(57)【要約】【課題】サージアブソーバにおいて、波尾長の長いサージにも耐えることができると共に電極に放電助剤を塗布することなく安定した放電開始電圧を得ること。【解決手段】互いに対向配置された一対の端子電極部材２と、一対の端子電極部材２を両端に配して内部に放電制御ガスを封止する絶縁性管３と、を備え、一対の端子電極部材２の内表面に、中央部４ａが盛り上がった膨出電極材４が形成され、該膨出電極材４に、端子電極部材２よりも電子放出能の高い金属が含まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された一対の端子電極部材と、
前記一対の端子電極部材を両端に配して内部に放電制御ガスを封止する絶縁性管と、を備え、
前記一対の端子電極部材の内表面に、中央部が盛り上がった膨出電極材が形成され、
該膨出電極材に、前記端子電極部材よりも電子放出能の高い金属が含ま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、
前記膨出電極材が、前記端子電極部材と前記絶縁性管とを接着するロウ材であって該ロウ材を溶融させた際に前記端子電極部材の内表面で表面張力により膨出状態に形成させたものであることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項３】
請求項２に記載のサージアブソーバにおいて、
前記膨出電極材が、Ａｇを含むロウ材で形成されていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のサージアブソーバにおいて、
前記絶縁性管の内周面であって一対の前記端子電極部材の中間部分に、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５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のサージアブソーバにおいて、
前記絶縁性管が、角筒形状のセラミックス材で形成されていることを特徴とするサージアブソーバ。
【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に示すように、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制御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】
一方、例えば特許文献２に示すように、棒状の放電基体よりなる複数の放電電極を放電間隙を隔てて対向配置し、これを放電ガスと共に気密容器内に封入し、電極基体の下端部に接続されたリード端子を気密容器外に導出した放電型サージ吸収素子において、気密容器内の誘電体基台表面にカーボン線のトリガー電極を各放電電極と微小間隙を開けて設けたカーボントリガ線式の放電型サージ吸収素子が提案されている。
【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】特許第２７４５３９３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。
特許文献１に示すようなマイクロギャップ式のサージアブソーバでは、波尾長の長い電流サージが進入した場合、内部素子のダメージが大きいという不都合があった。また、特許文献２に示すようなカーボントリガ線式のサージアブソーバでは、主放電を形成するための突起状の電極を設ける必要があると共に、突起状の電極の先端に放電助剤を塗布して放電開始電圧を安定させる必要があり、製造コストが増大してしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、波尾長の長いサージにも耐えることができると共に電極に放電助剤を塗布することなく安定した放電開始電圧が得られるサージアブソーバ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、互いに対向配置された一対の端子電極部材と、前記一対の端子電極部材を両端に配して内部に放電制御ガスを封止する絶縁性管と、を備え、前記一対の端子電極部材の内表面に、中央部が盛り上がった膨出電極材が形成され、該膨出電極材に、前記端子電極部材よりも電子放出能の高い金属が含ま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、一対の端子電極部材の内表面に、中央部が盛り上がった膨出電極材が形成されているので、簡易な構成で容易に作製可能であると共に、膨出電極材の盛り上がった中央部に電界が集中して容易に放電させることができ、波尾長の長いサージにも耐えることができる。また、膨出電極材に、端子電極部材よりも電子放出能の高い金属が含まれているので、放電助剤を塗布する必要が無く、放電開始電圧が安定する。
【００１０】
