(57)【要約】【課題】サージアブソーバ及びその製造方法において、十分な内部空間を確保可能であると共に簡易な構成で組立も容易にすること。【解決手段】  ガラス管２と、該ガラス管２の両端開口部を閉塞して内部に放電ガスを封止する一対の封止電極３と、両端に一対の封止電極３を配してガラス管２内に収納された板状碍子４と、を備え、板状碍子４の両端部４ａのうち少なくとも一方が、ガラス管２の端部の内径と同じ幅とされていると共に少なくとも中間部４ｂの幅がガラス管２の端部の内径よりも狭く設定されている。【選択図】図１
2010192322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と、
該ガラス管の両端開口部を閉塞して内部に放電ガスを封止する一対の封止電極と、
両端に前記一対の封止電極を配して前記ガラス管内に収納された板状碍子と、を備え、
前記板状碍子の両端部のうち少なくとも一方が、前記ガラス管の端部の内径と同じ幅とされていると共に少なくとも中間部の幅が前記ガラス管の端部の内径よりも狭く設定されていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項２】
請求項１に記載のサージアブソーバにおいて、
前記板状碍子の両端部が前記ガラス管の端部の内径と同じ幅とされていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のサージアブソーバにおいて、
前記板状碍子の表裏面の少なくとも一方の中間部に、導電性材料で形成されたトリガ部が設けられていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項４】
ガラス管内に板状碍子を収納すると共に前記ガラス管の両端開口部を一対の封止電極で閉塞し、放電ガスを内部に封止して組み立て状態とする工程と、
前記組み立て状態のまま加熱して前記ガラス管を軟化状態とすると共に前記ガラス管の内圧よりも外圧を低くして軟化した前記ガラス管の中間部を外側に膨出させる工程と、を有し、
前記板状碍子の両端部のうち少なくとも一方を、前記ガラス管の端部の内径と同じ幅にすると共に少なくとも中間部の幅を前記ガラス管の端部の内径よりも狭く設定することを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落雷等で発生するサージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷又は発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
従来、応答性の良好なサージアブソーバとして、例えば特許文献１に記載されているように、マイクロギャップを有するサージ吸収素子を用いたサージアブソーバが提案されている。このサージアブソーバは、導電性皮膜で被包した円柱状の絶縁性部材であるセラミックス部材の周面に、いわゆるマイクロギャップが形成され、セラミックス部材の両端に一対のキャップ電極を有するサージ吸収素子が放電ガスと共にガラス管内に収容され、円筒状のガラス管の両端にリード線を有する封止電極が高温加熱で封着された放電型サージアブソーバである。
【０００４】
また、上記ガラス管にサージ吸収素子を収容するサージアブソーバの製造方法として、例えば特許文献２に記載されているように、サージ吸収素子を加熱処理すると共にサージ吸収素子の内部と外部との圧力差を設けることによりサージ吸収素子のガラス管を膨張せしめ、サージ吸収素子のマイクロギャップ周辺部の空間を確保する製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８２２１６号公報
【特許文献２】特開昭６３−１２１２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来、サージ吸収素子をガラス管に封入する方式の場合、内部空間を広く確保してサージ耐量を増大させるためにガラス管内の素子をガラス管に接触させずに封入し、特許文献２に記載されているように、封入時にガラス管を十分膨らませる必要がある。しかしながら、サージ吸収素子のガラス管への振り込みを容易にするためには、サージ吸収素子が自立するように太くする必要があり、この場合、内部空間が狭くなって放電ガスの容量が少なくなるため、サージ耐量を減少させる一つの要因になっていた。また、自立型のサージ吸収素子の場合、サージ耐量を増やすためにサージ吸収素子の断面積を小さくする必要があるが、自立構造とするために表面を複雑な形状にする必要があった。この場合、サージ吸収素子の表面に炭素棒によってカーボントリガを形成しようとすると、炭素棒が表面から逃げやすくなってカーボントリガの形成が困難であるという不都合があった。