(57)【要約】【課題】導電性皮膜、不活性ガスの材料が制限されず、品質が向上したサージアブソーバ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】不活性ガス雰囲気下で管体２の両端部にろう材１５を挟んで一対の封止電極３、４を配し、管体２の外周面に被着された導電性皮膜８と封止電極３、４とをそれぞれ電極とした電気溶接法により封止電極３、４をろう材１５を介して封着させると共に、不活性ガスを封入した。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の管体内周面に被着された導電性皮膜に放電ギャップを有するサージアブソーバの製造方法であって、
前記管体の内外周両面に導電性皮膜を被着させる被着工程と、
該被着工程後、前記管体の内周面に被着された前記導電性皮膜に放電ギャップを形成させる放電ギャップ形成工程と、
該放電ギャップ形成工程後、前記管体の両端部に一対の封止電極を封着する封止工程と、
該封止工程後、前記管体の外周面に被着された前記導電性皮膜を除去する除去工程とを有し、
前記封止工程は、不活性ガス雰囲気下で前記管体の両端部にろう材を挟んで一対の封止電極を配し、前記管体の外周面に被着された前記導電性皮膜と前記封止電極とをそれぞれ電極とした電気溶接法により前記封止電極をろう材を介して封着させると共に、不活性ガスを封入することを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のサージアブソーバの製造方法において、
前記ろう材は、前記管体の端部周方向に対して波形状の環体であることを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載のサージアブソーバの製造方法により製造された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、サージアブソーバ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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接続する部分、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）による影響を受けやすい部分には、サージ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】
このようなサージアブソーバは様々なものが知られているが、その一つとしてガラス等からなる絶縁性の管体と、一対の封止電極とを備えたものが知られている。管体は円筒形状に形成され、その内周面には導電性皮膜が被着されている。この導電性皮膜には、管体の略中央の位置で導電性皮膜を軸方向に分割するようにマイクロギャップが形成されている。一対の封止電極は、管体の両端部に封着されて導電性皮膜に電気的に接続されている。また、管体内には、不活性ガスが封入されている。
【０００４】
このサージアブソーバにおいては、異常電圧（サージ電圧）が一対の封止電極に印加されると、マイクロギャップでグロー放電がトリガされる。この放電は、導電性皮膜に沿って管体の両端部に達し、最終的に対抗する一対の封止電極間でアーク放電が発生する。これによりサージ電圧は、サージアブソーバに吸収され電子機器等が保護される。
【０００５】
ここで、このサージアブソーバの製造方法としては、管体全体に導電性皮膜を被着させた後、カーボンヒータ内に入れて全体を加熱させ、管体の両端部に封止電極をそれぞれ溶着させる。この際、同時に管体内に不活性ガスを導入して封入させる。その後、管体の外周面の導電性皮膜を除去し、管体の外側からレーザを照射させ、管体の内周面の導電性皮膜をカットしてマイクロギャップを形成することによりサージアブソーバを得ている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０７−０２２１５２号公報（段落番号０００８−００１５段落、第１、２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のサージアブソーバの製造方法においては、管体に封止電極を封着させる際に、管体全体を加熱させる必要がある。よって、管体に被着されている導電性皮膜や管体内部に封入されている不活性ガスが熱の影響を受けて劣化等を生じるので、それぞれ耐熱性が要求されるといった不都合があった。
また、封止電極を溶着させる際に、管体の放電空間が開放状態となるため管体内に異物が混入し、品質が低下するといった恐れがあった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、導電性皮膜、不活性ガスの材料が制限されず、品質が向上したサージアブソーバ及びその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、絶縁性の管体内周面に被着された導電性皮膜に放電ギャップを有するサージアブソーバの製造方法であって、前記管体の内外周両面に導電性皮膜を被着させる被着工程と、該被着工程後、前記管体の内周面に被着された前記導電性皮膜に放電ギャップを形成させる放電ギャップ形成工程と、  該放電ギャップ形成工程後、前記管体の両端部に一対の封止電極を封着する封止工程と、該封止工程後、前記管体の外周面に被着された導電性皮膜を除去する除去工程とを有し、前記封止工程は、不活性ガス雰囲気下で前記管体の両端部にろう材を挟んで一対の封止電極を配し、前記管体の外周面に被着された前記導電性皮膜と前記封止電極とをそれぞれ電極とした電気溶接法により前記封止電極をろう材を介して封着させると共に、不活性ガスを封入することを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係るサージアブソーバの製造方法においては、封止工程の際、管体の外周面に被着された導電性皮膜と封止電極とをそれぞれ電極とした電気溶接法により封止電極を封着させるので、ろう材が配されている局所部分のみを発熱させて封止電極を封着できる。