JP2707570B2 - マイクロギャップ式サージ吸収素子 - Google Patents
マイクロギャップ式サージ吸収素子Info
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- JP2707570B2 JP2707570B2 JP478188A JP478188A JP2707570B2 JP 2707570 B2 JP2707570 B2 JP 2707570B2 JP 478188 A JP478188 A JP 478188A JP 478188 A JP478188 A JP 478188A JP 2707570 B2 JP2707570 B2 JP 2707570B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，封止ガラス管内の両端封止電極とマイクロ
ギャップ素子の両端キャップとの間に絶縁性無機材料部
材を有するマイクロギャップ式サージ吸収素子に関す
る。更に，詳しくは，インパルス繰り返し印加に対して
の寿命特性の向上したマイクロギャップ式のサージ吸収
素子に関する。
ギャップ素子の両端キャップとの間に絶縁性無機材料部
材を有するマイクロギャップ式サージ吸収素子に関す
る。更に，詳しくは，インパルス繰り返し印加に対して
の寿命特性の向上したマイクロギャップ式のサージ吸収
素子に関する。
［従来の技術］ サージ吸収素子の使用法として一般には，該サージ吸
収素子を取り付ける回路の最大回路電圧より高い動作電
圧にしたサージ吸収素子を取付け，該回路に雷サージ等
の瞬時的な過電圧が侵入した場合のみ該サージ吸収素子
が動作し，該回路に取付けられた電子部品を保護するも
のである。従来のマイクロギャップ式サージ吸収素子は
動作時のアーク放電がマイクロギャップ要素上の導電性
皮膜及びマイクロギャップ上を通過するために，アーク
放電が導電性皮膜及びマイクロギャップを劣化させ，サ
ージ吸収素子の特性を劣化させる傾向があった。
収素子を取り付ける回路の最大回路電圧より高い動作電
圧にしたサージ吸収素子を取付け，該回路に雷サージ等
の瞬時的な過電圧が侵入した場合のみ該サージ吸収素子
が動作し，該回路に取付けられた電子部品を保護するも
のである。従来のマイクロギャップ式サージ吸収素子は
動作時のアーク放電がマイクロギャップ要素上の導電性
皮膜及びマイクロギャップ上を通過するために，アーク
放電が導電性皮膜及びマイクロギャップを劣化させ，サ
ージ吸収素子の特性を劣化させる傾向があった。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は，マイクロギャップ式サージ吸収素子の封止
ガラス管内部の封止電極とマイクロギャップ素子の両端
キャップとの間に絶縁性無機材料部材を設け，アーク放
電が封止電極間に生じるようにし，アーク放電が導電性
皮膜及びマイクロギャップから離れた所を通過させるこ
とにより，アーク放電が導電性皮膜及びマイクロギャッ
プに与える影響を最小にし，インパルスの繰り返し印加
に対する寿命特性の向上したマイクロギャップ式サージ
吸収素子を提供することを目的にする。
ガラス管内部の封止電極とマイクロギャップ素子の両端
キャップとの間に絶縁性無機材料部材を設け，アーク放
電が封止電極間に生じるようにし，アーク放電が導電性
皮膜及びマイクロギャップから離れた所を通過させるこ
とにより，アーク放電が導電性皮膜及びマイクロギャッ
プに与える影響を最小にし，インパルスの繰り返し印加
に対する寿命特性の向上したマイクロギャップ式サージ
吸収素子を提供することを目的にする。
［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ ここに、本発明の要旨とするものは、マイクロギャッ
プ式サージ吸収素子の封止ガラス管内の両端に設けられ
た封止電極を有し、且つ、マイクロギャップ素子の両端
には対向してキャップが設けられ、該キャップの径より
も大きく、且つ、該封止電極の径よりも小さい径の絶縁
性無機材料部材を、該ギャップと封止電極が挟んだ形態
で設置していることを特徴とするマイクロギャップ式サ
ージ吸収素子である。
プ式サージ吸収素子の封止ガラス管内の両端に設けられ
た封止電極を有し、且つ、マイクロギャップ素子の両端
には対向してキャップが設けられ、該キャップの径より
も大きく、且つ、該封止電極の径よりも小さい径の絶縁
性無機材料部材を、該ギャップと封止電極が挟んだ形態
で設置していることを特徴とするマイクロギャップ式サ
ージ吸収素子である。
