JP2011510485A - 新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器 - Google Patents

Abstract

本発明は新型の熱保護型電圧依存性抵抗器であって、セラミックス本体を備え、そのセラミックス本体の二つの向い合う面に金属電極が設置され、其々の金属電極に対応して電極引出し線が設けられる。ここで、該電圧依存性抵抗器はさらに導電コネクタを含み、前記導電コネクタは熱融性絶縁層を介して前記金属電極に設置され、該熱融性絶縁層が溶融される際に、前記導電コネクタは各金属電極と電気的に接続される。

Description

この発明は新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器に関し、特に、破裂して出火し難い新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器に関する。

酸化亜鉛電圧依存性抵抗器は二十世紀の七十年代に発展してきた新技術である。電圧依存性抵抗器は一定の開閉電圧（電圧依存電圧と称する）を有し、その開閉電圧より小さい電圧が与えられる時、電圧依存性抵抗器は絶縁状態と同じように、抵抗値が大きくなる。一方、高電圧（電圧依存抵抗電圧より高い）が印加された時、電圧依存性抵抗器は短絡状態と同じように、抵抗値が小さくなる。電圧依存電圧より高い電圧が消えると、電圧依存性抵抗器は高抵抗値状態に戻る。

電気設備に酸化亜鉛電圧依存性抵抗器が搭載される場合、当該電圧依存性抵抗器にその定格電圧より高い過度の高電圧が与えられる時、その過度の高電圧により電圧依存性抵抗器が降伏状態になり、電圧依存性抵抗器を流れる電流が大きくなる可能性があり、結果、電圧依存性抵抗器が破裂して出火し、周囲にある他の電気設備の安全に悪影響を及ぼす。

中国特許０２２２２０５５．０には、熱保護型電圧依存性抵抗器が開示される。この抵抗器は、筺体とその筺体に全体を覆われる電圧依存性抵抗器を含み、その電圧依存性抵抗器は電圧依存セラミック基板と、その電圧依存セラミック基板を外側から覆う絶縁外被層から構成される。電圧依存性抵抗器には、第一引出し電極と第二引出し電極が設けられる。そのなか、第一引出し電極の一端と第二引出し電極の一端は、其々電圧依存セラミック基板の上にある二つの電極と電気的に接続され、第一引出し電極のもう一端と第二引出し電極のもう一端は筺体の外へ引出される。電圧依存性抵抗器にはさらに筐体に設置される金属バネと第三電極が設置される。また、電圧依存性抵抗器は電圧依存セラミック基板にある内部電極と繋がれる金属熱導体を含み、金属バネの一端は低融点金属を通じてその金属熱導体と溶接され、金属バネのもう一端は筐体に固定され、且つ、第三電極と電気的に接続される。第三電極は筐体の外へ引出される引出し端を備える。

中国特許２００６２０１５５０１９．４には、過熱保護ユニットを有する電圧依存性抵抗器が開示される。その過熱保護ユニットは筐体と、筐体の中に設けられるピンと、ピンと連接される弾性片とから構えられる。電圧依存性抵抗器の過熱保護ユニットと直列連接される一端にあるピンの一つは、低融点金属を通じて弾性片の自由端と溶接される。このような過熱保護式電圧依存性抵抗器は、過熱の場合に、電圧依存性抵抗器の熱エネルギーにより保護装置を適時に切断させるため、雷電流の衝撃に耐えることができる。

中国特許２００６１０１６８１３３．５には、過熱保護機能を有する電圧依存性抵抗器が開示される。その電圧依存性抵抗器部品の本体に絶縁ブラケットが設けられ、ピンと電気的に接続される熱融ヒューズが絶縁ブラケットの上に設置される。本体が様々な過電圧を受けて異常な温度に上がる場合、絶縁ブラケットで熱伝導面積を増やすために温度を迅速に熱融ヒューズに伝導できる。それとともに、過熱で熱融ヒューズの温度を上昇させて融点を超えると、熱融ヒューズは溶融状態になる。其の時、絶縁ブラケットに設置される複数の溝により生じる毛管現象で、溶融液状の熱融ヒューズがさらに迅速に広がって隔離される。そのため、本体の出火が防止でき、また、適時に遮断できるため、電気回路にある電子部品に損害を与えない。

この発明は、現存の電圧依存性抵抗器の問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、破裂して出火し難い新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器を提供することである。

本発明は過熱短絡構造を有する電圧依存性抵抗器であって、セラミックス本体を備え、そのセラミックス本体の二つの向い合う面に金属電極が設置され、其々の金属電極に対応して電極引出し線が設けられる。ここで、前記電圧依存性抵抗器はさらに導電コネクタを含み、前記導電コネクタは熱融性絶縁層を介して前記金属電極に設置され、また、該熱融性絶縁層が溶融される際に、前記導電コネクタは各金属電極と電気的に接続される。

本発明の構成によれば、電圧依存性抵抗器の定格電圧より高い過度の高電圧が其の電圧依存性抵抗器に与えられ、且つ、これにより生じるまたは蓄えられる熱エネルギーが一定の限度に超えると、熱融性絶縁層が溶融される。導電コネクタの金属電極と直接に接触されることにより、二つの電極引出し線の間に短絡が生じる。その結果、セラミックス本体の破裂、出火を防ぐことができ、他の電気機器の安全が保証される。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、セラミックス本体は任意の現存の電圧依存性抵抗器で使用可能なセラミックスであり、例えば、酸化亜鉛セラミックスまたは酸化亜鉛と他の金属酸化物との混合セラミックスである。もちろん、本発明による電圧依存性抵抗器の過熱短絡保護構造に、将来開発される新材料で作られる電圧依存性抵抗チップも適用可能である。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、セラミックス本体はどんな形でも良い。セラミックス本体は、例えば、円形、四角形、長方形、長円形、三角形または他の不規則な形の薄片であり得る。尚、セラミックス本体はさらに塊状または柱状等とすることができる。金属電極の形状についても別な要求は無く、具体的な適用例に応じて決定することが可能である。好ましくは、金属電極はセラミックス本体に設置される金属層であり、例として、セラミックス本体にか焼された銀層または銀合金層である。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、セラミックス本体の構造が薄片状である場合、金属電極は当該薄片状セラミックス本体の正面と裏面に設けられる。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、導電コネクタは金属電極の間で電気的に接続を実現できるいずれかのユニットである。好ましくは、該導電コネクタは熱融性絶縁層とセラミックス本体に対して一定の把持力を与える。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、熱融性絶縁層は熱融性絶縁膜であることもあり、また、熱融性絶縁膜はポリプロピレン絶縁材料から作られるのも可能である。

この発明の具体的実施形態の一つとして、本発明による電圧依存性抵抗器では、導電コネクタは金属留め具であり、その金属留め具は熱融性絶縁層を介して金属電極を挟む。ここで、金属留め具は、一定の熱融性絶縁層とセラミックス本体に対して一定の圧力または把持力を保持する。

上述したこの発明による電圧依存性抵抗器では、各熱融性絶縁層と各金属電極の間には、さらに対応する金属スペーサが設けられる。このような構造により、金属電極との接触面積が増え、金属電極を保護する役割が果たせる。

熱融性絶縁層が溶融される時に金属留め具の各金属電極との電気的な接続がより優れて実現できるように、好ましくは、前記金属留め具の熱融性絶縁層と接触する位置にセラミックス本体に向けていくつかの隆起部が設置される。例えば、金属留め具と熱融性絶縁層との接触面にいくつかの隆起部を設ける。このような構造により、熱融性絶縁層が溶融される際に、金属留め具の隆起部と金属電極または金属スペーサとは良好に接触できる。

さらに、金属留め具の各隆起部の間に分離溝が設置され、金属留め具の先端は各分離溝によりいくつかの金属条に分けられる。尚、各隆起部がそれに対応する金属条の先端に設けられる。このような構造により、金属留め具の弾性が良くなり、セラミックス本体に対する把持力を向上させ、熱融性絶縁層が溶融される時に金属留め具の各金属電極との電気的な接続がより簡単に実現できる。

この発明による電圧依存性抵抗器の熱融性絶縁膜は、電圧依存性抵抗器に与えられる異常な過電圧により溶融されると、金属留め具は金属スペーサまたは金属層と直接接触され、二つの引出し線の間に短絡が引き起こされる。定格電圧（電圧依存電圧より小さい）のときに、電圧依存性抵抗器の引出し線の間の電圧が低く、簡単に外部電路を通じて自動的に検出されて警告信号が送られることは、外部試験により発見された。そのため、使用者は即時に異常に気付き、即時に電圧依存性抵抗器を整備または交換することができる。

本発明の新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器は、構造が単純で安全に使用できることと破裂して出火し難い等の長所を有するため、様々な電子・電気設備の過電圧保護装置として使用できる。

本発明の過熱短絡構造を備える電圧依存性抵抗器の分解構造図である 図１における金属留め具の構造拡大図である。 本発明の実施の形態２における新型の電圧依存性抵抗器の構造を示す図である。

以下、本発明に係る新型の過熱保護式電圧依存性抵抗器の具体的な実施の形態について、図を参照してさらに詳細に説明する。ところが、各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。

図１に示すように、本実施の形態における過熱短絡式の電圧依存性抵抗器は、セラミックス本体１を含み、そのセラミックス本体１の正面と裏面に其々金属電極２が設置され、金属電極２の上に電極引出し線３が溶接される。前記過熱短絡式の電圧依存性抵抗器はさらに金属留め具４を含み、当該金属留め具４は熱融性絶縁膜５を介してセラミックス本体を挟み、金属留め具４と金属電極２との間は熱融性絶縁膜５により絶縁される。

図２に示すように、三つの隆起部６が金属留め具４の熱融性絶縁膜５との接触面に設置される。当該隆起部６の間に二つの分離溝７が開けられ、その分離溝７により金属片先端が三つの金属条８に分けられる。隆起部６は金属条８の先端に設けられる。熱融性絶縁膜５と金属電極２との間に金属スペーサ９が設置され、熱融性絶縁膜５としてポリプロピレン絶縁材料が利用される。金属電極２は銀または銅である。

図３に示すように、セラミックス本体１は四角形である。金属留め具４の先端にある隆起部６は二つのみである。他の構造と部品は実施例１と同じである。

本発明を全体的に理解できるように、特定の専門用語を使って説明した。しかし、本技術分野の当業者であれば本発明を理解できるため、本発明を実現するための詳細な説明は不要であろう。従って、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示と説明のためのものであって、制限的なものではない。上述の各実施の形態において示した特徴的な構成は、当然に相互に組合わせることが可能である。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって規定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ セラミックス本体、２ 金属電極、３ 電極引出し線、４ 金属留め具、５ 熱融性絶縁膜、６ 隆起部（熱融性絶縁膜に向けて隆起する）、７ 分離溝、８ 金属条、９ 金属スペーサ

Claims (7)

1. 過熱短絡構造を有する電圧依存性抵抗器であって、
   セラミックス本体を備え、
   前記セラミックス本体の二つの向い合う面に其々金属電極が設置され、其々の前記金属電極に対応して電極引出し線が設けられ、
   前記電圧依存性抵抗器はさらに導電コネクタを含み、前記導電コネクタは熱融性絶縁層を介して前記金属電極に設置され、前記熱融性絶縁層が溶融された際に、前記導電コネクタは各前記金属電極と電気的に接続される、電圧依存性抵抗器。
2. 前記導電コネクタは金属留め具であって、前記金属留め具は前記熱融性絶縁層を介して前記金属電極を挟む、請求項１に記載の電圧依存性抵抗器。
3. 前記熱融性絶縁層が溶融された時に前記金属留め具の各前記金属電極との電気的な接続がより優れて実現できるように、前記金属留め具の前記熱融性絶縁層と接触する位置に前記セラミックス本体に向けて複数の隆起部が設置される、請求項２に記載の電圧依存性抵抗器。
4. 前記金属留め具の各前記隆起部の間にさらに分離溝が設置され、前記分離溝により前記金属留め具の先端が複数の金属条に分けられる、請求項３に記載の電圧依存性抵抗器。
5. 各前記隆起部が前記金属条の先端に設けられる、請求項４に記載の電圧依存性抵抗器。
6. 前記熱融性絶縁層はポリプロピレン絶縁材料である、請求項１に記載の電圧依存性抵抗器。
7. 各前記熱融性絶縁層と各前記金属電極との間には、さらに対応する金属スペーサが設けられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の電圧依存性抵抗器。

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