JPH071749Y2 - 保安機構付基板抵抗及びサージ吸収器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、保安機構を備えてなる抵抗膜を被着した基板
抵抗、及び電話回線等に印加される誘導雷等のサージを
吸収するサージ吸収器に係り、特に破壊時に短絡するサ
ージ吸収素子に直列接続するための保安機構付基板抵
抗、並びに上記サージ吸収素子と保安機構付基板抵抗と
を直列接続したサージ吸収器に関するものである。

［従来の技術］ 従来、サージ吸収素子として金属酸化物等の電圧非直線
特性を有するバリスタや、気密容器に収容した放電間隙
による放電現象を利用するアレスタが電話回線等の電子
回路に使用されている。

これらのサージ吸収素子は、電子回路に誘導雷等のサー
ジが印加された場合に、サージを吸収して電子回路が損
傷することを防ぐものである。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したサージ吸収素子のうちバリスタ
は、サージパルスを繰り返し吸収して疲労が蓄積された
り、連続した過電流が通電されたりすることにより、遂
には破壊に至り電気的に短絡状態となるものであった。

また、電話機にあってはCSAやUL等の安全規格による過
電圧試験が実施されており、この過電圧試験は電話回線
に電力線が接触した場合を想定したものであって、サー
ジ吸収素子の定格電圧（直流放電開始電圧）を上回る交
流電圧を連続して印加するものである。そして、この過
電圧が印加される電子回路にアレスタが使用されている
場合には、アレスタの放電間隙に生成するアーク放電に
よる過大電流の通電が持続状態となり、ひいては放電電
極が溶融してサージ吸収素子であるアレスタが短絡破壊
することとなる。更に、過大電流の持続通電に伴う発熱
によって気密容器も溶融して、遂にはアレスタを実装し
た回路基板が焼損するに至り、これにより上記過電圧試
験における合格基準を充足するに至らないことが多々あ
った。また、上述した現象が実際の使用状態に於いて発
生した場合には、火災に至る虞れもある。

このため、上記サージ吸収素子と過電流遮断手段である
ヒューズとを直列接続することが考えられるのである
が、ヒューズにあっては、その溶断特性が電流値と印加
時間とによって大きく変化することから、サージ吸収素
子に接続する保安機構としては適さないものであった。

本考案は、上述の点に鑑み案出されたもので、サージ吸
収素子に接続して好適な保安機構と、さらにこの保安機
構をサージ吸収素子に接続することにより、サージ吸収
素子が短絡状態となり過大電流の通電が持続状態となっ
た場合にあっても、サージ吸収素子の焼損事故を防止
し、安全規格に適合する安全性の高いサージ吸収器の実
現を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するため、本考案の保安機構付基板抵
抗及びサージ吸収器は、熱衝撃により砕裂する絶縁基板
に、連続した過電流の通電によって熱衝撃を発生する発
熱抵抗膜を被着し、この発熱抵抗膜の対向する辺部に、
一端を外部端子接続部分として上記絶縁基板側縁に並設
してなる１対の電極をそれぞれ接続するとともに、上記
外部端子接続部分相互間に位置する絶縁基板には切欠部
を形成し、さらに上記発熱抵抗膜と１対の電極の表面を
脱鉛ガラスにて被覆し、上記外部端子接続部分を外部端
子とともに合成樹脂材で被覆したことを特徴とする保安
機構付基板抵抗、及び短絡状態で破壊するサージ吸収素
子と保安機構付基板抵抗とを直列接続したことを特徴と
するサージ吸収器とするものである。

［作用］ 本考案の保安機構付基板抵抗は、熱衝撃により砕裂する
絶縁基板に発熱抵抗膜を被着し、そしてこの発熱抵抗膜
の対向する辺部に、一端を外部端子接続部分として絶縁
基板側縁に並設した１対の電極をそれぞれ接続して成
り、上記外部端子接続部分相互間に位置する絶縁基板に
は切欠部を形成したことにより、上記電極に連続した過
電流が通電されると発熱抵抗膜が急激に高温となって熱
衝撃を絶縁基板に加え、この熱衝撃が上記絶縁基板に形
成された切欠部に案内されて絶縁基板を破砕させる。そ
して、絶縁基板に被着された発熱抵抗膜が切断されるこ
とによって過電流の通電を遮断する。

