(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放電電極を主放電間隙を隔てて対向配置すると共に、これを放電ガスと共に気密容器内に封入し、上記放電電極に接続されたリード端子を気密容器外に導出して成る放電型サージ吸収素子において、上記気密容器内に、上記各放電電極と、微小放電間隙を隔てて対向配置される導電性被膜を備えたトリガ放電部材を配置して成り、該トリガ放電部材は、絶縁性材料より成る本体部と、該本体部に形成された複数の孔と、本体部表面から所定の高さ突出した凸部とを有しており、上記孔内に、上記放電電極を挿通した状態で、各放電電極と微小放電間隙を隔てて対向配置される導電性被膜を、各放電電極の内方側の外面の略半周に亘って、上記凸部表面に形成したことを特徴とする放電型サージ吸収素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気密容器内に封入した放電間隙における放電現象を利用して誘導雷等のサージを吸収することにより、電子機器が損傷することを防止する放電型サージ吸収素子に係り、特に、気中放電に対するトリガ手段として沿面コロナ放電を用いる放電型サージ吸収素子に関する。
【０００２】
従来、誘導雷等のサージから電子機器の電子回路を保護するためのサージ吸収素子として、電圧非直線特性を有する高抵抗体素子よりなるバリスタや、放電間隙を気密容器内に収容したガスアレスタ等が広く使用されている。
【０００３】
上記バリスタは、サージ吸収の応答性に優れるものの、単位面積当たりの電流耐量が比較的小さく、したがって大きなサージ電流を効率よく吸収することが困難である。また、上記ガスアレスタは、放電間隙にアーク放電を生成し、このアーク電圧は殆ど上昇しないため、電流耐量を大きくすることができるのであるが、その反面、放電遅れ時間が大きく、急峻な立ち上がり特性を有するサージに対しては、残留電圧が発生してサージ防護を十分に行い得ないという問題がある。
【０００４】
そこで、図４に示すように、セラミック等よりなる略円柱状の絶縁体60の表面に導電性被膜62を被着させたうえで、この導電性被膜62に幅が２０〜１００μｍ程度の微小放電間隙64を周回状に形成して導電性被膜62を分割すると共に、絶縁体60の両端に主放電間隙66を隔てて放電電極68，68を嵌着して上記導電性被膜62，62と放電電極68，68とを接続し、これを放電ガスと共にガラス等で構成された気密容器70内に封入し、外部端子72，72を導出した放電型サージ吸収素子74が提案されている。
【０００５】
上記放電型サージ吸収素子74に、この放電型サージ吸収素子74の定格電圧以上のサージが印加された場合、まず微小放電間隙64を隔てた導電性被膜62，62間に電位差が生じ、これにより微小放電間隙64に電子が放出されて沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電に伴って生ずる電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電がサージ電流の増加によって主放電間隙66へと転移し、さらに主放電としてのアーク放電に移行してサージの吸収が行われるのである。
このように、上記放電型サージ吸収素子74は、微小放電間隙64に生ずる元来応答速度の速い沿面コロナ放電をトリガ放電として利用するものであるため、上記ガスアレスタに比べて高い応答性を実現できると共に、主放電間隙66に生ずる主放電たるアーク放電によってサージを吸収するものであるため、上記バリスタに比べて大きな電流耐量を実現できるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の放電型サージ吸収素子74にあっては、強度の小さい導電性被膜62，62間でトリガ放電を生成していたため、トリガ放電時の衝撃により導電性被膜62，62がスパッタされ、その結果、導電性被膜62，62間にスパッタ物質（導電性被膜62，62の構成材料）が付着してしまい、このスパッタ物質の付着が、微小放電間隙64の絶縁劣化を引き起こし、放電型サージ吸収素子74の寿命を縮める原因となっていた。
【０００７】
