JP3536592B2 - 放電管型サージアブソーバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に付属す
る電源ライン等を経由して、外部から電子機器に侵入す
る異常電圧（サージ）から電子機器を保護する放電管型
サージアブソーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりサージから電子機器を保護する
ため、サージを吸収するサージアブソーバが用いられて
おり、このサージアブソーバとして、バリスタや、放電
管型サージアブソーバ等が知られている。バリスタは、
印加される電圧が大きくなるにつれて抵抗が小さくなる
ものであり、サージアブソーバとしてバリスタを用いる
と、外部から電子機器にサージが侵入した場合、このサ
ージによりバリスタの抵抗が小さくなり、バリスタに大
電流が流れる。従って、サージがバリスタで吸収され、
電子機器が過大なサージから保護される。

【０００３】また、放電管サージアブソーバは、所定電
圧を越える電圧が印加されると放電する放電管であり、
放電管型サージアブソーバとして、マイクロギャップ式
等のものが知られている。サージアブソーバに放電管型
サージアブソーバを用いると、バリスタの場合と同様、
外部から電子機器にサージが侵入した場合、このサージ
アブソーバでサージを吸収するための放電が行なわれ、
電子機器が過大なサージから保護される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したバリスタはサ
ージ吸収後の残留電圧が、バリスタの動作電圧以上であ
るため、バリスタのサージ保護特性が劣化するという問
題がある。また、放電管型サージアブソーバは、放電が
開始した後極めて短時間でアーク放電が生じるため、短
時間で大電流が流れる。そのため、高周波電流が生じ、
この電流によって電子機器の電子回路が誤動作する場合
があるという問題がある。

【０００５】このような高周波電流の発生を防止するに
は、放電管型サージアブソーバに抵抗を直列に接続すれ
ばよいが、抵抗を接続すると、サージ吸収時に抵抗に電
圧が発生し、やはりサージ保護特性が劣化するという問
題がある。本発明は上記事情に鑑み、サージ保護特性の
劣化が防止され、電子機器に侵入したサージを有効に吸
収するとともに、電子機器内部の電子回路の誤動作が防
止された放電管型サージアブソーバを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の放電管型サージアブソーバは、絶縁性の基体と、こ
の基体を両端から挟む導電性の一対の電極と、上記基体
を密封する絶縁性の外装管とを備え、上記基体がこの基
体表面に螺設された、上記外装管内壁との間にスパイラ
ル状の放電路をなす溝を有することを特徴とする。

【０００７】基体表面にスパイラル状の放電路をなす溝
を螺設すると、放電路が直線状の場合と比較して、放電
時の電極間のインダクタンスが増加するため、放電開始
からアーク放電に到達するまでの時間を長くすることが
でき、急峻な電流変化が押えられ、高周波電流の発生が
低減される。従って、電子機器をサージから保護するに
あたり、本発明の放電管型サージアブソーバを用いる
と、高周波電流による、電子機器の電子回路の誤動作が
防止される。また、高周波電流を弱めるために放電管型
サージアブソーバに抵抗を接続することは不要であり、
サージ保護特性の劣化が防止された放電管型サージアブ
ソーバが得られる。

【０００８】ここで、本発明の放電管型サージアブソー
バが、上記基体表面に上記一対の電極の間に互いに独立
な放電路をなす複数の溝が螺設されてもよい。また、本
発明の放電管型サージアブソーバが、上記外装管に囲ま
れた密封空間内の放電路の一部に、一対の導電体が所定
の間隔を隔てて対向したギャップ部を有してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の第１実施形態の放電管型サ
ージアブソーバを示す側面図、図２は、図１に示す放電
管型サージアブソーバを構成する基体の側面図、図３
は、その斜視図である。

【００１０】図１に示す放電管型サージアブソーバ１０
は柱状の基体１１を備えている。この基体１１は絶縁性
の基体であり、基体１１の両端には、この基体１１を両
端から挟む導電性の一対のスラグリード１２が備えられ
ている。また、基体１１の側面には、図３に示すよう
に、一対のスラグリード１２の間に互いに独立な放電路
をなす溝１３が４本螺設されている。また、この放電管
型サージアブソーバ１０は、図１に示すようにスラグリ
ード１２と協同して、基体１１を不活性ガス中に密封す
るガラス管１４を備えており、このガラス管１４は、基
体１１の側面の、隣り合う溝１４どうしの間の凸部１５
が、ガラス管１４の内壁に密着する寸法に形成されてい
る。

【００１１】このように構成された放電管サージアブソ
ーバ１０は、基体１１の側面にスパイラル状の放電路を
なす溝１３が形成されているため、放電路が直線状の場
合と比較して、放電時の一対のスラグリード１２の間の
インダクタンスが増加する。従って、放電開始からアー
ク放電に到達する間でに長時間を要し、高周波電流が弱
められる。

【００１２】図４は、本発明の第２の実施形態の放電管
サージアブソーバを示す側面図、図５は、図４に示す放
電型サージアブソーバを構成する基体の側面図、図６
は、その斜視図である。図１〜図３に示す実施形態の構
成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、
図１〜図３に示す実施形態との相違点のみについて説明
する。