［作用］ 本発明によると，マイクロギャップ式サージ吸収素子
のガラス管内の封止電極とマイクロギャップ素子の両端
キャップとの間に絶縁性無機材料の部材を挿入設置する
ことにより，過電圧が印加された場合にマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子の封止電極間にアーク放電が発生
し，マイクロギャップ素子の表面に対する悪影響をさけ
ることができるようにしたものである。
のガラス管内の封止電極とマイクロギャップ素子の両端
キャップとの間に絶縁性無機材料の部材を挿入設置する
ことにより，過電圧が印加された場合にマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子の封止電極間にアーク放電が発生
し，マイクロギャップ素子の表面に対する悪影響をさけ
ることができるようにしたものである。
本発明によると，マイクロギャップ式サージ吸収素子
の封止ガラス管内のマイクロギャップ素子の両端キャッ
プと封止電極の間に，封止電極より小さな径の絶縁性無
機材料部材を挟み込んで設置し，インパルスが印加され
た時に生じるアーク放電をマイクロギャップより離れた
位置に生じさせることにより，アーク放電が導電性皮膜
及びマイクロギャップから浮上した位置に生じるため，
アーク放電が導電性皮膜及びマイクロギャップに与える
影響を減少させ，インパルス繰り返し印加に対しての寿
命特性を向上できたものである。
の封止ガラス管内のマイクロギャップ素子の両端キャッ
プと封止電極の間に，封止電極より小さな径の絶縁性無
機材料部材を挟み込んで設置し，インパルスが印加され
た時に生じるアーク放電をマイクロギャップより離れた
位置に生じさせることにより，アーク放電が導電性皮膜
及びマイクロギャップから浮上した位置に生じるため，
アーク放電が導電性皮膜及びマイクロギャップに与える
影響を減少させ，インパルス繰り返し印加に対しての寿
命特性を向上できたものである。
これに対し，通常のマイクロギャップ式サージ吸収素
子では，マイクロギャップ付近でグロー放電が生じ，最
終的には，キャップ〜キャップ間のアーク放電に移行す
る。このアーク放電が，皮膜及びマイクロギャップを通
過する時に，導電性皮膜及びマイクロギャップを劣化さ
せるものである。しかし，本発明によるマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子の構造では，アーク放電が封止部電
極間で生じるために，マイクロギャップ表面より離れた
位置を通過し，アーク放電がその該表面上を通過しない
ことから，マイクロギャップ要素の皮膜及びギャップの
劣化を防ぐものである。
子では，マイクロギャップ付近でグロー放電が生じ，最
終的には，キャップ〜キャップ間のアーク放電に移行す
る。このアーク放電が，皮膜及びマイクロギャップを通
過する時に，導電性皮膜及びマイクロギャップを劣化さ
せるものである。しかし，本発明によるマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子の構造では，アーク放電が封止部電
極間で生じるために，マイクロギャップ表面より離れた
位置を通過し，アーク放電がその該表面上を通過しない
ことから，マイクロギャップ要素の皮膜及びギャップの
劣化を防ぐものである。
即ち，本発明のマイクロギャップ式サージ吸収素子の
放電機構は，静電容量が小さいマイクロギャップで電子
放出が生じるために，放電遅れが従来のものと変わらな
いものが得られる。
放電機構は，静電容量が小さいマイクロギャップで電子
放出が生じるために，放電遅れが従来のものと変わらな
いものが得られる。
即ち，本発明のサージ吸収素子においては、マイクロ
ギャップに加え、２つのギャップが直接に接続されてい
る構造であるので、まず最初にマイクロギャップでトリ
ガーし、次に、絶縁性無機材料のギャップでも放電が開
始され、その後、放電しやすいマイクロギャップ放電が
ギャップ間に移行し、次に封止電極間に移行して、電極
が安定する。従って、本発明のマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子では、放電開始電圧が高められるものであ
る。更に、詳細すると、本発明のサージ吸収素子の構造
では、マイクロギャップと絶縁性無機材料のギャップを
比べるとマイクロギャップの方が断面積が非常に小さい
ため、静電容量はマイクロギャップの方が絶縁性無機材
料のギャップに対して1/100程度小さい値となる。この
