(57)【要約】【課題】  温度ヒューズの低溶融金属の使用量が最小限にできる経済的で高性能なバリスタ素子切離し機能付きバリスタ装置の提供。【解決手段】  ２素子一体３端子形のバリスタ素子２の絶縁外装面１４の片面両端部に一対のバリスタ素子切離し用引出し導体３と切離し補助用ばね材４を接着剤５で固定して配設する。引出し導体３は、接着剤５で固定される固定導体部３ａと、固定導体部３ａから延在する１本の銅線による電流ヒューズ部３ｂと温度ヒューズ部３ｃを有し、温度ヒューズ部３ｃがバリスタ素子２の電源ライン側端子Ｌ１またはＬ２に低溶融金属６で接合される。ばね材４は、接着剤５で固定される固定ばね部４ａと、固定ばね部４ａから延在する導体附勢部４ｂで構成され、導体附勢部４ｂが引出し導体３の電流ヒューズ部３ｂに直交方向に附勢する。【選択図】    図１
2007042753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面に沿わせてバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設し、
前記引出し導体は、前記絶縁外装面の一部に固定される固定導体部と、前記バリスタ素子の電源ライン側端子にバリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で接合され、前記低溶融金属の溶融で前記電源ライン側端子から離脱する温度ヒューズ部と、前記固定導体部と温度ヒューズ部の間に在り、前記バリスタ素子の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断する電流ヒューズ部と、前記固定導体部から引き出した電源ライン接続用引出し部を有し、
前記ばね材は、前記絶縁外装面の一部に固定される固定ばね部と、この固定ばね部から前記引出し導体の電流ヒューズ部の手前まで延在して電流ヒューズ部を略直交方向に附勢する導体附勢部を有する、
ことを特徴とするバリスタ装置。
【請求項２】
酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面に沿わせてバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設し、
前記引出し導体は、前記バリスタ素子の電源ライン側端子に接続固定される素子側接続部と、前記絶縁外装面の一部に固定される固定導体部と、前記素子側接続部と固定導体部間の途中箇所で分離可能状態にある一対の先端部同士を前記バリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で接合して構成され、前記低溶融金属の溶融で前記先端部同士が離脱するようにした温度ヒューズ部と、この温度ヒューズ部と電源ライン側端子の間に在り、前記バリスタ素子の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断する電流ヒューズ部と、前記固定導体部から引き出された電源ライン接続用引出し部を有し、
前記ばね材は、前記電源ライン側端子に前記引出し導体と一体に固定される固定ばね部と、この固定ばね部から前記引出し導体の電流ヒューズ部の手前まで延在して電流ヒューズ部を略直交方向に附勢する導体附勢部を有する、
ことを特徴とするバリスタ装置。
【請求項３】
前記絶縁外装面の一部に前記引出し導体の固定導体部と前記ばね材の固定ばね部を熱硬化性接着剤で固定したことを特徴とする請求項１に記載のバリスタ装置。
【請求項４】
前記絶縁外装面の一部に前記引出し導体の固定導体部を熱硬化性接着剤で固定したことを特徴とする請求項２に記載のバリスタ装置。
【請求項５】
前記引出し導体の温度ヒューズ部を前記電源ライン側端子に、前記ばね材の附勢方向と反対方向から係止させ、この係止部分を前記低溶融金属で溶融接合したことを特徴とする請求項１に記載のバリスタ装置。
【請求項６】
前記引出し導体の電流ヒューズ部から固定導体部側に延在する部分を、前記電流ヒューズ部の断面積より大きくて、電流ヒューズ部が溶断する前記サージ電流で溶断しない断面積に設定したことを特徴とする請求項１または５に記載のバリスタ装置。
【請求項７】
前記引出し導体が銅線であり、この引出し導体の前記電流ヒューズ部と温度ヒューズ部を連続する１本の銅線で構成し、前記電流ヒューズ部から前記固定導体部側に延在する部分を２本の銅線で構成すると共に、前記ばね材を前記銅線より高抵抗値の金属線で構成したことを特徴とする請求項１または６に記載のバリスタ装置。
【請求項８】
