JP2020004579A - Surge protection element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、落雷等で発生する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防護素子に関する。 The present invention relates to a surge protection element used to protect various devices from a surge generated by a lightning strike or the like and prevent an accident from occurring.
電話機、ファクシミリ、モデム等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、液晶テレビおよびプラズマテレビ等の画像表示駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧(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又は発火等による破壊を防止するために、サージ防護素子が接続されている。 Telecommunications equipment such as telephones, facsimiles, modems, etc., connected to communication lines, power lines, antennas or image display drive circuits such as CRTs, liquid crystal televisions and plasma televisions, abnormal voltages such as lightning surges and static electricity A surge protection element is connected to a part which is easily affected by electric shock due to (surge voltage) in order to prevent an electronic device or a printed circuit board on which the device is mounted from being damaged by heat or fire due to abnormal voltage.
従来、例えば特許文献1には、ガラス管内で対向する金属部材の間に導電被覆した部材を挟んだマイクロギャップ式サージ防護素子が記載されている。このマイクロギャップ式サージ防護素子では、導電被覆した部材の中央に数μm〜数十μmのスリット(ギャップ)を設け、規定の電圧以下では対向する金属部材間に電流が流れない構造となっている。そして、設定した電圧を超えると、スリット間にアーク放電が発生し、対向する金属部材間に電流が流れるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example,
このサージ防護素子は、ガラス管のガラス軟化による形状変化能と、金属との接合特性とを利用したデバイスであり、量産性にも優れていることから幅広い分野で活用されている。
また、特許文献2には、セラミックス又はガラス等で形成された円筒体と、電気絶縁性のリング状スペーサを介在させることにより所定距離の空間を隔てて対峙する一対の電極とを備えたサージ防護素子が記載されている。このようなサージ防護素子のように、対向電極をアルミナ等のセラミックス製円筒体で封止したサージ防護素子はアレスタと呼ばれている。
This surge protection element is a device that utilizes the shape changeability of a glass tube due to softening of glass and the characteristics of joining with a metal, and has excellent mass productivity, and is therefore used in a wide range of fields.
In addition,
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、ガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子は、ガラスと金属部材との接合性が良好であり、ガスの封止性や、大気や水分の遮断性等の優れた信頼性を有しているが、マイクロギャップを構成するスリット幅が狭いと共に、マイクロギャップ周辺を形成している導電性被覆の厚さが数十μmと薄いため、サージ耐量は1500A程度が限界であった。また、導電性被覆の成膜工程やマイクロギャップを形成するためのレーザ加工工程が必要であり、工程が複雑になると共に作製に時間が掛かり、高コスト化してしまう不都合があった。
一方、アレスタ型サージ防護素子は、直径5mmの製品における耐量が2000Aであり、直径8mmの製品における耐量が5000Aであり、ガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子よりも高いサージ耐量特性を有している。このようなアレスタ型サージ防護素子は、高信頼性が要求される大型家電、太陽光発電及び上下水道といったインフラ設備向け等に採用されている。なお、アレスタ型サージ防護素子は、金属とセラミックスとの接合において、高価な接合剤(銀系ロウ材)や、ガラス製円筒部材より高価なアルミナ製円筒部材が必要となる。さらに、セラミックスと金属部との接合には非常に高い技術が必要であると共に、電極内部に電極補助材(グラファイト等)を設けたり、電極保護及び放電助長の目的で対向電極表面に誘電材料を付与したりする必要があり、製造工程が複雑となっている。そのため、製造費用がガラス被覆型マイクロギャップ式サージ防護素子と比べて大幅に上昇する傾向にあった。特に、静電気対策に用いる場合では上記マイクロギャップのような非常に狭い間隔で対向する電極を互いに離間させる必要があり、高精度にギャップを設定することが困難であった。
さらに、アーク放電により電極部を構成する金属が溶融飛散し、金属成分が絶縁性管の内面に付着することで、一対の封止電極間の絶縁性を悪化させてしまう問題があった。特に、大量の金属成分が絶縁性管の内面に付着すると、絶縁性管の内周面に通電回路が形成されてショートしてしまう場合も有り、その場合はサージ防護素子の寿命と判断されてしまう不都合があった。なお、特許文献2に記載のサージ防護素子では、リング状スペーサが介在しているため、絶縁性管の内周面に金属成分が付着しないが、リング状スペーサの内周面に金属成分が付着して、やはりショートが発生するおそれがあった。
The following problems remain in the above-described conventional technology.
In other words, the glass-coated microgap surge protection element has good bonding properties between glass and metal members, and has excellent reliability such as gas sealing properties and air and moisture blocking properties. However, since the slit width constituting the microgap is small and the thickness of the conductive coating forming the periphery of the microgap is as thin as several tens of μm, the surge withstand capability is limited to about 1500A. In addition, a film forming step of a conductive coating and a laser processing step for forming a micro gap are required, so that the steps become complicated, the production takes time, and the cost is increased.
