JPH0479301A - サージ吸収器 - 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、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を
用い、その抵抗体の破壊による短絡より保護する機能を
備えたサージ吸収器に関する。

〔従来の技術〕

電気回路における異常サージから機器や部品を保護する
ために、酸化亜鉛を主成分とし、これに微量の副成分を
添加、混合、成形、焼成してなる電圧非直線抵抗体が広
く用いられている。この電圧非直線抵抗体は、外部から
の吸収不可能なサージまたは誤配線による過大入力電圧
印加時に破壊して短絡状態になるので、その短絡保護と
して限流ヒユーズ、温度ヒユーズ等が用いられてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

電圧非直線抵抗体の短絡保護のためにヒユーズを用いた
場合、ヒユーズは１回だけの動作で溶断し、２回目のサ
ージ侵入に対しては無防備の状態になってしまうという
欠点があった。また、電圧非直線抵抗体に過電流が流れ
温度は上昇するが、破壊には至らない場合にヒユーズが
溶断し、無防備の状態になってしまうおそれもあった。

本発明の目的は、上記の欠点を除き、電圧非直線抵抗体
が破壊しても短絡状態にならず、また−時的に抵抗体の
温度が上がっても破壊していない場合には一定時間の回
路しゃ断後再復帰するサージ吸収器を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明のサージ吸収器は
、電圧非直線抵抗体の一電極と端子の間に正特性サーミ
スタが接続され、電圧非直線抵抗体の前記電極はまた、
常温では前記端子と、その端子と非接続の状態を記憶し
ている二方向性形状記憶素子を介して接続されたものと
する。

〔作用〕

常時は、電圧非直線抵抗体から形状記憶合金よりなる接
続体を通して電流が流れる。過大サージまたは過大入力
印加時には、その吸収エネルギーは電圧非直線抵抗体で
の熱になる。この熱による温度上界により二方向性形状
記憶素子は端子と非接続の状態になり、回路をしゃ断す
る０回路がしゃ断されると、電流は電圧非直線抵抗体か
ら正特、性サーミスタを介して流れる。この際、電圧非
直線抵抗体の劣化状態により正特性サーミスタへの流れ
る電流が変化し、正特性サーミスタの発熱も変化してい
くが、発熱による温度上昇によって正特性サーミスタの
抵抗が増大し、電圧非直線抵抗体が破壊していても流れ
る電流は制限される。電圧非直線抵抗体の発熱が単に瞬
間的なエネルギー吸収であれば、正特性サーミスタには
μ＾程度の電流しか流れず、発熱しないため、二方向性
形状記憶素子は原形状に復帰するので、サージ吸収器は
最初の状態に戻り、引きつづいて使用できる。

〔実施例〕

以下、図を引用して本発明の実施例について述べる。二
方向性形状記憶索子については、例えば日本金属学会会
報第２２巻７３１ページに記載されているが、第１図（
ａ）、Ｑ））に示す実施例では二方向性形状記憶効果を
用いた二方向性形状記憶素子を利用している。第１図（
ａｌは使用前のサージ吸収器を示し、電圧非直線抵抗体
１は両面に電場１１．１２を有する。一方の電極１１に
環状の正特性サーミスタ２の端面が固着されている。正
特性サーミスタはＰＴＣサーミスタとも呼ばれ、例えば
ＢａＴｉＯｓ系半導体よりなる。この正特性サーミスタ
２の中央の空間に二方向性形状記憶合金よりなるコイル
３が収容され、一端が電圧非直線抵抗体の電極１１に、
他端が接触体４に取り付けられている。形状記憶合金よ
りなるコイル３は、直線状の形状を記憶させたものであ
る。コイル３は、接触体４を引きつけて正特性サーミス
タ２の端面の電極およびこの端面から引出される端子５
１に接触させている。この端子５１と対をなす端子５２
は、電圧非直線抵抗体１の他の電極１２に固着されてい
る。第２図はこのサージ吸収器の等価回路を示し、第１
図の各部分に対応する部分には同一の符号が付されてい
る。

