JP3481546B2 - 対サージ防御装置の主構成部材を作製する方法 - Google Patents
対サージ防御装置の主構成部材を作製する方法Info
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- JP3481546B2 JP3481546B2 JP2000093107A JP2000093107A JP3481546B2 JP 3481546 B2 JP3481546 B2 JP 3481546B2 JP 2000093107 A JP2000093107 A JP 2000093107A JP 2000093107 A JP2000093107 A JP 2000093107A JP 3481546 B2 JP3481546 B2 JP 3481546B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属表面の高抵抗被膜
の絶縁破壊現象を利用し、サージから他の装置を防御す
るための装置、すなわち対サージ防御装置の主構成部材
を作製する方法に関する。本方法によって、絶縁破壊を
起こす電圧又は電流を、用途に応じて設定でき、かつ再
現性良く所定の絶縁破壊電圧等を有する対サージ防御装
置を実現することが可能になる。
の絶縁破壊現象を利用し、サージから他の装置を防御す
るための装置、すなわち対サージ防御装置の主構成部材
を作製する方法に関する。本方法によって、絶縁破壊を
起こす電圧又は電流を、用途に応じて設定でき、かつ再
現性良く所定の絶縁破壊電圧等を有する対サージ防御装
置を実現することが可能になる。
【０００２】
【従来の技術】金属表面の酸化被膜の高電圧又は高電流
による絶縁破壊の現象を利用した装置としては、特許第
２０９０４５０号公報（発明の名称”モリブデン避雷
器”、平成８年９月１８日付け特許、発明者：大森清
太）に述べられている避雷器が知られている。この特許
発明においては、酸化被膜を有する金属としてモリブデ
ンが選択され、モリブデン避雷器を実現している。この
モリブデン避雷器は、一度酸化被膜が絶縁破壊を起こし
ても、酸化雰囲気中に置かれている限りは、短時間で再
び酸化被膜が自動的に形成されるため、くり返し使用が
可能で、長期間にわたり交換の必要がなく、非常に有用
な装置となっている。しかし、モリブデン避雷器には、
絶縁破壊を起こす電圧が製品間あるいは絶縁破壊をくり
返す回数毎に一定せずにかなりばらつくという欠点があ
る。
による絶縁破壊の現象を利用した装置としては、特許第
２０９０４５０号公報（発明の名称”モリブデン避雷
器”、平成８年９月１８日付け特許、発明者：大森清
太）に述べられている避雷器が知られている。この特許
発明においては、酸化被膜を有する金属としてモリブデ
ンが選択され、モリブデン避雷器を実現している。この
モリブデン避雷器は、一度酸化被膜が絶縁破壊を起こし
ても、酸化雰囲気中に置かれている限りは、短時間で再
び酸化被膜が自動的に形成されるため、くり返し使用が
可能で、長期間にわたり交換の必要がなく、非常に有用
な装置となっている。しかし、モリブデン避雷器には、
絶縁破壊を起こす電圧が製品間あるいは絶縁破壊をくり
返す回数毎に一定せずにかなりばらつくという欠点があ
る。
【０００３】その原因は、モリブデン避雷器の主構成要
素である、酸化被膜を有するモリブデン部材の作製方法
が確立されていなかった点にある。
素である、酸化被膜を有するモリブデン部材の作製方法
が確立されていなかった点にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属表面上
の高抵抗被膜の絶縁破壊電圧が、一つの製品内あるいは
製品間で不均一とならぬよう高い制御性で再現性良く形
成された（対サージ防御装置用の）高抵抗被膜を有する
金属部材を作製する方法を明らかにすることにある。表
面上に酸化被膜を形成した円柱状のモリブデンを２本、
図１のように組み合わせ、各モリブデン棒上に電極を形
成した装置は、モリブデン避雷器として知られている。
図１において１０１はモリブデン棒、１０２は酸化被
膜、１０３は電極である。
の高抵抗被膜の絶縁破壊電圧が、一つの製品内あるいは
製品間で不均一とならぬよう高い制御性で再現性良く形
成された（対サージ防御装置用の）高抵抗被膜を有する
金属部材を作製する方法を明らかにすることにある。表
面上に酸化被膜を形成した円柱状のモリブデンを２本、
図１のように組み合わせ、各モリブデン棒上に電極を形
成した装置は、モリブデン避雷器として知られている。
図１において１０１はモリブデン棒、１０２は酸化被
膜、１０３は電極である。
【０００５】現在製造されているモリブデン避雷器は、
