JPS62287584A

JPS62287584A - 複合型サ−ジ吸収素子

Info

Publication number: JPS62287584A
Application number: JP13097586A
Authority: JP
Inventors: 稲葉　敏元
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1987-12-14
Also published as: JPH0519275B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］本発明は、電圧非直線抵抗体と、放電電極間に形成した
放電間隙との並列接続構造を有するサージ吸収素子に係
り、特に、３個の素子を同一空間内でデルタ接続して一
体化することにより、２線式回路の接地用及び線間用と
して、或いは３線式回路の線間用として好適に使用し得
る複合型サージ吸収素子に関する。

［従来の技術］従来より、電子機器に加わる過渡的な異常電圧や誘導雷
等のサージから電子回路素子を保護するため、電圧非直
線抵抗体より成るバリスタや、気密容器中に封入した放
電間隙の放電現象を利用するアレスタ等のサージ吸収素
子が広く使用されており、本出願人も既にバリスタとア
レスタとの並列接続構造を有するサージ吸収素子を提案
（特開昭５９−１５７９８１、実開昭６０−３２７８３
等）している。

上記サージ吸収素子８は、第５図に示す如く、電圧非直
線抵抗体２の両端に、放電間隙５を隔てて相対向させて
一対の放電電極４．４を接続し、これを放電ガスと共に
気密容器７中に封入して外部端子６．６を導出した構造
を有している。上述の構成としたサージ吸収素子８に、
上記素子のクリップ電圧以上の電圧を有するサージが印
加されると、まずバリスタ動作によって直ちに電圧非直
線抵抗体２を通じて電流が流れてサージ吸収が開始され
、上記抵抗体２の抵抗値とサージ電流値との積による電
圧降下が上記抵抗体２の両端間に生じる。電流量が増加
するのに伴ってこの電圧降下も増大し、これが上記放電
電極４．４間の放電開始電圧を超えると、放電電橋４，
４間の電圧非直線抵抗体２に近い領域で励起放電が生じ
、その付勢によって瞬時に、放電電極４．４間の外側の
領域に放電が転移して大電流を通ずる主放電が生成し、
このアレスタ動作によってサージが吸収される。このよ
うに、上記サージ吸収素子８は、バリスタの連応性とア
レスタの大電流耐量性とを合わせもつ優れたサージ吸収
特性を有するものである。

ところで、上記サージ吸収素子の使用に際しては、電源
線或いは信号線の各線それぞれとアースとの間に単一素
子を個々に接続して回路に組み込んで、線・アース間よ
り侵入してくるコモンモードサージを吸収させ、更に必
要により、各線間にも単一素子を個々に接続して、線間
より侵入してくるノルマルモードサージを吸収させてい
る。例えば、単相電源回路等の２線式回路の場合には、
第６図（Ａ）に示す如く、線ａ、ｂそれぞれとアースと
の間及び必要により線ａ、ｂ間に各１個、合計３個のサ
ージ吸収素子８を接続し、また三相電源回路等の３線式
回路の場合には、第６図（Ｂ）に示す如く、線ａ、ｂ、
ｃそれぞれとアースとの間及び必要により線ａ、ｂ、ｃ
間に各１個、合計６個のサージ吸収素子８を接続してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ところが上述の如く、単一素子を個々に接続する方法に
あっては、多くの素子が必要とされるため、広い組み込
みスペースを要する上にサージ対策費用が嵩み、しかも
接続作業が煩雑になるという問題がある。

本発明は上述の点に鑑み案出されたもので２線式回路の
線・アース間及び線間並びに３線式回路の線間ぺの接続
が簡単であり、しかも小型で多相回路への組み込みスペ
ースが少なくて済む上に、サージ対策費用を削減できる
複合型サージ吸収素子を実現することを目的とするもの
である。

Ｅ問題を解決するための手段］以上の目的をＬｔ醜するため本発明は、環状と成された
電圧非直線抵抗体の表面に３個のバリスタ電極を形成す
ると共に、該バリスタ電極にそれぞれ放電電極を接続し
て該放電電極間にそれぞれ放電間隙を形成し、これを気
密容器に封入して成る複合型サージ吸収素子を要旨とす
るものである。

［作用］本発明は、上述の如き構成であるので、各バリスタ電極
間の電圧非直線抵抗体と、各放電電極間に形成された放
電間隙とによってバリスタとアレスタとの並列接続構造
を有するサージ吸収素子が形成され、３個の素子が同一
空間内に於いてデル夕接続された状態で一体化される。

従って、本発明の複合型サージ吸収素子を回路に実装す
るには、２線式回路の場合には上記各電極を各線とアー
スにそれぞれ接続すれば、線・アース間及び線間にそれ
ぞれサージ吸収素子が組み込まれ、また、３線式回路の
場合には上記各電極を各線に接続すれば、線間にサージ
吸収素子が組み込まれる。

