JPH051958Y2 - - Google Patents

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JPH051958Y2
JPH051958Y2 JP1987164378U JP16437887U JPH051958Y2 JP H051958 Y2 JPH051958 Y2 JP H051958Y2 JP 1987164378 U JP1987164378 U JP 1987164378U JP 16437887 U JP16437887 U JP 16437887U JP H051958 Y2 JPH051958 Y2 JP H051958Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、気密容器中に封入した放電間〓を有
するサージ吸収素子に係り、特に、保安回路を接
続することにより、過大電圧印加時に於ける安全
性を向上させた保安機構付サージ吸収素子に関す
る。
[従来の技術] 従来、通信回線に接続されて使用される電子装
置を誘導雷等のサージから保護するため、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〓の放電現象を利用するアレスタ、或
いは電圧非直線抵抗体と放電間〓とを同一気密容
器中で並列接続したもの等、種々のサージ吸収素
子が用いられている。
[考案が解決しようとする問題点] ところが、上記電子装置にあつては、通信回線
に適用される安全規格(例えばFCC,DOC等)
に定められた各種試験に合格する必要があり、特
に過電圧印加試験に於いては、上記電子装置に定
格電圧の数倍乃至10数倍の高い試験電圧が印加さ
れる。この結果、上記電子装置に接続されている
サージ吸収素子にも、この高電圧が印加されるこ
とになる。そして、上記サージ吸収素子が気密容
器中に封入した放電間〓を有する構造である場合
には、上記放電間〓の放電開始電圧以上の試験電
圧が印加されると、無負荷状態で放電が継続する
ことになる。この放電は、大電流を伴うアーク放
電となるため、その発熱によつて周囲の電子装置
構成部材が焼損し、甚だしい場合には、放電の衝
撃によつて気密容器が破裂して電子装置に損傷を
与え、非常に危険な状態となる。当然、上記サー
ジ吸収素子を接続した電子装置は、安全規格に不
適合となる。
また、上記電子装置の通常の使用状態に於いて
も、確率は非常に低いものの、上記サージ吸収素
子の最大定格を上回るサージが印加される可能性
があり、この場合にも上述と同様な危険がある。
本考案は、上述の点に鑑み案出されたもので、サ
ージ吸収素子を接続した電子装置に、安全規格に
定められた高い試験電圧が印加された場合、或い
は通常の使用状態で上記サージ吸収素子の最大定
格を上回る過大なサージが印加された場合にも、
上記サージ吸収素子の周囲に焼損や損傷を与える
危険がなく、且つ、上記電子装置を安全規格に適
合させることができ、しかも全体がコンパクトに
納まり、被保護回路への組み込み作業も容易な保
安機構付サージ吸収素子を実現することを目的と
する。
[問題を解決するための手段] 以上の目的を達成するため、本考案に係る保安
機構付サージ吸収素子は、抵抗器にヒユーズを巻
回して両者を一体化すると共に、該抵抗器とヒユ
ーズとを並列接続し、これを、少なくとも放電間
〓を気密容器中に封入したサージ吸収素子に直列
接続し、これら抵抗器、ヒユーズ及びサージ吸収
素子を同一基板上に組み込んで一体化してなる保
安機構付サージ吸収素子であつて、上記サージ吸
収素子の放電間〓にアーク放電が継続した場合
に、該アーク放電に伴う電流によつて上記ヒユー
ズが溶断すると共に、該ヒユーズの溶断後に上記
抵抗器に電流が流れて上記アーク放電がグロー放
電に移行するように、上記ヒユーズの許容電流値
及び上記抵抗器の抵抗値を設定するよう構成し
た。
[作用] 本考案は、上述の如き構成であるので、サージ
吸収素子の放電間〓にアーク放電が継続した場
合、アーク放電に伴う大電流によつてヒユーズが
溶断し、抵抗器を通して電流が流れることとな
る。このため、放電はグロー放電となり、発熱や
気密容器破裂の恐れが回避される。
また、抵抗器とヒユーズとを一体化すると共
に、これらとサージ吸収素子とを同一基板上で一
体化してなるため、全体の形状がコンパクトに納
まると共に、回路への組み込み作業も容易とな
る。
[実施例] 以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明