この発明は、従来の上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スパッタによる微小放電間隙の絶縁劣化を効果的に防止し得る長寿命の放電型サージ吸収素子を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る放電型サージ吸収素子は、複数の放電電極を主放電間隙を隔てて対向配置すると共に、これを放電ガスと共に気密容器内に封入し、上記放電電極に接続されたリード端子を気密容器外に導出して成る放電型サージ吸収素子において、上記気密容器内に、上記各放電電極と、微小放電間隙を隔てて対向配置される導電性被膜を備えたトリガ放電部材を配置して成り、該トリガ放電部材は、絶縁性材料より成る本体部と、該本体部に形成された複数の孔と、本体部表面から所定の高さ突出した凸部とを有しており、上記孔内に、上記放電電極を挿通した状態で、各放電電極と微小放電間隙を隔てて対向配置される導電性被膜を、各放電電極の内方側の外面の略半周に亘って、上記凸部表面に形成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の放電型サージ吸収素子に、リード端子を介してサージが印加されると、導電性被膜と各放電電極間の微小放電間隙に電界が集中し、これにより微小放電間隙に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電がサージ電流の増加によって主放電間隙へと転移し、さらに主放電としてのアーク放電に移行してサージの吸収が行われるのである。本発明の放電型サージ吸収素子は、微小放電間隙に生ずる元来応答速度の速い沿面コロナ放電をトリガ放電として利用するものであるため、高い応答性を実現できる。
【００１０】
本発明の放電型サージ吸収素子にあっては、放電電極と、トリガ放電部材の導電性被膜との間に微小放電間隙を形成し、トリガ放電としての沿面コロナ放電を、強度の大きい放電電極と、導電性被膜との間で生成するようにしているので、上記した従来の放電型サージ吸収素子74の如く、強度の小さい導電性被膜62，62同士間でトリガ放電を生成する場合に比べ、導電性被膜がスパッタされて発生するスパッタ物質の発生量を少なくすることができる。この結果、スパッタ物質が放電電極と導電性被膜間に付着することに起因して、微小放電間隙が絶縁劣化する可能性を減少させることができ、放電型サージ吸収素子の長寿命化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の放電型サージ吸収素子にあっては、各放電電極と導電性被膜とが、各放電電極の内方側の外面の略半周に亘って対向配置されているので、微小放電間隙における沿面コロナ放電を広い範囲に亘って生成することができる。
【００１２】
さらに、本発明の放電型サージ吸収素子は、導電性被膜を、トリガ放電部材の本体部表面から所定の高さ突出する凸部表面に形成したので、放電電極と導電性被膜間の沿面距離を、上記凸部の突出高さに相当する分増大することができる。この結果、スパッタ物質が放電電極と導電性被膜間に付着することに起因して、微小放電間隙が絶縁劣化する可能性を更に減少させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明に係る放電型サージ吸収素子を説明する。図１は、本発明の放電型サージ吸収素子10を示す縦断面図である。
この放電型サージ吸収素子10は、ガラスより成る気密容器12内に、アルゴン、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスあるいは窒素ガス等の不活性ガスの単体又は混合ガスより成る放電ガス、又は上記放電ガスに水素、六フッ化硫黄ガス、二酸化炭素を混合して成る放電ガスと、導電性に優れたニッケル等の金属を細長い丸棒状に加工して成る一対の放電電極14，14と、絶縁性材料であるフォルステライト、アルミナ、ステアタイト等のセラミックより成るトリガ放電部材16を封入して成る。
上記一対の放電電極14，14は、所定の距離を隔てて平行配置されており、両放電電極14，14間に主放電間隙18が形成されている。また、上記放電電極14，14の下端部には、デュメット線（銅被覆鉄ニッケル合金線）や４２−６合金線等より成るリード端子20，20の一端が接続されており、上記リード端子20，20の他端は、上記気密容器12の封止部22を貫通して外部に導出されている。
【００１４】
上記トリガ放電部材16は、図２及び図３に拡大して示すように、略楕円盤状の本体部24と、該本体部24を上下に貫通する一対の孔26，26を有しており、上記本体部24の下端は、気密容器12の封止部22内に埋設されて固定されている。
上記孔26，26は、その上端から下端へ向かって所定位置に至るまでは、上記放電電極14の外形寸法と略同径と成されており、上記所定位置から下端へ至るまでは、放電電極14の外形寸法より小径と成されている。そして、上記孔26，26内に、放電電極14，14とリード端子20，20が挿通されている。
上記孔26，26内に挿入された放電電極14，14の外面は、本体部24の壁面に当接すると共に、上記放電電極14，14の下端部は、孔26，26内の上記所定位置近傍の本体部24壁面に当接支持されている。
【００１５】
