JPS607904B2 - 電圧非直線性抵抗素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえばマイクロモータのノイズ防止手段と
して好適な電圧非直線性抵抗素子に関する。

電圧非道線性抵抗素子は、バリスタとも呼ばれ、第１図
に示すように、電圧非直線性抵抗秦体１の両面に、電極
２，３を設けた基本的な構造を有している。電圧非直線
性抵抗秦体１としては、たとえば酸化亜鉛（Ｚｎ０）、
酸化チタン（Ｔｉ０２）、酸化錫（Ｓｎ０２）または炭
化珪素（ＳＩＣ）系のものがあり、これらの粉末を添加
物とともに焼成焼結して成形される。この電圧非道線性
抵抗素子は「 その電極２，３間に加えられる印加電圧
Ｖによって抵抗値が第２図に示すように非直線的に変化
し、印加電圧Ｖがバリスタ電圧ＶＴを超える範囲では、
抵抗値が激減する特異な性質を有する。

このような特異な性質に着目し、従来より、電圧非直線
性抵抗素子は、音響機器に関連するマイクロモータのノ
イズ防止、リレー接点の保護、半導体素子の静電気に対
する保護、カラーテレビブラウン管回路の放電／吸収な
どの手段として広く利用されている。ここでマィクロモ
ータのノィズ防止を側ことり、電圧非直線性抵抗素子の
動作を説明する。一般にマイクロモータは、整流子片や
刷子の幅が小さく、整流時間が非常に短かし、から、電
機子コイル電流の時間的変化の割合が相当に大きな値に
なる。このためリアクタンス電圧も相当に大きくなり、
整流の始めおよび終りに、第３図に示すように、整流子
片間の火花放電に起因するインパルス状のノイズＮ，，
Ｎ２を発生する。これらのノイズＮ，，Ｎ２は従来周知
のＬ，Ｃ素子によるノイズフィルタ等によって除去でき
る性質のものではないから、マイクロモータの外部回路
に出ないように、マイクロモータ内で除去する必要があ
る。そこで従来は、マイクロモー外こ電圧非直線性抵抗
素子を組込み、前述のノイズＮ，，Ｎ２をマイクロモー
タの内部において除去するようにしてあった。第４図は
ノイズ防止回路を付加したマイクロモータの電源回路の
従釆例を示し、チョークコイルＬ，と、コンデンサＣ，
，Ｃ２とによりフイルタ回路を構成すると共に、このフ
ィルタ回路とマイクロモータの刷子４，５との間に、電
圧非直線性抵抗素子６を並列に接続した構成である。図
中７は電機子、８は整流子、Ｅ，は電源を示す。この回
路において、整流の始めおよび終りに刷子４，５の間に
現われるィンパルス状のノイズＮ，，Ｎ２が、電圧非直
線性抵抗素子６のバリスタ電圧ＶＴを超える範囲で、電
圧非直線性抵抗素子６によって短絡、吸収され、同時に
チョークコイルＬ，、コンデンサＣ，，Ｃ２によるフィ
ルタ回路によって高調波成分等が除去される。ところで
、電圧非直線性抵抗素子は一般り温度依存性を有する。

すなわち、第２図に示すように温度が上昇するにつれて
バリスタ電圧ＶＴ，がＶＬ，ＶＬ・・・のように低い方
に移動するのである。このため、動作継続に伴い周辺機
器から発生する熱、自己の発熱または室温の変化などに
より、電圧非直線性抵抗素子６の温度が上昇し、バリス
タ電圧ＶＴが電源電圧以下になってしまい、マイクロモ
ータの動作の不安定や電圧非直線性抵抗素子６の熱的破
壊を招いてしまう危険があった。本発明は上述する欠点
を除去し、温度変動の影響を受け難く、特性の安定な電
圧非直線性抵抗素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電圧非直線性抵
抗素子は、平板状に形成された電圧非直線性抵抗秦体の
片面に複数個の電極を有し、かつ他面に放熱体を固着し
て成ることを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内容を具体
的に詳説する。第５図は本発明に係る電圧非直線性抵抗
素子の斜視図、第６図は第５図Ａ−Ａ線上における断面
図を示している。この実施例は、マイクロモータのノイ
ズ防止用として構成された電圧非直線性抵抗素子を示し
、円板内に形成された電圧非直線性抵抗素体９の相対向
二面の一面上に、３個に分割された銀を主成分とする電
極１０ａ，１０ｂおよび１０ｃを、軸心のまわりに三等
配すると共に、電圧非直線性抵抗素体９の他面に、電極
１１を間に挟んで、円板状の放熱体１２を固着し、さら
に両者９，１２の軸心部にマイクロモータの回転軸を貴
着させる取付孔１３を貴設した構造としてある。前記電
圧非直線性抵抗素体９は、酸化チタン（Ｔｉ０２）系の
ものを使用して構成してある。