前記バリスタ素子は、扁平な酸化亜鉛素子の片面にアースライン側端子が接続される共通電極を、反対の片面に一対の電源ライン側端子が接続される一対の対向電極を形成した２素子一体３端子形であり、このバリスタ素子の一対の電源ライン側端子のそれぞれに独立した前記引出し導体を接合し、この一対の引出し導体それぞれを独立した前記ばね材で附勢したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のバリスタ装置。
【請求項９】
前記バリスタ素子の表側または裏側の絶縁外装面に一対の前記引出し導体を並列に配設し、同じ絶縁外装面に一対の前記ばね材を並列に配設したことを特徴とする請求項８に記載のバリスタ装置。
【請求項１０】
前記一対の引出し導体の電流ヒューズ部を前記一対のばね材で、一対の電流ヒューズ部が互いに離反する方向に附勢したことを特徴とする請求項８または９に記載のバリスタ装置。
【請求項１１】
酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面の両端部に一対のバリスタ素子切離し用引出し導体と一対の切離し補助用ばね材を配設し、前記一対のばね材のそれぞれで対応する前記一対の引出し導体をこの一対の引出し導体が互いに離反する外方に附勢したバリスタ装置の製造方法であって、
１本の略Ｕ字状ばね線材の中央部分の両端から延在する両端部分を前記一対のばね材として構成し、この略Ｕ字状ばね線材の両端部分を部分的に前記バリスタ素子の絶縁外装面に固定してから、ばね線材の中央部分を切断除去することを特徴とするバリスタ装置の製造方法。
【請求項１２】
酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面の両端部にバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設し、前記引出し導体の途中箇所で分離可能状態にある一対の先端部同士を前記バリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で溶融接続して温度ヒュ−ズ部を構成したバリスタ装置の製造方法であって、
前記温度ヒュ−ズ部は、１本の銅線の途中部分とこの銅線を折返した折返し先端部とを平行にして分離可能に接触させた２本の平行接触銅線部と、この平行接触銅線部に部分的に溶融接続した前記低溶融金属を有し、前記平行接触銅線部に前記低溶融金属を溶融接続した後、前記低溶融金属から導出される前記平行接触銅線部の２本銅線の内の前記折返し先端部でない１本の銅線の所定長さ部分を切断除去して、前記引出し導体を単独で製造することを特徴とするバリスタ装置の製造方法。
【請求項１３】
酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面の両端部にバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設し、前記引出し導体の途中箇所で分離可能状態にある一対の先端部同士を前記バリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で溶融接続して温度ヒュ−ズ部を構成したバリスタ装置の製造方法であって、
前記温度ヒューズ部は、１本の銅線の途中部分を１回蛇行させた２本銅線構造の平行接触銅線部と、この平行接触銅線部の２本銅線に溶融接続した前記低溶融金属を有し、前記平行接触銅線部に前記低溶融金属を溶融接続した後、前記平行接触銅線部の２本銅線の蛇行先端部を切断除去して２本銅線を分離可能状態にして、前記引出し導体を単独で製造することを特徴とするバリスタ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷撃によるサージ電圧を吸収して電気機器を保護するバリスタ装置で、詳しくは、酸化亜鉛形バリスタ素子の劣化等による発煙発火を防止する切離し機能付きバリスタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
雷害防止の目的から雷サージ防護デバイス（ＳＰＤ）としての酸化亜鉛形バリスタ素子が、単相交流電路や三相交流電路に設置される。この酸化亜鉛形バリスタ素子は、雷サージを繰り返し放電することで劣化し、破損する。バリスタ素子が劣化すると、漏れ電流が増加して発熱し、また、バリスタ素子のサージ耐量を超える大きなサージ電流が流れるとバリスタ素子が瞬時に短絡して、周囲の電気機器に悪影響を与える。
【０００３】
このようなことから酸化亜鉛形バリスタ装置は、バリスタ素子劣化による発煙発火から保護する温度ヒューズと、バリスタ素子の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断する電流ヒューズのバリスタ素子切離し機能を備えたものが一般的になってきている（例えば、特許文献１参照）。バリスタ素子切離し機能を備えたバリスタ装置は、バリスタ素子の電源ライン側端子に温度ヒューズと電流ヒューズを直列に接続して構成される。温度ヒューズと電流ヒューズはそれぞれ市販品が使用され、或いは、バリスタ素子の特性に合わせて設計された専用ヒューズが使用される。
