非線性電阻元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種非線性電阻元件。構(gòu)成非線性電阻元件的多個陶瓷珠(21)通過由絕緣材料構(gòu)成的支承部件(22)支承為片狀的方式構(gòu)成。多個陶瓷珠(21)由相互分離的多個單元區(qū)域(23)被分別劃分而配置。采用本發(fā)明的非線性電阻元件能夠?qū)崿F(xiàn)提高安裝空間的設(shè)計自由度。
【專利說明】非線性電阻元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如安裝有避雷器、浪涌吸收元件、電壓穩(wěn)定元件等電器裝置上使用的、保護(hù)電器裝置遭受雷電電涌、開關(guān)浪涌等異常電壓損害的非線性電阻元件。
【背景技術(shù)】
[0002]一般被稱為壓敏電阻的非線性電阻元件具有根據(jù)外加電壓的不同其電阻值發(fā)生變化的特性，即在外加正常的電壓時產(chǎn)生高電阻值從而顯示絕緣特性、而在外加了異常的高電壓時則具備顯示出低電阻值的非線性電壓一電流特性。具有這種特性的非線性電阻元件被廣泛利用于以吸收浪涌及電雜波為目的的避雷針或浪涌吸收器、或電壓穩(wěn)定元件。
[0003]該非線性電阻元件例如由下述陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成:在主成分氧化鋅中添加被發(fā)現(xiàn)具有非直線性電壓一電流特性的基本添加物即氧化鉍、氧化銻、氧化鈷、以及為了進(jìn)一步提高性能而添加的各種氧化物的原料粉末進(jìn)行成型，再對該成型體進(jìn)行燒成。
[0004]在該陶瓷燒結(jié)體的表面及背面上通過烘培銀漿形成導(dǎo)電層底涂層，在該導(dǎo)電層底涂層上面用焊接連接多個由銅、黃銅、鋁等導(dǎo)電體構(gòu)成的金屬制電極板。并且，通過用環(huán)氧樹脂等對該陶瓷燒結(jié)體及包含電極板的主要部進(jìn)行澆鑄，實現(xiàn)從該澆鑄部分導(dǎo)出電極部件的端子部的非線性電阻元件的產(chǎn)品化(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 6519號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]然而，由導(dǎo)電體構(gòu)成的金屬制電極板與經(jīng)一體燒成的陶瓷燒結(jié)體相比，熱膨脹率較大。因此，使用現(xiàn)有的非線性電阻元件時，焊接電極板或使用壓敏電阻時因熱應(yīng)力而可能導(dǎo)致在陶瓷燒結(jié)體上產(chǎn)生開裂。另外，由于形成為片狀的陶瓷燒結(jié)體相對外力是脆弱的，在運(yùn)輸及安裝時等產(chǎn)生的外力有可能會造成該陶瓷燒結(jié)體的破損。為了避免出現(xiàn)這種問題，采用現(xiàn)有的非線性電阻元件時，采取了讓該陶瓷燒結(jié)體的厚度形成得較厚從而提高剛性的對策。
[0010]另一方面，為了防止被連接在陶瓷燒結(jié)體上的多個電極板發(fā)生電極板間的短路，需要將電極板間的間隔設(shè)定成陶瓷燒結(jié)體厚度的兩倍以上。但是，采用現(xiàn)有的非線性電阻元件時，需要讓陶瓷燒結(jié)體的厚度性形成得較厚，電極板之間的間隔增大，結(jié)果造成非線性電阻元件整體的大型化。這樣則存在被大型化后的非線性電阻元件難以安裝到配線板上的狹小空間的問題。
[0011]因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多個電極間的間隔狹小化的非線性電阻元件，實現(xiàn)非線性電阻元件構(gòu)成的整體的緊湊化。
[0012]用于解決課題的方法[0013]本發(fā)明的非線性電阻元件的特征在于至少具備陶瓷片，該陶瓷片由多個陶瓷珠和分別支承多個所述陶瓷珠的支承部件構(gòu)成，所述多個陶瓷珠由陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成，一個或多個所述陶瓷珠分別構(gòu)成沿所述陶瓷片的厚度方向貫穿該陶瓷片的多個導(dǎo)通路徑，并且構(gòu)成所述導(dǎo)通路徑的兩端的所述陶瓷珠從所述支承部件露出一部分，在多個所述陶瓷珠分別被相互分離的多個單元區(qū)域劃分配置的狀態(tài)，多個所述陶瓷珠分別受所述支承部件支承。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的非線性電阻元件，多個陶瓷珠形成的導(dǎo)電通路的兩端從導(dǎo)電路徑的兩端露出，并且多個陶瓷珠被相互分離的各個單元區(qū)域劃分配置。即，因構(gòu)成絕緣支承部件當(dāng)中不同單元區(qū)域間的邊界區(qū)域或中間區(qū)域的部分存在，配置在所述不同的單元區(qū)域的各個單元區(qū)域中的一個或多個陶瓷珠被絕緣。