なお電極１０２〜１０ｃの個数が３個となっているのは
、当該電圧非直線性抵抗素子を最も一般的な３極マイク
ロモータ用として構成したからである。すなわち電極１
０ａ〜１０ｃはマイクロモータの整流子片に各別に対応
接続されるもので、整流子片の個数（３個）に合わせた
個数にしてある。したがって電極１０ａ〜１０ｃの個数
は、整流子片などの被接続体の個数が変われば、それに
つれて変化するものである。なお、電極１０ａ〜１０ｃ
および１１はオーム性電極であっても非オ−ム性電極で
あってもよい。さらに放熱体１２は、電圧非直線性抵抗
素体９の温度上昇を低く抑えるためのもので、熱伝導性
の良好な材料によって構成される。この実施例では放熱
体１２はアルミニウム等の金属板によって構成してあり
、電極１１とともに、電極１０ａ〜１０ｃに対する共通
電極として機能するようにしてある。したがってこの実
施例では電圧非直線性抵抗素体９の厚み方向でバリスタ
特性を得ている。ただし、このような実施例に限らず、
電極１０ａ〜１０ｃの相互間だけでバリスタ特性を得る
ような構造とすることも可能であり、このような場合に
は、放熱体１２は必ずしも金属板である必要はなく、他
の熱伝導性の良好な材料、たとえばアルミナ磁器、ベリ
リア磁器などの耐熱絶縁材料によって構成することの可
能も存在し、かつ電極１１を省くことができる。放熱体
１２は、電圧非直線性抵抗素体９の温度上昇を低く抑え
る目的で設けたものであるから、その熱放散面積は大き
い方が望ましい。第７図は本発明に係る電圧非直線性抵
抗素子の別の実施例を示している。この実施例では、放
熱体１２は、一面側が電圧非直線性抵抗素体９の他面側
に固着される平板部分と、この平板部分の他面上に取付
孔１３側から外周方向に向かうように起立して設けられ
た放熱フィン１４とを有する構造となっている。前記放
熱フィン１４は一個または複数個備えられ、取付孔１３
側から外周方向に向かって、放射状に起立して設けられ
る。このような放熱フィン１４があると、放熱面積が拡
大されるばかりでなく、当該電圧非直線性抵抗素子を、
取付孔１３の部分でマイクロモータの回転軸に装着した
場合、マイクロモータの回転駆動時に放熱フィン１４が
回転ファンとなるので、それによる風冷作用が得られる
。

このため、放熱作用が著しく向上し、当該電圧非直線性
抵抗素子の温度上昇がより一層低く抑えられる。しかも
へ放熱フィンの回転ファンとしての送風作用により、マ
イクロモータ側でも風冷作用が得られるので、マイクロ
モー夕の温度上昇をも抑えることができる。第８図は、
第７図に示した本発明に係る電圧非直線性抵抗素子を、
マイクロモータに装着した場合の具体例を示している。

図においてＰは本発明に係る電圧非直線性抵抗素子であ
る。電圧非直線性抵抗素子Ｐは、マイククロモータの整
流子１５と電機子１６との間において、取付孔１３を回
転軸１７に貴看させると共に、電極１０ａ〜１０ｃを、
３個に分割された整流子片１５ａ，１５ｂおよび１５ｃ
（図面に表われない）のそれぞれに各別に接続してある
。１８ａ，１８ｂは刷子、１９は界磁である。

刷子１８ａ，１８ｂは、整流子片１５ａ〜１５ｃのうち
、少なくとも２個に常に接触しているから、電圧非直線
性抵抗素子Ｐの電極１０ａ〜１０ｃのうち、少なくとも
２つが常に刷子１８ａまたは１８ｂに電気的に接続して
いる。また放熱体１２は、共通電極であるが、アースと
同電位にある回転軸１７に電気的に接続されるから、ア
ース電極となる。第９図は、上述のような事情を前提に
し、刷子１８ａ，１８ｂが、それぞれ整流子片１５ａ，
１５ｂに接触しているときの、第８図の等価回路を示し
ている。

図から理解されるように、本発明においては、整流子片
１５ａ〜１５ｃとアースとの間に、電圧非直線性抵抗素
子Ｐａ，ＰｂまたはＰｃのうちの少なくとも２個が常時
各別に挿入された形態をとる。

したがって整流時に整流子片１５ａ〜１５ｃ間の火花放
電に起因して、マイクロモータに第３図に示したような
ノイズＮ，，Ｎ２が発生した場合電圧非直線性抵抗素子
Ｐａ，ＰｂまたはＰｃのうち、少なくとも２つによるバ
リスタ特性が得られ、これによってノイズ吸収作用が行
なわれるから、ノイズＮ，，Ｎ２が、マイクロモータの
外部回路へ出ることなく、整流子の位置で効率良く吸収
されることとなる。しかも電圧非直線性抵抗素子Ｐａ，
ＰｂまたはＰｃのそれぞれは、放熱体１２に薮して形成
されているから、放熱体１２の放熱作用により電圧非直
線性抵抗素子の温度上昇が低く抑えられる。