【特許文献１】特開平０９−２３３６２２号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バリスタ装置の温度ヒューズは、バリスタ素子の発煙発火や、バリスタ装置を構成する樹脂ケースの耐熱性から１００℃前後で動作させることが望ましい。一方、温度ヒューズは、最近の環境問題で鉛フリー化の問題から鉛に代わって高価なインジウムを多く使用した１００℃前後で溶融する温度ヒューズに切り替える必要に迫られている。しかし、インジウムを多く使用した温度ヒューズは非常に高価となり、そのためインジウムの使用量を如何に少なくするかが今後の重要な課題となっている。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、インジウムの使用量が最小限にできる経済的で、温度ヒュ−ズ部や電流ヒュ−ズ部に外力がかからず安定した性能が確保できる信頼性の高い切離し機能付きバリスタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面に沿わせてバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設したバリスタ装置であって、引出し導体は、バリスタ素子の絶縁外装面の一部に固定される固定導体部と、バリスタ素子の電源ライン側端子にバリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で接合され、低溶融金属の溶融で電源ライン側端子から離脱する温度ヒューズ部と、固定導体部と温度ヒューズ部の間に在ってバリスタ素子の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断する電流ヒューズ部を有し、ばね材は、バリスタ素子の絶縁外装面の一部に固定される固定ばね部と、この固定ばね部から引出し導体の電流ヒューズ部まで延在して電流ヒューズ部を略直交方向に附勢する導体附勢部を有する構造を特徴とする。
【０００７】
ここで、引出し導体は、導電性の裸銅線や銅板で、酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面に接触または近接させて配置され、一部の固定導体部が絶縁外装面に接着剤などで固定される。この引出し導体の先端部がバリスタ素子の絶縁外装面から突出させた電源ライン側端子に低溶融金属の溶融接合で接続されて、温度ヒューズ部を構成する。低溶融金属は、インジウムを主成分とする高価なインジウム合金が適用できる。このインジウム合金は、引出し導体の先端部（温度ヒューズ部）とバリスタ素子の端子の小面積の局所だけに使用すればいいので使用量を少なくでき、経済的である。また、引出し導体の先端部（温度ヒューズ部）とバリスタ素子の端子はカシメや圧着工法で機械的に接合すると低溶融金属の使用量が多くなるが、低溶融金属で溶融接合すれば最も少ない量で接合でき、かつ、安定した接合強度と低い接触抵抗で接合でき、インジウム合金使用において最適である。ばね材は、引出し導体を附勢するステンレス線などのばね線である。引出し導体の温度ヒューズ部をバリスタ素子の端子に接合する低溶融金属が溶融して温度ヒューズ開放動作する際に、ばね材による附勢が温度ヒューズ開放動作を確実かつ迅速なものにする。また、ばね材が引出し導体の電流ヒューズ部を附勢することで、電流ヒューズ部が溶断して電流ヒューズ開放動作する際に、ばね材による附勢が電流ヒューズ開放動作を確実かつ迅速なものにする。
【０００８】
また、本発明は上記目的を達成するため、酸化亜鉛形バリスタ素子の絶縁外装面に沿わせてバリスタ素子切離し用引出し導体と切離し補助用ばね材を配設したバリスタ装置であって、引出し導体は、バリスタ素子の電源ライン側端子に接続固定される素子側接続部と、絶縁外装面の一部に固定される固定導体部と、素子側接続部と固定導体部間の途中箇所で分離可能状態にある一対の先端部同士をバリスタ素子の異常発熱で溶融する低溶融金属で接合して構成され、低溶融金属の溶融で先端部同士が離脱するようにした温度ヒューズ部と、この温度ヒューズ部と電源ライン側端子の間に在り、バリスタ素子の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断する電流ヒューズ部と、固定導体部から引き出された電源ライン接続用引出し部を有し、ばね材は、電源ライン側端子に引出し導体と一体に固定される固定ばね部と、この固定ばね部から引出し導体の電流ヒューズ部の手前まで延在して電流ヒューズ部を略直交方向に附勢する導体附勢部を有することを特徴とする。
