JP3134905B2 - サージアブソーバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子をガラス管内にハーメチックシール（hermet
ic seal）したサージアブソーバに関する。更に詳しく
はアーク放電吸収機能を有する封止電極で封止されるサ
ージアブソーバに関するものである。
ジ吸収素子をガラス管内にハーメチックシール（hermet
ic seal）したサージアブソーバに関する。更に詳しく
はアーク放電吸収機能を有する封止電極で封止されるサ
ージアブソーバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハーメチックシールしたサージアブソー
バには、図５に示すようにマイクロギャップ式サージ吸
収素子１の両端に一対のハット状の封止電極２，３の凹
部２ａ，３ａを圧入し、加熱によってその周縁のフラン
ジ２ｂ，３ｂを直接ガラス管４に封着したサージアブソ
ーバ９ａや、図６に示すようにマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子１の両端のキャップ電極１ｄ，１ｅに接続し
たリード線６，７とともにこのサージ吸収素子１をガラ
ス管８で封止したサージアブソーバ９ｂが知られてい
る。上記サージアブソーバ９ａ又は９ｂでは雷サージ等
に起因して封止電極２，３又はリード線６，７に異常電
圧が印加すると、最初に円柱状のセラミック素体１ｂを
被包する導電性皮膜１ａに沿ってグロー放電が起こり、
最終的に一対の封止電極２，３又はキャップ電極１ｄ，
１ｅ間でのアーク放電に移行してサージ電圧を吸収す
る。このアーク放電も導電性皮膜１ａに沿って生じるた
め、サージ電圧が繰り返し印加すると、マイクロギャッ
プ１ｃ、導電性皮膜１ａ又はキャップ電極１ｄ，１ｅが
劣化してサージ吸収性能が低下し易い。
バには、図５に示すようにマイクロギャップ式サージ吸
収素子１の両端に一対のハット状の封止電極２，３の凹
部２ａ，３ａを圧入し、加熱によってその周縁のフラン
ジ２ｂ，３ｂを直接ガラス管４に封着したサージアブソ
ーバ９ａや、図６に示すようにマイクロギャップ式サー
ジ吸収素子１の両端のキャップ電極１ｄ，１ｅに接続し
たリード線６，７とともにこのサージ吸収素子１をガラ
ス管８で封止したサージアブソーバ９ｂが知られてい
る。上記サージアブソーバ９ａ又は９ｂでは雷サージ等
に起因して封止電極２，３又はリード線６，７に異常電
圧が印加すると、最初に円柱状のセラミック素体１ｂを
被包する導電性皮膜１ａに沿ってグロー放電が起こり、
最終的に一対の封止電極２，３又はキャップ電極１ｄ，
１ｅ間でのアーク放電に移行してサージ電圧を吸収す
る。このアーク放電も導電性皮膜１ａに沿って生じるた
め、サージ電圧が繰り返し印加すると、マイクロギャッ
プ１ｃ、導電性皮膜１ａ又はキャップ電極１ｄ，１ｅが
劣化してサージ吸収性能が低下し易い。
【０００３】この点を解決したサージアブソーバとし
て、本出願人は図７に示すように略Ｌ字型に曲げた線状
の一対のアーク放電吸収用電極５ａ，５ｂの各基端をリ
ード線６，７にそれぞれ固着し、電極本体及びその先端
をキャップ電極１ｄ，１ｅ及び導電性皮膜１ａと間隔を
あけて配置したサージアブソーバ９ｃを提案した（特開
平１−９３０８２)。このサージアブソーバ９ｃによれ
ば、アーク放電は導電性皮膜１ａと離れたアーク放電吸
収用電極５ａとキャップ電極１ｅ又はアーク放電吸収用
電極５ｂとキャップ電極１ｄの間で行われるため、導電
性皮膜１ａに沿った放電がなくなり、マイクロギャップ
１ｃ、導電性皮膜１ａ及びキャップ電極１ｄ，１ｅが劣
化しにくくなる。
て、本出願人は図７に示すように略Ｌ字型に曲げた線状
の一対のアーク放電吸収用電極５ａ，５ｂの各基端をリ
ード線６，７にそれぞれ固着し、電極本体及びその先端
をキャップ電極１ｄ，１ｅ及び導電性皮膜１ａと間隔を
あけて配置したサージアブソーバ９ｃを提案した（特開
平１−９３０８２)。このサージアブソーバ９ｃによれ
ば、アーク放電は導電性皮膜１ａと離れたアーク放電吸
収用電極５ａとキャップ電極１ｅ又はアーク放電吸収用
電極５ｂとキャップ電極１ｄの間で行われるため、導電
性皮膜１ａに沿った放電がなくなり、マイクロギャップ
１ｃ、導電性皮膜１ａ及びキャップ電極１ｄ，１ｅが劣
化しにくくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のサ
ージアブソーバ９ｃのアーク放電吸収用電極５ａ，５ｂ
は金属線状体であって、しかもその電極５ａ，５ｂの基
端をリード線６，７に金属バンド５ｃ，５ｄをかしめ
て、又はスポット溶接により取付けているため、電極の
位置がばらつき易く、その取付けには熟練を要する。
ージアブソーバ９ｃのアーク放電吸収用電極５ａ，５ｂ
は金属線状体であって、しかもその電極５ａ，５ｂの基
