JP2006196294A - サージアブソーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 繰り返しサージを印加しても、安定した放電開始電圧を有するサージアブソーバを提供すること。
【解決手段】 放電ギャップ２を介して導電性被膜３が分割形成された円柱状セラミックス４と、円柱状セラミックス４を介して対向配置されて導電性被膜３に接触する一対の主放電電極部材５と、一対の主放電電極部材５の間に配置されて円柱状セラミックス４を内部にＡｒによって構成された封止ガス６と共に封入する筒型セラミックス７とを備え、封止ガス６の圧力が、放電ギャップ２での放電開始電圧が最小となる圧力よりも高い圧力で封入されている。
【選択図】 図１

Description

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に関する。

電話機、ファクシミリ、モデムなどの通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはＣＲＴ駆動回路など、雷サージや静電気などの異常電流（サージ電流）や異常電圧（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または発火など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。

従来、例えば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、導電性被膜で被覆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封止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リード線を有する封止電極が高温加熱で封止された放電型サージアブソーバである（例えば、特許文献１参照）。

また、機器の小型化に伴い、表面実装化が進んでいる。上記サージアブソーバに適応した例としては、面実装型（メルフ型）として、封止電極にリード線がなく、実装するときは封止電極と基板側とをハンダ付けで接続して固定するものがある（例えば、特許文献２参照）。
このサージアブソーバ１５０は、図１７に示すように、一面に中央の放電ギャップ１５１を介して導電性被膜１５２が分割形成された板状セラミックス１５３と、この板状セラミックス１５３の両端に配置された一対の封止電極１５５と、これら封止電極１５５を両端に配して板状セラミックス１５３を封止ガス１５６と共に封止する筒型セラミックス１５７とを備えている。
この封止電極１５５は、端子電極部材１５８と、この端子電極部材１５８と電気的に接続して導電性被膜１５２に接触する板バネ導体１５９とによって構成されている。
特開平１０−１０６７１２号公報 （第５頁、第１図） 特開２０００−２６８９３４号公報 （第１図）

しかしながら、上記従来のサージアブソーバには、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来のサージアブソーバでは、封止ガスがアルゴン、クリプトン、キセノンのうちの少なくとも１種を含有すると、製造条件によっては異常電流や異常電圧を加えた後における放電開始電圧が安定せず、サージアブソーバの放電開始電圧の精度を維持することが困難である。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、繰り返しサージを印加しても、安定した放電開始電圧を有するサージアブソーバを提供することを目的とする。

本発明者らは、封止ガスがアルゴン、クリプトン、キセノンのうちの少なくとも１種を含有するサージアブソーバの放電開始電圧が不安定となる原因を研究した結果、異常電流や異常電圧によって封止ガスの圧力が変動することにより、放電開始電圧が不安定となることが判明した。
したがって、本発明は、上記知見から得られたものであり、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、本発明にかかるサージアブソーバは、放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された絶縁性部材と、該絶縁性部材を介して対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の主放電電極部材と、該一対の主放電電極部材の間に配置されて前記絶縁性部材をアルゴン、クリプトン、キセノンのうちの少なくとも１種を含有する封止ガスと共に封入する絶縁性管とを備えるサージアブソーバにおいて、前記封止ガスの圧力が、前記放電ギャップでの放電開始電圧が最小となる圧力よりも高いことを特徴とする。

この発明によれば、外部から侵入したサージなどの異常電流や異常電圧が、放電ギャップでの放電をトリガとし、一対の主放電電極部材の対向する面である主放電面間で主放電が行われることで吸収される。この際、封止ガスがアルゴン、クリプトン、キセノンのうちの少なくとも１種を含有していると、異常電流や異常電圧を加えることによって封止ガスの圧力が変動し、これにより放電開始電圧の変動が発生する。
この封止ガスの圧力に起因する放電開始電圧の変動は、放電ギャップでの放電開始電圧が最小となる圧力よりも高い方が、低い方と比較して小さい。そこで、封止ガスの圧力を放電開始電圧が最小となるときの圧力よりも高い圧力で封入することによって、放電開始電圧の変動を小さくすることができる。
したがって、繰り返しサージによる異常電流や異常電圧を加えても、放電開始電圧が安定し、高精度化されたサージアブソーバとすることが可能となる。