従って、従来のように管体全体を加熱しないので、管体の内周面の導電性皮膜及び管体内に封入する不活性ガスに与える熱の影響を少なくでき、熱による劣化を低減できる。よって、導電性皮膜及び不活性ガスは、高耐熱性を要求されることがないので、その材料の選択性を広げることができる。即ち、耐熱性の低い材料でも使用することができる。
また、管体の両端部にろう材を挟んで一対の封止電極を配した後、封止電極を封着するので、不活性ガスを封入する隙間を確保しつつ、管体の両端から管体内部に異物が混入することが防止でき、品質の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のサージアブソーバの製造方法において、前記ろう材が、前記管体の端部周方向に対して波形状の環体であることを特徴とするものである。
この発明に係るサージアブソーバの製造方法においては、ろう材が、管体の端部周方向に対して波形状の環体であるので、封止電極を管体の両端部に配した際、波形状のろう材と管体との隙間を介して封止工程の際、管体の内部空間に不活性ガスを確実に導入することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２のいずれかに記載のサージアブソーバの製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
この発明に係るサージアブソーバにおいては、電気溶接による封着によって、熱劣化が低減した導電性皮膜及び不活性ガスが得られ、高品質及び高耐久性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について図１から図９を参照して説明する。
図１、図２に示すサージアブソーバ１は、アルミナ等の絶縁性物質からなる管体２と、ＦｅＮｉ系合金等からなる封止電極３、４とを備えたものである。管体２は、円筒形状に形成され、その内周面には導電性皮膜５が被着されている。この導電性皮膜５には、管体２の略中央位置で導電性皮膜５を軸方向に分割するように、マイクロギャップ６（放電ギャップ）が形成されている。
封止電極３は、円柱形状に形成されたフランジ状の大径部３ａと小径部３ｂとを有している。大径部３ａの外径は管体２の外径と同一の大きさに形成され、小径部３ｂの外径は管体２の内周面に被着された導電性皮膜５に当接する大きさに形成されている。また、封止電極４も封止電極３と同様に、大径部４ａ及び小径部４ｂにより構成されている。
【００１４】
これら封止電極３、４は、管体２の両端部にＡｇ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｉｎ系等からなるろう材１５によってそれぞれ溶着されている。また封止電極３、４の小径部３ａ、４ａは、導電性皮膜５に当接しているので、封止電極３、４と導電性皮膜５とは、電気的に接続されている。また、小径部３ａ、４ａと導電性皮膜５とで密閉された管体２の内部空間７には、アルゴンガス、ネオンガス、窒素ガス等の不活性ガスが封入されている。
このサージアブソーバ１は、封止電極３、４を介して例えば、電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器の通信回路に接続されている。
【００１５】
このように構成されたサージアブソーバ１において、雷や静電気等により異常電圧（サージ電圧）が発生した場合には、サージ電圧は封止電極３、４に印加される。印加された電圧は、導電性皮膜５を通じてマイクロギャップ６に達し、強い電界集中を生じさせて沿面放電（グロー放電）を起こさせる。この放電は、導電性皮膜５に沿って管体２の両端部に達し、最終的に対抗する一対の封止電極３、４間でアーク放電を発生させる。これによりサージアブソーバ１は、サージ電圧を吸収することができ、回路を保護することができる。
【００１６】
次に、このサージアブソーバ１の製造方法を、図３から図９を参照して説明する。
図３に示すように、管体２の表面全体に化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、無電解メッキ法等の成膜方法によりＭｏ−Ｍｎ層、Ｍｏ−Ｗ層等の導電性皮膜を被着させる。これにより、管体２の外周面には導電性皮膜８が、管体２の内周面には導電性皮膜５がそれぞれ被着される。
【００１７】
次いで、図４に示すレーザ加工装置２０により、導電性皮膜５にマイクロギャップ６を形成させる。図４に示すようにレーザ加工装置２０は、レーザ照射機構２１、レーザ反射鏡２２、駆動機構２３、送風機構２４及び制御部２５を備えている。レーザ照射機構２１、駆動機構２３及び送風機構２４は、制御部２５にそれぞれ接続され、ＣＰＵ等の制御部２５によって制御されている。