端をリード線６，７に金属バンド５ｃ，５ｄをかしめ
て、又はスポット溶接により取付けているため、電極の
位置がばらつき易く、その取付けには熟練を要する。
【０００５】本発明の目的は、マイクロギャップ及び導
電性皮膜が劣化しにくく寿命が長く、破壊電流値を向上
し得るサージアブソーバを提供することにある。本発明
の別の目的は、部品点数が少なくて済み、生産性の高い
サージアブソーバを提供することにある。
電性皮膜が劣化しにくく寿命が長く、破壊電流値を向上
し得るサージアブソーバを提供することにある。本発明
の別の目的は、部品点数が少なくて済み、生産性の高い
サージアブソーバを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１及び図２に示すよう
に、本発明のサージアブソーバ１０はガラス管１５と、
マイクロギャップ式サージ吸収素子１３と、一対の封止
電極１１，１２とを備える。サージ吸収素子１３はガラ
ス管１５内に収容され、導電性皮膜１３ａで被包した円
柱状のセラミック素体１３ｂの周面にマイクロギャップ
１３ｃが形成される。また一対の封止電極１１，１２は
ガラス管１５の両端に封着可能に構成され、封着した状
態で不活性ガス１４を封入してサージ吸収素子１３を固
定し、かつ導電性皮膜１３ａに電気的に接続される。こ
れらの封止電極１１，１２のそれぞれはハット状に形成
され、中央にサージ吸収素子１３の端部に嵌入可能な凹
部１１ａ，１２ａと、周縁にガラス管１５の内面に密着
可能なフランジ１１ｂ，１２ｂとを有する。また一対の
封止電極１１，１２のガラス管１５の内部に面する各表
面には導電性皮膜１３ａと間隔をあけて導電性皮膜１３
ａを包囲する凸部１１ｃ，１２ｃが相対向して形成され
る。更に一対の封止電極１１，１２のそれぞれが鉄及び
ニッケルを含む合金からなる電極素体１２ｄと、この電
極素体１２ｄの両面又はガラス管１５との接触部分の素
体表面及びガラス管の内部に面する素体表面にそれぞれ
設けられた所定の厚さの銅薄膜１２ｅを有する。本発明
の特徴ある構成は、銅薄膜１２ｅ，１２ｆ又は１２ｅの
表面のうち少なくとも凸部１１ｃ，１２ｃの表面にＣｕ
2 Ｏ膜が形成されたことにある。
に、本発明のサージアブソーバ１０はガラス管１５と、
マイクロギャップ式サージ吸収素子１３と、一対の封止
電極１１，１２とを備える。サージ吸収素子１３はガラ
ス管１５内に収容され、導電性皮膜１３ａで被包した円
柱状のセラミック素体１３ｂの周面にマイクロギャップ
１３ｃが形成される。また一対の封止電極１１，１２は
ガラス管１５の両端に封着可能に構成され、封着した状
態で不活性ガス１４を封入してサージ吸収素子１３を固
定し、かつ導電性皮膜１３ａに電気的に接続される。こ
れらの封止電極１１，１２のそれぞれはハット状に形成
され、中央にサージ吸収素子１３の端部に嵌入可能な凹
部１１ａ，１２ａと、周縁にガラス管１５の内面に密着
可能なフランジ１１ｂ，１２ｂとを有する。また一対の
封止電極１１，１２のガラス管１５の内部に面する各表
面には導電性皮膜１３ａと間隔をあけて導電性皮膜１３
ａを包囲する凸部１１ｃ，１２ｃが相対向して形成され
る。更に一対の封止電極１１，１２のそれぞれが鉄及び
ニッケルを含む合金からなる電極素体１２ｄと、この電
極素体１２ｄの両面又はガラス管１５との接触部分の素
体表面及びガラス管の内部に面する素体表面にそれぞれ
設けられた所定の厚さの銅薄膜１２ｅを有する。本発明
の特徴ある構成は、銅薄膜１２ｅ，１２ｆ又は１２ｅの
表面のうち少なくとも凸部１１ｃ，１２ｃの表面にＣｕ
2 Ｏ膜が形成されたことにある。
【０００７】以下、本発明を詳述する。本発明のガラス
管１５は、ホウケイ酸ガラスのような硬質ガラス、又は
鉛ガラス、ソーダ石灰ガラスのような軟質ガラスから作
られる。硬質ガラスより熱膨張係数の大きな軟質ガラス
にも適用することができる。また封止電極１１，１２は
鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の鉄とニッケルを含む熱膨張係
数がガラスより低い合金からなる電極素体１２ｄと、こ
の電極素体１２ｄを被覆するように表面に設けられた熱
膨張係数の大きな銅薄膜１２ｅ，１２ｆとにより構成す
ることが好ましい。電極素体１２ｄは所定の形状に成形
して作られる。銅薄膜１２ｅ，１２ｆは電極素体１２ｄ
の熱膨張係数とガラス管１５の熱膨張係数とを整合させ
るために用いられる。即ち、電極素体の熱膨張係数とガ
ラス管の熱膨張係数との差が大きいときには銅薄膜の厚
さを大きくし、その差が小さいときには銅薄膜の厚さを
小さくする。
管１５は、ホウケイ酸ガラスのような硬質ガラス、又は
鉛ガラス、ソーダ石灰ガラスのような軟質ガラスから作
られる。硬質ガラスより熱膨張係数の大きな軟質ガラス
にも適用することができる。また封止電極１１，１２は
鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の鉄とニッケルを含む熱膨張係
数がガラスより低い合金からなる電極素体１２ｄと、こ
の電極素体１２ｄを被覆するように表面に設けられた熱
膨張係数の大きな銅薄膜１２ｅ，１２ｆとにより構成す
ることが好ましい。電極素体１２ｄは所定の形状に成形
して作られる。銅薄膜１２ｅ，１２ｆは電極素体１２ｄ
の熱膨張係数とガラス管１５の熱膨張係数とを整合させ
るために用いられる。即ち、電極素体の熱膨張係数とガ
ラス管の熱膨張係数との差が大きいときには銅薄膜の厚
さを大きくし、その差が小さいときには銅薄膜の厚さを
小さくする。
【０００８】本発明の銅薄膜１２ｅ，１２ｆの電極素体
１２ｄへの被覆は銅薄膜の必要とする厚さの程度に応じ
てめっき、高周波スパッタリング、真空蒸着等の薄膜
形成技術により直接電極素体の表面に形成する方法、又
は電極素体である鉄とニッケルを含む合金の板材の表
面に銅薄膜を密着させ高温で機械的に圧延するクラッド
法（cladding）により行われる。クラッド法により板材
に銅薄膜が設けられる場合には、板材を円板に打抜いた
後、ガラス管に接触する部分が銅薄膜になるように絞り
加工される。
１２ｄへの被覆は銅薄膜の必要とする厚さの程度に応じ
てめっき、高周波スパッタリング、真空蒸着等の薄膜
形成技術により直接電極素体の表面に形成する方法、又
は電極素体である鉄とニッケルを含む合金の板材の表
面に銅薄膜を密着させ高温で機械的に圧延するクラッド
法（cladding）により行われる。クラッド法により板材
に銅薄膜が設けられる場合には、板材を円板に打抜いた
後、ガラス管に接触する部分が銅薄膜になるように絞り
加工される。
【０００９】本発明の封止電極１１，１２は、打抜かれ
た円板を絞り加工によりハット状に成形する。即ち、こ
の成形により封止電極１１，１２は、中央にサージ吸収
素子１３の端部に嵌入可能な凹部１１ａ，１２ａと、周
縁にガラス管１５の内面に密着可能なフランジ１１ｂ，
１２ｂと、凹部とフランジとの間のガラス管内部に面す
る表面に環状の凸部１１ｃ，１２ｃとを有する、いわゆ
るアーキング(arcing)構造を有する。上記の方法の場
合ハット状に成形した後で銅薄膜が形成され、上記の
方法の場合銅薄膜が密着した後でハット状に成形され
る。ガラス管１５に接触する部分Ａのみならずガラス管
１５の内部に面する部分Ｂにも銅薄膜１２ｅが形成され
る。この銅薄膜の表面にはガラスに対する濡れ性を良く
し、かつ電子放射を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ
膜１２ｇ（図１の拡大図参照）を形成することが好まし
い。このＣｕ2Ｏ膜は銅薄膜を酸化することにより容易
に形成することができる。図示しないが、銅薄膜を電極
素体の片面に設けてもよい。この場合には、銅薄膜はＣ
ｕ2Ｏ膜を必要とする電極素体の表面、即ちガラス管と
接触する素体表面及びガラス管内部に面する素体表面に
少なくとも設けられる。
た円板を絞り加工によりハット状に成形する。即ち、こ
の成形により封止電極１１，１２は、中央にサージ吸収
素子１３の端部に嵌入可能な凹部１１ａ，１２ａと、周
縁にガラス管１５の内面に密着可能なフランジ１１ｂ，
１２ｂと、凹部とフランジとの間のガラス管内部に面す
る表面に環状の凸部１１ｃ，１２ｃとを有する、いわゆ
るアーキング(arcing)構造を有する。上記の方法の場
合ハット状に成形した後で銅薄膜が形成され、上記の
方法の場合銅薄膜が密着した後でハット状に成形され
る。ガラス管１５に接触する部分Ａのみならずガラス管
１５の内部に面する部分Ｂにも銅薄膜１２ｅが形成され
る。この銅薄膜の表面にはガラスに対する濡れ性を良く
し、かつ電子放射を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ
膜１２ｇ（図１の拡大図参照）を形成することが好まし
い。このＣｕ2Ｏ膜は銅薄膜を酸化することにより容易
に形成することができる。図示しないが、銅薄膜を電極
素体の片面に設けてもよい。この場合には、銅薄膜はＣ
ｕ2Ｏ膜を必要とする電極素体の表面、即ちガラス管と
接触する素体表面及びガラス管内部に面する素体表面に
少なくとも設けられる。
【００１０】鉄−ニッケル合金と銅薄膜との合計の厚さ
に対する銅薄膜の厚さの比率は、上記のめっき等の薄
膜形成技術で銅薄膜を被覆する場合には３０〜４５％で
あることが、また上記のクラッド法により板材に銅薄
膜を被覆する場合には、４０〜８０％であることが好ま
しい。比率が上記下限値未満ではガラスの熱膨張係数よ
りも極めて小さくなり、一方上記上限値を超えるとガラ
スの熱膨張係数よりも極めて大きくなりそれぞれ好まし
くない。また、鉄−ニッケル合金中のニッケルの比率は