また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記封止ガスの圧力が、前記放電開始電圧が最小となる圧力よりも１×１０^４Ｐａ以上高いことが好ましい。
この発明によれば、異常電流や異常電圧を加える前後の封止ガスの圧力変動が１×１０^３〜１×１０^４Ｐａ程度であるため、封止ガスの圧力を放電開始電圧が最小となる圧力よりも１×１０^４Ｐａ以上高くすることで、繰り返し放電を行っても十分に安定した放電開始電圧を有する。

また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記絶縁性管が、非ガラス系のセラミックス材料によって形成されていることが好ましい。
この発明によれば、絶縁性管をガラス材料よりも強度の高いセラミックス材料によって形成することで、ガラス材料と比較して大きなサージ耐量を付加させることができる。また、絶縁性管としてガラス材料を用いると、放電時に主放電面及び導電性被膜がガラス材料によってコーティングされて酸化するためにサージに対する応答性が劣化することや、放電による酸素などのガスの発生に起因する封止ガス圧の変動が発生することがあるが、絶縁性管として非ガラス系のセラミックス材料を用いることでこれらを回避することができる。

また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記一対の主放電電極部材の主放電面に、酸化処理による酸化膜が形成されていることが好ましい。
この発明によれば、主放電面に酸化膜が形成されることによって、高温領域で化学的に安定性に優れた主放電面とすることができる。したがって、主放電時に主放電面の電極成分が飛散しマイクロギャップや絶縁性管内壁などに付着することを抑制し、サージアブソーバの長寿命化が図れる。また、この酸化膜は主放電面との付着力の優れているために、酸化膜の特性を発揮することができる。さらに、高温領域で化学的安定性に優れる高価な金属を主放電電極部材として使用する必要がないため、本発明では主放電電極部材に安価な金属材料を用いることができる。

また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記酸化膜の平均膜厚が、０．０１μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。
この発明によれば、酸化膜の平均膜厚が０．０１μｍ以上であることで、主放電による主放電電極部材の電極成分の飛散を十分に抑制することができる。また、２．０μｍ以下であることで、酸化膜が飛散しやすくなることによるサージアブソーバの短寿命化を抑制することができる。
なお、サージアブソーバをより長寿命とするため、酸化膜の平均膜厚は、０．２μｍ以上１．０μｍ以下を満足することが望ましい。

また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記主放電電極部材が、Ｃｒを含む部材であって、前記酸化膜表面にＣｒが表面富化されていることが好ましい。
この発明によれば、酸化膜表面に高温領域で化学的安定に優れ、高融点であり、導電性を有するＣｒ（クロム）酸化物を富化することにより、主放電面に付着力に優れた酸化膜を形成するので、酸化膜の特性を発揮し、サージアブソーバの長寿命化を図ることができる。
ここで、富化とは、酸化膜表面の組成が、主放電電極部材のバルク組成よりも大きいことをいう。

本発明のサージアブソーバによれば、異常電流や異常電圧による封止ガスの圧力変化による放電開始電圧の変動が小さいので、繰り返し放電を行っても放電開始電圧を安定させて、高精度化され、主放電電極部材の電極成分の飛散を抑制して長寿命化されたサージアブソーバとすることができる。

以下、本発明にかかるサージアブソーバの第１の実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
本実施形態によるサージアブソーバ１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、周面に中央の放電ギャップ２を介して導電性被膜３が分割形成された円柱状セラミックス（絶縁性部材）４と、この円柱状セラミックス４の両端に対向配置されて導電性被膜３に接触する一対の主放電電極部材５と、一対の主放電電極部材５を両端に配して、円柱状セラミックス４を内部に所望の電気特性を得るために組成などを調整された封止ガス６と共に封入する筒型セラミックス（絶縁性管）７とを備えている。

円柱状セラミックス４は、ムライト焼結体などのセラミックス材料からなり、表面に導電性被膜３として物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法の薄膜形成技術によるＴｉＮ（窒化チタン）が形成されている。
放電ギャップ２は、レーザカット、ダイシング、エッチングなどの加工によって０．０１から１．５ｍｍの幅で１から１００本形成されるが、本実施形態では、１１０μｍのものを１本形成している。