する。第1図は本考案の一実施例に係る保安機構
付サージ吸収素子の正面図、第2図は、その回路
図である。図に於いて保安機構付サージ吸収素子
1は、抵抗器2とヒユーズ3とを並列接続し、こ
れをサージ吸収素子10と直列接続して基板4に
組み込み、該基板4からリード線5,5を導出し
た構造を有している。
上記サージ吸収素子10は、ニツケル、銅、或
いはアルミニウム等の金属材料を棒状に加工して
表面にBaO3等のエミツタ材料を被着した一対の
電極11,11を略平行に対向配置して両電極1
1,11間に放電間〓12を形成し、これを希ガ
ス(He,Ne,Ar等)や窒素ガス等の不活性ガ
ス或いは六弗化硫黄ガス等より適宜選択された放
電ガスと共に、ガラスバルブより成る気密容器1
3中に封入し、更に、上記電極11,11に接続
されたデユメツト線や42−6合金等より成るリー
ド線14,14を上記気密容器13に固定すると
共に、これを貫通させて外部へ導出した構造と成
されている。
また、上記抵抗器2とヒユーズ3との接続に際
しては、カーボン抵抗器2の周りに糸ヒユーズ3
を巻回し、その両端を上記カーボン抵抗器のリー
ド線6,6にそれぞれハンダ7,7で固定すると
共に、上記糸ヒユーズ3の上からナイロン系の被
覆材8で覆つて一体化し、組立の際の取り扱いを
容易なものとしている。
上記ヒユーズ3は、通常の瞬間的なサージ印加
によつて溶断することがなく、且つ、安全規格に
よる試験電圧印加時やサージ吸収素子10の最大
定格を上回る過大サージ印加時に於いて、上記サ
ージ吸収素子10の放電間〓12にアーク放電が
継続した場合に、過大な発熱や気密容器13の破
裂に至る前に溶断する様に、その許容電流値が
0.5[A]〜0.8[A]程度に設定されている。上記
ヒユーズ3が溶断した場合、抵抗器2を通して電
流が流れることになるが、その抵抗値は、サージ
吸収素子10の放電を負グロー領域に於いて生成
させるため、500[KΩ]〜2[MΩ]程度に設定さ
れている。
而して、上記保安機構付サージ吸収素子1に、
サージ吸収素子10のクリツプ電圧、即ち、放電
間〓12の放電開始電圧以上のサージが印加され
た場合には、ヒユーズ3を通して電流が流れ、放
電間〓12の放電によつてサージが吸収される。
この場合、サージによる通電時間が非常に短いた
めヒユーズ3が溶断することはない。また、安全
規格による過電圧試験によつて高電圧が長時間に
渡つて印加された場合には、サージ吸収素子10
の放電間〓12にアーク放電が継続するため、ヒ
ユーズ3を通して流れる電流によつてヒユーズ3
が溶断する。この結果、電流は抵抗器2を通して
流れ、サージ吸収素子10の放電間〓12に生成
するアーク放電はグロー放電に移行する。
尚、上述の実施例に於いては、サージ吸収素子
として、放電間〓を放電ガスと共に気密容器中に
封入した所謂ガスアレスタを例示したが、これに
限られることなく、放電間〓と電圧非直線抵抗体
とを並列接続して気密容器中に封入したサージ吸
収素子であつても良く、要は、気密容器中に封入
された放電間〓を有するものであれば同様に適用
し得るものである。
上記放電間〓と電圧非直線抵抗体との並列接続
構造を有するサージ吸収素子20は、第3図A及
びBに示す如く、対向する両面が長円形状を有す
る電圧非直線抵抗体21の両面に、それぞれ、上
記抵抗体21を覆う様に、キヤツプ状に形成され
た一対の電極22,22を被せて接続して上記電
極22,22間に放電間〓23を形成し、上記電
圧非直線抵抗体21と放電間〓23とを並列接続
して、これを希ガス(He,Ne,Ar等)や窒素
ガス等の不活性ガス或いは六弗化硫黄ガス等より
適宜選択された放電ガスと共に、ガラスバルブよ
り成る気密容器24中に封入し、更に、上記電極
22,22に接続されたデユメツト線や42−6合
金等より成るリード線25,25を上記気密容器
24に固定すると共に、これを貫通させて外部へ
導出した構造と成されている。
上記電圧非直線抵抗体21は、ZnOやBaTiO3
等の金属酸化物を主体として、これに少量の添加
物を加えた材料を、直径5〜6[mm]、短径2〜3
[mm]程度の長円形状の両面を対向させた厚さ1.5
〜3[mm]程度の長円板形状とし、長円の略中央
に両面を貫く貫通孔21aを穿つて、焼結させた
ものであり、その両面には電極22,22との接
続性を良好なものとするために導電性塗料より成
るバリスタ電極21b,21bが形成され、更
に、その側周面にはビスマスガラスより成る保護
