(57)【要約】【課題】バリスタに過電圧が印加され、破壊してもオープンモードとなる小型でリフロー対応可能なバリスタを提供することを目的とする。【解決手段】バリスタ素子１１と、バリスタ素子１１の表面に配された外部電極１２と、外部電極１２に接合された一対のフレーム端子１３とが絶縁性の外装体１４で覆われてなるバリスタであって、一対のフレーム端子１３は外部電極１２に接合された接合部１３ａと、外装体１４から突出した突出部１３ｂと、接合部１３ａと突出部１３ｂとの間の接続部１３ｃとからなり、接続部１３ｃに電流密度が最大となる発熱部１３ｄを形成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリスタ素子と、前記バリスタ素子の表面に配された外部電極と、前記外部電極に接合された一対のフレーム端子とが絶縁性の外装体で覆われてなるバリスタであって、前記一対のフレーム端子は前記外部電極に接合された接合部と、前記外装体から突出した突出部と、前記接合部と前記突出部との間の接続部とからなり、前記接続部に電流密度が最大となる発熱部を形成したことを特徴とするバリスタ。
【請求項２】
前記接続部に貫通孔を設けることにより、前記接続部に前記発熱部を形成したことを特徴とする請求項１記載のバリスタ。
【請求項３】
前記発熱部を、前記接続部の、前記接合部よりも前記突出部に近い位置に形成したことを特徴とする請求項１記載のバリスタ。
【請求項４】
前記接続部の幅をＷ、前記貫通孔の最大幅をＡとしたとき、１／２≦（Ｗ−Ａ）／Ｗ≦３／４としたことを特徴とする請求項２記載のバリスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられるバリスタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業機器等に使用される電子部品は、その使用環境の変化が目覚しく、従来はこの種の電子部品に要求されなかった規格の改定や、その用途も益々多様化してきている。その結果、予期せぬノイズやパルスから脆弱な電子回路を保護する電子部品への要求が非常に高くなってきている。これらの要望に対して一般的にバリスタが使われている。しかしながら、バリスタに過電圧が印加されると破壊してショートモードとなる。ショートモードとなった状態で電流が流れ続けると、発熱して、他の部品にもダメージを与える可能性がある。これに対してバリスタと温度ヒューズを組み合わせることで、発熱を防止することが行われている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１６２１８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バリスタと温度ヒューズを組み合わせたものでは、形状が大きくなる、あるいはリフローはんだ付けが出来ないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、バリスタ素子と、このバリスタ素子の両面に配された電極と、これらの電極に接合された一対のフレーム端子とが絶縁性の外装体で覆われてなるバリスタであって、一対のフレーム端子は電極に接合された接合部と、外装体から突出した突出部と、接合部と前記突出部との間の接続部とからなり、接続部に電流密度が最大となる発熱部を形成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、バリスタに過電圧が印加され、破壊してショートモードとなった状態で電流が流れ続けた場合、抵抗値の高い接続部で発熱し、接続部が溶断し、電流が流れるのを止める。また温度ヒューズと組み合わせる場合のような複雑な機構も不要であるため小型化できるとともに、リフローはんだ付けにも対応可能なものとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるバリスタの断面図
【図２】本発明の一実施の形態におけるバリスタに用いられるフレーム端子の組み立て前の上面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態におけるバリスタについて、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態におけるバリスタの段面図である。図１において、バリスタ素子１１は、酸化亜鉛を主成分とするセラミック材料からなる複数のバリスタ層１５と、このバリスタ層１５を介して互いに対向する内部電極１６によりバリスタ素子１１が構成され、このバリスタ素子１１の両端面に内部電極１６に電気的に接続された一対の外部電極１２を形成したものである。さらにフレーム端子１３が外部電極１２に電気的機械的に接合され、バリスタ素子１１全体をエポキシ樹脂からなる外装体１４でモールドしている。
