JP2003077618A - サージアブソーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージアブソーバの部品点数を少なくし、
製造コストを抑えると共に、製造方法を簡単化する。 【解決手段】 対向電極７の中央に、サージ吸収素子６
の端部を挿入する凹部９を設け、対向電極７にサージ吸
収素子６の両端を保持させる。対向電極７の凹部９の外
周に凸部１０を設けて、対向する凸部１０の間でアーク
放電を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雷等によって発生
した異常電圧から、半導体や電気機器を保護するために
使用されるサージアブソーバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サージアブソーバは、通信線、電源線、
アンテナなどの電子機器が外部から信号や電力を得るた
めの入力部に接続され、外部からの異常電圧をその内部
に吸収することにより、異常電圧が電子機器の入力部か
ら侵入して、電子機器が破壊されるのを防止する。

【０００３】従来のサージアブソーバ２０は、図５に示
すように、絶縁性物質であるガラスからなるガラス管２
１と、柱状の絶縁体２２の表面に放電間隙２３を有する
導電性皮膜２４を着膜して形成されたサージ吸収素子２
５と、このサージ吸収素子２５の端部が挿入される穴２
６が中央部に形成され、サージ吸収素子２５の端部を保
持するキャップ２７と、このキャップ２７に接続され、
キャップ２７及びサージ吸収素子２４をガラス管２１内
に封止する対向電極２８とから構成されている。このサ
ージアブソーバ２０のガラス管２１内は、不活性ガスが
充填されている。また、対向電極２８の外面の中央に
は、それぞれリード端子２９が接続されている。

【０００４】以下に、上記構造のサージアブソーバ２０
の製造方法を図６を参照して説明する。まず、絶縁体２
１に導電性皮膜２３を着膜させ、絶縁体２１の中央部の
周方向にレーザ光線等を当射して放電間隙２２を形成し
て、サージ吸収素子２５を作成する。

【０００５】次に、サージ吸収素子２５の端部をキャッ
プ２７の穴２６に圧入して、サージ吸収素子２５の両端
部にキャップ２７を取り付ける。また、対向電極の片面
の中央に、リード端子２９を溶接しておく。

【０００６】次に、図６に示すように、カーボンヒータ
３０の穴３１内に、ガラス管２１と、一方の対向電極２
８と、両端にキャップ２７が取り付けられたサージ吸収
素子２５と、他方の対向電極２８とをこの順番で収納す
る。そして、穴３１の雰囲気を真空排気した後、不活性
ガスを導入して、この雰囲気内でガラス管２１を加熱す
る。これにより、ガラス管２１が対向電極２８に接着
し、サージアブソーバ２０が完成される。

【０００７】以上のようにして製造されたサージアブソ
ーバ２０に、異常電圧が印加されると、放電間隙間２２
でグロー放電がトリガされる。この放電は、導電性皮膜
２３に沿って伸展し、最終的に対向するキャップ２７間
でアーク放電が発生する。これにより、異常電圧がサー
ジアブソーバ２０に吸収される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
ージアブソーバ２０では、サージ吸収素子２５の端部を
キャップ２７の穴２６に圧入しなければならず、多大な
労力を必要としていた。また、部品点数が多いため製造
コストが高くなる傾向があった。さらに、キャップ２７
のガラス管２１に近い部分でアーク放電が形成される
と、アーク放電によりガラス管２１が損傷する恐れがあ
った。

【０００９】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、耐久性に優れ、しかも製造の簡単で、安価なサー
ジアブソーバを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のサージアブソーバは、従来のキャッ
プを廃止し、対向電極の中央に、サージ吸収素子を挿入
して保持するための凹部が設けられ、この凹部の近傍に
は、凸部が設けられていることを特徴としている。

【００１１】したがって、対向電極の凹部にサージ吸収
素子が挿入され保持されるので、サージ吸収素子の端部
にキャップを取り付ける労力を省き、製造コストを抑え
ることができる。また、凹部は、対向電極の中央に設け
られているので、サージ吸収素子を確実に対向電極の中
央に配置することができる。さらに、対向電極の凹部の
近傍に設けられた凸部においてアーク放電が形成される
ので、管に近い部分で放電が生じて、管が損傷するのを
防ぐことができる。

【００１２】請求項２記載のサージアブソーバは、凹部
及び凸部が、対向電極の両面に設けられ、対向電極は表
裏同一形状をしていることを特徴としている。つまり、
対向電極の表裏を反転させてもそのまま使用することが
できるので、組立時における表裏の確認が不要となり、
製造方法を簡単化することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るサ
ージアブソーバについて、図１〜図４を参照しながら説
明する。図１には、本実施形態のサージアブソーバ１が
示されている。このサージアブソーバ１は、絶縁性物質
からなる円筒形のガラス管２内に、円柱状のシリコンチ
ップ（導電性素体）３が絶縁層４を介して一体化してな
るサージ吸収素子６が、シリコンチップ３の外面を挟持
面として一対の対向電極７、８により挟持されて、ガラ
ス管１内に不活性ガスと共に封止されたものである。ま
た、対向電極７の外面の中央には、それぞれリード端子
８が溶接されている。

【００１４】シリコンチップ３は、両端面が平面であれ
ば、円柱状のものに限らず、直方体、三角柱、その他の
角柱のものを使用してもよい。一方、絶縁層４は、高精
度且つ容易に形成することができるガラス層とされてい
る。この絶縁層４の径は、シリコンチップ３の径より小
さく設けられており、絶縁層４を介して対向するシリコ
ンチップ３の間には、放電間隙５が形成されている。な
お、図１では、シリコンチップ３は２個とされている
が、３個以上であってもよい。シリコンチップ３の数を
大きくし、絶縁層４の介在箇所を増した場合は、サージ
吸収素子６はより高電圧作動のものとなる。