一対の主放電電極部材５は、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、及びＣｏ（コバルト）の合金であるコバール（ＫＯＶＡＲ：登録商標）で構成されている。
この一対の主放電電極部材５は、図２に示すように、それぞれ筒型セラミックス７の端面とロウ材８で接着される長方形状の周縁部５Ａと、筒型セラミックス７の内側かつ軸方向に突出すると共に円柱状セラミックス４を支持する突出支持部９とを備え、突出支持部９に囲まれて円柱状セラミックス４の端部に対向する位置には中央領域５Ｂが形成されている。
突出支持部９は、径方向内側面と円柱状セラミックス４の端部とを圧入または嵌合させやすいように、径方向内側面がわずかにテーパ形状を有することが望ましい。また、突出支持部９の先端の互いに対向する面が主放電面９Ａとされている。

封止ガス６は、Ａｒ（アルゴン）によって構成されており、その圧力は放電開始電圧が最小となるときよりも高い圧力である、３．１×１０^４Ｐａで封入されている。ここで、放電開始電圧が最小となる封止ガスの圧力の導出方法については、後述する。
筒型セラミックス７は、例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）などの非ガラス系の絶縁性セラミックスからなり、断面長方形を有し、両端面外縁が周縁部５Ａの外周寸法とほぼ一致している。

次に、以上の構成からなるサージアブソーバ１の製造方法について説明する。
まず、一対の主放電電極部材５を抜き打ち加工によって所望の形状に一体成形する。
続いて、筒型セラミックス７の両端面に、ロウ材８とのぬれ性を向上させるために、例えば、Ｍｏ（モリブデン）−Ｗ（タングステン）層とＮｉ層とを各１層ずつ備えるメタライズ層を形成する。
そして、一方の主放電電極部材５の中央領域５Ｂ上に、円柱状セラミックス４を載置して径方向内側面と円柱状セラミックス４の端面とを接触させる。その後、周縁部５Ａと筒型セラミックス７の端面との間にロウ材８を挟んだ状態で、筒型セラミックス７を他方の主放電電極部材５の周縁部５Ａ上に載置する。
さらに、円柱状セラミックス４の上方が中央領域５Ｂと対向するように主放電電極部材５を載置して径方向内側面と主放電電極部材５とを接触させる。そして、周縁部５Ａと筒型セラミックス７の端面との間にロウ材８を挟んだ状態とする。

上述のように仮組した状態で十分に真空引きを行った後、所定圧力に調整された封止ガス雰囲気としてロウ材８が溶融するまで加熱し、ロウ材８の溶融により円柱状セラミックス４を封止し、その後急速に冷却を行う。以上のようにして、サージアブソーバ１を製造する。
このようにして製造したサージアブソーバ１を、例えば、図３に示すように、プリント基板などの基板Ｂ上に筒型セラミックス７の一側面である実装面７Ａを基板Ｂ上に載置し、基板Ｂと一対の主放電電極部材５の外面とをハンダＳによって接着固定して使用する。

次に、放電開始電圧が最小となる封止ガスの圧力の導出方法について説明する。
まず、図４に示すように、サージアブソーバ１の筒型セラミックス７に貫通孔７ｂを形成し、内部に封止ガス６と同様の組成を有するガスが充填されたベルジャー１５内に配置する。なお、ベルジャー１５の外部から一対の主放電電極部材５に放電開始電圧を計測するテスト波形の印加が可能であるように構成されている。また、ベルジャー１５内のガスを排気したり、封止ガス６と同様の組成を有するガスを導入したりすることで、ベルジャー１５内部のガス圧力及びガス組成を変更できるように構成されている。
そして、一対の主放電電極部材５に対して放電開始電圧を計測するテスト波形を印加して、各ガス組成及び圧力における放電開始電圧を計測することによって、放電開始電圧が最小となる封止ガスの圧力を導出する。その後、この導出結果を基に、封止ガス６のガス圧力を設定する。
本実施形態では、図５の点Ｐ１に示すように封止ガスの圧力が１．２×１０^４Ｐａとなるときに放電開始電圧が最小となった。また、異常電流や異常電圧に起因する封止ガスの圧力変動が１×１０^３〜１×１０^４Ｐａ程度となった。したがって、封止ガス６の圧力を、図５の点Ｐ２に示す３．１×１０^４Ｐａとしている。

