JPS5816505A - 回路保護素子 - Google Patents
回路保護素子Info
- Publication number
- JPS5816505A JPS5816505A JP56114875A JP11487581A JPS5816505A JP S5816505 A JPS5816505 A JP S5816505A JP 56114875 A JP56114875 A JP 56114875A JP 11487581 A JP11487581 A JP 11487581A JP S5816505 A JPS5816505 A JP S5816505A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- holes
- varistor
- protection element
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は過渡的な異常電圧から回路を保護するための回
路保護素子、特に回路保護素子としての金属酸化物バリ
スタに関するものであるＯ近年、電子技術の進歩に伴な
い半導体素子が多くの電子ディバイスに使用されるよう
になってきたが、半導体素子は過渡的な異常電圧（サー
ジ）に対して弱−ことから電子ディバイスの回路にサー
ジを吸収するための手段を設ける必要がある。例えば、
自動車においては公害規制や安全規制の強化に伴ない多
数の半導体素子を用いた複雑な電子回路が搭載されてい
る。ところで、自動車で発生するサージのうち、イグニ
ッションオアサージ、各１１誘導負荷開閉峙のサージは
、エネルギがＩＪ以下と小さいため、ツェナダイオード
、金属酪化物バリスタ、あるいはコンデンサと抵抗の組
合せで充分に対処することができる。
路保護素子、特に回路保護素子としての金属酸化物バリ
スタに関するものであるＯ近年、電子技術の進歩に伴な
い半導体素子が多くの電子ディバイスに使用されるよう
になってきたが、半導体素子は過渡的な異常電圧（サー
ジ）に対して弱−ことから電子ディバイスの回路にサー
ジを吸収するための手段を設ける必要がある。例えば、
自動車においては公害規制や安全規制の強化に伴ない多
数の半導体素子を用いた複雑な電子回路が搭載されてい
る。ところで、自動車で発生するサージのうち、イグニ
ッションオアサージ、各１１誘導負荷開閉峙のサージは
、エネルギがＩＪ以下と小さいため、ツェナダイオード
、金属酪化物バリスタ、あるいはコンデンサと抵抗の組
合せで充分に対処することができる。
しかしながら、例えば何等かの原因でノぐツテリ端子が
はずれた場合などに発生する、いわゆるロードダンプサ
ージに対しては、そのサージエネルギが最大１００〜３
００Ｊと大きいために、従来のサージアブソーバでは対
処できなへ即ち、ツェナダイオードは１つのｐｎ接合か
らなるダイオードであり、サージエネルギ耐量を高める
ためには非常に広−面積、例えけ８０ｃａ１以上にわた
ってｐｎｎ会合つくら１ければならな−。しかし現在の
半導体技術ではそのような大面積のｐ！１接合をつくる
ことはむすかＬ〈製造コストも高くなって実用的でない
。またコンデンサを使用する場合には、１１という大吉
νのコンデンサが必要となり実用できない。
はずれた場合などに発生する、いわゆるロードダンプサ
ージに対しては、そのサージエネルギが最大１００〜３
００Ｊと大きいために、従来のサージアブソーバでは対
処できなへ即ち、ツェナダイオードは１つのｐｎ接合か
らなるダイオードであり、サージエネルギ耐量を高める
ためには非常に広−面積、例えけ８０ｃａ１以上にわた
ってｐｎｎ会合つくら１ければならな−。しかし現在の
半導体技術ではそのような大面積のｐ！１接合をつくる
ことはむすかＬ〈製造コストも高くなって実用的でない
。またコンデンサを使用する場合には、１１という大吉
νのコンデンサが必要となり実用できない。
金属酸化物バリスタは、第１図に示すようにバリスタ電
圧（図中、ＶｌｍＡ）以下では抵抗が非常に高く電流は
嫌とんど流れな―が、バリスタ電圧を越えると急激に抵
抗が変化して電流を流す特性（バリスタ特性）を有する
素子であって、これをサージアブソーバとして自動車の
低電圧回路に使用し１かつエネルギ耐量を高めるために
は、熱容シの関係から非常に薄くて面積の広い、シート