【００１５】対向電極７は、ガラス管１の熱収縮による
ひび割れを防止するため、ガラス管１と熱膨張係数のほ
ぼ等しい金属で構成されている。この対向電極７の両面
の中央には、図２に示すように、サージ吸収素子６の外
周とほぼ同じ形状をした凹部９が形成されており、この
凹部９にサージ吸収素子６の端部を挿入することで、対
向電極７にサージ吸収素子６が保持される。また、凹部
９の外周には、断面視矩形型をなすリング状の凸部１０
が設けられている。この凸部は、リング状である必要は
なく、例えば周方向にそって複数の凸部が所定の間隔を
おいて配置される構成であってもよい。

【００１６】次に、上記構造のサージアブソーバ１の製
造方法を図３を参照して説明する。サージ吸収素子６
は、例えば、次のようにして製造される。まず、表面に
ガラス層が形成されたシリコンウェハーと、同じく表面
にガラス層が塗布されたシリコンウェハー、またはガラ
ス層が形成されていないシリコンウェハーとを重ね合わ
せる。次に、シリコンウェハーを重ね合わせた状態で、
熱処理を行い、ガラス層によりシリコンウェハーを貼り
合わせる。次に、シリコンウェハーを円柱状に切り出
す。最後に、ガラス層の周縁のみをエッジングにより除
去して、放電間隙５を形成し、これにより、シリコンチ
ップ３がガラス層からなる絶縁層４を介して一体化され
たサージ吸収素子６が完成される。

【００１７】対向電極７は、ジュメット線を輪切りにし
た後、表裏面に型押しで凹部９及び凸部１０を形成して
製造されるか、または鋳造により製造される。また、対
向電極７の一方の凹部９には、リード端子８がスポット
溶接される。この際、凹部９及び凸部１０は対向電極７
の表裏両面に設けられ、対向電極７は表裏同一形状をし
ているので、リード端子８は対向電極７の表裏面のどち
ら側に溶接してもよい。

【００１８】そして、サージアブソーバ１は、以下のよ
うにして組み立てられる。図３に示すように、カーボン
ヒータ３０の穴３１内に、ガラス管２と、一方の対向電
極７と、サージ吸収素子６と、他方の対向電極７とをこ
の順番で収納する。このとき、サージ吸収素子６は、対
向電極７の中央に形成された凹部９により、確実に対向
電極７の中央に保持される。そして、穴３１の雰囲気を
真空排気した後、酸素を含まないガス、例えば不活性ガ
スを導入して、この雰囲気内でガラス管２を加熱する。
これにより、ガラス管２が対向電極７に接着し、サージ
アブソーバ１が完成される。

【００１９】以上のようにして製造されたサージアブソ
ーバ１に、異常電圧が印加されると、まず、図４中ａに
示すように、放電間隙５でグロー放電がトリガされる。
この放電は、シリコンチップ３の表面に沿って伸展し、
最終的には、図中符号ｂに示すように、対向電極７の凸
部１０の間でアーク放電を形成する。これにより、異常
電圧がサージアブソーバ１に吸収される。このとき、凸
部１０は対向電極７の凹部９の近傍に設けられ、凸部１
０とガラス管２との間には十分な間隔が保たれているの
で、アーク放電によりガラス管２１が損傷するのを防ぐ
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のサージ
アブソーバによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のサージアブソーバによれば、対向電極の
凹部にサージ吸収素子が挿入され保持されるので、サー
ジ吸収素子の端部にキャップを取り付ける労力を省き、
製造コストを抑えることができる。また、凹部は、対向
電極の中央に設けられているので、サージ吸収素子を確
実に対向電極の中央に配置することができる。さらに、
対向電極の凹部の近傍に設けられた凸部においてアーク
放電が形成されるので、管に近い部分で放電が生じ、管
が損傷するのを防ぐことができる。

【００２１】請求項２記載のサージアブソーバによれ
ば、凹部及び凸部が、対向電極の両面に設けられ、対向
電極は表裏同一形状をしているので、対向電極の表裏を
反転させてもそのまま使用することができ、組立時にお
ける表裏の確認が不要となり、製造方法を簡単化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るサージアブソーバの
中央縦断面図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る対向電極の斜視図で
ある。

【図３】 本発明の実施形態に係るサージアブソーバの
製造方法を説明する図である。

【図４】 本発明の実施形態に係るサージアブソーバの
中央縦断面図である。

【図５】 従来のサージアブソーバの中央縦断面図であ
る。

【図６】 従来のサージアブソーバの製造方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

１ サージアブソーバ ２ ガラス管（管） ３ シリコンチップ（導電性素体） ５ 放電間隙 ６ サージ吸収素子 ７ 対向電極 ９ 凹部 １０ 凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 宏幸 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス工場電 子デバイス開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性物質からなる管内に、放電間隙を
   有する導電性のサージ吸収素子が挿入され、該サージ吸
   収素子の両端に対向電極が接続されるとともに、前記対
   向電極によって前記サージ吸収素子が前記管内に封止さ
   れたサージアブソーバにおいて、 前記対向電極は、その中央に前記サージ吸収素子の端部
   を挿入して保持するための凹部が設けられ、該凹部の近
   傍には、凸部が設けられていることを特徴とするサージ
   アブソーバ。
2. 【請求項２】 前記凹部及び前記凸部は、前記対向電極
   の両面に設けられ、前記対向電極は表裏同一形状をして
   いるを特徴とする請求項１記載のサージアブソーバ。