JP4813010B2

JP4813010B2 - サージ吸収器

Info

Publication number: JP4813010B2
Application number: JP2003163799A
Authority: JP
Inventors: 亨高山; 健治木本; 武志圓山
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2005005301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージ吸収器、さらに詳しくは電源線路や信号伝送線路を通して機器内へ侵入するサージや雑音、機器内部で発生したサージや雑音を吸収するためのサージ吸収器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種機器が半導体化され、さらにマイクロコンピュータを搭載し、ネットワークに接続することで、多種多様の情報を送受し、あるいはそれらの制御がなされている。このようなシステムにおいては、雷サージやスイッチングサージ、さらには種々の雑音が電源線路や信号伝送線路を通して機器内に侵入すると、機器自体が破損したり、それに至らないまでもデータが破壊したりあるいは誤動作したりするおそれがある。また、機器内部で発生したサージが外部へ伝播することによって、ネットワークに接続された機器を誤動作させたりする可能性も大きくなってきている。
【０００３】
機器の電源入力端や信号入出力端においてこのようなサージや雑音を吸収させ、内部回路を保護するために、サージ吸収器が広く使用されるようになって来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種サージ吸収器として、バリスタ素子と避雷管素子との直列接続体を絶縁材料たとえばエポキシ樹脂で被覆し、あるいはそれらをケース内に収納した構造の吸収器が提案されている（例：特許文献１）。このサージ吸収器においては、バリスタ素子と避雷管素子とはその形状が大きく異なり、バリスタ素子が円板状で、避雷管素子が外観短円柱状であることから、大きな容積のケースを必要としていた。さらに、各線路に対応させてバリスタ素子を接続しようとすると、サージ吸収器を必要数使用しなければならず、その接続作業が煩雑となる。また、複数個を一つのケースに収納することも行われているが、外形が非常に大型化し、実使用に際してその占有容積が大きくなり、機器の小形軽量化への対応が困難となっている。
【０００５】
本発明は構成部品点数が少なく、小形化がきわめて容易な構造のサージ吸収器を提供しようとするものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１３８８２７号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のサージ吸収器は、バリスタ素子を、複数のバリスタ要素を形状が方形板状の、共通のバリスタ基体で構成し、その一方の主面側に避雷管素子およびそれに接続されたリード線を配し、他方の主面側にバリスタ素子に接続されたリード線を配し、かつこれらリード線をバリスタ基体の主面それぞれに沿って同方向へ導出されるよう構成するとともに、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースに、避雷管素子の少なくとも一部分がこの膨出部内に位置するよう収納し、さらにこのケース内に絶縁材料を充填したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサージ吸収装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１はこの実施の形態の斜視図であり、図２（Ａ）はその正面側から見た部分断面図、図２（Ｂ）は側面側から見た部分断面図、図２（Ｃ）は背面側から見た部分断面図である。
【０００９】
このサージ吸収装置は、図１に示すように、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部分の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半円筒状の膨出部２を備えたケース１内に、図２に示すようにバリスタ素子３と避雷管素子４との接続体が収納され、さらに絶縁性樹脂５が充填されて構成されている。そして、前述の接続体同士、ならびにそのリード端子部と外部導出用のリード線６，７，８とは圧着金具９，１０，１１，１２を使用することによってそれれぞれ接続され、さらにこれらリード線６，７，８がケース１の開口部から外部へ導出されている。この例では、バリスタ素子３を絶縁性樹脂たとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などで被覆しているが、用途や、後述するモールド材料の種類によっては、特に素子３をあらかじめ樹脂被覆しておく必要はなく、ケース１内に直接に収納し、さらに樹脂モールドしてもよいのは言うまでもないことである。
【００１０】
なお、膨出部２は半円筒状の形状に限られるものでなく、その断面形状が三角形や、四角形などの多角形をなす半筒状であってもよい。
【００１１】
絶縁性樹脂５には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを使用することができ、さらにはそれに難燃剤を添加含有し、またはそれを化学反応させて難燃性を付与した有機絶縁材料、もしくは、マイカやタルク、炭酸カルシウム、その他珪酸塩やカルシウム塩などの不燃性の無機絶縁材料を分散させて難燃性を付与した有機絶縁材料を使用すれば、安全性を高めることができる。また、有機絶縁材料に代えて、充填可能な無機絶縁材料を使用してもよいことは言うまでもないことである。
【００１２】
バリスタ素子３は、図３（Ａ）の正面図、同（Ｂ）の側面図、同（Ｃ）の背面図に示すように、形状が方形板状であって、それ自体が電圧非直線性を示すバリスタ基体３１と、その一方の主面上に形成された共通電極３２と、それと平行な他方の主面上に、所定の間隔で離間させて形成された電極３３，３４と、これら電極３２，３３，３４それぞれに接続されたリード端子部３５，３６，３７とを備える。なお、図では素子３を樹脂被覆していない状態を示す。