On the other hand, the arrester-type surge protection element has a withstand capacity of 2000A for a product with a diameter of 5 mm and a resistance of 5000 A for a product with a diameter of 8 mm, and has a surge withstand characteristic higher than that of a glass-coated micro gap type surge protector. I have. Such an arrester-type surge protection element is used for infrastructure equipment such as large home appliances, solar power generation, and water and sewage that require high reliability. The arrester-type surge protection element requires an expensive bonding agent (silver-based brazing material) and an alumina cylindrical member that is more expensive than a glass cylindrical member in joining metal and ceramics. In addition, very high technology is required for joining ceramics and metal parts, and an auxiliary electrode material (such as graphite) is provided inside the electrode, and a dielectric material is applied to the surface of the counter electrode for the purpose of protecting the electrode and promoting discharge. And the production process is complicated. Therefore, the manufacturing cost tends to be significantly higher than that of the glass-coated micro gap type surge protection element. In particular, in the case of using for countermeasures against static electricity, it is necessary to separate electrodes facing each other at a very small interval such as the above-mentioned micro gap, and it has been difficult to set the gap with high accuracy.
Further, there is a problem in that the metal constituting the electrode portion is melted and scattered by the arc discharge, and the metal component adheres to the inner surface of the insulating tube, thereby deteriorating the insulating property between the pair of sealing electrodes. In particular, if a large amount of metal component adheres to the inner surface of the insulating tube, a current-carrying circuit may be formed on the inner peripheral surface of the insulating tube, causing a short circuit.In such a case, the life of the surge protection element is determined. There was an inconvenience. In the surge protection element described in
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低コストで作製可能であると共に、アーク放電で飛散した金属成分の付着によるショートを抑制可能なサージ防護素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to provide a surge protection element that can be manufactured at low cost and that can suppress a short circuit due to adhesion of a metal component scattered by arc discharge. .
本発明は、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、第1の発明に係るサージ防護素子は、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、一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で上下に配された一対の前記封止電極の対向面に挟まれて一対の前記封止電極の間隔を規定する間隔調整部材とを備え、前記間隔調整部材が、絶縁性材料で形成された絶縁性薄板を少なくとも1つ備え、前記絶縁性薄板の前記放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に前記放電空間に沿って延在した溝部を有し、前記溝部を構成する両側の壁部のうち前記放電空間側が、反対側の前記壁部よりも低いことを特徴とする。 The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, a surge protection element according to a first aspect of the present invention includes an insulating tube, a pair of sealing electrodes for closing both ends of the insulating tube to seal a discharge control gas therein, and a pair of the sealing electrodes. A gap adjusting member that is interposed between opposing surfaces of the pair of sealing electrodes arranged vertically above and below a part of the stopping electrodes as a discharge space and defines a gap between the pair of sealing electrodes. The gap adjusting member includes at least one insulating thin plate formed of an insulating material, and a peripheral edge portion of the insulating thin plate in contact with the discharge space extends along at least one of upper and lower surfaces along the discharge space. Wherein the discharge space side is lower than the opposite wall portion among the wall portions on both sides constituting the groove portion.
このサージ防護素子では、絶縁性薄板の放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に放電空間に沿って延在した溝部を有し、溝部を構成する両側の壁部のうち放電空間側が、反対側の壁部よりも低いので、アーク放電で飛散した金属成分が絶縁性薄板の壁部に付着しても付着金属による通電回路が形成され難く、ショートしてしまうことを抑制することができる。すなわち、絶縁性薄板の周縁部に壁部の影になる溝部が形成されていることで、壁部によって溝部内に金属成分が付着し難くなる。なお、溝部を構成する両側の壁部のうち放電空間側が、反対側の壁部よりも低いので、放電空間側の壁部と上下に重ねられる封止電極又は他の部材との間に隙間が生じることで、壁部に金属成分が付着してもショートを防止することができる。
また、周縁部の溝部及び壁部によって絶縁性薄板の周縁部を介した封止電極間の沿面距離が長くなり、この点でも付着金属による通電回路が形成され難くなる。なお、従来のスペーサでは、その周縁部が絶縁性管の軸線に平行な周面であるため、封止電極間の沿面距離が短く、付着金属による通電回路が形成され易い。
さらに、アレスタ型の対向電極を採用していることで、小型でありながら高耐量・高信頼性を得ることができる。
In this surge protection element, the peripheral portion of the insulating thin plate that contacts the discharge space has a groove extending along the discharge space on at least one of the upper and lower surfaces, and the discharge space side of the walls on both sides constituting the groove is formed. , Since the metal component scattered by the arc discharge adheres to the wall portion of the insulating thin plate because it is lower than the opposite wall portion, it is difficult to form an energized circuit by the adhered metal, and it is possible to suppress a short circuit. it can. That is, since the groove which becomes a shadow of the wall is formed in the peripheral portion of the insulating thin plate, the wall makes it difficult for metal components to adhere to the groove. In addition, since the discharge space side is lower than the opposite wall among the walls on both sides constituting the groove, a gap is formed between the wall on the discharge space side and the sealing electrode or another member vertically stacked. This can prevent a short circuit even if a metal component adheres to the wall.
