JPH0436559Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電圧非直線抵抗体と、放電電極間に
形成した放電間隙との並列接続構造を有するサー
ジ吸収素子に係り、特に、複数の素子を同一空間
内で共通接続及びデルタ接続により一体化するこ
とにより、多相回路の接地用及び線間用として好
適に使用し得る複合型サージ吸収素子に関する。

［従来の技術］ 従来、電子機器に加わる過度的な異常電圧や誘
導雷等のサージから電子回路素子を保護するた
め、電圧非直線抵抗体より成るバリスタや、気密
容器中に封入した放電間隙の放電現象を利用する
アレスタ等のサージ吸収素子が広く使用されてお
り、本出願人も既にバリスタとアレスタとの並列
接続構造を有するサージ吸収素子を提案（特開昭
59−157981、実開昭60−32783等）している。

上記サージ吸収素子８は、第４図に示す如く、
電圧非直線抵抗体２の両端に、放電間隙５を隔て
て相対向させて一対の放電電極４，４を接続し、
これを放電ガスと共に気密容器７中に封入して外
部端子６，６を導出した構造を有している。

上記構成のサージ吸収素子８に、該素子のクリ
ツプ電圧以上の電圧を有するサージが印加される
と、まずバリスタ動作によつて直ちに電圧非直線
抵抗体２を通じて電流が流れてサージ吸収が開始
され、上記抵抗体２の抵抗値とサージ電流値との
積による電圧降下が上記抵抗体２の両端間に生じ
る。電流量が増加するのに伴つてこの電圧降下も
増大し、これが上記放電電極４，４間の放電開始
電圧を越えると、放電電極４，４間の電圧非直線
抵抗体２に近い領域で励起放電が生じ、その付勢
によつて瞬時に、放電電極４，４間の外側の領域
に放電が転移して大電流を通ずる主放電たるアー
ク放電が生成し、このアレスタ動作によつてサー
ジが吸収される。このように、上記サージ吸収素
子８は、バリスタの即応性とアレスタの大電流耐
量性とを合わせもつ優れたサージ吸収特性を有す
るものである。

ところで、上記サージ吸収素子を多相回路に使
用するに際しては、電源線或いは信号線の各線そ
れぞれとアースとの間に単一素子を個々に接続し
て回路に組み込んで、線・アース間より侵入して
くるコモンモードサージを吸収させ、さらに必要
により、各線間にも単一素子を個々に接続して、
線間より侵入してくるノルマルモードサージを吸
収させている。

例えば、単相回路の場合には、第５図Ａに示す
如く、線ａ，ｂそれぞれとアースとの間及び必要
により線ａ，ｂ間に各１個、合計３個のサージ吸
収素子８を接続し、また三相回路の場合には、第
５図Ｂに示す如く、線ａ，ｂ，ｃそれぞれとアー
スとの間及び必要により線ａ，ｂ，ｃ間に各１
個、合計６個のサージ吸収素子８を接続してい
る。

［考案が解決しようとする課題］ ところが上述の如く、単一素子を個々に接続す
る方法にあつては、多くの素子が必要とされるた
め、広い組み込みスペースを要する上にサージ対
策費用が嵩み、しかも接続作業が煩雑になるとい
う問題がある。

また、連続サージが印加された場合に、各素子
の放電特性のバラツキに基づく放電遅れによつ
て、電子機器側にサージが印加されるおそれがあ
つた。

本考案は上述の点に鑑み案出されたもので、バ
リスタの即応性とアレスタの大電流耐量性とを兼
ね備えると共に、２線式回路の線・アース間及び
線間並びに３線式回路の線間への接続が簡単であ
り、しかも小型で多相回路への組み込みスペース
が少なくて済む上に、サージ対策費用を削減で
き、さらに各素子の放電遅れを防止できる複合型
サージ吸収素子を実現することを目的とするもの
である。