【００１３】図４に示す放電管型サージアブソーバ２０
を構成する基体１１の側面に螺設された４本の溝１３そ
れぞれの内壁に、図５に示すように、溝１３の幅方向に
延びるギャップ２１を挟むように導電性皮膜２２が形成
されている。ここではギャップ２１は１つのみ示してい
るが、他のギャップは図４、図５、図６から見えない位
置に形成されている。

【００１４】このように、基体の側面に形成された溝
に、ギャップを挟む導電性皮膜を形成すると、図１に示
す放電管型サージアブソーバよりも放電開始電圧を下げ
ることができる。図７は、本発明の第３実施形態の放電
管型サージアブソーバを示す側面図、図８は、図７に示
す放電管型サージアブソーバを構成する基体を示す側面
図、図９は、その斜視図である。

【００１５】図７に示す放電管サージアブソーバ３０
は、図８に示すように、円柱状の絶縁性の基体３１と、
この基体３１を両端から挟む２つの柱状の絶縁性の基体
３２を備えている。２つの基体３２は、図７〜図９に示
すように、この２つの基体３２で基体３１を両端から挟
むように配備されており、さらに図７に示すように、基
体３１，３２の全体を両端から挟む導電性の一対のスラ
グリード３３が備えられている。また、各基体３２に
は、図９に示すように、その側面に互いに独立な放電路
をなす溝３４が、４本ずつ螺設されており、この４本の
溝３４の内壁に導電性皮膜が形成されている。また、基
体３１には、その側面を周回方向に一周するように設け
られたギャップ３５を挟むように導電性皮膜３６が形成
されている。また、この放電管サージアブソーバ３０
は、図７に示すように、一対のスラグリード３３と協同
して、３つの基体３１，３２を不活性ガス中に密封する
ガラス管３７を備えており、このガラス管３７は、基体
３２の側面の溝３４どうしの間の凸部３８がガラス管３
７の内壁に密着する寸法に形成されている。

【００１６】この放電管型サージアブソーバ３０は、基
体３１に形成された導電性皮膜３６どうしの間のギャッ
プ３５で放電が発生することにより、基体３１の部分で
は直線状の放電路を成す放電が発生し、基体３２の部分
で、スパイラル状の放電路を成す放電が発生する。この
ように、一対のスラグリード３３の間の一部分に、スパ
イラル状の放電路を成す放電が発生する構造の放電管型
サージアブソーバを構成してもよい。

【００１７】図１０は、本発明の第４実施形態の放電管
型サージアブソーバを示す側面図、図１１は、図１０に
示す放電管型サージアブソーバを構成する２つの基体を
示す側面図、図１２は、その斜視図である。図１０に示
す放電管サージアブソーバ４０は、図１１に示すよう
に、２つの柱状の絶縁性の基体４１を備えている。２つ
の基体４１それぞれの一端部には、図１０〜図１２に示
すように、放電電極４２が取り付けられている。この２
つの基体４１は、それぞれの一端部に取り付けられた放
電電極４２どうしが対向するように配置されており、さ
らに図１０に示すように、基体４１には導電性の一対の
スラグリード４３が固定されている。また、２つの基体
４１それぞれの側面には、放電路をなす溝４４が、図１
２に示すように４本螺設されており、このように４本の
溝４４が螺設された基体４１表面に導電性皮膜が形成さ
れている。また、この放電管サージアブソーバ３０は、
一対のスラグリード４３と協同して、放電電極４２が取
り付けられた２つの基体４１を不活性ガス中に密封する
ガラス管４５を備えており、このガラス管４５は、基体
４１の側面の、隣り合う溝４４どうしの間の凸部４６
が、ガラス管４５の内壁に密着する寸法に形成されてい
る。

【００１８】この放電管型サージアブソーバ４０は、放
電電極４２の間で放電が発生することにより、放電電極
４２の部分では、直線状の放電路を成す放電が発生し、
２つの基体４１の部分では、スパイラル状の放電路を成
す放電が発生する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
実施例１，２，３，４として、それぞれ図１，図４，図
７，図１０に示す各実施形態の放電管型サージアブソー
バ１０，２０，３０，４０を製造し、比較例１として従
来の放電管型サージアブソーバ、比較例２としてアレス
タを製造した。以下に、放電管型サージアブソーバ１
０，２０，３０，４０の製造過程を順次説明した後、比
較例１の放電管型サージアブソーバ、比較例２のアレス
タの製造過程を説明する。その後、実施例１，２，３，
４の放電管型サージアブソーバ、比較例１の放電管型サ
ージアブソーバ、および比較例２のアレスタそれぞれに
ついて、直流放電開始電圧、インパルス放電開始電圧、
およびインパルス吸収時間を測定した結果について説明
する。

