JPH0513205A - 過電流過電圧保護素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、過電流過電圧保護素子に関し、ヒ
ューズとバリスタの交換を同時にできるようにすると共
に、その取り付けスペースを小さくすることを目的とす
る。 【構成】 板状のバリスタ素体６の片面に、所定の距離
だけ離して第１の電極７と第２の電極８を設け、裏面に
は第２の電極８と対向する位置に第３の電極９を設け
る。また、第１、第２電極７、８間には、ヒューズ片
（可溶体）１０を接続する。この構成で、電極８、９間
にバリスタが構成されるので、ヒューズとバリスタを一
体化した素子となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、過電流過電圧保護素子
に関し、更に詳しく言えば、各種の電気機器、例えば家
庭用の空調機器、暖房機器等に用いられ、特に、ヒュー
ズとバリスタを一体化した過電流過電圧保護素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来例の説明図であり、図中、１
はヒューズ、２はバリスタ、３は電源用のプラグ、４は
機器本体を示す。

【０００３】従来、例えば家庭用の空調機器や暖房機器
等では、ＡＣ１００Ｖで使用する機器もあれば、ＡＣ２
００Ｖで使用する機器もあった。このように、使用電圧
の異なる電気機器が多数用いられていると、機器の使用
電圧よりも高い電圧の電源に接続するような間違いも発
生する。

【０００４】例えば、使用電圧がＡＣ１００Ｖ（または
２００Ｖ）の機器を、間違ってＡＣ２００Ｖ（または４
００Ｖ）の電源に接続したとすると、機器の破損、ある
いは焼損事故となることがある。

【０００５】このような事故を防止するため、上記のよ
うな電気機器では、図７に示したような構成にしてい
た。すなわち、機器本体４と電源用のプラグ３との間に
は、過電流保護用のヒューズ１と、過電圧保護用のバリ
スタ２とが設けてあった。

【０００６】この構成の電気機器では、過電流及び過電
圧に対する保護ができるため、仮りに、本来の使用電圧
よりも高い電圧が印加した場合でも、ヒューズ、バリス
タの破損又は焼損のみで、機器本体４の破損や焼損事故
を防止できるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) 例えば電気機器に過電流が流れたり、あるいは過電
圧が印加した場合、バリスタが大電流をアース側へ流
し、ヒューズやバリスタは、焼損あるいは破壊する。こ
のような場合にはヒューズやバリスタを新品と交換する
必要がある。

【０００８】ところで通常の場合、ヒューズに過電流が
流れて焼損したような場合には、バリスタも劣化してい
る場合が多い。このため、ヒューズの交換時にはバリス
タも新品と交換する必要がある。

【０００９】しかし、ヒューズとバリスタは別々の部品
であるからヒューズだけ新品と交換してバリスタの交換
を忘れることがある。このような場合には、劣化したバ
リスタを使用していることになるので、バリスタの劣化
が除々に進行し遂には熱暴走して機器本体の焼損事故と
つながることもある。

【００１０】(2) ヒューズとバリスタは別々の部品であ
り、その取り付け場所も異なる。従って、所要スペース
が大きくなり、電気機器の小型化の障害にもなってい
た。本発明は、このような従来の課題を解決し、ヒュー
ズとバリスタの交換を同時にできるようにすると共に、
その取り付けスペースを小さくすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、図１Ａは過電流過電圧保護素子の断面図、図１Ｂ
は前記素子の等価回路である。図中、図７と同符号は同
一のものを示す。また、５は過電流過電圧保護素子、６
はバリスタ素体、７は第１の電極、８は第２の電極、９
は第３の電極を示す。

【００１２】(1) 板状のバリスタ素体６の片面に、所定
の距離だけ離して第１の電極７と第２の電極８を設ける
と共に、バリスタ素体６の他面には、第２の電極８と対
向する位置に第３の電極９を設けて、第２、第３の電極
８、９間にバリスタを構成し、更に、第１、第２の電極
７、８間には、ヒューズ片（可溶体）１０を接続するこ
とにより、ヒューズとバリスタを一体化して過電流過電
圧保護素子とした。

【００１３】(2) 上記構成(1) において、ヒューズ片１
０を、チップ型ヒューズで構成した。 (3) 上記構成(1) または(2) において、第２の電極８と
第３の電極９との間に位置するバリスタ素体６に、溝を
設けた。 (4) 上記構成(1) 、(2) 、または(3) の各電極７、８、
９に、それぞれリード線を取り付けた。

【００１４】(5) 上記構成(1) 、(2) 、または(3) にお
いて、バリスタ素体６の両端部にそれぞれ、バリスタ素
体６の端部を覆い、かつ上面から下面まで延びるよう
に、端部電極を設けると共に、一方の端部電極を、第１
の電極７に接続し、他方の端部電極を第２の電極８に接
続することにより、表面実装型の素子とした。