また、細いサージ吸収素子を自立させるために両端部にキャップ電極部材や金具等を装着する方法もあるが、部材点数が増大して高コストとなる問題があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、十分な内部空間を確保可能であると共に簡易な構成で組立も容易なサージアブソーバ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のサージアブソーバは、ガラス管と、該ガラス管の両端開口部を閉塞して内部に放電ガスを封止する一対の封止電極と、両端に前記一対の封止電極を配して前記ガラス管内に収納された板状碍子と、を備え、前記板状碍子の両端部のうち少なくとも一方が、前記ガラス管の端部の内径と同じ幅とされていると共に少なくとも中間部の幅が前記ガラス管の端部の内径よりも狭く設定されていることを特徴とする。
【０００９】
このサージアブソーバでは、板状碍子の両端部のうち少なくとも一方が、ガラス管の端部の内径と同じ幅とされているので、組立時にガラス管内に板状碍子を振り込む場合でもガラス管の端部の内径と同じ幅の端部がガラス管の端部に位置決めされることで、断面積の小さい薄い板状碍子でもキャップ電極部材や金具等を用いずに高い位置精度で自立させることができると共に、円柱状の碍子よりも広い内部空間を得ることができる。
また、ガラス管の内径と同じ一定幅の長方形状の板状碍子であると、ガラス管の内部空間を完全に２つに仕切ってしまうのに対し、本発明のサージアブソーバでは、板状碍子の少なくとも中間部の幅がガラス管の端部の内径よりも狭く設定されているので、板状碍子の表面側と裏面側との空間が中間部の周辺で連通することで、ガラス管内を完全に仕切らずにより広い内部空間が確保でき、さらにサージ耐量を増大させることができる。
【００１０】
また、本発明のサージアブソーバは、前記板状碍子の両端部が前記ガラス管の端部の内径と同じ幅とされていることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、板状碍子の両端部がガラス管の端部の内径と同じ幅とされているので、組立時にガラス管内に板状碍子を振り込む場合でも板状碍子の上下を揃えずに振り込めるため、より作業が容易になると共に、自立時の傾きも抑制してさらに高い位置精度で組み立てることができる。
【００１１】
さらに、本発明のサージアブソーバは、前記板状碍子の表裏面の少なくとも一方の中間部に、導電性材料で形成されたトリガ部が設けられていることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、板状碍子の表裏面の少なくとも一方の中間部に、導電性材料で形成されたトリガ部が設けられているので、カーボントリガ等のトリガ部を介してトリガ放電（コロナ放電）が生じることで、高い応答性を得ることができる。なお、板状碍子の表裏面が平坦面であるため、トリガ部を容易に形成することができる。
【００１２】
本発明のサージアブソーバの製造方法は、ガラス管内に板状碍子を収納すると共に前記ガラス管の両端開口部を一対の封止電極で閉塞し、放電ガスを内部に封止して組み立て状態とする工程と、前記組み立て状態のまま加熱して前記ガラス管を軟化状態とすると共に前記ガラス管の内圧よりも外圧を低くして軟化した前記ガラス管の中間部を外側に膨出させる工程と、を有し、前記板状碍子の両端部のうち少なくとも一方を、前記ガラス管の端部の内径と同じ幅にすると共に少なくとも中間部の幅を前記ガラス管の端部の内径よりも狭く設定することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、このサージアブソーバの製造方法では、板状碍子の両端部のうち少なくとも一方を、ガラス管の端部の内径と同じ幅にするので、板状碍子をガラス管内に振り込む際にガラス管の端部の内径と同じ幅の端部がガラス管の端部に位置決めされることで、断面積の小さい薄い板状碍子でもキャップ電極部材や金具等を用いずに高い位置精度で自立させることができる。
また、例えば直方体形状の板状碍子を収容させたガラス管を加熱して膨出させる際、板状碍子の側部全体がガラス管の内面に接触して濡れてしまい、ガラス管が外側に膨らまないが、本発明のサージアブソーバの製造方法では、板状碍子の少なくとも中間部の幅をガラス管の端部の内径よりも狭く設定するので、上記中間部がガラス管の内面から離間していることでガラス管の内面に接触せず、ガラス管の良好な膨出が可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るサージアブソーバ及びその製造方法によれば、板状碍子の両端部のうち少なくとも一方が、ガラス管の端部の内径と同じ幅とされていると共に少なくとも中間部の幅がガラス管の端部の内径よりも狭く設定されているので、キャップ電極部材や金具等を用いずに高い位置精度で板状碍子が自立できると共に、広い内部空間を得ることができ、サージ耐量を増大させることができる。
