JPH075290U - 複合型サージ吸収素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １個の素子でありながら、線間及び各線−ア
ース間にサージ吸収対策を施すことができ、しかも放電
型サージ吸収素子が直列に接続される状態を回避した複
合型サージ吸収素子を実現する。 【構成】 第１の内部空間32に第１の放電電極40と第２
の放電電極42を第１の放電間隙44を隔てて対向配置して
第１の放電型サージ吸収素子52を形成し、第２の内部空
間34に、第３の放電電極46と第４の放電電極48を第２の
放電間隙50を隔てて対向配置して第２の放電型サージ吸
収素子54を形成し、第１の放電電極40に第１のバリスタ
58を接続して両者間に第１の外部端子64を接続し、第３
の放電電極46に第２のバリスタ62を接続して両者間に第
２の外部端子66を接続し、第１のバリスタ58と第２のバ
リスタ62とを接続し、第２の放電電極42と第４の放電電
極48とを接続して両者間に共通外部端子38を接続した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電子機器の電子回路に通じる電源線や通信線等に接続されるサー ジ吸収素子に係り、特に、線間用のサージ吸収素子と各線−アース間用のサージ 吸収素子とを、コンパクトに一体化した複合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線や通信線等の線間、あるいは各線と アースとの間に、放電型サージ吸収素子の一種であるガスアレスタや電圧非直線 特性を備えた高抵抗体素子であるバリスタ等のサージ吸収素子を接続し、誘導雷 等のサージから電子回路を保護することが行われている。図５はその一例を示す ものであり、電子機器80に通じる電源線Ｌ₁，Ｌ₂の線間に第１のガスアレスタ82 及びバリスタ84が接続されると共に、線Ｌ₁−アース間に第２のガスアレスタ86 が、また線Ｌ₂−アース間に第３のガスアレスタ88がそれぞれ接続される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、線間及び線−アース間にそれぞれサージ吸収素子を挿入するこ とにより、線Ｌ₁，Ｌ₂を往復するノーマルモードのサージと、線Ｌ₁−アース間 あるいは線Ｌ₂−アース間を伝わるコモンモードのサージに対処することができ る。

【０００４】 しかしながら、上記のように複数のサージ吸収素子を別個に用意して、それぞ れ線間及び各線−アース間に接続するのは煩雑であり、これが回路構成の複雑化 及や大型化の原因となっていた。

【０００５】 また、上記従来例にあっては、回路構成上、第１のガスアレスタ82と第３のガ スアレスタ88が直列に接続された形となるため、以下の点で問題があった。すな わち、複数の放電型サージ吸収素子を直列に接続すると、交流電圧を印加した場 合の動作電圧が、所期の動作電圧値よりも低下してしまうという現象が、考案者 の実験によって見出された。例えば、直流放電開始電圧が２０００Ｖの単一のガ スアレスタに交流電圧が印加された場合には、計算上は約１４００Ｖで当該ガス アレスタが動作することとなる。これに対し、直流放電開始電圧が１０００Ｖの ２つのガスアレスタを、直列接続して直流放電開始電圧を２０００Ｖとした場合 にも、本来、１４００Ｖ以上の交流電圧の印加によって、各ガスアレスタに７０ ０Ｖ以上の電圧が均等にかかり、両者が同時に動作することとなる。ところが、 実際には、製造過程において各アレスタの静電容量にはバラツキが生じており、 より静電容量の小さい方の素子に電圧が集中することとなる。このため、所期の 電圧値よりも低い電圧値（例えば７００Ｖ〜１０００Ｖ）が印加された場合であ っても、それが一方のガスアレスタの動作電圧値以上であれば、当該素子は放電 を開始する。そして、片方のガスアレスタが一旦放電を開始すれば、印加電圧の ほとんどが他方のガスアレスタにかかることとなるため、当該素子も連鎖的に放 電を開始してしまう。