状案子としなければならないが、強度的要求および小型
化の要求から実用上太きな問題があった。
圧（図中、ＶｌｍＡ）以下では抵抗が非常に高く電流は
嫌とんど流れな―が、バリスタ電圧を越えると急激に抵
抗が変化して電流を流す特性（バリスタ特性）を有する
素子であって、これをサージアブソーバとして自動車の
低電圧回路に使用し１かつエネルギ耐量を高めるために
は、熱容シの関係から非常に薄くて面積の広い、シート
状案子としなければならないが、強度的要求および小型
化の要求から実用上太きな問題があった。
本発明は回路保護素子としての金属酸化物バリスタに関
するもので、バリスタ電圧が低く、サージエネルギ耐量
が大きな、かつ小型のバリスタを提供することを目的と
するもので、バリスタをハニカム構造とすることによ抄
目的を達成するものである〇 以下、本発明を図示の実施例により説明する。
するもので、バリスタ電圧が低く、サージエネルギ耐量
が大きな、かつ小型のバリスタを提供することを目的と
するもので、バリスタをハニカム構造とすることによ抄
目的を達成するものである〇 以下、本発明を図示の実施例により説明する。
第２図ないし第５図において、１はハニカム状の金属酸
化物バリスタで、薄−格子状の隔壁１２によって区画さ
れた横断面四角形の多数の貫通孔１１を有する。ハニカ
ム体は例えば酸化亜鉛を主成分とする磁器で、押出成形
あるいけ積層成形により製造される。更に具体的には例
えば酸化亜鉛を主原料とし、これ（酸化ビスマス、酸化
アンチモン、酸化マンガン、酸化コバルＦ等の添加物を
加え、これに水、有機バインダを加えて混練し、押出成
形によや成形し、乾燥後焼成することにより製造する＠ 第３図および第４図に示すように、このハエカム体の貫
通孔１１が開口する両端面にはそれぞれ銀焼つけ電極ｇ
ａ、ｓａがそれぞれ形成される。貫通孔１１の内面にも
同様の電極が形成されて−る。即ち１つおきの貫通孔の
内壁面には一方の端面の電極２ａと接続し他方の端面の
電極３＆とは距１１ａをへたてて接続しない１！極２ｂ
が、また電極２ａが形成されていない他の１つおきの貫
通孔には他方の端一〇［ｉ３ａと接続し、一方の端面の
電極２＆とＦ！耐離ｄをへだてて接続しない電極３ｂが
形成されている。
化物バリスタで、薄−格子状の隔壁１２によって区画さ
れた横断面四角形の多数の貫通孔１１を有する。ハニカ
ム体は例えば酸化亜鉛を主成分とする磁器で、押出成形
あるいけ積層成形により製造される。更に具体的には例
えば酸化亜鉛を主原料とし、これ（酸化ビスマス、酸化
アンチモン、酸化マンガン、酸化コバルＦ等の添加物を
加え、これに水、有機バインダを加えて混練し、押出成
形によや成形し、乾燥後焼成することにより製造する＠ 第３図および第４図に示すように、このハエカム体の貫
通孔１１が開口する両端面にはそれぞれ銀焼つけ電極ｇ
ａ、ｓａがそれぞれ形成される。貫通孔１１の内面にも
同様の電極が形成されて−る。即ち１つおきの貫通孔の
内壁面には一方の端面の電極２ａと接続し他方の端面の
電極３＆とは距１１ａをへたてて接続しない１！極２ｂ
が、また電極２ａが形成されていない他の１つおきの貫
通孔には他方の端一〇［ｉ３ａと接続し、一方の端面の
電極２＆とＦ！耐離ｄをへだてて接続しない電極３ｂが
形成されている。
そして、更にへ孟カム体の両側面にはそれぞれ電極２ａ
と接続する集合電極２ｏおよび電極３ａと接続する集合
電極３ｃを形成するう電極の形成は、例えば電極を形成
しない部分ヲワックスで被覆し、ハエカム体ヲ銀ペーＸ
）に浸漬し、引上けて後乾燥、焼成する。そして両電極
面２ａ、３ｃにそれぞれリード４Ｉ５．６をへンダ付は
等で固定し、全体をチクリトロビック性を有するフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂等の一脂に浸漬して表面を被Ｊ
ＩＩＬ、型に入れて硬化する。この場合、樹脂で貫通孔
１１が完全に埋められるように外装してもよいし、また
貫通孔・１１が残る程度に外装してもよ―。貫通孔１１
を残す方が、放熱の点から考えて有利である０ 第８図は回路保護素子を電子ディバイスとともに自動車
の充電回路に！ｌ’続した配電図の一例を示すもので、
バッテリ１００両端にはオールタネータ２０がダイオー
ド３０＆、３０ｂを介して接続されている。またこれと
並列に充電圧調整用のレギュレータ４０およびフィール
