JP2000323256A - 避雷器エレメント - Google Patents
避雷器エレメントInfo
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- JP2000323256A JP2000323256A JP11132963A JP13296399A JP2000323256A JP 2000323256 A JP2000323256 A JP 2000323256A JP 11132963 A JP11132963 A JP 11132963A JP 13296399 A JP13296399 A JP 13296399A JP 2000323256 A JP2000323256 A JP 2000323256A
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- JP
- Japan
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- gap
- electrode
- electrodes
- ceramic
- lightning arrester
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 通信回路用の小さいバリスタ電圧、制限電圧
の避雷器の製造歩留りを向上させる。 【解決手段】 電極１１、１２の一方の表面にセラミッ
クス被膜１３、１３…を形成する。電極１１、１２は、
セラミックス被膜１３、１３…を介して平行に引き揃え
ることにより、膜厚ｔ相当のギャップを形成することが
できる。
の避雷器の製造歩留りを向上させる。 【解決手段】 電極１１、１２の一方の表面にセラミッ
クス被膜１３、１３…を形成する。電極１１、１２は、
セラミックス被膜１３、１３…を介して平行に引き揃え
ることにより、膜厚ｔ相当のギャップを形成することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、応答性に優れ、
特に通信回路等の弱電回路に好適に適用することができ
る避雷器エレメントに関する。
特に通信回路等の弱電回路に好適に適用することができ
る避雷器エレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｌa Ｂ6 等の希土類元素のホウ化物は、
外部電界により大量の電子を放出する電子放出物質であ
り、避雷器の放電電極に適用することにより、応答性に
優れたバリスタ形の避雷器を作ることができる。なお、
このものは、たとえば避雷器の放電電極面に付着させた
り、グラファイト材等の導電材料と混合して耐アーク性
の放電電極を形成して用いられる。ただし、この場合で
あっても、放電電極間のギャップは、所定のバリスタ電
圧、制限電圧を得るために、正確に寸法設定しなければ
ならない。
外部電界により大量の電子を放出する電子放出物質であ
り、避雷器の放電電極に適用することにより、応答性に
優れたバリスタ形の避雷器を作ることができる。なお、
このものは、たとえば避雷器の放電電極面に付着させた
り、グラファイト材等の導電材料と混合して耐アーク性
の放電電極を形成して用いられる。ただし、この場合で
あっても、放電電極間のギャップは、所定のバリスタ電
圧、制限電圧を得るために、正確に寸法設定しなければ
ならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、たとえば通信回路等の弱電回路用の避雷器に適
用しようとすると、所定の小さいバリスタ電圧、制限電
圧を実現するために、数μｍないし１０数μｍオーダの
ギャップを放電電極間に形成しなければならず、ギャッ
プの寸法管理が極めて難しく、高い製品歩留り率を実現
することが容易でないという問題があった。
ときは、たとえば通信回路等の弱電回路用の避雷器に適
用しようとすると、所定の小さいバリスタ電圧、制限電
圧を実現するために、数μｍないし１０数μｍオーダの
ギャップを放電電極間に形成しなければならず、ギャッ
プの寸法管理が極めて難しく、高い製品歩留り率を実現
することが容易でないという問題があった。
【０００４】そこで、この発明の目的は、電極の表面に
形成するセラミックス被膜、または電極を形成するセラ
ミックス基板を介してギャップの寸法設定をすることに
よって、高い製品歩留り率を容易に実現することができ
る避雷器エレメントを提供することにある。
形成するセラミックス被膜、または電極を形成するセラ
ミックス基板を介してギャップの寸法設定をすることに
よって、高い製品歩留り率を容易に実現することができ
る避雷器エレメントを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの出願に係る第１発明の構成は、ギャップを介し
