JPH05144542A - 放電型サージ吸収素子 - Google Patents

放電型サージ吸収素子

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JPH05144542A
JPH05144542A JP33425891A JP33425891A JPH05144542A JP H05144542 A JPH05144542 A JP H05144542A JP 33425891 A JP33425891 A JP 33425891A JP 33425891 A JP33425891 A JP 33425891A JP H05144542 A JPH05144542 A JP H05144542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
absorbing element
type surge
surge absorbing
discharge type
Prior art date
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Pending
Application number
JP33425891A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Suzuki
吉朗 鈴木
Seiichiro Oda
征一郎 小田
Mitsuhisa Shimada
充久 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okaya Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Okaya Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Okaya Electric Industry Co Ltd filed Critical Okaya Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒューズなどの遮断手段を用いることなく、
放電型サージ吸収素子を過電圧から有効に保護でき、し
たがって、その復旧作業の不要な放電型サージ吸収素子
を実現する。 【構成】 第1の放電電極6と第2の放電電極8とを、
それぞれの放電部12,12の頂面21,21が放電間隙を隔て
て対向するよう配置し、これらを放電ガスと共に第1の
気密容器4内に封入してなる第1の放電型サージ吸収素
子2であって、第1の放電電極6及び第2の放電電極8
の各本体部10,10を、温度の上昇に伴ってその抵抗値が
上昇する正特性抵抗体によって形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、気密容器内に封入し
た放電間隙の放電現象によってサージを吸収する放電型
サージ吸収素子に係り、特に、定格電圧以上の過電圧が
連続して印加された場合に、アーク放電に伴う発熱の持
続状態を回避して素子の焼損等を防止する保安機構を備
えた放電型サージ吸収素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器の電子回路に通じる電源
ライン或いは通信ライン等を構成する線路間に放電型サ
ージ吸収素子を接続し、サージなどの過電圧から電子回
路を保護することが行われている。図7はその一例を示
すものであり、線路A,A’間に放電型サージ吸収素子
aが接続されると共に、線路Aの入力側には過電流遮断
手段としてのヒューズbが接続される。
【0003】しかして、上記線路A,A’に入力側から
サージなどの過電圧が瞬間的に印加された場合には、上
記放電型サージ吸収素子aが動作して該過電圧を吸収す
るため、電子回路c側には一定範囲の電圧が供給され
る。
【0004】また、電子機器をその定格電圧を上回る電
源に誤接続した場合や、通信ラインを電源に誤接続した
場合、或いはこれらの事態を想定した過電圧試験の実施
等により、線路A,A’間に上記放電型サージ吸収素子
aの定格電圧以上の過電圧が連続して印加された場合に
は、上記ヒューズbが溶断して線路Aを開放することに
より、該過電圧の印加による過電流の通電を遮断し、上
記放電型サージ吸収素子aの溶融短絡や焼損を防止す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、放電型サージ吸収素子aの他に、これを保護す
るためのヒューズbを線路Aに接続することは、構成の
複雑化及び接続作業の煩雑化を招くこととなる。また、
連続した過電圧から放電型サージ吸収素子aを保護する
ために、一旦ヒューズbを溶断して線路Aを開放する
と、過電圧の印加状態が解除された後も線路Aは開放さ
れたままであり、電子機器の使用を再開するためには、
新たなヒューズbを接続し直す必要があり、その復旧作
業に手間がかかる点で問題であった。
【0006】本発明は、上記した従来例の問題点に鑑み
てなされたものであり、ヒューズなどの遮断手段を用い
ることなく、放電型サージ吸収素子を過電圧から有効に
保護でき、したがって、その復旧作業の必要もない放電
型サージ吸収素子を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る放電型サージ吸収素子は、複数の放電
電極をそれぞれ放電間隙を隔てて対向配置し、これらを
放電ガスと共に気密容器内に封入してなる放電型サージ
吸収素子であって、上記複数の放電電極のうち少なくと
も1つを、温度の上昇に伴ってその抵抗値が上昇する正
特性抵抗体によって形成したことを要旨とする。
【0008】上記正特性抵抗体は、その抵抗値が上昇を
開始する温度が70゜C以上200゜C以下であること
が望ましい。また、上記正特性抵抗体は、その抵抗値が
上昇を開始する前の初期抵抗値が100Ω以下であるこ
とが望ましい。
【0009】
【作用】上記放電型サージ吸収素子は、電子機器の電子
回路に通じる電源ライン或いは通信ラインを構成する線
路間に接続される。そして、該線路に放電型サージ吸収
素子の定格電圧以上のサージが印加されると、上記放電
間隙にアーク放電を生成して該サージを吸収するため、
上記電子回路には一定範囲の電圧のみが供給される。
