JPH02156505A - 酸化亜鉛型バリスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電力分野において、雷サージ電圧。

開閉サージ電圧などの異常電圧から電力機器を保護する
ために用いられる酸化亜鉛型バリスタに関するものであ
る。

従来の技術 酸化亜鉛型バリスタは、主成分の酸化亜鉛に少量のビス
マス、マンガン、コバルト、クロム、アンチモン、ニッ
ケル、プラセオジウムなどの金属酸化物を添加した焼結
体で、大きなサージ電流耐量と優れた電圧非直線性を有
し、近年、電力分野において送配設備の保護を目的とす
るギャップレスアレスタに用いられている。この酸化亜
鉛型バリスタをアレスタとして用いる場合、放電耐量特
性がきわめて重要な特性要素の１つとなる。この放電耐
量特性は４／１ｏμｓの衝撃電流を６分間隔で同一方向
に２回印加し、バリスタ電圧（Ｖ、１．Ｉム）−素子の
外観異常などを調べる試験である。

従来より、酸化亜鉛型バリスタの放電耐量特性の向上を
目的として電極形状の検討がなされている（例えば特開
昭６０−２４８０７６号公報）。

以下１図面を用いて従来の酸化亜鉛型バリスタについて
説明する。第３図は従来の酸化亜鉛型バリスタの断面図
である。第３図において、９はＺｎＯを主成分とする焼
結体である。１０は焼結体９の両端面全体にアルミニウ
ムの溶射などにより形成され之電極である。１１は焼結
体９の側面部に形成された側面高抵抗層で、通常、Ｚｎ
Ｏを主成分とする仮焼体にＢｉ２Ｏ，，８１）２０．．
５ｉｎ２　　などからなるペースト状側面剤を塗布し、
バリスタ素子の焼結過程で反応により形成している。

発明が解決しようとする課題 以上のように構成された従来の酸化亜鉛型バリスタは衝
撃電流を印加した場合、表皮効果で電流が素子の周辺部
に片寄り、充分に素子全体を電流径路として生かせない
ため、放電耐量特性が低いという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するためのもので、酸化
亜鉛型バリスタの放電耐量特性の大巾な向上を目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 本発明では、上記従来の課題を解決するため、焼結体の
両端面に縁部まで達し、かつ円状、リング状などの未形
成部分を有する電極を形成したものである。

作用 このように、電極面に円状、リング状などの未形成部分
を設けることにより、電流が素子の周辺部ばかりでなく
、素子の中心部にも片寄りを持ち。

全体として電流の均一化が図られるため、放電耐量特性
の優れた酸化亜鉛型バリスタを得ることができる。

実施例 以下１本発明の実施例を図面と試験結果に基づき説明す
る。

（実施例１］ ｉｆ、ＺｎＯの粉末に１合計量に対しＢｉ２０３０．６
モル％、Ｃｏ２０．　０．６モル％、　ＭｎＯ２０，５
モル％、　５ｂ２０．　１．Ｏモ／ｌ／％、Ｃｒ２Ｏ，
０，６モル％。

Ｎ１０　０．５モル％を加え、充分に粉砕、混合した後
、造粒して原料粉を得た。この原料粉を直径４０ｆｆ、
厚さ４０ｆｌの大きさに圧縮成形した。このようにして
得られた成形体を９００”Ｃ，２時間焼成して仮焼体を
得た。この仮焼体にＢｉ２Ｏ。

１０モル％、　５ｂ２０．　２０モル％、　５ｉ０２７
０モル％からなるペースト状側面剤を両端面部を除き塗
布した後、空気中において１２００”Ｃで焼結させた。

次いで、この焼結体の両端面を研磨し充分に洗浄、乾燥
した後、端面の中心部に径の異なった円状のシールを貼
り、アルミニウムの溶射電極を形成した。その後、シー
ルを外すことにより、素子端面の面積に対してそれぞれ
面積の異なる電極未形成部分を作成した。

第１図Ａ、Ｂは上述したようにして得た酸化亜鉛型バリ
スタの上面図および断面図であり、１はＺｎ０ｔ−主成
分とする焼結体、２は焼結体１の両端面に縁部まで達し
、かつ円状の未形成部分３を有する電極である。４は焼
結体１の側面に形成された側面高抵抗層である。

下記の第１表に本発明による酸化亜鉛型バリスタの放電
耐量試験の結果を示した。ここで、試験は４７１０μｓ
の衝撃電流を４０にムより１０ＫＡ毎のステップアップ
方式で実施し、外観の異常の有無をチエツクした。また
、比較のため、全面に電極を形成した試料も本発明例と
同様の工程で作成し、放電耐量特性の試験を実施した。