棒の長さ方向に酸化被膜の厚さが不均一で、絶縁破壊電
圧も場所によって変化する。また、名目上同一条件で製
造した避雷器の製品間にも、同様の不均一性がある。
棒の長さ方向に酸化被膜の厚さが不均一で、絶縁破壊電
圧も場所によって変化する。また、名目上同一条件で製
造した避雷器の製品間にも、同様の不均一性がある。
【０００６】本発明は、かかる膜厚及び絶縁破壊電圧の
不均一性を改善することを目的とする。
不均一性を改善することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明におけるサージ防
御装置用金属部材を作製する方法は、金属物体の酸化前
に、金属物体を水素もしくは不活性気体又は両者からな
る雰囲気中で、高温において、所定の時間、加熱する工
程を含む。以下、この工程を前処理加熱と呼ぶ。前処理
加熱を行うことにより、金属内の表面付近の不純物が除
去され、そのためにその後の酸化により生じる高抵抗被
膜の組成及び膜厚の均一性が著しく改善される。
御装置用金属部材を作製する方法は、金属物体の酸化前
に、金属物体を水素もしくは不活性気体又は両者からな
る雰囲気中で、高温において、所定の時間、加熱する工
程を含む。以下、この工程を前処理加熱と呼ぶ。前処理
加熱を行うことにより、金属内の表面付近の不純物が除
去され、そのためにその後の酸化により生じる高抵抗被
膜の組成及び膜厚の均一性が著しく改善される。
【０００８】
【実施例】図３は、従来技術により形成した酸化被膜の
モリブデン棒の長さ方向における厚さの変化を示す図で
ある。酸化は７００℃において２０分間行った。図３か
ら分かるように、従来技術により形成した酸化被膜の厚
さは、モリブデン棒の長さ方向に不均一である。このよ
うな膜厚の不均一性が生じる原因の一つは、酸化中にモ
リブデン棒の内部から局所的に不純物が析出し、モリブ
デンの酸化速度を変化させることである。
モリブデン棒の長さ方向における厚さの変化を示す図で
ある。酸化は７００℃において２０分間行った。図３か
ら分かるように、従来技術により形成した酸化被膜の厚
さは、モリブデン棒の長さ方向に不均一である。このよ
うな膜厚の不均一性が生じる原因の一つは、酸化中にモ
リブデン棒の内部から局所的に不純物が析出し、モリブ
デンの酸化速度を変化させることである。
【０００９】このような従来技術により形成した酸化被
膜は、局所的に不純物又は不純物の酸化物を含むため、
絶縁破壊電圧にも１つの製品内での場所による差異ある
いは製品間での差異が生じる。
膜は、局所的に不純物又は不純物の酸化物を含むため、
絶縁破壊電圧にも１つの製品内での場所による差異ある
いは製品間での差異が生じる。
【００１０】図４は従来技術により、７００℃、２０分
間で酸化被膜を形成した１００個の製品の絶縁破壊電圧
の分布を示す図である。５００Ｖを中心として±３０Ｖ
の範囲に絶縁破壊電圧が分布していることが分かる。
間で酸化被膜を形成した１００個の製品の絶縁破壊電圧
の分布を示す図である。５００Ｖを中心として±３０Ｖ
の範囲に絶縁破壊電圧が分布していることが分かる。
【００１１】 本発明の一実施例において、金属をモリ
ブデンとし、先ずアセトンのような有機溶媒で表面を清
浄化した後、希塩酸で表面をわずかにエッチングした。
次に、前処理加熱として、７５０℃において１時間、水
素２０％、アルゴン８０％からなる雰囲気中で、モリブ
デンを加熱した。さらに、水分を含まない高純度酸素中
で、７００℃において３０分間、モリブデン棒を酸化し
た。以上の一連の処理工程をまとめて図２に示す。
ブデンとし、先ずアセトンのような有機溶媒で表面を清
浄化した後、希塩酸で表面をわずかにエッチングした。
次に、前処理加熱として、７５０℃において１時間、水
素２０％、アルゴン８０％からなる雰囲気中で、モリブ
デンを加熱した。さらに、水分を含まない高純度酸素中
で、７００℃において３０分間、モリブデン棒を酸化し
た。以上の一連の処理工程をまとめて図２に示す。
【００１２】このようにして形成したモリブデン棒状の
酸化被膜の長さ方向の厚さの分布を、図５に示す。図３
に示された従来技術の場合に比べ、長さ方向の厚さの不
均一性は、ほとんど観測されないことが分かる。また、
このようにして形成した酸化被膜を有する円柱状のモリ
ブデン棒を図１のように組み合わせて製造した１００個
の避雷器の絶縁破壊電圧の分布を、図６に示した。製造
された避雷器の９６％が５００Ｖの絶縁破壊電圧を有
し、図４に示された従来技術の場合に比べ、製品間にお
ける絶縁破壊電圧値のばらつきは著しく改善されている
ことが分かる。
酸化被膜の長さ方向の厚さの分布を、図５に示す。図３
に示された従来技術の場合に比べ、長さ方向の厚さの不
均一性は、ほとんど観測されないことが分かる。また、