In addition, the creepage distance between the sealing electrodes via the peripheral edge of the insulating thin plate becomes longer due to the groove and the wall of the peripheral edge, and in this respect, it is difficult to form a current-carrying circuit by the adhered metal. In the conventional spacer, since the peripheral portion is a peripheral surface parallel to the axis of the insulating tube, the creepage distance between the sealing electrodes is short, and a current-carrying circuit using an attached metal is easily formed.
Further, by using the arrester-type counter electrode, high durability and high reliability can be obtained while being small.
第2の発明に係るサージ防護素子は、第1の発明において、前記放電空間側の前記壁部が、前記溝部の底部側に向いて傾斜していることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、放電空間側の壁部が、溝部の底部側に向いて傾斜しているので、傾斜した壁部によって溝部の底部がより影になって、溝部内への金属成分の付着をさらに抑制することができる。
A surge protection element according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, the wall on the discharge space side is inclined toward the bottom of the groove.
That is, in this surge protection element, since the wall on the discharge space side is inclined toward the bottom of the groove, the bottom of the groove becomes more shadowed by the inclined wall, and the metal component into the groove is formed. Can be further suppressed.
第3の発明に係るサージ防護素子は、第1又は第2の発明において、前記絶縁性管が、円筒状であり、複数の前記薄板部材が、前記絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、複数の薄板部材が、絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されているので、薄板部材が絶縁性管の内周面に接触する円環状であることで位置決めすることができると共に、間隔調整部材の内側に複数の壁部で囲まれた放電空間を確保することができる。
In the surge protection element according to a third aspect, in the first or second aspect, the insulating tube has a cylindrical shape, and the plurality of thin plate members have an outer peripheral edge formed on an inner peripheral surface of the insulating tube. It is characterized in that it is formed in an annular shape in contact.
That is, in this surge protection element, since the plurality of thin plate members are formed in an annular shape in which the outer peripheral edge is in contact with the inner peripheral surface of the insulating tube, the thin plate member is in contact with the inner peripheral surface of the insulating tube. By being annular, positioning can be performed, and a discharge space surrounded by a plurality of walls can be secured inside the interval adjusting member.
第4の発明に係るサージ防護素子は、第1又は第2の発明において、前記絶縁性管が、円筒状であり、前記間隔調整部材が、前記対向面の中央部分に配され、複数の前記薄板部材が、互いに軸線が共通した円板状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、間隔調整部材が、前記対向面の中央部分に配され、複数の薄板部材が、互いに軸線が共通した円板状に形成されているので、間隔調整部材の外側に放電空間を確保することができる。また、対向面中央部分に配された間隔調整部材が障壁となり、アーク放電で飛散した金属成分が絶縁性管の半径方向反対側の放電空間にまで飛散することを抑制可能である。
A surge protection element according to a fourth aspect is the surge protection element according to the first or second aspect, wherein the insulating tube has a cylindrical shape, and the gap adjusting member is disposed at a central portion of the facing surface. The thin plate member is formed in a disk shape having a common axis.
That is, in this surge protection element, the interval adjusting member is disposed at the center of the opposing surface, and the plurality of thin plate members are formed in a disk shape having a common axis. A discharge space can be secured. Further, the gap adjusting member disposed at the center portion of the facing surface serves as a barrier, so that it is possible to suppress the metal component scattered by the arc discharge from scattering to the discharge space on the opposite side in the radial direction of the insulating tube.
第5の発明に係るサージ防護素子は、第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記間隔調整部材が、前記絶縁性管の軸線方向に重ねられ少なくとも1つが前記絶縁性薄板である複数の薄板部材で構成され、前記薄板部材の前記放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に前記放電空間に沿って延在した溝部を有し、前記溝部を構成する両側の壁部のうち前記放電空間側が、反対側の前記壁部よりも低いことを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、間隔調整部材が、絶縁性管の軸線方向に重ねられ少なくとも1つが絶縁性薄板であると共に溝部と壁部とを有した複数の薄板部材で構成されているので、付着金属による通電回路がさらに形成され難く、ショートしてしまうことを抑制することができる。
さらに、薄板部材の枚数で一対の封止電極間のギャップを容易に調整することができ、作製が容易で低コストである。
A surge protection element according to a fifth aspect of the present invention is the surge protection element according to any of the first to fourth aspects, wherein the interval adjusting member is overlapped in an axial direction of the insulating tube, and at least one of the plurality is a thin insulating plate. A peripheral portion of the thin plate member, which is in contact with the discharge space, has a groove extending along the discharge space on at least one of the upper and lower surfaces, and a wall portion on both sides forming the groove portion The discharge space side is lower than the opposite wall portion.
