JP2785259B2 - 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

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JP2785259B2
JP2785259B2 JP62242763A JP24276387A JP2785259B2 JP 2785259 B2 JP2785259 B2 JP 2785259B2 JP 62242763 A JP62242763 A JP 62242763A JP 24276387 A JP24276387 A JP 24276387A JP 2785259 B2 JP2785259 B2 JP 2785259B2
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宏幸 池田
秋夫 内田
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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,封止ガラス管内部に無極性の金属板を,マ
イクロギャップ素子の回りに設けた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の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
ガラス管内部に,いずれとも接続されていない無極性の
金属板を設け,アーク放電が安定して生じるようにし,
サージ吸収素子の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] 本発明は,マイクロギャップ式サージ吸収素子の封止
ガラス管内に,該マイクロギャップ素子に接続されてい
ない円筒形金属板が,該マイクロギャップ素子を囲む形
態に設置され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
のガラス管内に,無極性の電極を設けた構造を作り,過
電圧が印加された場合にサージ吸収素子のマイクロギャ
ップ要素表面に生じるアーク放電が安定して発生でき,
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。 なお、本明細書において、“マイクロギャップ式サー
ジ吸収素子”とは“セラミック製の円筒形絶縁体の表面
に、マイクロギャップを介して分割された導電性薄膜を
設けたマイクロギャップ素子を有し、その円筒体の両端
にはキャップ状の電極が付され、電極にはリード線が取
付けられ、これら全体はガラスなどの絶縁外囲筐体(封
止ガラス管)で覆って絶縁され、外囲筐体の内部空間に
は窒素ガス等の不活性ガスが封入されてい、両端のリー
ド線に電界がかかっても、電圧が低いときにはマイクロ
ギャップがあるために導通しなく、一定以上の電圧がか
かるとマイクロギャップ間に放電が始まり、更に、放電
継続のためにガスがイオン化されアーク放電となり、過
電圧過電流サージを流して、サージを吸収する素子”で
あり、電源線等の入口に取り付けることにより、各種の
電子機器などの回路に、サージが侵入することなく、こ
れらの機器を破壊より保護し、事故を未然に防ぐために
使用されるものである。 本発明によると,マイクロギャップ式サージ吸収素子
の封止ガラス管内にマイクロギャップ素子に接続されて
いない金属板を導電性皮膜及びマイクロギャップより離
れた位置に配置することにより,サージ吸収素子の放電
動作のときの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が減少し,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,通常のマイクロギヤップ式サージ吸収素
子では,アーク放電が生じると,導電性皮膜及びマイク
ロギャップに影響を与え,劣化を生じるものである。し
かし,本発明による無極性金属板を封止ガラス管内に設
けた構造では,アーク放電がマイクロギャップ要素表面
から離れた位置で生じるために,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にマイクロギャップ素子の電極に接
続されない金属板を設けたものである。 本発明は、無極性の金属板,即ち,キャップ或いはリ
ード線のいずれにも接続されていない金属板を設けたも
のであり、その形状については,特に限定されるもので
はないが,マイクロギャップ素子をほぼ覆うことのでき
る形状のものが好適である。 本発明による金属板の端面の位置は,マイクロギャッ
プ素子のキャップ端面の位置まで延びていないもの,又
はキャップ端面よりも更に長く延びているものも使用で
きる。 本発明による無極性金属板を有するマイクロギャップ
式サージ吸収素子は,インパルスの繰り返し印加に対し
て寿命延長効果がある。即ち,該金属板を有しないマイ
クロギャップ式サージ吸収素子内の放電では,マイクロ
ギャップ付近でグロー放電を起こし,最終的にはキャッ
プ−キャップ管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際に,マイク
ロギャップ及び導電性皮膜などが劣化するものである。
然し乍ら,本発明によるサージ吸収素子は,封止ガラス
管内に無極性金属板を有する構造であるために,アーク
放電キャップ−金属板−キャップ間で起こり,アーク放
電が安定して,マイクロギャップ要素及び導電性皮膜よ
り浮上した位置に生じ,又アーク放電が金属板を通過す
る時に放電の一部は電流となるので,放電による発熱が
少なくなる効果もある。従って,アーク放電が該皮膜上
を通過しないものとなるから,サージ吸収素子の皮膜及
びギャップの劣化を防ぐことができ,また,その寿命特
性が向上する。また,封止ガラス内壁が金属板で覆わ
れ,アーク放電から遮断されていること及びアーク放電
による発熱が少なくなったことから,封止ガラス管のサ
ージ耐量を増加することができる。 本発明の構造は,マイクロギャップ式サージ吸収素子