構造のサージ吸収素子では、合計３つのギャップを含む
封止電極間に過電流が印加されると、静電容量の一番小
さいマイクロギャップ間に全電圧が印加され、その結果
マイクロギャップでトリガーし、あわせて絶縁性無機材
料のギャップでも放電が発生する。その後、放電のしや
すいマイクロギャップの放電がギャップ間に移行し、続
いて封止電極間に移行する。そして、封止電極間の放電
が継続し、安定する。即ち、放電開始電圧である。従っ
て、サージ応答特性については、同一マイクロギャップ
を用いた場合、放電開始電圧は絶縁性無機材料のギャッ
プが増加した分上昇するが、マイクロギャップ数により
同一放電開始電圧に調整して比較すると、トリガーがど
ちらもマイクロギャップで行われるため、放電遅れに大
差は見られなくなる。
ギャップに加え、２つのギャップが直接に接続されてい
る構造であるので、まず最初にマイクロギャップでトリ
ガーし、次に、絶縁性無機材料のギャップでも放電が開
始され、その後、放電しやすいマイクロギャップ放電が
ギャップ間に移行し、次に封止電極間に移行して、電極
が安定する。従って、本発明のマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子では、放電開始電圧が高められるものであ
る。更に、詳細すると、本発明のサージ吸収素子の構造
では、マイクロギャップと絶縁性無機材料のギャップを
比べるとマイクロギャップの方が断面積が非常に小さい
ため、静電容量はマイクロギャップの方が絶縁性無機材
料のギャップに対して1/100程度小さい値となる。この
構造のサージ吸収素子では、合計３つのギャップを含む
封止電極間に過電流が印加されると、静電容量の一番小
さいマイクロギャップ間に全電圧が印加され、その結果
マイクロギャップでトリガーし、あわせて絶縁性無機材
料のギャップでも放電が発生する。その後、放電のしや
すいマイクロギャップの放電がギャップ間に移行し、続
いて封止電極間に移行する。そして、封止電極間の放電
が継続し、安定する。即ち、放電開始電圧である。従っ
て、サージ応答特性については、同一マイクロギャップ
を用いた場合、放電開始電圧は絶縁性無機材料のギャッ
プが増加した分上昇するが、マイクロギャップ数により
同一放電開始電圧に調整して比較すると、トリガーがど
ちらもマイクロギャップで行われるため、放電遅れに大
差は見られなくなる。
従って、本発明の構造のサージ吸収素子では、アーク
放電をマイクロギャップ表面より離れた位置となる。以
上のような放電開始機構により、放電遅れ等の特性は従
来のものと同一になる。
放電をマイクロギャップ表面より離れた位置となる。以
上のような放電開始機構により、放電遅れ等の特性は従
来のものと同一になる。
即ち、本発明では、絶縁性無機材料部材が封止電極と
マイクロギャップ素子（キャップ）間に設けられること
により、マイクロギャップに加え、２つのギャップが直
列に接続されている構造であり、そのために以上のよう
な放電機構とそれによる技術的効果が得られる。また、
静電容量が小さいマイクロギャップで電子放出が生じる
ために、放電遅れが生じなく、従来のものと放電特性が
変化しないのである。
マイクロギャップ素子（キャップ）間に設けられること
により、マイクロギャップに加え、２つのギャップが直
列に接続されている構造であり、そのために以上のよう
な放電機構とそれによる技術的効果が得られる。また、
静電容量が小さいマイクロギャップで電子放出が生じる
ために、放電遅れが生じなく、従来のものと放電特性が
変化しないのである。
本発明により設置される絶縁性無機材料部材は，マイ
クロギャップ式サージ吸収素子の封止ガラス管内部の封
止電極とマイクロギャップ素子の間に，封止電極より小
さな径の絶縁性無機材料部材を挿入設置したものであ
る。絶縁性無機材料部材の形状としては，円板が好適で
あるが，特に限定されるものではない。絶縁性無機材料
部材の径としては，絶縁性無機材料部材の径を,D1と
し，封止電極の径をD2とすると,D1＜D2の関係を有す
る。
クロギャップ式サージ吸収素子の封止ガラス管内部の封
止電極とマイクロギャップ素子の間に，封止電極より小
さな径の絶縁性無機材料部材を挿入設置したものであ
る。絶縁性無機材料部材の形状としては，円板が好適で
あるが，特に限定されるものではない。絶縁性無機材料
部材の径としては，絶縁性無機材料部材の径を,D1と
し，封止電極の径をD2とすると,D1＜D2の関係を有す
る。
絶縁性無機材料部材の材質としては，絶縁性が良好で
緻密で且つ耐熱性が良好なアルミナ，ムライト，ホルス