That is, in this surge protection element, the interval adjusting member is formed of a plurality of thin plate members that are overlapped in the axial direction of the insulating tube, at least one of which is an insulating thin plate and has a groove and a wall. It is more difficult to form an energizing circuit by the adhered metal, and it is possible to suppress a short circuit.
Further, the gap between the pair of sealing electrodes can be easily adjusted by the number of the thin plate members, so that the manufacturing is easy and the cost is low.
第6の発明に係るサージ防護素子は、第5の発明において、前記間隔調整部材が、導電性材料で形成された前記薄板部材である機能性薄板を備えていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、間隔調整部材が、導電性材料で形成された薄板部材である機能性薄板を備えているので、絶縁性薄板によって封止電極間の絶縁性を確保すると共に、導電性を有する機能性薄板によって放電特性を調整することが可能になる。
The surge protection element according to a sixth aspect is characterized in that, in the fifth aspect, the gap adjusting member includes a functional thin plate as the thin plate member formed of a conductive material.
That is, in this surge protection element, since the gap adjusting member includes the functional thin plate which is a thin plate member formed of a conductive material, the insulating thin plate ensures insulation between the sealing electrodes and the conductive thin plate. The discharge characteristics can be adjusted by the functional thin plate having the property.
第7の発明に係るサージ防護素子は、第6の発明において、前記機能性薄板が、金属で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、機能性薄板が、金属で形成されているので、飛散した金属成分が金属の機能性薄板に付着し易くなり、絶縁性薄板に付着することを抑制可能である。
A surge protection element according to a seventh aspect is based on the sixth aspect, wherein the functional thin plate is formed of a metal.
That is, in this surge protection element, since the functional thin plate is formed of a metal, the scattered metal component easily adheres to the functional thin metal plate, and it is possible to suppress the metal component from adhering to the insulating thin plate.
第8の発明に係るサージ防護素子は、第6の発明において、前記機能性薄板が、イオン源材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、機能性薄板が、イオン源材料で形成されているので、アーク放電のトリガとしての放電補助機能を有した機能性薄板とすることができる。
The surge protection element according to an eighth aspect is characterized in that, in the sixth aspect, the functional thin plate is formed of an ion source material.
That is, in this surge protection element, since the functional thin plate is formed of the ion source material, it can be a functional thin plate having a discharge auxiliary function as a trigger of arc discharge.
第9の発明に係るサージ防護素子は、第1から第8の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性薄板が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有していることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、絶縁性薄板が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有しているので、絶縁性薄板中のイオン源材料等の導電性粒子により、絶縁性薄板自体がアーク放電のトリガとしての放電補助機能等を有することができる。
A surge protection element according to a ninth invention is characterized in that, in any one of the first to eighth inventions, the insulating thin plate contains conductive particles in an insulating material.
That is, in this surge protection element, the insulating thin plate contains conductive particles in the insulating material, and the conductive thin particles of the ion source material in the insulating thin plate cause the insulating thin plate itself to be subjected to arc discharge. Can have a discharge assist function or the like as a trigger.
第10の発明に係るサージ防護素子は、第1から第9の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性管が、ガラス管であることを特徴とする。
すなわち、このサージ防護素子では、絶縁性管が、ガラス管であるので、アルミナ等のセラミックスに比べて安価に作製できると共に、高いガス封止性及び水分等の遮断性により優れた信頼性が得られる。
A surge protection element according to a tenth aspect is characterized in that, in any one of the first to ninth aspects, the insulating tube is a glass tube.
That is, in this surge protection element, since the insulating tube is a glass tube, it can be manufactured at a lower cost than ceramics such as alumina, and at the same time, has excellent reliability due to high gas sealing property and moisture blocking property. Can be
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るサージ防護素子によれば、絶縁性薄板の放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に放電空間に沿って延在した溝部を有し、溝部を構成する両側の壁部のうち放電空間側が、反対側の壁部よりも低いので、低コストで作製可能であると共に、アーク放電で飛散した金属成分の付着によるショートを抑制することができる。
したがって、本発明に係るサージ防護素子は、小型かつ安価で高信頼性の製品が要求される電気機器の電源回路部や通信回路部用などに好適である。特に、本発明のサージ防護素子は、基板実装用として静電気対策を含む幅広い用途に好適である。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the surge protection element of the present invention, the peripheral edge portion of the insulating thin plate in contact with the discharge space has a groove extending along the discharge space on at least one of the upper and lower surfaces, and both sides constituting the groove are provided. Since the discharge space side of the wall portion is lower than the opposite wall portion, it can be manufactured at low cost, and short-circuiting due to adhesion of metal components scattered by arc discharge can be suppressed.
