(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からなるサージ吸収素子と、前記サージ吸収素子の両端に前記導電性皮膜に接触して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、
前記封止電極は、前記サージ吸収素子に接触する面が前記ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されており、
前記サージ吸収素子の端面周縁部が凹面状をなす前記封止電極に接触し、前記サージ吸収素子の端面中央部が前記封止電極から離間するともに、
前記封止電極の周縁部が、前記サージ吸収素子の外周から離間するように構成されていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項２】
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からなるサージ吸収素子と、前記サージ吸収素子の両端に前記導電性皮膜に接触して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、
前記挿入工程で挿入する前記封止電極は、前記サージ吸収素子に接触する面が挿入される前記ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されており、
前記サージ吸収素子の端面周縁部が凹面状をなす前記封止電極に接触し、前記サージ吸収素子の端面中央部が前記封止電極から離間するように配置され、
前記サージ吸収素子は、前記封止電極の凹面に沿って移動することで前記サージ吸収素子のセンター出しがなされることを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。また、サージ吸収素子は、両端にキャップ電極が取り付けられているために、高コストであると共に、その分だけサージアブソーバが長くなってしまっていた。
【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と共に、低コスト化及び小型化を図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からなるサージ吸収素子と、前記サージ吸収素子の両端に前記導電性皮膜に接触して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、  前記封止電極は、前記サージ吸収素子に接触する面が前記ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されており、前記サージ吸収素子の端面周縁部が凹面状をなす前記封止電極に接触し、前記サージ吸収素子の端面中央部が前記封止電極から離間するともに、前記封止電極の周縁部が、前記サージ吸収素子の外周から離間するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、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からなるサージ吸収素子と、前記サージ吸収素子の両端に前記導電性皮膜に接触して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、前記挿入工程で挿入する前記封止電極は、前記サージ吸収素子に接触する面が挿入される前記ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されており、前記サージ吸収素子の端面周縁部が凹面状をなす前記封止電極に接触し、前記サージ吸収素子の端面中央部が前記封止電極から離間するように配置され、前記サージ吸収素子は、前記封止電極の凹面に沿って移動することで前記サージ吸収素子のセンター出しがなされることを特徴とする。
【０００９】
これらのサージアブソーバ及びサージアブソーバの製造方法では、封止電極のサージ吸収素子に接触する面が、ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されているので、容易にセンター出しができ、サージ吸収素子の中心軸をガラス管の中心軸に高精度に一致させることができる。また、このサージアブソーバでは、封止電極の凹面における周縁部に電界が集中してキャップ電極の役目をするため、キャップ電極が無くても同様の放電効果を有し、キャップレス化を図ることができると共に、放電が行われる凹面の周縁部がサージ吸収素子の外周から遠くなり、キャップ電極を用いた場合よりも放電空間を拡げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサージアブソーバの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
【００１１】
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）からなるサージ吸収素子１１と、該サージ吸収素子１１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１２と、これらの封止電極１２を両端に配してサージ吸収素子１１を内部にＣＯ2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１３とを備えている。
【００１２】
なお、上記一対の封止電極１２は、ジュメット（ＦｅＮｉ合金）製であり、高温加熱でガラス管１３の両端に溶着されている。
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１１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。
【００１３】
上記封止電極１２は、サージ吸収素子１１との接触面１２ａがガラス管１３の中心軸Ｃを中心にして対称的な凹面状に形成されている。すなわち、接触面１２ａの中心とガラス管１３の中心軸Ｃを一致させた状態でガラス管１３と一対の封止電極１２とが固定されている。
なお、このサージアブソーバは、面実装型（メルフ型）のサージアブソーバであり、封止電極１２にリード線がなく、実装するときは封止電極１２と基板側とを半田付けで接続して固定するものである。
【００１４】