【０００６】 本考案は、上記した従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のサー ジ吸収素子を別個に接続することなく、線間及び各線−アース間にサージ吸収対 策を施すことができ、しかも、ガスアレスタ等の放電型サージ吸収素子が直列に 接続される状態を回避した複合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、本考案に係る複合型サージ吸収素子は、第１の外 囲器の内部空間に、少なくとも第１の放電電極と第２の放電電極を放電間隙を隔 てて対向配置し、放電ガスを封入して第１の放電型サージ吸収素子を形成すると 共に、上記第１の外囲器と連結された第２の外囲器の内部空間に、少なくとも第 ３の放電電極と第４の放電電極を放電間隙を隔てて対向配置し、放電ガスを封入 して第２の放電型サージ吸収素子を形成し、上記第１の放電電極に第１のバリス タを接続し、該第１のバリスタと第１の放電電極間に第１の外部端子を接続し、 上記第３の放電電極に第２のバリスタを接続し、該第２のバリスタと第３の放電 電極間に第２の外部端子を接続し、上記第１のバリスタと第２のバリスタとを接 続し、上記第２の放電電極と第４の放電電極を接続し、該第２の放電電極と第４ の放電電極間に共通外部端子を接続してなるよう構成した。

【０００８】

【作用】

上記複合型サージ吸収素子の第１の外部端子及び第２の外部端子を、電子機器 の電子回路に通じる一対の線路の各線に接続し、共通外部端子を接地することに より、線間に第１のバリスタ及び第２のバリスタが接続されると共に、各線−ア ース間に電流耐量の大きな第１の放電型サージ吸収素子及び第２の放電型サージ 吸収素子がそれぞれ接続される。すなわち、一個の素子でありながら、線間及び 各線−アース間のサージ吸収を行うことができる。

【０００９】 線間に挿入されるのは第１のバリスタ及び第２のバリスタのみであるため、回 路構成上、放電型サージ吸収素子の直列接続状態が生じない。したがって、交流 電圧を印加した際に、所期の動作電圧よりも低い電圧で素子が動作することを有 効に排除することができる。

【００１０】

【実施例】

図１〜図３は、本考案に係る複合型サージ吸収素子の一実施例を示しており、 図１は複合型サージ吸収素子の内部構成を示す概略断面図、図２はその外観を示 す側面図、図３はその等価回路図である。この複合型サージ吸収素子10は、両端 が開口した円筒状の第１の胴部12と、該第１の胴部12の上端開口を閉塞する第１ の外部電極14と、下端開口を閉塞するカップ状の第２の外部電極16とからなる第 １の外囲器18と、両端が開口した円筒状の第２の胴部20と、該第２の胴部20の上 端開口を閉塞する第３の外部電極22と、下端開口を閉塞するカップ状の第４の外 部電極24とからなる第２の外囲器26とを有してなる。

【００１１】 上記第１の胴部12と第２の胴部20は、第１の連結部28を介して一体化されてい る。また、上記第２の外部電極16と第４の外部電極24も、第２の連結部30を介し て一体化される。したがって、上記第１の外囲器18と第２の外囲器26は、これら 第１の連結部28及び第２の連結部30を介して連結される。そして、第１の外囲器 18の第１の内部空間32と、第２の外囲器26の第２の内部空間34とは、第１の連結 部28と第２の連結部30との係合により形成された通気路36を介して連通接続され る。上記第１の胴部12、第２の胴部20及び第１の連結部28は、セラミック等の絶 縁材によって構成される。また、上記第１の外部電極14〜第４の外部電極24及び 第２の連結部30は、ＦｅやＮｉ等の導電材によって構成される。上記第２の連結 部30の外側には、共通外部端子38がハンダ等によって固着される。

【００１２】 上記第１の内部空間32には、第１の放電電極40及び第２の放電電極42が対向配 置されており、該第１の放電電極40及び第２の放電電極42間には第１の放電間隙 44が形成されている。そして、第１の放電電極40は第１の外部電極14の内面に、 また第２の放電電極42は第２の外部電極16の内面にそれぞれ接続されている。ま た、上記第２の内部空間34にも、第３の放電電極46及び第４の放電電極48が対向 配置されており、該第３の放電電極46及び第４の放電電極48間には第２の放電間 隙50が形成されている。そして、第３の放電電極46は第３の外部電極22の内面に 、また第４の放電電極48は第４の外部電極24の内面にそれぞれ接続されている。 さらに、上記第１の内部空間32及び第２の内部空間34には、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ， Ｘｅ等の希ガスや窒素ガス等の不活性ガスが充填される。以上の結果、第１の外 囲器18内には第１の放電型サージ吸収素子52が形成されるとともに、第２の外囲 器26内には第２の放電型サージ吸収素子54が形成される。