Therefore, the surge protection device according to the present invention is suitable for a power supply circuit unit and a communication circuit unit of an electric device that requires a small, inexpensive, and highly reliable product. In particular, the surge protection element of the present invention is suitable for a wide range of applications including measures against static electricity for mounting on a substrate.
以下、本発明に係るサージ防護素子の第1実施形態を、図1から図3を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a first embodiment of a surge protection element according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member a recognizable or easily recognizable size.
本実施形態のサージ防護素子1は、図1及び図2に示すように、絶縁性管2と、絶縁性管2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、一対の封止電極3の間で一部を放電空間Sとして空けた状態で上下に配された一対の封止電極3の対向面に挟まれて一対の封止電極3の間隔を規定する間隔調整部材4とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上記間隔調整部材4は、絶縁性材料で形成された絶縁性薄板6を少なくとも1つ備えている。
また、間隔調整部材4は、絶縁性管2の軸線方向に重ねられ少なくとも1つが絶縁性薄板6である複数の薄板部材で構成されている。
なお、本実施形態では、間隔調整部材4が2枚の薄板部材を重ねて構成され、2枚とも絶縁性薄板6である。
The
The
In the present embodiment, the
上記絶縁性薄板6の放電空間Sに接する周縁部6aは、上下面の少なくとも一方に放電空間Sに沿って延在した溝部6bを有し、溝部6bを構成する両側の壁部6c,6dのうち放電空間S側の壁部6cが、反対側の壁部6dよりも低く設定されている。
なお、本実施形態では、絶縁性薄板6の放電空間Sに接する周縁部6aが、上面にだけ溝部6bを有している。
A
In the present embodiment, the
また、放電空間S側の壁部6cは、溝部6bの底部側に向いて傾斜している。
なお、本実施形態では、図3に示すように、放電空間S側の壁部6cが溝部6b側に向けて折り返された断面鍵状の形状とされ、えぐれた形状の溝部6bとなっている。
さらに、本実施形態では、各絶縁性薄板6の内径が同一に設定されているが、複数枚のうち少なくとも1つを他と異なる内径に設定しても構わない。
The
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
Furthermore, in the present embodiment, the inner diameter of each insulating
上記絶縁性管2は、円筒状であり、鉛ガラス等のガラス管で形成されている。なお、絶縁性管2は、安価で封止性等に優れたガラス管で形成することが好ましいが、アルミナなどの結晶性セラミックス材で形成しても構わない。
複数の絶縁性薄板6(薄板部材)は、絶縁性管2の内周面に外周縁が接触した円環状に形成され、重なる一方の絶縁性薄板6(薄板部材)の壁部6cと他方の絶縁性薄板6(薄板部材)との間に隙間が設けられている。
すなわち、溝部6b及び壁部6cは、放電空間Sを囲んで円環状に延在している。
The insulating
The plurality of insulating thin plates 6 (thin plate members) are formed in an annular shape in which the outer peripheral edge is in contact with the inner peripheral surface of the insulating
That is, the
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。
上記封止電極3は、例えばジュメット線,42アロイ(Fe:58wt%、Ni:42wt%),Cu等で円柱状に形成されている。
なお、本実施形態では、一対の封止電極3が絶縁性管2の内側に入り込んで両端開口部を閉塞している。
各封止電極3には、外側に突出したリード線5の基端部が埋め込まれている。
The discharge control gas sealed in the insulating
The sealing
In the present embodiment, the pair of sealing
The base end of the
なお、間隔調整部材4は、厚さが例えば200〜800μmとなるように、重ねる複数の絶縁性薄板6(薄板部材)の厚さと枚数とが設定される。すなわち、間隔調整部材4の厚さが封止電極間距離となる。
また、封止電極3の対向面の面積に対して、間隔調整部材4の対向面に対する設置面積は50%以内に設定することが好ましい。すなわち、間隔調整部材4の設置面積を50%以内としたのは、50%を超えると十分な放電空間Sが確保できないためである。
The thickness and the number of the plurality of insulating thin plates 6 (thin plate members) to be stacked are set such that the thickness of the
Further, it is preferable that the installation area of the
このように本実施形態のサージ防護素子1では、絶縁性薄板6の放電空間Sに接する周縁部6aが、上下面の少なくとも一方に放電空間Sに沿って延在した溝部6bを有し、溝部6bを構成する両側の壁部6c,6dのうち放電空間S側(壁部6c)が、反対側の壁部6dよりも低いので、アーク放電で飛散した金属成分が絶縁性薄板6の壁部6cに付着しても付着金属による通電回路が形成され難く、ショートしてしまうことを抑制することができる。
As described above, in the surge
すなわち、絶縁性薄板6の周縁部6aに壁部6cの影になる溝部6bが形成されていることで、溝部6b内に金属成分が付着し難くなる。なお、溝部6bを構成する両側の壁部6c,6dのうち放電空間S側(壁部6c)が、反対側の壁部6dよりも低いので、放電空間側の壁部6cと上下に重ねられる封止電極3又は他の絶縁性薄板6との間に隙間が生じることで、壁部6cに金属成分が付着してもショートを防止することができる。
That is, since the
また、周縁部6aの溝部6b及び壁部6cによって絶縁性薄板6の周縁部6aを介した封止電極3間の沿面距離が長くなり、この点でも付着金属による通電回路が形成され難くなる。
なお、従来のスペーサでは、その周縁部が絶縁性管の軸線に平行な周面であるため、封止電極間の沿面距離が短く、付着金属による通電回路が形成され易い。
Further, the creepage distance between the sealing
In the conventional spacer, since the peripheral portion is a peripheral surface parallel to the axis of the insulating tube, the creepage distance between the sealing electrodes is short, and a current-carrying circuit using an attached metal is easily formed.