【０００９】
この場合、電源ライン側端子と一体に引出し導体と切離し補助用ばね材を圧着端子等によって強固に接続固定してから、引出し導体をバリスタ素子の絶縁外装面に接着固定でき、電源ライン側端子側の固定および引出し導体の固定が容易となる。また、前記素子側接続部と固定導体部間の途中で固定導体部に近い箇所で分離可能状態にある先端部同士の低溶融金属での接合は、同一の線材の溶融接合のため同一熱容量であり、接合の信頼性が高くなる。
【００１０】
本発明においては、バリスタ素子の絶縁外装面の一部に引出し導体の固定導体部とばね材の固定ばね部を熱硬化性接着剤で固定することができる。絶縁外装面にクリップ部品のような固定ばね部品を固定、または、一体に形成して、この固定ばね部品に引出し導体とばね材の一部を着脱可能に固定することもできるが、熱硬化性接着剤で固定することが製作的に有利であり、コスト面でも好ましい。また、引出し導体の過大サージによる切断限界では２００℃程度の温度が短時間加わり、このときの熱や長期に亘る光や温度によって接着固定部分が外れたり、絶縁破壊が生じないことが要求され、この要求は熱硬化性接着剤で安定してクリアできる。
【００１１】
また、本発明においては、引出し導体の温度ヒューズ部をバリスタ素子の電源ライン側端子に、ばね材の導体方向と反対方向から係止させて、この係止部分を低溶融金属で溶融接合した構造とすることができる。この場合、引出し導体の温度ヒューズ部をＵ字状に曲げ、この曲げた部分の谷部分をバリスタ素子の端子の一方の側面に係止させる。また、ばね材の導体附勢部もＵ字状に曲げて、この曲げた部分の谷部分を引出し導体の電流ヒューズ部に係止させる。前者の係止させる方向を後者の係止させる方向である附勢方向と１８０度反対にすることで、温度ヒューズと電流ヒューズの各ヒューズ開放動作がより確実かつ迅速なものになる。
【００１２】
本発明においては、引出し導体の電流ヒューズ部から固定導体部側に延在する部分の断面積を、電流ヒューズ部の断面積より大きくして、電流ヒューズ部が溶断するサージ電流では溶断しない断面積に設定することができる。このように引出し導体の断面積を設定することで、電流ヒューズ開放動作が電流ヒューズ部のみで行われて、電流ヒューズ開放動作の確実性が良くなる。
【００１３】
さらに、本発明においては、引出し導体が低抵抗の銅線で、この引出し導体の電流ヒューズ部と温度ヒューズ部を連続する１本の銅線で構成し、電流ヒューズ部から固定導体部側に延在する部分を２本の銅線で構成し、ばね材を銅線より高抵抗値の金属線で構成することができる。この場合、引出し導体の電流ヒューズ部から固定導体部側に延在する部分は、１本の銅線を折り返して２本重ねた構成とすることができる。このような銅線による引出し導体は、材料費が安くでき、バリスタ素子への取付けが容易になり、製作コストを抑制する。また、ばね材は、ステンレス線のような高抵抗値の金属線である。
【００１４】
また、本発明においては、バリスタ素子を２素子一体３端子形にすることができる。つまり、バリスタ素子は、扁平な酸化亜鉛素子の片面にアースライン側端子が接続される共通電極を、反対の片面に一対の電源ライン側端子が接続される一対の対向電極を形成した２素子一体３端子形であり、このバリスタ素子の一対の電源ライン側端子のそれぞれに独立した引出し導体を接合し、この一対の引出し導体それぞれを独立したばね材で附勢する構造にすることができる。
【００１５】
２素子一体３端子形のバリスタ素子の場合、バリスタ素子の表側または裏側の絶縁外装面に一対の引出し導体を並列に配設し、同じ絶縁外装面に一対のばね材を並列に配設することができる。このようにバリスタ素子の表側または裏側の片面に一対の引出し導体と一対のばね材を配設すれば、それぞれの接着剤による固定作業が１回で済み、製造工程を少なくすることができる。なお、バリスタ素子の表裏両面側に一対の引出し導体を分けて配設すれば、一対の引出し導体が扁平なバリスタ素子で絶縁分離されて、ヒューズ開放動作時に一対の引出し導体が短絡する心配がない。
【００１６】
また、２素子一体３端子形バリスタ素子の場合、一対の引出し導体の電流ヒューズ部を一対のばね材で、一対の電流ヒューズ部が互いに離反する方向に附勢することができる。このように附勢すれば、一対の引出し導体の電流ヒューズ部が溶断したときに、一対の電流ヒューズ部のそれぞれがばね材の附勢で互いに離反する方向に変形するため、一対の引出し導体間で短絡が発生する心配が無くなり、電流ヒューズと温度ヒューズの各ヒューズ開放動作が安定して行われる。
【００１７】