ドコイル５０が接続され、上記オールタネータ２０とダ
イオード３０ｍ、３０ｂとで充電回路を構成している。
と接続する集合電極２ｏおよび電極３ａと接続する集合
電極３ｃを形成するう電極の形成は、例えば電極を形成
しない部分ヲワックスで被覆し、ハエカム体ヲ銀ペーＸ
）に浸漬し、引上けて後乾燥、焼成する。そして両電極
面２ａ、３ｃにそれぞれリード４Ｉ５．６をへンダ付は
等で固定し、全体をチクリトロビック性を有するフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂等の一脂に浸漬して表面を被Ｊ
ＩＩＬ、型に入れて硬化する。この場合、樹脂で貫通孔
１１が完全に埋められるように外装してもよいし、また
貫通孔・１１が残る程度に外装してもよ―。貫通孔１１
を残す方が、放熱の点から考えて有利である０ 第８図は回路保護素子を電子ディバイスとともに自動車
の充電回路に！ｌ’続した配電図の一例を示すもので、
バッテリ１００両端にはオールタネータ２０がダイオー
ド３０＆、３０ｂを介して接続されている。またこれと
並列に充電圧調整用のレギュレータ４０およびフィール
ドコイル５０が接続され、上記オールタネータ２０とダ
イオード３０ｍ、３０ｂとで充電回路を構成している。
バッテリー１００両端には更に負荷として電子ディバイ
ス６ｏと回路保護素子たる本発明のバリスタｌが接続さ
れている。
ス６ｏと回路保護素子たる本発明のバリスタｌが接続さ
れている。
バッテリ充電中、何等かの原因でバッテリ１０の端子が
はずれた場合、オールタネータ２０の定常食荷はバッテ
リ充電電流分だけ減少し１その際レギュレータ４００作
用によって一定値に制御しようとするが、フィールドコ
イル５０の界硼変化に遅れが生じるため、オールタネー
タ２０から瞬間的な高電圧、いわゆるロードダンプサー
ジが貴簡等にかかる。従って保護素子１が無い場合には
電子ディバイス６０に直接高電圧がかかつて破損される
おそれがある。しかるに保護素子１が電子ディバイスに
並列に接続されているので、サージに対して直ちに西部
抵抗が下り、サージ吸収の役割を果す。
はずれた場合、オールタネータ２０の定常食荷はバッテ
リ充電電流分だけ減少し１その際レギュレータ４００作
用によって一定値に制御しようとするが、フィールドコ
イル５０の界硼変化に遅れが生じるため、オールタネー
タ２０から瞬間的な高電圧、いわゆるロードダンプサー
ジが貴簡等にかかる。従って保護素子１が無い場合には
電子ディバイス６０に直接高電圧がかかつて破損される
おそれがある。しかるに保護素子１が電子ディバイスに
並列に接続されているので、サージに対して直ちに西部
抵抗が下り、サージ吸収の役割を果す。
しかして、本発明は回路保護素子をハエカム構造とする
ことにより体積および表面積を立体的にかせぎ、小型で
バリスタ電圧が低く、かつサージエネルギ耐量の大きい
バリスタを得ることができる。
ことにより体積および表面積を立体的にかせぎ、小型で
バリスタ電圧が低く、かつサージエネルギ耐量の大きい
バリスタを得ることができる。
自動車に搭載された各種電子ディバイスをサージから保
論するためには、約２０Ｖのバリスタ電圧が必要とされ
る。一般に傘属酸化物を用いたバリスタは、母粒子を粒
界相が包み込んでいる形部であり、作動原理は粒子と粒
界相界面に形成されるショートキー障壁に起因しており
、そのトンネル効果によ抄説明される。１つのショート
キー障壁のしきい電圧は約３ｖ稈度と考えられて、いる
ため、電極間に直列に接続されていふ粒界の数によりバ
リスタ電圧が決定される。
論するためには、約２０Ｖのバリスタ電圧が必要とされ
る。一般に傘属酸化物を用いたバリスタは、母粒子を粒
界相が包み込んでいる形部であり、作動原理は粒子と粒
界相界面に形成されるショートキー障壁に起因しており
、そのトンネル効果によ抄説明される。１つのショート
キー障壁のしきい電圧は約３ｖ稈度と考えられて、いる
ため、電極間に直列に接続されていふ粒界の数によりバ
リスタ電圧が決定される。
今、母粒子が約３０μで、バリスタ電圧２０Ｖ程度を得
ようとすると、７個の粒子数となり、約０２■の電極間
距離となる。さらにロードダンプサージのエネルギ３０
０Ｊを吸収するためｏ体積については、バリスタの比熱
（約α１２５ｏ ａ Ｊ”Ｃ・ｆ ）および比重（ａ４