て平行に引き揃える一対の電極を備えてなり、ギャップ
は、電極の少なくとも一方の表面に形成するセラミック
ス被膜を介して寸法設定し、電子放出物質を充填するこ
とをその要旨とする。
めのこの出願に係る第１発明の構成は、ギャップを介し
て平行に引き揃える一対の電極を備えてなり、ギャップ
は、電極の少なくとも一方の表面に形成するセラミック
ス被膜を介して寸法設定し、電子放出物質を充填するこ
とをその要旨とする。
【０００６】なお、セラミックス被膜は、電極の長手方
向に断続的に形成してもよく、シリカコーティング被膜
としてもよい。
向に断続的に形成してもよく、シリカコーティング被膜
としてもよい。
【０００７】第２発明の構成は、セラミックス基板上に
形成し、ギャップを介して対向する一対の電極を備えて
なり、ギャップは、セラミックス基板を介して寸法設定
し、電子放出物質を充填することをその要旨とする。
形成し、ギャップを介して対向する一対の電極を備えて
なり、ギャップは、セラミックス基板を介して寸法設定
し、電子放出物質を充填することをその要旨とする。
【０００８】なお、第１発明、第２発明において、電子
放出物質は、希土類元素のホウ化物を含むセラミックス
とすることができる。
放出物質は、希土類元素のホウ化物を含むセラミックス
とすることができる。
【０００９】
【作用】かかる第１発明の構成によるときは、一対の電
極間のギャップは、少なくとも一方の電極の表面に形成
するセラミックス被膜を介して寸法設定されている。す
なわち、ギャップの大きさは、セラミックス被膜の膜厚
をコントロールすることにより、極めて容易に、しかも
正確に管理することができる。なお、セラミックス被膜
は、たとえばＡl2Ｏ3 、Ｓi Ｏ2 などの電気絶縁性に優
れた無機質材料を蒸着法（ＰＶＤ、ＣＶＤ、真空蒸着、
スパッタリングを含む）、グラスライニング法（ほうろ
うを含む）、溶射法などの手法により、電極の表面に対
し、所定の膜厚に形成するものとする。また、電子放出
物質をギャップに充填することにより、放電中のギャッ
プ間の電気抵抗を十分小さくし、発生ジュール熱を小さ
くして電極の消耗を防ぐことができる。
極間のギャップは、少なくとも一方の電極の表面に形成
するセラミックス被膜を介して寸法設定されている。す
なわち、ギャップの大きさは、セラミックス被膜の膜厚
をコントロールすることにより、極めて容易に、しかも
正確に管理することができる。なお、セラミックス被膜
は、たとえばＡl2Ｏ3 、Ｓi Ｏ2 などの電気絶縁性に優
れた無機質材料を蒸着法（ＰＶＤ、ＣＶＤ、真空蒸着、
スパッタリングを含む）、グラスライニング法（ほうろ
うを含む）、溶射法などの手法により、電極の表面に対
し、所定の膜厚に形成するものとする。また、電子放出
物質をギャップに充填することにより、放電中のギャッ
プ間の電気抵抗を十分小さくし、発生ジュール熱を小さ
くして電極の消耗を防ぐことができる。
【００１０】セラミックス被膜は、電極の長手方向に断
続的に形成することにより、その中間の被膜が存在しな
い位置において所定の大きさのギャップを形成すること
ができる。また、セラミックス被膜は、電極の長手方向
の形成幅を小さくすることにより、所定の均一な膜厚を
容易に実現することができる。
続的に形成することにより、その中間の被膜が存在しな
い位置において所定の大きさのギャップを形成すること
ができる。また、セラミックス被膜は、電極の長手方向
の形成幅を小さくすることにより、所定の均一な膜厚を
容易に実現することができる。
【００１１】シリカコーティング被膜からなるセラミッ
クス被膜は、ディップ法、ロール法、スプレ法、スピン
コート法、刷毛塗りなどの一般的な手法により、常温に
おいて、電極表面に緻密なシリカ膜を形成することがで
きる。なお、このときのコーティング剤は、シリカを主
成分とし、コロイダルシリカを結合剤とする水性ペイン
ト状のセラコート２２（（株）オーデックの商品名）
や、ケイ素−窒素結合を有し、側鎖がすべて水素からな
るセラミック前駆体としてのペルヒドロポリシラザン
（東燃（株）製）などが使用可能である。
クス被膜は、ディップ法、ロール法、スプレ法、スピン
コート法、刷毛塗りなどの一般的な手法により、常温に
おいて、電極表面に緻密なシリカ膜を形成することがで
きる。なお、このときのコーティング剤は、シリカを主
成分とし、コロイダルシリカを結合剤とする水性ペイン
ト状のセラコート２２（（株）オーデックの商品名）
や、ケイ素−窒素結合を有し、側鎖がすべて水素からな
るセラミック前駆体としてのペルヒドロポリシラザン
（東燃（株）製）などが使用可能である。
【００１２】第２発明によるときは、一対の電極は、セ
ラミックス基板上に形成されており、したがって、電極