また、本発明のサージアブソーバは、前記膨出電極材が、前記端子電極部材と前記絶縁性管とを接着するロウ材であって該ロウ材を溶融させた際に前記端子電極部材の内表面で表面張力により膨出状態に形成させたものであ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、膨出電極材が、接着用のロウ材を溶融させた際に端子電極部材の内表面で表面張力により膨出状態に形成させたものであるので、端子電極部材と絶縁性管との接着と同時に中央部が盛り上がった膨出電極材を容易に形成することができる。
【００１１】
さらに、本発明のサージアブソーバは、前記膨出電極材が、Ａｇを含むロウ材で形成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、膨出電極材が、Ａｇを含むロウ材で形成されているので、ロウ材中のＡｇが高い電子放出能を有することから容易に安定した放電開始電圧を得ることができる。
【００１２】
また、本発明のサージアブソーバは、前記絶縁性管の内周面であって一対の前記端子電極部材の中間部分に、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、絶縁性管の内周面であって一対の端子電極部材の中間部分に、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、トリガ部を介したトリガー放電によってインパルス電圧に対する応答性が向上する。
【００１３】
また、本発明のサージアブソーバは、前記絶縁性管が、角筒形状のセラミックス材で形成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、絶縁性管が、角筒形状のセラミックス材で形成されているので、ガラス管等に比べて高い信頼性を有すると共にチップ状又はブロック状のため表面実装が容易になる。
【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によれば、一対の端子電極部材の内表面に、中央部が盛り上がった膨出電極材が形成され、該膨出電極材に、端子電極部材よりも電子放出能の高い金属が含まれているので、簡易な構成で容易に作製可能であり、波尾長の長いサージにも耐えることができると共に、安定した放電開始電圧が得られる。
【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を示す断面図である。
【図２】本実施形態において、サージアブソーバを示す斜視図である。
【図３】本実施形態において、サージアブソーバの製造方法を説明するための分解斜視図である。
【図４】本発明に係るサージアブソーバの従来例として比較例１を示す断面図である。
【図５】本発明に係るサージアブソーバの従来例として比較例２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から図３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から図３に示すように、互いに対向配置された一対の端子電極部材２と、一対の端子電極部材２を両端に配して内部に放電制御ガスを封止する絶縁性管３と、を備えている。
一対の端子電極部材２の内表面には、中央部４ａが盛り上がった膨出電極材４が形成されている。
【００１８】
上記膨出電極材４は、端子電極部材２と絶縁性管３とを接着するロウ材５であって該ロウ材５を溶融させた際に端子電極部材２の内表面で表面張力により膨出状態に形成させたものである。さらに、該膨出電極材４には、端子電極部材２よりも電子放出能の高い金属が含まれている。なお、本実施形態では、膨出電極材４が、Ａｇを含むロウ材としてＡｇ−Ｃｕロウ材で形成されている。
【００１９】
上記絶縁性管３は、外形が角柱で中空な角筒形状のセラミックス材で形成されている。また、絶縁性管３の内周面であって一対の端子電極部材２の中間部分には、導電性材料で形成されたトリガ部６が設けられている。なお、絶縁性管３は、セラミックス材が好ましいが、鉛ガラス等のガラス管を採用しても構わない。
上記トリガ部６は、炭素材で形成されたカーボントリガであって、図１のような楕円膜状以外に線状に形成しても構わない。
【００２０】
上記端子電極部材２は、放電電極であって、ロウ材５で絶縁性管３の両端に封着されている。
上記放電制御ガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＳＦ６、ＣＯ２、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ４、Ｈ２及びこれらの混合ガス等の不活性ガスである。
【００２１】
このサージアブソーバ１を作製するには、内面にトリガ部６が形成された絶縁性管３を用意し、絶縁性管３内の空気を所定の放電制御ガス（例えば、Ａｒ）で置換した後に、接合面及び端子電極部材２の内面に所定厚さのロウ材５を配した状態で端子電極部材２を絶縁性管３の両端に加圧密着させて加熱する。これにより、ロウ材５を溶かし、端子電極部材２と密着させて封止を行うことで、放電制御ガスを絶縁性管３内に封入したサージアブソーバ１が得られる。
【００２２】
