JPH03157901A - 非直線抵抗体 - Google Patents
非直線抵抗体Info
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は側面に高抵抗層を施こした非直線抵抗体に関す
る。
る。
(従来の技術)
電力系統において発生する異常電圧を抑制し、電力系統
を保護するために避雷器が用いられる。
を保護するために避雷器が用いられる。
避雷器には正常な電圧では絶縁特性を示し、異常電圧が
印加された時には低い抵抗値となる非直線抵抗体が用い
られる。非直線抵抗体は一般にはバリスタと呼ばれ、そ
の代表なものとして酸化亜鉛を主成分としたものがある
。
印加された時には低い抵抗値となる非直線抵抗体が用い
られる。非直線抵抗体は一般にはバリスタと呼ばれ、そ
の代表なものとして酸化亜鉛を主成分としたものがある
。
一般に、避雷器などに用いられる金属酸化物からなる非
直線抵抗体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、ビス
マス(Bi)、アンチモ(S b)、コバルト(Co)
、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、クムo (C
r) 、ケイ素(Si)の酸化物等からなる副成分を含
み、これらの原料を水及び有機バインダーとともに十分
混合した後、スプレードライヤー等で造粒し、成形を行
い、仮焼結する。この仮焼体の側面に、沿面閃絡を防止
する目的で、焼成後高抵抗になる物質を塗布し、焼成し
高抵抗層を形成する。さらに、両端面を研磨し、電極を
取付けて製造される。
直線抵抗体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、ビス
マス(Bi)、アンチモ(S b)、コバルト(Co)
、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、クムo (C
r) 、ケイ素(Si)の酸化物等からなる副成分を含
み、これらの原料を水及び有機バインダーとともに十分
混合した後、スプレードライヤー等で造粒し、成形を行
い、仮焼結する。この仮焼体の側面に、沿面閃絡を防止
する目的で、焼成後高抵抗になる物質を塗布し、焼成し
高抵抗層を形成する。さらに、両端面を研磨し、電極を
取付けて製造される。
従来の非直線抵抗体の高抵抗層について、更に詳しく述
べれば、たとえば5iO9、B i203 、Sb20
3を水及び有機バインダーとともに混合し、仮焼体側面
に塗布した後、1000〜1200℃で焼成し高抵抗層
を形成する方法などが知られている。
べれば、たとえば5iO9、B i203 、Sb20
3を水及び有機バインダーとともに混合し、仮焼体側面
に塗布した後、1000〜1200℃で焼成し高抵抗層
を形成する方法などが知られている。
ところが、これら非直線抵抗体を工業的に量産製造する
と、非直線抵抗特性の低下やその特性上のバラツキだけ
ではなく、放電耐量特性などのバラツキが発生するとい
う問題点があり、その安定化製造にいろいろと苦慮して
いる。
と、非直線抵抗特性の低下やその特性上のバラツキだけ
ではなく、放電耐量特性などのバラツキが発生するとい
う問題点があり、その安定化製造にいろいろと苦慮して
いる。
(発明が解決しようとする課題)
近年の電力系統は送電コスト低減のため大容量化、高電
圧化が進みそれにともない避雷器も500kVが実用化
され、さらに、近い将来1000kV(UHV)用避雷
器も計画されている。これらの避雷器に使用する非直線
抵抗体は極めて大きなサージエネルギーを処理する必要
があり、非直線抵抗体の大容量化、並列接続枚数の増加
などの手段が用いられる。しかし、並列接続枚数の増加
は、電流分担のアンバランスをまねき易いなどといった
特性上の問題から、並列接続枚数は制限され、必然的に
非直線抵抗体の大容量化がはかられなければならない。
圧化が進みそれにともない避雷器も500kVが実用化
され、さらに、近い将来1000kV(UHV)用避雷
器も計画されている。これらの避雷器に使用する非直線
抵抗体は極めて大きなサージエネルギーを処理する必要
があり、非直線抵抗体の大容量化、並列接続枚数の増加
などの手段が用いられる。しかし、並列接続枚数の増加
は、電流分担のアンバランスをまねき易いなどといった
特性上の問題から、並列接続枚数は制限され、必然的に
非直線抵抗体の大容量化がはかられなければならない。
しかし、厚みは避雷器の制限電圧等によって制限される
ので、素子径を大きくしなければならない。このように
して、500kV用などの非直線抵抗体の形状は、φ1
00〜φ20關、厚みは、焼結時の変形及び経済性から
t20〜t45にもなる。こうした非直線抵抗体は焼結
が難しく、しばしば電気特性のバラツキとなって現れる
。従来の方法では、仮焼した素体に焼成後高抵抗になる
物質を塗布した後、焼成し高抵抗層を形成しているがし
ばしば素体の適正な焼成温度と高抵抗層形成の為の適正
な温度が合致しない場合が多くあられれる。こめ場合当
然良好な電気特性を有する素子は望むべくも無く安定し
た製造方法が望まれていた。
ので、素子径を大きくしなければならない。このように
して、500kV用などの非直線抵抗体の形状は、φ1
00〜φ20關、厚みは、焼結時の変形及び経済性から
t20〜t45にもなる。こうした非直線抵抗体は焼結
が難しく、しばしば電気特性のバラツキとなって現れる
。従来の方法では、仮焼した素体に焼成後高抵抗になる
物質を塗布した後、焼成し高抵抗層を形成しているがし
ばしば素体の適正な焼成温度と高抵抗層形成の為の適正
な温度が合致しない場合が多くあられれる。こめ場合当
然良好な電気特性を有する素子は望むべくも無く安定し
た製造方法が望まれていた。
本発明は上記の点を考慮して成されたもので、焼結時の
影響を少なくし、放電耐量特性を向上させた非直線抵抗
体を提供することを目的とする。
影響を少なくし、放電耐量特性を向上させた非直線抵抗
体を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(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おいては、焼結後高
抵抗層をセラミックコーティング膜である第一の層と、
この第一の層上に設け350〜800℃の軟化点を持つ
低融点ガラスフリット、350〜800℃の軟化点を持
つ低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物、7
0X 10−71 /”C以下の熱膨張係数を有する低
融点ガラスフリットあるいは70X 10−71 /”
C以下の熱膨張係数を有する低融点ガラスフリット及び
耐火性充填剤の混合物から成る第二の層とで形成してい
る。
抵抗層をセラミックコーティング膜である第一の層と、
この第一の層上に設け350〜800℃の軟化点を持つ
低融点ガラスフリット、350〜800℃の軟化点を持
つ低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物、7
0X 10−71 /”C以下の熱膨張係数を有する低
融点ガラスフリットあるいは70X 10−71 /”
C以下の熱膨張係数を有する低融点ガラスフリット及び
耐火性充填剤の混合物から成る第二の層とで形成してい
る。
(作 用)
このようにすることにより、索体、高抵抗層に適正な焼
成温度を選ぶことができ、放電耐量特性を向上させるこ
とができる。
成温度を選ぶことができ、放電耐量特性を向上させるこ
とができる。
(実施例)
以下第1図及び第2図を参照して、本発明の非直線抵抗
体の製造方法の第1の実施例を説明する。まず本実施例
の非直線抵抗体は、第1図に示すような構成となってい
る。図中1は、素体であり、この素体1は円柱状をなし
ている。この素体1の一対の端面には、電極2が設けら
れており、また、その円柱側面には高抵抗層3,4が設
けられている。
体の製造方法の第1の実施例を説明する。まず本実施例
の非直線抵抗体は、第1図に示すような構成となってい
る。図中1は、素体であり、この素体1は円柱状をなし
ている。この素体1の一対の端面には、電極2が設けら
れており、また、その円柱側面には高抵抗層3,4が設
けられている。
上記素体1は、酸化亜鉛を主成分とするものであって、
電圧非直線性を育している。一方、高抵抗層3はセラミ
ックコーティング膜であり、高抵抗層4は低融点ガラス
フリットにより生成されたガラス被覆膜である。
電圧非直線性を育している。一方、高抵抗層3はセラミ
ックコーティング膜であり、高抵抗層4は低融点ガラス
フリットにより生成されたガラス被覆膜である。
かかる構成をなす非直線抵抗体は次の様にして製造され
る。まず索体1の製造方法から説明する。
る。まず索体1の製造方法から説明する。
酸化亜鉛(ZnO)に、酸化ビスv(BizO3)、酸
化マンガン(MnO) 、二酸化ケイ素(S i02
) 、酸化クロム(Cr203)をそれぞれ0.5モル
%、酸化コバルト(Co203)、酸化アンチモン(S
b203)、酸化ニッケル(N i O)をそれぞれ1
モル%添加する。これらの原料を水や分散剤等のを機バ
インダー類とともに混合装置に入れ混合する。次に、混
合物をスプレードライヤーで、例えば粒径が100ミク
ロンになるように噴霧造粒する。これらの造粒粉を金形
に入れ加圧し、直径125m+e、厚さ30mmの円板
に成形する。次に、添加した有機バインダー類を除くた
め空気中で500°Cで焼成し、さらに、空気中で12
00℃で焼成して、素体工を得るものである。
化マンガン(MnO) 、二酸化ケイ素(S i02
) 、酸化クロム(Cr203)をそれぞれ0.5モル
%、酸化コバルト(Co203)、酸化アンチモン(S
b203)、酸化ニッケル(N i O)をそれぞれ1
モル%添加する。これらの原料を水や分散剤等のを機バ
インダー類とともに混合装置に入れ混合する。次に、混
合物をスプレードライヤーで、例えば粒径が100ミク
ロンになるように噴霧造粒する。これらの造粒粉を金形
に入れ加圧し、直径125m+e、厚さ30mmの円板
に成形する。次に、添加した有機バインダー類を除くた
め空気中で500°Cで焼成し、さらに、空気中で12
00℃で焼成して、素体工を得るものである。
次に、予め準備したセラミックコーティング材料、例え
ば固形分が8tht%のトリブトキシアルミニウムAΩ
(OC4H9)3のブタノール溶液をスプレーガンを
使用して、上記素体1の円柱側面に塗布する。セラミッ
クコーティング月料の濃度は、スプレーガンを使用して
塗布できれば良く、上記濃度に限らない。また、ハケ塗
りなどでもよく塗布方法は、スプレー法に限らない。
ば固形分が8tht%のトリブトキシアルミニウムAΩ
(OC4H9)3のブタノール溶液をスプレーガンを
使用して、上記素体1の円柱側面に塗布する。セラミッ
クコーティング月料の濃度は、スプレーガンを使用して
塗布できれば良く、上記濃度に限らない。また、ハケ塗
りなどでもよく塗布方法は、スプレー法に限らない。
このようにして得られたものを例えば350℃の温度で
、12〜24時間乾燥、硬化させた。これによって、素
体1の円柱側面に高抵抗層3が形成されたことになる。
、12〜24時間乾燥、硬化させた。これによって、素
体1の円柱側面に高抵抗層3が形成されたことになる。
次に、PbO−8iO9−B203 AI 203系
低融点ガラスフリットを純水、結合剤とともに混合した
スラリーを塗布し、例えば450℃で焼成しガラス被覆
膜を形成させた。
低融点ガラスフリットを純水、結合剤とともに混合した
スラリーを塗布し、例えば450℃で焼成しガラス被覆
膜を形成させた。
さらに、このようにして、得られた焼結索体の両端面を
研磨し、その両端面アルミニウムを8射して電極2を形
成する。これで第1図に示す非直線抵抗体を得ることが
できる。
研磨し、その両端面アルミニウムを8射して電極2を形
成する。これで第1図に示す非直線抵抗体を得ることが
できる。
次にこのようにして得られた非直線抵抗体の放電耐量特
性について、従来の構成による非直線抵抗体と比較しな
がら説明する。上述のようにして完成した非直線抵抗体
に2msの矩形波電流を5回印加して、放電耐量の測定
を行った。第2図に、縦軸に度数、横軸に素子が耐えた
エネルギーの値をとり分布図にして示した。曲線Aは本
発明の、曲線Bは従来の製造方法による非直線抵抗体の
放電耐量特性である。図から明らかなように、従来の製
造方法による非直線抵抗体の放電耐量特性でバラツキが
大きく、耐量エネルギーも小さいことに対して、本実施
例の製造方法による非直線抵抗体では、バラツキが小さ
く、放電耐量特性が良好であることがわかる。したがっ
て、焼結素体1の側面にトリブトキシアルミニウム AN (OC,I Hl)3のブタノール溶液を塗布
し、例えば350°Cで熱処理し、塗布物質を熱分解反
応により、焼結素体の側面に高抵抗層3を形成し、更に
、ガラスフリット、純水と結合剤を混合したスラリーを
塗布し例えば450°Cで焼成しガラス被覆膜を形成す
ることにより、優れた放電耐量特性をもつ非直線抵抗体
が得られることは明らかである。本実施例により、優れ
た放電耐量特性をもつ非直線抵抗体が得られる理由は次
の様に考えられる。前述の様に従来の方法では、仮焼し
た素体に焼成後高抵抗になる物質を塗布した後、焼成し
た高抵抗層を形成しているための素体の適正な焼成温度
と高抵抗層形成の適正温度が合致せずその結果、素体の
焼成温度に合せる事になり良好な高抵抗層が出来ず放電
耐量特性が低下している。しかし、本実施例の様に、焼
結素体の側面にトリブトキシアルミニウムAΩ (QC
,、H9) 3のブタノール溶液を塗布し、350℃で
熱処理し高抵抗層3を形成し、更にその上にガラスフリ
ットを純水と結合剤と共に混合したスラリーを塗布し4
50℃で焼成しガラス被覆膜を形成した場合、一般の八
Ω203の焼成塗膜の焼成温度に比べて低い温度で、ト
リブトキシアルミニウム 0 AI! (QC4H9) 3が 2AII (OC4H9)3→ AN 203 +3/2 C4H90H+オIi”2イ
>(1) と熱分解反応し、Ag2O3の焼成塗膜を形成する。
性について、従来の構成による非直線抵抗体と比較しな
がら説明する。上述のようにして完成した非直線抵抗体
に2msの矩形波電流を5回印加して、放電耐量の測定
を行った。第2図に、縦軸に度数、横軸に素子が耐えた
エネルギーの値をとり分布図にして示した。曲線Aは本
発明の、曲線Bは従来の製造方法による非直線抵抗体の
放電耐量特性である。図から明らかなように、従来の製
造方法による非直線抵抗体の放電耐量特性でバラツキが
大きく、耐量エネルギーも小さいことに対して、本実施
例の製造方法による非直線抵抗体では、バラツキが小さ
く、放電耐量特性が良好であることがわかる。したがっ
て、焼結素体1の側面にトリブトキシアルミニウム AN (OC,I Hl)3のブタノール溶液を塗布
し、例えば350°Cで熱処理し、塗布物質を熱分解反
応により、焼結素体の側面に高抵抗層3を形成し、更に
、ガラスフリット、純水と結合剤を混合したスラリーを
塗布し例えば450°Cで焼成しガラス被覆膜を形成す
ることにより、優れた放電耐量特性をもつ非直線抵抗体
が得られることは明らかである。本実施例により、優れ
た放電耐量特性をもつ非直線抵抗体が得られる理由は次
の様に考えられる。前述の様に従来の方法では、仮焼し
た素体に焼成後高抵抗になる物質を塗布した後、焼成し
た高抵抗層を形成しているための素体の適正な焼成温度
と高抵抗層形成の適正温度が合致せずその結果、素体の
焼成温度に合せる事になり良好な高抵抗層が出来ず放電
耐量特性が低下している。しかし、本実施例の様に、焼
結素体の側面にトリブトキシアルミニウムAΩ (QC
,、H9) 3のブタノール溶液を塗布し、350℃で
熱処理し高抵抗層3を形成し、更にその上にガラスフリ
ットを純水と結合剤と共に混合したスラリーを塗布し4
50℃で焼成しガラス被覆膜を形成した場合、一般の八
Ω203の焼成塗膜の焼成温度に比べて低い温度で、ト
リブトキシアルミニウム 0 AI! (QC4H9) 3が 2AII (OC4H9)3→ AN 203 +3/2 C4H90H+オIi”2イ
>(1) と熱分解反応し、Ag2O3の焼成塗膜を形成する。
更にガラスフリットは、〜450℃でガラス被覆膜を形
成する。勿論セラミックコーティング材料。
成する。勿論セラミックコーティング材料。
ガラスフリットに合った適正な熱処理条件度を選べる事
から良好な高抵抗層が形成され放電耐量特性が良好で、
かつ耐量特性のバラツキが小さくなると考えられる。
から良好な高抵抗層が形成され放電耐量特性が良好で、
かつ耐量特性のバラツキが小さくなると考えられる。
以上、本実施例によれば、素体1に側面にトリブトキシ
アルミニウム/47 (OC4H9) 3のブタノー
ル溶液を塗布し、350℃で乾燥、硬化させ高抵抗層3
を形成し更に、その上にガラスフリットを純水1合剤と
共に混合したスラリーを塗布し450℃で焼′成しガラ
ス被覆膜を形成する本発明によれば、放電耐量特性に優
れた、信頼性の高い非直線抵抗体を提供することができ
る。
アルミニウム/47 (OC4H9) 3のブタノー
ル溶液を塗布し、350℃で乾燥、硬化させ高抵抗層3
を形成し更に、その上にガラスフリットを純水1合剤と
共に混合したスラリーを塗布し450℃で焼′成しガラ
ス被覆膜を形成する本発明によれば、放電耐量特性に優
れた、信頼性の高い非直線抵抗体を提供することができ
る。
本実施例において使用されるガラスフリットは350〜
800℃の軟化点のものであるが350℃以下では堅固
な網目構造を有するガラスが得にくく被覆後に亀裂や剥
がれを生じ優れた放電耐量特性は得られない。又、80
0℃以上になると焼結素体に含有されているBi2O3
