(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管と、該ガラス管内に挿入されたサージ吸収素子と、該ガラス管の両端に設けられた封止電極とを有する放電形成型のサージアブソーバにおいて、
該サージ吸収素子の端部と封止電極との間に、２０００℃以上の高融点金属よりなる緩衝部材が介在しており、該緩衝部材を主放電電極としたサージアブソーバであって、
該緩衝部材は前記ガラス管の軸方向に弾性変形することができ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において、該高融点金属は、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷの少なくとも１種からなる金属又は合金であ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話機、モデムなどの電子機器が通信線と接続する部分、或いはＣＲＴ駆動回路などの雷サージや静電気等の異常電圧による電撃を受けやすい部分に接続することで、異常電圧によって電子機器が破壊されるのを防ぐために使用される放電形成型のサージアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（ａ）は、従来のマイクロギャップ式サージアブソーバを示す断面図である。このサージアブソーバは、円柱状（多角柱状であっても良い。）のセラミック素体１の表面にマイクロギャップ２Ａを設けてＳｎＯ２等の導電性皮膜２を形成したマイクロギャップ式サージ吸収素子３の両端に、金属製のキャップ電極４Ａ，４Ｂを被着したものを、鉛ガラスからなるガラス管５内に不活性ガスと共に挿入し、端子電極（スラグリード：リード線付き封止電極）６Ａ，６Ｂで挟持して固定、封止することにより作製される。
【０００３】
このようなサージアブソーバに要求される特性に、放電開始電圧、絶縁抵抗、寿命特性及びサージ耐量がある。このうち、サージ耐量は、異常電圧によってサージアブソーバ内でアーク放電が発生した際に、セラミック素体１とガラス管５の熱容量と熱伝導性の差によってサージアブソーバが破壊に至る現象に対する耐久性の程度であり、サージアブソーバの形状により決定される特性である。このサージ耐量を増大させるために、
(1)  図４（ｂ）に示す如く、ガラス管として内径の大きいガラス管５Ａを用いる；
(2)  図４（ｃ）に示す如く、ガラス管として、肉厚の厚いガラス管５Ｂを用いる；
ことが行われている。
【０００４】
即ち、異常電圧によってサージアブソーバ内でアーク放電が発生したとき、アーク放電の熱はセラミック素体１よりなるサージ吸収素子３及びガラス管５に伝導し、それぞれが加熱される。この時、セラミック素体１は熱容量が小さく熱伝導度が大きいが、ガラス管５は熱容量が大きくかつ熱伝導度が小さいため、ガラス管５に比べてセラミック素体１の方が大きく熱膨張する。このため、大電流が流れたときにガラス管５内には引張応力が発生し、応力の集中する端子電極（スラグリード６Ａ，６Ｂ）とガラス管５との接触点でクラックが発生し、破壊に至る。
【０００５】
上記(1)では、このクラック発生を、内径の大きいガラス管５Ａを用いることにより、セラミック素体１の熱膨張の影響を緩和して防止する。また、上記(2)では、肉厚が厚く、耐クラック性に優れたガラス管５Ｂを用いることにより、クラック発生を防止する。
【０００６】
また、アーク放電によりギャップ電極が蒸発しマイクロギャップの特性が劣化してサージ吸収素子の特性が劣化することもある。これを防止するために、
(3)  金属キャップ電極４Ａ，４Ｂを設けないサージ吸収素子を用いる；
ことも行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記(1)，(2)のサージ耐量の増大方法では、次のような問題があった。
【０００８】
図４（ｂ）に示す如く、内径の大きいガラス管５Ａを用いると、当然、作製されたサージアブソーバ自体が大型化し、自動実装に必要な５ｍｍピッチのアキシャルテーピングが不可能となる。また、ガラス管５Ａの内径が大きくなった分、封止に使用する封止材（スラグリード６Ａ’，６Ｂ’）の直径が大型化し、市販品で入手することが非常に困難になる。このように直径の大きな封止材を使用することなく、通常の封止材を用いて封止することができるように、図４（ｄ）に示す如く、スラグリード６Ａ，６Ｂとガラス管５Ａとの間にガラスビーズ７Ａ，７Ｂを介在させることが考えられるが、この場合には、別途ガラスビーズ７Ａ，７Ｂが必要となるため、コストアップにつながる。
【０００９】