また、２素子一体３端子形バリスタ素子の場合、１本の略Ｕ字状ばね線材の中央部分の両端から延在する両端部分を一対のばね材として構成し、この略Ｕ字状ばね線材の両端部分を部分的にバリスタ素子の絶縁外装面に固定してから、ばね線材の中央部分を切断除去する製造方法が望ましい。この場合、一対のばね材の２部品が１つの略Ｕ字状ばね線材の１部品として取り扱えて、バリスタ素子との製造組付けが容易になる。また、一対のばね材を一対の引出し導体に所定の方向から附勢するように組み付けるが、一対のばね材を１つの略Ｕ字状ばね線材の状態で組み付けることで、一対のばね材の方向性を間違って組み付ける作業ミスが無くなる。
【００１８】
また、温度ヒュ−ズ部を低溶融金属によって溶融接続で構成する場合、その信頼性が最も重要であり、そのための条件としては、接続させる物同士が同一熱容量であり、接触状態で、動かないことが望ましい。また、短時間の作業で効率よく溶融接続する条件はバリスタ素子切離し用引出し導体を単体で複数個等間隔に固定して並べておいて溶融接続することが望ましい。
【００１９】
このための一つの方法は、引出し導体の温度ヒュ−ズ部を１本の銅線とこの銅線を折り返した折返し先端部を平行に接触させた平行接触銅線部の構成とし、１本の銅線に近い２本の平行接触銅線部端の一部を低溶融金属で溶融接続し、その後１本の銅線側となる平行接触銅線部の一部を切断除去して引出し導体を単独で製造する方法である。また、いま一つの方法は、１本の引出し導体の途中で１回蛇行させて平行接触銅線部とし、この平行接触銅線部を低溶融金属で溶融接続してから、２本銅線の蛇行先端部を切断除去して、引出し導体を単独で製造する方法である。
【００２０】
このような２本銅線構造の平行接触銅線部への低溶融金属の溶融接続は、２本銅線の隙間に溶融金属が入って流出し難く、接合性に優れると共に、必要最小限の量で溶融接続できて経済的である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のバリスタ装置によれば、バリスタ素子の絶縁外装面に添設される引出し導体が、バリスタ素子に接着剤などで固定される固定導体部と、バリスタ素子の端子に低溶融金属で接合される温度ヒューズ部と、固定導体部と温度ヒューズ部の間に在って電流ヒューズを構成する電流ヒューズ部を備えた構造にして、温度ヒューズと電流ヒューズを１本の銅線などで一体化したので、切離し機能を少ない部品で構成できるので信頼性が高く、製作コストを低減させることができるという優れた効果を奏し得る。また、引出し導体の一端とバリスタ素子の一端子を接合する低溶融金属にインジウム合金を使用しても、接合箇所が小面積の局所にできて使用量を大幅に抑制することができ、インジウム使用でコスト高になるといった問題が解消される。
【００２２】
また、温度ヒューズと電流ヒューズを１本の導体に一体化した引出し導体を別部材のばね材で附勢することで、引出し導体の温度ヒューズ部の低溶融金属が溶融して引出し導体がバリスタ素子の端子から離脱する温度ヒューズ開放動作や、引出し導体の電流ヒューズ部が溶断する電流ヒューズ開放動作が、ばね材による附勢で助長されて、温度ヒューズと電流ヒューズのいずれのヒューズ開放動作も確実、迅速に行われて、切離し機能の信頼性が増すといった優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１２を参照して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すバリスタ装置１は、２素子一体３端子形のバリスタ素子２と、左右一対の引出し導体３と、左右一対のばね材４を備える。２素子一体３端子形バリスタ素子２を図２（Ａ）（Ｂ）に示すと、扁平な略矩形の酸化亜鉛素子１０の片面にアースライン側端子Ｌ３が接続される共通電極１１を形成し、反対の片面に一対の電源ライン側端子Ｌ１、Ｌ２が接続される一対の対向電極１２、１３を形成している。この酸化亜鉛素子１０と各電極１１〜１３を絶縁粉体塗装して絶縁外装面１４が形成される。扁平な略矩形の酸化亜鉛素子１０の一辺から計３本の端子Ｌ１〜Ｌ３が導出される。中央の端子Ｌ３はアースライン側端子で、酸化亜鉛素子１０の裏面側から導出される。残りの端子Ｌ１、Ｌ２は一対の電源ライン側端子で、酸化亜鉛素子１０の表面側から導出される。
【００２５】
扁平なバリスタ素子２の表側の絶縁外装面１４の左右両端部に一対の引出し導体３が配置される。左右一対の引出し導体３のそれぞれは、図４に示すような１本の裸銅線で構成される。左右一対の引出し導体３は、向きが左右反対な点を除き同一構造ゆえ、一方の引出し導体３で構造を説明する。
【００２６】
