作開始電圧の異な
る複数（この場合は３素子）の耐雷素子を一体にして形
成することが可能となり、これら動作開始電圧の異なる
複数の耐雷素子を一体化した一体形耐雷素子の小形化と
製造コストの低減化が容易に可能となる。図１、図２の
耐雷素子１を電源電路に使用した耐雷保護装置の実施の
形態例が、図４に示される。

【００１９】［実施の形態２］図４は単相二線交流電路
又は直流電路に耐雷素子１による耐雷保護装置を設置し
た回路図で、電源ラインＬ₁，Ｌ₂とアース間に耐雷素子
１の第一の耐雷素子構成要素Ｚ１，Ｚ２と放電ギャップ
Ｇ１，Ｇ２の直列回路が放電ギャップＧ１，Ｇ２をアー
ス側にして設置され、電源ラインＬ₁，Ｌ₂間に第二の耐
雷素子構成要素Ｚ３が単独に設置される。なお、放電ギ
ャップＧ１，Ｇ２は耐雷素子の続流防止機能と破壊保護
ヒューズの機能を有する通常のものである。

【００２０】図４の電源電路は、電源ライン間の電圧依
存性非線形電圧素子の動作開始電圧が電源ラインとアー
ス間の電圧依存性非線形電圧素子の動作開始電圧の３倍
であることを前提にしている。電源ラインＬ₁，Ｌ₂とア
ース間、及び、電源ライン間の異なる動作開始電圧を有
する複数の耐雷素子が単品の耐雷素子１で一体化される
ことで、電源電路に組み込まれる１つの耐雷保護装置に
おける耐雷素子製品の数が最少となり、これにより耐雷
保護装置の製造組立工数が少なくなって製造コストの低
減が容易となる。

【００２１】［実施の形態３］図５乃至図７は耐雷素子
の他の実施の形態を示すもので、図５（Ａ）は耐雷素子
１の表面の平面図であり、図５（Ｂ）は耐雷素子１の表
面の一部平面図と耐雷素子１の裏面の電極だけの平面図
である。この実施の形態の耐雷素子１は、図５（Ａ）に
示すように矩形平板状の電圧依存性非線形電圧素子２の
表面に形成した第一の電極３ｅと第二の電極４ｅを共通
の電極５ｅで一体に接続し、同じく表面に形成した第一
の電極３ｇと第二の電極４ｇを共通の電極５ｇで一体に
接続したことを特徴としている。また、電圧素子２の裏
面に一対の第一の電極３ｆ，３ｈと１つの第二の電極４
ｆが形成され、この裏面の第一の電極３ｆ，３ｈと表面
の第一の電極３ｅ，３ｇが対向して一対の第一の耐雷素
子構成要素Ｚ４，Ｚ５が形成され、裏面の第二の電極４
ｆの両端部と表面の一対の第二の電極４ｅ，４ｇが対向
して一対のアレスタ要素Ｚ６ａ，Ｚ６ｂが形成される。

【００２２】一対の第一の耐雷素子構成要素Ｚ４，Ｚ５
と一対のアレスタ要素Ｚ６ａ，Ｚ６ｂの各々は、電圧素
子２の板厚ｔ分の動作開始電圧を有する耐雷素子であ
る。一対のアレスタ要素Ｚ６ａ，Ｚ６ｂが共通の第二の
電極４ｆで直列接続されて、電圧素子板厚分の動作開始
電圧の２倍の動作開始電圧を有する第二の耐雷素子構成
要素Ｚ６が形成される。第二の耐雷素子構成要素Ｚ６の
等価回路を図７に示す。平板状の電圧素子２の板厚分に
応じた動作開始電圧が１００ｖとすると、第二の耐雷素
子構成要素Ｚ６は２倍の２００ｖの動作開始電圧を有す
る耐雷素子となり、第一の耐雷素子構成要素Ｚ４，Ｚ５
の各々は１００ｖの動作開始電圧を有する耐雷素子とな
る 図５、図６の耐雷素子１を電源電路に使用した耐雷保護
装置の実施の形態例が、図８に示される。