【００１３】
バリスタ基体３１にはたとえば酸化亜鉛を主成分とし、それ自体が電圧非直線性を示すセラミック基板、またはチタン酸バリウム系のセラミック基板を使用することができる。電極３２，３３，３４は、銀ペーストを所定のパターンで印刷し、それを焼付けることによって形成したものである。
【００１４】
リード端子部３５，３６，３７は、線材を中央部分がループ状をなすよう折り曲げ加工し、さらにループ状部分を加圧成形して、断面形状を扁平状としたものである。そして、それらの外部導出端側が同方向となるよう、その扁平状部分にて電極３２，３３，３４にそれぞれはんだ付けなどの方法で接続されている。はんだには鉛フリーはんだを使用することが望ましい。
【００１５】
避雷管素子４には、たとえばセラミック製または耐熱ガラス製の容器内に所定の間隙をおいて電極を配置し、さらに内部にネオンやアルゴン、窒素などの不活性ガスが封入された素子を使用することができる。
【００１６】
バリスタ素子３と避雷管素子４、さらにはそれらとリード線６，７，８とは、上述したように、圧着金具９，１０，１１，１２を用いて接続されている。すなわち、圧着金具９，１０，１１，１２は筒状をなし、図４に示すような配置関係で、これら圧着金具９，１０，１１，１２に、バリスタ素子３のリード端子部３５および避雷管素子４のリード端子部４１、リード端子部３７およびリード線６、リード端子部３６およびリード線７、避雷管素子４のリード端子部４２およびリード線８をそれぞれ挿入し、圧着金具９，１０，１１，１２を加圧して押しつぶすことによって接続される。これによって、それぞれが機械的にも強固に接続される。ここで、圧着金具９，１０，１１，１２を扁平状で若干湾曲させた形状に押圧成形することで、接続状態をさらに良好なものとし、機械的な結合状態をより一層強固なものとすることができる。そして、バリスタ素子３のリード端子部３５を図３の表面側方向へ折り曲げ、避雷管素子４の管軸やリード線８がバリスタ素子３の主面とほぼ平行になるよう成形する。またリード端子部３６，３７については、それとは反対側、すなわち図３の背面側方向へ折り曲げ、リード線５，６がバリスタ素子３の主面とほぼ平行になるよう成形する。
【００１７】
リード線６，７，８には撚り線または単線を絶縁被覆したものを使用する。
【００１８】
リード端子部３５，３６，３７の成形後、図２（Ｄ）に示すケース１に、避雷管素子４の少なくとも一部分がその半円筒状の膨出部２内に位置するよう、リード線６，７，８を備えたバリスタ素子３と避雷管素子４との接続体を収納し、さらに絶縁性樹脂たとえば難燃性エポキシ樹脂を充填することによって、これら素子３，４を絶縁被覆して、図１に示したサージ吸収器を完成する。
【００１９】
このサージ吸収器は、図５に示すように、たとえば電源線路６１，６２にそのリード線６，７をそれぞれ接続し、リード線８を接地端子６３に接続することによって、使用される。これによって、線路６１，６２を通して到来するサージは、バリスタ素子３および避雷管素子４を通して大地に導かれ、それによる機器の損傷、誤動作などが防止される。
【００２０】
このようにバリスタ素子３を方形板状とし、さらに同一バリスタ基体３１で複数のバリスタ要素を構成するとともに、このバリスタ素子３と組合せて使用する避雷管素子４を、一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部２が設けられたケース１に、避雷管素子４の少なくとも一部分がこの膨出部２内に位置するよう格納することによって、サージ吸収器の構成部品点数を削減し、かついちじるしく小形化することができた。さらに、ケース容積が縮小されることによって、絶縁性樹脂などの絶縁材料の充填量を減少させることができ、部品点数の削減とあいまって、サージ吸収器の大幅なコスト低減が可能となった。
【００２１】
また、各構成要素の接続に圧着金具を使用したので、リード線になんらかの原因で引っ張り力が作用することがあっても、この金具が充填樹脂に埋設されていることから、はんだ付けや溶接といった方法で接続したサージ吸収器にあった接続部分での切断、さらにはリード線の抜けといったおそれが解消され、接続の信頼性を高めることができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のサージ吸収器は、複数のバリスタ要素を共通のバリスタ基体で構成し、さらにこの基体の形状を方形板状としたバリスタ素子を使用し、さらに一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースに、避雷管素子の少なくとも一部分がこの膨出部内に位置するよう収納し、さらにこのケース内に絶縁性樹脂を充填することにより、いちじるしく小形化することができる。また、バリスタ素子が単体であるので、部品点数が削減され、大幅なコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサージ吸収器における実施の形態の一例を示す外観斜視図である。
【図２】（Ａ）はその正面側から見た部分断面図、（Ｂ）は側面側から見た部分断面図、（Ｃ）はその背面側から見た部分断面図、（Ｄ）はケースの斜視図である。
【図３】（Ａ）はその構成要素であるバリスタ素子の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその背面図である。
【図４】その構成要素であるバリスタ素子とアレスタ素子、ならびにリード線との接続方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の態様の使用方法の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ケース
２膨出部
３バリスタ素子
４避雷管素子
５絶縁性樹脂（絶縁材料）
６、７，８リード線
９，１０，１１圧着金具
３１バリスタ基体
３２共通電極
３３，３４電極
３５，３６，３７リード端子部