レーザ照射機構２１は、管体２の他端部の外側に配置され、管体２内部に向けて軸方向にレーザ照射が可能な機能を有している。レーザ反射鏡２２は、軸部２２ａと軸部２２ａの先端に設けられた反射鏡２２ｂとを有しており、管体２の一端部側に配置されている。この反射鏡２２ｂは、管体２の軸方向に対して４５°の角度をもって形成され、照射されるレーザ光を管体２の軸方向に直交する方向に、即ち導電性皮膜に向けて反射可能な機能を有している。
【００１８】
駆動機構２３は、レーザ反射鏡２２と接続されたモータ等で構成されており、レーザ反射鏡２２を管体２の軸方向に前後移動可能に駆動させ、またレーザ反射鏡２２を軸部２２ａの軸線を中心に回転可能に駆動させる機能を有している。送風機構２４は、例えばファンからなる送風源２４ａと送風管２４ｂとから構成され、軸部２２ａの周囲より管体２の内部に高速ガスを流通させる機能を有している。
【００１９】
次いで、図５に示すように、駆動機構２３により管体２の一端部からレーザ反射鏡２２を挿入し、軸方向中央の所定位置に保持させる。
次いで、図６及び図９（ａ）に示すように、管体２の他端部から反射鏡２２ｂに向けてレーザ照射機構２１よりレーザ光を照射させる。このレーザ照射と同時に、送風機構２４より高速ガスをレーザ照射方向と逆方向に流通させる。更に、レーザ照射の間は、レーザ反射鏡２２を駆動機構２３により回転させる。
照射されたレーザ光は、レーザ反射鏡２２の反射鏡２２ｂで管体２の軸方向に直行する方向に反射され、導電性皮膜５に対して直角に照射される。このレーザ照射により、導電性皮膜５にマイクロギャップ６が形成される。また、高速ガスにより、マイクロギャップ６を形成する際に発生した導電性皮膜５のクズ等が吹き飛ばされて除去される。また、レーザ反射鏡２２を回転させるので、マイクロギャップ６は、導電性皮膜５の内周面全体に渡って均一に環状形成され、かつ、導電性皮膜５を軸方向に分割するように形成される。これら一連の作動は、制御部２５によって制御されている。
【００２０】
ここで、図９（ｂ）に示すようにマイクロギャップ６の形成後、管体２の他端部より反射鏡２２ｂを介してマイクロギャップ６の形成具合を検査する。即ち、反射鏡２２ｂにマイクロギャップ６を写し出し内視鏡のごとく観察する。その検査結果に応じて、必要ならば再度レーザ光を照射してマイクロギャップ６を修正する。
【００２１】
次いで、管体２をレーザ加工装置２０から取り外し、図７及び図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように管体２の両端部と封止電極３、４の大径部３ａ、４ａとの間にろう材１５を挟んで、封止電極３、４の小径部３ｂ、４ｂを管体２内に挿入させる。ここで、ろう材１５は、管体２の端部周方向に波形状となった環体に形成されている。また、その外径は大径部３ａ、４ａと同一の大きさであり、内径は小径部３ｂ、４ｂ以上大きさに形成されている。
この状態においては、管体２の外周面に被着されている導電性皮膜８と封止電極３、４とはろう材１５を介して電気的に接続されている。即ち、管体２の表面全体には導電性皮膜が被着されているので、導電性皮膜８と封止電極３、４とは、管体２の端部に形成された導電性皮膜を介して電気的に接続されている。また、管体２の内部空間７は、封止電極３、４の小径部３ｂ、４ｂの外周面と管体２の内周面との間の微小な隙間、及びろう材１５の波形状の隙間を介して管体２の周囲の外気と通じている。
【００２２】
次いで、封止電極３、４が組み合わされた管体２を図示しない封着室に入れ、図８及び図９（ｅ）に示すように導電性皮膜８を負極端子、封止電極３、４を正極端子として、それぞれ電気溶接装置３０と電気接続させる。次いで、図示しない真空ポンプにより封着室から空気を抜き負圧にさせ、その後、封着室内に所定の圧力にて不活性ガスを供給する。これにより管体２の内部空間７は、前述した隙間を介して流入した不活性ガスによって、封着室内と同様に不活性ガスが充満された状態に維持される。
この状態において、電気溶接装置３０により導電性皮膜８と封止電極３、４との間に通電して電気溶接を行う。これにより、管体２と封止電極３、４との間に挟まれて配置されているろう材１５は、抵抗加熱により溶解され管体２と封止電極３、４とをそれぞれ溶着させる。よって、管体２の内部空間７に不活性ガスを封入させた状態で封止電極３、４が封着される。
【００２３】
次いで、封着室より取り出し、管体２の外周面に被着された導電性皮膜８を、希塩酸、希硫酸等の化学的方法、バレル研磨、エッチング等を用いて全て除去させて、サージアブソーバ１を得る。
【００２４】
このサージアブソーバ１の製造方法によれば、封止工程の際、管体２の外周面に被着された導電性皮膜８と封止電極３、４とをそれぞれ電極として電気溶接法により管体２の両端部に封止電極３、４を封着させるので、ろう材１５が配されている局所部分のみを発熱させて封止電極３、４を封着できる。従って、従来のように管体２全体を加熱することないので、管体２の両周面の導電性皮膜５、８及び管体２内に封入する不活性ガスに与える熱の影響を少なくでき、熱による劣化を低減できる。よって、導電性皮膜５、８及び不活性ガスは、高い耐熱性を要求されることがないので、その材料の選択性を広げることができる。従って、導電性皮膜５、８及び不活性ガスは、耐熱性の低い材料でも使用することができる。