【００１５】

【作用】上記構成に基づく本発明の作用を、図１を参照
しながら説明する。図１Ａに示した素子において、第１
の電極７の位置をａ、第２の電極８の位置をｂ、第３の
電極９の位置をｃとすると、過電流過電圧保護素子５の
等価回路は図１Ｂのようになる。

【００１６】図示のように、ａとｂの間にはヒューズ１
が接続され、ｂとｃの間には、バリスタ２が接続された
等価回路となる。このようにすれば、ヒューズとバリス
タを一体化した素子が得られる。

【００１７】この素子を、ヒューズとバリスタを必要と
する機器に使用した場合には、１つの素子で過電流保護
と過電圧保護とができると共に、素子５の焼損時、ある
いは破壊時に、ヒューズとバリスタを同時に交換でき
る。また、上記素子５に溝を設けることにより、素子５
の小型化が可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例の説明）図２、図３は、本発明の第１実施
例を示した図であり、図２は過電流過電圧保護素子を示
した図、図３はヒューズ片（可溶体）の例である。

【００１９】図中、図１と同符号は同一のものを示す。
また、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃはリード線、１２はチッ
プ型ヒューズ、１３はアルミナ基板、１４Ａ、１４Ｂは
端子を示す。

【００２０】先ず、第１実施例の過電流過電圧保護素子
を、図２に基づいて説明する。図２Ａは平面図、図２Ｂ
はＸ−Ｙ線方向の断面図である。図示のように、板状の
バリスタ素体６の片面には、所定の距離だけ離して第１
の電極７と第２の電極８とを設ける。また、バリスタ素
体６の他面には、第２の電極８と対向する位置に第３の
電極９を設ける。

【００２１】第２の電極８と第３の電極９は、バリスタ
の電極となるため、両電極は、その大きさをほぼ等しく
する。更に、第１の電極７と第２の電極８との間には、
ヒューズ片（可溶体）１０を設け、ヒューズ片１０の両
端を前記各電極（７、８）に、半田付け等により接続す
る。

【００２２】上記の第１、第２、第３電極７、８、９
は、例えば厚膜導体で形成（印刷で形成）する。そし
て、各電極７、８、９にはそれぞれリード線１１Ａ、１
１Ｂ、１１Ｃを半田付け等により接続する。

【００２３】このようにすれば、第２、第３の電極８、
９間にはバリスタが形成され、その一方の電極である第
２の電極８と第１の電極７との間には、ヒューズ片１０
が接続されているので、ヒューズとバリスタが接続され
た素子となる。次に、ヒューズ片（可溶体）の具体例を
図３に基づいて説明する。図３Ａはチップ型、図３Ｂは
板状型、図３Ｃは線状型を示す。

【００２４】チップ型ヒューズ１２は、アルミナ基板１
３上にヒューズ片１０を設けると共に、該アルミナ基板
１３の両端部に端子１４Ａ、１４Ｂを設けたものであ
る。このチップ型ヒューズ１２を、図２に示した素子に
用いる場合は、例えば端子１４Ａを、第１の電極７に接
続し、端子１４Ｂを第２の電極８に接続すればよい。

【００２５】また、板状型のヒューズ片は図３Ｂに示し
たように構成されており、線状型のヒューズ片は図３Ｃ
に示したように構成されている。これらのヒューズ片を
図２に示した素子に用いる場合は、ヒューズ片１０の一
方の端部を第１の電極７に接続し、他方の端部を第２の
電極８に接続すればよい。本実施例の場合、ヒューズ片
１０としては、上記のいずれを使用してもよい。また他
のヒューズ片を使用することも可能である。

【００２６】（第２実施例の説明）図４は第２実施例の
過電流過電圧保護素子を示した図であり、図４Ａは平面
図、図４ＢはＳ−Ｔ線断面図である。図中、図２と同符
号は同一のものを示す。また、１６Ａ、１６Ｂは端部電
極を示す。

【００２７】第２実施例の素子は、表面実装型の素子と
した例である。この例では、第１、第２、第３電極７、
８、９及びヒューズ片１０の配置は第１実施例と同じで
あるが、端子部の構成が異なる。

【００２８】図示のように、バリスタ素体６の両端部に
は、端部電極１６Ａ、１６Ｂを設け、端部電極１６Ａは
第１電極７に接続し、端部電極１６Ｂは第２電極８に接
続する。ただし、端部電極１６Ｂと第３の電極９との間
は、一定の距離だけ離す必要がある。

【００２９】この場合、端部電極１６Ａ、１６Ｂは、例
えば厚膜導体で形成（印刷）する。なお、第１の電極７
と端部電極１６Ａ、及び第２の電極８と端部電極１６Ｂ
は、同時に連続して形成すればよいが、この時、バリス
タ素体の端部を覆い、かつ上面から下面まで延びるよう
に形成する。