さらに、アレスタ型の対向電極を採用していることで、小型でありながら高耐量・高信頼性を得ることができる。
特に、絶縁性管2が、ガラス管であるので、アルミナ等のセラミックスに比べて安価に作製できると共に、高いガス封止性及び水分等の遮断性により優れた信頼性が得られる。
また、放電空間S側の壁部6cが、溝部6bの底部側に向いて傾斜しているので、傾斜した壁部6cによって溝部6bの底部がより影になって、溝部6b内への金属成分の付着をさらに抑制することができる。
Further, by using the arrester-type counter electrode, high durability and high reliability can be obtained while being small.
In particular, since the insulating
Further, since the
さらに、間隔調整部材4が、絶縁性管2の軸線方向に重ねられ少なくとも1つが絶縁性薄板6であると共に溝部と壁部とを有した複数の薄板部材で構成されているので、付着金属による通電回路がさらに形成され難く、ショートしてしまうことを抑制することができる。
また、薄板部材(絶縁性薄板6)の枚数で一対の封止電極3間のギャップを容易に調整することができ、作製が容易で低コストである。
Furthermore, since the
Further, the gap between the pair of sealing
次に、本発明に係るサージ防護素子の第2〜第4実施形態について、図4〜図7を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, second to fourth embodiments of the surge protection element according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description of each embodiment, the same components described in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、円環状の複数の薄板部材(絶縁性薄板6)を重ねて間隔調整部材4を構成しているのに対し、第2実施形態のサージ防護素子21は、図4及び図5に示すように、円板状の複数の薄板部材(絶縁性薄板26)を重ねて間隔調整部材24を構成している点である。
すなわち、第2実施形態では、間隔調整部材24が、封止電極3の対向面の中央部分に配され、複数の絶縁性薄板26が、互いに軸線が共通した円板状に形成されている。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the
That is, in the second embodiment, the
上記絶縁性薄板26の放電空間Sに接する周縁部26aは、上下面の少なくとも一方に放電空間Sに沿って延在した溝部26bを有し、溝部26bを構成する両側の壁部26c,26dのうち放電空間S側の壁部26cが、反対側の壁部26dよりも低く設定されている。
第2実施形態では、間隔調整部材24が、重ねられた2枚の薄板部材(絶縁性薄板26)で構成されている。
このように間隔調整部材24が対向面の中央部分に配されることで、間隔調整部材24の外側に、略円環状の放電空間Sが形成される。
なお、本実施形態では、各絶縁性薄板26の外径が同一に設定されているが、複数枚のうち少なくとも1つを他と異なる外径に設定しても構わない。
A
In the second embodiment, the
By arranging the
In the present embodiment, the outer diameter of each insulating
このように第2実施形態のサージ防護素子21では、封止電極3の対向面の中央部分に配された複数の薄板部材(絶縁性薄板26)が、互いに軸線が共通した円板状に形成され、重なる一方の薄板部材(絶縁性薄板26)の放電空間S側の壁部26cと他方の薄板部材(絶縁性薄板26)との間に隙間が設けられているので、間隔調整部材24の外側に放電空間Sを確保することができる。また、対向面中央部分に配された間隔調整部材24が障壁となり、アーク放電で飛散した金属成分が絶縁性管2の半径方向反対側の放電空間Sにまで飛散することを抑制可能である。
As described above, in the
次に、第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、全ての薄板部材が絶縁性薄板6であるのに対し、第3実施形態のサージ防護素子31では、図6に示すように、間隔調整部材34が、絶縁性材料で形成された薄板部材である絶縁性薄板6と、導電性材料で形成された薄板部材である機能性薄板36とを備えている点である。
Next, the difference between the third embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, all the thin plate members are insulating
特に、第3実施形態では、機能性薄板36が、金属で形成されている。
この機能性薄板36は、例えば封止電極3と同じ42アロイやCu等の金属で形成されている。
本実施形態では、機能性薄板36が絶縁性薄板6と同形状に形成され、一対の絶縁性薄板6の間に挟まれて重ねられている。
In particular, in the third embodiment, the functional thin plate 36 is formed of metal.
The functional thin plate 36 is formed of, for example, the same metal as the sealing
In the present embodiment, the functional thin plate 36 is formed in the same shape as the insulating
このように第3実施形態のサージ防護素子31では、間隔調整部材34が、導電性材料で形成された薄板部材である機能性薄板36を備えているので、絶縁性薄板6によって封止電極3間の絶縁性を確保すると共に、導電性を有する機能性薄板36によって放電特性を調整することが可能になる。
特に、第3実施形態では、機能性薄板36が、金属で形成されているので、飛散した金属成分が金属の機能性薄板36に付着し易くなり、絶縁性薄板6に付着することを抑制可能である。
As described above, in the
In particular, in the third embodiment, since the functional thin plate 36 is formed of metal, the scattered metal component easily adheres to the metallic functional thin plate 36 and can be suppressed from adhering to the insulating
次に、第4実施形態と第3実施形態との異なる点は、第3実施形態では、金属の機能性薄板36を採用しているのに対し、第4実施形態のサージ防護素子41では、図7に示すように、間隙調整部材44の機能性薄板46が、イオン源材料で形成されている点である。
すなわち、第4実施形態の機能性薄板46は、例えば炭素材で形成された円環板状の放電補助部である。
Next, the difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that, in the third embodiment, the metal functional thin plate 36 is adopted, whereas in the
That is, the functional
このサージ防護素子41では、過電圧又は過電流が侵入すると、まず放電補助部となる機能性薄板46と封止電極3との間で初期放電が行われ、この初期放電をきっかけに、さらに放電が進展すると、一方の封止電極3から他方の封止電極3へアーク放電が行われる。
このように第4実施形態のサージ防護素子41では、機能性薄板46が、イオン源材料で形成されているので、アーク放電のトリガとしての放電補助機能を有した機能性薄板とすることができる。
In the
Thus, in the
次に、第5実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、間隔調整部4が、絶縁性管2の軸線方向に積層された絶縁性薄板6a,6bで構成されているのに対し、第5実施形態のサージ防護素子51は、図8に示すように、間隙調整部54が、一方の封止電極3の対向面に成膜された1枚の絶縁性薄板56だけで構成されている点である。
すなわち、第5実施形態では、絶縁性薄膜56一枚の厚さだけでギャップを構成している。
Next, the difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the
That is, in the fifth embodiment, the gap is constituted only by the thickness of one insulating thin film 56.
また、第5実施形態では、間隔調整部材54を構成する1枚の絶縁性薄板56が、絶縁性材料中に導電性粒子Cを含有している点でも第1実施形態と異なっている。
すなわち、第5実施形態の絶縁性薄板56は、全体として絶縁性を維持している状態でイオン源材料等の導電性粒子Cを分散状態で含んでいる。
例えば、絶縁性薄板56は、絶縁性材料中にイオン源材料である炭素粒子を導電性粒子Cとして含有させており、一部の導電性粒子Cが内周面に露出している。
Further, the fifth embodiment is different from the first embodiment in that one insulating thin plate 56 constituting the gap adjusting member 54 contains conductive particles C in an insulating material.
That is, the insulating thin plate 56 of the fifth embodiment contains the conductive particles C such as the ion source material in a dispersed state while maintaining the insulating properties as a whole.
For example, the insulating thin plate 56 contains carbon particles as an ion source material as conductive particles C in the insulating material, and some of the conductive particles C are exposed on the inner peripheral surface.
このように第5実施形態のサージ防護素子51では、1枚の絶縁性薄板56であってもこの絶縁性薄板56の厚さに対応したギャップを一対の封止電極3間に設けることができる。
また、絶縁性薄板56が、絶縁性材料中に導電性粒子Cを含有しているので、絶縁性薄板56中のイオン源材料等の導電性粒子Cにより、絶縁性薄板56自体がアーク放電のトリガとしての放電補助機能等を有することができる。
As described above, in the
Further, since the insulating thin plate 56 contains the conductive particles C in the insulating material, the insulating thin plate 56 itself is subjected to arc discharge by the conductive particles C such as the ion source material in the insulating thin plate 56. A discharge assist function or the like as a trigger can be provided.
なお、本発明の技術範囲は上記各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。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
1,21,31,41,51…サージ防護素子、2…絶縁性管、3…封止電極、4,24,34,44,54…間隔調整部材、6,66…絶縁性薄板、6a,26a…周縁部、6b,26b…溝部、6c,6d,26c,26d…壁部、46,56…機能性薄板、C…導電性粒子、S…放電空間 1, 21, 31, 41, 51 ... surge protection element, 2 ... insulating tube, 3 ... sealing electrode, 4, 24, 34, 44, 54 ... spacing adjusting member, 6, 66 ... insulating thin plate, 6a, 26a: peripheral portion, 6b, 26b: groove portion, 6c, 6d, 26c, 26d: wall portion, 46, 56: functional thin plate, C: conductive particles, S: discharge space
Claims (10)
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、
一対の前記封止電極の間で一部を放電空間として空けた状態で上下に配された一対の前記封止電極の対向面に挟まれて一対の前記封止電極の間隔を規定する間隔調整部材とを備え、
前記間隔調整部材が、絶縁性材料で形成された絶縁性薄板を少なくとも1つ備え、
前記絶縁性薄板の前記放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に前記放電空間に沿って延在した溝部を有し、
前記溝部を構成する両側の壁部のうち前記放電空間側が、反対側の前記壁部よりも低いことを特徴とするサージ防護素子。 An insulating tube;
A pair of sealing electrodes for closing the opening at both ends of the insulating tube and sealing the discharge control gas inside,
An interval adjustment for defining the interval between the pair of sealing electrodes sandwiched between opposing surfaces of the pair of sealing electrodes arranged vertically with a part of the sealing electrodes being left as a discharge space between the pair of sealing electrodes. And a member,
The gap adjusting member includes at least one insulating thin plate formed of an insulating material,
A peripheral portion of the insulating thin plate in contact with the discharge space has a groove extending along the discharge space on at least one of upper and lower surfaces,
The surge protection element according to claim 1, wherein the discharge space side of the wall portions on both sides constituting the groove portion is lower than the opposite wall portion.
前記放電空間側の前記壁部が、前記溝部の底部側に向いて傾斜していることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 1,
The wall portion on the side of the discharge space is inclined toward the bottom of the groove.
前記絶縁性管が、円筒状であり、
前記絶縁性薄板が、前記絶縁性管の内周面に外周縁が接触した円環状に形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 1 or 2,
The insulating tube is cylindrical,
A surge protection element, wherein the insulating thin plate is formed in an annular shape in which an outer peripheral edge is in contact with an inner peripheral surface of the insulating tube.
前記絶縁性管が、円筒状であり、
前記間隔調整部材が、前記対向面の中央部分に配され、
前記絶縁性薄板が、互いに軸線が共通した円板状に形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 1 or 2,
The insulating tube is cylindrical,
The interval adjusting member is disposed at a central portion of the facing surface,
The said insulating thin plate is formed in the disk shape which the axis line mutually common, The surge protection element characterized by the above-mentioned.
前記間隔調整部材が、前記絶縁性管の軸線方向に重ねられ少なくとも1つが前記絶縁性薄板である複数の薄板部材で構成され、
前記薄板部材の前記放電空間に接する周縁部が、上下面の少なくとも一方に前記放電空間に沿って延在した溝部を有し、
前記溝部を構成する両側の壁部のうち前記放電空間側が、反対側の前記壁部よりも低いことを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to any one of claims 1 to 4,
The interval adjusting member is constituted by a plurality of thin plate members which are stacked in the axial direction of the insulating tube and at least one of which is the insulating thin plate,
A peripheral portion of the thin plate member contacting the discharge space has a groove extending along the discharge space on at least one of upper and lower surfaces,
The surge protection element according to claim 1, wherein the discharge space side is lower than the opposite wall part among the wall parts on both sides constituting the groove.
前記間隔調整部材が、導電性材料で形成された前記薄板部材である機能性薄板を備えていることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 5,
The said gap adjustment member is provided with the functional thin plate which is the said thin plate member formed with the conductive material, The surge protection element characterized by the above-mentioned.
前記機能性薄板が、金属で形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 6,
The said functional thin plate is formed of metal, The surge protective element characterized by the above-mentioned.
前記機能性薄板が、イオン源材料で形成されていることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to claim 6,
The surge protective element, wherein the functional thin plate is formed of an ion source material.
前記絶縁性薄板が、絶縁性材料中に導電性粒子を含有していることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to any one of claims 1 to 8,
A surge protection element, wherein the insulating thin plate contains conductive particles in an insulating material.
前記絶縁性管が、ガラス管であることを特徴とするサージ防護素子。 The surge protection device according to any one of claims 1 to 9,
2. The surge protection device according to claim 1, wherein the insulating tube is a glass tube.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63318085A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Matsushita Electric Works Ltd | Surge absorbing element |
JPS6472485A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Surge absorbing element |
JPH0275184A (en) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | Surge absorbing element by insulating thin plate |
JP2017107677A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protective element |
JP2017199489A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protection element |
US20200328578A1 (en) * | 2016-04-26 | 2020-10-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge protective device |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63318085A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Matsushita Electric Works Ltd | Surge absorbing element |
JPS6472485A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Surge absorbing element |
JPH0275184A (en) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | Surge absorbing element by insulating thin plate |
JP2017107677A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protective element |
JP2017199489A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | Surge protection element |
US20200328578A1 (en) * | 2016-04-26 | 2020-10-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge protective device |
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