図４（ｃ）に示す如く、肉厚のガラス管５Ｂを用いる場合にも、サージアブソーバが大型化すると共に、封止に使用するガラス量が増大する。また、ガラス管自体のコストアップにつながる。
【００１０】
上記(3)のキャップ電極なしのサージ吸収素子をガラス管内に入れる場合にあっては、封止後のガラス管にクラックが発生し易い。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決し、サージ耐量が大きく、長寿命であり、小型で低コストなサージアブソーバを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）のサージアブソーバは、ガラス管と、該ガラス管内に挿入されたサージ吸収素子と、該ガラス管の両端に設けられた封止電極とを有する放電形成型のサージアブソーバにおいて、該サージ吸収素子の端部と封止電極との間に、高融点金属よりなる緩衝部材が介在しており、該緩衝部材を主放電電極としたサージアブソーバであって、該緩衝部材は前記ガラス管の軸方向に弾性変形することができることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明（請求項２）のサージアブソーバは、高融点金属は、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷの少なくとも１種からなる金属又は合金であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のサージアブソーバでは、異常電圧を受けた際のセラミック素体の瞬間的な熱膨張を緩衝部材の変形により吸収し、ガラス管に引張応力が発生するのを防止することで、サージ耐量を増大させることができる。
【００１５】
本発明では、サージ吸収素子が金属キャップ電極を有しておらず、従って金属キャップ電極からの放電による蒸発が無く、これに伴う素子劣化も無い。
【００１６】
本発明では、緩衝部材を主放電電極としてあり、従来に比べこの放電電極がサージ吸収素子のマイクロギャップから遠ざかっているので、主放電電極の蒸発の影響が小さい。この主放電電極は高融点金属よりなるものであるため蒸発がきわめて少ない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明のサージアブソーバの実施の形態を示す断面図である。図１に示すサージアブソーバは、サージ吸収素子３がキャップ電極４Ａ，４Ｂを有していない点、及び、サージ吸収素子３とスラグリード６Ａ，６Ｂとの間に緩衝部材１０Ｂを介在させた点が図４（ａ）に示す従来のサージアブソーバと異なり、その他の構成は同様の構成とされている。図１において図４（ａ）と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００１９】
図１に示す緩衝部材１０Ｂは、図３の通り、円形の金属板を時計皿状に湾曲させた形状のものである。この緩衝部材１０Ｂは、矢印Ｘ方向に弾性変形するので、セラミック素体１の熱膨張が吸収される。
【００２０】
この緩衝部材１０Ｂの直径はガラス管５の内径よりも若干小さい程度とし、その厚さは０．１〜１ｍｍ程度とするのが適当である。この厚さが０．１ｍｍ未満では弾性係数（バネ強さ）が小さすぎ、１ｍｍ超では弾性係数が大きすぎる場合がある。
【００２１】
この金属板の材料としては、２０００℃以上の融点を有したＣｒ，Ｍｏ，Ｗの単体或いはこれらの２種以上の合金を用いることができる。
【００２２】
このような金属板よりなる緩衝部材は、図２（ａ）（平面図），（ｂ）（側面図）に示す如く、金属板を円形に切り抜いたものを中央で好ましくはθ＝約９０〜１７８°とくに好ましくは１５０〜１７５°程度に折り曲げた緩衝部材１０であってもよい。また、図５（ａ），（ｂ）のように方形に切り抜いた金属板の四隅を約３０〜９０°折り曲げ加工すると共に板央部を時計皿状に湾曲加工することにより作製した緩衝部材１０Ｃであってもよい。
【００２３】
本発明のサージアブソーバは、サージ吸収素子と共に緩衝部材をガラス管内に封止することにより、容易に作製することができる。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２５】
実施例１
厚さ０．１ｍｍのタングステン板よりなる直径１．６ｍｍの図３に示す形状の緩衝部材１０Ｂを用いて、図１に示す本発明のサージアブソーバを作製した。
【００２６】
サージ吸収素子３としては、円柱状セラミック素体（直径１ｍｍ，長さ３ｍｍ，コランダムムライト製）１に、厚さ２μｍのＳｎＯ２導電性皮膜２を形成し、導電性皮膜２の中央部に周方向にマイクロギャップ２Ａ（幅５０μｍ）を形成したものを用いた。