このように構成されたサージアブソーバ１によれば、封止ガス６の圧力を２．２×１０^４Ｐａ以上とすることで、封止ガス６がＡｒによって構成されても、放電による封止ガス６の圧力変化に起因する放電開始電圧の変動を小さくすることができる。したがって、繰り返しサージによる異常電流や異常電圧を加えても、放電開始電圧を安定させ、高精度化されたサージアブソーバとすることができる。

また、筒型セラミックス７として非ガラス系のセラミックス材料を用いることで、ガラス材料を用いることと比較して、より大きなサージ耐量を付加させることや、放電時における主放電面９Ａ及び導電性被膜３の酸化を防止してサージの応答性の劣化を回避することや、放電による酸素などのガスの発生に起因する封止ガスのガス圧の変動を防止することができる。

次に、第２の実施形態について、図６を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図６においては、図１と同一の構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第２の実施形態のサージアブソーバ２０では主放電面９Ａに酸化膜９Ｂが形成されている点である。
すなわち、主放電電極部材５の主放電面９Ａに大気中で５００℃、３０分間酸化処理を行うことにより平均膜厚０．６μｍの酸化膜９Ｂが形成されている。

次に、以上の構成からなるサージアブソーバ２０の製造方法について説明する。
まず、一対の端子電極部材５を抜き打ち加工によって所望の形状に一体成形する。そして、主放電面９Ａに対し、大気中で５００℃、３０分間酸化処理を行うことにより平均膜厚０．６μｍの酸化膜９Ｂを形成する。この酸化膜９Ｂの膜厚は、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）によって酸化膜９Ｂの表面に溝加工を行い、この溝断面を走査型電子顕微鏡で、例えば２０箇所のように、複数箇所測定した平均値としている。
その後、第１の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ２０を製造する。

このように構成されたサージアブソーバ２０によれば、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を有するが、主放電面９Ａの酸化処理により平均膜厚０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の酸化膜９Ｂが形成されることで、主放電面９Ａが高温領域で化学的（熱力学的）に安定した特性とすることができる。また、この酸化膜９Ｂは主放電電極部材５との付着力が優れているため、酸化膜９Ｂの特性を発揮することができる。このため、主放電時に主放電電極部材５の金属成分が放電ギャップ２や筒型セラミックス７の内壁などへの飛散を十分に抑制することができる。したがって、サージアブソーバの長寿命化を図れる。

次に、第３の実施形態について、図７を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図７においては、図１と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では主放電電極部材５の突出支持部９によって円柱状セラミックス４が支持された構成であるのに対して、第５の実施形態におけるサージアブソーバ３０は、主放電電極部材３１が第１の実施形態における主放電電極部材５と同様の形状である端子電極部材３２とキャップ電極３３とを有しており、円柱状セラミックス４がキャップ電極３３を介して端子電極部材３２に設けられた突出支持部３４に支持されている点である。

一対のキャップ電極３３は、円柱状セラミックス４よりも硬度が低く、塑性変形できる、例えばステンレスなどの金属からなり、外周部が端子電極部材３２の突出支持部３４の先端よりも軸方向内方に延びて断面略Ｕ字状に形成され、互いに対向する面が主放電面３３Ａとされている。

次に、以上の構成からなるサージアブソーバ３０の製造方法について説明する。
まず、一対の端子電極部材３２に対し焼鈍処理を施した後、抜き打ち加工によって一体成形する。
その後、一対のキャップ電極３３を円柱状セラミックス４の両端に係合させ、第１の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ３０を製造する。

このように構成されたサージアブソーバ３０は、上述した第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様の作用、効果を有するが、円柱状セラミックス４よりも硬度の低いキャップ電極３３が円柱状セラミックス４と突出支持部３４との両面に密着して良好な接触面が得られる。これにより、十分なオーミックコンタクトを得ることができ、サージアブソーバ３０の放電開始電圧などの電気特性が安定する。