引出し導体３の一部が、絶縁外装面１４に熱硬化性接着剤５で固定される。引出し導体３は、接着剤５で固定される固定導体部３ａと、固定導体部３ａから延在する１本の銅線で構成された電流ヒューズ部３及び温度ヒューズ部３ｃと、固定導体部３ａから延在する２本の銅線で構成された引出し部３ｄを有する。引出し部３ｄは、１本の銅線を折り返して２本にしたもので、折り返した銅線の先端部は固定導体部３ａに含まれる。この２本銅線の固定導体部３ａが絶縁外装面４に接着剤５で固定される。一方の引出し導体３の固定導体部３ａから１本の銅線が電源ライン側端子Ｌ１に向けて直線状に延在し、その先端部が端子Ｌ１に側方から係止して、低溶融金属６で溶融接合される。この先端部が、低溶融金属６の溶融で端子Ｌ１から離れるヒューズ開放動作をする温度ヒューズ部３ｃとなる。低溶融金属６は、バリスタ素子２の劣化による発熱で溶融する融点のインジウム合金である。温度ヒューズ部３ｃはＵ字状に曲げ成形され、このＵ字状曲げ成形部３’の谷部を端子Ｌ１の外側端に係止させて、この係止部分を低溶融金属６で局部的に接合する。温度ヒューズ部３ｃから固定導体部３ａに延びる１本の銅線の温度ヒューズ部３ｃ寄りの部分が電流ヒューズ部３ｂとして形成される。この電流ヒューズ部３ｂを構成する１本の銅線の断面積は、バリスタ素子２の最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断するように設定される。２本の銅線で構成された固定導体部３ａと引出し部３ｄは、１本の銅線の電流ヒューズ部３ｂの２倍の断面積で、最大サージ電流耐量を超えるサージ電流で溶断するのは電流ヒューズ部３ｂのみとなるよう設定される。
【００２７】
扁平なバリスタ素子２の表側の絶縁外装面１４の左右両端部に一対のばね材４が配設される。左右一対のばね材４は、向きが左右反対な点を除き同一構造で、一方のばね材４の構造を説明する。
【００２８】
ばね材４は銅線より十分に大きな抵抗値の金属ばね線で、例えば１本のステンレス線である。ばね材４は、絶縁外装面１４に引出し導体３と共に接着剤５で固定される固定ばね部４ａと、固定ばね部４ａからく字状に曲がって延在する導体附勢部４ｂを有する。導体附勢部４ｂの先端部が横Ｕ字状に曲げ成形され、この曲げ成形部４’の谷部を引出し導体３の電流ヒューズ部３ｂに内側から引っ掛けて、電流ヒューズ部３ｂを外側に向けて附勢する。
【００２９】
バリスタ素子２の絶縁外装面１４の左右両端部に取付ける左右一対のばね材４は、図４及び図５に示す１本の略Ｕ字状ばね線材７の対向する両端部分に在り、バリスタ素子２に組み付けた後に略Ｕ字状ばね線材７の中央部分７’が切断除去される。バリスタ素子２に組み付ける前の略Ｕ字状ばね線材７は、図４の実線に示すように両端部分の先端部である導体附勢部４ｂが大きく開いた状態にある。このばね線材７の両端部分の基端部である固定導体部３ａと、引出し導体３の固定導体部３ａをバリスタ素子２の表側絶縁外装面１４の左右両端部に接着剤５で固定する。左右一対の接着剤５のそれぞれから左右一対のばね材４の導体附勢部４ｂが、図５の鎖線で示すように互いに外方向に開いた状態で延在する。この左右一対の導体附勢部４ｂを互いに接近する方向に押し縮めて、図５の実線で示すように左右一対の導体附勢部４ｂの曲げ成形部４’を対応する引出し導体３の電流ヒューズ部３ｂに内側から引っ掛けて、左右の電流ヒューズ部３ｂに互いに反対方向となる外方向に附勢する。最終的にばね線材７の中央部分７’の両端２箇所を切断して、中央部分７’を除去する。
【００３０】
以上のように左右一対のばね材４を１本のばね線材７の状態でバリスタ素子２に組み付けるようにすることで、組付の部品点数や工数が少なくできて製作コストの低減が図れる。また、ばね材４を個々に製造してバリスタ素子２に取り付けるようにすると、ばね材４が対応する引出し導体３を所定の方向から附勢するように向きを注意して取付ける必要があり、向きを逆にすると附勢方向が逆になるといった作業ミスが生じる可能性があるが、上記ばね線材７を使用して組み付けるようにすると、この種の作業ミスが皆無となり、尚更に組立作業性が向上する。
【００３１】
以上の構成のバリスタ装置１の等価回路を図３に示し、ヒューズ開放動作の様子を図６と図７に示し、そのヒューズ開放動作を説明する。
【００３２】
図５の実線の状態でバリスタ素子２が劣化して発熱すると、発火する前の発熱で低溶融金属６が溶融する。このとき、引出し導体３の電流ヒューズ部３ｂがばね材４で外方に附勢されているので、この附勢力がそのまま温度ヒューズ部３ｃに作用し、低溶融金属６の溶融で接合力が無くなると、図６に示すように、温度ヒューズ部３ｃがばね材４からの附勢で対応する端子Ｌ１、Ｌ２から速やかに離脱して、温度ヒューズ開放動作をする。左右一対の引出し導体３は左右一対のばね材４で互いに反対方向の外方向に附勢されているので、低溶融金属６が溶融すると、ヒューズ開放動作が積極的にして確実に行われる。この場合、左右一対の温度ヒューズ部３ｃが互いに接近して短絡するといったヒューズ逆動作は、間違っても発生することが無く、常に高い信頼度の温度ヒューズ開放動作が行われる。
【００３３】
