JPS638083Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸化亜鉛等の金属酸化物を主体とした
セラミツクバリスタを有するサージ吸収装置に関
するもので、セラミツクバリスタに流れ込むサー
ジ電流に基づくリード線の抵抗，インダクタンス
の影響にて引き起される電圧降下を低減し、低い
制限電圧を得るための電極構造を有したサージ吸
収装置を提供するものである。

第１図〜第４図に従来例を示す。第１図の１は
先に述べたセラミツクバリスタの電圧−電流特性
であり、また２は一般にバリスタ電圧と呼ばれ、
急に電流が流れはじめる電圧である。第１図から
も理解されるようにバリスタ電圧以下の電圧では
セラミツクバリスタは、ほとんど絶縁物として働
き、漏れ電流もほとんどない。通常このバリスタ
の使用回路電圧は、このバリスタ電圧以下に設定
されている。

しかしながら、回路の電圧に、雷サージのよう
に高いパルス状電圧が印加された場合、セラミツ
クバリスタは極めて低い抵抗値を示し、サージ電
圧に伴なうサージ電流を流し、サージ電圧を抑制
する。

このセラミツクバリスタの一般的な構造を第２
図に示す。第２図において、３はセラミツクバリ
スタの焼結体、４は焼結体３の上にAg等で焼付
けられた電極、５は電極４に半田付けされたリー
ド線である。半導体機器等をサージ電圧から保護
するためには、第２図で示したセラミツクバリス
タのリード線５を、電源線または信号線の線間に
取付け、サージ吸収を行わせる。また、場合によ
つては線と大地間にも挿入されることがある。

ここで、第２図のセラミツクバリスタのサージ
電流に対する等価回路を第３図に示す。ただし、
すでにセラミツクバリスタは電源線または信号線
に接続されているものとする。図中６は電源線ま
たは信号線で、サージ電圧の侵入口側である。７
はリード線５等の影響を一切除いた焼結体３のみ
の特性を有するバリスタ、８はリード線５のもつ
インダクタンス、９は同じくリード線５のもつ抵
抗、１０は電源線または信号線で被保護機器に接
続される側の端子である。

今、第３図の矢印のようにサージ電流が流れた
場合、インダクタンス８，抵抗９において電圧降
下を生じ、制限電圧はバリスタ７のもつ本来の制
限電圧にこれらが加算され、保護特性が悪くな
る。この傾向はバリスタ７へ流れ込む電流が大き
ければ大きい程、また電流の周波数成分が高けれ
ば高い程、インダクタンス８，抵抗９における電
圧降下は大きくなり、バリスタ７の制限電圧の数
10％に達することも珍しくない。

この様子を示すのが第４図である。横軸は対数
表示のサージ電流、縦軸は同じく対数表示の制限
電圧である。図中１１はバリスタ７のもつ本来の
制限電圧特性、１２はインダクタンス８，抵抗９
において引き起された電圧降下を示す電圧−電流
特性、１３は第３図の端子１０、すなわち被保護
機器側からみた制限電圧で、電圧的に１１ならび
に１２の電圧−電流特性を加え合せたものであ
る。このように、本来バリスタ７は１１のような
特性を有しているにもかかわらず、第２図のよう
な構造ではその制限電圧が１３のようになつてし
まい、はなはだ保護という面から有害な特性であ
る。

本考案はこれらの有害な特性を電極構造を用い
て除去し、セラミツクバリスタ本来の特性を引き
出し、被保護機器をサージ電圧から守ろうとする
と同時にプリント基板への接続を容易にし、かつ
機械的にも安定な取付けを提供するものである。

本考案の第３図に対する等価回路を第５図に示
す。図より明らかなように、１０の電源線または
信号線端子をバリスタ７の両端、すなわち端子１
４から引き出し、インダクタンス８，抵抗９の電
圧降下を一切端子１０、すなわち被保護機器側へ
与えないような構造としている。

第６図に本考案におけるサージ吸収装置の一実
施例を示す。第６図において、１５はセラミツク
バリスタ、１６は第５図の等価回路を生み出すＵ
字形の電極、１７は電極１６の先端に設けられた
電気接続用の２つの端子である。この場合、電極
１６を互いに反対方向に向けてバリスタ１５の表
裏に取付け、Ｕ字形の足の部分をバリスタ１５の
平面に対して略垂直方向に折り曲げ、足の長さは
水平なプリント基板等に取付けた時にバリスタ１
５が水平になるように、あらかじめバリスタ１５
の厚みの分だけ一方のＵ字形電極の足を短かくし
てある。なお、バリスタ１５と電極１６は電気的
に、例えば半田等で接続されている。

第６図のようなＵ字形の電極１６をもつたセラ
ミツクバリスタの動作原理を説明する。第６図
で、ＡはＵ字形電極１６の中央部の点、Ｂ，Ｃは
それぞれの端子部である。例えば、今サージ電圧
がバリスタ１５の両電極１６間にＣならびにＣに
対向している端子を通じて印加されたとする。こ
の時、サージ電流はＣ点からＡ点に向いつつ、図
の表から裏へと流れる。この時、Ａ〜Ｃ間にある
電圧降下を生じる。これが先に示したインダクタ
ンス８，抵抗９による電圧降下である。しかしな
がら、Ａ〜Ｂ間には何らサージ電流が流れていな
いため、この間で電圧降下は発生しない。そのた
めＢ点の電位はＡ点と同等である。そして、Ａ点
の電位はセラミツクバリスタ１５の制限電圧を示
しているため、Ｂ点はバリスタ本来の制限電圧を
示していることとなり、第５図の等価回路を満足
することになる。なお、第５図に第７図のＡ，
Ｂ，Ｃに相当する点を同記号Ａ，Ｂ，Ｃにて示し
た。

このようなＵ字形電極構造を有したサージ吸収
装置は従来の第２図と同様、プリント基板に４つ
の穴を設けることで極めて機械的にも安定な取付
けができる。

第７図はＵ字形電極１６を、スリツト１８を設
けることによつてＵ字形に形成したもので、構造
的に強固となり、さらに第５図のＣ，Ａ，Ｂの負
荷電流通路を大きく取ることが可能となる。

第８図はＵ字形のくびれの部分を打ち抜きやス
リツトではなく、電極１６の表裏、またはどちら
か一方に１９で示す溝またはくぼみを設け、他の
部分よりもその部分の電極厚みを薄くし抵抗成分
を大きくすることによつて、サージ電流を第６
図，第７図と同様Ｕ字形部に流れるようにしたも
のである。この溝またはくぼみ１９は第８図では
１本だけであるが、複数個設けることによつて効
果はより大きくなる。また、溝またはくぼみの代
わりにひだを設けて導電距離を長くするようにし
ても良い。

以上の各種の構造のものは、すべて外装等の電
気絶縁をほどこしていないが、他部品との絶縁の
関係から樹脂等でコーテイングまたはケーシング
する場合もある。

以上説明したように本考案によれば、Ｕ字形電
極構造を用いることにより、サージ吸収装置が４
端子構造を形成し、リード線に流れるサージ電流
による電圧降下の影響をほぼ皆無にした本来のセ
ラミツクバリスタの制限電圧が得られ、保護特性
が優れる。

また、２つのＵ字形電極を用いることにより、
上記の効果を有しながら同一方向に４端子を得、
プリント基板等への取付けに際し、機械的に強固
ならびにコンパクトな取付けが可能となる。

さらに、２つのＵ字形電極を反対方向にして用
いていることにより、プリント基板上の高さを低
くすることが可能である。

さらにまた、Ｕ字形電極の構成を中央にスリツ
トを設けることによつて得ることにより、Ｕ字形
部の電流容量を増加させることが可能である。

また、絶縁被覆または絶縁物内に収納すること
によつて電気絶縁特性と同時に湿度等の環境的な
影響を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミツクバリスタの電圧−電流特性
図、第２図は従来のバリスタの構成を示す図、第
３図は第２図のバリスタのサージ電流に対する等
価回路図、第４図は第２図のバリスタの電圧−電
流特性図、第５図は本考案の基本等価回路図、第
６図は本考案の一実施例におけるサージ吸収装置
の斜視図、第７図は同装置における電極の他の例
を示す正面図、第８図ａ，ｂは同装置における電
極のさらに他の例を示す正面図とＸ−Ｙ線断面図
である。 １５……バリスタ、１６……Ｕ字形電極、１７
……端子、１８……スリツト、１９……溝または
くぼみ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 酸化亜鉛等の金属酸化物よりなる電圧非直線
   指数の優れたセラミツクバリスタと、良導電金
   属製で略Ｕ字形をなし、２つの先端を電気端子
   とした電極板とを設け、前記セラミツクバリス
   タの表裏両電極上におのおの前記電極板を互い
   に逆方向に位置せしめてセラミツクバリスタに
   電気的に接続し、かつそれぞれの前記電極板の
   先端の電気端子を、前記セラミツクバリスタの
   平面に対して略垂直の同一方向に折曲形成し、
   同一方向に４つの電気端子を突出せしめてなる
   サージ吸収装置。 (2) 電極板を、スリツトを入れることによつてＵ
   字形に構成したことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のサージ吸収装置。 (3) 電極板を、くびれに相当する部分に溝または
   くぼみを設けて他の部分より電極板厚みを薄く
   して構成したことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のサージ吸収装置。 (4) 電極板を、くびれに相当する部分にひだを設
   けて導電距離を長くして得たことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のサージ吸
   収装置。