Claims

電圧非直線性をもち、形状が方形板状であるバリスタ基体、前記バリスタ基体の一方の主面上に形成された電極、および、前記バリスタ基体の他方の主面上に、前記一方の主面上の電極と対向するよう、かつ互いに離間させて形成された複数の電極、ならびに、ループ状をなすように折り曲げ加工して前記電極に接続されて同一方向に導出されたリード端子部を有するバリスタ素子と、
前記バリスタ素子の一方の主面側に配置され、かつ一対の端子のうちの一方が前記バリスタ素子の一方の主面側の電極に、バリスタ素子の一方の主面側に折り曲げられたリード端子部を介して接続された避雷管素子と、
前記バリスタ素子における複数の電極それぞれに、バリスタ素子の他方の主面側に折り曲げられたリード端子部を介して接続され、かつ前記バリスタ素子の他方の主面側にそれに沿って外部へ導出されるよう配置された複数のリード線、および前記避雷管素子の他方の端子と接続され、前記バリスタ素子の一方の主面側に前記複数のリード線と同じ方向へ導出されるよう配置されたリード線と、
一端側が開口し、かつ他端側が閉塞し、一つの側壁部の前記一端側から前記他端側へ至る全体に半筒状の膨出部が設けられたケースとを備え、
前記バリスタ素子および前記避雷管素子からなる接続体を、前記避雷管素子の少なくとも一部分が前記膨出部の内部に位置するよう前記ケース内に収納し、前記接続体と前記ケースとの間に絶縁材料を充填したサージ吸収器。
前記バリスタ素子と前記避雷管素子との端子部、およびこれら素子の端子部とリード線とを、対応する組合せで圧着金具に挿入し、前記圧着金具を加圧し押しつぶすことによって接続した請求項１に記載のサージ吸収器。