また、図５の実線の状態でバリスタ素子２に最大サージ電流耐量を超えるサージ電流が流れると、引出し導体３の電流ヒューズ部３ｂが溶断する。このときも、電流ヒューズ部３ｂがばね材４で外方に附勢されているので、この附勢力で図７に示すように温度ヒューズ部３ｃの溶断箇所から固定導体部３ａ側の部分が外方に拡がり、電流ヒューズ開放動作をする。このヒューズ開放動作もばね材４の附勢で積極的にして確実に行われる。また、左右で溶断して残った温度ヒューズ部３ｃが互いに接近して短絡するといったヒューズ逆動作がばね材４の附勢で確実に回避されて、常に高い信頼度の電流ヒューズ開放動作が行われる。
【００３４】
例えば、バリスタ素子２で８×２０μｓのサージ電流波形でＩｍａｘ１０ｋＡの耐量を保証する場合、バリスタ素子２の実力が１７ｋＡ程度とすれば電流ヒューズ部３ｂの１本銅線は１５ｋＡにて溶断することが好ましい。このような銅線は、０．５５φの軟銅線が非常に安定した溶断特性を示す。
【００３５】
なお、引出し導体３を銅線で説明したが、低抵抗値でばね性を備えたリン青銅線で引出し導体３を構成し、上記ばね材４を省略することも当然ながら考えられる。しかし、リン青銅線の場合、溶断限界では過大サージ電流によるジュール熱でばね性が喪失する欠点を有するので実用的でない。また、引出し導体３をステンレス線で構成することも考えられるが、抵抗値が大きくなり、サージ抑制電圧が高くなるというＳＰＤ本来の特性を損ねる欠点があり、これも実用的でない。これらのことから、引出し導体３は銅線、特に軟銅線が柔らかくで加工しやすく、しかも、溶断特性が安定することから適切である。
【００３６】
次に、上記実施の形態を応用した他の実施形態を図８及び図９を参照して説明する。
【００３７】
図８に示される引出し導体３は、固定導体部３ａの２本の銅線の内の１本の折返し銅線３ｅを接着剤５から導出させて電流ヒューズ部３ｂまで延在させて、電流ヒューズ部３ｂから固定導体部３ａ側の部分を全て２本の銅線で構成している。このようにすることで電流ヒューズ部３ｂとその先端の温度ヒューズ部３ｃのみが１本の銅線で構成され、電流ヒューズ開放動作が電流ヒューズ部３ｂのみの溶断で確実に行われる。
【００３８】
図９に示される引出し導体３の固定導体部３ａは、１本の銅線の折り返し端部３ｆのみを接着剤５から突出させて、この折り返し端部３ｆに絶縁被覆電線３ｇなどの電源ライン端子を接続するようにしている。このようにすることで引出し導体３の引出し部を無くして、より小形コンパクト化を図ることができる。
【００３９】
次に、他の実施の形態のバリスタ装置１を図１０に示し、このバリスタ装置１に使用する引出し導体３の具体的構造と製造方法を図１１（Ａ）（Ｂ）と図１２（Ａ）〜（Ｃ）に基づき説明する。
【００４０】
図１０のバリスタ装置１は、バリスタ素子２の表側絶縁外装面１４の両端部に一対の引出し導体３を並列に配置してそれぞれの固定導体部３ａを熱硬化性接着剤５で固定し、同じ絶縁外装面１４の両端部に一対のばね材４を配設している。一対のばね材４は、一端部（図１０で上端部）がバリスタ素子２の電極ライン側端子Ｌ１、Ｌ２に例えば圧着スリーブ２０で機械的に固定されて固定ばね部４ａが構成される。ばね材４の他端部（図１０で下端部）がばね性を持って対応する引出し導体３に係止して、引出し導体３を外方向に附勢する導体附勢部４ｂを構成する。左右一対の引出し導体３は、向きが左右反対な点を除き同一構造で、その一方を説明する。
【００４１】
図１０に示す引出し導体３は、固定導体部３ａと引出し部３ｄが折返しによる２本銅線構造であり、固定導体部３ａから引出し部３ｄと反対方向に延在する銅線が１本で、この１本銅線の先端部が対応する電極ライン側端子Ｌ１またはＬ２に圧着スリーブ２０で電気的機械的接合されて素子側接続部３ｈを形成する。また、引出し導体３の固定導体部３ａと素子側接続部３ｈの間に温度ヒューズ部３ｃと電流ヒューズ部３ｂが形成される。電流ヒューズ部３ｂは、図１の実施の形態と同様な１本の銅線部である。この電流ヒューズ部３ｂと固定導体部３ａの間の１本の銅線が途中で切断され、この切断された一対の銅線の先端部同士が接近或いは平行に接触して分離可能な状態にあり、この分離可能な一対の銅線先端部同士を低溶融金属６で溶融接続して温度ヒューズ部３ｃを形成している。この温度ヒューズ３ｃと電流ヒューズ３ｂの間の１本銅線にばね材４の導体附勢部４ｂが係止する。
【００４２】
図１０のバリスタ装置の場合、引出し導体３とばね材４を対応する電極ライン側端子Ｌ１またはＬ２に共通の圧着スリーブ２０で電気的かつ機械的接合しているので、バリスタ素子２への引出し導体２とばね材４の取付作業が容易になる。また、引出し導体３の温度ヒューズ部３ｃにおいては、低溶融金属６がバリスタ素子２の異常発熱で溶融すると、温度ヒューズ部３ｃの分離可能な状態にある２本の銅線の先端部同士がばね材４の附勢で互いに離反する方向に分離して、温度ヒューズ開放動作が確実に、速やかに行われる。
