JPH09306317A - 過電圧・過電流保護装置 - Google Patents

過電圧・過電流保護装置

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JPH09306317A
JPH09306317A JP11376296A JP11376296A JPH09306317A JP H09306317 A JPH09306317 A JP H09306317A JP 11376296 A JP11376296 A JP 11376296A JP 11376296 A JP11376296 A JP 11376296A JP H09306317 A JPH09306317 A JP H09306317A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電圧、過電流に対して安価な保護装置を提
供する。 【解決手段】 正特性サーミスタに過電流・過電圧が印
加された場合、正特性サーミスタを層状剥離させる事に
より、予め付加したバネ力により層状剥離した正特性サ
ーミスタ素子同志を離間させる事により、過電圧及び過
電流から機器を保護する過電圧・過電流保護装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器例えば電
話器の電子交換機等の過電流・過電圧保護装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電話器の電子交換機は、結線のショート
を保護するために正特性サーミスタが用いられている。
一方、これら交換機は雷サージによる機器の保護を行う
ため、例えばUL1459に定められた過電圧・過電流
による保護も必要とされている。
【0003】例えば、電子交換機用としては240V
24Aでは正特性サーミスタが保護動作して電流を抑制
し、過電流を抑制後正常に復帰することが要求され、6
00V 40A、600V 7A、600V 2.2A
の過電圧・過電流の場合、回路をオープンすることが要
求されている。一般に、正特性サーミスタ素子にリード
線を半田付けした構造のものに瞬時に大きな電力を加え
た場合、正特性サーミスタは急速に発熱するが、その熱
が半田を介してリード線から熱放散し、素子内部と素子
両表面で温度差が生じ、そのため、素子厚み方向に剪断
力が発生し、図7の如く素子の厚みのほぼ中間部で層状
剥離10が発生することが知られている。UL1459
に規定した600V 40A、7A、2.2Aの如き高
い電圧を印加した場合、上記の特性を利用し、正特性サ
ーミスタ素子を層状に破壊させたものが一部実用化され
ている。然るに素子の層状破壊したものはその素子の剥
離した距離がせいぜい0.05〜0.1mm程度であ
り、繰返し600Vの電圧が印加されたとき層状剥離し
た間でアーク放電が生じ、正特性サーミスタがついには
焼損してしまうという致命的な欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの過電
圧・過電流が繰返し加わった場合でも正特性サーミスタ
を小型化出来、且つ過電圧・過電流が加わっても焼損せ
ず、機器を保護することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、正特性サーミスタ
素子の少なくとも一方の面にバネ性を有するリード線を
半田付けし、正特性サーミスタの他方の電極面と基板と
をエポキシ樹脂等の接着剤で接着させ、且つ正特性サー
ミスタとリード線とが離間するようにリード線のバネ性
を付加した状態で当該リード線の他端を基板に半田付け
し、正特性サーミスタに過電圧・過電流が加わった場
合、正特性サーミスタが層状剥離し、リード線のバネ力
で層状剥離した正特性サーミスタ素子同志を離間せしめ
ることにより、回路を遮断することを特徴とする過電圧
・過電流保護装置を提供するものである。
【0006】あるいは又、正特性サーミスタ素子に半田
付されたリード線にバネ材を半田付けし、正特性サーミ
スタの一方の電極面と基板とをエポキシ樹脂等の接着剤
で接着させ、且つリード線と正特性サーミスタとが離間
するようにバネ性を付加した状態でバネ材の他端を基板
に半田付けし、正特性サーミスタに過電圧・過電流が加
わった場合、正特性サーミスタが層状剥離し、バネ材の
バネ力で層状剥離した正特性サーミスタ素子同志を離間
せしめることにより、回路を遮断することを特徴とする