テライト，ステアタイト，ジルコニア等が好適である
が，それらに限定されるものではない。
緻密で且つ耐熱性が良好なアルミナ，ムライト，ホルス
テライト，ステアタイト，ジルコニア等が好適である
が，それらに限定されるものではない。
この絶縁性無機材料部材の厚さは，好適には,0.1〜0.
5mmであるが，特にこれに限定されるものではない。
5mmであるが，特にこれに限定されるものではない。
次に，本発明の絶縁性無機材料部材を封止ガラス管内
のマイクロギャップ素子の両端キャップと封止電極の間
に挟んで設置したマイクロギャップ式サージ吸収素子を
具体的な実施例により説明するが，本発明は，次の説明
により限定されるものではない。
のマイクロギャップ素子の両端キャップと封止電極の間
に挟んで設置したマイクロギャップ式サージ吸収素子を
具体的な実施例により説明するが，本発明は，次の説明
により限定されるものではない。
［実施例１］ 本実施例を断面により第１図に示す。本実施例では，
封止ガラス管５の中に封入されたマイクロギャップ素子
１からなり，そのマイクロギャップ素子１の両端にキャ
ップ2,2を備え，その外側に，絶縁性無機材料部材3,3が
設置されている。更に，その外側に封止電極4,4が設置
されている。この封止電極4,4に図示のように各々リー
ド線6,6が結合されている。
封止ガラス管５の中に封入されたマイクロギャップ素子
１からなり，そのマイクロギャップ素子１の両端にキャ
ップ2,2を備え，その外側に，絶縁性無機材料部材3,3が
設置されている。更に，その外側に封止電極4,4が設置
されている。この封止電極4,4に図示のように各々リー
ド線6,6が結合されている。
この絶縁性無機材料部材として，厚さ0.2mmのアルミ
ナ板を使用した場合と，厚さ0.4mmのジルコニア板を使
用した場合について,VS（直流放電開始電圧）を測定
し，標準衝撃電圧インパルス［（波頭長1.2μ秒，波尾
長50μ秒）波高値10kV］を印加したとき,Vimp（インパ
ルス応答電圧）を測定した。その結果を第１表に示す。
なお比較例は，本発明による絶縁性無機材料部材の挟み
込みのないマイクロギャップ式サージ吸収素子による測
定値である。
ナ板を使用した場合と，厚さ0.4mmのジルコニア板を使
用した場合について,VS（直流放電開始電圧）を測定
し，標準衝撃電圧インパルス［（波頭長1.2μ秒，波尾
長50μ秒）波高値10kV］を印加したとき,Vimp（インパ
ルス応答電圧）を測定した。その結果を第１表に示す。
なお比較例は，本発明による絶縁性無機材料部材の挟み
込みのないマイクロギャップ式サージ吸収素子による測
定値である。
次に標準衝撃電圧インパルス［（波頭長1.2μ秒，波
尾長50μ秒），波高値10kV］を繰り返し印加して寿命試
験を行なった。その結果を第２図のグラフに示す。縦軸
に直流放電開始電圧をとり，横軸に印加回数をとった。
繰り返しインパルス印加によりサージ吸収素子の直流放
電開始電圧特性が劣化していくが，従来品と比べて本発
明による絶縁性無機材料部材を挟み込んだ構造のマイク
ロギャップ式サージ吸収素子は，寿命特性が改良された
ことが明らかである。
尾長50μ秒），波高値10kV］を繰り返し印加して寿命試
験を行なった。その結果を第２図のグラフに示す。縦軸
に直流放電開始電圧をとり，横軸に印加回数をとった。
繰り返しインパルス印加によりサージ吸収素子の直流放
電開始電圧特性が劣化していくが，従来品と比べて本発
明による絶縁性無機材料部材を挟み込んだ構造のマイク
ロギャップ式サージ吸収素子は，寿命特性が改良された
ことが明らかである。
［発明の効果］ 本発明のサージ吸収素子は，絶縁性無機材料部材を封
止電極とマイクロギャップ素子の間に挟み込んだ構造に
より， インパルスに対する応答特性が従来のマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子と変わることなく，インパルスを繰
り返し印加したときの寿命特性が向上したマイクロギャ
ップ式サージ吸収素子を提供できるなどの技術的な効果
が得られた。
止電極とマイクロギャップ素子の間に挟み込んだ構造に
より， インパルスに対する応答特性が従来のマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子と変わることなく，インパルスを繰
り返し印加したときの寿命特性が向上したマイクロギャ
ップ式サージ吸収素子を提供できるなどの技術的な効果
が得られた。
第１図は，本発明によるマイクロギャップ式サージ吸収