【００２３】［実施の形態４］図８は単相二線交流電路
又は直流電路に図５の耐雷素子１による耐雷保護装置を
設置した回路図で、電源ラインＬ₁，Ｌ₂とアース間に耐
雷素子１の第一の耐雷素子構成要素Ｚ４，Ｚ５と放電ギ
ャップＧ３，Ｇ４の直列回路が設置され、電源ラインＬ
₁，Ｌ₂間に第二の耐雷素子構成要素Ｚ６が設置される。
この図８の電源電路は、電源ライン間の電圧依存性非線
形電圧素子の動作開始電圧が電源ラインとアース間の電
圧依存性非線形電圧素子の動作開始電圧の２倍であるこ
とを前提にしている。この耐雷保護装置の場合、一方の
電源ラインＬ₁に接続される第一の電極３ｅと第二の電
極４ｅが共通電極５ｅで一体に接続され、他方の電源ラ
インＬ₂に接続される第一の電極３ｇと第二の電極４ｇ
が共通電極５ｇで一体に接続されているので、耐雷保護
装置の部品点数を低減させて小形化することが容易とな
り、電源電路と耐雷素子の組立配線が工数少なくして作
業性良く行える有利さがある。

【００２４】［実施の形態５］図９に示される耐雷保護
装置の実施の形態は、図８の耐雷保護装置の回路変更例
を示すもので、電源ライン間に設置される第二の耐雷素
子構成要素構造の耐雷素子構成要素Ｚ８を一対のアレス
タ要素Ｚ８ａとアレスタ要素Ｚ８ｂで構成して、この両
者を抵抗Ｒ１を介して直列接続する。また、一方の電源
ラインＬ₁とアース間に上記第二の耐雷素子構成要素Ｚ
８を構成する１つのアレスタ要素Ｚ８ａと放電ギャップ
Ｇ５の直列回路を設置し、他方の電源ラインＬ₂とアー
ス間に第一の耐雷素子構成要素Ｚ７と放電ギャップＧ６
の直列回路を設置する。この図９の耐雷保護装置を構成
する耐雷素子１の実施の形態が図１０に示される。

【００２５】［実施の形態６］図１０（Ａ）は耐雷素子
１の表面の平面図であり、図１０（Ｂ）は耐雷素子１の
表面の一部平面図と耐雷素子１の裏面の電極だけの平面
図である。この実施の形態の耐雷素子１は、矩形平板状
の電圧依存性非線形電圧素子２の表面に１つの第一の電
極３ｋと一対の第二の電極４ｈ，４ｋと電極接続用共通
電極５ｋを形成し、電圧素子２の裏面に１つの第一の電
極３ｊと一対の第二の電極４ｉ，４ｊと薄膜抵抗Ｒを形
成している。電圧素子２の表裏両面の第１の電極３ｋ，
３ｊが対向して第一の耐雷素子構成要素Ｚ７が形成され
る。耐雷素子２の表裏両面の第二の電極４ｈと４ｉが対
向してアレスタ要素Ｚ８ａが形成され、第二の電極４ｋ
と４ｊが対向してアレスタ要素Ｚ８ｂが形成される。こ
の２つのアレスタ要素Ｚ８ａとＺ８ｂが薄膜抵抗Ｒ１で
直列接続されて第二の耐雷素子構成要素Ｚ８が構成され
る。

【００２６】耐雷素子１における第一の耐雷素子構成要
素Ｚ７と第二の耐雷素子構成要素Ｚ８の各アレスタ要素
Ｚ８ａ，Ｚ８ｂの各々は電圧素子２の板厚分の動作開始
電圧を有する。図９及び図１０の実施の形態においては
薄膜抵抗Ｒ１と第二の耐雷素子構成要素Ｚ８の一方のア
レスタ要素Ｚ８ａを電源ラインＬ₁とアース間の耐雷素
子（第一の耐雷素子構成要素）として使用することを特
徴としている。