の融点(820℃)以上に温度を上げる事になりBi2
O3が再び変化し一度安定化した粒界層を乱すことにな
り非直線特性そのものを損なってしまうからである。
800℃の軟化点のものであるが350℃以下では堅固
な網目構造を有するガラスが得にくく被覆後に亀裂や剥
がれを生じ優れた放電耐量特性は得られない。又、80
0℃以上になると焼結素体に含有されているBi2O3
の融点(820℃)以上に温度を上げる事になりBi2
O3が再び変化し一度安定化した粒界層を乱すことにな
り非直線特性そのものを損なってしまうからである。
尚、前記実施例による素体のスラリー原料として、酸化
物原料を使用したが、これに限定されるものではなく、
焼結して酸化物になるものであれば良く、例えば、水酸
化物、炭酸化物、シュウ酸化物であっても同様の効果を
得ることができる。
物原料を使用したが、これに限定されるものではなく、
焼結して酸化物になるものであれば良く、例えば、水酸
化物、炭酸化物、シュウ酸化物であっても同様の効果を
得ることができる。
さらに、前記実施例で示した以外の添加物を添加しても
良い。例えば、非直線特性を向上される目的で他の成分
を加えても良く、耐湿特性、耐電圧特性をさらに向上さ
せるために、非直線抵抗体の外側にガラス成分を焼付け
ても良い。
良い。例えば、非直線特性を向上される目的で他の成分
を加えても良く、耐湿特性、耐電圧特性をさらに向上さ
せるために、非直線抵抗体の外側にガラス成分を焼付け
ても良い。
本実施例はφ100Xt22のものを示したが容量1
の小さなものでも同じ効果がある事を確認している。さ
らに非直線抵抗体が大容量化した場合の効果は今まで述
べてきた理由により明らかである。
らに非直線抵抗体が大容量化した場合の効果は今まで述
べてきた理由により明らかである。
セラミックコーティング材料のトリブトキシアルミニウ
ムのアルキル基を“メチル基、エチル基、プロピル基、
ペンチル基、ヘキシル基と変えた、一般のアルミニウム
ψアルコキシドを用いても、上記実施例と同じ効果が得
られることが分った。
ムのアルキル基を“メチル基、エチル基、プロピル基、
ペンチル基、ヘキシル基と変えた、一般のアルミニウム
ψアルコキシドを用いても、上記実施例と同じ効果が得
られることが分った。
また、一般式M(OR)n(ただし、Mは金属、Rはア
ルキル基)で表される金属アルコキシドに於いて金属M
をチタン、ジルコニア、ケイ素、鉄。
ルキル基)で表される金属アルコキシドに於いて金属M
をチタン、ジルコニア、ケイ素、鉄。
銅、クロム、マグネシウムとした金属アルコキシドを用
いても、実施例と同じ効果が得られる。この理由は、実
施例の(1)式を、 M (OR)n −MOn +n/2 R(OH)+オ
レフィン (2) として考えれば、実施例と同様に考えられる。したがっ
て、高抵抗層原料としてのアルコキシドは、上記実施例
に限らず、一般のアルコキシドでも、同様の効果が得ら
れると考えられる。
いても、実施例と同じ効果が得られる。この理由は、実
施例の(1)式を、 M (OR)n −MOn +n/2 R(OH)+オ
レフィン (2) として考えれば、実施例と同様に考えられる。したがっ
て、高抵抗層原料としてのアルコキシドは、上記実施例
に限らず、一般のアルコキシドでも、同様の効果が得ら
れると考えられる。
2
次に、本発明の第2の実施例を説明する。この実施例で
は高抵抗層4が350〜800℃の軟化点を持つ低融点
ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物より生成され
ている。具体的には、pbo−8i02 B2O3A
Ω203系低融点ガラスフリットに耐火性充填剤として
の長石を20wt%加えた混合物を純水、結合剤ととも
に混合したスラリーを塗布し、例えば450℃で焼成し
ガラス被覆膜が形成された。尚、その他の非直線抵抗体
の製造工程は前述の第1の実施例のそれと同一とした。
は高抵抗層4が350〜800℃の軟化点を持つ低融点
ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物より生成され
ている。具体的には、pbo−8i02 B2O3A
Ω203系低融点ガラスフリットに耐火性充填剤として
の長石を20wt%加えた混合物を純水、結合剤ととも
に混合したスラリーを塗布し、例えば450℃で焼成し
ガラス被覆膜が形成された。尚、その他の非直線抵抗体
の製造工程は前述の第1の実施例のそれと同一とした。
そして、このようにして得られた非直線抵抗体の放電耐
量特性を第3図に示す。同図は完成した非直線抵抗体に
2msの矩形波電流を5回印加したときの放電耐量を示
し、縦軸に度数、横軸に非直線抵抗体が耐えたエネルギ
ーの値をとった分布図である。そして、曲線A2曲線は
夫々本実施例及び従来の非直線抵抗体の放電耐量特性で
ある。
量特性を第3図に示す。同図は完成した非直線抵抗体に
2msの矩形波電流を5回印加したときの放電耐量を示
し、縦軸に度数、横軸に非直線抵抗体が耐えたエネルギ
ーの値をとった分布図である。そして、曲線A2曲線は
夫々本実施例及び従来の非直線抵抗体の放電耐量特性で
ある。
本実施例においては、第3図かられかるように第1の実
施例と同様な作用により放電耐量特性の改善を図ること
ができる。
施例と同様な作用により放電耐量特性の改善を図ること
ができる。
3
4
尚、耐火性充填剤としてアルミナ、シリカ、マグネシア
、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、タルク、
粘土の内生なくとも一種含有するものは長石と同様な効
果が得られた。
、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、タルク、
粘土の内生なくとも一種含有するものは長石と同様な効
果が得られた。
また、本実施例においても第1の実施例と同様な変形例
を適用することかできることは言うまでもない。