[0015]因此，即使多個導(dǎo)電體或電極按照多個單元區(qū)域的配置模式，被配置成與配置在各個單元區(qū)域內(nèi)的陶瓷珠具有電接點(diǎn)，也能夠防止該多個導(dǎo)電體或電極發(fā)生短路。除此以夕卜，與陶瓷片由散裝的陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)該多個導(dǎo)電體或電極間的間隔的狹小化。所以，多個單元區(qū)域的間隔也相應(yīng)地實現(xiàn)狹小化，能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷片、進(jìn)而是以該陶瓷片和該多個導(dǎo)電體或電極為構(gòu)成要素的非線性電阻元件(壓敏電阻、或兼用為電容的壓敏電阻等)的緊湊化。
[0016]在本發(fā)明的非線性電阻元件中，優(yōu)選為具備多個電極板，所述多個電極板在所述陶瓷片的一對主面中的一方主面或雙方主面上與配置在多個所述單元區(qū)域的各個單元區(qū)域中的單個或多個所述陶瓷珠電導(dǎo)通，并且，所述多個電極板夾著所述支承部件中不同的單元區(qū)域間的邊界區(qū)域以相互分離的狀態(tài)被配設(shè)。
[0017]根據(jù)具有該構(gòu)成的非線性電阻元件，多個單元區(qū)域作為通過絕緣的邊界區(qū)域分別獨(dú)立的非線性電阻元件(壓敏電阻、或兼用為電容的壓敏電阻等)被劃分成能夠利用。因此，對電極板的大小或形狀等進(jìn)行了更改時，能夠獲得在電極板改變前后具有不同電特性的非線性電阻元件。例如，變更成表面積大的電極板后，與電極板接觸的單元區(qū)域的表面積則增加，能夠獲得能量耐量大的非線性電阻元件。
[0018]由此，能夠在實現(xiàn)非線性電阻元件作為整體構(gòu)成的緊湊化的同時，通過改變電極板能夠簡單地對非線性電阻元件的電特性進(jìn)行變更。
[0019]另外，本發(fā)明的非線性電阻元件優(yōu)選具備一對絕緣壓板和切換裝置，在所述陶瓷片的一對主面的各個主面上配設(shè)有所述電極板的狀態(tài)下，所述一對絕緣壓板分別配設(shè)在所述電極板的與所述陶瓷片接觸的面相反一側(cè)的面上，所述切換裝置切換夾持狀態(tài)和分離狀態(tài)，所述夾持狀態(tài)是指:多個所述電極板與該多個所述電極板分別對應(yīng)的多個所述單元區(qū)域內(nèi)配置的陶瓷珠電導(dǎo)通，并且所述陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對所述電極板被夾持在所述壓板之間的狀態(tài)；所述分離狀態(tài)是指:所述陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對所述電極板從所述壓板分離的狀態(tài)。
[0020]根據(jù)具有上述構(gòu)成的非線性電阻元件，具有切換夾持狀態(tài)和分離狀態(tài)的切換裝置(緊固螺釘、夾具等)。其中，所述夾持狀態(tài)是指陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對電極板被夾持在一對壓板之間的狀態(tài)，所述分離狀態(tài)是指陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對所述電極板從所述壓板分離的狀態(tài)。即，由于不像現(xiàn)有的非線性電阻元件那樣陶瓷片和電極板通過焊接等連接，所以本發(fā)明的非線性電阻元件能夠分離陶瓷片和電極板并將它們拆除。[0021]因此，例如在陶瓷片的性能下降的情況下，能夠簡單地進(jìn)行陶瓷片的更換。另外，在希望改變非線性電阻元件的特性時，能夠簡單地進(jìn)行電極板的更換。