このサージアブソーバでは、一方の封止電極１２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１２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。
【００１５】
本実施形態のサージアブソーバでは、封止電極１２の接触面１２ａにおける周縁部１２ｂに電界が集中して従来のキャップ電極の役目をするため、キャップ電極が無くても同様の放電効果を有し、周縁部１２ｂで放電させることができる。また、この場合、放電が行われる周縁部１２ｂがサージ吸収素子１１の外周から遠くなり、キャップ電極を用いた場合よりも放電空間を拡げることができ、サージ寿命・サージ耐量を向上させることができる。さらに、キャップ電極が必要ないので、従来に比べて低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００１６】
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６を参照して説明する。
なお、上記サージアブソーバはメルフ型で説明したが、この製造方法では、封止電極１２にリード線Ｌが予め設けられたリード線型において説明する。
【００１７】
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、リード線Ｌが取り付けられた封止電極１２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、リード線Ｌが取り付けられた封止電極１２の他方、ガラス管１３そしてサージ吸収素子１１の順に、それぞれ振り込み用の治具２２、２３、２４を用いて挿入し、詰める。この際も、リード線Ｌを下方に向けて封止電極１２を振り込む。
【００１８】
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４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１２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１３がちょうど挿入可能なサイズに設定されている。
【００１９】
上記挿入の際に、図４に示すように、封止電極１２の接触面１２ａが、ガラス管１３の中心軸Ｃを中心にして対称的な凹面状に形成されているので、サージ吸収素子１１が偏ったり傾いたりせずに容易にセンター出しができ、サージ吸収素子１１の中心軸がガラス管１３の中心軸Ｃに高精度に一致する。
【００２０】
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５に示すように、互いの上面を重ね合わせる。このとき、図４に示すように、封止電極１２の他方がガラス管１３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６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。
【００２１】
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１３の両端と一対の封止電極１２とを溶着させ、サージ吸収素子１１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。
【００２２】
このように本実施形態のサージアブソーバの製造方法では、封止電極１２の接触面１２ａが、ガラス管１３の中心軸Ｃを中心にして対称的な凹面状に形成されているので、サージ吸収素子１１を振り込んだ際に容易にセンター出しができ、サージ吸収素子１１の中心軸をガラス管１３の中心軸Ｃに高精度に一致させることができため、高精度にサージ吸収素子１１が位置決めされ高いサージ寿命及びサージ耐量を有するサージアブソーバを得ることができる。
【００２３】
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。
上記実施形態では、封止電極１２の接触面１２ａの形状を断面Ｕ字状の凹面にしたが、他の凹面形状でも構わない。例えば、接触面を、挿入されるガラス管の中心軸を中心にして対称的な断面Ｖ字状の凹面にしてもよい。
【００２４】
また、上記実施形態では、封止電極１２の周縁部１２ｂが角の尖った形状であるが、上記実施形態の他の例として、図７に示すように、封止電極３２の周縁部３２ｂが平らな形状（又は角の丸い形状）となったものでも構わない。また、図７に示す例のように、封止電極３２の接触面３２ａと周縁部３２ｂとの間に段差が形成され、断面矩形状の周縁部３２ｂが突出した状態に形成されていてもよい。
【００２５】
【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、封止電極のサージ吸収素子に接触する面が、ガラス管の中心軸を中心にして対称的な凹面状に形成されているので、容易にサージ吸収素子のセンター出しを行うことができることから、高いサージ寿命やサージ耐量を得ることができる。また、このサージアブソーバでは、封止電極の凹面における周縁部がキャップ電極の役目をするため、キャップレス化を図ることができ、安価でかつ小型のサージアブソーバとすることができると共に、キャップ電極を用いた場合よりも放電空間が拡がり、サージ耐量をより向上させることができる。
【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７】  本発明に係るサージアブソーバの一実施形態の他の例を示す断面図である。
【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  サージ吸収素子
１２、３２  封止電極
１２ａ、３２ａ  接触面
１３  ガラス管
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】
0004238470.tif 000002
【図２】
0004238470.tif 000003
【図３】
0004238470.tif 000004
【図４】
0004238470.tif 000005
【図５】
0004238470.tif 000006
【図６】
0004238470.tif 000007
【図７】
0004238470.tif 000008
【図８】
0004238470.tif 000009