【００１３】 上記第１の外部電極14の上面には、導電材で形成された第１の端子接続板56が 銀ペースト等を介して接続されている。また、この第１の端子接続板56の上面に は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）等によって形成された円盤状の 第１のバリスタ58が、銀ペースト等を介して接続されている。また、同様に、上 記第２の外部電極22の上面には第２の端子接続板60が接続されており、この第２ の端子接続板60の上面には第２のバリスタ62が接続されている。さらに、上記第 １の端子接続板56の鍔部には第１の外部端子64がハンダ等によって固着されると 共に、第２の端子接続板60の鍔部にも第２の外部端子66がハンダ等によって固着 される。第１のバリスタ58と第２のバリスタ62とは、導線68によって直列接続さ れる。

【００１４】 以上の結果、第１の外囲器18内に形成された第１の放電型サージ吸収素子52と 、第２の外囲器26内に形成された第２の放電型サージ吸収素子54と、さらに第１ のバリスタ58と第２のバリスタ62とを一体化した複合型サージ吸収素子10が完成 する（図３）。なお、図示は省略したが、この複合型サージ吸収素子10に、樹脂 モールド等の適当な絶縁外装を施すのが望ましい。

【００１５】 図４に示すように、上記第１の外部端子64を電子機器の電子回路70に通じる電 源線Ｌ₁に接続すると共に、第２の外部端子66を同電源線Ｌ₂に接続し、さらに共 通外部端子38を接地することにより、電源線Ｌ₁，Ｌ₂間に第１のバリスタ58と第 ２のバリスタ62が接続されると共に、電源線Ｌ₁とアース間に第１の放電型サー ジ吸収素子52が、また電源線Ｌ₂とアース間に第２の放電型サージ吸収素子54が 接続される。

【００１６】 しかして、上記電源線Ｌ₁−Ｌ₂間にノーマルモードのサージが印加された場合 には、上記第１のバリスタ58及び第２のバリスタ62が動作してサージを吸収する 。また、電源線Ｌ₁−アース間あるいは電源線Ｌ₂−アース間にコモンモードのサ ージが印加された場合には、上記第１の放電型サージ吸収素子52あるいは第２の 放電型サージ吸収素子54がそれぞれ動作してサージを吸収する。上記のように、 第１の内部空間32と第２の内部空間34が、通気路36を介して連通されているため 、上記第１の放電間隙44と第２の放電間隙50は同一空間内に存在することとなる 。したがって、いずれか一方の放電間隙で放電が発生すると、その放電によるイ オン及び電子のプライミング効果によって、他方の放電間隙でもほとんど同時に 放電を発生させることができる。

【００１７】 なお、上記実施例においては、第１の放電型サージ吸収素子及び第２の放電型 サージ吸収素子として、それぞれ一対の放電電極間に形成される放電間隙を外囲 器内に放電ガスと共に封入した構造のものを例示したが、本発明はこれに限定さ れるものではない。すなわち、図示は省略したが、電圧非直線抵抗体の両端に一 対の放電電極を接続し、該放電電極間に放電間隙を形成したものを放電ガスと共 に外囲器内に封入した構造の放電型サージ吸収素子によって、第１の放電型サー ジ吸収素子及び第２の放電型サージ吸収素子を構成してもよい。この場合には、 バリスタの即応性とアレスタの大電流耐量性を兼ね備えた、優れたサージ吸収特 性を発揮し得るものである。

【００１８】

【考案の効果】

本考案に係るサージ吸収素子は、１個の素子でありながら、第１の外部端子及 び第２の外部端子を各線に接続すると共に、共通外部端子を接地することにより 、線間及び各線−アース間にサージ吸収素子を接続することができ、接続作業の 簡略化及び回路構成の簡素化、素子の小型化が図れる。