所以能夠?qū)崿F(xiàn)提高非線性電阻元件的保修性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明第一實施例的非線性電阻元件的示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明第一實施例中表示按照單元區(qū)域的配置模式配置了電極板后的狀態(tài)的示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明第一實施例中對交換用的電極板進(jìn)行例示的示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明第二實施例中表示按照單元區(qū)域的配置模式配置了電極板后的狀態(tài)的示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明第三實施例中表示按照單元區(qū)域的配置模式配置了電極板后的狀態(tài)的示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明第四實施例中表示按照單元區(qū)域的配置模式配置了電極板后的狀態(tài)的示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明第五實施例中表示按照單元區(qū)域的配置模式配置了電極板后的狀態(tài)的示意圖。
[0029]圖8是表示本發(fā)明第六實施例的非線性電阻元件的示意圖。
[0030]符號說明
[0031]1:非線性電阻元件 1，2:陶瓷片
[0032]21:陶瓷珠 23:單元區(qū)域
[0033]24:邊界區(qū)域 301?303:電極板 4:壓板
【具體實施方式】
[0034](本發(fā)明第一實施例)
[0035]首先參照圖1及圖2就本發(fā)明的非線性電阻元件的第一實施例進(jìn)行說明。
[0036]本發(fā)明第一實施例的非線性電阻元件1由陶瓷片2、多個電極板301?303和一對絕緣壓板4構(gòu)成。所述陶瓷片2形成片狀，所述多個電極板301?303以能夠分別從陶瓷片2的一對主面分離的狀態(tài)配設(shè)在該一對主面上，所述一對壓板4分別配設(shè)在電極板301?303的與陶瓷片2接觸的面相反一側(cè)的面上。
[0037]陶瓷片2由多個陶瓷珠21和支承部件22構(gòu)成。所述多個陶瓷珠由以氧化鋅(ZnO)為主成分的陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成。所述支承部件22由絕緣材料構(gòu)成并以這些陶瓷珠21彼此分離的狀態(tài)支承這些陶瓷珠21。這些陶瓷珠21具有從絕緣支承部件22表面露出的面和從支承部件22背面露出的面。另外，這些陶瓷珠21以相互分離配置的狀態(tài)受支承部件22支承。這些陶瓷珠21形成多個單元區(qū)域23。所述多個單元區(qū)域23可以作為各自獨(dú)立的非線性電阻元件(壓敏電阻、或兼用為電容的壓敏電阻等)進(jìn)行使用。
[0038]另外，在第一實施例中，陶瓷珠21雖然在與陶瓷片2主面平行的方向上以彼此分離的狀態(tài)受支承，但如果是在同一單元區(qū)域23內(nèi)時，也可以是彼此接觸。此外，陶瓷珠21也不限定于圓形，也可以是長方形、多邊形等其他多變形、橢圓形、球形或橢圓球形等。[0039]陶瓷片2根據(jù)以下要領(lǐng)進(jìn)行制作:首先在作為主成分的ZnO中添加0.5mol%的Bi203、l.0mol% 的 Sb203、0.5mol% 的 Co203、0.5mol% 的 Μη02、0.5mol% 的 Cr203 和 0.01mol% 的Al (N03).9H20后，再加入溶劑及分散劑進(jìn)行混合。然后在混合物中加入粘結(jié)劑制成漿液，并使用噴霧干燥機(jī)制成粉末。利用模具將該粉末成型，制成直徑4.3mm、厚度1.2mm的成型體。在1100°c下對該成型體燒成兩小時，形成厚度1mm、直徑3.6mm的圓形的陶瓷珠21。并且，根據(jù)需要對陶瓷珠21進(jìn)行熱處理。
[0040]將通過上述方式制成的多個陶瓷珠21例如在模具內(nèi)以相互分離的狀態(tài)排列在同一平面上，通過向多個陶瓷珠21的空隙中注入絕緣樹脂的注塑成型法或嵌件成型法制作陶瓷片2。
[0041]另外，在上述敘述中，說明了通過注塑成型法或嵌件成型法制作陶瓷片23。但是，陶瓷片2的制法并不限定于此。例如，也可以采用將陶瓷珠21和具有流動性狀態(tài)的絕緣樹脂混煉并擠壓的方法(刮均涂裝法、擠壓成型法)、或是將陶瓷珠21和因熱、紫外線而產(chǎn)生硬化的樹脂嵌入到模具中使樹脂硬化的方法來制作陶瓷片2。
[0042]另外，作為陶瓷珠21的材料組成，不僅限于在主成分氧化鋅中添加了 Bi203的Bi203系非線性電阻元件1，也可以是Pr60n系、BaTi03系、SrTi03系、Ti02系、Sn02系或Fe304系的非線性電阻元件1。此外，在上述實施例中，就陶瓷珠21由以氧化鋅為主成分的燒結(jié)體構(gòu)成進(jìn)行了說明，例如也可以采用鈦酸鍶、碳化硅或氧化錫等具有非直線性的電阻特性的陶瓷。