また、板状碍子を収容させたガラス管を加熱して膨出させる際、板状碍子の中間部の幅が狭く、ガラス管の内面に接触しないので、ガラス管の良好な膨出が可能になると共に板状碍子の表面側の空間と裏面側の空間とが連通して、広い内部空間が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るサージアブソーバの一実施形態において、板状碍子を振り込む際の状態を示す斜視図、組み立て状態を示す斜視図及び加熱膨出後のサージアブソーバを示す断面図である。
【図２】本発明に係るサージアブソーバの比較例１において、直方体形状の板状碍子を振り込む際の状態を示す斜視図、組み立て状態を示す斜視図及び加熱膨出後のサージアブソーバを示す断面図である。
【図３】本発明に係るサージアブソーバの比較例２において、円柱状碍子を振り込む際の状態を示す斜視図、組み立て状態を示す斜視図及び加熱膨出後のサージアブソーバを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るサージアブソーバの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態のサージアブソーバ１は、図１に示すように、ガラス管２と、該ガラス管２の両端開口部を閉塞して内部に放電ガスを封止する一対の封止電極３と、両端に一対の封止電極３を配してガラス管２内に収納された板状碍子４と、を備えている。
【００１８】
上記ガラス管２は、鉛ガラス等で円筒状に形成されている。
上記封止電極３は、円柱状の電極部５と、該電極部５に一端が埋め込まれたリード線６と、で構成されたスラグリードである。この封止電極３は、ガラス管２に電極部５が嵌め込まれて加熱処理によって融着されて密着状態に固定されている。
上記ガラス管２内に封入される放電ガスは、不活性ガス等であって、例えばＨｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ，ＳＦ６，ＣＯ２，Ｃ３Ｆ８，Ｃ２Ｆ６，ＣＦ４，Ｈ２，大気等及びこれらの混合ガスが採用される。
【００１９】
上記板状碍子４は、アルミナ、ムライト、コランダムムライト等のセラミックス材料で薄板状に形成されている。なお、本実施形態の板状碍子４は、アルミナで形成されている。
この板状碍子４の両端部４ａは、ガラス管２の端部の内径と同じ幅とされていると共に中間部４ｂの幅がガラス管２の端部の内径よりも狭く設定されている。すなわち、板状碍子４の中間部４ｂが絞られている。
【００２０】
なお、板状碍子４の両端部４ａの幅は、ガラス管２の内径と公差０．１ｍｍの範囲内で同一として設定している。
また、板状碍子４の表裏面の中間部には、カーボン等の導電性材料で形成されたトリガ部７が設けられている。
【００２１】
次に、このサージアブソーバ１の製造方法について、図１の（ａ）から（ｃ）を参照して説明する。
【００２２】
まず、図１の（ａ）に示すように、放電ガス雰囲気中において、ガラス管２の下端開口部に一方の封止電極３を嵌め込んで閉塞した状態で、ガラス管２の上端開口部からガラス管２内に板状碍子４を振り込んで収納する。このとき、板状碍子４の両端部４ａがガラス管２の内径と同じ幅に設定されているので、両端部４ａがガラス管２の内面に当接して位置決めされ、ガラス管２内の中央に自立状態に収納される。
さらに、図１の（ｂ）に示すように、ガラス管２の上端開口部を他方の封止電極３で閉塞し、ガラス管２の両端開口部をそれぞれ封止電極３で閉塞して放電ガスを内部に封止して組み立て状態とする。
【００２３】
次に、図１の（ｃ）に示すように、上記組み立て状態のままでガラス管２の軟化点以上に加熱してガラス管２を軟化状態とすると共に、ガラス管２の内圧よりも外圧を低くして軟化したガラス管２の中間部４ｂを外側に膨出させる。すなわち、ガラス管２の外部を減圧することで負圧状態を作り出し、このガラス管２の内部と外部との圧力差によって軟化状態のガラス管２を半径方向外方に膨らんだ状態とする。このとき、板状碍子４の中間部４ｂが絞られているので、ガラス管２の内面に接触しておらず、ガラス管２の膨出を妨げない。この後、冷却することで、中間部４ｂが膨出した状態で硬化されると共に封止電極３がガラス管２の両端部に融着されてサージアブソーバ１が作製される。
【００２４】
このサージアブソーバ１では、過電圧又は過電流が侵入すると、まず板状碍子４のトリガ部７と封止電極３との間でトリガ放電が行われ、このトリガ放電をきっかけに、さらに放電が進展して一対の封止電極３間で放電が行われることでサージが吸収される。
【００２５】