次に、第４の実施形態について、図８を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第３の実施形態と同様であり、上述の第３の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図８においては、図７と同一の構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、第４の実施形態のサージアブソーバ４０では、第２の実施形態と同様に、主放電面３３Ａに酸化膜３３Ｂが形成されている点である。
キャップ電極３３が例えば１８−８ステンレスの場合、この一対のキャップ電極３３の表面に所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で７００℃、４０分間酸化処理を行うことにより、表面にＣｒが富化した酸化膜３３Ｂが０．６μｍ形成されている。

以上の構成からなる１８−８金属キャップを使用したサージアブソーバ４０の製造方法について説明する。
まず、上述した第３の実施形態と同様に、一対の端子電極部材３２に対し焼鈍処理を施した後、抜き打ち加工によって一体成形する。
そして、一対のキャップ電極３３の表面に、所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で７００℃、４０分間酸化処理を行うことにより酸化膜表面にＣｒが１０ｍｏｌ％以上に富化した平均膜厚０．６μｍの酸化膜３３Ｂを形成させる。ここで、酸化膜３３Ｂ表面のＣｒ富化は、オージェ分光分析による表面分析にて、例えば５箇所のように複数箇所測定した平均値を得ることで確認している。
その後、上述した第３の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ４０を製造する。

このように構成されたサージアブソーバ４０によれば、上述した第３の実施形態と同様の作用、効果を有するが、主放電面３３Ａに酸化膜３３Ｂが形成されていることによって、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

次に、第５の実施形態について、図９を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図９においては、図１と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第５の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では主放電電極部材５が一体的に形成された突出支持部９を有しているのに対して、第５の実施形態におけるサージアブソーバ５０では、図９（ａ）に示すように、主放電電極部材５１が平板状となっている点である。

そして、この一対の主放電電極部材５１の互いに対向する内面には、ロウ材５３が塗布されている。
このロウ材５３は、図９（ｂ）に示すように、一対の主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４との接触面に形成された間隙５４を埋める充填部５５と、円柱状セラミックス４の両端で円柱状セラミックス４の外周面を保持する保持部５６とを備えている。なお、この間隙５４は、一対の主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４とに寸法精度、傷、加工時の変形などによって発生した凹凸によって形成されたものである。
保持部５６は、主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４とを接触させた際に、ロウ材５３が円柱状セラミックス４の外周面を覆うように盛り上がることによって形成されている。
なお、この保持部５６の盛り上がり高さｈは、主放電電極部材５１の端面から盛り上がり最上部までの寸法であり、この最上部が主放電部となるために、所定の寿命特性によって規定されている。

次に、以上の構成からなるサージアブソーバ５０の製造方法について説明する。
まず、主放電電極部材５１の一面に保持部５６を形成するのに十分な量のロウ材５３を塗布し、主放電電極部材５１の中央領域上に、円柱状セラミックス４を載置して主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４とを接触させる。そして、筒型セラミックス７の端面を載置する。
さらに、筒型セラミックス７のもう一方の端面にロウ材５３が塗布されたもう一方の主放電電極部材５１を載置することで仮組みの状態とする。

続いて、封止工程について説明する。上述のように仮組みした状態の素子を所定圧力に調整された封止ガス雰囲気中で加熱処理することで、ロウ材５３が溶融し、主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４とが密着する。このとき、溶融によりロウ材５３の充填部５５が、円柱状セラミックス４と主放電電極部材５１との間に存在する間隙５４を埋める。また、ロウ材５３の表面張力により形成された保持部５６が、円柱状セラミックス４の両端部を埋め込むようにして保持する。
その後、上述した第１の実施形態と同様に冷却工程を行ってサージアブソーバ５０を製造する。

このように構成されたサージアブソーバ５０は、上述した第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様の作用、効果を有するが、寸法精度、傷、加工時の変形などによって主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４との接触面に形成された間隙５４をロウ材５３で埋めることにより、主放電電極部材５１と円柱状セラミックス４との接触面積が増大する。これにより、十分なオーミックコンタクトを得ることができ、サージアブソーバ５０の放電開始電圧などの電気特性が安定する。