[0043]另外，通過采用難燃性、耐熱性或熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的樹脂材料作為粘接陶瓷珠21的支承部件22，能夠?qū)崿F(xiàn)提高熱性質(zhì)、改善電性能。同時并不僅限于選擇所述樹脂材料本身，添加用于改善難燃性、耐熱性或熱傳導(dǎo)性的各種添加物也有效。例如可以采用:添加礬土、氮化鋁、氮化蹦等氧化物或非氧化物；添加微量表面實施了絕緣加工的熱傳導(dǎo)性顆粒(不論是金屬化合物還是非金屬化合物)；根據(jù)情況也可以添加不會導(dǎo)致絕緣性下降的微量的導(dǎo)電性顆粒。
[0044]電極板301?303由銅、黃銅、鋁等導(dǎo)電體構(gòu)成的平坦的金屬制板材構(gòu)成，配線板等用于電連接的端子31以一體的形式從電極板301?303的主體部分延伸設(shè)置。通過利用該端子31，例如非線性電阻元件安裝到配線板等的操作則更為簡單。
[0045]在圖2中，由兩點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域表示配設(shè)在陶瓷片2的上側(cè)主面上的電極板301?303。另外，在圖2中，由虛線包圍區(qū)域表示根據(jù)實施例不同定義不同的單元區(qū)域23。這里僅表示圖1所示的陶瓷片2的上側(cè)主面上的單元區(qū)域23的配置形態(tài)。
[0046]假設(shè)配置成9行9列的陶瓷珠21分別通過9次正方行列的要素{aij (i=l?9，j=l?9)}進(jìn)行劃分。
[0047]根據(jù)圖2所示的實施例，陶瓷片2的上側(cè)主面配置兩個電極板301、302，在下側(cè)主面配置一個電極板303。所述上側(cè)兩個電極板301及302分別接觸的陶瓷珠21的組合分別通過兩個群(aij (i=l?9, j=l?4))及(aij (i=l?9, j=6?9))來表示。
[0048]S卩，在該情況下，在陶瓷片2的上側(cè)主面上，包含陶瓷珠21的所述兩個群的兩個單元區(qū)域被定義(參照圖2虛線)。另一方面，所述下側(cè)的電極板303對應(yīng)于陶瓷珠21整個群(aij (i=l ?9, j=l ?9))。
[0049]這樣獲得構(gòu)成下述一系列電導(dǎo)通路徑的非線性電阻元件1:電極板301 —陶瓷珠21的群(aij (i=l?9, j=l?4))—電極板303 —陶瓷珠21的群(aij (i=l?9, j=6?9))—電極板302。
[0050]另外，電極板301和電極板302因邊界區(qū)域24中絕緣材料的存在而防止了短路。該邊界區(qū)域24配置在分別與電極板301及電極板302對應(yīng)的單元區(qū)域23之間，并含有陶瓷珠21的群(aij(i=l?9，j=5))。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)配設(shè)在陶瓷片2的上側(cè)主面上的電極板301及電極板302之間的間隔t的狹小化。
[0051]另外，陶瓷片2的陶瓷珠21和電極板301?303也可以通過介于上述陶瓷珠和電極板之間的導(dǎo)電性樹脂5導(dǎo)通。這樣，在生產(chǎn)時各個陶瓷片2的表面和背面上即使存在一些缺口也能夠可靠地使陶瓷珠21和電極板301?303導(dǎo)通。
[0052]在陶瓷珠21或陶瓷片2的一方或雙方表面上涂敷含有銀顆粒和熱塑性樹脂的導(dǎo)電膠并讓該導(dǎo)電膠干燥而形成導(dǎo)電性樹脂5?？梢允褂煤凶鳛閷?dǎo)電顆粒的銀的常溫硬化型導(dǎo)電性粘結(jié)劑或其他熱硬化型的導(dǎo)電性粘結(jié)劑作為導(dǎo)電性樹脂5的材料組成。另外，除了使用銀之外，還可以使用銅、金或碳等作為導(dǎo)電顆粒。
[0053]壓板4形成為平板狀，具有比陶瓷片2及電極板301?303大的表面積。另外，在壓板4的四角具有用于切換夾持狀態(tài)和分離狀態(tài)的外螺紋41 (切換裝置)。該夾持狀態(tài)是指陶瓷片2和電極板301?303被夾持在壓板之間的狀態(tài)；所述分離狀態(tài)是指陶瓷片和電極板從壓板分離的狀態(tài)。該外螺紋41與一方的壓板4上形成的內(nèi)螺紋42螺合。S卩，通過緊固外螺紋41，陶瓷片2和電極板301?303以被夾持在壓板4之間的狀態(tài)被固定。同時，通過松弛外螺紋41，陶瓷片2和電極板301?303分別從壓板4分離。