Ｃ実施例］以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

［実施例１］第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係る複合型サー
ジ吸収素子を示すもので、第１図（Ａ）は一部を破断し
た要部斜視図、第１図（Ｂ）は要部拡大断面図、第１図
（Ｃ）は要部平面図、第２図は斜視図、第３図は等価回
路図である０図に於いて複合型サージ吸収素子１は、例
えば、ＺｎＯ。

ＢａＴｉＯｓ、ＳｉＣ等の金属酸化物を主成分とした材
料より成る断面略矩形状と成された円形環状の電圧非直
線抵抗体２の表面に、該抵抗体２を取り巻く様に３個の
バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃを等間隔に形成すると共
に、上記各バリスタ電極３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ放
電電極４ａ、４ｂ、４ｃを接続して、上記各放電電極４
ａ、４ｂ。

４０間にそれぞれ放電間隙５　ａ　ｂ、　　５　ｂ　ｃ
、　　５　ｃａを形成している。更に上記各放電電極４
ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ外部端子６ａ、６ｂ、６ｃを
接続し、これを第２図に示す如く、セラミックやガラス
等の絶縁物より成る気密容器７中に、希ガス（Ｈｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ等）や窒素ガス等の不活性ガスを主体とした放
電ガスと共に封入し、上記外部端子６ａ、６ｂ、６ｃを
気密容器７から外部へ導出している。

上記バリスタ電極３ａ、３ｂ、３ｃは、銀やアルミニウ
ム等の金属材料を焼付、溶射、蒸着等によって、電圧非
直線抵抗体２の表面に、これを取り巻く様に環状に被着
してオーミック接続したものであり、第１図（Ｃ）に示
す如く、上記バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃ間それぞれ
に於いて、バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃ間の電圧非直
線抵抗体２ａｂ、２ｂｃ、　　２ｃａそれぞれの内周面
側の沿面距離Ｌ１と外周面側の沿面距離Ｌ２とが等しく
なる様に形成されている。

また、上記放電電極４ａ、４ｂ、４ｃは、ニッケルや鉄
或いはそれらの合金等、放電特性の良好な金属板をプレ
ス加工等によって断面略コの字形状に成形した一対の部
材４１ａと４２ａ、４１ｂと４２ｂ、４１Ｃと４２Ｃよ
り構成されている。

そして、上記放電電極４ａ、４ｂ、４ｃの形成に際して
は、上記一方の部材４１ａ、４１ｂ、４１Ｃ及び他方の
部材４２　ａ、　　４２　ｂ、　　４２　ｃをそれぞれ
、電圧非直線抵抗体２の上面方向及び下面方向から上記
抵抗体２に被せてバリスタ電極３ａ。

３ｂ、３ｃを覆い、先端同士を当接させて先端の突起部
を溶接して接合している。また、放電間隙５ａｂ、５ｂ
ｃ、５ｃａは、それぞれ、上記放電電極４ａ、４ｂ、４
ｃの側端部に同一長さで形成されている。

斯くして、バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃ間の電圧非直
線抵抗体２ａｂ、　　２ｂｃ、　　２ｃａと放電間隙５
ａｂ、５ｂｃ、５ｃａとによってバリスタとアレスタと
の並列接続構造を有するサージ吸収素子がそれぞれ形成
され、第３図に示す如く、３個の素子が同一空間内に於
いてデルタ接続された状態で一体化される。

従って、本実施例の複合型サージ吸収素子１を単相回路
に実装するには、各外部端子６ａ、６ｂ。

６ｃを回路の各線及びアースに接続すれば、回路の線・
アース間及び線間にそれぞれサージ吸収素子が組み込ま
れ、コモンモードサージ及びノルマルモードサージの吸
収が可能となる。三相回路の場合には、各外部端子６ａ
、６ｂ、６ｃを回路の各線に接続すれば、回路の線間に
サージ吸収素子が組み込まれ、ノルマルモードサージの
吸収が可能となる。

また、上記複合型サージ吸収素子１に連続サージが印加
された場合には、最初のサージ印加による素子の放電に
よってイオンが発生し、各素子が同一空間内に存在する
ことから、イオンのプライミング効果によって素子の応
答速度が速くなり、次のサージがどの素子に印加されて
も、サージは瞬時に吸収される。更に、各バリスタ電極
３ａ。

３ｂ、３Ｃ間の沿面距離が、電圧非直線抵抗体２ａｂ、
　　２ｂｃ、　　２ｃａそれぞれの内周面側と外周面側
に於いて等しくなる様に設定されているので、上記抵抗
体２ａｂ、２ｂｃ、２ｃａそれぞれの表面に於ける電流
密度が均一化され、電圧非直線抵抗体の部分劣化の発生
が防止されると共に、電流耐量が大きくなる。