過電圧・過電流保護装置を提供するものである。更にま
た、正特性サーミスタの両面にリード線が半田付けさ
れ、正特性サーミスタの一方の電極面と基板とをエポキ
シ樹脂等の接着剤で接着され、且つ他方の電極面に半田
付けされたリード線と基板との間にリード線と基板とが
離間するようにバネを設け、正特性サーミスタに過電圧
・過電流が加わった場合、正特性サーミスタが層状剥離
し、バネ力で層状剥離した正特性サーミスタ素子同志を
離間せしめることにより、回路を遮断することを特徴と
する過電圧・過電流保護装置を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】上記の構造とすることにより、正
特性サーミスタ素子は従来は20φ×4.0tmmの大
きさであったものでも、600V 40A 1.5秒の
過電圧は1回しか耐えることが出来なかったが、7φ×
2.5tmmの大きさで、600Vの過電圧を繰り返し
印加しても回路を保護することが可能となり、装置も小
型化出来、コストも低減することが可能となった。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1に基づき詳述する。正
特性サーミスタ素子1(7φ×2.5tmm、キュリー
温度120℃、抵抗値12Ω)の両面にニッケルメッキ
及び錫メッキにより、電極12、13を形成し、その電
極にバネ性を有する0.5φのリード線(黄銅線)2、
3を半田4(錫−鉛共晶半田、融点183℃)で半田付
けした。
【0009】リード線2、3の他端を基板5に半田付け
するに際し、図1に示したように正特性サーミスタ素子
の一方の電極13と基板5とを接着剤9(エポキシ樹
脂)で接着し、リード線2は、リード線のバネ力で正特
性サーミスタ素子を離間するように付加した状態で基板
5に半田付けした。このリード線2,3間にULで規定
されている通り、600V 40A 1.5秒、600
V 7A 5秒、600V 2.2A 30分の通電条
件を設定し、電流を流したところ、正特性サーミスタに
電流が流れて自己発熱して正特性サーミスタの内部と表
面部の温度差により層状剥離し、それぞれ0.02秒、
1.0秒、2.3秒で図2の通り、自己発熱で剥離した
正特性サーミスタ素子1、1同志が離間し、電流を遮断
した。
【0010】また本発明の他の実施例を図2に示す。正
特性サーミスタ1(7φ×2.5tmm、キュリー温度
90℃、抵抗値12Ω)の両面にニッケルメッキ及び錫
メッキ電極12、13を形成し、その電極に0.5φの
リード線(Cp線)6、7を半田4(錫−鉛共晶半田
融点183℃)で半田付けした。
【0011】正特性サーミスタ素子1の一方の電極13
と基板5とを接着剤9(エポキシ樹脂)で接着した後、
リード線6の他端を基板5に半田付けし、リード線7の
他端をバネ材8(リン青銅板 幅2.0mm 厚み1.
0tmm)で半田付けし、バネ材8をリード線7と正特
性サーミスタとが離間するよう予め付加した状態でバネ
材8の他端を基板5に半田付けした。リード線6、バネ
材8の間に600V 40A 1.5秒、600V 7
A5秒、600V 2.2A 30分の通電条件を設定
し、電流を流したところ、それぞれ0.05秒、1.6
秒、3.8秒で図4の通り、自己発熱で剥離した正特性
サーミスタ素子1、1同志が離間して正特性サーミスタ
が層状剥離し、それぞれ電流を遮断した。更に、本発明
の他の実施例を図5に示す。正特性サーミスタ1(7φ
×2.5tmm キュリー温度 90℃ 抵抗値12
Ω)の両面にニッケルメッキ及び錫メッキによる電極1
2、13を形成し、その電極に0.5φのリード線(C
P線)6、7を錫−鉛共晶半田で半田付けした。正特性
サーミスタの一方の電極面と基板とを接着材9(エポキ
シ樹脂)で接着した後、リード線6、7の他端を基板5
に半田付けし、リード線7と基板の間にバネ材11をリ
ード線7が基板から離間するように設けた。リード線
6、7の間に600V 40A 1.5秒、600V
7A 5秒、600V 2.2A 30分の通電条件を
設定し、電流を流したところ、それぞれ0.05秒、
1.6秒、3.8秒で図6の通り、自己発熱で剥離した
正特性サーミスタ素子1、1同志が離間して電流を遮断
した。
【0012】
【発明の効果】上述したように、正特性サーミスタを小
型化し、低コストで高電圧、大電流を素早く遮断する過
電圧、過電流保護装置を提供することが可能となり、6
00Vの過電圧が繰り返し印加されても回路が完全にオ