上記トリガ放電部材16の一対の孔26，26間には、本体部24表面から所定の高さ（例えば、約１mmの高さ）で突出し、その表面にカーボン系材料等より成る導電性被膜28が被着された凸部30が形成されており、該凸部30の両端縁の一部は、図３に示すように、微小放電間隙32を隔てて、孔26，26内に挿入された放電電極14，14の内方側の外面略半周に沿って配置されている。そして、凸部30表面の導電性被膜28と、各放電電極14，14とが、放電電極14，14の内方側の外面の略半周に亘って、上記微小放電間隙32を隔てて対向配置されている。尚、上記微小放電間隙32は、例えば１０〜５０μｍの範囲に設定される。
【００１６】
上記構成を備えた本発明の放電型サージ吸収素子10に、リード端子20，20を介してサージが印加されると、導電性被膜28と各放電電極14，14間の微小放電間隙32に電界が集中し、これにより微小放電間隙32に電子が放出されてトリガ放電としての沿面コロナ放電が発生する。次いで、この沿面コロナ放電は、電子のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグロー放電がサージ電流の増加によって主放電間隙18へと転移し、さらに主放電としてのアーク放電に移行してサージの吸収が行われるのである。本発明の放電型サージ吸収素子10は、微小放電間隙32に生ずる元来応答速度の速い沿面コロナ放電をトリガ放電として利用するものであるため、高い応答性を実現できるものである。
上記の通り、本発明の放電型サージ吸収素子10にあっては、各放電電極14，14と導電性被膜28とが、放電電極14，14の内方側の外面の略半周に亘って対向配置されているので、上記微小放電間隙32における沿面コロナ放電を広い範囲に亘って生成することができる。
【００１７】
而して、本発明の放電型サージ吸収素子10にあっては、放電電極14と導電性被膜28との間に微小放電間隙32を形成し、トリガ放電としての沿面コロナ放電を、強度の大きい放電電極14と、導電性被膜28との間で生成するようにしているので、従来の放電型サージ吸収素子74の如く、強度の小さい導電性被膜62，62同士間でトリガ放電を生成する場合に比べ、導電性被膜がスパッタされて発生するスパッタ物質の発生量を少なくすることができる。この結果、スパッタ物質が放電電極14と導電性被膜28間に付着することに起因して、微小放電間隙32が絶縁劣化する可能性を減少させることができる。
しかも、本発明の放電型サージ吸収素子10にあっては、上記導電性被膜28を、トリガ放電部材16の本体部24表面から所定の高さ突出する凸部30表面に形成していることから、放電電極14と導電性被膜28間の沿面距離を、上記凸部30の突出高さに相当する分増大することができる。この結果、スパッタ物質が放電電極14と導電性被膜28間に付着することに起因して、微小放電間隙32が絶縁劣化する可能性を更に減少させることができるようになっている。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る放電型サージ吸収素子にあっては、放電電極と、トリガ放電部材の導電性被膜との間に微小放電間隙を形成し、トリガ放電としての沿面コロナ放電を、強度の大きい放電電極と、導電性被膜との間で生成するようにしているので、強度の小さい導電性被膜同士間でトリガ放電を生成する従来の放電型サージ吸収素子に比べ、導電性被膜がスパッタされて発生するスパッタ物質の発生量を少なくすることができる。この結果、スパッタ物質が放電電極と導電性被膜間に付着することに起因して、微小放電間隙が絶縁劣化する可能性を減少させることができ、放電型サージ吸収素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る放電型サージ吸収素子を示す縦断面図である。
【図２】  放電電極とトリガ放電部材の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】  図３のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図４】  従来の放電型サージ吸収素子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
10  放電型サージ吸収素子
12  気密容器
14  放電電極
16  トリガ放電部材
18  主放電間隙
24  トリガ放電部材の本体部
26  トリガ放電部材の孔
28  導電性被膜
30  トリガ放電部材の凸部
32  微小放電間隙
【図１】
0003745242.tif 000002
【図２】
0003745242.tif 000003
【図３】
0003745242.tif 000004
【図４】
0003745242.tif 000005