【0010】また、電子機器をその定格電圧を上回る電
源に誤接続した場合や、通信ラインを電源に誤接続した
場合、或いはこれらの事態を想定した過電圧試験の実施
等により、上記線路に放電型サージ吸収素子の定格電圧
以上の過電圧が連続して印加された場合には、上記過電
圧による過電流の通電によって、上記正特性抵抗体が発
熱し、該正特性抵抗体の温度が所定値以上になると、そ
の抵抗値が急激に上昇する。その結果、電流が制限され
て上記放電間隙におけるアーク放電が消失するため、ア
ーク放電に伴う発熱の持続による素子の溶融短絡や焼損
を防止できる。
【0011】なお、上記「定格電圧」とは、上記放電型
サージ吸収素子の動作電圧のことであり、具体的には
「直流放電開始電圧」を意味する。また、上記の「連続
して印加され」という表現は、「一定時間印加され」と
いう意味であり、「瞬間的に印加され」の対立概念であ
る。したがって、連続して印加される「過電圧」には、
時間の経過とともに電圧値が変化する交流電圧も当然に
含まれるものである。以下においても同様である。
【0012】
【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図1は本発明に係る放電型サージ吸収素子の1
実施例の全体を示す概略断面図であり、本実施例に係る
第1の放電型サージ吸収素子2は、ガラス等によって構
成された略繭型の第1の気密容器4と、該第1の気密容
器4内に収容された第1の放電電極6及び第2の放電電
極8とを有してなる。
【0013】上記第1の放電電極6及び第2の放電電極
8は、図2及び図3に示したように、本体部10と、放電
部12及び取り出し用端子部14とを有してなる。
【0014】上記本体部10は、略円筒形状に形成した正
特性抵抗体によって構成される。該正特性抵抗体は、正
の温度−抵抗特性を有する感熱抵抗体であり、電流の通
電によって一定温度以上に発熱すると、その自己の発熱
によって抵抗値が急激に上昇する性質を有している。こ
の正特性抵抗体は、具体的には、チタン酸バリウム(B
aTiO3)に希土類元素を混合した材料によって構成
される。この本体部10の上端及び下端には、それぞれ銀
ペーストを塗布することによって、上部電極16及び下部
電極18が形成される。
【0015】上記放電部12は、Ni,Feなど放電特性
の良好な金属によって略キャップ状に構成され、その表
面には、放電開始電圧を低下させるためのエミッタ材
(BaO,LaB6 ,BaO・Al23等)が塗布され
ている。また、上記取り出し用端子部14は、Niなどの
金属によって略キャップ状に構成され、その端面にはジ
ュメット線よりなるリード線20の一端が溶接等により接
続される。
【0016】上記本体部10の上端に上記放電部12を嵌合
して上部電極16と放電部12とを接続すると共に、本体部
10の下端に上記取り出し用端子部14を嵌合して下部電極
18と取り出し用端子部14とを接続することによって、上
記第1の放電電極6及び第2の放電電極8が形成される
(図2)。
【0017】上記第1の放電電極6及び第2の放電電極
8は、それぞれの放電部12,12の頂面21,21が放電間隙
を隔てて対向するよう配置され、Ne,Ar,He等の
希ガスや窒素ガス等の不活性ガスを主体とした放電ガス
と共に上記第1の気密容器4内に封入される。なお、上
記リード線20,20の他端は、上記第1の気密容器4を貫
通して外部へ導出される。以上の結果、第1の放電型サ
ージ吸収素子2が完成する(図1)。
【0018】図4は上記第1の放電型サージ吸収素子2
の等価回路図であり、r1,r2は上記第1の放電電極6
及び第2の放電電極8の各本体部10,10を構成する正特
性抵抗体を、またRは上記第1の気密容器4のガラス面
の絶縁抵抗を、さらにCは上記第1の放電電極6と第2
の放電電極8相互間の静電容量をそれぞれ表している。
【0019】上記第1の放電型サージ吸収素子2は、図
5の回路図に示すように、電子機器内の電子回路22に通
じる線路A及びA’に上記リード線20,20を接続するこ
とによって、線路A,A’間に上記電子回路22に対して
並列に接続される。しかして、上記線路A或いは線路
A’にサージ等の過電圧が瞬間的に印加されると、上記
第1の放電電極6と第2の放電電極8との間の放電間隙
に主放電たるアーク放電を生成し、上記過電圧を吸収す
る。
【0020】また、上記線路A或いはA’に過電圧が連
続して印加された場合には、該過電圧による過電流の通
電によって、上記正特性抵抗体が発熱する。そして、該
正特性抵抗体が所定温度以上にまで発熱した時点で、そ
の抵抗値が急激に上昇して電流を制限するため、アーク
放電が消失する。この結果、アーク放電の持続による素
子の溶融短絡や焼損を防止できる。
【0021】一方、過電圧の印加状態が解除された場合
には、上記正特性抵抗体の温度が次第に低下し、その抵
抗値も低下するために、元の状態に自動的に復帰する。
【0022】なお、上記正特性抵抗体としては、その抵
抗値が上昇を開始する温度が70゜C以上200゜C以
下であるものを用いる。これは、70゜C未満の温度で
抵抗値が上昇を開始するよう設定されていると、被保護
機器の周囲の環境温度の変化によって誤動作するおそれ
があり、また、200゜Cを超える温度となってもアー
ク放電が持続していると、その高熱によって第1の放電
型サージ吸収素子2を組み込んだ回路基板等に悪影響を
及ぼす可能性があるからである。この正特性抵抗体の抵
抗値が上昇を開始する温度は、チタン酸バリウムに混合
する希土類元素の種類や割合を適宜設定することによっ
て所望の値にすることができる。
【0023】また、上記正特性抵抗体の抵抗値が温度上
昇に伴って上昇を開始する前の初期抵抗値は、それぞれ
100Ω以下に設定するのが望ましく、それぞれ数Ω以
下に抑えるのが理想的である。すなわち、正特性抵抗体
の初期抵抗値が高いと、サージの印加によって電流が流
れた場合に、正特性抵抗体の電圧降下が大きなものとな
り、その分高い電圧が電子機器の電子回路22側に印加さ
れることとなるからである。
【0024】なお、上記第1の放電電極6及び第2の放
電電極8は、ともに正特性抵抗体によって形成した本体
部10を有するよう構成したが、これに限られるものでは