【００２７】薄膜抵抗Ｒ１は電圧素子２上に他の電極と
共に形成されて第二の電極４ｉ，４ｊを接続する。従っ
て、２つのアレスタ要素Ｚ８ａとＺ８ｂは電圧素子２に
形成された段階で直列接続されて、後で抵抗製品を介し
て直列接続する手間と工数が省略され、耐雷保護装置の
製造組立を容易にする。なお、薄膜抵抗Ｒ１は、雷撃時
のサージ電流による電圧上昇分で放電ギャップ電流を生
じさせてアレスタ要素を保護する。

【００２８】また、第二の耐雷素子構成要素Ｚ８の一方
のアレスタ要素Ｚ８ａと薄膜抵抗Ｒ１の間に放電ギャッ
プＧ５を接続して放電ギャップＧ５をアースすること
で、アレスタ要素Ｚ８ａが第一の耐雷素子構成要素とし
て共用される。従って、耐雷保護装置における耐雷素子
の数が少なくできて、耐雷保護装置の尚一層の小形化、
低コスト化が可能となる。

【００２９】［実施の形態７］図１１は単相三線交流電
路に組み込まれた耐雷保護装置の実施の形態を示す。

【００３０】［実施の形態８］図１２は図１１の耐雷保
護装置に使用される耐雷素子１の実施の形態を示す。

【００３１】図１２（Ａ）は耐雷素子１の表面の平面図
であり、図１２（Ｂ）は耐雷素子１の表面の一部平面図
と耐雷素子１の裏面の電極だけの平面図である。この実
施の形態の耐雷素子１は、矩形平板状の電圧依存性非線
形電圧素子２の表面に一対の第一の電極３ｍ，３ｐと１
つの第二の電極４ｍを形成し、電圧素子２の裏面に一対
の第一の電極３ｎ，３ｑと一対の第二の電極４ｎ，４ｑ
と電極接続用共通電極５ｎ，５ｑを形成している。電圧
素子２の表裏両面の第一の電極３ｍ，３ｎが対向して第
一の耐雷素子構成要素Ｚ１０が形成され、表裏両面の第
一の電極３ｐ，３ｑが対向して第一の耐雷素子構成要素
Ｚ１１が形成される。また、電圧素子２の表面の第二の
電極４ｍの両端部に裏面側の第二の電極４ｎと４ｑが対
向して一対のアレスタ要素Ｚ１２ａ，Ｚ１２ｂが形成さ
れ、この２つのアレスタ要素Ｚ１２ａ，Ｚ１２ｂが第二
の電極４ｍで直列接続されて第二の耐雷素子構成要素Ｚ
１２が形成される。

【００３２】第一の耐雷素子構成要素Ｚ１０，Ｚ１１と
第二の耐雷素子構成要素Ｚ１２の各アレスタ要素Ｚ１２
ａ，Ｚ１２ｂの各々は電圧素子２の板厚分の動作開始電
圧を有する。図１１に示すように単相三線交流電路の一
方の電源ラインＬ₁と接地相Ｎ間に第二の耐雷素子構成
要素Ｚ１２の一方のアレスタ要素Ｚ１２ａと放電ギャッ
プＧ１０の直列回路が放電ギャップを電源ライン側にし
て設置され、他方の電源ラインＬ₂と接地相Ｎ間に第二
の耐雷素子構成要素Ｚ１２の他方のアレスタ要素Ｚ１２
ｂと放電ギャップＧ１１の直列回路が放電ギャップを電
源ライン側にして設置される。接地相Ｎとアース間には
放電ギャップＧ１２が設置される。

【００３３】また、一方の電源ラインＬ₁と接地相Ｎ間
には第一の耐雷素子構成要素Ｚ１０と抵抗Ｒ２とアレス
タ要素Ｚ１２ａの直列回路が設置されて、第二の耐雷素
子構成要素Ｚ１２の一部のアレスタ要素Ｚ１２ａが第一
の耐雷素子構成要素として共用される。他方の電源ライ
ンＬ₂と接地相Ｎ間には第一の耐雷素子構成要素Ｚ１１
と抵抗Ｒ３とアレスタ要素Ｚ１２ｂの直列回路が設置さ
れて、アレスタ要素Ｚ１２ｂも第一の耐雷素子構成要素
として共用される。このようなアレスタ要素の第一の耐
雷素子構成要素としての共用で、耐雷保護装置における
耐雷素子数の低減が可能となり、耐雷保護装置の小形
化、低コスト化が可能となる。

【００３４】なお、図１２の抵抗２，３は電圧素子２上
に薄膜抵抗として形成して第二の電極３ｍ，３ｐに接続
するようにしてもよい。このようにすれば図１１の耐雷
保護装置が小形化された一体形耐雷素子と放電ギャップ
の少ない部品点数で構成されて経済的となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下の効
果を有する。

【００３６】異なる動作開始電圧の複数の耐雷素子を一
つの電圧依存性非線形電圧素子に同一の板厚で一体に形
成した一体形耐雷素子が工数少なくして量産性良く製造
できて、一体形耐雷素子の低コスト化が容易となる。ま
た、電圧依存性非線形電圧素子上に電極接続用共通電極
や薄膜抵抗を形成することで、一体形耐雷素子の電源電
路等への組付けが工数少なくして簡単に行えるようにな
って、耐雷素子を有する耐雷保護装置を経済的なものに
する効果がある。

【００３７】また、同一板厚の電圧依存性非線形電圧素
子に電源電路における電源ラインとアース間用耐雷素子
と電源ライン間用耐雷素子を一体化することで、電源電
路の耐雷保護装置が小形化され、経済性に優れたものと
なる。

【００３８】また、異なる動作開始電圧の複数の耐雷素
子を一体化した一体形耐雷素子における第二の耐雷素子
構成要素の内の一部のアレスタ要素を第一の耐雷素子構
成要素として共用させることで、一体形耐雷素子とこれ
を使用した耐雷保護装置の更なる小形化が可能となり、
低コスト化が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐雷素子の実施の形態を示す平面図で、（Ａ）
は表面の平面図、（Ｂ）は表面一部と裏面の電極だけの
平面図である。

【図２】（Ａ）は図１のＴ₁−Ｔ₁線断面図、（Ｂ）は図
１のＴ₂−Ｔ₂線断面図である。

【図３】図２（Ａ）に示す第二の耐雷素子構成要素の等
価回路図である。

【図４】図１の耐雷素子を使用した耐雷保護装置の実施
の形態を示す回路図である。

【図５】耐雷素子の実施の形態を示す平面図で、（Ａ）
は表面の平面図、（Ｂ）は表面一部と裏面の電極だけの
平面図である。

【図６】（Ａ）は図５のＴ₃−Ｔ₃線断面図、（Ｂ）は図
１のＴ₄−Ｔ₄線断面図である。

【図７】図６（Ａ）に示す第二の耐雷素子構成要素の等
価回路図である。

【図８】図５の耐雷素子を使用した耐雷保護装置の実施
の形態を示す回路図である。

【図９】耐雷保護装置の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１０】図９の耐雷保護装置に使用される耐雷素子の
実施の形態を示す平面図で、（Ａ）は表面の平面図、
（Ｂ）は表面一部と裏面の電極だけの平面図である。

【図１１】耐雷保護装置の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１２】図１１の耐雷保護装置に使用される耐雷素子
の実施の形態を示す平面図で、（Ａ）は表面の平面図、
（Ｂ）は表面一部と裏面の電極だけの平面図である。

