JPS586287B2 - 厚膜バリスタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として小型電動機の整流子と刷子との間に発
生する火花放電を消去するのに適した厚膜バリスタの製
造方法に関するものである。

一般に電気接点は回路を遮断するときに急激な電流変化
を生じ、それに伴なう自己誘導によってサージ電圧を誘
起し、接点間に火花放電を生じる。

この火花放電は接点または整流子や刷子の摩耗を促進し
、それによって電動機の寿命が縮められるだけでなく、
雑音源として各種機器に対して種々の障害を与える。

そのために整流子セグメント間に抵抗体やコンデンサを
接続したり、あるいはＳｉＣバリスタや酸化物半導体を
リング状に焼結させて作ったバリスタが使用されるよう
になってきた。

しかし、抵抗体等では火花消去や雑音抑制に顕著な効果
がなく、またＳｉＣバリスタ等は抵抗体等に比して有効
ではあるが、その形状から取付け方法や取付け空間にお
いて問題を残すものである。

今、バリスタに要求される性能の一つに非直線係数が大
きいことが挙げられる。

特に小型電動機への適用に関しては、火花電圧を抑制し
て電気雑音を吸収し、整流子や刷子の摩耗を軽減すると
ともに、反面整流子の火花によるクリーニング効果も必
要なのである。

つまり適度な非直線係数αを有するバリスタが最適であ
り、量産するに当ってはこの非直線係数αがばらつかな
いことが必要である。

本発明は火花放電を適切なレベルで抑制し、非直線係数
αのバラツキを小さくするとともに負荷耐量の向上を図
ることを目的とする。

すなわち、従来にあってはバリスタ粉体とこれを結合す
るガラスフリットからなる厚膜バリスタにおいて、適切
な非直線係数αを得るためにバリスタ粉体として、酸化
亜鉛に酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン等を
添加して混合・成型・焼成する。

焼成後、乳鉢によって粗粉砕し、その後ポットミルにて
微粉砕し、印刷に適正な粒径のバリスタ粉を得ていた。

しかしながら、このように機械的に粉砕することによっ
て得られるバリスタ粉の粒子は、その形状もそれぞれ異
なり、またその粒径のバラツキも大きいものである。

これに対して本発明によれば、バリスタ粉体として酸化
亜鉛に酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケルそし
て炭酸バリウムを加えて混合・成型・焼成し、焼成後焼
結体を水中に投入し加水分解によって印刷に適正な粒径
のバリスタ粉を得るものである。

このように化学的な方法で得られる？リスタ粉体は、従
来機械的に粉砕していたバリスタ粉体に比べて粒子の形
状もそろっており、また粒径のバラツキも小さいもので
ある。

したがって、このバリスタ粉体を用いた厚膜バリスタに
おいては、その非直線係数αのバラツキも小さく、合せ
て負荷耐量も向上するものである。

以下、実施例に基づいて第１図とともに説明する。

バリスタ粉体の組成として、ＺｎＯ，ＣＯ０３＋Ｍｎ０
２ ， Ｎｉ Ｏ ， Ｂａ Ｃ ０３を秤量し、これ
をポットミルに移して純水を加えて２０時間湿式混合す
る混合した後、スラリーを取り出して乾燥させる。

乾燥した粉体を３２メッシュをパスさせ、パスした粉体
を圧力３ ０ ０ｋｇ／ｃｍ’，直径２０ｍｍ、厚み約
１ｍｍのディスク状に成型する。

この成型品を１０５０℃〜１３５０℃の温度で焼成する
。

焼結体を水中に投入し、２〜３日放置する。

２〜３日後にはＢａＣＯ３が水に溶融して、焼結体が粉
体となる。

こうして得られたバリスタ粉体と、ガラストフリットの
量がバリスタ粉体とガラスフリットの総量に対して２〜
５０ｗｔ％である固形分に、ビヒクルを加えてペースト
とする。

ビヒクルはペーストを作るために必要なものであり、バ
リスタ膜の焼成中に飛散するものであれば特にその種類
に制限はないが、エチルセルローズをカルビトールアセ
テートに溶解したものを用いた。

こうして得られたバリスタペーストを電気絶縁性基板１
上に印刷された下部電極２上に印刷・焼成することによ
ってバリスタ膜３が形成される。

さらに、バリスタ膜３の上に上部電極４を印刷・焼成す
ることによって厚膜バリスタが得られる。

今、バリスタ膜厚３０μ、バリスタ面積５−のバリスタ
について、１０ｍＡの電流を流した時の端子間電圧（バ
リスタ電圧） Ｖ１ｏ１電流１ｍＡと１０ｍＡを流した
ときの電圧非直線係数１α１ｏ及び第２図に示すパルス
試験回路で１００ｍＪのエネルギを有するパルスを５秒
間隔で１０回印加した時のＶＩＯの変化率を調べ、下記
の表に示す。

表から明らかなように本発明の厚膜バリスタは、電流１
ｍＡ及び１ ０ ｍＡにおける電圧非直線係数１α１ｏ
のバラツキは従来に比べて小さく、またパルス負荷耐量
においても効果がある。

バリスタ組成において、炭酸バリウムを０．１ｍｏｌ％
から５．０ｍｏｌ％としたのは、０、１ｍｏｌ％以下の
場合には加水分解が困難となるからであり、また５．０
ｍｏｌ％以上の場合にはＺｎＯが過大に粒成長するとと
もに加水分解後の炭酸バリウムの除去が困難となるため
である。

なお、本発明はバリスタ粉の粒子の形状をそろえ、また
粒径のバラツキを小さくすることによってバリスタ電圧
、非直線係数αのバラツキを小さくシ、かつパルス耐量
を向上させるものである。

したがって、バリスタ組成としてＺｎＯに添加する金属
酸化物は上記の表に示す金属酸化物に限定されるもので
はなく、非直線係数αを向上させるものであればよい。

また、バリスタ粉体とガラスフリットの総量に対するガ
ラスフリットの量も表に示すように限定されたものでは
なく、２〜５０ｗｔ％の範囲であればよい。

以上、本発明による厚膜バリスタの製造方法においては
電圧非直線係数αのバラツキが小さく、パルス負荷耐量
の大きいものが得られ、また小型電動機への適用に当っ
ては電気雑音を吸収し、整流子や刷子を保護するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られる厚膜バリスタの正面
断面図、第２図はバリスタのパルス試験回路である。 １・・・・・・電気絶縁性基板、２・・・・・・下部電
極、３・・・・・・バリスタ膜、４・・・・・・上部電
極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バリスタ粉体とこれを結合するガラスフリットから
   なる厚膜バリスタにおいて、ＺｎＯに数種の金属酸化物
   とＢａＣＯ３を０． １ 〜５． ０ ｍｏｌ ％添加
   し、混合・成型・焼成後、加水分解によって焼結体から
   上記バリスタ粉体を得、このバリスタ粉体とガラスフリ
   ットに増粘剤を含む溶剤を加えたペーストを電気絶縁性
   基板の上に直接あるいは電極を介して塗布し、バリスタ
   膜を形成したことを特徴とする厚膜バリスタの製造方法
   。