【００２５】
また、管体２の両端部にろう材１５を挟んで一対の封止電極３、４を配した後、封止電極３、４を封着するので、封着時に管体２の両端から管体２内部に異物が混入することが防止できるので、品質の向上を図ることができる。
更に、ろう材１５は、管体２の端部周方向に対して波形状となった環体であるので、ろう材１５の隙間を介して管体２の内部空間７と管体２外部とを通じさせる。よって、封止工程の際、管体２の内部空間７に不活性ガスを確実に導入することができ、性能の向上化を図ることができる。
更には、被着工程を最初の工程として実施するので、例えば化学的気相成長法（ＣＶＤ法）や液相成長法（メッキ法）等の成膜法を用いて管体２の内外周両面に導電性皮膜５、８をむらなく、所定な厚さを確保して確実に被着できる。よって、封入工程の際に、電気溶接の導通が適に行われ、封止電極３、４を確実に封着させることができる。
【００２６】
上述したサージアブソーバ１の製造方法により製造されたサージアブソーバ１においては、電気溶接による封着によって、熱劣化が低減した導電性皮膜５、８及び不活性ガスが得れら、高品質及び高耐久性を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態によるサージアブソーバ１においては、管体の外形を円状としたが、これに限られるものではなく、例えば図１０（ａ）に示すように、管体４０の外形を四角形状のような多角形状に形成した構成としても良い。この場合においては、サージアブソーバの転がり等の防止、安定化が向上し、チップ化の容易な構成にすることができる。また、図１０（ｂ）に示すように、サージアブソーバ５０の封止電極６０、７０の外形のみを四角形状のような多角形状に形成した構成としても良い。
また、除去工程において導電性皮膜８を全て除去したが、少なくとも封止電極３、４が導電性皮膜８を介して電気的に接続されないよう、導電性皮膜８を部分的に除去しても良い。この際、管体２の軸方向に導電性皮膜８が分割されて、内部のマイクロギャップ６よりも高抵抗な間隔とされる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサージアブソーバの製造方法によれば、封止工程の際、管体の外周面に被着された導電性皮膜と封止電極とをそれぞれ電極とした電気溶接法により封止電極を封着させるので、局所的な加熱ですみ、導電性皮膜及び不活性ガスの熱の影響をすることができる。よって、導電性皮膜及び不活性ガスは、高耐熱性を要求されることがないので、その材料の選択性を広げることができる。即ち、耐熱性の低い材料でも使用することができる。
また、管体の両端部にろう材を挟んで一対の封止電極を配した後、封止電極を封止するので、不活性ガスを封入する隙間を確保しつつ、管体の両端から管体内部に異物が混入することが防止でき、品質の向上を図ることができる。
【００２９】
本発明のサージアブソーバによれば、電気溶接による封着によって熱劣化が少ない導電性皮膜及び不活性ガスが得られ、高品質及び高耐久性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【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斜視図である。
【図２】図１に示すサージアブソーバのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態における、導電性皮膜を被着した後のサージアブソーバを示す断面図である。
【図４】本発明に係るレーザ加工装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態における、レーザ加工前の状態を示すサージアブソーバの断面図である。
【図６】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態における、レーザ照射時の状態を示すサージアブソーバの断面図である。
【図７】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態における、ろう材を配した状態を示すサージアブソーバの断面図である。
【図８】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態における、電気溶接前の状態を示すサージアブソーバの断面図である。
【図９】本発明に係るサージアブソーバの製造方法の一実施形態を工程順（ａ：レーザ照射時の、ｂ：放電ギャップ検査時、ｃ：電気溶接前の部材分解状態、ｄ：電気溶接前の部材組立時、ｅ：電気溶接時の配線状態）に示した説明図である。
【図１０】本発明に係るサージアブソーバの一実施形態における他の例を示す管体の斜視図及びサージアブソーバの斜視図である。
【符号の説明】
１    サージアブソーバ
２    管体
３、４    封止電極
５、８    導電性皮膜
６    マイクロギャップ（放電ギャップ）
１５    ろう材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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