なお、表中の数値は合格数／試料数である。

（以下余　白） 第１表より、電極未形成部分３０面積が素子（焼結体１
）端面の面積の６％に満たない場合。

放電耐量特性が６０ＫＡ以下で、アレスタ用素子として
は必ずしも充分な値ではない。一方、電極未形成部分３
の面積が５〜３０％の場合、放電耐量特性はｃｓｏｉｃ
ムを満足し、かつ約半数の素子が７０にムを満足する。

これは高電流を瞬間的に印加する短波尾耐欲試験の場合
、従来の素子はその外周部に表皮効果により電流が片寄
るため、素子全体を有効に電流経路として生かすことが
できないのに対し、本発明によれば、電極２と電極未形
成部分３の境界付近にも電流が集中し、全体として電流
分布の均一化を図ることができたため、放電耐量特性が
向上したものと考えられる。一方、電極未形成部分３の
面積が３０％を越えた場合には、電極面積の減少による
電流経路の低下が支配的となり、逆に短波尾耐量特性が
低下するものと考えられる。

（実施例２） 次に、上記実施例１と同様の工程で得た焼結体の両端面
を研磨後、ＰｂＯを７０％含むガラスフリットをバイン
ダー、ブチルカルピトールとトモにペースト状に混合し
、スクリーン印刷により焼結体の両端面に円状にガラス
フリットを塗布した。

次に−６６０”Ｃで３０分間、ガラスフリフトの焼付処
理を行った。この後、実施例１と同様に焼結体の端面の
ガラス焼付部分にシールを貼り、アルミニウムの溶射を
行い、その後シールを外すことにより、ガラスフリット
焼付部分を除く端面全体に電極を形成した。

第２図は上述の方法により得た酸化亜鉛型バリスタの断
面図であり、６はＺｎＯを主成分とする焼結体、６はア
ルミニウムの溶射電極である。７は焼結体６の端面に円
状に形成された端面高抵抗層、８は焼結体６の側面に形
成された側面高抵抗層である。

下記の第２表に本発明の第２の実施例による酸化亜鉛型
バリスタの放電耐量試験の結果を示した。

ここで、試験条件は実施例１と同一である。

第２表より、電極未形成部分に高抵抗層を形成した場合
についても実施例１と全く同様の傾向が認められ、未形
成部分の面積が素子端面の面積の５〜３０％の場合、放
電耐量特性が向上していることがわかる。また、放電耐
量特性のレベルは、実施例１に較べ全体に向上している
。これは本実施例において電極未形成部分にガラスフリ
ットが焼付処理により高抵抗層が形成されているため、
端面での放電が抑制されたためと考えられる。

なお１本発明の実施例においては電極未形成部分の形状
を円状としたが、これはリング状などの別の形状であっ
ても原理的に本発明の効果に変わりはなく、さらに複数
の電極未形成部分を設けてもよい。また、端面高抵抗層
はガラスフリフトの焼付処理により形成した場合につい
てのみ述べたが、絶縁耐圧が充分高いものであれば、ポ
リイミド、エポキシ樹脂などの有機物、ム１２０５．Ｚ
ｎ２３１０４　。

ｚｎ７Ｓｂ２０，２．ｚｒＯ２などの無機物であ、でも
本発明の効果に変わりはない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、円柱状素子の両端面に、
縁部まで達し、かつ円状、リング状などの未形成部分を
有する電極を形成することにより。

放電耐量特性の優れた酸化亜鉛型バリスタを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは本発明の第１の実施例による酸化亜鉛型
バリスタを示す上面図および断面図、第２図は本発明の
第２の実施例による醸化亜鉛型バリスタを示す断面図、
第３図は従来の酸化亜鉛型バリスタを示す断面図である
。 １．６・・・・・・焼結体、２．６・・・・・・電極、
３・・・・・・電極未形成部分、４．８・・・・・・側
面高抵抗層、７・・・・・・端面高抵抗層。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第　
１　図 〆 （Ｂ） 只 ＯＱ ａコ Ｑト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛を主成分とする円柱状素子の両端面に縁
   部まで達する電極を有し、前記電極に円状，リング状な
   どの電極未形成部分を有する酸化亜鉛型バリスタ。
2. （２）電極未形成部分に端面高抵抗層を形成した特許請
   求の範囲第１項記載の酸化亜鉛型バリスタ。
3. （３）電極未形成部分の面積が円柱状素子端面の面積の
   ５〜３０％である特許請求の範囲第１項記載の酸化亜鉛
   型バリスタ。