の封止ガラス管内にマイクロギャップ素子の電極に接続
されない金属板を設けたものである。その金属板の形状
は,封止ガラスを全周にわたり覆うように円筒形とした
ものが好適である。 その金属板円筒形の長さとしては,マイクロギャップ
素子のキャップ2端面とキャップ2a端面の間の長さをL1
とし,本発明の金属板の円筒の長さをL2としたとき,L2/
L1>0.8以上が好適である。金属板の設置位置はL2/L1
1.0の時はマイクロギャップ素子の中央を中心とし左右
均等に金属板が覆うようにする。L2/L1>1.0のときは金
属板の両端がキャップ2,2aを覆うようにする。金属板の
厚さについては,特に限定はされないが,0.1mm以上が好
適である。 また,本発明による金属板の材質としては,電気伝導
度のよく,且つ耐アーク性の良好な,Ni,Ti,Ta,Mo,W等の
金属或いはそれらの合金,若しくはステンレス,コバー
ル等の合金を利用できるが,それらに限定されるもので
はない。 本発明による金属板の防止ガラス管内への固定設置す
る方法は,金属板が封止ガラス管内を移動しないように
固定できる方法であれば,特に限定されるものではな
い。例示的に挙げると,金属板を封止ガラスに水ガラス
を用いて接着する方法,長方形の金属板を円筒形にし,
板バネの作用により,圧着固定する等の方法があり,通
常当業者の考えられるものである。 次に,本発明の無極性の金属板を封止ガラス管内に有
するマイクロギャップ式サーシ吸収素子を具体的な実施
例により説明するが,本発明は,そ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2つのキャップ2,2aを
持つ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にはリード線3,3a(0.5mmΦのジュメット
線)が結合されている。このような構造のマイクロギャ
ップ素子1に対して接続されていない円筒形金属板4を
図示のように設けた。この金属板4は封止ガラス内面を
全周で覆うような円筒形である。その円筒形の長さは,
マイクロギャップ素子のキャップ2端面とキャップ2a端
面の間を全て覆うものではなく,図示のように,少し短
いものである。なお,金属板4は,Ni製で,厚さ0.1mmの
もので,水ガラスにより封止ガラス管5内壁に固定し
た。また封止ガラス管5は,直径約15mmで長さ約50mmの
円筒形である。 [実施例2] 第2図の断面図に示す構造のものがあり,構造は実施
例1と殆ど同じであるが,金属板4は,マイクロギャッ
プ素子1より長く,その全てを覆うものである。その他
の部材の符号は実施例1と同じものである。マイクロギ
ャップ要素1,キャップ2,2a,リード線(ジュメット線)
3,3a,封止ガラス管(鉛ガラス)5である。厚さ0.2mmの
Ti金属板4で円筒形に全周に,全長さにわたりマイクロ
ギャップ素子1を覆うものである。ガラス管5は,長さ
50mm,直径15mmΦである。金属板4は長方形のTi板を丸
め,板バネの作用で封止ガラス管5内に固定したもので
ある。 標準衝撃電流インパルス(波頭長8μ秒,波尾長20μ
秒)を印加したとき,何Aの波高値で破壊するかを測定
した。即ち,インパルス電流耐量試験を行なった。その
結果を第1表に示す。なお比較例は,本発明による無極
性金属板電極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。 第1表 試料 破壊時のインパルス電流値 実施例1 4800A 実施例2 5000A 比較例 3800A 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3図のグラフに示す。縦軸
に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放電開始電
圧特性が劣化していくが,無極性金属板のない従来品と
比べて本発明による無極性の金属板を有するマイクロギ
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,そのサージ吸収素子内部
に配置された無極性の金属板により,第1に,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こと, 第2に,インパルス電流耐量が向上したマイクロギャッ
プ式サージ吸収素子が得られること,などの技術的な効
果が得られた。
【図面の簡単な説明】 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,本発明による他の1例の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3図は,本発明による構造のサージ吸収素子によるイ
ンパルス繰り返し印加による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 2,2a……キャップ 3,3a……リード線 4……無極性金属板 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 (56)参考文献 特開 昭57−43378(JP,A) 特開 昭59−108290(JP,A) 実開 昭61−62391(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.マイクロギャップ式サージ吸収素子の封止ガラス管
    内に,該マイクロギャップ素子に接続されていない円筒
    形金属板が,該マイクロギャップ素子を囲む形態に設置
    され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。
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JPS5743378A (en) * 1980-08-27 1982-03-11 Nippon Telegraph & Telephone Arrester tube
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