また、発熱抵抗膜と１対の電極の表面を脱鉛ガラスにて
被覆したことにより、発熱抵抗膜表面や電極間の沿面放
電を防ぐことができる。

更に、発熱抵抗膜を通電する過電流が遮断された瞬間
に、切断された発熱抵抗膜間に放電現象が発生し、この
放電現象を種火として、外部端子がそのまま露出してい
る場合にはこの外部端子間に放電現象が生成する虞れが
あるのであるが、本考案にあっては外部端子を接続した
外部端子接続部分を外部端子とともに合成樹脂材で被覆
したことにより、上述のごとき放電現象が生成する虞れ
がない。もちろん、外部端子接続部分相互間及び外部端
子間に高電圧が印加されても沿面放電を生成することが
ない。

更に、本考案のサージ吸収器は、短絡状態で破壊するサ
ージ吸収素子と上記保安機構付基板抵抗とを直列接続し
たので、サージ吸収素子が短絡状態となって連続する過
電流が通電された場合には、保安機構付基板抵抗がその
絶縁基板を砕裂させて過電流を遮断し、サージ吸収素子
による焼損事故を防止する。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例について説明す
る。

図面は本考案のサージ吸収器を示す正面図である。図中
１はサージ吸収器であり、このサージ吸収器１は、アレ
スタ等の放電型サージ吸収素子２と保安機構付基板抵抗
３とを直列に接続したものである。

上記放電型サージ吸収素子２は、ニッケル等より成る放
電特性の良好な金属の表面をBaOやBaO・Al₂O₃等のエミ
ッタ物質で覆って形成した一対の棒状放電電極4,4のそ
れぞれの基端部に、ジュメット線より成るリード線5,5
を接続し、これを略平行に対向させて上記放電電極4,4
間に放電間隙６を形成し、更に、これを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、ガラス管の両端を封止して形成した気密容器７
に封入して、上記リード線5,5を上記気密容器７外へ導
出したものである。

また、上記保安機構付基板抵抗３は、アルミナ、フォル
ステライト、ステアタイト等のセラミックから成る板厚
0.1〜1.0mmの絶縁基板８に対し、その一方向に、ルテニ
ウム系ペースト等より成る発熱抵抗膜９を略長形に被着
し、この発熱抵抗膜９の対向する辺部に、Ag・Pd系ペー
スト等の電気的良導体より成る取り出し電極10,11を被
着形成するとともに、この取出し電極10,11の一端を絶
縁基板８の側縁に並設して外部端子接続部分10a,11aと
し、この外部端子接続部分10a,11aに外部端子12,12をそ
れぞれハンダ付け等により固着している。

そして、この外部端子12,12を固着した外部端子接続部
分10a,11aに対して、外部端子12,12の上から絶縁性を有
する合成樹脂材13を被覆するとともに、上記外部端子接
続部分10a,11a相互間に位置する絶縁基板８には、本実
施例にあっては半円状の切欠部8aを形成している。

また、上記切欠部8aの底部と発熱抵抗膜９との間隔ｌ
を、切欠部8aと対向する絶縁基板８の上縁と発熱抵抗膜
９との間隔ｍと略同寸法とすることで、発熱抵抗膜９に
発生した熱衝撃が、絶縁基板８の上下において偏ること
なく均等に絶縁基板８に加わり、これにより絶縁基板８
を上下方向に一様に砕裂させるものである。

14は、放電型サージ吸収素子２の一方のリード線５と、
保安機構付基板抵抗３の一方の外部端子12とを電気的に
接続するための端子板等における接続部である。

上記発熱抵抗膜９の両端間の抵抗値は、各種安全規格に
おける試験条件に合わせて１Ω〜300Ωの範囲内となる
ように、構成成分を選定するとともに、その厚さを適宜
設定する。

更に、絶縁基板８上に被着形成された発熱抵抗膜９、及
び外部端子接続部分10a,11aを除いた取出し電極10,11
を、ホウケイ酸ガラスやビスマスガラス等の脱鉛ガラス
15により10μｍ〜100μｍの厚さで被覆することによ
り、絶縁被膜となるばかりでなく、発熱抵抗膜９表面や
取出し電極10,11間における沿面放電の発生を防ぐこと
ができる。

然して、本考案のサージ吸収器１を電話回線等に接続す
れば、誘導雷等のサージが印加された場合には、放電型
サージ吸収素子２においては放電間隙６に放電が生成し
てサージを吸収するが、保安機構付基板抵抗３の発熱抵
抗膜９は、サージの印加時間が短く余り発熱しないこと
から絶縁基板８には熱衝撃が加わることがない。また、
発熱抵抗膜９の表面や外部端子12,12間において沿面放
電を発生することもなく、確実にサージを吸収する。