膜26が形成されて電極22,22間の放電によ
る電圧非直線抵抗体21の還元を防いでいる。
尚、上記電圧非直線抵抗体21の形状は、その両
面形状が円形や多角形等、他の形状であつても差
し支えなく、要は、両面が対向していれば良い。
また、上記電極22,22は、厚さ0.2[mm]程
度のアルミニウム板を、中央に貫通孔22aを穿
つた長円形状の基部22b,22bの周縁から側
壁部22c,22cを立ち上げたキヤツプ状にプ
レス加工して形成したもので、上記側壁部22
c,22cの先端がわずかに外開きと成されてい
る。尚、上記電極22,22の形状も長円形状に
限られることなく、上記電圧非直線抵抗体21の
形状と対応した形状で、その内寸が上記抵抗体2
1の外形寸法より若干大きいものであれば良い。
上記電圧非直線抵抗体21と電極22,22と
の接続に際しては、上記抵抗体21の両面に、そ
れぞれ導電性接着剤層27,27を形成し、上記
電極22,22が電圧非直線抵抗体21を覆う様
に被せて、上記導電性接着剤層27,27に電極
22,22の基部22b,22b内面を当接さ
せ、上記電極22,22の側壁部22c,22c
内面と電圧非直線抵抗体21との間に所定の距離
を保つて、上記電極22,22の側壁部22c,
22c先端が電圧非直線抵抗体21から所定距離
はなれた空間で対向して放電間〓23が形成され
る様に配置し、この状態で上記電圧非直線抵抗体
21の貫通孔21a及び電極22,22の貫通孔
22a,22aにセラミツクピン28を挿通させ
てプツシユナツト29で固定している。導電性接
着剤層27,27とセラミツクピン28、プツシ
ユナツト29との併用により、電気的及び機械的
接続性が向上する。
而して、本考案のサージ吸収素子20にクリツ
プ電圧以上のサージが印加された場合、直ちに電
圧非直線抵抗体21を通してサージ電流が流れて
サージ吸収が開始され、このサージ電流の電流値
と上記電圧非直線抵抗体21の抵抗値との積に相
当する電圧降下が電圧非直線抵抗体21の両面
間、即ち、電極22,22間に生ずる。次いで、
上記電圧降下が所定値、即ち、放電間〓23の放
電開始電圧値以上となると、エツジ効果による電
界集中によつて、電極22,22の側壁部22
c,22c先端間の放電間〓23に励起放電(こ
の場合の放電はグロー放電)が生じる。この場
合、上記電極22,22の側壁部22c,22c
先端の放電面積を小さくして、サージ電流の増大
によつてこの部分の電流密度が飽和する様に形成
し、更に、上記電極22,22の側壁部22c,
22c内面と電圧非直線抵抗体21との距離を小
さくして、電圧非直線抵抗体21の表面の消イオ
ン効果により上記電極22,22の側壁部22
c,22c内面に放電が生成し難く形成しておけ
ば、上記励起放電は、瞬時に電極22,22の側
壁部22c,22c外面間に転移して大電流を通
ずる主放電(この場合の放電はアーク放電)を形
成し、これによつて大電流のサージが吸収され
る。
尚、上述の如く、通常、励起放電は、エツジ効
果のある電極22,22の側壁部22c,22c
先端間に形成された放電間〓23に於いて生成す
るが、放電ガス圧Pと上記放電間〓23の長さd
との関係を、放電開始電圧Vsに関するパツシエ
ンの法則によるガス圧Pと放電間〓長dとの積
(P・d値)がVsの最小値付近となる様に設定す
れば、上記放電間〓23での放電開始がより確実
となる。また、上述した電極22,22の側壁部
22c,22c内面と電圧非直線抵抗体21との
距離lは、電極側壁部22c,22cの内面に放
電を生成させないためには、できるだけ小さい方
が良いが、小さすぎると電極側壁部22c,22
cの外面での放電によるスパツタ物質が電圧非直
線抵抗体21の表面まで飛来する恐れがあり、逆
に上記距離lが大きすぎると電極22,22の側
壁部22c,22c内面へ放電が転移する恐れが
あり、適宜設定する必要がある。
上記d,l,P,Vsの値は、これら相互及び
放電ガスの種類、グリツプ電圧と密接に関連して
決定される。一例を挙げれば、上述した実施例に
於いて、クリツプ電圧を360[V]、Vsを410[V]
に設定し、Arを主体とした放電ガスを300
[Torr]封入した場合には、dが0.65[mm]、lが
電極側壁部3c,3cの先端側で0.4[mm]、基部
側で0.15[mm]となる。
[考案の効果] 以上詳述の如く、本考案の保安機構付サージ吸
収素子は、気密容器中に封入した放電間〓を有す
るサージ吸収素子に、抵抗器とヒユーズとを並列
接続したものを直列接続した構造と成され、しか