［問題を解決するための手段］ 以上の目的を達成するため本考案に係る複合型
サージ吸収素子は、断面略矩形状の環状体と成さ
れた電圧非直線抵抗体の一方の面に複数の分割バ
リスタ電極をそれぞれ所定の間隔をおいて設け、
他方の面に各分割バリスタ電極と対向する共通バ
リスタ電極を設け、上記分割バリスタ電極に、そ
れぞれ２つの先端部を有する断面略コの字形状と
成された分割放電電極を、それらの両先端部が上
記共通バリスタ電極側に向くと共に、各分割放電
電極相互間に所定の放電間隙が形成されるように
接続し、かつ、上記共通バリスタ電極に、２つの
先端部を有する断面略コの字形状と成された共通
放電電極を、その両先端部と上記各分割放電電極
の両先端部とが所定の間隔を隔てて対向するよう
に接続して、上記電圧非直線抵抗体の外周面側及
び内周面側に複数の放電間隙を形成し、これら全
体を放電ガスと共に気密容器内に封入し、もつて
上記電圧非直線抵抗体に於ける上記分割バリスタ
電極と共通バリスタ電極とに挟まれた各部分と上
記分割放電電極と共通放電電極との間に形成され
た各放電間隙との並列接続構造を備えた複数のサ
ージ吸収素子と、上記電圧非直線抵抗体に於ける
上記分割バリスタ電極相互間に位置する各部分と
上記分割放電電極相互間に形成された各放電間隙
との並列接続構造を備えた複数のサージ吸収素子
とを、同一空間内に於いて共通接続及びデルタ接
続により一体化して成るよう構成した。

上記分割バリスタ電極及び分割放電電極の数
は、例えば、それぞれ３個づつから成るよう構成
される。

［作用］ 上記複合型サージ吸収素子を構成する各サージ
吸収素子は、バリスタの即応性とアレスタの大電
流耐量性とを合わせもつ、優れたサージ吸収特性
を有する。すなわち、各サージ吸収素子に、各素
子のクリツプ電圧以上の電圧を有するサージが印
加されると、まずバリスタ動作によつて直ちに電
圧非直線抵抗体を通じて電流が流れてサージ吸収
が開始され、上記抵抗体の抵抗値とサージ電流値
との積による電圧降下が上記抵抗体の両端間に生
じる。電流量が増加するのに伴つてこの電圧降下
も増大し、これが上記放電電極間の放電開始電圧
を越えると、放電電極間の電圧非直線抵抗体に近
い領域で励起放電が生じ、その付勢によつて瞬時
に、放電電極間の外側の領域に放電が転移して大
電流を通ずる主放電たるアーク放電が生成し、こ
のアレスタ動作によつてサージが吸収される。

上記複合型サージ吸収素子を多相回路に実装す
るには、共通バリスタ電極をアースに、各分割バ
リスタ電極を各線にそれぞれ接続すれば、線・ア
ース間及び線間にそれぞれサージ吸収素子が組み
込まれる。

上記複合型サージ吸収素子に連続サージが印加
された場合には、最初のサージ印加による素子の
放電によつてイオンが発生し、各素子が同一空間
内に存在することから、イオンのプライミング効
果によつて素子の応答速度が速くなり、次のサー
ジがどの素子に印加されても、瞬時に放電が開始
され、サージが吸収される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。第１図乃至第３図は本考案の一実施例に係る
複合型サージ吸収素子１を示すもので、第１図Ａ
は一部を破断した要部斜視図、第１図Ｂは要部拡
大断面図、第１図Ｃは要部平面図、第２図は斜視
図、第３図は等価回路図である。本実施例は三相
回路の接地及び線間用として６個のサージ吸収素
子を一体化したものである。

図に於いて複合型サージ吸収素子１は、例え
ば、ZnO，BaTiO₃，SiC等の金属酸化物を主成
分とした材料より成る断面略矩形状と成された円
形環状の電圧非直線抵抗体２の上面に３個の分割
バリスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃを等間隔に設け、
上記抵抗体２の下面全域に共通バリスタ電極３ｄ
を形成している。これら分割バリスタ電極３ａ，
３ｂ，３ｃ及び共通バリスタ電極３ｄは、銀やア
ルミニウム等の金属材料を焼付、溶射、蒸着等に
よつて電圧非直線抵抗体２の表面に被着してオー
ミツク接続したものであり、第１図Ｃに示す如
く、上記分割バリスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃ間そ
れぞれに於いて、バリスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃ
間の電圧非直線抵抗体２ab，２bc，２caそれぞ
れの内周側の距離L₁と外周側の距離L₂とが等し
くなる様に形成されている。