このようにして形成した酸化被膜を有する円柱状のモリ
ブデン棒を図１のように組み合わせて製造した１００個
の避雷器の絶縁破壊電圧の分布を、図６に示した。製造
された避雷器の９６％が５００Ｖの絶縁破壊電圧を有
し、図４に示された従来技術の場合に比べ、製品間にお
ける絶縁破壊電圧値のばらつきは著しく改善されている
ことが分かる。
【００１３】本発明の別の実施例において、前処理加熱
は高純度の水素中で行ったが、図５及び図６とほぼ同様
の結果が得られた。
は高純度の水素中で行ったが、図５及び図６とほぼ同様
の結果が得られた。
【００１４】また、本発明の更に別の実施例において、
前処理加熱は高純度のアルゴン中で行ったが、図５及び
図６とほぼ同様の結果が得られた。
前処理加熱は高純度のアルゴン中で行ったが、図５及び
図６とほぼ同様の結果が得られた。
【００１５】また、以上述べた実施例において、金属は
モリブデンであったが、例えばタンタル、クロム又は、
アルミニウムのような他の金属を用いてもよい。そし
て、酸化は高純度の酸素中以外に、不活性気体あるいは
水蒸気を含む雰囲気中で行っても良い。更に、金属は円
柱状が一般的であるが、球状、矩形状、平板状など他の
形状を用いることも可能であり、円柱状には限定されな
い。なお、高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対サ
ージ防御装置は、原理的には１個の金属部材を用いても
作製可能で、本発明はそのような場合の主構成部材の作
製にも適用できる。
モリブデンであったが、例えばタンタル、クロム又は、
アルミニウムのような他の金属を用いてもよい。そし
て、酸化は高純度の酸素中以外に、不活性気体あるいは
水蒸気を含む雰囲気中で行っても良い。更に、金属は円
柱状が一般的であるが、球状、矩形状、平板状など他の
形状を用いることも可能であり、円柱状には限定されな
い。なお、高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対サ
ージ防御装置は、原理的には１個の金属部材を用いても
作製可能で、本発明はそのような場合の主構成部材の作
製にも適用できる。
【００１６】なお、上述した実施例は、説明のみを目的
とするものであり、添付の特許請求の範囲においてのみ
適切に定められる本発明の範囲を制限するものではな
い。
とするものであり、添付の特許請求の範囲においてのみ
適切に定められる本発明の範囲を制限するものではな
い。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、金属表面上の高抵抗被
膜の絶縁破壊電圧が、高い制御性で、再現性良く、か
つ、一つの製品内あるいは製品間で均一な（対サージ防
御装置用の）高抵抗被膜を有する金属部材を作製するこ
とができる。
膜の絶縁破壊電圧が、高い制御性で、再現性良く、か
つ、一つの製品内あるいは製品間で均一な（対サージ防
御装置用の）高抵抗被膜を有する金属部材を作製するこ
とができる。
【図１】酸化により生成した高抵抗被膜を有する、一実
施例としての、２本の円柱状モリブデン棒を用いた対サ
ージ防御装置を示す概略図である。
施例としての、２本の円柱状モリブデン棒を用いた対サ
ージ防御装置を示す概略図である。
【図２】本発明の、高抵抗被膜を有する金属部材の作製
方法に含まれる一連の工程を示す図である。
方法に含まれる一連の工程を示す図である。
【図３】従来技術により形成した酸化被膜の厚さの、棒
の長さ方向における分布を示す図である。
の長さ方向における分布を示す図である。
【図４】従来技術により形成した酸化被膜を有するモリ
ブデン棒を用いて製造した対サージ防御装置の絶縁破壊
電圧の分布を示す図である。
ブデン棒を用いて製造した対サージ防御装置の絶縁破壊
電圧の分布を示す図である。
【図５】本発明の方法により形成した酸化被膜の厚さ
の、棒の長さ方向における分布を示す図である。
の、棒の長さ方向における分布を示す図である。
【図６】本発明の方法により形成した酸化被膜を有する
モリブデン棒を用いて製造した対サージ防御装置の絶縁
破壊電圧の分布を示す図である。
モリブデン棒を用いて製造した対サージ防御装置の絶縁
破壊電圧の分布を示す図である。
１０１ モリブデン棒
１０２ 酸化被膜
１０３ 電極
Claims (7)
- 【請求項１】高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対
サージ防御装置に用いる、高抵抗被膜を有する金属物体
を作製する方法において、 所定の金属物体を水素雰囲気内で高温において予め加熱
処理し、その後加熱処理された該金属物体の表面を酸化
処理することにより該所定の金属物体上に高抵抗被膜を
形成することを特徴とする作製方法。 - 【請求項２】高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対
サージ防御装置を構成する高抵抗被膜を有する金属物体
であって、高抵抗被膜どうしが互いに接するように複数
個組み合わせて用いられる金属物体を作製する方法にお
いて、 所定の金属物体を水素雰囲気内で高温において予め加熱
処理し、その後該加熱処理された金属物体の表面を酸化
処理することにより該所定の金属物体上に高抵抗被膜を
形成することを特徴とする作製方法。 - 【請求項３】高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対
サージ防御装置に用いる、高抵抗被膜を有する金属物体
を作製する方法において、 所定の金属物体を水素および不活性気体からなる雰囲気
内で高温において予め加熱処理し、その後加熱処理され
た該金属物体の表面を酸化処理することにより該所定の
金属物体上に高抵抗被膜を形成することを特徴とする作
製方法。 - 【請求項４】高抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対
サージ防御装置を構成する高抵抗被膜を有する金属物体
であって、高抵抗被膜どうしが互いに接するように複数
個組み合わせて用いられる金属物体を作製する方法にお
いて、 所定の金属物体を水素および不活性気体からなる雰囲気
内で高温において予め加熱処理し、その後加熱処理され
た該金属物体の表面を酸化処理することにより該所定の
金属物体上に高抵抗被膜を形成することを特徴とする作
製方法。 - 【請求項５】高抵抗被膜を有する金属物体であって、高
抵抗被膜の電気的破壊現象を利用した対サージ防御装置
において、高抵抗被膜どうしが互いに接するように複数
個組み合わせて用いられる金属物体を作製する方法にお
いて、 所定の金属物体を不活性気体雰囲気内で高温において予
め加熱処理し、加熱処理された該金属物体の表面を酸化
処理することにより該所定の金属物体上に高抵抗被膜を
形成することを特徴とする作製方法。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の作製
方法において、 該金属物体の主成分が、モリブデン、タンタル、クロム
又はアルミニウムのいずれかである作製方法。 - 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の作製
方法によって該金属物体の表面に形成された高抵抗被膜
を含む対サージ防御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093107A JP3481546B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 対サージ防御装置の主構成部材を作製する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093107A JP3481546B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 対サージ防御装置の主構成部材を作製する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001279422A JP2001279422A (ja) | 2001-10-10 |
| JP3481546B2 true JP3481546B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18608336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000093107A Expired - Fee Related JP3481546B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 対サージ防御装置の主構成部材を作製する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481546B2 (ja) |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000093107A patent/JP3481546B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001279422A (ja) | 2001-10-10 |
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