このように本実施形態のサージアブソーバ１は、板状碍子４の両端部４ａが、ガラス管２の端部の内径と同じ幅とされているので、組立時にガラス管２内に板状碍子４を振り込む場合でもガラス管２の端部の内径と同じ幅の両端部４ａがガラス管２の端部に位置決めされることで、断面積の小さい薄い板状碍子４でもキャップ電極部材や金具等を用いずに高い位置精度で自立させることができると共に、円柱状の碍子よりも広い内部空間を得ることができる。
【００２６】
さらに、板状碍子４の両端部４ａがどちらもガラス管２の端部の内径と同じ幅とされているので、組立時にガラス管２内に板状碍子を振り込む場合でも板状碍子４の上下を揃えずに振り込めるため、より作業が容易になると共に、自立時の傾きも抑制してさらに高い位置精度で組み立てることができる。
【００２７】
また、板状碍子４の中間部４ｂの幅がガラス管２の端部の内径よりも狭く設定されているので、板状碍子４の表面側と裏面側との空間が中間部４ｂの周辺で連通することで、ガラス管２内を完全に仕切らずにより広い内部空間が確保でき、さらにサージ耐量を増大させることができる。
さらに、板状碍子４の中間部４ｂの幅をガラス管２の端部の内径よりも狭く設定するので、上記中間部４ｂがガラス管２の内面から離間していることでガラス管２の内面に接触せず、ガラス管２の良好な膨出が可能になる。
【００２８】
また、板状碍子４の表裏面の中間部に、導電性材料で形成されたトリガ部７が設けられているので、トリガ部７を介してトリガ放電（コロナ放電）が生じることで、高い応答性を得ることができる。
【実施例１】
【００２９】
次に、本発明に係るサージアブソーバを、上記実施形態に基づいて実際に作製した実施例により評価した結果を具体的に説明する。
【００３０】
上記実施形態のサージアブソーバ１であって、板状碍子４を最大幅２．５ｍｍ（両端部の幅）、最小幅１ｍｍ（中間部の幅）、厚さ０．５ｍｍ、長さ３ｍｍとした寸法でアルミナにより作製し、内径２．５ｍｍのガラス管２に封入したものを実施例１として作製し、サージ耐量を測定して評価した。
【００３１】
また、比較例１のサージアブソーバ２１として、図２に示すように、直方体形状の板状碍子２４を幅２．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、長さ３ｍｍとした寸法でアルミナにより作製し、同様に内径２．５ｍｍのガラス管２に封入したものを作製し、サージ耐量を測定して評価した。なお、比較例１のサージアブソーバ２１では、図２の（ａ）（ｂ）に示すように、板状碍子２４をガラス管２内に振り込んで収容した際、板状碍子２４の側部全体がガラス管２の内面に接触しているため、図２の（ｃ）に示すように、加熱処理で膨出させた際に板状碍子２４とガラス管２とが接着されてガラス管２の一部が膨らんでいないものを使用した。
【００３２】
さらに、比較例２のサージアブソーバ３１として、図３に示すように、円柱状碍子３４を直径１．６ｍｍ、長さ３ｍｍとした寸法でアルミナにより作製し、同様に内径２．５ｍｍのガラス管２に封入したものを作製し、サージ耐量を測定して評価した。なお、比較例２のサージアブソーバ３１では、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、振り込まれた円柱状碍子３４が位置ずれして封入されてしまい、円柱状碍子３４の側部全体がガラス管２の内面に接触していたため、図３の（ｃ）に示すように、加熱処理で膨出させた際に円柱状碍子３４とガラス管２とが接着されてガラス管２の一部が膨らんでいないものを使用した。
【００３３】
なお、サージ耐量の測定条件は、８／２０μｓ波形のインパルス電流を３回印加し、破壊しない最大の電流値をサージ耐量とした。これら測定した結果を以下の表１に示す。
【００３４】
【表１】
2010192322.tif 000003
【００３５】
これら評価の結果、比較例１及び比較例２では、サージ耐量が２２００Ａであったのに対し、実施例１のサージ耐量は３４００Ａであり、より高いサージ耐量が得られていることがわかる。このように、実施例１では、ガラス管２が良好に膨出していると共に中間部４ｂが絞られた板状碍子４によって十分な内部空間が確保されているため、広い放電空間と放電ガスの容量によって高いサージ耐量が得られている。
【００３６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態のように、板状碍子の両端部をガラス管の端部の内径と同じ幅とすることが好ましいが、板状碍子の両端部の一方だけを、ガラス管の端部の内径と同じ幅としても構わない。
【符号の説明】
【００３７】
１，２１，３１…サージアブソーバ、２…ガラス管、３…封止電極、４，２４…板状碍子、４ａ…板状碍子の両端部、４ｂ…板状碍子の中間部、７…トリガ部
【図１】
2010192322.tif 000004
【図２】
2010192322.tif 000005
【図３】
2010192322.tif 000006