素子の構造を示す断面図である。 第２図は，本発明による構造のマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子によるインパルス繰り返し印加による直流放
電開始電圧の変化を測定した結果をグラフに示した図で
ある。 ［主要部分の符号の説明］ １……マイクロギャップ素子 ２……キャップ ３……絶縁性無機材料部材 ４……封止電極 ５……封止ガラス管
素子の構造を示す断面図である。 第２図は，本発明による構造のマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子によるインパルス繰り返し印加による直流放
電開始電圧の変化を測定した結果をグラフに示した図で
ある。 ［主要部分の符号の説明］ １……マイクロギャップ素子 ２……キャップ ３……絶縁性無機材料部材 ４……封止電極 ５……封止ガラス管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆明 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱鉱業セメント株式会社セラミックス 研究所内 (72)発明者 内田 秋夫 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱鉱業セメント株式会社セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−167293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−205080（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロギャップ式サージ吸収素子の封止
ガラス管内の両端に設けられた封止電極を有し、且つ、
マイクロギャップ素子の両端には対向してギャップが設
けられ、該キャップの径よりも大きく、且つ、該封止電
極の径よりも小さい径の絶縁性無機材料部材を、該キャ
ップと封止電極が挟んだ形態で設置していることを特徴
とするマイクロギャップ式サージ吸収素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP478188A JP2707570B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP478188A JP2707570B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186579A JPH01186579A (ja) | 1989-07-26 |
| JP2707570B2 true JP2707570B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=11593357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP478188A Expired - Fee Related JP2707570B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707570B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2541069B2 (ja) * | 1992-02-27 | 1996-10-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 封止電極及びこれを用いたサ―ジアブソ―バ |
| JP2541068B2 (ja) * | 1992-02-27 | 1996-10-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 封止電極及びこれを用いたサ―ジアブソ―バ |
| JP2513105B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1996-07-03 | 三菱マテリアル株式会社 | サ―ジアブソ―バ |
-
1988
- 1988-01-14 JP JP478188A patent/JP2707570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01186579A (ja) | 1989-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |