JP2018147728A - サージ防護素子及びその製造方法 - Google Patents
サージ防護素子及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018147728A JP2018147728A JP2017041819A JP2017041819A JP2018147728A JP 2018147728 A JP2018147728 A JP 2018147728A JP 2017041819 A JP2017041819 A JP 2017041819A JP 2017041819 A JP2017041819 A JP 2017041819A JP 2018147728 A JP2018147728 A JP 2018147728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- protection element
- surge protection
- annular groove
- active layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
【解決手段】 絶縁性管2と、絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極3とを備え、一対の封止電極が、内方に突出し互いに対向した一対の突出電極部5を有し、一対の突出電極部の対向面の中央部に平坦面を有する中央平坦部5aが形成されていると共に、前記対向面に中央平坦部5aを囲んだ環状溝5bが形成され、環状溝内に、封止電極の材料よりも電子放出特性の高い材料で形成された放電活性層6が設けられている。
【選択図】図1
Description
すなわち、イオン源材料を突出電極部の対向面に形成した多数の穴部に付着させているが、穴部間に凸部となる薄い壁が対向面全体に多数存在することによって放電位置がばらつき、放電開始電圧が不安定になると共に、薄い壁がサージ印加時に発生するアーク熱により溶融飛散し易いという不都合があった。このため、飛散物の影響で絶縁不良や放電開始電圧の低下を誘発してしまう問題があった。
また、例えば突出電極部の対向面の中央に1つの穴部を形成し、この穴部内にイオン源材料を付着させると、穴部の外側でアーク放電が発生し、やはり放電位置がばらついて放電開始電圧が不安定になってしまう。なお、イオン源材料は、放電の発生を促進する効果を有するが、イオン源材料を付着させた部分自体は電極表面がイオン源材料で覆われているため、アーク放電が発生し難い。
さらに、イオン源材料は、結晶化及び電極への付着力向上の目的で熱処理を施す必要があり、熱処理時にイオン源材料の塊が大きいほど、熱処理時に熱分解による脱水反応により蒸気等のガスが発生し、イオン源材料の膨れが生じる。この膨れの影響により、イオン源材料の密度が低下し、結晶化度が低下してしまう問題があった。このように結晶化度が低い場合、繰り返しサージによるイオン源材料の脱落や飛散、及びアーク放電に対する耐性を低下させる原因になっていた。また、熱処理時の温度を高く設定するほど結晶化度は向上するが、一度膨れてしまうと、密度が低下してイオン源材料の結晶化を阻害してしまう不都合があった。
すなわち、このサージ防護素子では、放電活性層が、環状溝内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に設けられているので、環状溝内で放電活性層が充填されていない空間に蒸気や不純物成分が抜けて放電活性層の膨れを抑制することができる。すなわち、環状溝内に部分的に付着させたイオン源材料を熱処理して放電活性層を形成する際に、イオン源材料が環状溝内で周方向に分散して配置されることで、発生する蒸気等が環状溝内でイオン源材料が付着していない部分を介して外部に抜けるため、膨れの発生が抑制され、放電活性層の結晶化度が向上する。
すなわち、このサージ防護素子では、環状溝が複数形成されているので、中央平坦部の外側に多くの放電活性層を設けることができる。
すなわち、このサージ防護素子では、中央平坦部が円形状に形成され、その半径が対向面の半径の30%以上とされているので、対向面の中央に十分に広い平坦面を得ることができ、アーク放電の集中に対してより高い信頼性を得ることができる。
すなわち、このサージ防護素子の製造方法では、封止電極の材料よりも電子放出特性の高い材料を含むイオン源材料を環状溝内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に付着させる工程と、イオン源材料を熱処理して放電活性層を形成する工程とを有しているので、イオン源材料が環状溝内で周方向に分散して配置されることで、発生する蒸気等が環状溝内でイオン源材料が付着していない部分を介して外部に抜けるため、膨れの発生が抑制され、放電活性層の結晶化度が向上する。
すなわち、本発明に係るサージ防護素子及びその製造方法によれば、一対の突出電極部の対向面の中央部に平坦面を有する中央平坦部が形成されると共に、前記対向面に中央平坦部を囲んだ環状溝が形成され、封止電極の材料よりも電子放出特性の高い材料で形成された放電活性層が、環状溝内に設けられるので、平坦な中央平坦部にアーク放電を集めることができ、放電特性のばらつきが抑制される。
また、放電活性層が、環状溝内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に設けられるので、熱処理時の膨れの発生が抑制される。
したがって、本発明に係るサージ防護素子では、アーク放電に対する耐性が向上し、サージ耐量特性が向上すると共に安定した放電が可能になる。その結果、放電開始電圧の変動幅を小さくできると共に、電極損傷が低減でき、素子の高寿命化(作動可能なサージ印加数の増大)に寄与することができる。
特に、本発明に係るサージ防護素子は、大電流サージ耐性が要求されるインフラ用(鉄道関連、再生エネルギー関連(太陽電池、風力発電等))の電源及び通信設備に好適である。また、サージ耐量が向上しているため、素子の小型化も可能になり、小型電子機器及び実装基板への応用も可能になる。
なお、本実施形態のサージ防護素子1は、絶縁性管2の内周面にイオン源材料で形成された放電補助部4を備えている。
一対の突出電極部5の対向面の中央部には、平坦面を有する中央平坦部5aが形成されていると共に、前記対向面に中央平坦部5aを囲んだ環状溝5bが形成されている。
この放電活性層6は、環状溝5b内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に設けられている。
上記環状溝5bは、複数形成されている。なお、本実施形態では、中央平坦部5aが円形状に形成され、中央平坦部5aの外側に2つの同心円の環状溝5bが形成されている。
また、環状溝5bの深さhは、図3に示すように、隣接する環状溝5bとの間隔L以下に設定されている。
さらに、放電活性層6の付着面積は、環状溝5bの面積に対して20〜80%の範囲内に設定され、好ましくは30〜40%の範囲内に設定される。
なお、本実施形態では、放電補助部4は、絶縁性管2の内周面に軸線Cに沿って直線状に形成されている。
また、図1では、放電補助部4を軸線Cに沿った1本のみ図示しているが、周方向に互いに間隔を空けて複数本形成しても構わない。
封止電極3は、絶縁性管2の両端開口部に導電性融着材(図示略)により加熱処理によって密着状態に固定されている円板状のフランジ部7を有している。このフランジ部7の内側に、内方に突出していると共に絶縁性管2の内径よりも外径の小さな円柱状の突出電極部5が一体に設けられている。
上記導電性融着材は、例えばAgを含むろう材としてAg−Cuろう材で形成されている。