なお、本実施形態において、ロウ材５３と同じ部材によって保持部５６及び充填部５５を形成していたが、充填部５５がロウ材５３とは異なる材料によって形成されていてもよく、例えば活性銀ロウのように円柱状セラミックス４と主放電電極部材５１とを接着可能である導電性の接着剤であってもよい。このようにすることで、円柱状セラミックス４と主放電電極部材５１とが接着し、主放電電極部材５１と導電性被膜３とのより十分なオーミックコンタクトを得ることができる。したがって、サージアブソーバ５０の放電開始電圧などの電気特性が安定する。
また、保持部５６も充填部５５と同様にロウ材５３とは異なる材料で形成されてもよく、例えばロウ材５３や活性銀ロウに対してぬれにくいガラス材を用いてもよい。このようにすることで、円柱状セラミックス４がより確実に主放電電極部材５１の中央付近またはその周辺部に固定される。

次に、第６の実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第５の実施形態と同様であり、上述の第５の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図１０においては、図９と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第６の実施形態と第５の実施形態との異なる点は、第５の実施形態では平板状の主放電電極部材５１のみによって構成されているのに対して、第６の実施形態におけるサージアブソーバ６０では、図１０（ａ）に示すように、主放電電極部材６１が平板状の端子電極部材６２とキャップ電極３３とで構成されている点である。

ロウ材５３は、図１０（ｂ）に示すように、一対の端子電極部材６２とキャップ電極３３との接触面に形成された間隙５４を埋める充填部５５と、キャップ電極３３の両端でキャップ電極３３の外周面を保持する保持部５６とを備えている。
なお、保持部５６の高さｈは、キャップ電極３３の高さよりも低く形成されている。これにより、キャップ電極３３の互いに対向する面が、主放電面３３Ａとなる。

次に、以上の構成からなるサージアブソーバ６０の製造方法について説明する。
まず、上述した第３の実施形態と同様に一対のキャップ電極３３を形成し、円柱状セラミックス４の両端に係合させる。
その後、一対のキャップ電極３３を円柱状セラミックス４の両端に係合させ、第６の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ６０を製造する。

このように構成されたサージアブソーバ６０は、上述した第５の実施形態におけるサージアブソーバ５０と同様の作用、効果を有する。
なお、本実施形態において、上述した第５の実施形態と同様に、充填部５５がロウ材５３とは異なる材料によって形成されていてもよく、例えば活性銀ロウのようにキャップ電極３３と端子電極部材６２とを接着可能である導電性の接着剤であってもよい。
さらに、保持部５６も充填部５５と同様にロウ材５３とは異なる材料で形成されてもよく、例えばロウ材５３や活性銀ロウに対してぬれにくいガラス材を用いてもよい。

次に、第７の実施形態について、図１１を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第６の実施形態と同様であり、上述の第６の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図１１においては、図１０と同一の構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第７の実施形態と第６の実施形態との異なる点は、第７の実施形態のサージアブソーバ７０では、第４の実施形態と同様に、主放電面３３Ａに酸化膜３３Ｂが形成されている点である。
キャップ電極３３が例えば１８−８ステンレスの場合、この一対のキャップ電極３３の表面に所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で７００℃、４０分間酸化処理を行うことにより、表面にＣｒが富化した酸化膜３３Ｂが０．６μｍ形成されている。

このように構成されたサージアブソーバ７０によれば、上述した第６の実施形態と同様の作用、効果を有するが、主放電面３３Ａに酸化膜３３Ｂが形成されていることによって、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

次に、第８の実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図１２においては、図１と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第８の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では主放電電極部材５が一体的に形成された突出支持部９を有し、円柱状セラミックス４をこの突出支持部９に圧入または嵌合させているのに対して、第８の実施形態におけるサージアブソーバ８０は、主放電電極部材８１が端子電極部材６２と、突出支持部材８２とで構成されている点である。

突出支持部材８２は、ほぼ有底円筒形状を有しており、底面８２Ａの中央に開口８２Ｂが形成されている。この開口８２Ｂの開口径は、円柱状セラミックス４よりもやや小さく形成されている。そして、円柱状セラミックス４を開口８２Ｂに挿通して底面８２Ａを軸方向外方に向かって弾性的に屈曲させることで、突出支持部材８２と導電性被膜３との良好なオーミックコンタクトが得られるように構成されている。
なお、この一対の突出支持部材８２の互いに対向する面である底面８２Ａが主放電面となっている。