[0054]這樣，在想要更改非線性電阻元件1的電特性時或在陶瓷片2的性能下降時，能夠簡單地對非線性電阻元件主體的陶瓷片2或電極板301?303進(jìn)行交換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)提高非線性電阻元件的保修性。
[0055]例如，根據(jù)避雷器或電涌吸收器的規(guī)格用途不同，有時會需要更改壓敏電壓、能量耐量等電特性。在這種情況下，使用現(xiàn)有的對電極板和陶瓷燒結(jié)體(陶瓷片)焊接的非線性電阻元件時，一般考慮準(zhǔn)備多個非線性電阻元件，并將這些非線性電阻元件串聯(lián)或并聯(lián)來調(diào)整壓敏電壓、能量耐量等對策。然而，在這樣的對策中，由于需要確保安裝多個非線性電阻元件的新的空間，而且根據(jù)情況還需要更改配線板的設(shè)計，所以更改非線性電阻元件的電特性較為困難。
[0056]相對于此，根據(jù)本發(fā)明中的第一實施例的非線性電阻元件1，由于該非線性電阻元件1不像現(xiàn)有的非線性電阻元件一樣用焊接等將陶瓷片2和電極板301?303連接，所以能夠分離陶瓷片2和電極板301?303進(jìn)行更換。因此，能夠簡單地改變非線性電阻元件1的電特性。
[0057]通過改變各電極板301?303和包含與這些電極板301?303接觸的陶瓷片21的各單元區(qū)域23的各自面積、形狀及配置形態(tài)中至少一個參數(shù)，能夠由以多個陶瓷片21為構(gòu)成要素的單一的陶瓷片2來構(gòu)成具有多個不同電特性的非線性電阻元件1。
[0058]參照圖3，就關(guān)于電特性不同的非線性電阻元件1的構(gòu)成的實施例進(jìn)行說明。在圖3(a)?(c)的各右側(cè)圖中，虛線包圍的區(qū)域是表示根據(jù)實施例不同被定義成不同的單元區(qū)域23。這里，只表示圖3(a)?(c)的各個左側(cè)圖中所示的陶瓷片2上側(cè)主面上的單元區(qū)域23的配置形態(tài)。另外，在圖3(a)?(c)的各右側(cè)圖中，兩點(diǎn)劃線包圍的區(qū)域是表示配設(shè)在陶瓷片2的該上側(cè)主面的電極板311?314。
[0059]假設(shè)配置成9行9列的陶瓷珠21分別通過9次正方行列的要素{aij (i=l?9，j=l?9)}進(jìn)行劃分。
[0060]根據(jù)圖3(a)左側(cè)所示的實施例，陶瓷片2的上側(cè)主面上配置三個電極板311?313，下側(cè)主面上配置兩個電極板314、315。所述上側(cè)的三個電極板311?313分別接觸的陶瓷珠21的組合分別通過下述三個群表示:(aij (i=l?4, j=l?4))、(aij (i=l?4, j=6?9))和(aij(i=6?9，j=l?9)。所述下側(cè)的兩個電極板314和315分別接觸的陶瓷片21的組合分別通過下述兩個群表示:(aij (i=l?9, j=l?4))和(aij (i=l?9, j=6?9)。
[0061]S卩，在該情況下，在陶瓷片2的上側(cè)主面上，定義有包含陶瓷片21的所述三個群的三個單元區(qū)域23 (參照圖3 (a)虛線)。另一方面，在陶瓷片2的下側(cè)主面上，定義有分別包含有陶瓷珠21的所述兩個群的兩個單元區(qū)域23。
[0062]這樣就能夠制得構(gòu)成下述一系列電導(dǎo)通路徑的、壓敏電壓較大的非線性電阻元件1:電極板311 —陶瓷珠21的群(aij (i=l?4, j=l?4))—電極板314 —陶瓷珠21的群(aij (i=6 ?9, j=l ?4))—電極板 313 —陶瓷珠 21 的群(aij (i=6 ?9, j=6 ?9))—電極板315—陶瓷珠21的群(aij(i=l?4，j=6?9))—電極板312。
[0063]此外，電極板311和電極板312因邊界區(qū)域24中絕緣材料的存在而防止了短路。該邊界區(qū)域24配置在分別與電極板311及312對應(yīng)的單元區(qū)域23之間，并含有陶瓷珠21的群(aij (i=l?4，j=5))。同樣，電極板311和電極板313、電極板312和電極板313以及電極板314和電極板315也防止了短路。因此，與第一實施例相同，能夠?qū)崿F(xiàn)電極板之間的間隔t的狹小化。
[0064]另外，根據(jù)圖3(b)左側(cè)所示的實施例，陶瓷片2的上側(cè)主面上配置四個電極板321?324，下側(cè)主面上配置兩個電極板325、326。所述上側(cè)的四個電極板321?324分別接觸的陶瓷珠21的組合分別通過下述四個群表示:(aij (i=l?4, j=l?4))、(aij (i=l?