９１０Ｉ）できまる熱容量から、３００Ｊが加わった場
合の温度上昇を使用最高温度１５０℃、熱暑、走開始温
度２００℃を考慮して５０℃以下に抑えようとすると約
ｐ、１１！ＩＩＦの体・積が必要となる。そして素子の
厚さは０２■であるから、従莱の円板型のバリスタでは
実に直径１１６■のものが必要となる。このように薄く
て大きい円板は、強度の面から実用可能性が極めて低い
。
ようとすると、７個の粒子数となり、約０２■の電極間
距離となる。さらにロードダンプサージのエネルギ３０
０Ｊを吸収するためｏ体積については、バリスタの比熱
（約α１２５ｏ ａ Ｊ”Ｃ・ｆ ）および比重（ａ４
９１０Ｉ）できまる熱容量から、３００Ｊが加わった場
合の温度上昇を使用最高温度１５０℃、熱暑、走開始温
度２００℃を考慮して５０℃以下に抑えようとすると約
ｐ、１１！ＩＩＦの体・積が必要となる。そして素子の
厚さは０２■であるから、従莱の円板型のバリスタでは
実に直径１１６■のものが必要となる。このように薄く
て大きい円板は、強度の面から実用可能性が極めて低い
。
しかるに本発明ではバリスタをハニカム構造としたこと
により、例えば隔壁厚さαＱｍ、貫通孔長さ１．２ ｍ
、貫通孔数３００個のハニカムについていえば、３０
０Ｊのエネルギ耐量をもつために祉奥行１０６−１口２
ａＢｍという非常に小型のものでよく、かつ円板型に比
べて強度の面でも著しくすぐれている。
により、例えば隔壁厚さαＱｍ、貫通孔長さ１．２ ｍ
、貫通孔数３００個のハニカムについていえば、３０
０Ｊのエネルギ耐量をもつために祉奥行１０６−１口２
ａＢｍという非常に小型のものでよく、かつ円板型に比
べて強度の面でも著しくすぐれている。
第６図および第７図は本発明の他の実施例を示すもので
、酸化亜鉛を主成分として焼成したハニカム体の貫通孔
が開口する一方の端面には、貫通孔の一列おきに溝１３
＆が形成され、他方の端面には満１３ａが形成されてい
ない貫通孔の開口に溝１３ｂが形成されている。そして
各貫通孔の内壁面および溝１３ ｍ、ｌ ３ ｂＫは電
極４＆が形成され、かつ一つの側面には溝１３１を有す
る端面側に電極４ｂが、対向側面には−１３ｂを有する
端面側に電極４ｃが形成されている。電極４＆のうち溝
１３１を有する貫通孔の内壁面に形成した電極は電気導
体路たる溝１３ｍの電極を介して電極４ｂに、電極４＆
のうち溝゛１３ｂを有する貫通孔の内壁面に形成した電
極社溝１３ｂの電極を介して電極４０に接続されている
。
、酸化亜鉛を主成分として焼成したハニカム体の貫通孔
が開口する一方の端面には、貫通孔の一列おきに溝１３
＆が形成され、他方の端面には満１３ａが形成されてい
ない貫通孔の開口に溝１３ｂが形成されている。そして
各貫通孔の内壁面および溝１３ ｍ、ｌ ３ ｂＫは電
極４＆が形成され、かつ一つの側面には溝１３１を有す
る端面側に電極４ｂが、対向側面には−１３ｂを有する
端面側に電極４ｃが形成されている。電極４＆のうち溝
１３１を有する貫通孔の内壁面に形成した電極は電気導
体路たる溝１３ｍの電極を介して電極４ｂに、電極４＆
のうち溝゛１３ｂを有する貫通孔の内壁面に形成した電
極社溝１３ｂの電極を介して電極４０に接続されている
。
電極の形成は、例えは溝１３ａ、１３ｂを有するハニカ
ム体を銀ペースト中に浸漬Ｌ１乾燥、焼伺けしてハニカ
ム体全面に電極を形成した後、貫通孔が開口する両端面
および対向両側面の電極の一部を研摩し削り落す。電極
４ｂＳ４ａには第７図に示す如くそれぞれリード線５．
６が取付けられる。
ム体を銀ペースト中に浸漬Ｌ１乾燥、焼伺けしてハニカ
ム体全面に電極を形成した後、貫通孔が開口する両端面
および対向両側面の電極の一部を研摩し削り落す。電極
４ｂＳ４ａには第７図に示す如くそれぞれリード線５．
６が取付けられる。
上記の如く本発明の金員酸化物バリスタはハニカム体に
構成したことを特徴とするもので、小型化が可能である
とともに強度にすぐれ、バリスタ電圧が低くサージエネ
ルギ耐量が大きいことより、車両の電子回路保霞素子と
して極めて適している。
構成したことを特徴とするもので、小型化が可能である
とともに強度にすぐれ、バリスタ電圧が低くサージエネ
ルギ耐量が大きいことより、車両の電子回路保霞素子と
して極めて適している。
第１図は金属酸化物バリスタの電流電圧特性斜視図、第
３図社要部斜視図、第４図は第３図のＩＩ−Ｗ線断面図
、第５図は回路保１素子にり−ド線を取付けた斜視図、
第６図および第７図は第２の実施例を示すもので、第６
図は回路保護素子の斜視図、第７図はリード線を取付け
た斜視図、第８図は保諸素子を設けて回路例を示す。 １・・・・・・回路保護素子 １１・・・・・・阪通孔 ２＆、２ｂ、２ｏｔ ３ａ、３ｂ、３０，４＆％ ４Ｃ
４ｃ・・・・・・電極 １３＆、１３ｂ・・・・・・電気導体路１０・・・・・
・バッテリ ２０・・・・・・オールタネータ ４０・・・・・・レギュレータ ６０・・・・・・電子ディバイス 第１図 第３図 第４図 第６図 １３ｔ） 第７図 都８図
３図社要部斜視図、第４図は第３図のＩＩ−Ｗ線断面図
、第５図は回路保１素子にり−ド線を取付けた斜視図、
第６図および第７図は第２の実施例を示すもので、第６
図は回路保護素子の斜視図、第７図はリード線を取付け
た斜視図、第８図は保諸素子を設けて回路例を示す。 １・・・・・・回路保護素子 １１・・・・・・阪通孔 ２＆、２ｂ、２ｏｔ ３ａ、３ｂ、３０，４＆％ ４Ｃ
４ｃ・・・・・・電極 １３＆、１３ｂ・・・・・・電気導体路１０・・・・・
・バッテリ ２０・・・・・・オールタネータ ４０・・・・・・レギュレータ ６０・・・・・・電子ディバイス 第１図 第３図 第４図 第６図 １３ｔ） 第７図 都８図
Claims (2)
- （１） バリスタ特性を有する金属酸化物磁器に複数
の貫通孔を設け、貫通孔が開口する一方の端面には正電
極を、他方の端面には負電極を形成し、各貫通孔の内壁
には交互に上記正電極および負電極に接続する電極面を
形成したことを特徴とする回路保護素子。 - （２） バリスタ特性を有する金属酸化物磁器に複数
の貫通孔を設け、貫通孔の内壁に１１＆＆面を形成し１
貫通孔が開口する両端面に貫通孔の所定の配列群の電極
面に接続し１かつ互に電気的に隔置された電気導体路を
形成し、一方の導体路を正電極に、他方の導体路を負電
極に接続したことを特徴とする回路保護素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114875A JPS5816505A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 回路保護素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114875A JPS5816505A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 回路保護素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816505A true JPS5816505A (ja) | 1983-01-31 |
Family
ID=14648864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56114875A Pending JPS5816505A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 回路保護素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816505A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5338459A (en) * | 1991-11-19 | 1994-08-16 | Daiyo Kiko Industry, Inc. | Muddy and waste water treatment method |
-
1981
- 1981-07-22 JP JP56114875A patent/JPS5816505A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5338459A (en) * | 1991-11-19 | 1994-08-16 | Daiyo Kiko Industry, Inc. | Muddy and waste water treatment method |
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