【００３０】この素子を使用する際は、端部電極１６
Ａ、１６Ｂは、両端の端子として用いられ、第３の電極
９は、バリスタ側の端子として用いられる。例えば、マ
ザーボード上へ前記素子を実装する際は、マザーボード
上の配線パターンに、端部電極１６Ａ、１６Ｂ及び第３
の電極９を接続する。

【００３１】（他の実施例）以上実施例について説明し
たが、本発明は次のようにしても実施可能である。図５
は他の実施例の過電流過電圧保護素子（その１）、図６
は他の実施例の過電流過電圧保護素子（その２）を示し
た図である。図中、図２〜図４と同符号は同一のものを
示す。また、１８は溝を示す。

【００３２】〔例１〕・・・図５参照 この例は、図４に示した第２実施例の変形例であり、バ
リスタ素体６の一部に、断面がほぼ半円形の溝１８を形
成したものである。溝の形状は半円形でなくとも沿面距
離をかせげるものであればよい。

【００３３】この溝１８は、第３の電極９と端部電極１
６Ｂとの間に設ける。この場合、バリスタ素体６の厚み
をｄ、第３電極９と端部電極１６Ｂ間の直線距離をｘと
すると、両電極間に溝がない場合にはｘ＞ｄの関係が成
り立つように設計することが必要である。

【００３４】このようにすれば、第３と端部の電極間の
沿面距離を長くできるため、距離ｘを第２実施例のもの
より短くできる。従って、素子の小型化が実現できるこ
とになる。

【００３５】〔例２〕・・・図６Ａ参照 この例は、図２に示した例の変形例であり、ヒューズ片
１０を厚膜（印刷）で構成した例である。

【００３６】〔例３〕・・・図６Ｃ参照 この例は、図４に示した例を変形した例であり、ヒュー
ズ片１０を厚膜（印刷）で形成した例である。

【００３７】〔例４〕上記各実施例の素子５に絶縁性の
樹脂を被せる。この場合、外部端子となる部分（例えば
リード線１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、端部電極１６Ａ、１
６Ｂ、第３の電極９）を除き、他の全ての部分に樹脂を
被せる。 〔例５〕例えば、図２、図６Ｂに示した素子では、全体
を絶縁性の樹脂でモールドし、リード線１１Ａ、１１
Ｂ、１１Ｃの先端部分を露出させてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ヒューズとバリスタを一体化したので、その取り付
けスペースが小さくなる。従って、機器の小型化が可能
となる。

【００３９】(2) ヒューズとバリスタの交換が同時にで
きるので、従来のように、ヒューズだけ交換して、バリ
スタの交換を忘れるようなことがなくなる。従って、劣
化したバリスタを使用して、機器を焼損するような事故
は未然に防げる。 (3) バリスタ素体に溝を設けることにより、更に素子の
小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の第１実施例の過電流過電圧保護素子を
示した図である。

【図３】ヒューズ片（可溶体）の例を示した図である。

【図４】第２実施例の過電流過電圧保護素子を示した図
である。

【図５】他の実施例の過電流過電圧保護素子（その１）
を示した図である。

【図６】他の実施例の過電流過電圧保護素子（その２）
を示した図である。

【図７】従来例の説明図である。

【符号の説明】

５ 過電流過電圧保護素子 ６ バリスタ素体 ７ 第１の電極 ８ 第２の電極 ９ 第３の電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状のバリスタ素体（６）の片面に、所
   定の距離だけ離して第１の電極（７）と第２の電極
   （８）を設けると共に、 バリスタ素体（６）の他面には、第２の電極（８）と対
   向する位置に第３の電極（９）を設けて、第２、第３の
   電極（８、９）間にバリスタを構成し、 更に、第１、第２の電極（７、８）間には、ヒューズ片
   （可溶体）（１０）を接続することにより、ヒューズと
   バリスタを一体化したことを特徴とする過電流過電圧保
   護素子。
2. 【請求項２】 上記ヒューズ片（１０）として、チップ
   型ヒューズ（１２）を用いたことを特徴とする請求項１
   記載の過電流過電圧保護素子。
3. 【請求項３】 上記第２の電極（８）と第３の電極
   （９）との間に位置するバリスタ素体（６）に、溝（１
   ８）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の
   過電流過電圧保護素子。
4. 【請求項４】 上記第１、第２、第３の各電極（７、
   ８、９）に、それぞれリード線（１１Ａ、１１Ｂ、１１
   Ｃ）を取り付けたことを特徴とする請求項１、２、また
   は３記載の過電流過電圧保護素子。
5. 【請求項５】 上記バリスタ素体（６）の両端部にそれ
   ぞれ、 前記、バリスタ素体（６）の端部を覆い、かつ上面から
   下面まで延びるように、端部電極（１６Ａ、１６Ｂ）を
   設けると共に、 一方の端部電極（１６Ａ）を、第１の電極（７）に接続
   し、 他方の端部電極（１６Ｂ）を、第２の電極（８）に接続
   することにより、 表面実装型の素子としたことを特徴とする請求項１、
   ２、または３記載の過電流過電圧保護素子。