そして、電話回線等に上記放電型サージ吸収素子２の定
格電圧を上回る交流電圧が長時間印加された場合には、
放電型サージ吸収素子２においては放電電極4,4間のア
ーク放電が持続状態となるものの、保安機構付基板抵抗
３の発熱抵抗膜９が急激に発熱して絶縁基板８に熱衝撃
を加え、絶縁基板８を切欠部8aの延長線に沿って上下方
向に砕裂させる。これにより、絶縁基板８に被着形成さ
れた電流の経路である発熱抵抗膜９は切断され、保安機
構付基板抵抗３はアーク放電を持続させる過大電圧を遮
断し、サージ吸収素子の焼損を防止する。

尚、本実施例にあっては、サージ吸収素子としてアレス
タ等の放電型サージ吸収素子を用いたが、勿論これに限
定されることはなく、電圧非直線特性を有するバリス
タ、もしくは、バリスタの両端に放電間隔を設け、これ
を気密容器内に収容した複合型サージ吸収素子であって
もよい。

［考案の効果］ 以上詳述の如く、本考案の保安機構付基板抵抗によれ
ば、熱衝撃により破砕する絶縁基板に、連続した過電流
の通電によって熱衝撃を発生する発熱抵抗膜を被着し、
そしてこの発熱抵抗膜の対向する辺部に、一端を外部端
子接続部分として絶縁基板側縁に並設した１対の電極を
それぞれ接続するとともに、外部端子接続部分相互間に
位置する絶縁基板には切欠部を形成し、さらに発熱抵抗
膜と１対の電極の表面を脱鉛ガラスにて被覆し、外部端
子接続部分とともに外部端子を合成樹脂材で被覆してな
る保安機構付基板抵抗と、短絡状態で破壊するサージ吸
収素子とを直列接続したことにより、各種安全規格によ
る過電圧試験や回線事故時、サージ吸収素子が短絡状態
となり過大電流の通電が持続状態となった場合であって
も、発熱抵抗膜による熱衝撃が上述した絶縁基板を砕裂
させ、電流の経路であるところの発熱抵抗膜を切断する
ものである。そして、短絡状態で破壊するサージ吸収素
子と上記保安機構付基板抵抗とを直列接続してなる本考
案のサージ吸収器は、発熱抵抗膜と１対の電極の表面を
脱鉛ガラスにて被覆することにより発熱抵抗膜や電極間
の沿面放電を防止するとともに、外部端子接続部分とと
もに外部端子を合成樹脂材で被覆することにより、絶縁
基板の砕裂時に外部端子接続部間に放電現象を生成する
虞れもなく、上述の如くサージ吸収素子における過大電
流の通電を遮断して焼損事故を防止することができるこ
とから、優れた安全性を有し安全規格に充分適合するこ
とが可能となる。

また、保安機構付基板抵抗の外部端子接続部分相互間に
位置する絶縁基板には切欠部を形成したことにより、発
熱抵抗膜の熱衝撃による絶縁基板の砕裂がよりスムーズ
となるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案のサージ吸収器を示す正面図である。 １……サージ吸収器、２……放電型サージ吸収素子、３
……保安機構付基板抵抗、８……絶縁基板、8a……切欠
部、９……発熱抵抗膜、10,11……取出し電極、10a,11a
……外部端子接続部分、13……合成樹脂材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱衝撃により砕裂する絶縁基板に、連続し
   た過電流の通電によって熱衝撃を発生する発熱抵抗膜を
   被着し、この発熱抵抗膜の対向する辺部に、一端を外部
   端子接続部分として上記絶縁基板側縁に並設してなる１
   対の電極をそれぞれ接続するとともに、上記外部端子接
   続部分相互間に位置する絶縁基板には切欠部を形成し、
   さらに上記発熱抵抗膜と１対の電極の表面を脱鉛ガラス
   にて被覆し、上記外部端子接続部分を外部端子とともに
   合成樹脂材で被覆したことを特徴とする保安機構付基板
   抵抗。
2. 【請求項２】短絡状態で破壊するサージ吸収素子と請求
   項１記載の保安機構付基板抵抗とを直列接続したことを
   特徴とするサージ吸収器。