なお、上記接合の際、溶融したロウ材５が絶縁性管３の端部に押されて絶縁性管３内に押し込まれると共に表面張力によって中央部４ａが盛り上がった凸状の膨出電極材４となって硬化される。なお、ロウ材５の厚さや材料、加熱条件などは、絶縁性管３の内径や表面張力による膨出度合いに応じても決定されるが、表面張力により膨出した際に断面台形状ではなく、中央部４ａが盛り上がった断面円弧状などの凸状の膨出電極材４になるように設定される。
【００２３】
すなわち、単にロウ材５が表面張力で膨らんで断面台形状の電極材となっても、中央部が盛り上がっていない場合、中央部が平坦面のため電界が集中せず、所望の放電特性を得ることができないためである。
なお、上記ロウ材５は、上述したように端子電極部材２と別体で設置しても良いが、端子電極部材２の接合面に予め接合させて二層構造にして溶融及び接合を行っても構わない。
【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、まず膨出電極材４とトリガ部６との間でトリガー放電が行われ、さらに放電が進展して一対の膨出電極材４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では、一対の端子電極部材２の内表面に、中央部４ａが盛り上がった膨出電極材４が形成されているので、簡易な構成で容易に作製可能であると共に、膨出電極材４の盛り上がった中央部４ａに電界が集中して容易に放電させることができ、波尾長の長いサージにも耐えることができる。
【００２６】
また、膨出電極材４に、端子電極部材２よりも電子放出能の高い金属が含まれているので、放電助剤を塗布する必要が無く、放電開始電圧が安定する。特に、膨出電極材４が、Ａｇを含むロウ材５で形成されているので、ロウ材５中のＡｇが高い電子放出能を有することから容易に安定した放電開始電圧を得ることができる。
さらに、膨出電極材４が、接着用のロウ材５を溶融させた際に端子電極部材２の内表面で表面張力により膨出状態に形成させたものであるので、端子電極部材２と絶縁性管３との接着と同時に中央部４ａが盛り上がった膨出電極材４を容易に形成することができる。
【００２７】
また、絶縁性管３の内周面であって一対の端子電極部材２の中間部分に、導電性材料で形成されたトリガ部６が設けられているので、トリガ部６を介したトリガー放電によってインパルス電圧に対する応答性が向上する。
また、絶縁性管３が、角筒形状のセラミックス材で形成されているので、ガラス管等に比べて高い信頼性を有すると共にチップ状又はブロック状のため表面実装が容易になる。
【実施例１】
【００２８】
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。
【００２９】
本発明に係るサージアブソーバの実施例１について、衝撃比（「インパルス放電開始電圧」／「直流放電開始電圧」）を測定した。なお、衝撃比は、１に近いほど応答性がよい。また、上記インパルスは、電圧波形１．２／５０、５ｋＶを印加した。さらに、サージとして１０／７００μｓで５ｋＶ印加した際の劣化について測定した。これらの評価結果を以下の表１に記載する。
【００３０】
また、比較例として、図４に示すように、マイクロギャップ１７ａが複数本形成された円柱状の絶縁性部材１７を一対の端子電極部材２間に配して封止した従来のマイクロギャップ式のサージアブソーバ１１（比較例１）と、図５に示すように、一対の端子電極部材２２から対向状態に突出した一対の凸部電極部材２７を備え、絶縁性管３の内面にトリガ部６が形成された従来のアレスタ型のサージアブソーバ２１（比較例２）と、を作製し、これらを同様に評価した結果を表１に併せて記載する。
【００３１】
また、比較例１において、碍子である絶縁性部材１７の直径は１ｍｍであり、マイクロギャップ１７ａは５０／２０μｍが７本形成されている。なお、図５において、マイクロギャップ１７ａは、簡略的に４本のみ図示している。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
この評価の結果、実施例１の衝撃比が１．２、比較例１の衝撃比が２．０、比較例２の衝撃比が４であった。このように、本発明の実施例１では、比較例１及び２に比べて衝撃比が小さく、１に近い値であり、高速応答性を有していることがわかる。
また、サージ印加後も実施例１及び比較例２では劣化していないが、比較例１では劣化していた。
このように本発明の実施例１では、応答性に優れていると共に高いサージ耐性を有していることがわかる。
【００３４】
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。
【符号の説明】
【００３５】
１，１１，２１…サージアブソーバ、２…端子電極部材、３…絶縁性管、４…膨出電極材、４ａ…膨出電極材の中央部、５…ロウ材、６…トリガ部
【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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