間のギャップは、電気絶縁性に優れたセラミックス基板
を介し、正確に寸法設定することができる。
ラミックス基板上に形成されており、したがって、電極
間のギャップは、電気絶縁性に優れたセラミックス基板
を介し、正確に寸法設定することができる。
【００１３】ギャップに充填する電子放出物質は、たと
えばＳi Ｃを主成分とし、重量比３〜５％のＬa Ｂ6 を
含むセラミックスであり、たとえば、バリスタ電圧以下
の電圧に対して抵抗値１５〜５０ＭΩを示し、制限電圧
以上の電圧に対して０．７Ω以下の抵抗値を示すように
設定するものとする。なお、電子放出物質には、カーボ
ンを混入してもよく、カーボンの混入量は、最大でもＳ
i Ｃと同量とするのがよい。
えばＳi Ｃを主成分とし、重量比３〜５％のＬa Ｂ6 を
含むセラミックスであり、たとえば、バリスタ電圧以下
の電圧に対して抵抗値１５〜５０ＭΩを示し、制限電圧
以上の電圧に対して０．７Ω以下の抵抗値を示すように
設定するものとする。なお、電子放出物質には、カーボ
ンを混入してもよく、カーボンの混入量は、最大でもＳ
i Ｃと同量とするのがよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
形態を説明する。
【００１５】避雷器エレメント１０は、ギャップＧを介
し、一対の電極１１、１２を平行に引き揃えてなる（図
１、図２）。
し、一対の電極１１、１２を平行に引き揃えてなる（図
１、図２）。
【００１６】電極１１は、たとえば０．４×０．７mmの
平角銅線であり、先端部には、シリカコーティング被膜
からなるセラミックス被膜１３、１３…が帯状に断続的
に付着形成されている。なお、セラミックス被膜１３、
１３…は、電極１１の最先端から順に、幅ｗ1 、ｗ2 、
ｗ2 、ｗ1 に形成され、相互の間隔ｄ1 、ｄ2 、ｄ1に
配置されている。ただし、幅ｗ1 、ｗ2 、間隔ｄ1 、ｄ
2 の一例は、ｗ1 ≒５mm、ｗ2 ≒２mm、ｄ1 ≒４mm、ｄ
2 ≒５mmであり、各セラミックス被膜１３の膜厚ｔの一
例は、ｔ≒１３μｍである。
平角銅線であり、先端部には、シリカコーティング被膜
からなるセラミックス被膜１３、１３…が帯状に断続的
に付着形成されている。なお、セラミックス被膜１３、
１３…は、電極１１の最先端から順に、幅ｗ1 、ｗ2 、
ｗ2 、ｗ1 に形成され、相互の間隔ｄ1 、ｄ2 、ｄ1に
配置されている。ただし、幅ｗ1 、ｗ2 、間隔ｄ1 、ｄ
2 の一例は、ｗ1 ≒５mm、ｗ2 ≒２mm、ｄ1 ≒４mm、ｄ
2 ≒５mmであり、各セラミックス被膜１３の膜厚ｔの一
例は、ｔ≒１３μｍである。
【００１７】電極１２は、たとえば外径０．２mmの黄銅
線であり、先端部を電極１１の先端部に逆方向に重ね合
わせるようにして、接着剤１２ａを介し、セラミックス
被膜１３、１３…上に接着されている。そこで、電極１
２は、電極１１に対し、ギャップＧ＝ｔを介して平行に
引き揃えられている。
線であり、先端部を電極１１の先端部に逆方向に重ね合
わせるようにして、接着剤１２ａを介し、セラミックス
被膜１３、１３…上に接着されている。そこで、電極１
２は、電極１１に対し、ギャップＧ＝ｔを介して平行に
引き揃えられている。
【００１８】電極１１、１２の重ね合せ部分には、電子
放出物質１４が付着形成されている（図２、図３）。電
子放出物質１４は、希土類元素のホウ化物を含むセラミ
ックス材料を練り、ギャップＧに充填するようにして塗
布した後、適温により焼成されている。
放出物質１４が付着形成されている（図２、図３）。電
子放出物質１４は、希土類元素のホウ化物を含むセラミ
ックス材料を練り、ギャップＧに充填するようにして塗
布した後、適温により焼成されている。
【００１９】避雷器エレメント１０は、キャップ２２、
２２、シール剤２３、２３を介してガラス管のような気
密性のケース２１に封入し、避雷器として完成する（図
３）。ただし、ケース２１内には、Ｎ2 、Ａr のような
不活性ガスを封入することが好ましい。
２２、シール剤２３、２３を介してガラス管のような気
密性のケース２１に封入し、避雷器として完成する（図
３）。ただし、ケース２１内には、Ｎ2 、Ａr のような
不活性ガスを封入することが好ましい。
【００２０】避雷器エレメント１０は、セラミックス被
膜１３、１３…の膜厚ｔを介してギャップＧが寸法設定
されているため、所定の小さなバリスタ電圧、制限電圧
を容易に実現することができる。また、電子放出物質１
４がギャップＧに充填されているため、応答性が極めて
良好であり、電極１１、１２の損耗が少なく、多数回の
繰返し放電に耐える。なお、電極１２は、それが溶断す
ることにより、一種の保護用ヒューズとしても働くこと
ができる。
膜１３、１３…の膜厚ｔを介してギャップＧが寸法設定