【００１１】
フレーム端子１３は外装体１４の側面からそれぞれ突出し、これが外部回路との接続用電極となっている。バリスタ素子１１の外部電極１２と接合されている部分のフレーム端子１３を接合部１３ａ、外装体１４から外側に部分のフレーム端子１３を突出部１３ｂ、接合部１３ａと突出部１３ｂとの間の部分のフレーム端子１３を接続部１３ｃと称する。
【００１２】
図２はフレーム端子１３の組み立て前の上面図である。このフレーム端子１３は、厚さ約０．１ｍｍ、幅約２．５ｍｍの錫メッキした銅を主成分とする合金からなり、これを曲げ加工、バリスタ素子１１と接合、外装体１４でモールドすることによりバリスタとして組み立てられる。ここで接続部１３ｃとなる位置に直径約１．０ｍｍの貫通孔１７が形成されている。電流がフレーム端子１３を流れる場合、その断面積が最も小さい部分で電流密度が最大となる。そのため貫通孔１７の両側の部分が最も電流密度が高くなる発熱部１３ｄとなる。
【００１３】
以上のように構成されたバリスタについてその動作を説明する。
【００１４】
バリスタは通常信号ラインあるいは電源ラインとグラウンドとの間に接続され、正常動作時にはほとんど電流を通さないが、パルス等の高電圧が印加されたときに低抵抗になりグラウンドに逃がすことにより機器を保護する。この以上電圧が所定の電圧以下であれば、バリスタは正常に復帰するが、極端に大きな電流が流れると、バリスタは破壊してショートモードになる場合がある。電源ラインに接続されたバリスタがショートモードになると、電流が流れ続け、さらに高温となり、周辺の部品にもダメージを与えてしまう可能性がある。
【００１５】
これに対し本実施の形態では、バリスタ素子１１に過大な電流が流れ、バリスタ素子１１がショートモードになるときには、バリスタ素子１１の温度は４００℃以上になる。このような状態になるとその熱がフレーム端子１３に伝導し、フレーム端子１３も高温状態となる。金属は温度が上昇すると抵抗値が高くなるため、このフレーム端子１３も常温よりは抵抗値の高い状態となっている。このような状態でフレーム端子１３の接続部１３ｃには電流密度が最大となる発熱部１３ｄが設けられているため、発熱部１３ｄで最も高温となり、この部分で溶断し、バリスタとしてはオープンモードとなり、それ以上の温度上昇を防ぐことができる。
【００１６】
ここで発熱部１３ｄは外装体１４の内部に設けられていることが重要である。外装体１４の内部に設けられることによりバリスタ素子１１からの熱により高温状態となりやすくなるとともに、外気により冷却されることを防ぐことができる。なお発熱部１３ｄの位置は接合部１３ａよりも突出部１３ｂに近い位置に形成することがより望ましい。このようにすることによりフレーム端子１３表面に設けた錫メッキが溶けて空洞を形成しやすくなり、発熱部１３ｄでの溶断をより容易にできるためである。
【００１７】
また、接続部１３ｃの幅をＷ、貫通孔１７の最大幅をＡとしたとき、１／２≦（Ｗ−Ａ）／Ｗ≦３／４とすることがより望ましい。（Ｗ−Ａ）／Ｗを１／２よりも小さくすると、フレーム端子１３の強度が弱くなり好ましくない。一方（Ｗ−Ａ）／Ｗを３／４よりも大きくすると発熱部１３ｄでの溶断が難しくなるため好ましくない。
【００１８】
なお、上記発熱部１３ｄは接続部１３ｃに貫通孔１７を設けることにより形成しているが、例えば部分的に幅を狭くするあるいは部分的に厚さを薄くする等の方法によって形成してもかまわない。但し、貫通孔１７を設けることによりフレーム端子１３が外装体１４から抜けにくくすることができるため、貫通孔により発熱部１３ｄを形成することがより好ましい。
【００１９】
また、バリスタをオープンモードにするためには、２つのフレーム端子１３に一方に発熱部１３ｄを設けることにより実現可能であるが、バリスタ素子による発熱位置はばらつきが生じやすいため、両方のフレーム端子１３に発熱部１３ｄを設けておくことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係るバリスタは、過電圧が印加し、バリスタ素子がショートモードになっても、バリスタとしてはオープンモードにすることができ、また小型化、リフローはんだ付けにも対応できるバリスタを提供することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２１】
１１  バリスタ素子
１２  外部電極
１３  フレーム端子
１３ａ  接合部
１３ｂ  突出部
１３ｃ  接続部
１３ｄ  発熱部
１４  外装体
１５  バリスタ層
１６  内部電極
１７  貫通孔
【図１】
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【図２】
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