(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に放電ギャップを介して導電性皮膜が分割形成された柱状の絶縁性部材とこの両端に導電性皮膜に接触して対向配置された一対のキャップ電極とからなるサージ吸収素子と、前記一対のキャップ電極の端部に対向配置された一対の封止電極と、前記一対の封止電極を両端に配して前記サージ吸収素子を内部に不活性ガスと共に封止するガラス管とを備えたサージアブソーバの製造方法であって、
製造用治具に形成された前記ガラス管が挿入可能な内径の穴部に、前記一対の封止電極の一方、前記ガラス管、前記サージ吸収素子、そして前記一対の封止電極の他方をこの順に挿入する挿入工程と、
前記穴部内の雰囲気ガスを前記不活性ガスに置換した後に前記製造用治具を加熱して前記穴部内の前記封止電極と前記ガラス管とを溶着させる溶着工程とを有し、
前記挿入工程は、前記封止電極の一方の挿入と前記サージ吸収素子の挿入との間に、前記ガラス管の内径より小径で前記サージ吸収素子の前記キャップ電極の一方が嵌入又は貫入可能な導電性環状部材を前記穴部に挿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に記載のサージアブソーバの製造方法において、
前記導電性環状部材は、前記キャップ電極の高さより低くなる厚さと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３】
請求項１又は２に記載のサージアブソーバの製造方法において、
前記導電性環状部材は、前記キャップ電極と同じ材料で形成されてい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４】
周面に放電ギャップを介して導電性皮膜が分割形成された柱状の絶縁性部材とこの両端に導電性皮膜に接触して対向配置された一対のキャップ電極とからなるサージ吸収素子と、前記一対のキャップ電極の端部に対向配置された一対の封止電極と、前記一対の封止電極を両端に配して前記サージ吸収素子を内部に不活性ガスと共に封止するガラス管とを備えたサージアブソーバであって、
請求項１から３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作製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の接続する部分、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、例えば特開平７−３２０８４５号公報等に記載されている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不活性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一対の封止電極が相対向して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】
このようなサージアブソーバは、図８に示すように、カーボンヒータ治具１に形成された穴部１ａに、封止電極２の一方、ガラス管３、サージ吸収素子４、そして封止電極２の他方をこの順に振り込んで挿入し、内部を不活性ガスに置換した後、軸方向に加圧した状態でカーボンヒータ治具１を加熱して一対の封止電極２とガラス管３の両端とを封着させて作製される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサージアブソーバ及びその製造方法には、以下の課題が残されている。すなわち、カーボンヒータ治具の穴部にサージ吸収素子を振り込む際、サージ吸収素子が偏ったり傾いたりしてサージ吸収素子の中心軸がガラス管の中心軸に対してずれてしまう、いわゆるセンターズレが生じる場合があった。このようにサージ吸収素子がセンターズレした状態で封着されてしまうと、サージ吸収素子がガラス管に接触してしまったり、放電時にガラス管に導電性皮膜が飛散して付着し易くなり、サージ寿命やサージ耐量が低下する場合があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高精度にサージ吸収素子のセンター出しができ、サージ寿命及びサージ耐量を向上させることができるサージアブソーバ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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の製造方法は、周面に放電ギャップを介して導電性皮膜が分割形成された柱状の絶縁性部材とこの両端に導電性皮膜に接触して対向配置された一対のキャップ電極とからなるサージ吸収素子と、前記一対のキャップ電極の端部に対向配置された一対の封止電極と、前記一対の封止電極を両端に配して前記サージ吸収素子を内部に不活性ガスと共に封止するガラス管とを備えたサージアブソーバの製造方法であって、製造用治具に形成された前記ガラス管が挿入可能な内径の穴部に、前記一対の封止電極の一方、前記ガラス管、前記サージ吸収素子、そして前記一対の封止電極の他方をこの順に挿入する挿入工程と、前記穴部内の雰囲気ガスを前記不活性ガスに置換した後に前記製造用治具を加熱して前記穴部内の前記封止電極と前記ガラス管とを溶着させる溶着工程とを有し、前記挿入工程は、前記封止電極の一方の挿入と前記サージ吸収素子の挿入との間に、前記ガラス管の内径より小径で前記サージ吸収素子の前記キャップ電極の一方が嵌入又は貫入可能な導電性環状部材を前記穴部に挿入することを特徴とする。
【０００８】
このサージアブソーバの製造方法では、挿入工程において、封止電極の一方の挿入とサージ吸収素子の挿入との間に、ガラス管の内径より小径でサージ吸収素子が嵌入又は貫入可能な導電性環状部材を穴部に挿入するので、サージ吸収素子を挿入する際に、サージ吸収素子が導電性環状部材内に貫入又は挿入状態となって位置決めされ、センターズレが生じず、サージ吸収素子の中心軸がガラス管の中心軸に一致する。
【０００９】
また、本発明のサージアブソーバの製造方法は、前記導電性環状部材が前記キャップ電極の高さより薄いことが好ましい。すなわち、このサージアブソーバの製造方法では、導電性環状部材がキャップ電極の高さより低くなる厚さであるので、挿入された際にキャップ電極から突出することがなく、キャップ電極の放電を妨げることがない。
【００１０】
また、本発明のサージアブソーバの製造方法は、前記導電性環状部材が前記キャップ電極と同じ材料で形成されていることが好ましい。すなわち、このサージアブソーバの製造方法では、導電性環状部材がキャップ電極と同じ材料で形成されているので、熱膨張率が同じであり、加熱溶着時に同様に膨張し、さらに同様に収縮して、より高精度にサージ吸収素子を位置決めすることができる。
【００１１】
本発明のサージアブソーバは、周面に放電ギャップを介して導電性皮膜が分割形成された柱状の絶縁性部材とこの両端に導電性皮膜に接触して対向配置された一対のキャップ電極とからなるサージ吸収素子と、前記一対のキャップ電極の端部に対向配置された一対の封止電極と、前記一対の封止電極を両端に配して前記サージ吸収素子を内部に不活性ガスと共に封止するガラス管とを備えたサージアブソーバであって、上記本発明のサージアブソーバの製造方法により作製されたことを特徴とする。
【００１２】
このサージアブソーバでは、上記本発明のサージアブソーバの製造方法により作製されているので、導電性環状部材によりサージ吸収素子が高精度に位置決めされており、優れたサージ寿命及びサージ耐量を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサージアブソーバ及びその製造方法の一実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施形態のサージアブソーバは、図１に示すように、いわゆるマイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバであって、周面に放電ギャップであるマイクロギャップＭを介してＳｎＯ2等の導電性皮膜１０が分割形成された円柱状のセラミックス部材（絶縁性部材）１１とこの両端に導電性皮膜１０に接触して対向配置されたステンレス製のキャップ電極１２とからなるサージ吸収素子１３と、該サージ吸収素子１３の両端に対向配置され導電性皮膜１０に接触する円柱状の一対の封止電極１４と、これらの封止電極１４を両端に配してサージ吸収素子１３を内部に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Ｇと共に封止する鉛ガラス等のガラス管１５と、キャップ電極１２の一方が挿入された状態で封止電極１４の一方の上に設置されたリング部材（導電性環状状部材）１６とを備えている。
【００１５】
上記一対の封止電極１４は、ジュメット（ＦｅＮｉ合金）製であると共に、リード線Ｌが片側に設けられており、高温加熱でガラス管１５の両端に溶着されている。
また、上記リング部材１６は、キャップ電極１２と同じ材料、すなわち、ステンレス製であると共に、キャップ電極１２の高さより低くなる厚さに設定されている。
【００１６】
また、マイクロギャップＭは、ムライト焼結体等のサージ吸収素子１３表面にスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、めっき法、ＣＶＤ法等の薄膜形成技術により導電性皮膜１０を形成し、この導電性皮膜１０を分割するようにレーザ光を照射して除去し、１０〜２００μｍ程度の幅で形成したものである。
また、セラミックス部材１１としてムライト焼結体を採用したが、その他にアルミナ、ベリリア、ステアライト、フォルステライト、ジルコン、普通磁器、ガラスセラミック、窒化ケイ素、窒化アルミ、炭化ケイ素等の絶縁性セラミックスでもよい。
【００１７】
このサージアブソーバでは、一方の封止電極１４と一方の導電性皮膜１０とが電気的に接続されていると共に、他方の封止電極１４と他方の導電性皮膜１０が電気的に接続されており、一方の導電性皮膜１０と他方の導電性皮膜１０とはマイクロギャップＭで電気的に絶縁されている。したがって、このサージアブソーバに継続的な過電圧又は過電流が侵入すると、マイクロギャップＭにおいて対向する導電性皮膜１０が熱損傷して、マイクロギャップＭの幅が広がると推定され、これにより放電維持電圧が上昇して放電が停止する。
【００１８】
次に、本実施形態のサージアブソーバの製造方法について、図２から図７を参照して説明する。
【００１９】
まず、図２に示すように、上部カーボンヒータ治具（製造用治具）２０に設けられた複数の穴部２０ａに、封止電極１４の一方を挿入する。この際、リード線Ｌを下方に向けて振り込む。
一方、下部カーボンヒータ治具２１に設けられた複数の穴部２１ａに、図３の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、振り込み用の治具２２によりリード線Ｌを下方に向けて封止電極１４の他方を挿入し、次に振り込み用の治具２３によりガラス管１５を挿入し、そして図４に示すように、ガラス管１５の内径より小径でサージ吸収素子１３が貫入可能なリング部材１６を挿入し、さらに振り込み用の治具２４によりサージ吸収素子１３を挿入して、詰める。
【００２０】
なお、上部及び下部カーボンヒータ治具２０、２１の穴部２０ａ、２１ａには、図５に示すように、それぞれリード線Ｌのみが貫通可能な小径部２０ｂ、２１ｂが下部に形成されており、封止電極１４が挿入されるとリード線Ｌが治具２０、２１の下面から突出した状態となる。
また、下部カーボンヒータ治具２１の穴部２１ａは、その開口部内径がガラス管１５がちょうど挿入可能なサイズに設定されている。
【００２１】
本実施形態では、上記挿入時において、封止電極１４の一方の挿入とサージ吸収素子１３の挿入との間に、リング部材１６を穴部２１ａに挿入するので、サージ吸収素子１３を挿入する際に、サージ吸収素子１３がリング部材１６内に貫入状態となって位置決めされ、センターズレが生じず、サージ吸収素子１３の中心軸がガラス管１５の中心軸Ｃに高精度に一致する。
【００２２】
次に、上記のように各部材が詰められた上部カーボンヒータ治具２０と下部カーボンヒータ治具２１との互いの穴部２０ａ、２１ａが一致するようにして、図６に示すように、互いの上面を重ね合わせる。このとき、図５に示すように、封止電極１４の他方がガラス管１５の上部の開口部にはまり込んだ状態となる。
この状態のまま、図７に示すように、ウェイト治具２５を上部カーボンヒータ治具２０上にセットする。このウェイト治具２５は、上部に突出している各リード線Ｌの上端に円柱状の重し部材２５ａを載せるようにセットされ、一定の荷重をリード線Ｌに加えるものである。
【００２３】
このウェイト治具２５がセットされた状態で上部及び下部カーボンヒータ治具２０、２１を封入機（図示略）内にセットして、内部の雰囲気ガスを所定の不活性ガスＧに置換し、その後、上部及び下部カーボンヒータ治具２０、２１を加熱してガラス管１５の両端と一対の封止電極１４とを溶着させ、サージ吸収素子１３を内部に封入する。
このように封入が完成した後、ウェイト治具２５、上部及び下部カーボンヒータ治具２０、２１を取り外し、下部カーボンヒータ治具２１から完成したサージアブソーバを取り出すことにより、製造が完了する。
【００２４】
本実施形態では、リング部材１６がキャップ電極１２と同じ材料で形成されているので、熱膨張率が同じであり、加熱溶着時に同様に膨張し、さらに同様に収縮して、より高精度にサージ吸収素子１３を位置決めすることができる。
また、リング部材１６がキャップ電極１２の高さより低くなる厚さであるので、挿入された際にリング部材１６がキャップ電極１２から突出することがなく、キャップ電極１２の放電を妨げることがない。
したがって、本実施形態の製造方法で作製されたサージアブソーバでは、リング部材１６の挿入によりサージ吸収素子１３が高精度に位置決めされており、優れたサージ寿命及びサージ耐量を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。
例えば、上記実施形態のサージアブソーバは、封止電極１４にリード線Ｌが設けられているリード線型であるが、リード線がなく、実装するときは封止電極と基板側とを半田付けで接続して固定する面実装型（メルフ型）のサージアブソーバに適用しても構わない。
【００２６】
また、上記実施形態では、サージ吸収素子１３が貫入可能なリング部材１６を用いたが、サージ吸収素子１３が嵌入可能なものを採用しても構わない。すなわち、挿入されたサージ吸収素子がリング部材内を完全に貫入しなくても、リング部材内に嵌め込まれて位置決めされるようになっているリング部材でも構わない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のサージアブソーバ及びその製造方法によれば、封止電極の一方の挿入とサージ吸収素子の挿入との間に、ガラス管の内径より小径でサージ吸収素子の前記キャップ電極の一方を嵌入又は貫入可能な導電性環状部材が穴部に挿入されているので、サージ吸収素子が導電性環状部材内に位置決めされ、センターズレを防ぐことができ、優れたサージ寿命及びサージ耐量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断面図である。
【図２】  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上部及び下部カーボンヒータ治具を示す斜視図である。
【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リード線、ガラス管及びサージ吸収素子を振り込むための各治具を示す斜視図である。
【図４】  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リング部材の挿入を説明するための断面図である。
【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穴部内に挿入された各部材の状態を示す断面図である。
【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上部カーボンヒータ治具と下部カーボンヒータ治具とを重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【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上部カーボンヒータ治具と下部カーボンヒータ治具とを重ね合わせたものにウェイト治具をセットした状態を示す斜視図である。
【図８】  本発明に係るサージアブソーバ及びその製造方法の従来例における穴部内に挿入された各部材の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  導電性皮膜
１１  セラミックス部材
１２  キャップ電極
１３  サージ吸収素子
１４  封止電極
１５  ガラス管
１６  リング部材（導電性環状部材）
２０  上部カーボンヒータ治具（製造用治具）
２０ａ  上部カーボンヒータ治具の穴部
２１  下部カーボンヒータ治具（製造用治具）
２１ａ  下部カーボンヒータ治具の穴部
Ｃ  ガラス管の中心軸
Ｇ  不活性ガス
Ｍ  マイクロギャップ（放電ギャップ）
【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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