このように構成されたサージアブソーバ８０は、上述した第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様の作用、効果を有する。
なお、本実施形態において、上述した第２、４、７の実施形態と同様に、主放電面である底面８２Ａの表面に酸化処理による酸化膜を形成してもよい。このようにすることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

次に、第９の実施形態について、図１３を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図１３においては、図１と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。

第９の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では基板上に載置される面実装型のサージアブソーバであるのに対して、第９の実施形態におけるサージアブソーバ９０はリード線を備えたサージアブソーバとなっている点である。
すなわち、サージアブソーバ９０は、導電性被膜３が分割形成された円柱状セラミックス４と、この円柱状セラミックス４の両端に配置された主放電電極部材９１と、この主放電電極部材９１と共に円柱状セラミックス４を封止するガラス管９２とを備えている。

主放電電極部材９１は、キャップ電極９５と、キャップ電極９５の後端から延出するリード線９６とを備えている。
この一対のキャップ電極９５の互いに対向する面が主放電面９５Ａとなっている。
ガラス管９２は、円柱状セラミックス４及び一対のキャップ電極９５を覆うように配置され、両端からリード線９６が突出している。

このように構成されたサージアブソーバ９０は、上述した第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様に、繰り返しサージを印加しても、安定した放電開始電圧を有する。
なお、本実施形態において、上述した第２、４、７の実施形態と同様に、主放電面９５Ａの表面に酸化処理による酸化膜を形成してもよい。このようにすることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

次に、第１０の実施形態について、図１４を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第９の実施形態と同様であり、上述の第９の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図１４においては、図１３と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。

第１０の実施形態と第９の実施形態との異なる点は、第９の実施形態では導電性被膜３が分割形成された円柱状セラミックス４の両端にキャップ電極９５が配置されているのに対して、第１０の実施形態におけるサージアブソーバ１００は、一面上に放電ギャップ１０１を介して導電性被膜１０２が分割形成された板状セラミックス（絶縁性部材）１０３の両端に、この板状セラミックス１０３を挟持する主放電電極部材１０４が配置されている点である。

主放電電極部材１０４は、導電性被膜１０２に接触すると共に板状セラミックス１０３を挟持するクリップ電極１０５と、クリップ電極１０５の後端に設けられたリード線９６とを備えている。
クリップ電極１０５の互いに対向する面が主放電面１０５Ａとなっている。そして、このクリップ電極１０５が、板状セラミックス１０３を挟持することによって、導電性被膜１０２とクリップ電極１０５との良好なオーミックコンタクトが得られるように構成されている。

このように構成されたサージアブソーバ１００は、上述した第９の実施形態におけるサージアブソーバ９０と同様の作用、効果を有する。
なお、本実施形態において、上述した第２、４、７の実施形態と同様に、主放電面１０５Ａの表面に酸化処理による酸化膜を形成してもよい。このようにすることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

次に、本発明にかかるサージアブソーバを、実施例により具体的に説明する。
上述した第７の実施形態におけるサージアブソーバ７０と、Ａｒ封止ガスの圧力が放電ギャップでの放電開始電圧が最小となる圧力とほぼ同一である従来のサージアブソーバとを、それぞれ基板などに実装して使用した際の寿命を比較した。
具体的には、実施例として、図１５に示すようなサージ電流を繰り返しサージアブソーバに所定回数印加して、そのときのギャップ間での放電開始電圧（Ｖ）を測定した結果を図１６に示す。

従来のサージアブソーバは、サージ電流を繰り返し印加されると、Ａｒ封止ガスのガス圧力が変動し、放電開始電圧が安定しない。一方、本発明にかかるサージアブソーバ７０は、封止ガスの圧力が放電ギャップでの放電開始電圧が最小となる圧力よりも高いために、サージ電流を繰り返し印加しても放電開始電圧が安定している。

なお、本発明は上記実施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、図１７のサージアブソーバにおいて、放電開始電圧が最小となるときよりも高い圧力で封止ガスを封入してもよい。このようにしても上述と同様の作用、効果を有する。ここで、板バネ導体１５９の互いに対向する面である主放電面に酸化膜を形成してもよい。このようにすることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。

また、封止ガスは、Ａｒ、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）のうちの少なくとも１種を含有していればよく、所望の電気特性を得るために、これらを混合することによって組成などを調整してもよい。ここで、封止ガスとして、上記３種のうちの少なくとも１種に、例えば、Ｎ_２（窒素）、Ｎｅ（ネオン）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｈ_２（水素）、ＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、ＣＯ_２（二酸化炭素）など、及びこれらの混合ガスを混合したものであってもよい。また、封止ガスの圧力は、上述した導出方法によって求めた放電開始電圧が最小となる封止ガスの圧力よりも高い圧力によって封入されていればよい。ここで、封止ガスの圧力の最大値は、絶縁性管の強度によって変化する。

また、導電性被膜は、Ａｇ（銀）、Ａｇ（銀）／Ｐｄ（パラジウム）合金、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、ＢａＡｌ（バリウム・アルミナ）、Ｃ（炭素）、Ａｇ（銀）／Ｐｔ（白金）合金、ＴｉＯ（酸化チタン）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）などでもよい。
また、主放電電極部材は、ＣｕやＮｉ系の合金でもよい。
また、筒型セラミックス両端面のメタライズ層は、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）でもよく、また、メタライズ層を用いず活性金属ロウ材だけで封止してもよい。

本発明の第１の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 図１の主放電電極部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図１のサージアブソーバを基板上に実装したときの断面図である。 封止ガスの圧力と放電開始電圧との関係を測定する方法の説明図である。 図１のサージアブソーバの封止ガスの圧力と放電開始電圧との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第５の実施形態におけるサージアブソーバを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は端子電極部材とキャップ電極との接触部分の拡大図である。 本発明の第６の実施形態におけるサージアブソーバを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は端子電極部材とキャップ電極との接触部分の拡大図である。 本発明の第７の実施形態におけるサージアブソーバを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は端子電極部材とキャップ電極との接触部分の拡大図である。 本発明の第８の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第９の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第１０の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の実施例におけるサージ電流の時間と電流値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例におけるサージアブソーバの放電回数と放電開始電圧との関係を示すグラフである。 従来のサージアブソーバを示す断面図である。

符号の説明

１、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００ サージアブソーバ
２、１０１ 放電ギャップ
３、１０２ 導電性被膜
４ 円柱状セラミックス（絶縁性部材）
５、３１、５１、６１、８１、９１、１０４ 主放電電極部材
６ 封止ガス
７ 筒型セラミックス（絶縁性管）
９Ａ、３３Ａ、９５Ａ、１０５Ａ 主放電面
９Ｂ、３３Ｂ、 酸化膜
８２Ａ 底面（主放電面）
９２ ガラス管
１０３ 板状セラミックス（絶縁性部材）

Claims (6)

1. 放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された絶縁性部材と、該絶縁性部材を介して対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の主放電電極部材と、該一対の主放電電極部材の間に配置されて前記絶縁性部材をアルゴン、クリプトン、キセノンのうちの少なくとも１種を含有する封止ガスと共に封入する絶縁性管とを備えるサージアブソーバにおいて、
   前記封止ガスの圧力が、前記放電ギャップでの放電開始電圧が最小となる圧力よりも高いことを特徴とするサージアブソーバ。
2. 前記封止ガスの圧力が、前記放電開始電圧が最小となる圧力よりも１×１０^４Ｐａ以上高いことを特徴とする請求項１に記載のサージアブソーバ。
3. 前記絶縁性管が、非ガラス系のセラミックス材料によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサージアブソーバ。
4. 前記一対の主放電電極部材の主放電面に、酸化処理による酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサージアブソーバ。
5. 前記酸化膜の平均膜厚が、０．０１μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のサージアブソーバ。
6. 前記主放電電極部材が、Ｃｒを含む部材であって、前記酸化膜表面にＣｒが表面富化されていることを特徴とする請求項４または５に記載のサージアブソーバ。

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