３５〜５５％が好ましい。特に銅めっきにより銅薄膜を
形成する場合には、鉄５８％とニッケル４２％の鉄−ニ
ッケル合金が好ましい。
に対する銅薄膜の厚さの比率は、上記のめっき等の薄
膜形成技術で銅薄膜を被覆する場合には３０〜４５％で
あることが、また上記のクラッド法により板材に銅薄
膜を被覆する場合には、４０〜８０％であることが好ま
しい。比率が上記下限値未満ではガラスの熱膨張係数よ
りも極めて小さくなり、一方上記上限値を超えるとガラ
スの熱膨張係数よりも極めて大きくなりそれぞれ好まし
くない。また、鉄−ニッケル合金中のニッケルの比率は
３５〜５５％が好ましい。特に銅めっきにより銅薄膜を
形成する場合には、鉄５８％とニッケル４２％の鉄−ニ
ッケル合金が好ましい。
【００１１】
【作用】封止電極１１，１２を凸部１１ｃ，１２ｃが導
電性皮膜１３ａと間隔をあけてこの皮膜１３ａを包囲し
たアーキング構造にしたので、凸部１１ｃ，１２ｃがア
ークリング(arcing ring)の役割を果たし、アーク放電
が導電性皮膜１３ａから浮上した凸部１１ｃ，１２ｃ間
で行われる。これによりマイクロギャップ１３ｃ及び導
電性皮膜１３ａの劣化が防止される。またアーク放電が
均一に発生し、破壊電流値がより一層向上する。ハット
状の封止電極１１，１２にアーク放電吸収機能をもた
せ、サージ吸収素子１３に嵌入しガラス封着するだけ
で、製作できるため、部品点数が少なく、生産性が高
い。
電性皮膜１３ａと間隔をあけてこの皮膜１３ａを包囲し
たアーキング構造にしたので、凸部１１ｃ，１２ｃがア
ークリング(arcing ring)の役割を果たし、アーク放電
が導電性皮膜１３ａから浮上した凸部１１ｃ，１２ｃ間
で行われる。これによりマイクロギャップ１３ｃ及び導
電性皮膜１３ａの劣化が防止される。またアーク放電が
均一に発生し、破壊電流値がより一層向上する。ハット
状の封止電極１１，１２にアーク放電吸収機能をもた
せ、サージ吸収素子１３に嵌入しガラス封着するだけ
で、製作できるため、部品点数が少なく、生産性が高
い。
【００１２】また、熱膨張係数が鉄及びニッケルを含む
合金より大きな銅をこの合金とガラスとの間に所定の厚
さで介在させるようにすれば、鉄及びニッケルを含む合
金の熱膨張係数がガラスの熱膨張係数に近づき、封着時
にガラス管１５の熱収縮によるクラックの発生がなくな
る。更に、封止電極１１，１２の表面に銅薄膜１２ｅと
Ｃｕ2Ｏ膜１２ｇの２つの層が形成すれば、第一に封着
時のガラスに対する濡れ性が良くなりジュメット線と同
様の比較的低温でしかも不活性ガス雰囲気中で封着で
き、熱ストレスによる導電性皮膜１３ａ及びマイクロギ
ャップ１３ｃの劣化が起きにくい。第二にＣｕ2Ｏ膜は
仕事関数が小さいため、その電子放射促進作用によりア
ーク放電がサージ吸収素子１３の導電性皮膜１３ａから
離れた凸部１１ｃ，１２ｃ間に容易に移行し、放電によ
る導電性皮膜１３ａの熱損傷をより確実に解消する。
合金より大きな銅をこの合金とガラスとの間に所定の厚
さで介在させるようにすれば、鉄及びニッケルを含む合
金の熱膨張係数がガラスの熱膨張係数に近づき、封着時
にガラス管１５の熱収縮によるクラックの発生がなくな
る。更に、封止電極１１，１２の表面に銅薄膜１２ｅと
Ｃｕ2Ｏ膜１２ｇの２つの層が形成すれば、第一に封着
時のガラスに対する濡れ性が良くなりジュメット線と同
様の比較的低温でしかも不活性ガス雰囲気中で封着で
き、熱ストレスによる導電性皮膜１３ａ及びマイクロギ
ャップ１３ｃの劣化が起きにくい。第二にＣｕ2Ｏ膜は
仕事関数が小さいため、その電子放射促進作用によりア
ーク放電がサージ吸収素子１３の導電性皮膜１３ａから
離れた凸部１１ｃ，１２ｃ間に容易に移行し、放電によ
る導電性皮膜１３ａの熱損傷をより確実に解消する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに図面
に基づいて詳しく説明する。 ＜実施例１＞図１及び図２に示すように、ムライトから
なる長さ５．５ｍｍで直径１．７ｍｍの円柱状のセラミ
ック素体１３ｂの全面にスパッタリングにより導電性皮
膜１３ａが形成される。このセラミック１３ｂの両端に
はそれぞれ厚さ０．２ｍｍの一対のアーキング構造をな
すハット状の封止電極１１，１２が圧入される。即ち、
封止電極１１，１２は、その中央にサージ吸収素子１３
の端部に嵌入可能な凹部１１ａ，１２ａと、周縁にガラ
ス管１５の内面に密着可能なフランジ１１ｂ，１２ｂと
を有する。そして、ガラス管１５の内部に面する各表面
に前記導電性皮膜１３ａと間隔をあけて導電性皮膜１３
ａを包囲する凸部１１ｃ，１２ｃが相対向して形成され
る。この封止電極は鉄−ニッケル合金の両面に銅薄膜を
形成したクラッド材（Ｃｕ：Ｆｅ−Ｎｉ：Ｃｕ＝３：
４：３）であって、表面には酸化処理によりＣｕ2Ｏ膜
が形成される。
に基づいて詳しく説明する。 ＜実施例１＞図１及び図２に示すように、ムライトから
なる長さ５．５ｍｍで直径１．７ｍｍの円柱状のセラミ
ック素体１３ｂの全面にスパッタリングにより導電性皮
膜１３ａが形成される。このセラミック１３ｂの両端に
はそれぞれ厚さ０．２ｍｍの一対のアーキング構造をな
すハット状の封止電極１１，１２が圧入される。即ち、
封止電極１１，１２は、その中央にサージ吸収素子１３
の端部に嵌入可能な凹部１１ａ，１２ａと、周縁にガラ
ス管１５の内面に密着可能なフランジ１１ｂ，１２ｂと
を有する。そして、ガラス管１５の内部に面する各表面
に前記導電性皮膜１３ａと間隔をあけて導電性皮膜１３
ａを包囲する凸部１１ｃ，１２ｃが相対向して形成され
る。この封止電極は鉄−ニッケル合金の両面に銅薄膜を
形成したクラッド材（Ｃｕ：Ｆｅ−Ｎｉ：Ｃｕ＝３：
４：３）であって、表面には酸化処理によりＣｕ2Ｏ膜
が形成される。
【００１４】次いで一対の封止電極１１，１２が嵌合し
たセラミック素体１３ｂの周面中央に数１０μｍ幅のマ
イクロギャップ１３ｃがレーザにより形成され、これに
よりマイクロギャップ式サージ吸収素子１３が作られ
る。一対の封止電極１１，１２を備えたサージ吸収素子
１３を鉛ガラスからなるガラス管１５内に挿入し、この
状態でガラス管内の空気をアルゴンガスで置換して所定
の圧力にした後、加熱することにより封止電極１１，１
２によりガラス管１５が封止される。
たセラミック素体１３ｂの周面中央に数１０μｍ幅のマ
イクロギャップ１３ｃがレーザにより形成され、これに
よりマイクロギャップ式サージ吸収素子１３が作られ
る。一対の封止電極１１，１２を備えたサージ吸収素子
１３を鉛ガラスからなるガラス管１５内に挿入し、この
状態でガラス管内の空気をアルゴンガスで置換して所定
の圧力にした後、加熱することにより封止電極１１，１
２によりガラス管１５が封止される。
【００１５】＜実施例２＞図３に示すように、この例で
は導電性皮膜２３ａを有するセラミック素体２３ｂの両
端にキャップ電極２３ｄ，２３ｅを嵌着した以外は実施
例１と同様にしてサージアブソーバ２０を作製した。図
３において、図１及び図２と同一符号は同一構成部品を
示す。サージ吸収素子の符号については図１及び図２の
ものに１０を加えて示す。 ＜比較例１＞図７に示される前述したサージアブソーバ
９ｃを比較例１とした。このサージアブソーバ９ｃのガ
ラス管８には実施例１と同一のサージ吸収素子１がアル
ゴンガスとともに封止される。アーク放電吸収用電極５
ａ，５ｂにはＦｅを用いた。
は導電性皮膜２３ａを有するセラミック素体２３ｂの両
端にキャップ電極２３ｄ，２３ｅを嵌着した以外は実施
例１と同様にしてサージアブソーバ２０を作製した。図
３において、図１及び図２と同一符号は同一構成部品を
示す。サージ吸収素子の符号については図１及び図２の
ものに１０を加えて示す。 ＜比較例１＞図７に示される前述したサージアブソーバ
９ｃを比較例１とした。このサージアブソーバ９ｃのガ
ラス管８には実施例１と同一のサージ吸収素子１がアル
ゴンガスとともに封止される。アーク放電吸収用電極５
ａ，５ｂにはＦｅを用いた。
【００１６】＜比較例２＞図５に示される前述したサー
ジアブソーバ９ａを比較例２とした。このサージアブソ
ーバ９ａのガラス管４には実施例１と同一のサージ吸収
素子１がアルゴンガスとともに封止される。封止電極
２，３は実施例１と同じ表面が酸化処理されたクラッド
材を用いた。
ジアブソーバ９ａを比較例２とした。このサージアブソ
ーバ９ａのガラス管４には実施例１と同一のサージ吸収
素子１がアルゴンガスとともに封止される。封止電極
２，３は実施例１と同じ表面が酸化処理されたクラッド
材を用いた。
【００１７】実施例１、実施例２、比較例１及び比較例
２のサージアブソーバの直流放電開始電圧、サージ応答
電圧、サージ破壊耐量及びサージ寿命特性を調べた。直
流放電開始電圧、サージ応答電圧及びサージ破壊耐量に
ついては、その結果を表１に、サージ寿命特性について
はその結果を図４にそれぞれ示す。なお、サージ応答電
圧は（１．２×５０）μｓｅｃ−５ｋＶのサージ電圧を
２０個のサージアブソーバについて１個当り５回ずつ印
加して、応答する電圧の平均値を求めた。またサージ破
壊耐量はＪＥＣ−２１２（電気学会、電気規格調査会標
準規格）に規定される（８×２０）μｓｅｃのサージ電
流をその値を変えて測定し、サージアブソーバが破壊さ
れる電流値から求めた。更にサージ寿命特性は（８×２
０）μｓｅｃ−１００Ａのサージ電流を繰り返し印加し
て、印加回数によってその絶縁抵抗値が低下する状況か
ら調べた。
２のサージアブソーバの直流放電開始電圧、サージ応答
電圧、サージ破壊耐量及びサージ寿命特性を調べた。直
流放電開始電圧、サージ応答電圧及びサージ破壊耐量に
ついては、その結果を表１に、サージ寿命特性について
はその結果を図４にそれぞれ示す。なお、サージ応答電
圧は（１．２×５０）μｓｅｃ−５ｋＶのサージ電圧を
２０個のサージアブソーバについて１個当り５回ずつ印
加して、応答する電圧の平均値を求めた。またサージ破
壊耐量はＪＥＣ−２１２（電気学会、電気規格調査会標
準規格）に規定される（８×２０）μｓｅｃのサージ電
流をその値を変えて測定し、サージアブソーバが破壊さ
れる電流値から求めた。更にサージ寿命特性は（８×２
０）μｓｅｃ−１００Ａのサージ電流を繰り返し印加し
て、印加回数によってその絶縁抵抗値が低下する状況か
ら調べた。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から明かなように、実施例１、２及び
比較例１、２のサージアブソーバとも直流放電開始電圧
とサージ応答電圧はそれぞれ同一の値を示した。しかし
サージ破壊耐量は比較例１及び２が４５００Ａ以下であ
るのに対して、実施例１及び２が７０００Ａ以上であ
り、実施例の方が比較例より破壊されにくいことが判明
した。
比較例１、２のサージアブソーバとも直流放電開始電圧
とサージ応答電圧はそれぞれ同一の値を示した。しかし
サージ破壊耐量は比較例１及び２が４５００Ａ以下であ
るのに対して、実施例１及び２が７０００Ａ以上であ
り、実施例の方が比較例より破壊されにくいことが判明
した。
【００２０】また図４から明かなように、実施例１と実
施例２とは同じサージ寿命特性を示した。また５００回
までのサージ電圧の印加では実施例及び比較例の絶縁抵
抗値はそれぞれ同一であったが、１０００回を越すに従
って、実施例１及び実施例２の方が比較例１及び２より
抵抗値の低下程度は少なかった。即ち、５０００回印加
後の比較例２のサージアブソーバの抵抗値がその初期値
より約１００分の１に低下するのに対して、実施例１及
び実施例２のサージアブソーバの抵抗値はその初期値よ
り約１５分の１に低下するに過ぎなかった。
施例２とは同じサージ寿命特性を示した。また５００回
までのサージ電圧の印加では実施例及び比較例の絶縁抵
抗値はそれぞれ同一であったが、１０００回を越すに従
って、実施例１及び実施例２の方が比較例１及び２より
抵抗値の低下程度は少なかった。即ち、５０００回印加
後の比較例２のサージアブソーバの抵抗値がその初期値
より約１００分の１に低下するのに対して、実施例１及
び実施例２のサージアブソーバの抵抗値はその初期値よ
り約１５分の１に低下するに過ぎなかった。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
の効果を奏する。 本発明の封止電極を直接導電性皮膜付きのセラミッ
ク素体に嵌入するとともに、封止電極にアーク放電吸収
機能をもたせたので、従来の金属線状（図７）のものと
比べて本発明のアーク放電吸収用の封止電極の取付けに
際してかしめ、スポット溶接をする必要がなく、製造工
程及び部品点数が僅かで簡単にアーク放電吸収用電極付
きサージアブソーバを作製することができる。 導電性皮膜と間隔をあけて、即ち導電性皮膜から浮
上した位置にアーク放電吸収用の凸部を設けたので、ア
ーク放電が凸部の先端で確実に形成され、マイクロギャ
ップ、導電性皮膜及びキャップ電極の疲労又は劣化を軽
減し、サージ寿命特性を向上することができる。 封止電極の凸部が環状であることから、金属線状の
ものと比べてアーク放電が均一に生じるため、サージア
ブソーバの破壊電流値をより一層向上することができ
る。
の効果を奏する。 本発明の封止電極を直接導電性皮膜付きのセラミッ
ク素体に嵌入するとともに、封止電極にアーク放電吸収
機能をもたせたので、従来の金属線状（図７）のものと
比べて本発明のアーク放電吸収用の封止電極の取付けに
際してかしめ、スポット溶接をする必要がなく、製造工
程及び部品点数が僅かで簡単にアーク放電吸収用電極付
きサージアブソーバを作製することができる。 導電性皮膜と間隔をあけて、即ち導電性皮膜から浮
上した位置にアーク放電吸収用の凸部を設けたので、ア
ーク放電が凸部の先端で確実に形成され、マイクロギャ
ップ、導電性皮膜及びキャップ電極の疲労又は劣化を軽
減し、サージ寿命特性を向上することができる。 封止電極の凸部が環状であることから、金属線状の
ものと比べてアーク放電が均一に生じるため、サージア
ブソーバの破壊電流値をより一層向上することができ
る。
【００２２】 また封止電極を鉄及びニッケルを含む
合金の表面に銅薄膜を設けた構造にすることにより、ガ
ラス管封着時にガラス管の熱収縮によるクラックの発生
がなくなる。 更に上記の銅薄膜の表面にＣｕ2Ｏ膜を設けるこ
とにより、ガラス管封着時に熱ストレスによる導電性皮
膜及びマイクロギャップの劣化が起きにくい。第二にＣ
ｕ2Ｏ膜は仕事関数が小さいため、その電子放射促進作
用によりアーク放電がサージ吸収素子の導電性皮膜から