4,j=6?9))、(aij (i=6?9, j=l?4))和(aij (i=6?9, j=6?9)。所述下側(cè)的兩個電極板325、326分別接觸的陶瓷片21的組合分別通過下述兩個群表示:(aij (i=l?4，j=l?9))和(aij (i=6 ?9, j=l ?9)。
[0065]即，在該情況下，在陶瓷片2的上側(cè)主面上，定義有包含陶瓷片21的所述四個群的四個單元區(qū)域23 (參照圖3 (b)虛線)。另一方面，在陶瓷片2的下側(cè)主面上，定義有分別包含有陶瓷珠21的所述兩個群的兩個單元區(qū)域23。
[0066]這樣，非線性電阻元件1構(gòu)成為兩個獨(dú)立的非線性電阻元件。即構(gòu)成分別由下述一系列電導(dǎo)通路徑構(gòu)成的兩個非線性電阻元件:電極板321 —陶瓷珠21的群(aij(i=l?4, j=l?4))—電極板325 —陶瓷珠21的群(aij (i=6?9, j=l?4))—電極板322這一系列電導(dǎo)通路徑以及電極板323 —陶瓷珠21的群(aij(i=6?9，j=l?4))—電極板326 —陶瓷珠21的群(aij (i=6?9，j=6?9))—電極板324這一系列電導(dǎo)通路徑。
[0067]另外，電極板321和電極板322因邊界區(qū)域24中絕緣材料的存在而防止了短路。該邊界區(qū)域24配置在分別與電極板321及322對應(yīng)的單元區(qū)域23之間，并含有陶瓷珠21的群(aij(i=l?4，j=5))。同樣，電極板321和電極板323、電極板322和電極板324、電極板323和電極板324以及電極板325和電極板326也防止了短路。因此，與第一實施例相同，能夠?qū)崿F(xiàn)所述電極板之間的間隔t的狹小化。[0068]另外，根據(jù)圖3(c)左側(cè)所示的實施例，陶瓷片2的上側(cè)主面上配置兩個電極板331、332，下側(cè)主面上配置兩個電極板333、334。所述上側(cè)的兩個電極板331、332分別接觸的陶瓷珠21的組合分別通過下述兩個群表示:(aij (i=l?9, j=l?4))和(aij (i=l?9,j=6?9))。所述下側(cè)的兩個電極板333、334分別接觸的陶瓷片21的組合分別通過下述兩個群表示:(aij (i=l ?9, j=l ?4))和(aij (i=l ?9, j=6 ?9)。
[0069]S卩，在該情況下，在陶瓷片2的上側(cè)主面上，定義有包含陶瓷片21的所述兩個群的兩個單元區(qū)域23 (參照圖3 (c)虛線)。另一方面，在陶瓷片2的下側(cè)主面上，定義有分別包含有陶瓷珠21的所述兩個群的兩個單元區(qū)域23。
[0070]非線性電阻元件1構(gòu)成為兩個獨(dú)立的非線性電阻元件。即構(gòu)成分別由下述一系列電導(dǎo)通路徑構(gòu)成的兩個非線性電阻元件:電極板331—陶瓷珠21的群(aij(i=l?9，j=l?4))—電極板333這一系列電導(dǎo)通路徑以及電極板332 —陶瓷珠21的群(aij(i=6?9，j=l?4))—電極板334這一系列電導(dǎo)通路徑。
[0071]電極板331和電極板332因邊界區(qū)域24中絕緣材料的存在而防止了短路。該邊界區(qū)域24配置在分別與電極板331及332對應(yīng)的單元區(qū)域23之間，并含有陶瓷珠21的群(aij(i=l?9，j=5))。同樣，電極板333和電極板334也防止了短路。因此，與第一實施例相同，能夠?qū)崿F(xiàn)所述電極板之間的間隔t的狹小化。
[0072]壓板4形成有嵌入陶瓷片2和電極板301?303主體部分的承受部43和將電極板301?303的端子31引導(dǎo)向壓板4外側(cè)的引導(dǎo)槽44。這樣，在將陶瓷片2和電極板301?303夾入到壓板4之間時，由于陶瓷片2和電極板301?303被定位在規(guī)定位置上，非線性電阻元件1的組裝作業(yè)變得簡單。