【００４３】
図１０に示す引出し導体３は、温度ヒューズ部３ｃのところで１本の銅線を切断して２本線を近接させた状態で低溶融金属６で接続しているが、図１１或いは図１２に示す構造にすることが引出し導体３を単独に製造する上で望ましい。
【００４４】
図１１（Ａ）は製造途中の引出し導体３を示す。この引出し導体３は、１本の銅線２１の途中部分とこの銅線２１を折返した折返し先端部２２とを平行にして分離可能に接触させた２本の平行接触銅線部２３と、この平行接触銅線部２３に部分的に溶融接続した低溶融金属６を有する。平行接触銅線部２３の２本銅線に少量の低溶融金属６を溶融接続しておいて、図１１（Ｂ）に示すように低溶融金属６から導出される２本銅線の内の折返し先端部２２でない１本の銅線２１の低溶融金属６に近い極短い長さ部分をニッパーなどで切断除去して、単独の引出し導体３を製造する。低溶融金属６で接続された１本の銅線２１の先端部と折返し先端部２２は、低溶融金属６が溶融すると分離する一対の銅線先端部となる。
【００４５】
図１１（Ａ）のように２本銅線に部分的に低溶融金属６を溶融接続する場合、２本銅線を水平にしておくことで溶融金属が２本銅線間に侵入して接合し易くなり、また、余分な流出が抑制できて、高価なインジウム合金の使用量を最小限に抑制することが容易にできる。また、図１１（Ｂ）に示すように、単独で製造された引出し導体３の固定導体部３ａに接着剤５を塗着してバリスタ素子２に組み付けるようにすれば、組付が容易になる。
【００４６】
図１２（Ａ）と（Ｂ）の引出し導体３は製造途中のもので、まず、図１２（Ａ）に示すように、１本の銅線２４の途中部分を直角方向や斜め方向に１回蛇行させた２本銅線構造の平行接触銅線部２５と、この平行接触銅線部２５から延在する１本の銅線２４を平行接触銅線２５の近くまで折り返した２本銅線の平行接触銅線部２６を形成する。次に、図１２（Ｂ）に示すように２本銅線の平行接触銅線部２５の蛇行根元部に低溶融金属６を溶融接続する。次に、図２（Ｃ）に示すように平行接触銅線部２５の２本銅線の蛇行先端部２５’を切断除去して２本銅線を分離する。この２本銅線は低溶融金属６が溶融すると分離する一対の銅線先端部となる。
【００４７】
図１２の引出し導体３も図１１と同様に、２本銅線に部分的に低溶融金属６を溶融接続するので、接合性よく溶融接合ができ、高価なインジウム合金の使用量を最小限に抑制することができる。
【００４８】
なお、本発明のバリスタ装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（Ａ）は実施の形態を示すバリスタ装置の正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】（Ａ）は図１バリスタ装置における２素子一体３端子形バリスタ素子の断面図、（Ｂ）は等価回路図である。
【図３】図１バリスタ装置の等価回路図である。
【図４】図１バリスタ装置の分解正面図である。
【図５】図１バリスタ装置の部分断面を含む製造途中の拡大正面図である。
【図６】図５バリスタ装置の温度ヒューズ動作時の正面図である。
【図７】図５バリスタ装置の電流ヒューズ動作時の正面図である。
【図８】他の実施の形態を示すバリスタ装置の正面図である。
【図９】他の実施の形態を示すバリスタ装置の正面図である。
【図１０】他の実施の形態を示すバリスタ装置の正面図である。
【図１１】図１０バリスタ装置に使用の引出し導体の製造過程を説明するもので、（Ａ）は製造途中の平面図、（Ｂ）は製造後の平面図である。
【図１２】図１０バリスタ装置に使用の引出し導体の他の製造過程を説明するもので、（Ａ）と（Ｂ）は製造途中の平面図、（Ｃ）は製造後の平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    バリスタ装置
２    バリスタ素子
３    引出し導体
３ａ    固定導体部
３ｂ    電流ヒューズ部
３ｃ    温度ヒューズ部
３ｅ    銅線
３ｈ    素子側接続部
４    ばね材
４ａ    固定ばね部
４ｂ    導体附勢部
５    接着剤
６    低溶融金属
７    ばね線材
１０    酸化亜鉛素子
１１    共通電極
１２    対向電極
１４    絶縁外装面
Ｌ１、Ｌ２    電源ライン側端子
Ｌ３    アースライン側端子
２１    銅線
２２    折返し先端部
２３    平行接触銅線部
２４    銅線
２５    蛇行させた平行接触銅線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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