離れた凸部間に容易に移行し、放電による導電性皮膜の
熱損傷をより確実に解消する。
合金の表面に銅薄膜を設けた構造にすることにより、ガ
ラス管封着時にガラス管の熱収縮によるクラックの発生
がなくなる。 更に上記の銅薄膜の表面にＣｕ2Ｏ膜を設けるこ
とにより、ガラス管封着時に熱ストレスによる導電性皮
膜及びマイクロギャップの劣化が起きにくい。第二にＣ
ｕ2Ｏ膜は仕事関数が小さいため、その電子放射促進作
用によりアーク放電がサージ吸収素子の導電性皮膜から
離れた凸部間に容易に移行し、放電による導電性皮膜の
熱損傷をより確実に解消する。
【図１】本発明実施例１のサージアブソーバの中央断面
図。
図。
【図２】その外観斜視図。
【図３】本発明実施例２のサージアブソーバの中央断面
図。
図。
【図４】実施例及び比較例のサージアブソーバのサージ
寿命特性図。
寿命特性図。
【図５】従来例サージアブソーバの中央断面図。
【図６】別の従来例サージアブソーバの断面図。
【図７】更に別の従来例サージアブソーバの断面図。
１０，２０ サージアブソーバ １１，１２ 封止電極 １１ａ，１２ａ 凹部 １１ｂ，１２ｂ フランジ １１ｃ，１２ｃ 凸部 １２ｄ 電極素体 １２ｅ，１２ｆ 銅薄膜 １２ｇ Ｃｕ2Ｏ膜 １３，２３ マイクロギャップ式サージ吸収素子 １３ａ，２３ａ 導電性皮膜 １３ｂ，２３ｂ セラミック素体 １３ｃ，２３ｃ マイクロギャップ １４ アルゴンガス（不活性ガス） １５ ガラス管 ２３ｄ，２３ｅ キャップ電極
───────────────────────────────────────────────────── 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 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (72)発明者 松沢 功先 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 平３−214580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167293（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77293（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77292（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−281857（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−3264（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01T 1/00 - 4/20
Claims (8)
- 【請求項１】 ガラス管(15)と、 前記ガラス管(15)内に収容され、導電性皮膜(13a)で被
包した円柱状のセラミック素体(13b)の周面にマイクロ
ギャップ(13c)が形成されたサージ吸収素子(13)と、 前記ガラス管(15)の両端に封着可能に構成され、封着し
た状態で不活性ガス(14)を封入して前記サージ吸収素子
(13)を固定し、かつ前記導電性皮膜(13a)に電気的に接
続された一対の封止電極(11,12)とを備え、 前記一対の封止電極(11,12)のそれぞれがハット状に形
成され、中央に前記サージ吸収素子(13)の端部に嵌入可
能な凹部(11a,12a)と、周縁に前記ガラス管(15)の内面
に密着可能なフランジ(11b,12b)とを有し、 前記一対の封止電極(11,12)の前記ガラス管(15)の内部
に面する各表面に前記導電性皮膜(13a)と間隔をあけて
前記導電性皮膜(13a)を包囲する凸部(11c,12c)が相対向
して形成され、 前記一対の封止電極(11,12)のそれぞれが鉄及びニッケ
ルを含む合金からなる電極素体(12d)と、前記電極素体
(12d)の両面又は前記ガラス管(15)との接触部分の前記
素体表面及び前記ガラス管の内部に面する前記素体表面
にそれぞれ設けられた所定の厚さの銅薄膜(12e)と を有
する サージアブソーバにおいて、前記銅薄膜(12e,12f又は12e)の表面のうち少なくとも前
記凸部(11c,12c)の表面にＣｕ 2 Ｏ膜(12g)が形成された
ことを特徴とするサージアブソーバ。 - 【請求項２】 銅薄膜(12e,12f)が電極素体(12d)に密着
圧延して設けられた請求項１記載のサージアブソーバ。 - 【請求項３】 銅薄膜(12e,12f)が銅めっきにより電極
素体(12d)の表面に設けられた請求項１記載のサージア
ブソーバ。 - 【請求項４】 封止電極(11,12)が鉄−ニッケル−コバ
ルト合金からなる請求項１記載のサージアブソーバ。 - 【請求項５】 ガラス管(15)と、 前記ガラス管(15)内に収容され、導電性皮膜(23a)で被
包した円柱状のセラミック素体(23b)の周面にマイクロ
ギャップ(23c)が形成され、前記セラミック素体(23b)の
両端に一対のギャップ電極(23d,23e)が嵌着するサージ
吸収素子(13)と、 前記ガラス管(15)の両端に封着可能に構成され、封着し
た状態で不活性ガス(14)を封入して前記サージ吸収素子
(23)を固定し、かつ前記一対のギャップ電極(23d,23e)
に電気的に接続された一対の封止電極(11,12)とを備
え、 前記一対の封止電極(11,12)のそれぞれがハット状に形
成され、中央に前記ギャップ電極(23d,23e)に嵌入可能
な凹部(11a,12a)と、周縁に前記ガラス管(15)の内面に
密着可能なフランジ(11b,12b)とを有し、 前記一対の封止電極(11,12)の前記ガラス管(15)の内部
に面する各表面に前記導電性皮膜(23a)と間隔をあけて
前記導電性皮膜(23a)を包囲する凸部(11c,12c)が相対向
して形成され 、前記一対の封止電極(11,12)のそれぞれが鉄及びニッケ
ルを含む合金からなる電極素体と、前記電極素体の両面
又は前記ガラス管(15)との接触部分の前記素体表面及び
前記ガラス管の内部に面する前記素体表面にそれぞれ設
けられた所定の厚さの銅薄膜と を有するサージアブソー
バにおいて、 前記銅薄膜の表面のうち少なくとも前記凸部(11c,12c)
の表面にＣｕ 2 Ｏ膜が形成された ことを特徴とするサー
ジアブソーバ。 - 【請求項６】 銅薄膜が電極素体に密着圧延して設けら
れた請求項５記載のサージアブソーバ。 - 【請求項７】 銅薄膜が銅めっきにより電極素体の表面
に設けられた請求項５記載のサージアブソーバ。 - 【請求項８】 封止電極(11,12)が鉄−ニッケル−コバ
ルト合金からなる請求項５記載のサージアブソーバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05102256A JP3134905B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | サージアブソーバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05102256A JP3134905B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | サージアブソーバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310252A JPH06310252A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3134905B2 true JP3134905B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=14322517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05102256A Expired - Fee Related JP3134905B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | サージアブソーバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134905B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4363226B2 (ja) | 2003-07-17 | 2009-11-11 | 三菱マテリアル株式会社 | サージアブソーバ |
| WO2006009055A1 (ja) * | 2004-07-15 | 2006-01-26 | Mitsubishi Materials Corporation | サージアブソーバ |
| KR101812752B1 (ko) | 2015-08-27 | 2017-12-27 | 아주대학교산학협력단 | 서지 흡수 장치의 제조방법 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP05102256A patent/JP3134905B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06310252A (ja) | 1994-11-04 |
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Legal Events
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