[0073]而且，壓板4優(yōu)選是由丙烯酸酯樹脂等透明部件構(gòu)成。這樣，在不分解非線性電阻元件1而對該非線性電阻元件1進(jìn)行了組裝的狀態(tài)下，能夠確認(rèn)使用中的陶瓷片2和電極板301?303的大小和形狀等。
[0074]另外，切換陶瓷片2和電極板301?303的夾持狀態(tài)和分離狀態(tài)的切換裝置并不僅限于外螺紋41和內(nèi)螺紋42。例如，也可以用夾子模樣的部件夾住壓板4兩端，從而固定陶瓷片2和電極板301?303的夾持狀態(tài)。此外，如所謂的卡扣那樣，在一方的壓板上設(shè)置爪部，利用材料彈性掛扣到另一方的壓板上固定也可。
[0075](本發(fā)明的其他實施例)
[0076]接著，參照圖4至圖7就本發(fā)明的非線性電阻元件的第二實施例至第五實施例進(jìn)行詳述。
[0077]針對與圖1及圖2中所示構(gòu)成相同的構(gòu)成標(biāo)注同一符號并省略說明。第二實施例至第五實施例中的非線性電阻元件1與上述第一實施例中的非線性電阻元件1相比，僅配置在單元區(qū)域23上的陶瓷珠21的構(gòu)成不同。
[0078]如圖4所示，本發(fā)明第二實施例的陶瓷珠21形成為圓柱狀，具有從絕緣的支承部件22的表面露出的面211和從支承部件22的背面露出的面212。并且，單元區(qū)域23中的一個單元區(qū)域23由多個陶瓷珠21構(gòu)成，這些陶瓷珠21彼此接觸成能夠?qū)ā?br> [0079]如圖5所示，本發(fā)明第三實施例的陶瓷珠21形成為平板狀，具有從絕緣的支承部件22的表面露出的面211和從支承部件22的背面露出的面212。并且，單元區(qū)域23中的一個單元區(qū)域23由多個陶瓷珠21構(gòu)成，單元區(qū)域23僅有兩處。[0080]如圖6所示，本發(fā)明第四實施例的陶瓷珠21形成為球狀，構(gòu)成在陶瓷片2的水平方向和厚度方向上分別相互接觸的多個陶瓷珠群213。這些陶瓷珠群213分別構(gòu)成沿陶瓷片的厚度方向貫穿的導(dǎo)通路徑。這些導(dǎo)通路徑具有從支承部件22的表面突出一部分的面211和從支承部件22的背面突出一部分的面212。并且，單元區(qū)域23中的一個單元區(qū)域23由多個陶瓷珠群213構(gòu)成。這些陶瓷珠群21在陶瓷片2的同一平面上經(jīng)由絕緣支承部件22相互分離而被排列。
[0081]如圖7所示，本發(fā)明第五實施例的陶瓷珠21形成球狀，具有從絕緣支承部件22的表面突出的面211和從支承部件22的背面突出的面212。并且，單元區(qū)域23中的一個單元區(qū)域23由多個陶瓷珠21構(gòu)成。這些陶瓷珠21在陶瓷片2的同一平面上經(jīng)由絕緣支承部件22相互分離而被排列。
[0082]另外，本發(fā)明的第五實施例的支承部件22由除了具有優(yōu)異的難燃性、耐熱性、熱傳導(dǎo)性之外還具有優(yōu)異的彈性可撓的可撓性的絕緣樹脂構(gòu)成。例如，聚氨酯系彈性體、烯烴系彈性體等合成樹脂構(gòu)成的絕緣樹脂。
[0083]這樣，本發(fā)明第五實施例的陶瓷片2能夠通過支承部件22的彈力產(chǎn)生撓曲，所以即使電極板301?303形成如圖7所示較大的彎曲，也能夠讓陶瓷珠21的突出部分沿這些電極板301?303的表面變形，讓陶瓷珠21可靠地與這些電極板301?303接觸。
[0084]圖4至圖7所示的第二至第五實施例中，單元區(qū)域23均被由絕緣的支承部件22構(gòu)成的邊界區(qū)域24劃分開。因此，多個電極板301?303按照多個單元區(qū)域23的配置模式被配設(shè)在同一平面上時，能夠防止這些電極板301?303的短路。與第一實施例相同，能夠?qū)崿F(xiàn)這些電極板301?303的間隔t的狹小化。