上記絶縁性管2内に封入される放電制御ガスは、不活性ガス等であって、例えばHe,Ar,Ne,Xe,Kr,SF6,CO2,C3F8,C2F6,CF4,H2,大気等及びこれらの混合ガスが採用される。
上記放電活性層形成工程では、封止電極3の材料よりも電子放出特性の高い材料を含むイオン源材料を環状溝5b内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に付着させる工程と、イオン源材料を熱処理して放電活性層6を形成する工程とを有している。
上記放電活性層形成工程では、上述したように、例えばケイ酸ナトリウム溶液に炭酸セシウム粉末を加えて前駆体を作製し、この前駆体を環状溝5bに周方向に間隔を空けて複数箇所に塗布して付着させた後、前駆体に対してケイ酸ナトリウムが軟化する温度以上かつ炭酸セシウムが融解及び分解する温度以上の温度で熱処理を行うことで作製される。
さらに、中央平坦部5aが円形状に形成され、その半径が対向面の半径の30%以上とされているので、前記対向面の中央に十分に広い平坦面を得ることができ、アーク放電の集中に対してより高い信頼性を得ることができる。
なお、比較例として、突出電極部の対向面の中央部に円形状穴部を形成し、円形状穴部内に放電活性層を付着させたものを作製し、上記と同様に測定を行った結果を、図6及び図7に示す。
Claims (5)
- 絶縁性管と、
前記絶縁性管の両端開口部を閉塞して内部に放電制御ガスを封止する一対の封止電極とを備え、
一対の前記封止電極が、内方に突出し互いに対向した一対の突出電極部を有し、
一対の前記突出電極部の対向面の中央部に平坦面を有する中央平坦部が形成されていると共に、前記対向面に前記中央平坦部を囲んだ環状溝が形成され、
前記環状溝内に、前記封止電極の材料よりも電子放出特性の高い材料で形成された放電活性層が設けられていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1に記載のサージ防護素子において、
前記放電活性層が、前記環状溝内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に設けられていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1又は2に記載のサージ防護素子において、
前記環状溝が、複数形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のサージ防護素子において、
前記中央平坦部が円形状に形成され、その半径が前記対向面の半径の30%以上とされていることを特徴とするサージ防護素子。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のサージ防護素子を製造する方法であって、
前記突出電極部の対向面に前記環状溝を形成する溝形成工程と、
前記環状溝内に前記放電活性層を形成する放電活性層形成工程とを有し、
前記放電活性層形成工程で、前記封止電極の材料よりも電子放出特性の高い材料を含むイオン源材料を前記環状溝内で周方向に互いに間隔を空けて複数箇所に付着させる工程と、
前記イオン源材料を熱処理して前記放電活性層を形成する工程とを有していることを特徴とするサージ防護素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017041819A JP6801524B2 (ja) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | サージ防護素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017041819A JP6801524B2 (ja) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | サージ防護素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018147728A true JP2018147728A (ja) | 2018-09-20 |
JP6801524B2 JP6801524B2 (ja) | 2020-12-16 |
Family
ID=63591478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017041819A Active JP6801524B2 (ja) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | サージ防護素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6801524B2 (ja) |
-
2017
- 2017-03-06 JP JP2017041819A patent/JP6801524B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6801524B2 (ja) | 2020-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108604777B (zh) | 浪涌防护元件 | |
WO2017187839A1 (ja) | サージ防護素子 | |
JP2018147728A (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 | |
JP6922647B2 (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 | |
JP6646873B2 (ja) | サージ防護素子 | |
JP6750495B2 (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 | |
JP6801407B2 (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 | |
JP6658433B2 (ja) | サージ防護素子 | |
EP3389153B1 (en) | Surge protective device | |
JP7161144B2 (ja) | サージ防護素子 | |
JP2018116878A (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 | |
JP2017195140A (ja) | サージ防護素子 | |
JP6668720B2 (ja) | サージ防護素子 | |
JP6579443B2 (ja) | サージ防護素子 | |
JP2005116192A (ja) | チップ型サージアブソーバ及びその製造方法 | |
JP2017168294A (ja) | サージ防護素子 | |
JP6795783B2 (ja) | サージ防護素子 | |
JP2020004578A (ja) | サージ防護素子 | |
JP2020004577A (ja) | サージ防護素子 | |
JP2020181722A (ja) | サージ防護素子 | |
JP2020004580A (ja) | サージ防護素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200831 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6801524 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |