JPH0435885B2 - - Google Patents
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- JPH0435885B2 JPH0435885B2 JP62281058A JP28105887A JPH0435885B2 JP H0435885 B2 JPH0435885 B2 JP H0435885B2 JP 62281058 A JP62281058 A JP 62281058A JP 28105887 A JP28105887 A JP 28105887A JP H0435885 B2 JPH0435885 B2 JP H0435885B2
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直
線抵抗体の製造方法に関し、とくにサージ耐量な
どの電気的特性のばらつきが少ない品質の良好な
電圧非直線抵抗体を得ようとするものである。 （従来の技術） 従来から、酸化亜鉛を主成分としBi2O3，Sb2
O3，SiO2，Co2O3，MnO2等の少量の添加物を含
有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すこと
が広く知られており、その性質を利用して避雷器
等に使用されている。 特に避雷器として使用した場合、落雷により過
大な電流が流れても、その電流を通常は絶縁体で
あり所定電圧よりも過大な電圧が印加されると導
体となる電圧非直線抵抗体により接地するため落
雷による事故を防止することができる。 かような電圧非直線抵抗体は、具体的に上記の
成分よりなる混合物を所望の形状に加圧成形した
のち、焼成し、得られた焼結体に電極を付設する
各工程を経て製造されている。 （発明が解決しようとする問題点） ところで上記の電圧非直線抵抗体は、雷等のサ
ージが印加された場合に主として素子側面に沿つ
た放電いわゆる沿面放電が生じ素子が破壊するた
め、円周側面に絶縁被覆層を設けてあるが、この
絶縁被覆層の形成状態によつては沿面放電を防止
する効果が極めて小さいという不利があつた。す
なわち、抵抗体の端面部近傍における絶縁被覆層
および焼結体素子の接合面の電界集中を原因とし
て沿面放電を防止できない欠点があつた。 この発明の目的は、上述した不具合を解消し、
沿面放電を防止して安定した電気的諸特性、特に
サージ耐量の良好な電圧非直線抵抗体を提供する
ところにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、酸化亜鉛粉末と金属酸化物との混合
物を加圧成形する工程と、加圧成形にて得られた
成形体を仮焼成したのちその側面に絶縁被覆層を
形成し、さらに本焼成する工程及び本焼成にて得
られた焼結体の端面に電極を付設する工程を経る
ことにより電圧非直線抵抗体を製造するに当り、 上記加圧成形工程において、電極を付設する端
面と絶縁被覆層を形成する側面との交差する縁部
に面取部を備えた成形体を成形し、仮焼後、該面
取部に中間部より厚く絶縁被覆層を形成して本焼
成を経た焼結体の端面に面取部の一部を残留させ
た平滑研摩を施すことを特徴とする。 （作用） さて、この発明では電圧非直線抵抗体を製造す
るに当り、まず混合粉末の加圧成形工程におい
て、面取部を設けた成形体を成形し、仮焼後、該
面取部に中間部より厚く絶縁被覆層を形成し、そ
して該仮焼体の本焼成後、のちの工程において電
極を付設する端面に、面取部の一部を残留させる
ように研磨を施す。このような操作を経ることに
より焼結体の両縁部近傍における絶縁被覆層の厚
みを、その間における領域よりも厚くして、両縁
部近傍での絶縁被覆層と焼結体との間の電界集中
を緩和し、良好な電流障壁を形成できるのでサー
ジ耐量が向上し、雷サージ時の沿面放電等の問題
を効果的に防止できる。 なお、面取部を設けた成形体を加圧成形する際
に用いる金型のダイスおよびパンチは、成形すべ
き混合粉体の脱気をスムーズに行わしめるため、
その隙間を少なくとも0.005以上mmに、より好ま
しくは0.01〜0.04mmに設定するのがよい。 次に、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗
体の好適製造要領につき以下述べる。 所定の粒度に調整した酸化亜鉛の主原料と所定
粒度に調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸
化マンガン、酸化アンチモン、酸化クロム、酸化
ケイ素、酸化ニツケル等よりなる添加物および好
ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスの所
定量を混合する。次いでこれらの原料粉末に対し
て所定量のポリビニルアルコール水溶液および酸
化アルミニウム源として硝酸アルミニウム溶液の
所定量を添加する。この混合操作は好ましくは乳
化機を用いる。 次に好ましくは200mmHg以下の真空度で減圧脱
気を行い混合泥漿を得る。混合泥漿の水分量は30
〜35wt％程度に、またその混合泥漿の粘度は
100cP±50とするのが好ましい。 次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給し
て平均粒径50〜150μm、好ましくは80〜120μm
で、水分量が0.5〜2.0wt％、より好ましくは0.9〜
1.5wt％の造粒粉を造粒する。 次に得られた造粒粉を、形成工程において、成
形圧力800〜1000Kg／cm2の下で上述した所定の形
状に成形する。そしてその成形体を昇降温度50〜
70℃／hrで800〜1000℃、保持時間１〜５時間と
いう条件で仮焼成して結合剤を飛散除去する。 次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を
形成する。絶縁被覆層は具体的に酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の所定
量に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチル
カルビトール、酢酸ｎブチル等を加えた酸化物ペ
ーストよりなるものとし、これを100〜300μmの
厚さで仮焼体側面に塗布する。 ここで仮焼体の側面両端部近傍における絶縁被
覆層の塗布厚は、その中間領域のそれよりも1.2
〜3.0倍厚くなるようにすると好ましい。 次にこれを昇降温度30〜60℃／hr、1000〜1300
℃で好ましくは1100〜1250℃で２〜７時間という
条件で本焼成する。 なお、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセ
ルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎブチル等
を加えたガラスペーストを前記絶縁被覆層上に
100〜300μmの厚さに塗布し、空気中で昇降温速
度100〜200℃／hr、400〜600℃で0.5〜２時間と
いう条件で熱処理することによりガラス層を形成
すると好ましい。 次に、得られた素体の電極形成面を平滑に研摩
するが、この際、素体に形成した面取部を一部残
留させるように研摩する。なお、好ましくは面取
部が1.0〜5.0mm残るように研磨する。 そして最後に溶射により電極形成面に例えばア
ルミニウム電極を設ける。 なお、電極は両端面全面あるいは端部より0.5
〜1.5mmの内側に設けてもよい。 （実施例） 上述した要領にて作製した外径Ｄ：47.0mm、厚
さｔ：22.5mmの電圧非直線抵抗体（縁部直線状の
面取部あり、第１図参照）において、この発明を
適用して得られた研磨後に種々の面取寸法になる
試料No.１〜９と、この発明を適用せずに得られた
試料No.10を準備し、それぞれの雷サージ耐量、開
閉サージ耐量を調査した。 ここに雷サージ耐量は、100KAおよび120KA
の電流を４／10μsの電流波形で２回繰り返し印加
した後に破壊したものを×、破壊しなかつたもの
を○で示し、また開閉サージ耐量は、1000A、
1100Aおよび1200Aの電流を2msの電流波形で20
回繰り返し印加した後に破壊したものを×、また
破壊しなかつたものを○で示した。 その結果を表−１に示す。
線抵抗体の製造方法に関し、とくにサージ耐量な
どの電気的特性のばらつきが少ない品質の良好な
電圧非直線抵抗体を得ようとするものである。 （従来の技術） 従来から、酸化亜鉛を主成分としBi2O3，Sb2
O3，SiO2，Co2O3，MnO2等の少量の添加物を含
有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すこと
が広く知られており、その性質を利用して避雷器
等に使用されている。 特に避雷器として使用した場合、落雷により過
大な電流が流れても、その電流を通常は絶縁体で
あり所定電圧よりも過大な電圧が印加されると導
体となる電圧非直線抵抗体により接地するため落
雷による事故を防止することができる。 かような電圧非直線抵抗体は、具体的に上記の
成分よりなる混合物を所望の形状に加圧成形した
のち、焼成し、得られた焼結体に電極を付設する
各工程を経て製造されている。 （発明が解決しようとする問題点） ところで上記の電圧非直線抵抗体は、雷等のサ
ージが印加された場合に主として素子側面に沿つ
た放電いわゆる沿面放電が生じ素子が破壊するた
め、円周側面に絶縁被覆層を設けてあるが、この
絶縁被覆層の形成状態によつては沿面放電を防止
する効果が極めて小さいという不利があつた。す
なわち、抵抗体の端面部近傍における絶縁被覆層
および焼結体素子の接合面の電界集中を原因とし
て沿面放電を防止できない欠点があつた。 この発明の目的は、上述した不具合を解消し、
沿面放電を防止して安定した電気的諸特性、特に
サージ耐量の良好な電圧非直線抵抗体を提供する
ところにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、酸化亜鉛粉末と金属酸化物との混合
物を加圧成形する工程と、加圧成形にて得られた
成形体を仮焼成したのちその側面に絶縁被覆層を
形成し、さらに本焼成する工程及び本焼成にて得
られた焼結体の端面に電極を付設する工程を経る
ことにより電圧非直線抵抗体を製造するに当り、 上記加圧成形工程において、電極を付設する端
面と絶縁被覆層を形成する側面との交差する縁部
に面取部を備えた成形体を成形し、仮焼後、該面
取部に中間部より厚く絶縁被覆層を形成して本焼
成を経た焼結体の端面に面取部の一部を残留させ
た平滑研摩を施すことを特徴とする。 （作用） さて、この発明では電圧非直線抵抗体を製造す
るに当り、まず混合粉末の加圧成形工程におい
て、面取部を設けた成形体を成形し、仮焼後、該
面取部に中間部より厚く絶縁被覆層を形成し、そ
して該仮焼体の本焼成後、のちの工程において電
極を付設する端面に、面取部の一部を残留させる
ように研磨を施す。このような操作を経ることに
より焼結体の両縁部近傍における絶縁被覆層の厚
みを、その間における領域よりも厚くして、両縁
部近傍での絶縁被覆層と焼結体との間の電界集中
を緩和し、良好な電流障壁を形成できるのでサー
ジ耐量が向上し、雷サージ時の沿面放電等の問題