[0085]另外，如圖5至圖7所示第二至第五實施例中，與第一實施例相同，通過壓板4能夠分離陶瓷片2和電極板301?303并將它們拆除。
[0086]這樣，在需要改變非線性電阻元件1的電特性時或即使在陶瓷片2的性能下降時，能夠簡單地對非線性電阻元件主體的陶瓷片2或電極板301?303進(jìn)行更換。例如，在陶瓷片3發(fā)生故障等時，可以更換新的陶瓷片2，也可以更換成其他實施例所示的不同形態(tài)的陶瓷片2。另外，還可以更換成如現(xiàn)有技術(shù)中的由一體燒成的陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的陶瓷片2。在這種場合，也能夠如圖8所示的第六實施例那樣，能夠簡單地進(jìn)行電極板301?303的單端子和多端子的更換，所以能夠到達(dá)簡單地對非線性電阻元件1進(jìn)行更換及組裝這一本發(fā)明的效果。
[0087]以上，參照【專利附圖】

【附圖說明】了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明并不僅限于此。例如，在圖1至圖7中所示的上述第一至第五實施例中，規(guī)則地對陶瓷珠21進(jìn)行了配置，但是也可以進(jìn)行不規(guī)則的配置。陶瓷片2的形狀不僅限于矩形，還能夠根據(jù)其用途任意改變成圓形等形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種非線性電阻元件，其特征在于:至少具備陶瓷片，該陶瓷片由多個陶瓷珠和分別支承多個所述陶瓷珠的支承部件構(gòu)成，所述多個陶瓷珠由陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成， 一個或多個所述陶瓷珠構(gòu)成分別構(gòu)成沿所述陶瓷片的厚度方向貫穿該陶瓷片的多個導(dǎo)通路徑，并且構(gòu)成所述導(dǎo)通路徑的兩端的所述陶瓷珠從所述支承部件露出一部分， 在多個所述陶瓷珠分別被相互分離的多個單元區(qū)域劃分配置的狀態(tài)，多個所述陶瓷珠分別受所述支承部件支承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性電阻元件，其特征在于，該非線性電阻元件具備多個電極板，該多個電極板在所述陶瓷片的一對主面中的一方主面或雙方主面上與配置在多個所述單元區(qū)域的各個單元區(qū)域中的單個或多個所述陶瓷珠電導(dǎo)通，并且，所述多個電極板夾著所述支承部件中不同的單元區(qū)域間的邊界區(qū)域以相互分離的狀態(tài)被配設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非線性電阻元件，其特征在于具備一對絕緣壓板和切換裝置，在所述陶瓷片的一對主面的各個主面上配設(shè)有所述電極板的狀態(tài)下，所述一對絕緣壓板分別配設(shè)在所述電極板的與所述陶瓷片接觸的面相反一側(cè)的面上，所述切換裝置切換夾持狀態(tài)和分離狀態(tài)，所述夾持狀態(tài)是指:多個所述電極板與該多個所述電極板分別對應(yīng)的多個所述單元區(qū)域內(nèi)配置的陶瓷珠電導(dǎo)通，并且所述陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對所述電極板被夾持在所述壓板之間的狀態(tài)；所述分離狀態(tài)是指:所述陶瓷片和與其一對主面分別接觸的一對所述電極板從所述壓板分離的狀態(tài)。
【文檔編號】H01C7/10GK103563014SQ201380001516
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】鈴木稔彥, 辻本義將, 塚本直之 申請人:音羽電機(jī)工業(yè)株式會社