(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス封入容器内のベース上において対向配置した少なくとも一対の主電極の対向間に補助電極を配置したサージ吸収素子において、上記補助電極を耐熱性の絶縁層で覆い、
上記絶縁層は、補助電極周囲を直接覆う基礎絶縁層と、基礎絶縁層上を覆う１層ないし複数層からなる補強絶縁層とを含み、
上記基礎絶縁層と補強絶縁層との間、あるいは補強絶縁層間にこれら同士を接着する接着剤からなる強化絶縁層を設けた、ことを特徴とするサージ吸収素子。
【請求項２】
上記絶縁層で覆った補助電極を上記両主電極間に単一または複数配置した、ことを特徴とする請求項１に記載のサージ吸収素子。
【請求項３】
上記絶縁層で覆った補助電極を上記ベース上から所定高さの位置に配置するか、またはベース中に埋設した、ことを特徴とする請求項１または２に記載のサージ吸収素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サージなどの過電圧を放電動作で吸収可能にするサージ吸収素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サージ吸収素子は、不活性ガス封入容器中に一対の放電電極を対向配置し、両放電電極間への雷撃等の過電圧印加により当該放電電極間で放電を発生させて上記過電圧を吸収して、過電圧がこのサージ吸収素子以降に接続された回路内に進入することを制限する。そのためサージ吸収素子の放電開始電圧はサージ吸収素子を用いる回路の仕様等に応じて決定される。この場合、サージ吸収素子に放電開始電圧以上の過電圧が印加されてから放電開始までの時間に遅れが可能な限り短いかまたは無いことが好ましい。
【０００３】
従来のこの種の対策のため、特許文献１にかかるサージ吸収素子においては、一対の主電極を第１間隔で対向させ、両主電極間にフローティング電極（補助電極）を配置したものであり、主電極間に、所定電圧以上の過電圧が印加されると、主電極間の電界強度に比べて主電極と補助電極との間の電界強度の方を先に高め、主電極と補助電極との間で、相対的に放電遅れの少ない放電を開始させ、この初期的な放電によって容器内の電位やイオンを増やし、主電極間に速やかにグロー放電を生起させ、ついでアーク放電に移行させることで主電極間に大きな電流を流しサージを吸収するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のサージ吸収素子においては、上記補助電極により、初期放電の遅れが軽減されるものの、当該補助電極が火花放電の繰り返しの都度、高温状態となるために、金属からなる補助電極が揮発減耗すると共に揮発した補助電極成分が容器内を汚染すると共に放電開始電圧の変動も来たすなどの課題があった。そのうえ、補助電極は両主電極間に露出状態で配置されているから、両主電極間の沿面距離は補助電極により短くなり、このことが放電開始電圧の安定化に影響する。
【０００６】
したがって本発明においては、主電極間に補助電極を配置して過電圧印加時での放電開始遅れを軽減ないし無くす一方で、当該補助電極が、放電繰り返しにより揮発減耗することがないようにして補助電極成分による容器内汚染、放電開始電圧の変動を排除し、かつ、両電極間に補助電極が配置されていても、両主電極間の所定以上の沿面距離の確保を可能として放電開始電圧が安定化したサージ吸収素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるサージ吸収素子においては、不活性ガス封入容器内のベース上において対向配置した少なくとも一対の主電極の対向間に補助電極を配置したサージ吸収素子において、上記補助電極を耐熱性の絶縁層で覆ったことを特徴とするものである。
【０００８】
上記主電極の対向間とは封入容器を含めたもので、主電極と同等の高さだけでなく、主電極より低い箇所、主電極よりも高い箇所を含み、例えば封入容器を構成するガラス製管、ベース、封入容器内空間の全てを含むよう広く解釈されるべきである。
【０００９】
好ましくは、上記補助電極を両主電極間に単一または複数配置することである。
【００１０】
好ましくは、上記補助電極を上記ベース上から所定高さの位置に配置するか、またはベース中に埋設することである。
【００１１】
好ましくは、上記絶縁層を、補助電極周囲を直接覆う基礎絶縁層と、基礎絶縁層上を覆う１層ないし複数層からなる補強絶縁層とにより形成することである。
【００１２】