を適用することかできることは言うまでもない。
次に、本発明の第3の実施例を説明する。この実施例で
は高抵抗層4が50X 10−71 /℃の熱膨張係数
の低融点ガラスフリットで形成されている。
は高抵抗層4が50X 10−71 /℃の熱膨張係数
の低融点ガラスフリットで形成されている。
具体的には、50X 10−71 /℃の熱膨張係数の
低融点ガラスフリットを純水、結合剤とともに混合した
スラリーを塗布し、例えば450℃で焼成しガラス被覆
膜が形成された。尚、その他の非直線抵抗体の製造工程
は前述の第1の実施例のそれと同一とした。
低融点ガラスフリットを純水、結合剤とともに混合した
スラリーを塗布し、例えば450℃で焼成しガラス被覆
膜が形成された。尚、その他の非直線抵抗体の製造工程
は前述の第1の実施例のそれと同一とした。
このようにして得られた非直線抵抗体の放電耐量特性に
ついて、従来の構成による非直線抵抗体と比較しながら
説明する。上述のようにして完成した非直線抵抗体に2
[O8の矩形波電流を5回印加して、放電耐量の測定を
行った。第4図に、縦軸に度数、横軸に素子が耐えたエ
ネルギーの値をとり分布図にして示した。曲線Aは本発
明の、曲線Bは従来の製造方法による非直線抵抗体の放
電耐量特性である。図から明らかなように、従来の製造
方法による非直線抵抗体の放電耐量特性でバラツキか大
きく、耐量エネルギーも小さいことに対して、本実施例
の製造方法による非直線抵抗体では、バラツキが小さく
、放電耐量特性が良好であることがわかる。したがって
、焼結素体1の側面にトリブトキシアルミニウム Aβ (OC4H9)3のブタノール溶液を塗布し、例
えば350°Cで熱処理し、塗布物質を熱分解反応によ
り、焼結索体の側面に高抵抗層3を形成し、更に、ガラ
スフリット、純水と結合剤を混合したスラリーを塗布し
例えば450℃で焼成しガラス被覆膜を形成することに
より、優れた放電耐量特性をもつ非直線抵抗体が得られ
ることは明らかである。本実施例により、優れた放電耐
量特性をもつ非直線抵抗体が得られる理由は次の様に考
えられ5 6 る。前述の様に従来の方法では、仮焼した素体に焼成高
抵抗になる物質を塗布した後、焼成した高抵抗層を形成
しているための素体の適正な焼成温度と高抵抗層形成の
適正温度が合致せずその結果、素体の焼成温度に合せる
事になり良好な高抵抗層が出来ず放電耐量特性か低下し
ている。しかし、本実施例の様に、焼結素体の側面にト
リブトキシアルミニウムl (QC4H9)、のブタ
ノール溶液を塗布し、350℃で熱処理し高抵抗層3を
形成し、史にそのI4にガラスフリットを純水と結合剤
と共に混合したスラリーを塗布し450℃で焼成しガラ
ス被覆膜を形成した場合、一般のAj7203の焼成塗
膜の焼成温度に比べて低い温度で、トリブトキシアルミ
ニウムAΩ (OC4I9 ) 3が 2AjJ (OC4I9 )3→ AΩ203 + 3/2 C,I Hg OH+オレフ
ィン(1) と熱分解反応し、Ag2O3の焼成塗膜を形成する。
ついて、従来の構成による非直線抵抗体と比較しながら
説明する。上述のようにして完成した非直線抵抗体に2
[O8の矩形波電流を5回印加して、放電耐量の測定を
行った。第4図に、縦軸に度数、横軸に素子が耐えたエ
ネルギーの値をとり分布図にして示した。曲線Aは本発
明の、曲線Bは従来の製造方法による非直線抵抗体の放
電耐量特性である。図から明らかなように、従来の製造
方法による非直線抵抗体の放電耐量特性でバラツキか大
きく、耐量エネルギーも小さいことに対して、本実施例
の製造方法による非直線抵抗体では、バラツキが小さく
、放電耐量特性が良好であることがわかる。したがって
、焼結素体1の側面にトリブトキシアルミニウム Aβ (OC4H9)3のブタノール溶液を塗布し、例
えば350°Cで熱処理し、塗布物質を熱分解反応によ
り、焼結索体の側面に高抵抗層3を形成し、更に、ガラ
スフリット、純水と結合剤を混合したスラリーを塗布し
例えば450℃で焼成しガラス被覆膜を形成することに
より、優れた放電耐量特性をもつ非直線抵抗体が得られ
ることは明らかである。本実施例により、優れた放電耐
量特性をもつ非直線抵抗体が得られる理由は次の様に考
えられ5 6 る。前述の様に従来の方法では、仮焼した素体に焼成高
抵抗になる物質を塗布した後、焼成した高抵抗層を形成
しているための素体の適正な焼成温度と高抵抗層形成の
適正温度が合致せずその結果、素体の焼成温度に合せる
事になり良好な高抵抗層が出来ず放電耐量特性か低下し
ている。しかし、本実施例の様に、焼結素体の側面にト
リブトキシアルミニウムl (QC4H9)、のブタ
ノール溶液を塗布し、350℃で熱処理し高抵抗層3を
形成し、史にそのI4にガラスフリットを純水と結合剤
と共に混合したスラリーを塗布し450℃で焼成しガラ
ス被覆膜を形成した場合、一般のAj7203の焼成塗
膜の焼成温度に比べて低い温度で、トリブトキシアルミ
ニウムAΩ (OC4I9 ) 3が 2AjJ (OC4I9 )3→ AΩ203 + 3/2 C,I Hg OH+オレフ
ィン(1) と熱分解反応し、Ag2O3の焼成塗膜を形成する。
更にガラスフリットは、〜450℃でガラス被覆膜を形
成する。勿論セラミックコーティング材料に合った適正
な熱処理条件度を選べる事から良好な高抵抗層が形成さ
れた放電耐量特性が良好で、かつ耐量特性のバラツキが
小さくなると考えられる。本実施例によれば、素体1に
側面にトリブトキシアルミニウムAI)(OC4I9
)3のブタノール溶液を塗布し、350℃で乾燥、硬化
させ高抵抗層3を形成し更に、その上にガラスフリット
を純水1合剤と共に混合したスラリーを塗布し450℃
で焼成しガラス被覆膜を形成すれば、放電耐量特性に優
れた、信頼性の高い非直線抵抗体を提供することができ
る。
成する。勿論セラミックコーティング材料に合った適正
な熱処理条件度を選べる事から良好な高抵抗層が形成さ
れた放電耐量特性が良好で、かつ耐量特性のバラツキが
小さくなると考えられる。本実施例によれば、素体1に
側面にトリブトキシアルミニウムAI)(OC4I9
)3のブタノール溶液を塗布し、350℃で乾燥、硬化
させ高抵抗層3を形成し更に、その上にガラスフリット
を純水1合剤と共に混合したスラリーを塗布し450℃
で焼成しガラス被覆膜を形成すれば、放電耐量特性に優
れた、信頼性の高い非直線抵抗体を提供することができ
る。
更に、本実施例において使用されるガラスフリットは7
0X 10−71 /℃以下の熱膨張係数のものである
が熱膨張係数が70X to−71/℃以上のガラフリ
ットでは放電耐量特性が劣り素体が破壊したり亀裂が入
ってしまうからである。その原因は明らかではないが次
の様に考えられる。非直線抵抗体の様なセラミックスを
焼結すると残留応力が存在7 8 することがある。原因としては混合工程における不均質
混合、焼成工程における不均一温度分布、雰囲気むら等
がある。これ等が影響し合って素体が不均一な収縮をす
ることによって残留応力を生じるものと考えられている
。
0X 10−71 /℃以下の熱膨張係数のものである
が熱膨張係数が70X to−71/℃以上のガラフリ
ットでは放電耐量特性が劣り素体が破壊したり亀裂が入
ってしまうからである。その原因は明らかではないが次
の様に考えられる。非直線抵抗体の様なセラミックスを
焼結すると残留応力が存在7 8 することがある。原因としては混合工程における不均質
混合、焼成工程における不均一温度分布、雰囲気むら等
がある。これ等が影響し合って素体が不均一な収縮をす
ることによって残留応力を生じるものと考えられている
。
ところが、熱膨張係数の異なる高抵抗層材料を塗布した
ものを焼結するとそれだけで残留応力を生じる。索体よ
り小さい熱膨張係数の材料を高抵抗層形成用として塗布
し焼結すると索体は十分に収縮仕切れず引張り応力が残
り逆に高抵抗層は索体の収縮力の影響を受は過剰に収縮
することから圧縮応力が残る。ところで非直線抵抗体の
熱膨張係数を行ったところ70X 10−71 /”C
でありた。従って70X 10−71 /℃以下の材料
を塗布すれば高抵抗層に圧縮応力が残り70X to−
71/℃以上の材料を塗布すれば高抵抗層に引張り応力
が残ることになる。
ものを焼結するとそれだけで残留応力を生じる。索体よ
り小さい熱膨張係数の材料を高抵抗層形成用として塗布
し焼結すると索体は十分に収縮仕切れず引張り応力が残
り逆に高抵抗層は索体の収縮力の影響を受は過剰に収縮
することから圧縮応力が残る。ところで非直線抵抗体の
熱膨張係数を行ったところ70X 10−71 /”C
でありた。従って70X 10−71 /℃以下の材料
を塗布すれば高抵抗層に圧縮応力が残り70X to−
71/℃以上の材料を塗布すれば高抵抗層に引張り応力
が残ることになる。
外周部からはいる破壊や亀裂に対して高抵抗層の圧縮応
力は有効に作用する。放電耐量試験による外周部で発生
する破壊や亀裂は、印加エネルギによって素体が熱膨張
するために発生する引張り熱応力に素体強度が耐えきれ
ない場合に発生すると考えられている。したがって索体
最外周部のガラス被覆膜に圧縮応力が残る本発明の素体
に耐量エネルギーが印加しても圧縮応力が無くなるまで
のエネルギーに消費にされることから見掛は上放電耐量
特性は大きな値を示すことになる。第5図にガラスフリ
ットの熱膨張係数と放電耐量特性の関係を示したが70
X 10−71 /℃以上になると悪化するのがわかる
。尚、前記実施例による索体のスラリー原料として、酸
化物原料を使用したが、これに限定されるものではなく
、焼結して酸化物になるものであれば良く、例えば、水
酸化物、炭酸化物、シュウ酸化物であっても同様の効果
を得ることができる。さらに、前記実施例で示した以外
の添加物を添加しても良い。例えば、非直線特性を向上
させる目的で他の成分を加えても良(、耐湿特性、耐電
圧特性をさらに向上させるため、非直線抵抗体の外側に
ガラス成分を焼付けても良い。
力は有効に作用する。放電耐量試験による外周部で発生
する破壊や亀裂は、印加エネルギによって素体が熱膨張
するために発生する引張り熱応力に素体強度が耐えきれ
ない場合に発生すると考えられている。したがって索体
最外周部のガラス被覆膜に圧縮応力が残る本発明の素体
に耐量エネルギーが印加しても圧縮応力が無くなるまで
のエネルギーに消費にされることから見掛は上放電耐量
特性は大きな値を示すことになる。第5図にガラスフリ
ットの熱膨張係数と放電耐量特性の関係を示したが70
X 10−71 /℃以上になると悪化するのがわかる
。尚、前記実施例による索体のスラリー原料として、酸
化物原料を使用したが、これに限定されるものではなく
、焼結して酸化物になるものであれば良く、例えば、水
酸化物、炭酸化物、シュウ酸化物であっても同様の効果
を得ることができる。さらに、前記実施例で示した以外
の添加物を添加しても良い。例えば、非直線特性を向上
させる目的で他の成分を加えても良(、耐湿特性、耐電
圧特性をさらに向上させるため、非直線抵抗体の外側に
ガラス成分を焼付けても良い。
9
本実施例はφ100 X t 22のものを示したが容
量の小さなものでも同じ効果がある事を確認している。
量の小さなものでも同じ効果がある事を確認している。
さらに非直線抵抗体が大容量化した場合の効果は今まで
述べてきた理由により明らかである。
述べてきた理由により明らかである。
セラミックコーティング材料のトリブトキシアルミニウ
ムのアルキル基をメチル基、エチル基、プロピル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基と変えた、一般のアルミニウム・
アルコキシドを用いても、上記実施例と同じ効果が得ら
れることが分った。
ムのアルキル基をメチル基、エチル基、プロピル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基と変えた、一般のアルミニウム・
アルコキシドを用いても、上記実施例と同じ効果が得ら
れることが分った。
また、一般式M(OR)n(ただし、Mは金属、Rはア
ルキル基)で表される金属アルコキシドに於いて金属M
をチタン、ジルコニア、ケイ素、鉄。
ルキル基)で表される金属アルコキシドに於いて金属M
をチタン、ジルコニア、ケイ素、鉄。
銅、クロム、マグネシウムとした金属アルコキシドを用
いても、実施例と同じ効果が得られる。この理由は、実
施例の(1)式を、 M (OR) n →MOn +n/2 R(OH)+
オレフィン (2) として考えれば、実施例と同様に考えられる。したがっ
て、高抵抗層原料としてのアルコキシドは、上記実施例
に限らず、一般のアルコキシドでも、0 同様の効果が得られると考えられる。
いても、実施例と同じ効果が得られる。この理由は、実
施例の(1)式を、 M (OR) n →MOn +n/2 R(OH)+
オレフィン (2) として考えれば、実施例と同様に考えられる。したがっ
て、高抵抗層原料としてのアルコキシドは、上記実施例
に限らず、一般のアルコキシドでも、0 同様の効果が得られると考えられる。
次に、本発明の第4の実施例を説明する。この実施例で
は高抵抗層が50X 70−71 /℃の熱膨張係数の
低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物より生
成されている。具体的には、50X70−71/℃の熱
膨張係数の低融点ガラスフリットに耐火性充填剤として
の長石を20vt%加えた混合物を純水、結合剤ととも
に混合したスラリーを塗布し、例えば450℃で焼成し
ガラス被覆膜が形成された。
は高抵抗層が50X 70−71 /℃の熱膨張係数の
低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物より生
成されている。具体的には、50X70−71/℃の熱
膨張係数の低融点ガラスフリットに耐火性充填剤として
の長石を20vt%加えた混合物を純水、結合剤ととも
に混合したスラリーを塗布し、例えば450℃で焼成し
ガラス被覆膜が形成された。
尚、その他の非直線抵抗体の製造工程は前述の第3の実
施例のそれと同一とした。
施例のそれと同一とした。
そして、このようにして得られた非直線抵抗体の放電耐
量特性を第6図に示す。また、ガラスフリットの熱膨張
係数と放電耐量特性の関係を第7図に示す。
量特性を第6図に示す。また、ガラスフリットの熱膨張
係数と放電耐量特性の関係を第7図に示す。
両図かられかるように、第3の実施例と同様な作用によ
り、70x 10= 1 /℃以下の熱膨張係数を有す
る低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物で高
抵抗層を形成することで、放電耐量特性の向上が図られ
ている。
り、70x 10= 1 /℃以下の熱膨張係数を有す
る低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物で高
抵抗層を形成することで、放電耐量特性の向上が図られ
ている。
1
2
尚、耐火性充填剤としてアルミナ、シリカ、マグネシア
、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、タルク、
粘土の内生なくとも一種含有するものは長石と同様な効
果が得られた。
、ジルコニア、ムライト、コーディエライト、タルク、
粘土の内生なくとも一種含有するものは長石と同様な効
果が得られた。
また、本実施例においても第3の実施系と同様な変形例
に適用することができる。
に適用することができる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明においては、焼結後高抵抗層
やセラミックコーティング膜である第一の層と、この第
一の層上に設け350〜800℃の軟化点を持つ低融点
ガラスフリット、350〜800℃の軟化点を持つ低融
点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物、70X
10−71 /℃以下の熱膨張係数を有する低融点ガラ
スフリットあるいは70×10−71 /℃以下の熱膨
張係数を有する低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤
の混合物から成る第二の層とで形成することにより、素
体、高抵抗層に適正な焼成温度を選ぶことができ、放電
耐量特性を向上した信頼性の高い非直線抵抗体を提供す
ることができる。
やセラミックコーティング膜である第一の層と、この第
一の層上に設け350〜800℃の軟化点を持つ低融点
ガラスフリット、350〜800℃の軟化点を持つ低融
点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合物、70X
10−71 /℃以下の熱膨張係数を有する低融点ガラ
スフリットあるいは70×10−71 /℃以下の熱膨
張係数を有する低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤
の混合物から成る第二の層とで形成することにより、素
体、高抵抗層に適正な焼成温度を選ぶことができ、放電
耐量特性を向上した信頼性の高い非直線抵抗体を提供す
ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す非直線抵抗体の断面図
、第2図は本発明の第1の実施例で得た非直線抵抗体の
放電耐量特性図、第3図は本発明の第2の実施例で得た
非直線抵抗体の放電耐量特性図、第4図は本発明の第3
の実施例で得た非直線抵抗体の放電耐量特性図、第5図
は本発明の第3の実施例で得た非直線抵抗体の熱膨張係
数に対する放電耐量特性図、第6図は本発明の第4の実
施例で得た非直線抵抗体の放電耐量特性図、第7図は本
発明の第4の実施例で得た非直線抵抗体の熱膨張係数に
対する放電耐量特性図である。 1・・・素体、 2・・・電極、3・・・高
抵抗層。
、第2図は本発明の第1の実施例で得た非直線抵抗体の
放電耐量特性図、第3図は本発明の第2の実施例で得た
非直線抵抗体の放電耐量特性図、第4図は本発明の第3
の実施例で得た非直線抵抗体の放電耐量特性図、第5図
は本発明の第3の実施例で得た非直線抵抗体の熱膨張係
数に対する放電耐量特性図、第6図は本発明の第4の実
施例で得た非直線抵抗体の放電耐量特性図、第7図は本
発明の第4の実施例で得た非直線抵抗体の熱膨張係数に
対する放電耐量特性図である。 1・・・素体、 2・・・電極、3・・・高
抵抗層。
Claims (4)
- (1)酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に高抵抗層
を設けた非直線抵抗体において、該高抵抗層はセラミッ
クコーティング膜である第一の層と、この第一の層上に
設けられた350〜800℃の軟化点を持つ低融点ガラ
スフリットにより生成された第二の層から成ることを特
徴とする非直線抵抗体。 - (2)酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に高抵抗層
を設けた非直線抵抗体において、該高抵抗層はセラミッ
クコーティング膜である第一の層と、この第一の層上に
設けられた350〜800℃の軟化点を持つ低融点ガラ
スフリット及び耐火性充填剤の混合物より生成された第
二の層から成ることを特徴とする非直線抵抗体。 - (3)酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に高抵抗層
を設けた非直線抵抗体において、該高抵抗層はセラミッ
クコーティング膜である第一の層と、この第一の層上に
設けられた70×10^−^71/℃以下の熱膨張係数
を有する低融点ガラスフリットにより生成された第二の
層から成ることを特徴とする非直線抵抗体。 - (4)酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に高抵抗層
を設けた非直線抵抗体において、該高抵抗層はセラミッ
クコーティング膜である第一の層と、この第一の層上に
設けられた70×10^−^71/℃以下の熱膨張係数
を有する低融点ガラスフリット及び耐火性充填剤の混合
物より生成された第二の層から成ることを特徴とする非
直線抵抗体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1296106A JP2735320B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1296106A JP2735320B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 非直線抵抗体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03157901A true JPH03157901A (ja) | 1991-07-05 |
JP2735320B2 JP2735320B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17829215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1296106A Expired - Fee Related JP2735320B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | 非直線抵抗体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2735320B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000235905A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Meidensha Corp | 非直線抵抗体の製造方法 |
JP2000243607A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Meidensha Corp | 非直線抵抗体の製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0389501A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Hitachi Ltd | 電圧非直線抵抗体及びその製法 |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1296106A patent/JP2735320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0389501A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Hitachi Ltd | 電圧非直線抵抗体及びその製法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000235905A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Meidensha Corp | 非直線抵抗体の製造方法 |
JP2000243607A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Meidensha Corp | 非直線抵抗体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2735320B2 (ja) | 1998-04-02 |
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