を効果的に防止できる。 なお、面取部を設けた成形体を加圧成形する際
に用いる金型のダイスおよびパンチは、成形すべ
き混合粉体の脱気をスムーズに行わしめるため、
その隙間を少なくとも0.005以上mmに、より好ま
しくは0.01〜0.04mmに設定するのがよい。 次に、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗
体の好適製造要領につき以下述べる。 所定の粒度に調整した酸化亜鉛の主原料と所定
粒度に調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸
化マンガン、酸化アンチモン、酸化クロム、酸化
ケイ素、酸化ニツケル等よりなる添加物および好
ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスの所
定量を混合する。次いでこれらの原料粉末に対し
て所定量のポリビニルアルコール水溶液および酸
化アルミニウム源として硝酸アルミニウム溶液の
所定量を添加する。この混合操作は好ましくは乳
化機を用いる。 次に好ましくは200mmHg以下の真空度で減圧脱
気を行い混合泥漿を得る。混合泥漿の水分量は30
〜35wt％程度に、またその混合泥漿の粘度は
100cP±50とするのが好ましい。 次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給し
て平均粒径50〜150μm、好ましくは80〜120μm
で、水分量が0.5〜2.0wt％、より好ましくは0.9〜
1.5wt％の造粒粉を造粒する。 次に得られた造粒粉を、形成工程において、成
形圧力800〜1000Kg／cm2の下で上述した所定の形
状に成形する。そしてその成形体を昇降温度50〜
70℃／hrで800〜1000℃、保持時間１〜５時間と
いう条件で仮焼成して結合剤を飛散除去する。 次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を
形成する。絶縁被覆層は具体的に酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の所定
量に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチル
カルビトール、酢酸ｎブチル等を加えた酸化物ペ
ーストよりなるものとし、これを100〜300μmの
厚さで仮焼体側面に塗布する。 ここで仮焼体の側面両端部近傍における絶縁被
覆層の塗布厚は、その中間領域のそれよりも1.2
〜3.0倍厚くなるようにすると好ましい。 次にこれを昇降温度30〜60℃／hr、1000〜1300
℃で好ましくは1100〜1250℃で２〜７時間という
条件で本焼成する。 なお、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセ
ルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎブチル等
を加えたガラスペーストを前記絶縁被覆層上に
100〜300μmの厚さに塗布し、空気中で昇降温速
度100〜200℃／hr、400〜600℃で0.5〜２時間と
いう条件で熱処理することによりガラス層を形成
すると好ましい。 次に、得られた素体の電極形成面を平滑に研摩
するが、この際、素体に形成した面取部を一部残
留させるように研摩する。なお、好ましくは面取
部が1.0〜5.0mm残るように研磨する。 そして最後に溶射により電極形成面に例えばア
ルミニウム電極を設ける。 なお、電極は両端面全面あるいは端部より0.5
〜1.5mmの内側に設けてもよい。 （実施例） 上述した要領にて作製した外径Ｄ：47.0mm、厚
さｔ：22.5mmの電圧非直線抵抗体（縁部直線状の
面取部あり、第１図参照）において、この発明を
適用して得られた研磨後に種々の面取寸法になる
試料No.１〜９と、この発明を適用せずに得られた
試料No.10を準備し、それぞれの雷サージ耐量、開
閉サージ耐量を調査した。 ここに雷サージ耐量は、100KAおよび120KA
の電流を４／10μsの電流波形で２回繰り返し印加
した後に破壊したものを×、破壊しなかつたもの
を○で示し、また開閉サージ耐量は、1000A、
1100Aおよび1200Aの電流を2msの電流波形で20
回繰り返し印加した後に破壊したものを×、また
破壊しなかつたものを○で示した。 その結果を表−１に示す。
【表】
表−１から明らかなように、この発明に従つて
製造された電圧非直線抵抗体である試料No.1〜
９は、何れもサージ耐量が良好であることが確か
められた。 実施例 ２ 実施例−１と同様の要領にて作製した外径Ｄ：
47、厚さｔ：22.5mmで端部に円弧状の面取部を有
する電圧非直線抵抗体（第２図参照）において、
この発明を適用して得られた試料No.11〜16と、こ
の発明を適用せずに得られた試料No.17を準備し、
それぞれの雷サージ耐量、開閉サージ耐量を調査
した。その結果を表−２に示す。
製造された電圧非直線抵抗体である試料No.1〜
９は、何れもサージ耐量が良好であることが確か
められた。 実施例 ２ 実施例−１と同様の要領にて作製した外径Ｄ：
47、厚さｔ：22.5mmで端部に円弧状の面取部を有
する電圧非直線抵抗体（第２図参照）において、
この発明を適用して得られた試料No.11〜16と、こ
の発明を適用せずに得られた試料No.17を準備し、
それぞれの雷サージ耐量、開閉サージ耐量を調査
した。その結果を表−２に示す。
【表】
【表】
表−２から明らかなように、この発明に従つて
製造された電圧非直線抵抗体である試料No.11〜16
