JP2001297904A - 温度ヒューズ内蔵型バリスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源側からの過大なサージ電圧印加に対し、
バリスタ機能を低下することの無い安全性に優れ高い信
頼性を有する温度ヒューズ内蔵型バリスタを提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 絶縁ケース１にバリスタ素子９と、この
バリスタ素子９の両面に接続して設けられた一対の導電
板１２、１３と、前記一対の導電板の一方１２に接続し
て設けられた第一の端子２６と、前記他方の導電板１３
に接続して設けられた第二の端子２７と、前記他方の導
電板１３と密着させてこの他方の導電板１３と接続して
設けられた温度ヒューズ３１と、前記温度ヒューズ３１
に接続して設けられた第三の端子２５で構成したもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバリスタを応用した
各種電子機器及び電気設備を雷サージや開閉サージ等の
ノイズから保護する温度ヒューズ内蔵型バリスタに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のバリスタの外観斜視図、図
１０は同バリスタの断面図、図１１は同バリスタの電気
回路図である。

【０００３】図９〜図１１において、５１は貫通孔５２
を形成した絶縁ケースであり、この貫通孔５２の内部に
は、両面に電極５４、５５を形成したバリスタ素子５３
が一対の導電板５６、５７と接続され、この導電板５
６、５７の外形に突き出した突片５８、５９と端子６
０、６１と接続して収納されている。また、前記貫通孔
５２の一方の端面は遮蔽板６２で遮蔽され、この遮蔽板
６２に形成された貫通孔を通じて前記端子６０、６１の
端末が絶縁ケース５１の外方へ引出された構成を有する
ものである。

【０００４】以上のように構成された従来のバリスタに
ついて、以下にその製造方法を説明する。

【０００５】まず、バリスタ素子５３の両面にＡｇなど
の電極ペーストを印刷して焼き付けて一対の電極５４、
５５を形成し、次にこの電極５４、５５と前記導電板５
６、５７とを密着させてこの密着面を導電性ペーストや
接着剤等で接合する。次に前記遮蔽板６２に形成した貫
通孔に端子６０、６１を挿入しこの遮蔽板６２に突き出
した端子６０、６１の端末と前記導電板５６、５７の外
形に突き出した突片５８、５９と半田付けを行い、前記
絶縁ケース５１の貫通孔５２の内部にバリスタ素子５３
と、一対の導電板５６、５７を収納し前記遮蔽板６２で
貫通孔５２の一端を遮蔽して接合しバリスタを完成す
る。以上のように完成したバリスタは図１１に示す回路
構成を有し、バリスタ素子５３を電子機器側と電源側の
間に側に接続し、電源側で発生したサージ電圧を吸収し
て電子機器側の回路を保護するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来のバリスタに
おいては、電源回路側より電子機器の定格を超える過大
サージ電圧が侵入した時に、バリスタ素子５３の電極５
４、５５間に前記サージ電圧を吸収する電流が流れて電
子機器の信号回路を保護するが、このとき、前記バリス
タ素子５３は過大なサージ電流により異常に発熱してバ
リスタ機能を損するという問題点を有していた。

【０００７】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、電源回路側より過大なサージ電圧が印加された際
に、バリスタ素子５３の異常な発熱を防止できる温度ヒ
ューズ内蔵型バリスタを提供することを目的とするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタは以下の構成を
有するものである。