されているため、所定の小さなバリスタ電圧、制限電圧
を容易に実現することができる。また、電子放出物質１
４がギャップＧに充填されているため、応答性が極めて
良好であり、電極１１、１２の損耗が少なく、多数回の
繰返し放電に耐える。なお、電極１２は、それが溶断す
ることにより、一種の保護用ヒューズとしても働くこと
ができる。
【００２１】以上の説明において、電極１１、１２の各
断面形状は、任意に設定することができる（図４）。た
とえば、同図（Ａ）は、電極１１を薄い帯板状に形成
し、同図（Ｂ）は、電極１１を電極１２と同様の丸線状
に形成している。また、同図（Ｃ）は、電極１１、１２
の双方を帯板状とし、同図（Ｄ）は、電極１２を変形台
形断面に形成している。
断面形状は、任意に設定することができる（図４）。た
とえば、同図（Ａ）は、電極１１を薄い帯板状に形成
し、同図（Ｂ）は、電極１１を電極１２と同様の丸線状
に形成している。また、同図（Ｃ）は、電極１１、１２
の双方を帯板状とし、同図（Ｄ）は、電極１２を変形台
形断面に形成している。
【００２２】また、セラミックス被膜１３は、一方の電
極１１の表面のうち、他方の電極１２に接する側にのみ
形成してもよい（図５（Ａ）、（Ｂ））。また、セラミ
ックス被膜１３は、一方の電極１１に加えて、他方の電
極１２の表面にも形成することができる（同図
（Ｂ））。ただし、電極１１、１２のセラミックス被膜
１３、１３は、電極１１、１２を重ね合わせて引き揃え
るとき、同一位置に位置決めするものとし、したがっ
て、電極１１、１２間に形成されるギャップＧは、電極
１１、１２のセラミックス被膜１３、１３の膜厚ｔ1 、
ｔ2 として、Ｇ＝ｔ1 ＋ｔ2 に形成される。なお、この
とき、ｔ1 ＝ｔ2 であってもよく、ｔ1 ≠ｔ2 であって
もよい。すなわち、セラミックス被膜１３は、電極１
１、１２の少なくとも一方の表面に形成すれば足りる。
極１１の表面のうち、他方の電極１２に接する側にのみ
形成してもよい（図５（Ａ）、（Ｂ））。また、セラミ
ックス被膜１３は、一方の電極１１に加えて、他方の電
極１２の表面にも形成することができる（同図
（Ｂ））。ただし、電極１１、１２のセラミックス被膜
１３、１３は、電極１１、１２を重ね合わせて引き揃え
るとき、同一位置に位置決めするものとし、したがっ
て、電極１１、１２間に形成されるギャップＧは、電極
１１、１２のセラミックス被膜１３、１３の膜厚ｔ1 、
ｔ2 として、Ｇ＝ｔ1 ＋ｔ2 に形成される。なお、この
とき、ｔ1 ＝ｔ2 であってもよく、ｔ1 ≠ｔ2 であって
もよい。すなわち、セラミックス被膜１３は、電極１
１、１２の少なくとも一方の表面に形成すれば足りる。
【００２３】さらに、電子放出物質１４は、電極１１、
１２間のギャップＧに充填される限り、必ずしも電極１
１、１２の全周に形成する必要がなく、電極１１、１２
のまわりに部分的に付着させてもよいものとする（同図
（Ｂ））。
１２間のギャップＧに充填される限り、必ずしも電極１
１、１２の全周に形成する必要がなく、電極１１、１２
のまわりに部分的に付着させてもよいものとする（同図
（Ｂ））。
【００２４】
【他の実施の形態】電極１１、１２は、セラミックス基
板１５上において、ギャップＧを介して対向させて形成
することができる（図６、図７）。ギャップＧは、セラ
ミックス基板１５を介して寸法設定されており、電子放
出物質１４が充填されている。なお、セラミックス基板
１５は、アルミナ、ベリリア、ステアタイト、フォルス
テタイト、コージライト、ジルコン、マグネシア、ムラ
イト、ボロンナイトライドなどの他、ガラスセラミック
ス等が使用できる。ただし、極端に高誘電率のものは、
応答性を害することがあり、不適切である。
板１５上において、ギャップＧを介して対向させて形成
することができる（図６、図７）。ギャップＧは、セラ
ミックス基板１５を介して寸法設定されており、電子放
出物質１４が充填されている。なお、セラミックス基板
１５は、アルミナ、ベリリア、ステアタイト、フォルス
テタイト、コージライト、ジルコン、マグネシア、ムラ
イト、ボロンナイトライドなどの他、ガラスセラミック
ス等が使用できる。ただし、極端に高誘電率のものは、
応答性を害することがあり、不適切である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この出願に係る第
１発明によれば、少なくとも一方の電極の表面に形成す
るセラミックス被膜を介して電極間のギャップを寸法設
定することによって、ギャップの大きさは、小さいバリ
スタ電圧、制限電圧を得るために数μｍないし１０数μ
ｍのオーダであっても、セラミックス被膜の膜厚をコン
トロールして極めて容易に、しかも正確に管理すること
ができるから、通信回路等の弱電回路用の避雷器を製造
する場合であっても、高い製品歩留り率を容易に実現す
ることができるという優れた効果がある。
１発明によれば、少なくとも一方の電極の表面に形成す
るセラミックス被膜を介して電極間のギャップを寸法設
定することによって、ギャップの大きさは、小さいバリ
スタ電圧、制限電圧を得るために数μｍないし１０数μ
ｍのオーダであっても、セラミックス被膜の膜厚をコン
トロールして極めて容易に、しかも正確に管理すること
ができるから、通信回路等の弱電回路用の避雷器を製造
する場合であっても、高い製品歩留り率を容易に実現す
ることができるという優れた効果がある。
【００２６】第２発明によれば、電極間のギャップは、
セラミックス基板を介して寸法設定されるから、第１発
明と同様の効果を得ることができる。
セラミックス基板を介して寸法設定されるから、第１発
明と同様の効果を得ることができる。
【図１】 要部構成分解斜視説明図
【図２】 図１のＸ−Ｘ線矢視相当断面説明図
【図３】 使用状態説明図
【図４】 他の実施の形態を示す図２相当説明図（１）
【図５】 他の実施の形態を示す図２相当説明図（２）
【図６】 他の実施の形態を示す平面模式説明図
【図７】 図６のＹ−Ｙ線矢視相当拡大断面図
Ｇ…ギャップ １０…避雷器エレメント １１、１２…電極 １３…セラミックス被膜 １４…電子放出物質 １５…セラミックス基板
Claims (5)
- 【請求項１】 ギャップを介して平行に引き揃える一対
の電極を備えてなり、前記ギャップは、前記電極の少な
くとも一方の表面に形成するセラミックス被膜を介して
寸法設定し、電子放出物質を充填することを特徴とする
避雷器エレメント。 - 【請求項２】 前記セラミックス被膜は、前記電極の長
手方向に断続的に形成することを特徴とする請求項１記
載の避雷器エレメント。 - 【請求項３】 前記セラミックス被膜は、シリカコーテ
ィング被膜であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の避雷器エレメント。 - 【請求項４】 セラミックス基板上に形成し、ギャップ
を介して対向する一対の電極を備えてなり、前記ギャッ
プは、前記セラミックス基板を介して寸法設定し、電子
放出物質を充填することを特徴とする避雷器エレメン
ト。 - 【請求項５】 前記電子放出物質は、希土類元素のホウ
化物を含むセラミックスであることを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれか記載の避雷器エレメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132963A JP2000323256A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 避雷器エレメント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132963A JP2000323256A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 避雷器エレメント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323256A true JP2000323256A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15093608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11132963A Pending JP2000323256A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 避雷器エレメント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323256A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242995A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミック電子部品とその製造方法 |
-
1999
- 1999-05-13 JP JP11132963A patent/JP2000323256A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242995A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミック電子部品とその製造方法 |
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