好ましくは、上記基礎絶縁層と補強絶縁層との間、あるいは補強絶縁層間に強化絶縁層を設けることである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、補助電極を耐熱性の絶縁層で覆ったから、補助電極が、過電圧印加に際しての放電繰り返しで高温になっても、蒸発するようなことがなくなり、これにより、補助電極の蒸発成分による容器内汚染や絶縁劣化が無くなり、放電開始電圧も適正を保てるようになる結果、信頼性が高いサージ吸収素子を提供することができる。また、本発明では、両主電極の対向間に補助電極を配置する構造であっても、補助電極が絶縁層で覆われていることにより、両主電極の空間や沿面距離を確保することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかるサージ吸収素子の断面構成を示す図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成を示す図である。
【図３】図３は他の実施の形態にかかるサージ吸収素子の断面構成を示す図である。
【図４】図４はさらに他の実施の形態にかかるサージ吸収素子の断面構成を示す図である。
【図５】図５は補助電極の変形例を示す図である。
【図６】図６は補助電極の他の変形例を示す図である。
【図７】図７は補助電極のさらに他の変形例を示す図である。
【図８】図８は補助電極のさらに他の変形例を示す図である。
【図９】図９は補助電極のさらに他の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は主電極の対向間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るサージ吸収素子を説明する。図１を参照して、サージ吸収素子１は、容器２を備える。この容器２は円板状絶縁性のベース３にガラス製円筒管４を被せ付け、内部に不活性ガスが密封されている。ガラスは耐熱製のものであれば特に限定しない。またガラス厚さも特に限定しない。この容器２内において一対の主電極５，５がベース３上から所定電極高さを有して所定距離を隔てて相対向平行配置されている。両主電極５，５は容器２内を上端側へ長手状ストレートに延びた断面矩形形状をなし、かつ、下端側がベース３を介して外部リード６，６に接続されて過電圧印加可能となっている。
【００１６】
両主電極５，５の対向間のベース３上にはフローティングした補助電極７が配置されている。補助電極７は便宜的に図示した形状は短円柱形状であるが、角柱状でも内部中空の円筒形であっても、内部中実または中空の球形であってもよく、その形状は特に限定しない。補助電極７のベース３上からの電極高さは図示では十分に低いが、その電極高さは特に限定されず、主電極５，５のそれより低くても高くてもよい。
【００１７】
以上の構成において、本実施の形態が特徴とする構成は、補助電極７周囲を当該補助電極７が露出しないように電気的に絶縁性を有しかつ耐熱性の絶縁層８で覆っていることである。絶縁層８は耐熱性を有して補助電極７周囲を覆うので補助電極７が放電を繰り返して高温状態とっても、補助電極７は蒸発を阻止される。絶縁層８は耐熱性を有した絶縁材料として、ガラス、磁器（セラミック含む）を例示することができる。また、補助電極７は導電性を有する電極材料であれば、特に限定せず、液体、固体、粉体を問わず、金属、導電性樹脂、グラファイト（黒鉛）、水銀、等で構成することができる。
【００１８】
以上の構成を備えたサージ吸収素子１においては、主電極５，５間に、所定電圧以上の過電圧が印加されると、主電極５，５間の電界強度に比べて主電極５，５と補助電極７との間の電界強度の方が先に高くなり、主電極５，５と補助電極７との間で放電が開始し、この初期的な放電によって容器２内の電位やイオンを増やし、主電極５，５間に速やかにグロー放電を生起し、ついでアーク放電に移行して主電極５，５間にサージが吸収される。なお、補助電極７は、主電極５，５間のどの位置に配置してもよいが、例えば主電極５，５の中間に配置する。補助電極７が主電極５，５のいずれか一方に片寄っていると、近い方の主電極５，５との間で放電を生起することが多くなり、中間に配置すれば主電極５，５のいずれにでも放電を発生させる機会が増え、放電開始遅れを防止すという観点よりすれば、補助電極７を主電極５，５の略中央に配置することが好ましい。
【００１９】
そして、上記補助電極７は放電が繰り返されて高温の状態となるのであるが、その表面が耐熱性絶縁層８で覆われているために、その高温状態により蒸発するようなことがなくなり、容器２内汚染や絶縁劣化と共に放電開始電圧の変動を来たすなどの問題が無い。また、補助電極７が両主電極間に配置されているが、補助電極７が絶縁層８で覆われているので、導電性部分である両主電極５，５間の空間を通る最短距離である空間距離、両主電極５，５間の絶縁物の表面であるベース３表面に沿った最短距離である沿面距離が短くならずに済み、放電開始電圧を所期通りに維持することができる。このような空間距離および沿面距離は、両主電極５，５間を絶縁物で隔離することなく電気的絶縁を達成するためには空間距離と沿面距離との双方を確保する必要がある。実施の形態では絶縁層８で被覆されている補助電極７のベース３上からの高さは主電極５のベース３上からの高さより低いが、構造上の図示を略するが、補助電極７のベース３上からの高さを主電極５のベース３上からの高さよりも高くしてもよく、この場合では、主電極５，５間の空間距離と沿面距離との双方共を長くすることができる。
