JP3220193B2 - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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- JP3220193B2 JP3220193B2 JP30931091A JP30931091A JP3220193B2 JP 3220193 B2 JP3220193 B2 JP 3220193B2 JP 30931091 A JP30931091 A JP 30931091A JP 30931091 A JP30931091 A JP 30931091A JP 3220193 B2 JP3220193 B2 JP 3220193B2
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- linear resistor
- voltage
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化亜鉛を主成分と
し、両端面に溶射による金属電極を有する電圧非直線抵
抗体に関するものである。
し、両端面に溶射による金属電極を有する電圧非直線抵
抗体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗
体は、そのすぐれた非直線電圧ー電流特性から電圧安定
化あるいはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブ
ソーバに広く利用されている。この電圧非直線抵抗体
は、主成分の酸化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量の
ビスマス、アンチモン、コバルト、マンガン等の酸化物
を添加して成形、焼成、好ましくは側面抵抗層を形成す
るための無機物質を塗布した後再度焼成し、その焼結体
に電極を取り付けることにより作製することができる。
体は、そのすぐれた非直線電圧ー電流特性から電圧安定
化あるいはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブ
ソーバに広く利用されている。この電圧非直線抵抗体
は、主成分の酸化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量の
ビスマス、アンチモン、コバルト、マンガン等の酸化物
を添加して成形、焼成、好ましくは側面抵抗層を形成す
るための無機物質を塗布した後再度焼成し、その焼結体
に電極を取り付けることにより作製することができる。
【０００３】上述した電圧非直線抵抗体の製造におい
て、酸化亜鉛を主成分とする焼結体に研磨後電極を形成
する方法として、従来、銀ペーストを塗布し、大気中で
焼き付ける方法と、金属溶射法で形成する方法とが知ら
れている。
て、酸化亜鉛を主成分とする焼結体に研磨後電極を形成
する方法として、従来、銀ペーストを塗布し、大気中で
焼き付ける方法と、金属溶射法で形成する方法とが知ら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀ペー
ストを使用する方法では、銀は貴金属であるため高価で
あるという問題があった。また、金属溶射法では、低コ
ストの電極材料を使用するため安価ではあるが、焼結体
との密着性が悪く、雷サージ印加後のバリスタ電圧変化
率が大きいという問題があった。
ストを使用する方法では、銀は貴金属であるため高価で
あるという問題があった。また、金属溶射法では、低コ
ストの電極材料を使用するため安価ではあるが、焼結体
との密着性が悪く、雷サージ印加後のバリスタ電圧変化
率が大きいという問題があった。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
安価である金属溶射電極を備えているにもかかわらず焼
結体との密着性が良く、雷サージ印加後のバリスタ電圧
変化率のすぐれた電圧非直線抵抗体を提供しようとする
ものである。
安価である金属溶射電極を備えているにもかかわらず焼
結体との密着性が良く、雷サージ印加後のバリスタ電圧
変化率のすぐれた電圧非直線抵抗体を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧非直線抵抗
体は、酸化亜鉛を主成分とし、両端面に溶射による金属
電極を有する電圧非直線抵抗体において、電極形成面の
表面部分のみの強度を向上させて、電極形成面を引張面
とした４点曲げ強度が、１１０ＭＰａ以上であることを
特徴とするものである。
体は、酸化亜鉛を主成分とし、両端面に溶射による金属
電極を有する電圧非直線抵抗体において、電極形成面の
表面部分のみの強度を向上させて、電極形成面を引張面
とした４点曲げ強度が、１１０ＭＰａ以上であることを
特徴とするものである。
【０００７】
【作用】上述した構成において、電極形成面の表面部分
のみの強度を向上させて、電極形成面を引張面とした４
点曲げ強度を１１０ＭＰａ以上とすると、すなわち電極
形成面の強度を一定の値以上に上げることにより、内部
の曲げ強度の値にかかわらず、アルミニウム等の卑金属
からなるメタリコン溶射電極との密着性が向上し、雷サ
ージ印加後のバリスタ電圧変化率を抑制することができ
る。また、電極の控えが大きい場合でも、電流集中によ
る熱応力破壊が抑制され、放電耐量の低下を減少させる
ことができる。ここで電極の控えとは、素子端面から電
極端までの距離を意味する。
のみの強度を向上させて、電極形成面を引張面とした４
点曲げ強度を１１０ＭＰａ以上とすると、すなわち電極
形成面の強度を一定の値以上に上げることにより、内部
の曲げ強度の値にかかわらず、アルミニウム等の卑金属
からなるメタリコン溶射電極との密着性が向上し、雷サ
ージ印加後のバリスタ電圧変化率を抑制することができ
る。また、電極の控えが大きい場合でも、電流集中によ
る熱応力破壊が抑制され、放電耐量の低下を減少させる
ことができる。ここで電極の控えとは、素子端面から電
極端までの距離を意味する。
【０００８】
【実施例】まず、本発明の電圧非直線抵抗体を製造する
には、酸化亜鉛を主成分とし、焼結後に焼結体自身に電
圧非直線性を発現させる添加物例えばＢｉ2Ｏ3 、Ｓｂ
2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｎＯ2 、Ｃｏ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 等の添加物の少なくとも１種
類以上の所定量からなる原料粉末を準備する。次に、準
備した原料粉末をボールミル等で湿式混合し、乾燥、造
粒後、所定の形状に成形し、得られた成形体を脱脂して
脱脂体を得る。その後、得られた脱脂体を所定の焼成ス
ケジュールで焼成して焼成体を得た後、焼成体の両端面
を加工、研磨する。その後、必要に応じて研磨した電極
形成面に電圧非直線抵抗体中に含まれる金属元素と同一
の金属元素例えばＣｒ、Ｎｉ、Ａｌをイオンとして注入
（照射）する。例えばＳｉＯ2 添加量の増加、焼成スケ
ジュールの変更、電極形成面粗度の向上、前記イオン注
入により、電極形成面の強度を１１０ＭＰａ以上とし
た。その後、アルミニウム電極を両端面に溶射等の方法
により設けて、例えば直径３０ｍｍ、電極径２９ｍｍ、
厚さ１０ｍｍの電圧非直線抵抗体を得ている。
には、酸化亜鉛を主成分とし、焼結後に焼結体自身に電
圧非直線性を発現させる添加物例えばＢｉ2Ｏ3 、Ｓｂ
2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｎＯ2 、Ｃｏ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＮｉＯ、Ａｌ2 Ｏ3 等の添加物の少なくとも１種
類以上の所定量からなる原料粉末を準備する。次に、準
備した原料粉末をボールミル等で湿式混合し、乾燥、造
粒後、所定の形状に成形し、得られた成形体を脱脂して
脱脂体を得る。その後、得られた脱脂体を所定の焼成ス
ケジュールで焼成して焼成体を得た後、焼成体の両端面
を加工、研磨する。その後、必要に応じて研磨した電極
形成面に電圧非直線抵抗体中に含まれる金属元素と同一
の金属元素例えばＣｒ、Ｎｉ、Ａｌをイオンとして注入
（照射）する。例えばＳｉＯ2 添加量の増加、焼成スケ
ジュールの変更、電極形成面粗度の向上、前記イオン注
入により、電極形成面の強度を１１０ＭＰａ以上とし
た。その後、アルミニウム電極を両端面に溶射等の方法
により設けて、例えば直径３０ｍｍ、電極径２９ｍｍ、
厚さ１０ｍｍの電圧非直線抵抗体を得ている。
【０００９】以下、実際の例について説明する。実施例１ 上述した製造方法に従って、電極形成面を引張面とした
４点曲げ強度が９０〜１７０ＭＰａで各強度における標
準偏差が表１のような焼結体を準備し、準備した焼結体
にアルミニウム溶射電極または銀ペースト焼付電極を電
極控え０．５ｍｍとして形成して、直径３０ｍｍ，厚さ
１０ｍｍの本発明範囲内および範囲外の電圧非直線抵抗
体を得た。
４点曲げ強度が９０〜１７０ＭＰａで各強度における標
準偏差が表１のような焼結体を準備し、準備した焼結体
にアルミニウム溶射電極または銀ペースト焼付電極を電
極控え０．５ｍｍとして形成して、直径３０ｍｍ，厚さ
１０ｍｍの本発明範囲内および範囲外の電圧非直線抵抗
体を得た。
【００１０】得られた電圧非直線抵抗体に対して、バリ
スタ電圧（Ｖ1mA）、雷サージ印加後のバリスタ電圧変
化率（ΔＶ1mA ）および放電耐量をそれぞれ測定した。
結果を表１に示す。表１において、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）は、１ｍＡの電流が流れたときの電圧を素子の厚
さで除した値として求めた。また、雷サージ印加後のバ
リスタ電圧変化率（ΔＶ1mA ）は、４／１０μｓの波形
で５０KAのサージを２回同一方向に印加した後のバリス
タ電圧（Ｖ1mA ）の変化として求めた。さらに、放電耐
量は、４／１０μｓの波形で同一電流の雷サージを２回
同一方向に印加して、２回印加後破壊しなかった最高レ
ベルの電流値として求めた。
スタ電圧（Ｖ1mA）、雷サージ印加後のバリスタ電圧変
化率（ΔＶ1mA ）および放電耐量をそれぞれ測定した。
結果を表１に示す。表１において、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）は、１ｍＡの電流が流れたときの電圧を素子の厚
さで除した値として求めた。また、雷サージ印加後のバ
リスタ電圧変化率（ΔＶ1mA ）は、４／１０μｓの波形
で５０KAのサージを２回同一方向に印加した後のバリス
タ電圧（Ｖ1mA ）の変化として求めた。さらに、放電耐
量は、４／１０μｓの波形で同一電流の雷サージを２回
同一方向に印加して、２回印加後破壊しなかった最高レ
ベルの電流値として求めた。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１の結果から、電極形成面を引張面とし
た４点曲げ強度を１１０ＭＰａ以上とし、アルミニウム
溶射電極を使用した場合、本発明試料No 1〜7 におい
て、比較例試料No 8〜９と比較して、雷サージ印加後の
バリスタ電圧変化率の小さい電圧非直線抵抗体を得るこ
とができることがわかる。さらに、アルミニウム溶射電
極を使用しても、銀ペースト焼付電極を用いた比較例試
料No10と同等以上に雷サージ印加後のバリスタ電圧変化
率が小さい電圧非直線抵抗体が得られることがわかる。
た４点曲げ強度を１１０ＭＰａ以上とし、アルミニウム
溶射電極を使用した場合、本発明試料No 1〜7 におい
て、比較例試料No 8〜９と比較して、雷サージ印加後の
バリスタ電圧変化率の小さい電圧非直線抵抗体を得るこ
とができることがわかる。さらに、アルミニウム溶射電
極を使用しても、銀ペースト焼付電極を用いた比較例試
料No10と同等以上に雷サージ印加後のバリスタ電圧変化
率が小さい電圧非直線抵抗体が得られることがわかる。
【００１３】実施例２ 実施例１と同様にして、電極形成面を引張面とした４点
曲げ強度が９０〜１７０ＭＰａの焼結体を準備し、準備
した焼結体に真鍮溶射電極を設け、実施例１と同様にバ
リスタ電圧、雷サージ印加後のバリスタ電圧変化率およ
び放電耐量をそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
曲げ強度が９０〜１７０ＭＰａの焼結体を準備し、準備
した焼結体に真鍮溶射電極を設け、実施例１と同様にバ
リスタ電圧、雷サージ印加後のバリスタ電圧変化率およ
び放電耐量をそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２の結果から、アルミニウム電極を使用
した場合と同様に真鍮溶射電極を使用した場合も、本発
明の１１０ＭＰａ以上の限定が効果的であることがわか
る。表１および表２の結果から、アルミニウム、真鍮に
限らず卑金属電極を用いた場合に本発明が効果的である
ことがわかる。
した場合と同様に真鍮溶射電極を使用した場合も、本発
明の１１０ＭＰａ以上の限定が効果的であることがわか
る。表１および表２の結果から、アルミニウム、真鍮に
限らず卑金属電極を用いた場合に本発明が効果的である
ことがわかる。
【００１６】実施例３ 本発明と電極の控えとの関係を調べるため、電極の控え
量がすべて０．５ｍｍである実施例１の試料No1, 3, 5
の素子について電極の控え量を変化させた本発明試料No
21〜29の電圧非直線抵抗体を準備するとともに、実施例
１の試料No9および10の素子について同様に電極の控え
量を変化させた比較例試料No30〜35の電圧非直線抵抗体
を準備し、実施例１と同様にバリスタ電圧、雷サージ印
加後のバリスタ電圧変化率および放電耐量を求めた。結
果を表３に示す。
量がすべて０．５ｍｍである実施例１の試料No1, 3, 5
の素子について電極の控え量を変化させた本発明試料No
21〜29の電圧非直線抵抗体を準備するとともに、実施例
１の試料No9および10の素子について同様に電極の控え
量を変化させた比較例試料No30〜35の電圧非直線抵抗体
を準備し、実施例１と同様にバリスタ電圧、雷サージ印
加後のバリスタ電圧変化率および放電耐量を求めた。結
果を表３に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】表３の結果から、電極形成面の強度が高い
場合には、電極控えが大きい場合にも放電耐量が低下し
ないことがわかる。これは、電極形成面での強度が向上
したことにより、電極控えが大きくなった場合の電極端
への電流集中による熱応力破壊が抑制されるためと考え
られる。
場合には、電極控えが大きい場合にも放電耐量が低下し
ないことがわかる。これは、電極形成面での強度が向上
したことにより、電極控えが大きくなった場合の電極端
への電流集中による熱応力破壊が抑制されるためと考え
られる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電極形成面の表面部分のみの強度を向上させ
て、焼結体の電極形成面の強度を一定値以上に上げるこ
とにより、好ましくはアルミニウムメタリコン溶射電極
と焼結体との密着性が向上し、雷サージ印加後のバリス
タ電圧変化率の良好な電圧非直線抵抗体を得ることがで
きる。また、電極の控えが大きい場合にも、電流集中に
よる熱応力破壊が抑制され、雷サージ放電耐量が低下す
ることもない。
によれば、電極形成面の表面部分のみの強度を向上させ
て、焼結体の電極形成面の強度を一定値以上に上げるこ
とにより、好ましくはアルミニウムメタリコン溶射電極
と焼結体との密着性が向上し、雷サージ印加後のバリス
タ電圧変化率の良好な電圧非直線抵抗体を得ることがで
きる。また、電極の控えが大きい場合にも、電流集中に
よる熱応力破壊が抑制され、雷サージ放電耐量が低下す
ることもない。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化亜鉛を主成分とし、両端面に溶射によ
る金属電極を有する電圧非直線抵抗体において、電極形
成面の表面部分のみの強度を向上させて、電極形成面を
引張面とした４点曲げ強度が、１１０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30931091A JP3220193B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電圧非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30931091A JP3220193B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144610A JPH05144610A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3220193B2 true JP3220193B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17991477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30931091A Expired - Lifetime JP3220193B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220193B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30931091A patent/JP3220193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05144610A (ja) | 1993-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000314 |
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