なく、2つの放電電極のうち少なくとも一方の本体部を
正特性抵抗体で形成すれば足り、残りの放電電極をNi
等で形成した本体部の先端部表面にエミッタ材をコーテ
ィングした通常の放電電極で代用してもよい。すなわ
ち、いずれかの放電電極が高抵抗状態となれば、アーク
放電の持続状態を回避できるからである。
【0025】また、上記第1の放電型サージ吸収素子2
のように、略繭型の第1の気密容器4内において、第1
の放電電極6及び第2の放電電極8を、それぞれの放電
部12,12の頂面21,21が対向するように配置する代わり
に、図6に示すように、略円筒形状の第2のガラス容器
24内において、それぞれの放電部12,12の側周面26,26
が放電間隙を隔てて対向するように、上記第1の放電電
極6及び第2の放電電極8を略平行に配置して、第2の
放電型サージ吸収素子28を構成してもよい。
【0026】この場合にも、2つの放電電極のうち、少
なくとも一方の本体部を正特性抵抗体で形成すれば足
り、残りの放電電極を通常の放電電極で代用してもよ
い。
【0027】さらに、図示は省略したが、上記第1の放
電電極6及び第2の放電電極8の他に、第3の放電電極
を放電間隙を隔てて第1の放電電極6及び第2の放電電
極8と略平行に配置した、3極式の放電型サージ吸収素
子についても本発明は応用可能である。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る放電型サージ吸収素子は、
複数の放電電極のうち少なくとも1つを正特性抵抗体に
よって形成するよう構成したので、連続した過電圧が印
加された場合には、該正特性抵抗体の発熱によってその
抵抗値が急激に上昇し、電流の通電を制限して放電間隙
に生成したアーク放電を消失させるので、アーク放電に
伴う発熱の持続による素子の溶融短絡や焼損を有効に防
止できる。
【0029】しかも、線路を切断しないので、過電圧の
連続した印加状態が解除された場合には、自動的に正常
状態に復帰するため、復旧作業が不要となる。また、部
品の交換も不要であるため、繰り返し使用が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る放電型サージ吸収素子
を示す概略断面図である。
【図2】上記放電型サージ吸収素子の放電電極を示す概
略斜視図である。
【図3】上記放電型サージ吸収素子の放電電極を示す概
略分解斜視図である。
【図4】上記放電型サージ吸収素子の等価回路図であ
る。
【図5】上記放電型サージ吸収素子の使用例を示す回路
図である。
【図6】本発明の他の実施例に係る放電型サージ吸収素
子を示す概略断面図である。
【図7】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
2 第1の放電型サージ吸収素子 4 第1の気密容器 6 第1の放電電極 8 第2の放電電極 12 放電部 24 第2の気密容器 28 第2の放電型サージ吸収素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の放電電極をそれぞれ放電間隙を隔
    てて対向配置し、これらを放電ガスと共に気密容器内に
    封入してなる放電型サージ吸収素子であって、上記複数
    の放電電極のうち少なくとも1つを、温度の上昇に伴っ
    てその抵抗値が上昇する正特性抵抗体によって形成した
    ことを特徴とする放電型サージ吸収素子。
  2. 【請求項2】 上記正特性抵抗体は、その抵抗値が上昇
    を開始する温度が70゜C以上200゜C以下であるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の放電型サージ吸収素
    子。
  3. 【請求項3】 上記正特性抵抗体は、その抵抗値が上昇
    を開始する前の初期抵抗値が100Ω以下であることを
    特徴とする、請求項1または2に記載の放電型サージ吸
    収素子。
JP33425891A 1991-11-22 1991-11-22 放電型サージ吸収素子 Pending JPH05144542A (ja)

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JP33425891A JPH05144542A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 放電型サージ吸収素子

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JP33425891A JPH05144542A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 放電型サージ吸収素子

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JPH05144542A true JPH05144542A (ja) 1993-06-11

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JP33425891A Pending JPH05144542A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 放電型サージ吸収素子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361558B1 (ko) * 1998-04-27 2003-04-11 빙린 양 칩없는서지흡수기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5578480A (en) * 1978-12-06 1980-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Arrester
JPH01176685A (ja) * 1987-12-29 1989-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd サージ吸収器

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