【０００９】本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁ケ
ースと、この絶縁ケースに収納した一対の電極を有する
バリスタ素子と、この一対の電極のそれぞれに接続した
一対の導電板と、前記一対の導電板の一方の導電板に接
続して設けられた第一の端子と、前記他方の導電板に接
続した第二の端子と、この他方の導電板に密着させて一
端をこの他方の導電板と接続した温度ヒューズと、この
温度ヒューズの他端に接続した第三の端子とを有し、前
記第一の端子、第二の端子、第三の端子の一部を前記絶
縁ケースの外部に引き出した温度ヒューズ内蔵型バリス
タの構成としたものであり、これにより、前記第三の端
子と、第一の端子を電子機器の電源回路に、第二の端子
と第一の端子を電子機器の信号回路に接続し、電源回路
から電子機器の定格を超える異常なサージ電圧が侵入し
た場合にはこの異常なサージ電圧を吸収して電子機器の
信号回路を保護するとともに、このバリスタ素子に流れ
る過大なサージ電流により異常な発熱が生じる場合には
前記温度ヒューズにより回路が遮断されてこのバリスタ
素子の異常発熱を防止でき、バリスタ素子のサージ吸収
機能を保護できるという作用効果が得られる。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、他方の
導電板の一部に温度ヒューズの外形状に折り曲げた曲げ
部を形成し、この曲げ部内に温度ヒューズを挿入してこ
の曲げ部の内面と温度ヒューズの外周面を密着して温度
ヒューズを固定した請求項１に記載の温度ヒューズ内蔵
型バリスタの構成としたものであり、これにより、バリ
スタ素子の発熱が精度良く温度ヒューズに伝達し優れた
熱応答性を有し信頼性の高い温度ヒューズの作動を有す
るという作用効果が得られる。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、他方の
導電板に舌片状の曲げ部を形成してこの舌片状の曲げ部
とバリスタ素子面の間に温度ヒューズを挟着してこの温
度ヒューズを他方の導電板の上記舌片とバリスタ素子面
に密着固定した請求項１に記載の温度ヒューズ内蔵型バ
リスタの構成としたものであり、これにより、温度ヒュ
ーズを導電板で押さえてバリスタ素子面に密着固定させ
ることができるため、バリスタ素子の発熱に対し、温度
ヒューズが更に高精度で優れた熱応答性を有し、信頼性
の高い温度ヒューズの作動を有するという作用効果が得
られる。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、温度ヒ
ューズと他方の導電板とを第一の樹脂で接着固定した請
求項１に記載の温度ヒューズ内蔵型バリスタの構成とし
たものであり、これにより、温度ヒューズと導電板とを
固定し、機械的衝撃などにも特性の劣化を防止でき信頼
性の高い温度ヒューズの作動を構成できるという作用効
果が得られる。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、第一の
樹脂を弾性を有する熱伝導性樹脂とした請求項４に記載
の温度ヒューズ内蔵型バリスタの構成としたものであ
り、熱伝導性樹脂を介してバリスタ素子の発熱を精度良
く温度ヒューズに伝達でき、更に、機械的衝撃が加えら
れた場合にもこの熱伝導性樹脂の弾性により温度ヒュー
ズと導電板との接着部の衝撃を緩和してクラックなどの
損傷を低減でき、信頼性の高い温度ヒューズの作動を有
するという作用効果が得られる。

【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、第一の
樹脂より熱伝導性の低い第二の樹脂を絶縁ケースの内部
に充填した請求項５に記載の温度ヒューズ内蔵型バリス
タの構成としたものであり、これにより、温度ヒューズ
の放熱を抑制できるため、バリスタ素子の発熱に対して
一層高精度で優れた熱応答性を有し、信頼性の高い温度
ヒューズの作動を有するという作用効果が得られる。

【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、電流ヒ
ューズを他方の導電板と温度ヒューズの間又は温度ヒュ
ーズと第三の端子の間に接続した請求項１に記載の温度
ヒューズ内蔵型バリスタの構成としたものであり、これ
により、過大なサージ電流により電流ヒューズが溶断作
動し、回路が自己遮断機能し機器の信号回路を保護する
と同時にバリスタの異常発熱をも防止できるという作用
効果が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、実施の形
態１を用いて、本発明の特に請求項１、２に記載の発明
について説明する。

【００１７】図１は本発明の実施の形態１における外観
斜視図、図２は同実施の形態１の分解斜視図、図３は同
実施の形態１の要部組立図、図４は同実施の形態１の電
気回路図である。

【００１８】図１〜図３において、１はポリカーボネー
トなどの合成樹脂で形成した絶縁ケースであり、上面２
から下面３に至る貫通孔４を形成し、下面３の側壁には
電子機器の筐体に取り付けできるように孔７、８を形成
した取り付けフランジ５、６を形成している。