【００１９】 しかも、線間に接続されるのは第１のバリスタ及び第２のバリスタのみであり 、上記従来例に見られたように、線間の放電型サージ吸収素子と線−アース間の 放電型サージ吸収素子とが直列接続状態となることを回避できるため、交流電圧 を印加した際に、所期の動作電圧よりも低い電圧で素子が動作することを有効に 排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る一実施例の内部構成を示す概略断
面図である。

【図２】上記実施例の外観を示す側面図である。

【図３】上記実施例の等価回路図である。

【図４】上記実施例の使用状態を示す回路図である。

【図５】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

10 複合型サージ吸収素子 12 第１の胴部 14 第１の外部電極 16 第２の外部電極 18 第１の外囲器 20 第２の胴部 22 第３の外部電極 24 第４の外部電極 26 第２の外囲器 28 第１の連結部 30 第２の連結部 32 第１の内部空間 34 第２の内部空間 36 通気路 38 共通外部端子 40 第１の放電電極 42 第２の放電電極 44 第１の放電間隙 46 第３の放電電極 48 第４の放電電極 50 第２の放電間隙 52 第１の放電型サージ吸収素子 54 第２の放電型サージ吸収素子 58 第１のバリスタ 62 第２のバリスタ 64 第１の外部端子 66 第２の外部端子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の外囲器の内部空間に、少なくとも
   第１の放電電極と第２の放電電極を放電間隙を隔てて対
   向配置し、放電ガスを封入して第１の放電型サージ吸収
   素子を形成すると共に、上記第１の外囲器と連結された
   第２の外囲器の内部空間に、少なくとも第３の放電電極
   と第４の放電電極を放電間隙を隔てて対向配置し、放電
   ガスを封入して第２の放電型サージ吸収素子を形成し、
   上記第１の放電電極に第１のバリスタを接続し、該第１
   のバリスタと第１の放電電極間に第１の外部端子を接続
   し、上記第３の放電電極に第２のバリスタを接続し、該
   第２のバリスタと第３の放電電極間に第２の外部端子を
   接続し、上記第１のバリスタと第２のバリスタとを接続
   し、上記第２の放電電極と第４の放電電極とを接続し、
   該第２の放電電極と第４の放電電極間に共通外部端子を
   接続してなる複合型サージ吸収素子。
2. 【請求項２】 上記第１の外囲器は、絶縁材で形成され
   両端が開口した第１の胴部と、該第１の胴部の一端開口
   を閉塞する第１の外部電極と、他端開口を閉塞する第２
   の外部電極からなり、上記第１の外部電極の内面には上
   記第１の放電電極が接続され、該第１の外部電極の外面
   側には上記第１のバリスタが接続されると共に、上記第
   ２の外部電極の内面には上記第２の外部電極が接続さ
   れ、上記第２の外囲器は、絶縁材で形成され両端が開口
   した第２の胴部と、該第２の胴部の一端開口を閉塞する
   第３の外部電極と、他端開口を閉塞する第４の外部電極
   からなり、上記第３の外部電極の内面には上記第３の放
   電電極が接続され、該第３の外部電極の外面側には上記
   第２のバリスタが接続されると共に、上記第４の外部電
   極の内面には上記第４の放電電極が接続されることを特
   徴とする請求項１に記載の複合型サージ吸収素子。
3. 【請求項３】 上記第１の胴部と第２の胴部は、絶縁材
   よりなる第１の連結部を介して一体化されると共に、上
   記第２の外部電極と第４の外部電極は、導電材よりなる
   第２の連結部を介して一体化され、該第２の外部電極及
   び第４の外部電極によって上記第１の胴部の開口及び第
   ２の胴部の開口を閉塞する際に、上記第１の連結部と第
   ２の連結部を係合させて通気路を形成し、該通気路によ
   って上記第１の外囲器の内部空間と第２の外囲器の内部
   空間を連通せしめたことを特徴とする請求項２に記載の
   複合型サージ吸収素子。