常温では端子５２から電圧非直線抵抗体１．形状記憶合
金３を介して端子５１が接続される構成となり、電流ｉ
、が流れる。

電圧非直線抵抗体ｌがサージを吸収し、発熱すると、形
状記憶合金３の温度が上昇し、５０ｄｅｇ以上上昇して
逆変態温度以上になると形状記憶合金３は第１図（ｂｌ
に示すようにコイル状から直線状になり、接触体４は正
特性サーミスタ２の電極および端子５１から離れる。従
って回路構成は、端子５２から電圧非直線抵抗体１．正
特性サーミスタ２を介して端子５１が接続される構成に
変わり、第２図に示すように電流１８が流れる。この構
成で仮に電圧非直線抵抗体１が特性劣化または短絡して
いる場合、大きな電流が正特性サーミスタ２に流れ、サ
ーミスタは発熱し、形状記憶合金３は第１図伽）に示し
た形状を維持する。正特性サーミスタ２は、温度上昇と
共に抵抗値が増加し、ある温度で電流を制限するため、
電圧非直線抵抗体１が短絡していても、電源側に悪影響
を及ぼすことはない、さらに変形した形状記憶合金３は
接触体４と共に警報用端子６を押し出すため、この端子
６の突出時間をチエツクすれば、サージ吸収器の異常を
検知することができる。もし、電圧非直線抵抗体１が単
なるサージ吸収によって発熱した場合には、正特性サー
ミスタ２にはμＡ程度の電流しか流れない、従って形状
記憶合金３の温度はすぐ常温に近付き、形状記憶合金の
二方向性形状記憶効果により再びコイル状になって第１
図＋ｍ）の状態に戻る。

第３図（ａｌ、（ｂｌに示す実施例は、二方向性形状記
憶素子に一方向性形状記憶合金とパイアスカを加えるば
ねとの組合わせを用いたものである。すなわち、第３図
（ｂｌでは、通常の一方向性形状記憶合金であるＮｉ　
−Ｔｉ合金からなるコイル３１は、接触体４の反対側に
取り付けられたコイルばね７と共に接触体４を正特性サ
ーミスタ２の電極および端子５１に接触させる力を及ぼ
す、電圧非直線抵抗体１の発熱により形状記憶合金コイ
ル３１は第３図（ｂｌに示すように延び、ばね７を圧縮
するが、温度が低下したときには、ばね７の力で形状記
憶合金のコイル３１は圧縮され、第３図（ａ）の状態に
戻る。別の実施例では、コイルばね７の代わりに、常温
時に接触体４を加圧する形状になる形状記憶合金を用い
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電圧非直線抵抗体の端子の間に正特性
サーミスタと二方向性形状記憶素子を並列接続し、電圧
非直線抵抗体に過電流が流れて発熱したときには形状記
憶合金の記憶形状への変化によりその回路をしゃ断して
正特性サーミスタに電流が流れるようにして、電圧非直
線抵抗体が破壊して短絡状態にあるときでも短絡電流が
流れないようにし、電源に封する影響を防ぐ、そして、
電圧非直線抵抗体が破壊していないときには温度低下に
よる二方向性形状記憶素子の復帰によりサージ吸収器と
して引きつづき使用できるようにする。従って、従来の
サージ吸収器の電圧非直線抵抗体の異常処置に比して、
電圧非直線抵抗体の効率使用１多重サージの安全保護、
異常時の検出等により、安全に被保護機器に対する休転
性の向上したサージ吸収器を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサージ吸収器の動作をｆａ
ｌ、（ｂ）の順に示す断面図、第２図は本発明によるサ
ージ吸収器の動作状態での等価回路図、第３図は本発明
の別の実施例のサージ吸収器の動作を＋８＋、（ｂ）の
順に示す断面図である。 １：電圧非直線抵抗体、１１，１２：電極、２：正特性
サーミスタ、３．＄１：形状記憶合金、４：接触体、５
１．５２：端子、７：ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電圧非直線抵抗体の一電極と端子の間に正特性サー
   ミスタが接続され、電圧非直線抵抗体の前記電極はまた
   、常温では前記端子と、その端子と非接続の状態を記憶
   している二方向性形状記憶素子を介して接続されたこと
   を特徴とするサージ吸収器。