尚、上記複合型サージ吸収素子１のクリ・ノブ電圧は、
バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃ間の電圧非直線抵抗体２
ａｂ、２ｂｃ、２ｃａの長さを調整することにより、ま
た放電開始電圧は、放電間隙５ａｂ、５ｂｃ、５ｃａの
長さを調整することにより容易に所望の値に設定できる
。従って、本実施例の様に、各素子の特性を同一のもの
としたり、例えば、一つの素子のクリップ電圧を他の二
つの素子のクリップ電圧よりも小さい値に設定する等、
必要に応じて各素子の特性が異なるものを形成すること
も可能である。

［実施例２］第４図は本発明の他の実施例を示すもので、第４図（Ａ
）は要部斜視図、第４図（Ｂ）は要部拡大断面図である
０本実施例は、バリスタ電ｉ３ａ。

３ｂ、３Ｃ間に於ける電圧非直線抵抗体２ａｂ。

２ｂｃ、　　２ｃａの表面を凹凸面とし、第４図（Ｂ）
に示す如く、バリスタ電極３ａ、３ｂ、３Ｃ間それぞれ
に於ける沿面距離Ｌｉとバリスタ電極３ａ、３ｂ、３７
間の電圧非直線抵抗体２ａｂ、２ｂｃ、　　２ｃａそれ
ぞれの中心を通る距離Ｌ　４とを等しくしたものであり
、伯の構成は実施例１と実質的に同一である。

従って、本実施例の場合、バリスタ電極３ａ。

３ｂ、３Ｃ間の電圧非直線抵抗体２ａ　ｂ、　　２ｂ　
ｃ。

２Ｃａそれぞれに於ける表面と中心部を流れる電流の密
度が均一化され、サージ電流の表面集中に起因する電圧
非直線抵抗体の劣化を回避でき、しかも、電流耐量を更
に増大させることができる。

［発明の効果］以上詳述の如く、本発明の複合型サージ吸収素子は、３
個のサージ吸収素子が一体化されているので、サージ対
策費用を大幅に削減でき、しかも小型で回路への組み込
みスペースが少なくて済み、回路への組み込み作業も容
易なものとなる等、種々の実用的価値を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本発明の一実施例を示し、第１図
（Ａ）は一部破断要部斜視図、第１図（Ｂ）は要部拡大
断面図、第１図（Ｃ）は要部平面図、第２図は斜視図、
第３図は等価回路図、第４図は本発明の他の実施例を示
し、第４図（Ａ）は要部斜視図、第４図（Ｂ）は要部拡
大断面図であり、第５図は、従来例の概略断面図、第６
図（Ａ）及び（Ｂ）は、従来例の接続状態を示す回路図
である。１・・・複合型サージ吸収素子、２・・・電圧非直線抵
抗体、２ａｂ、　　２ｂｃ、　　２ｃａ−−−バリスタ
電極間の電圧非直線抵抗体、３ａ、３ｂ。３Ｃ・・・バリスタ電極、４ａ、４ｂ、４ｃ・・・放電
電極、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ＝・−一方の放電電極構
成部材、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ・・・他方の放電電極
構成部材、５　ａ　ｂ、　　５　ｂ　ｃ。５ｃａ・・・放電間隙、７・・・気密容器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）環状と成された電圧非直線抵抗体の表面に３個の
バリスタ電極を形成すると共に、該バリスタ電極にそれ
ぞれ放電電極を接続して該放電電極間にそれぞれ放電間
隙を形成し、これを気密容器に封入して成る複合型サー
ジ吸収素子。
（２）バリスタ電極が、電圧非直線抵抗体を取り巻く様
に、上記抵抗体に被着されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の複合型サージ吸収素子。
（３）バリスタ電極間の沿面距離が、該バリスタ電極間
に於ける電圧非直線抵抗体の少なくとも内周面側と外周
面側に於いて等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
２項に記載の複合型サージ吸収素子。
（４）バリスタ電極間に於ける沿面距離と該バリスタ電
極間の電圧非直線抵抗体中心部を通る距離とが等しいこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れ
かに記載の複合型サージ吸収素子。
（５）バリスタ電極間に露出した電圧非直線抵抗体の表
面が、凹凸面であることを特徴とする特許請求の範囲第
４項に記載の複合型サージ吸収素子。
（６）放電電極が、電圧非直線抵抗体を取り巻く様に形
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第５項の何れかに記載の複合型サージ吸収素子。
（７）放電電極が、バリスタ電極を覆っていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかに記
載の複合型サージ吸収素子。
（８）放電電極が、分割された部材の接合によって形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第６項又は
第７項に記載の複合型サージ吸収素子。
（９）放電電極を構成する部材が、断面略コの字形状を
有する一対の部材であることを特徴とする特許請求の範
囲第８項に記載の複合型サージ吸収素子。