【００２７】
これをガラス管（外径３ｍｍ，内径１．８ｍｍ，長さ７．３ｍｍ）５に挿入し、次いで上記緩衝部材１０Ｂを挿入した。このガラス管５の端部をスラグリード（封止部の直径１．７ｍｍ，長さ１．８ｍｍ）でガラス管５の端部を閉じた後、ガラス管５内を封止ガス（Ａｒガス，１３００Ｔｏｒｒ）雰囲気に置換し、その後加熱して封止した。
【００２８】
このサージアブソーバについて、寿命特性を次のようにして測定した。即ち、波形８／２０μｓｅｃ−１００Ａのインパルス電流を３００回印加したときの放電開始電圧の変化率を測定し、この変化率が３０％以下のものを寿命範囲内とし、３０％超のものを寿命と判定し、５ｍｍピッチのアキシャルテーピング及び封着の可否を調べ、結果を表１に示した。
【００２９】
比較例１
サージ吸収素子３に対しキャップ電極（ＳＵＳ製、肉厚０．１ｍｍ）を圧入し、マイクロギャップの本数を５本とした。また、緩衝部材１０Ｂを用いなかった。これら以外は実施例１と同様にして、図４（ａ）に示す如きサージアブソーバ（ただし、マイクロギャップの本数は５本）を作製し、同様にサージ耐量及びテーピングの可否並びに封着の可否を調べ、結果を表１に示した。
【００３０】
実施例２，３
緩衝部材１０Ｂの代わりに、実施例２では図２に示す緩衝部材１０を用い、実施例３では図５に示す緩衝部材１０Ｃを用いた。なお、緩衝部材１０は直径１．６ｍｍであり角度θ＝３０°である。緩衝部材１０Ｃは一辺１．２５ｍｍの正方形板を加工したものであり、４隅の曲げ角度は元の板面に対し３０°である。これらのこと以外は実施例１と同様にしてサージアブソーバを作製し、同様にサージ耐量及びテーピングの可否並びに封着の可否を調べ、結果を表１に示した。
【００３１】
比較例２
図４（ｄ）に示すサージアブソーバを作製するに当り、ガラス管として外径５．３ｍｍ，内径３．３ｍｍ，長さ７．３ｍｍのものを用い、外径３．１ｍｍ，内径１．８ｍｍ，長さ１．８ｍｍのガラスビーズ７Ａ，７Ｂを介してスラグリード６Ａ，６Ｂを取り付けた。また、サージ吸収素子としてはマイクロギャップを１本だけ設けたものを用いた。これら以外は比較例１と同様にして図４（ｄ）に示すサージアブソーバを作製し、同様にサージ耐量及びテーピングの可否並びに封着の可否を調べ、結果を表１に示した。
【００３２】
比較例３
実施例１において緩衝部材１０Ｂを用いなかったこと以外は同様にして図１に示すサージアブソーバを作製し、同様にサージ耐量及びテーピングの可否並びに封着の可否を調べ、結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
0003601320.tif 000002
【００３４】
表１より、本発明のサージアブソーバは、小型でしかも寿命特性に優れ、テーピング特性、封着特性にも優れることが明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のサージアブソーバは、サージ耐量が大きく、寿命特性に優れ、しかも、ガラス管の内径や肉厚を大きくする必要がないため、小型で、自動実装に必要な５ｍｍピッチのテーピングが可能であると共に、市販品で入手が容易な通常の封止材で封着することができる。また、ガラスビーズが不要で、ガラス管自体のコストアップの問題がないため、安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサージアブソーバの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は緩衝部材の実施例を示す平面図、図２（ｂ）は同側面図である。
【図３】図４（ａ）は緩衝部材の他の実施例を示す平面図、図４（ｂ）は同側面図である。
【図４】従来のサージアブソーバを示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は緩衝部材の別の実施例を示す正面図、図５（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１  セラミック素体
２  導電性皮膜
２Ａ  マイクロギャップ
３  サージ吸収素子
４Ａ，４Ｂ  キャップ電極
５，５Ａ，５Ｂ  ガラス管
６Ａ，６Ｂ  スラグリード
１０，１０Ｂ，１０Ｃ  緩衝部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003601320.tif 000006
【図５】
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