【００２０】
上記の場合、絶縁層８は単層であったが、複数層で構成することが好ましい。図３を参照して絶縁層８を複数層８ａ，８ｂで構成した例を説明すると、絶縁層８は一方８ａを基礎絶縁層として、他方８ｂを補強（付加とも称することができる）絶縁層として含む。基礎絶縁層８ａは、補助電極７表面を直接覆うものであり、過電圧印加からの絶縁破壊から保護する基礎となる絶縁層である。補強絶縁層８ｂは基礎絶縁層８ａ表面を覆い、基礎絶縁層８ａが絶縁破壊した場合に、さらに絶縁破壊から保護を与えるため、基礎絶縁層８ａに追加適用される独立した絶縁層である。補強絶縁層８ｂは単層でも複数層でもよい。そして、絶縁層８をこのように複数の基礎絶縁層８ａ，補強絶縁層８ｂの２重絶縁層で構成することにより、主電極５，５の対向間における空間や沿面距離をより確実に確保することができるようになる。この場合、補強絶縁層７を１層ではなく、複数層としてもよい。この場合、基礎絶縁層８ａと、補強絶縁層８ｂとを耐熱性接着剤により接着する場合、図４で示すようにこの接着剤層を強化絶縁層８ｃとしてもよい。
【００２１】
この耐熱性接着剤としては例えばエポキシ樹脂を例示することができる。強化絶縁層８ｃは上記基礎絶縁層８ａと補強絶縁層８ｂとの二重絶縁によるものと同等以上に絶縁破壊から保護を与える単一の絶縁層である。また、基礎絶縁層８ａと補強絶縁層８ｂとを直接、超音波接合させてもよい。この場合、補強絶縁層８ｂは強化絶縁層とも称することができる。
【００２２】
また、上記では、補助電極７は両主電極５，５間に単一であったが、図５で示すように、２以上の複数配置してもよい。また、補助電極７を複数配置する場合、図６（ａ）で示すように主電極５，５間に複数一列に配置したり、図６（ｂ）あるいは（ｃ）で示すように主電極５，５間に個別に配置したりしてもよい。図６（ｂ）では複数の補助電極７を主電極５，５に対して平行一列に配置し、図６（ｃ）では複数の補助電極７を主電極５，５に対して行／列状に配置している。
【００２３】
また、上記では補助電極７はベース３上に配置したが、ベース３は絶縁物であるので、図７（ａ）で示すようにベース３中に補助電極７を埋設してもよいし、さらに、図７（ｂ）で示すように、ベース３を基礎絶縁層とし、その上に補強絶縁層８を形成し、この補強絶縁層８下の基礎絶縁層であるベース３中に補助電極７を埋設してもよい。この場合、ベース３の材料としてはガラス、磁器等を例示することができる。
【００２４】
また、図８で示すように、補助電極７のベース３上からの高さを主電極５のベース３上からの高さよりも高くしてもよく、この場合では、主電極５，５間の空間距離と沿面距離との双方共を長くすることができる。
【００２５】
さらに、図９（ａ）で示すように、主電極５，５の対向間において、ガラス製円筒管４の下面に絶縁層８で覆った補助電極７を配置したり、図９（ｂ）で示すように、主電極５，５の対向間において、ガラス製円筒管４の内部に当該円筒管４を絶縁層として補助電極７を覆った形状で当該補助電極７を配置してもよい。
【００２６】
図１０では、主電極５，５の対向間をハッチングで示している。このハッチングで示す箇所であれば、絶縁層で覆った補助電極７を配置することができる。
【００２７】
以上説明したように本実施の形態では、補助電極を絶縁層で覆ったので、補助電極が、過電圧印加ごとの放電の繰り返しで高温になっても、絶縁層により蒸発を防止することができ、結果として、補助電極の蒸発成分による容器内汚染や絶縁劣化が無くなり、放電開始電圧も適正を保てるようになる。これにより、本発明では、信頼性が高いサージ吸収素子を提供することができる。さらに、本実施の形態では、両主電極の対向間に補助電極を配置する構造であっても、補助電極が絶縁層で覆われているので、両主電極の空間や沿面距離を確保することができるようになる。
【符号の説明】
【００２８】
１    サージ吸収素子
２    容器
３    ベース
４    ガラス製円筒管
５    主電極
７    補助電極
８    絶縁層
８ａ  基礎絶縁層
８ｂ  補強絶縁層
８ｃ  強化絶縁層
【図１】
0005437769.tif 000002
【図２】
0005437769.tif 000003
【図３】
0005437769.tif 000004
【図４】
0005437769.tif 000005
【図５】
0005437769.tif 000006
【図６】
0005437769.tif 000007
【図７】
0005437769.tif 000008
【図８】
0005437769.tif 000009
【図９】
0005437769.tif 000010
【図１０】
0005437769.tif 000011