(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電性皮膜が形成された断面円形の絶縁芯体と、該導電性皮膜を、前記絶縁芯体の軸方向に複数に分割する溝状のギャップと、前記絶縁芯体の両端に固定された電極と、該電極に取り付けられたリード線とを有するマイクロギャップ放電素子を、前記リード線が外部に導出するように素子をケース内に不活性ガスと共に封入したサージアブソーバーにおいて、
前記ケースは、樹脂で形成された有底円筒状ケース本体、前記リード線を外部に導出する孔を有する金属製の蓋、及び、前記有底円筒状ケース本体と前記金属製の蓋を固定するための金属製リングとを有して構成されていることを特徴とするサージアブソーバー。
【請求項２】
前記有底円筒状ケース本体は、前記マイクロギャップ放電素子及び前記金属製リングとインサート成形により樹脂で一体的に成形されていることを特徴とする請求項１に記載のサージアブソーバー。
【請求項３】
前記ケースは、前記金属製リングと前記金属製の蓋、及び、前記金属製の蓋の孔の内壁と前記リード線との間がはんだで固定されて気密に封止されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサージアブソーバー。
【請求項４】
表面に導電性皮膜が形成された断面円形の絶縁芯体と、該導電性皮膜を前記絶縁芯体の軸方向に複数に分割する溝状のギャップと、前記絶縁芯体の両端に固定された電極と、該電極に取り付けられたリード線とを有するマイクロギャップ放電素子を、前記リード線の一方を外部に突出させて有底円筒状ケース本体に収容し、前記有底円筒状ケース本体の開放端に金属製リングが装着される状態で、前記マイクロギャップ放電素子及び前記金属製リングと一体的にケースを樹脂でインサート成形するインサート成形工程と、
前記リード線の他方を中央部に孔を有する金属製の蓋の前記孔から外部に突出させた状態で、前記金属製リングと前記金属製の蓋をはんだにより固定する固定工程と、
前記金属製の蓋の孔の内壁と前記他方のリード線との間をはんだにより気密に封止する封止工程と、
を有するサージアブソーバーの製造方法。
【請求項５】
前記固定工程または封止工程は、不活性ガス雰囲気中で行なわれることを特徴とする請求項４に記載のサージアブソーバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気回路に加わる過電圧を吸収・除去するサージアブソーバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のサージアブソーバーの一例を示す説明図である。
１はセラミックの円柱体からなる絶縁芯体、２はこの絶縁芯体１の表面に形成された導電性皮膜、３はこの導電性皮膜２を螺旋状に欠損して形成されたヘリカルギャップ、４は導電性皮膜３を芯体１の軸線に平行に欠損して形成した直線状のリニアギャップ、５、５は絶縁芯体１の両端に固定した金属キャップ（電極）である。
【０００３】
ヘリカルギャップ３とリニアギャップ４とは数カ所（図示の例では４個所）で交叉する。
このマイクロギャップ放電素子６は、ケース７内に封入されてサージアブソーバー８として使用される。ケース７は、セラミック製キャップ７ａと、金属製のケース本体７ｂとからなり、セラミック製キャップ７ａが一方のリード線９上にはんだにより固定され、さらにセラミック製キャップ７ａと金属製のケース本体７ｂとの間、および金属製のケース本体７ｂと他方のリード線９との間もはんだにより固定される。
ケース内にはＳＦ6 等のガスが封入される。
その他ケース７にはガラス製のものもある。
金属キャップ５、５間に過電圧が印加すると、電荷が集中する交叉部のヘリカルギャップ３間に最初の気中放電破壊が発生する。
ヘリカルギャップ３とリニアギャップ４との交叉数が多くなるほど放電開始電圧が高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のサージアブソーバーには次の課題がある。
すなわち、ケースがガラスで形成されているときは、落下するとクラックが発生し、気密性が阻害され、使用不能となる。
また、上記、金属を主とするケース７では、強度的には優れるが、金属製のケース本体７ｂのプレス成形が厄介で、またセラミック製キャップ７ａとの異種材料の組み合わせであるので、コスト高になるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、コストの低減化が図れるサージアブソーバーを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。すなわち、本発明に係るサージアブソーバーは、表面に導電性皮膜が形成された断面円形の絶縁芯体と、該導電性皮膜を、前記絶縁芯体の軸方向に複数に分割する溝状のギャップと、前記絶縁芯体の両端に固定された電極と、該電極に取り付けられたリード線とを有するマイクロギャップ放電素子を、前記リード線が外部に導出するように素子をケース内に不活性ガスと共に封入したサージアブソーバーにおいて、前記ケースは、樹脂で形成された有底円筒状ケース本体、前記リード線を外部に導出する孔を有する金属製の蓋、及び、前記有底円筒状ケース本体と前記金属製の蓋を固定するための金属製リングとを有して構成されていることを特徴としている。また、表面に導電性皮膜が形成された断面円形の絶縁芯体と、該導電性皮膜を前記絶縁芯体の軸方向に複数に分割する溝状のギャップと、前記絶縁芯体の両端に固定された電極と、該電極に取り付けられたリード線とを有するマイクロギャップ放電素子を、前記リード線の一方を外部に突出させて有底円筒状ケース本体に収容し、前記有底円筒状ケース本体の開放端に金属製リングが装着される状態で、前記マイクロギャップ放電素子及び前記金属製リングと一体的にケースを樹脂でインサート成形するインサート成形工程と、前記リード線の他方を中央部に孔を有する金属製の蓋の前記孔から外部に突出させた状態で、前記金属製リングと前記金属製の蓋をはんだにより固定する固定工程と、前記金属製の蓋の孔の内壁と前記他方のリード線との間をはんだにより気密に封止する封止工程と、を有するサージアブソーバーの製造方法を提供する。
【０００７】
上記のように、マイクロギャップ放電素子を収納するケース本体が樹脂で形成されているので、落下してもクラックの発生を防止でき、強度的にも優れると共に、安価に提供できる。
前記マイクロギャップ放電素子が収納されるケース本体は一側が開口されたものを用い、前記ガスが供給された後、該開口部を蓋で封止するようにするとよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１はマイクロギャップ放電素子１０の一例を示す概略の正面図である。
１１はアルミナ等のセラミックからなる断面円形の絶縁芯体である。
絶縁芯体１１の表面には、導電性皮膜１２が形成されている。
絶縁芯体１１の両端には金属キャップ（電極）１４、１４が嵌着されている。
【０００９】
この導電性皮膜１２が形成された絶縁芯体１１を適当な治具（図示せず）で両端を支持する。絶縁芯体１１を軸線を中心として定速で回転し、レーザー光源を絶縁芯体１１の軸線に沿って定速で移動し、レーザー光により導電性皮膜１２を螺旋状に刻設し、絶縁芯体１１の表面が露出する、螺旋溝状の第１のヘリカルギャップ１５を形成する。
このヘリカルギャップ１５の線幅は概ね５０μｍ〜１２０μｍ程度とする。
【００１０】
第１のヘリカルギャップ１５の終端で、絶縁芯体１１を同一方向に定速で回転したまま、レーザー光源を逆方向に定速で移動し、レーザー光により導電性皮膜１２を螺旋状に刻設し、絶縁芯体１１の表面が露出する、螺旋溝状の第２のヘリカルギャップ１７を形成する。この第２のヘリカルギャップ１７の線幅も概ね５０μｍ〜１２０μｍ程度とする。
第１のヘリカルギャップ１５と第２のヘリカルギャップ１７とは同一ピッチの、しかし互いに逆向きの螺旋溝となることが理解される。
したがって、第１のヘリカルギャップ１５と第２のヘリカルギャップ１７とは、芯体１１の両側で、複数の交叉部を形成することになる。
【００１１】
図１の例では、芯体１１の一方の側で２個所（ａ1 、ａ2)、他方の側で３個所（ｂ1 〜ｂ3)の交叉部が生じている。
図２は、絶縁芯体１１の展開図を示し、一方の側に３個所（ａ1 〜ａ3 ）の、他方の側に４個所（ｂ1 〜ｂ4 ）の交叉部が生じる例を示している。
交叉部の数は限定されるものではない。
交叉部の数が多い程、放電開始電圧が高くなる。
この交叉部の数、後述するガス圧等により、放電開始電圧等の特性を設定できる。
【００１２】
上記のように交叉部は、絶縁芯体１１の両側に生じ、容易に増減できるから、放電特性の設定をより細かく行うことができる。
なお、第１のヘリカルギャップ１５と第２のヘリカルギャップ１７の螺旋のピッチを異ならせれば、交叉部を、絶縁芯体１１の周面に所定の間隔で配置させることができる。
【００１３】
上記のマイクロギャップ放電素子１０の両端（電極）にリード線１８、１８を取り付ける。
そして、図３に示すように、リード線１８、１８が外部に導出するようケース２０で素子部分を封入することによりサージアブソーバー２２に完成できる。
ケース２０内には、ＳＦ6 ガス、あるいはアルゴン等の不活性ガスを封入する。
【００１４】
図３に示す例では、ケース２０は樹脂製のものを用いている。
図３のものでは、素子１０が収納される有底円筒状のケース本体２０ａを、素子１０をインサートしたインサート成形で一体的に成形している。一方のリード線１８はケース本体２０ａの底部を気密に貫通している。他方のリード線１８はケース本体２０ａの筒部の開放端から外部に突出している。
ケース本体２０ａの筒部の開放端には、蓋をはんだで固定するための金属製リング２３がインサート成形時に同時に固着される。
【００１５】
金属製の蓋２４を、ケース本体２２ａの筒部の開放端にはんだにより固定する。また蓋２４の中央部には孔が形成されていて、この孔をリード線１８が貫通するようになされ、このリード線１８と孔内壁との間もはんだにより気密に封止する。
この蓋２４のはんだ付けは、公知の真空炉（図示せず）中で行う。
すなわち、真空炉中に、上記ケース本体２０ａを一体に形成した素子１０を収納し、真空炉中を減圧し、上記のガスを導入し、次いで加温して蓋２４をはんだ付けすることにより、ケース２０内にガスを封入することができる。
【００１６】
このように、ケース本体２２ａを樹脂で形成することにより、割れたりすることがなく、また安価に提供できる。
用いる樹脂は、ガス透過性が低く、かつ耐熱性に優れるものであればよく、その材質は問わない。
なお、蓋２４も樹脂製のものとし、はんだ付けの部位には、無電解めっき等によりめっき皮膜を形成することで、ケース本体２２ａとの間およびリード線１８との間をはんだにより固定することができる。
さらに気密性を確保するために、ケース２０の外側にエポキシ樹脂等の樹脂の塗膜（図示せず）で覆うようにするとよい。
【００１７】
あるいはケース２２は、ケース本体２２ａを図４に示すように、予め樹脂でケース２２の半割体を２個製造しておき、真空炉中で、この半割体２２ａを接着剤（熱硬化性のプリプレグ、あるいははんだなど）で固着して、ガス封入とケース内への封止とを同時に行うようにしてもよい。
また、図３のものでは縦型のもので示したが、図５に示すように横型のものにしてもよいことはもちろんである。
【００１８】
図６、図７は、直列に接続したマイクロギャップ放電素子１０とバリスタ（あるいは抵抗、コンデンサなど）２６とを封止樹脂（ケース本体））２８で一体に封止した例を示す。
この場合、素子１０の回りは封止樹脂２８の一側面に開口する凹部２９に形成し、凹部２９の縁部にはんだ付け用の金属製リング３０を固着しておき、真空炉中で、上記と同様にして、縁部にはんだ付け用の金属リングが形成された蓋３１を固定するようにして、凹部２９内に上記したガスを封入すると同時に蓋３１を固定するようにするとよい。
本例でも、粉体塗装等により、封止樹脂２９および蓋３１の回りをエポキシ樹脂等の塗膜（図示せず）で覆うようにするとよい。
図６では、偏平なバリスタ２６の正面側が正面を向くように、素子１０と並べて封止してあるが、偏平なバリスタ２６の薄い側面側が正面を向くように素子２０と並べて封止すると、より小型のものに形成できる（図示せず）。
【００１９】
なお、マイクロギャップ放電素子は上記のものに限られず、図８に示すもの等、要は、導電性皮膜を、絶縁芯体の軸方向に複数に分割する溝状のギャップを備えるものであればよい。
【００２０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るサージアブソーバーによれば、マイクロギャップ放電素子を収納するケース本体が樹脂で形成されているので、落下してもクラックの発生を防止でき、強度的にも優れると共に、安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マイクロギャップ放電素子の概略的な正面図である。
【図２】ヘリカルギャップの一例を示す展開図である。
【図３】サージアブソーバーの断面説明図である。
【図４】半割体のケース本体で封止する例を示す説明図である。
【図５】横形の例を示す説明図である。
【図６】素子とバリスタとを一体に封止した状態の説明図である。
【図７】図６の側面断面図である。
【図８】従来のサージアブソーバーの断面説明図である。
【符号の説明】
１０  マイクロギャップ放電素子
１１  絶縁芯体
１２  導電性皮膜
１４  金属製キャップ（電極）
１５  第１のヘリカルギャップ
１７  第２のヘリカルギャップ
１８  リード線
２０  ケース
２０ａ  ケース本体
２２  サージアブソーバー
２４  蓋
２６  バリスター
２８  封止樹脂
３０  金属製リング
３１  蓋
【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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