【００１９】９はバリスタ素子であり、両面に銀を焼き
付けて一対の電極１０、１１を形成しており、この一対
の電極１０、１１にはそれぞれ銅合金からなりばね性を
有する導電板１２、１３を密着するように導電性接着剤
で接着固定している（以下、これらの導電板１２、１３
の内、１２を一方の導電板、１３を他方の導電板と称
す。）。

【００２０】前記一方の導電板１２の外形に形成した突
き出し片１４の先端に折り曲げた折り曲げ部１５を形成
しており、前記他方の導電板１３には切断して折り曲げ
た曲げ部１６を、この曲げ部１６の内径を温度ヒューズ
３１の素体３２の外径よりわずかに小径で形成し、この
曲げ部１６内に前記温度ヒューズ３１の素体３２を挿入
してこの他方の導電板１３の曲げ部１６のばね圧により
温度ヒューズ３１の素体３２を前記他方の導電板１３に
密着させて保持し、振動や衝撃にも十分に耐えて、前記
温度ヒューズ３１と導電板１３の曲げ部１６との熱伝達
を損なうことがない。

【００２１】前記温度ヒューズ３１は熱伝導性の優れた
素体３２で形成されて、この両端にリード線３３、３４
を付設して、一方のリード線３３と前記他方の導電板１
３の突き出し片１７の先端の折り曲げ部１８面に半田付
けして固定されている。

【００２２】１９はポリカーボネートなどの合成樹脂で
形成された遮蔽板であり、上面と下面に突き出した肉厚
部２０、２１を形成し、この肉厚部２０の上面から肉厚
部２１の下面に貫通する孔２２、２３、２４を形成して
いる。

【００２３】２５、２６、２７は端子であり、幅小部２
８、２９、３０を形成して前記遮蔽板１９の孔２２、２
３、２４に挿入しており、遮蔽板１９の下面から端部を
突き出して構成している（以下、これらの端子２５、２
６、２７の内２５を第三の端子、２６を第一の端子、２
７を第二の端子と称す。）。

【００２４】そして、前記第一の端子２６の幅小部２９
と前記一方の導電板１２の折り曲げ部１５とを半田付け
して接合し、前記第二の端子２７の幅小部３０と前記他
方の導電板１３の折り曲げ部１８と半田付けして接合
し、前記第三の端子２５の幅小部２８と前記温度ヒュー
ズ３１のリード線３４と半田付けして接合している。

【００２５】このようにバリスタ素子９と一方の導電板
１２と他方の導電板１３と温度ヒューズ３１、遮蔽板１
９、第一の端子２６、第二の端子２７、第三の端子２５
とを接合して、前記絶縁ケース１の貫通孔４に収納して
前記遮蔽板１９をこの絶縁ケース１の上面２に重ねて接
着剤で接合する。そして、この絶縁ケース１の下面３が
上方になるように向きを変えてこの貫通孔４にエポキ
シ、またはブタジエンなどの液状樹脂を注入し、その
後、乾燥させて硬化し温度ヒューズ内蔵型バリスタを完
成する。

【００２６】このように構成された温度ヒューズ内蔵型
バリスタを、図４の電気回路図に示すように第二の端子
２７と第三の端子２５を電源側に、第一の端子２６と第
二の端子２７を電子機器側となるように配線して温度ヒ
ューズ３１とバリスタ素子９をこの回路に挿入すること
により、電源側から電子機器の定格を超える異常なサー
ジが侵入した場合、異常なサージ電流によりバリスタ素
子が異常に発熱し、バリスタ機能が破壊される前に、こ
の発熱を温度ヒューズ３１に伝達し温度ヒューズ３１を
作動させ、電源側と、バリスタ素子９及び電子機器側の
電流を自動的に遮断し回路全体を保護するという安全性
に優れて、信頼性の高いバリスタを提供することが可能
となる。

【００２７】（実施の形態２）以下、実施の形態２を用
いて、本発明の請求項３に記載の発明について説明す
る。図５は本発明の実施の形態２における要部を示す断
面図である。

【００２８】尚、図５に示す本実施の形態２の温度ヒュ
ーズ内蔵型バリスタは、基本的に図１〜図３に示した温
度ヒューズ内蔵型バリスタと同じ構成であるので、同一
構成部分には同一番号を付して詳細な説明は省略し、こ
こでは特徴とする部分について説明する。

【００２９】図５において、３５は他方の導電板３６の
一部に舌片状に曲げた曲げ部であり、この曲げ部３５は
前記温度ヒューズ３１の外形に沿って半円状に折り曲げ
て形成し、この曲げ部３５と前記バリスタ素子９の間に
前記温度ヒューズ３１を挿入して挟着固定した構成とし
たものである。

【００３０】以上のように構成された温度ヒューズ内蔵
型バリスタは、温度ヒューズ３１の素体３２を他方の導
電板３６の舌片状の曲げ部３５の内面とバリスタ素子９
に密着して固定させることができるために、バリスタ素
子９との熱伝導性が良好となり、温度ヒューズ３１の熱
応答性が優れたものとなる。また、温度ヒューズ３１を
前記舌片状の曲げ部３５で確実に保持することができ
て、振動や衝撃にも十分に耐えて前記温度ヒューズ３１
と他方の導電板３６の舌片状の曲げ部３５、及びバリス
タ素子９との熱伝達を損なうことが無い。

【００３１】（実施の形態３）以下、実施の形態３を用
いて本発明の請求項４、５、６に記載の発明について説
明する。図６は本発明の実施の形態３の温度ヒューズ内
蔵型バリスタの断面図である。

【００３２】尚、図６に示す本実施の形態３の温度ヒュ
ーズ内蔵型バリスタは、基本的に図１〜図３に示した温
度ヒューズ内蔵型バリスタと同じ構成であるので、同一
構成部分には同一番号を付して詳細な説明は省略し、こ
こでは特徴とする部分について説明する。

【００３３】図６において、３７は他方の導電板であ
り、この他方の導電板３７には温度ヒューズ３１の素体
３２を設置して、第一の樹脂３８で接着し固定してい
る。前記第一の樹脂３８は導電性が良好で弾性を有する
熱伝導性シリコーンゴムを使用し、この弾性により振動
や衝撃を吸収して接着部にクラックを生ずること無く、
信頼性に優れたものとなる。

【００３４】また、前記絶縁ケース１の貫通孔４に前記
導電板３７、温度ヒューズ３１、バリスタ素子９を覆う
ように第二の樹脂３９を充填した構成とし、温度ヒュー
ズ３１を他方の導電板３７と一方の導電板１２の間に接
続した構成を有し、前記第二の樹脂３９は前記第一の樹
脂３８より熱伝導性の低いシリコーンゴム又はブタジエ
ン樹脂などを選択している。これにより、温度ヒューズ
３１の放熱を抑制できるため、バリスタ素子９の温度上
昇に対して一層高精度で優れた熱応答性を有し、信頼性
の高い温度ヒューズの作用効果を得ることができる。

【００３５】（実施の形態４）以下、実施の形態４を用
いて、本発明の請求項４に記載の発明について説明す
る。図７は本発明の実施の形態４の温度ヒューズ内蔵型
バリスタの要部組立図、図８は同実施の形態４の電気回
路図である。

【００３６】尚、図７、図８に示す本実施の形態４の温
度ヒューズ内蔵型バリスタは、基本的に図１〜図３に示
した温度ヒューズ内蔵型バリスタと同じ構成であるの
で、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明は省
略し、ここでは特徴とする部分について説明する。

【００３７】図７、図８において、４０は電流ヒューズ
であり、この電流ヒューズ４０に付設した一方のリード
線４１を前記温度ヒューズ３１のリード線３４と半田付
けや溶接などで接合し、この電流ヒューズ４０に付設し
た他方のリード線４２を前記第三の端子２５と半田付け
や溶接などで接合して構成している。ここでは、この電
流ヒューズ４０を温度ヒューズ３１と第三の端子との間
に接続したが、前記他方の導電板１３と温度ヒューズ３
１との間に接続しても良い。

【００３８】このように構成された本発明の実施の形態
４に示す温度ヒューズ内蔵型バリスタは、前記バリスタ
素子９を温度ヒューズ３１により保護するとともに過大
なサージ電流が流れる場合は前記電流ヒューズ４０が溶
断して回路を遮断し、前記バリスタ素子９と電子機器の
回路を二重に保護して信頼性の高いものとなる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように温度ヒューズを内蔵した本
発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタは、電源で過大なサ
ージ電圧が発生しても、バリスタ素子が発熱によりバリ
スタ機能を低下させることがなく、安全性に優れ信頼性
の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタの実施の
形態１を示す外観斜視図

【図２】同実施の形態１を示す分解斜視図

【図３】同実施の形態１の要部を示す組立図

【図４】同実施の形態１の温度ヒューズ内蔵型バリスタ
を用いた電気回路図

【図５】本発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタの、実施
の形態２を示す要部組立図

【図６】本発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタの、実施
の形態３を示す要部組立図

【図７】本発明の温度ヒューズ内蔵型バリスタの、実施
の形態４を示す要部断面組立図

【図８】同実施の形態４の温度ヒューズ内蔵型バリスタ
を用いた電気回路図

【図９】従来のバリスタの外観斜視図

【図１０】同バリスタの断面図

【図１１】同バリスタを用いた電気回路図

【符号の説明】

１ 絶縁ケース ２ 上面 ３ 下面 ４ 貫通孔 ５、６ フランジ ７、８ 孔 ９ バリスタ素子 １０、１１ 電極 １２ 一方の導電板 １３、３６、３７ 他方の導電板 １４、１７ 突き出し片 １５、１８ 折り曲げ部 １６ 曲げ部 １９ 遮蔽板 ２０、２１ 肉厚部 ２２、２３、２４ 孔 ２５ 第三の端子 ２６ 第一の端子 ２７ 第二の端子 ２８、２９、３０ 幅小部 ３１ 温度ヒューズ ３２ 素体 ３３、３４、４１、４２ リード線 ３５ 舌片状に曲げた曲げ部 ３８ 第一の樹脂 ３９ 第二の樹脂 ４０ 電流ヒューズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 啓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E034 DA03 DB05 DB06 DB09 DC02 DC05 FA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ケースと、この絶縁ケースに収納し
   た一対の電極を有するバリスタ素子と、この一対の電極
   のそれぞれに接続した一対の導電板と、前記一対の導電
   板の一方の導電板に接続して設けられた第一の端子と、
   前記他方の導電板に接続した第二の端子と、この他方の
   導電板に密着させて一端をこの他方の導電板と接続した
   温度ヒューズと、この温度ヒューズの他端に接続した第
   三の端子とを有し、前記第一の端子、第二の端子、第三
   の端子の一部を前記絶縁ケースの外部に引き出した温度
   ヒューズ内蔵型バリスタ。
2. 【請求項２】 他方の導電板の一部に温度ヒューズの外
   形状に折り曲げた曲げ部を形成し、この曲げ部内に温度
   ヒューズを挿入してこの曲げ部の内面と温度ヒューズの
   外周面を密着して温度ヒューズを固定した請求項１に記
   載の温度ヒューズ内蔵型バリスタ。
3. 【請求項３】 他方の導電板に舌片状の曲げ部を形成
   し、この曲げ部とバリスタ素子面の間に温度ヒューズを
   挟着してこの温度ヒューズを他方の導電板の上記舌片状
   の曲げ部とバリスタ素子面に密着固定した請求項１に記
   載の温度ヒューズ内蔵型バリスタ。
4. 【請求項４】 温度ヒューズと他方の導電板とを第一の
   樹脂で接着固定した請求項１に記載の温度ヒューズ内蔵
   型バリスタ。
5. 【請求項５】 第一の樹脂を弾性を有する熱伝導性樹脂
   とした請求項４に記載の温度ヒューズ内蔵型バリスタ。
6. 【請求項６】 第一の樹脂より熱伝導性の低い第二の樹
   脂を絶縁ケースの内部に充填した請求項５に記載の温度
   ヒューズ内蔵型バリスタ。
7. 【請求項７】 電流ヒューズを他方の導電板と温度ヒュ
   ーズの間又は温度ヒューズと第三の端子の間に接続した
   請求項１に記載の温度ヒューズ内蔵型バリスタ。