もヒユーズの許容電流値及び抵抗器の抵抗値を上
記のように設定したので、この保安機構付サージ
吸収素子を接続した電子装置に、安全規格による
高い試験電圧やサージ吸収素子の最大定格を上回
る過大なサージが印加され、サージ吸収素子の放
電間〓に於けるアーク放電が継続した場合、ヒユ
ーズの溶断によつて抵抗器を通して電流が流れ
る。その結果、電流が制限されて、サージ吸収素
子の放電間〓に於けるアーク放電がグロー放電に
移行し、サージ吸収素子の発熱や破裂による電子
装置の焼損や損傷の危険が回避でき、安全性が向
上すると共に、この保安機構付サージ吸収素子を
接続した電子装置は安全規格に適合することとな
る。
また、抵抗器とヒユーズとを一体化すると共
に、これらとサージ吸収素子とを同一基板上で一
体化してなるため、全体の形状がコンパクトに納
まり、スペースフアクターが向上すると共に、回
路への組み込み作業も容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案による保安機構付サージ吸収
素子の正面図、第2図はその回路図であり、第3
図A及びBは、それぞれ保安機構付サージ吸収素
子を構成するサージ吸収素子の断面図及び要部分
解斜視図である。 1……保安機構付サージ吸収素子、2……抵抗
器、3……ヒユーズ、4……基板、10……サー
ジ吸収素子、12……放電間〓、13……気密容
器、20……サージ吸収素子、21……電圧非直
線抵抗体、22,22……電極、22b,22b
……基部、22c,22c……側壁部、23……
放電間〓、24……気密容器。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 抵抗器にヒユーズを巻回して両者を一体化す
    ると共に、該抵抗器とヒユーズとを並列接続
    し、これを、少なくとも放電間〓を気密容器中
    に封入したサージ吸収素子に直列接続し、これ
    ら抵抗器、ヒユーズ及びサージ吸収素子を同一
    基板上に組み込んで一体化してなる保安機構付
    サージ吸収素子であつて、上記サージ吸収素子
    の放電間〓にアーク放電が継続した場合に、該
    アーク放電に伴う電流によつて上記ヒユーズが
    溶断すると共に、該ヒユーズの溶断後に上記抵
    抗器に電流が流れて上記アーク放電がグロー放
    電に移行するように、上記ヒユーズの許容電流
    値及び上記抵抗器の抵抗値を設定した保安機構
    付サージ吸収素子。 (2) 上記ヒユーズの許容電流値が0.5[A]乃至
    0.8[A]に設定されていることを特徴とする実
    用新案登録請求の範囲第1項に記載の保安機構
    付サージ吸収素子。 (3) 上記抵抗器の抵抗値が500[KΩ]乃至2
    [MΩ]に設定されていることを特徴とする実
    用新案登録請求の範囲第1項または第2項に記
    載の保安機構付サージ吸収素子。 (4) 上記サージ吸収素子が、放電間〓と電圧非直
    線抵抗体との並列接続構造を有することを特徴
    とする実用新案登録請求の範囲第1項乃至第3
    項の何れかに記載の保安機構付サージ吸収素
    子。 (5) 上記サージ吸収素子が、基部周縁から側壁部
    を立ち上げたキヤツプ状に形成した電極を、電
    圧非直線抵抗体の両面に、該抵抗体を覆う様に
    被せて接続し、上記電極の側壁部先端を上記電
    圧非直線抵抗体から所定距離はなれた空間で対
    向させて、上記電圧非直線抵抗体の両面間の電
    圧が所定値以上になつた場合に励起放電が生じ
    るように放電間〓を形成し、さらに上記放電
    が、放電電流の増大に伴つて上記電極の側壁部
    外面間に転移して主放電を形成する様に、上記
    電極の側壁部内面と電圧非直線抵抗体との距離
    を設定して気密容器中に封入した構造を有する
    ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第4
    項に記載の保安機構付サージ吸収素子。
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JPS5583426A (en) * 1978-12-15 1980-06-23 Fujitsu Ltd Surge current detecting circuit

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