【図１３】従来の耐雷素子と耐雷保護装置を説明するた
めの回路図である。

【符号の説明】

１ 耐雷素子 ２ 電圧依存性非線形電圧素子 ３ａ〜３ｄ 第一の電極 ４ａ〜４ｄ 第二の電極 Ｚ１，Ｚ２ 第一の耐雷素子構成要素 Ｚ３ 第二の耐雷素子構成要素 Ｚ３ａ〜Ｚ３ｃ アレスタ要素 ３ｅ〜３ｈ 第一の電極 ４ｅ〜４ｄ 第二の電極 ５ｅ，５ｇ 共通電極 Ｚ４，Ｚ５ 第一の耐雷素子構成要素 Ｚ６ 第二の耐雷素子構成要素 Ｚ６ａ，Ｚ６ｂ アレスタ要素 Ｚ７ 第一の耐雷素子構成要素 Ｚ８ 第二の耐雷素子構成要素 Ｚ８ａ，Ｚ８ｂ アレスタ要素 ３ｊ，３ｋ 第一の電極 ４ｈ〜４ｋ 第二の電極 ５ｋ 共通電極 Ｚ７ 第一の耐雷素子構成要素 Ｚ８ 第二の耐雷素子構成要素 Ｚ８ａ，Ｚ８ｂ アレスタ要素 Ｒ１ 薄膜抵抗 ３ｍ，３ｎ 第一の電極 ３ｐ，３ｑ 第一の電極 ４ｍ，４ｎ 第二の電極 ４ｑ 第二の電極 ５ｑ 共通電極 Ｚ１０，Ｚ１１ 第一の耐雷素子構成要素 Ｚ１２ 第二の耐雷素子構成要素 Ｚ１２ａ，Ｚ１２ｂ アレスタ要素 Ｌ₁，Ｌ₂ 電源ライン Ｎ 接地相 Ｇ１〜Ｇ１１ 放電ギャップ Ｒ２，Ｒ３ 抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圓山 武志 兵庫県尼崎市名神町３丁目７番18号 音羽 電機工業株式会社本社事業所内 (72)発明者 若畑 康男 兵庫県尼崎市名神町３丁目７番18号 音羽 電機工業株式会社本社事業所内 Ｆターム(参考） 5E034 EA07 EB05 EC01 5G013 AA01 AA04 BA02 CB05 CB26 DA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる動作開始電圧の複数の耐雷素子を
   一つの平板状電圧依存性非線形電圧素子に一体に形成し
   た耐雷素子であって、前記電圧素子の表裏両面に形成し
   た対向する第一の電極で構成する、前記電圧素子の板厚
   分の動作開始電圧を有する第一の耐雷素子構成要素と、
   前記電圧素子の表裏両面の前記第一の電極と異なる位置
   に形成した対向する第二の電極で構成されて各々が前記
   電圧素子の板厚分の動作開始電圧を有する複数のアレス
   タ要素を前記第二の電極で直列接続して動作開始電圧を
   前記電圧素子の板厚分の動作開始電圧の整数倍とした第
   二の耐雷素子構成要素とを具備したことを特徴とする耐
   雷素子。
2. 【請求項２】 外部の共通の電源電路に接続される第一
   の耐雷素子構成要素の第一の電極と第二の耐雷素子構成
   要素の第二の電極を電圧素子上で一体化した請求項１記
   載の耐雷素子。
3. 【請求項３】 電圧素子上に形成した薄膜抵抗を同電圧
   素子上に形成した少なくとも第一の電極又は第二の電極
   のいずれか一方に接続した請求項１又は２記載の耐雷素
   子。
4. 【請求項４】 平板状電圧依存性非線形電圧素子の表裏
   両面に形成した対向する第一の電極で構成する、前記電
   圧素子の板厚分の動作開始電圧を有する第一の耐雷素子
   構成要素と、前記電圧素子の表裏両面の前記第一の電極
   と異なる位置に形成した対向する第二の電極で構成され
   て各々が電圧素子板厚分の動作開始電圧を有する複数の
   アレスタ要素を前記第二の電極で直列接続して動作開始
   電圧を電圧素子板厚分の動作開始電圧の整数倍とした第
   二の耐雷素子構成要素とを具備した耐雷素子における前
   記第一の耐雷素子構成要素を、耐雷保護対象の電源電路
   の電源ラインとアース間に設置し、前記第二の耐雷素子
   構成要素を前記電源電路の電源ライン間に設置したこと
   を特徴とする耐雷保護装置。
5. 【請求項５】 第二の耐雷素子構成要素の直列接続され
   た複数のアレスタ要素の一部のアレスタ要素を電源ライ
   ンとアース間に設置した請求項４記載の耐雷保護装置。
6. 【請求項６】 第二の耐雷素子構成要素の複数のアレス
   タ要素を電圧素子上に形成した薄膜抵抗を介して直列接
   続した請求項５記載の耐雷保護装置。