ープンするため、焼損することもなく、負荷側に過電圧
が加わる事はない。尚、実施例ではバネ材として黄銅や
リン青銅を用いたが、これらのバネ材に限定されるもの
ではないことはいうまでもない。また、正特性サーミス
タ素子の一方の電極をエポキシ樹脂等で基板と接着する
ことにより、バネ力で正特性サーミスタ素子が基板から
浮き上がらないためにバネ力が経時的に変化することが
ない。更に、一方の電極13が接着剤9でコーティング
されるため、600Vの電圧が加わった際、バネ材8で
離間する迄の間、正特性サーミスタの電極間でのアーク
放電による正特性サーミスタ素子の焼損を防止すること
ができる。従って、接着剤は正特性サーミスタ素子1の
一方の電極を完全に覆うことが望ましい。上記の実施例
では、2本のリード線間にバネ材を配し、バネの反発力
で正特性サーミスタ素子を離間させているが、基板に接
着しない方のリード線にのみバネ材を半田付けしても良
い。尚、接着剤はエポキシ樹脂に限るものではなく、フ
ェノールやウレタン等の樹脂でも同様の効果を得ること
が出来る。更に、サーミスタの電極はニッケル−錫メッ
キ電極に限るものではなく、他の電極でも本発明の効果
を得ることが出来る。また、用途として、PBX(電子
交換機)を例として説明したが、この用途に制限される
ものではなく、過電圧、過電流保護用として広く応用出
来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図である。
【図2】図1の実施例で、過電圧が加わった場合に正特
性サーミスタ素子が層状剥離した状態の断面図である。
【図3】他の実施例の断面図である。
【図4】図3の実施例で、過電圧が加わった場合に正特
性サーミスタ素子が層状剥離した状態の断面図である。
【図5】他の実施例の断面図である。
【図6】図5の実施例で、過電圧が加わった場合に正特
性サーミスタ素子が層状剥離した状態の断面図である。
【図7】従来の正特性サーミスタで過電圧が加わった場
合に正特性サーミスタ素子が層状剥離した状態の断面図
である。
【符号の説明】
1 正特性サーミスタ素子 2 リード線(黄銅線) 3 リード線(黄銅線) 4 半田 5 基板 6 リード線(Cp線) 7 リード線(Cp線) 8 バネ材(リン青銅板) 9 接着剤 10 層状剥離 11 バネ材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正特性サーミスタ素子の少なくとも一方
    の面にバネ性を有するリード線を半田付けし、正特性サ
    ーミスタの他方の電極面と基板とをエポキシ樹脂等の接
    着剤で接着させ、且つ正特性サーミスタとリード線とが
    離間するようにリード線のバネ性を付加した状態で当該
    リード線の他端を基板に半田付けし、正特性サーミスタ
    に過電圧・過電流が加わった場合、正特性サーミスタが
    層状剥離し、リード線のバネ力で層状剥離した正特性サ
    ーミスタ素子同志を離間せしめることにより、回路を遮
    断することを特徴とする過電圧・過電流保護装置。
  2. 【請求項2】 正特性サーミスタ素子に半田付されたリ
    ード線にバネ材を半田付けし、正特性サーミスタの一方
    の電極面と基板とをエポキシ樹脂等の接着剤で接着さ
    せ、且つリード線と正特性サーミスタとが離間するよう
    にバネ性を付加した状態でバネ材の他端を基板に半田付
    けし、正特性サーミスタに過電圧・過電流が加わった場
    合、正特性サーミスタが層状剥離し、バネ材のバネ力で
    層状剥離した正特性サーミスタ素子同志を離間せしめる
    ことにより、回路を遮断することを特徴とする過電圧・
    過電流保護装置。
  3. 【請求項3】 正特性サーミスタの両面にリード線が半
    田付けされ、正特性サーミスタの一方の電極面と基板と
    をエポキシ樹脂等の接着剤で接着され、且つ他方の電極
    面に半田付けされたリード線と基板との間にリード線と
    基板とが離間するようにバネを設け、正特性サーミスタ
    に過電圧・過電流が加わった場合、正特性サーミスタが
    層状剥離し、バネ力で層状剥離した正特性サーミスタ素
    子同志を離間せしめることにより、回路を遮断すること
    を特徴とする過電圧・過電流保護装置。
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