は、実施例−１と同様何れもサージ耐量が良好で
あることが確かめられた。 実施例 ３ 実施例−１と同様の要領にて作成した本焼成体
で外径Ｄ：47mm、厚さｔ：25mm、ｄ：5.0mm、
ｅ：3.0mmの面取部を設けた電圧非直線抵抗体
（第３図参照）の研摩工程において、電極を付与
すべき両端面の研摩量ｄを種々変更して得た電圧
非直線抵抗体を準備し、それぞれのサージ耐量に
ついて調査した。その結果を表−３に示す。
製造された電圧非直線抵抗体である試料No.11〜16
は、実施例−１と同様何れもサージ耐量が良好で
あることが確かめられた。 実施例 ３ 実施例−１と同様の要領にて作成した本焼成体
で外径Ｄ：47mm、厚さｔ：25mm、ｄ：5.0mm、
ｅ：3.0mmの面取部を設けた電圧非直線抵抗体
（第３図参照）の研摩工程において、電極を付与
すべき両端面の研摩量ｄを種々変更して得た電圧
非直線抵抗体を準備し、それぞれのサージ耐量に
ついて調査した。その結果を表−３に示す。
【表】
表−３より明らかなように、この発明に伴い、
面取部の一部を残留させるように研摩した電圧非
直線抵抗体（試料No.18〜21）は、面取部を除去す
るよう平滑に研摩した抵抗体（試料No.22）に比較
し良好な結果が得られた。 （発明の効果） かくしてこの発明によれば、沿面放電を防止で
き、その結果安定した電気特性、とくに雷サージ
や開閉サージ特性および課電寿命特性の良好な電
圧非直線抵抗体を得ることができる。
面取部の一部を残留させるように研摩した電圧非
直線抵抗体（試料No.18〜21）は、面取部を除去す
るよう平滑に研摩した抵抗体（試料No.22）に比較
し良好な結果が得られた。 （発明の効果） かくしてこの発明によれば、沿面放電を防止で
き、その結果安定した電気特性、とくに雷サージ
や開閉サージ特性および課電寿命特性の良好な電
圧非直線抵抗体を得ることができる。
第１図、第２図および第３図は、電圧非直線抵
抗体の断面模式図である。
抗体の断面模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化亜鉛粉末と金属酸化物との混合物を加圧
成形する工程と、加圧成形にて得られた成形体を
仮焼成したのちその側面に絶縁被覆層を形成し、
さらに本焼成する工程及び本焼成にて得られた焼
結体の端面に電極を付設する工程を経ることによ
り電圧非直線抵抗体を製造するに当り、 上記加圧成形工程において、電極を付設する端
面と絶縁被覆層を形成する側面との交差する縁部
に面取部を備えた成形体を成形し、仮焼後、該面
取部に中間部より厚く絶縁被覆層を形成して、本
焼成を経た焼結体の端面に面取部の一部を残留さ
せた平滑研摩を施すことを特徴とする電圧非直線
抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62281058A JPH01123401A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62281058A JPH01123401A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01123401A JPH01123401A (ja) | 1989-05-16 |
| JPH0435885B2 true JPH0435885B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=17633722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62281058A Granted JPH01123401A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01123401A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4981900A (ja) * | 1972-12-14 | 1974-08-07 | ||
| JPS56148801A (en) * | 1980-04-19 | 1981-11-18 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Voltage nonlinear resistance structure and method of manufacturing same |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP62281058A patent/JPH01123401A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4981900A (ja) * | 1972-12-14 | 1974-08-07 | ||
| JPS56148801A (en) * | 1980-04-19 | 1981-11-18 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Voltage nonlinear resistance structure and method of manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01123401A (ja) | 1989-05-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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