したがってバリスタ電圧の変動が小さくなり、マイクロ
モータに加えられる駆動電圧および回転運動が安定する
こととなる。さらに電圧非直線性抵抗素子Ｐを固着した
放熱体１２をマイクロモータの回転軸１７に軸止し回転
軸１７と一体に回転させる構成であるから、放熱体１２
による放熱作用が一層促進され、温度上昇の程度が更に
低減される。

放熱体１２による放熱作用は、実施例（第７図）に示し
たように、放熱フィン１４を設けることによって一層促
進される。次に本発明に係る電圧非直線性抵抗素子を用
いた場合の、マイクロモータにおけるノイズ低減効果を
、表１の試験デ−夕を参照して説明する。

表１表１の試験データは、マイクロモータＮｏ．１〜Ｎ
ｏ．４の電源回路に、試料１〜５として示した電圧非直
線性抵抗素子を接続して得たもので、第４図に示したよ
うなＬＣによるフィルタ回路は含まない。

試料１〜４は従来の電圧非直線性抵抗素子を示し、試料
１は酸化鉄Ｆｅ２０３）系、試料２は炭化珪素（ＳＩＣ
）系、試料３は酸化錫（Ｓｎ０２）系の電圧非直線性抵
抗素子であり、試料４はＺｎ○を主成分とするグレーズ
バリスタであり、いずれの試料も放熱板は有していない
ものである。また試料５は本発明に係る電圧非直線性抵
抗素子を示している。恥．１〜Ｍ．４は試験に供せられ
たマイクロモータの種類を区別し、Ｎｏ．１は機械的な
回転数調整手段を有する定格電圧６Ｖのマイクロモータ
、恥．２は電気的な回転数調整手段を有する定格電圧６
Ｖのマイクロモータ、蛇．３，Ｍ．４はそれぞれ定格電
圧９Ｖ，１２Ｖのマイクロモータを示している。

表１に示されたデー外ま、上述のような条件の下で、マ
イクロモータＮｏ．１〜Ｍ．４の電源回路に現われるノ
イズ電圧を示している。表１から容易に理解されるよう
に、本発明に係る電圧非直線性抵抗素子は、従来品より
遥かに優れたノイズ低減効果を示す。

たとえば地．２マイクロモータにおいて、試料１，２を
使用した場合、ノイズ電圧１．５ＶまたはＩＶとなるが
、本発明に係る試料５を使用した場合、ノイズ電圧は０
．３Ｖ以内となり、従来の１／３〜１′９室度に低減さ
れるのである。なお、電圧非直線性抵抗素子によるノイ
ズ防止を施さないときは、ノイズ電圧はｌｏｗ前後の大
きな値になる。以上詳説した如く、本発明に係る電圧非
直線性抵抗素子は、片面に複数の電極を有する電圧非直
線性抵抗繁体の他面側に放熱体を固着して成ることを特
徴とするから、たとえばマイクロモータにおいてノイズ
電圧を著るしく低減させると同時に、放熱体による放熱
作用により電圧非直線性抵抗素体の温度上昇を可及的に
低く抑え、バリス夕電圧の変動量を可及的に小さくする
ことができるという優れた功果があり、特にマイクロモ
ータのノイズ防止素子として好適な電圧非直線性抵抗素
子を提供することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電圧非直線性抵抗素子の断面図「第２図
は電圧非直線性抵抗素子の特性図、第３図はマイクロモ
ータにおけるノイズを説明する図、第４図はマイクロモ
ータにおけるノイズ防止を説明する回路図、第５図は本
発明に係る電圧非直線性抵抗素子の斜視図、第６図は同
じく第５図Ａ−Ａ断面図、第７図は同じく他の実施例に
おける斜視図「第８図は本発明に係る電圧非直線性抵抗
素子を装着したマイクロモータを概略的に示す図第９図
は第８図における等価回路図をそれぞれ示している。 ９……電圧非直線性抵抗黍体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
・・・・・・電極、１１・・・・・・電極、１２・・・
・・・放熱体、１３・・…・取付孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 片面に複数の電極を有する電圧非直線性抵抗素体の
   他面側に放熱体を固着し、この組立体の厚み方向に貫通
   孔状の取付孔を設けた電圧非直線性抵抗素子であつて、
   前記放熱体は、一面が前記電圧非直線性抵抗素体の他面
   側に固着される平板部分と、この平板部分の他面上に前
   記取付孔側から外周方向に向かうように起立して設けら
   れた放熱フインとを有することを特徴とする電圧非直線
   性抵抗素子。 ２ 前記放熱体は金属材料より構成されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の電圧非直線性抵抗素
   子。 ３ 前記放熱体は磁器でなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電圧非直線性抵抗素子。 ４ 前記電圧非直線性抵抗素体は酸化チタン系の電圧非
   直線性抵抗素体であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項に記載の電圧非直線性抵抗
   素子。