また、上記分割バリスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃ
にそれぞれ分割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃを接続
し、上記共通バリスタ電極３ｄに共通放電電極４
ｄを接続して、上記各分割放電電極４ａ，４ｂ，
４ｃと共通放電電極４ｄとの間にそれぞれ放電間
隙５ad，５bd，５cdを形成すると共に、上記各
分割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃ間にそれぞれ放電
間隙５ab，５bc，５caを形成している。

上記分割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃ及び共通放
電電極４ｄは、ニツケルや鉄或いはそれらの合金
等、放電特性の良好な金属板をプレス加工等によ
つて断面略コの字形状に形成したものであり、分
割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃと共通放電電極４ｄ
の先端間にそれぞれ上記放電間隙５ad，５bd，
５cdが形成されると共に、分割放電電極４ａ，
４ｂ，４ｃの側端間にそれぞれ上記放電間隙５
ab，５bc，５caが形成される様に、上記分割バ
リスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃ及び共通バリスタ電
極３ｄにそれぞれ溶接や導電接着剤等によつて接
続している。

上記のように、分割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃ
及び共通放電電極４ｄを断面略コの字形状に形成
したため、それぞれ２つの先端部を有することと
なり、電圧非直線抵抗体２の外周面側及び内周面
側の両方に、上記放電間隙５ad，５bd，５cdを
形成することができる。

さらに、上記各分割放電電極４ａ，４ｂ，４ｃ
及び共通放電電極４ｄにそれぞれ外部端子６ａ，
６ｂ，６ｃ及び共通外部端子６ｄを接続し、これ
を第２図に示す如く、セラミツクやガラス等の絶
縁物より成る気密容器７中に、希ガス（He，
Ne，Ar等）や窒素ガス等の不活性ガスを主体と
した放電ガスと共に封入し、上記外部端子６ａ，
６ｂ，６ｃ及び共通外部端子６ｄを気密容器７か
ら外部へ導出している。

かくして、上記複合型サージ吸収素子１の内部
に於いて、上記電圧非直線抵抗体２ad，２bd，
２cdと放電間隙５ad，５bd，５cdとの並列接続
構造を有する３個のサージ吸収素子が共通接続さ
れると共に、上記電圧非直線抵抗体２ab，２bc，
２caと放電間隙５ab，５bc，５caとの並列接続
構造を有する３個のサージ吸収素子がデルタ接続
され、その結果、第３図に示す如く、それぞれバ
リスタ（電圧非直線抵抗体）とアレスタ（放電間
隙）との並列接続構造を有する６個のサージ吸収
素子が、同一空間内に於いて一体化される。

従つて、本実施例の複合型サージ吸収素子１を
三相回路に実装するには、各外部端子６ａ，６
ｂ，６ｃを回路の各線に、共通外部端子６ｄをア
ースに接続すれば、回路の線・アース間及び線間
にそれぞれサージ吸収素子が組み込まれ、コモン
モードサージ及びノルマルモードサージの吸収が
可能となる。

また、上記複合型サージ吸収素子１に連続サー
ジが印加された場合には、最初のサージ印加によ
る素子の放電によつてイオンが発生し、各素子が
同一空間内に存在することから、イオンのプライ
ミング効果によつて素子の応答速度が速くなり、
次のサージがどの素子に印加されても、瞬時に放
電が開始され、サージが吸収される。

上記複合型サージ吸収素子１のクリツプ電圧
は、分割バリスタ電極３ａ，３ｂ，３ｃと共通バ
リスタ電極３ｄとの間の電圧非直線抵抗体２ad，
２bd，２cdの厚さ及び分割バリスタ電極３ａ，
３ｂ，３ｃ間の電圧非直線抵抗体２ab，２bc，
２caの長さを調整することにより、また放電開
始電圧は、放電間隙５ad，５bd，５cd及び５ab，
５bc，５caの長さを調整することにより、容易
に所望の値に設定できる。従つて、各素子の特性
を同一のものとしたり、例えば、共通接続された
素子のクリツプ電圧をデルタ接続された素子のク
リツプ電圧よりも大きい値に設定する等、必要に
応じて各素子の特性が異なるものを形成すること
も可能である。

なお、上述の実施例に於いては、三相用として
６個のサージ吸収素子を一体化した場合について
説明したが、それ以外の場合であつても同様に適
用できるものである。

［考案の効果］ 以上詳述の如く、本考案の複合型サージ吸収素
子は、線・アース間用及び線間用の複数個のサー
ジ吸収素子を共通接続及びデルタ接続により一体
化するよう構成したので、サージ対策費用を大幅
に削減できると共に、小型で多相回路への組み込
みスペースが少なくて済み、回路への組み込み作
業も容易なものとなる。

しかも、上記各サージ吸収素子は、それぞれ電
圧非直線抵抗体と放電間隙との並列接続構造を有
しているため、バリスタの即応性とアレスタの大
電流耐量性とを合わせもつ、優れたサージ吸収特
性を発揮し得る。

また、複数のサージ吸収素子が同一空間内に配
置されるため、上記複合型サージ吸収素子に連続
サージが印加された場合には、最初のサージ印加
による素子の放電によつてイオンが発生し、イオ
ンのプライミング効果によつて素子の応答速度が
速くなり、次のサージがどの素子に印加されて
も、瞬時に放電が開始され、サージが吸収され
る。したがつて、各素子の放電遅れを有効に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本考案の一実施例を示
し、第１図Ａは一部破断要部斜視図、第１図Ｂは
要部拡大断面図、第１図Ｃは要部平面図、第２図
は斜視図、第３図は等価回路図であり、第４図は
従来例の概略断面図、第５図Ａ及びＢは、従来例
の接続状態を示す回路図である。 １……複合型サージ吸収素子、２……電圧非直
線抵抗体、２ad，２bd，２cd……分割バリスタ
電極と共通バリスタ電極との間の電圧非直線抵抗
体、２ad，２bd，２cd……分割バリスタ電極と
共通バリスタ電極との間の電圧非直線抵抗体、２
ab，２bc，２ca……分割バリスタ電極間の電圧
非直線抵抗体、３ａ，３ｂ，３ｃ……分割バリス
タ電極、３ｄ……共通バリスタ電極、４ａ，４
ｂ，４ｃ……分割放電電極、４ｄ……共通放電電
極、５ad，５bd，５cd，５ab，５bc，５ca……
放電間隙、７……気密容器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 断面略矩形状の環状体と成された電圧非直線
   抵抗体の一方の面に複数の分割バリスタ電極を
   それぞれ所定の間隔をおいて設け、他方の面に
   上記複数の分割バリスタ電極と対向する共通バ
   リスタ電極を設け、上記各分割バリスタ電極
   に、それぞれ２つの先端部を有する断面略コの
   字形状と成された分割放電電極を、それらの両
   先端部が上記共通バリスタ電極側に向くと共
   に、各分割放電電極間に所定の放電間隙が形成
   されるように接続し、かつ、上記共通バリスタ
   電極に、２つの先端部を有する断面略コの字形
   状と成された共通放電電極を、その両先端部と
   上記各分割放電電極の両先端部とが所定の間隔
   を隔てて対向するように接続して、上記電圧非
   直線抵抗体の外周面側及び内周面側に複数の放
   電間隙を形成し、これら全体を放電ガスと共に
   気密容器内に封入し、もつて上記電圧非直線抵
   抗体に於ける上記分割バリスタ電極と共通バリ
   スタ電極とに挟まれた各部分と上記分割放電電
   極と共通放電電極との間に形成された各放電間
   隙との並列接続構造を備えた複数のサージ吸収
   素子と、上記電圧非直線抵抗体に於ける上記分
   割バリスタ電極相互間に位置する各部分と上記
   分割放電電極相互間に形成された各放電間隙と
   の並列接続構造を備えた複数のサージ吸収素子
   とを、同一空間内に於いて共通接続及びデルタ
   接続により一体化したことを特徴とする複合型
   サージ吸収素子。 (2) 上記分割バリスタ電極及び分割放電電極が、
   それぞれ３個づつから成ることを特徴とする、
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載の複合型
   サージ吸収素子。