【００２０】図１に示す構造の放電管型サージアブソー
バ１０の製造にあたって、先ず、円柱形状の絶縁性材料
を用意した。本実施例では、コランダムムライトを焼成
して、両端面の直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの絶縁性材料を
製造した。尚、ここでは、その絶縁性材料としてコラン
ダムムライトを用いたが、アルミナ、ジルコニア、コラ
ンダム、ムライト等や、これらの材料に透磁率の高い材
料を混ぜたものを用いてもよい。

【００２１】次に、その絶縁性材料の側面に等間隔に４
本の溝１３を螺設し、図３に示すような基体１１を製造
した。本実施例では、溝の深さ、溝の幅を、それぞれ
１．２ｍｍ、０．７５ｍｍとし、隣り合う溝どうしの間
隔を０．１ｍｍとした。次に、基体１１をガラス管１４
内部に配備し、基体１１をスラグリード１２で挟み、基
体１１がＡｒガス中に密封される状態に、ガラス管１４
とスラグリード１２とを接着した。Ａｒガスの圧力は８
００Ｔｏｒｒとした。

【００２２】このようにして図１に示す構造の放電管型
サージアブソーバ１０を製造した。図４に示す構造の放
電管型サージアブソーバ２０の製造にあたっては、先
ず、図１に示す放電管型サージアブソーバ１０の製造過
程で製造した、側面に４本の溝を有する基体と同一材料
同一寸法の基体１１を製造した。次に、この基体１１の
側面に形成された４本の溝１３それぞれの内壁に導電性
皮膜を形成し、各溝内の導電性皮膜それぞれに、導電性
皮膜を溝１３の幅方向に切断するようなギャップ２１を
形成した。本実施例では、ギャップの幅を３０μｍとし
た。

【００２３】次に、溝１３の内壁に導電性皮膜２２が形
成された基体１１をガラス管１４内部に配備し、基体１
１をスラグリード１２で挟み、基体１１がＡｒガス中に
密封される状態に、ガラス管１４とスラグリード１２と
を接着した。Ａｒガスの圧力は８００Ｔｏｒｒとした。
このようにして図４に示す構造の放電管型サージアブソ
ーバ２０を製造した。

【００２４】図７に示す放電管型サージアブソーバ３０
の製造にあたっては、先ず、図１に示す放電管型サージ
アブソーバ１０の製造過程で製造した、側面に４本の溝
を有する絶縁性の基体と同一材料同一寸法の絶縁性の基
体３２を２個製造し、この２個の絶縁性の基体３２それ
ぞれが有する４本の溝３４の内壁に導電性皮膜を形成し
た。また、絶縁性の基体３２とは別に、両端面の直径が
０．６ｍｍであって、長さが１ｍｍのコランダムムライ
トからなる円柱形状の絶縁性の基体３１を用意し、この
絶縁性の基体３１の表面に導電性皮膜を形成し、この導
電性皮膜を２つに分割するように、基体３１の側面を周
回方向に一周するギャップ３５を形成した。ギャップ３
５の幅は３０μｍとした。

【００２５】次に、基体３１および２つの基体３２を、
２つの基体３２で基体３１を両端から挟むようにガラス
管３７内に配備し、さらにそれら３つの基体３１，３２
の全体を両側から挟むようにスラグリード３３を配置
し、これらの基体３１，３２がＡｒガス中に密封される
状態に、ガラス管３７とスラグリード３３とを接着し
た。Ａｒガスの圧力は８００Ｔｏｒｒとした。

【００２６】このようにして図７に示す構造の放電管型
サージアブソーバ３０を製造した。図１０に示す構造の
放電管型サージアブソーバ４０の製造にあたっては、先
ず、放電管型サージアブソーバ１０の製造過程で製造し
た、側面に４本の溝を有する絶縁性の基体と同一材料同
一寸法の絶縁性の基体４１を２個製造した。次に、２つ
の基体４１それぞれの表面に導電性皮膜を形成した。

【００２７】次に、２つの基体４１それぞれの一端面に
放電電極４２を取り付けた。次に、放電電極４２が取り
付けられた２つの基体４１を、放電電極４２が互いに１
ｍｍの間隔をあけて対向するようにガラス管４５内部に
配備し、それら２つの基体４１全体の両側にスラグリー
ド４３を配置し、これら２つの基体４１がＡｒガス中に
密封される状態に、ガラス管４５とスラグリード４３と
を接着した。Ａｒガスの圧力は８００Ｔｏｒｒとした。

【００２８】このようにして図１０に示す構造の放電管
型サージアブソーバ４０を製造した。比較例１の放電管
型サージアブソーバの製造にあたっては、円柱形状の絶
縁性材料を用意した。ここでは絶縁性材料としてコラン
ダムムライトを焼成して、両端面の直径１ｍｍ、長さ３
ｍｍの円柱形状のものを用意し、これを基体として用い
た。

【００２９】次に、この基体表面に導電性被膜を形成し
た。さらに、導電性皮膜が形成された基体の両端に帽子
状のキャップ電極を圧入し、この導電性皮膜を２つに分
割するように、基体側面を周回方向に一周するギャップ
を形成した。ギャップの幅は３０μｍとした。その後、
ギャップが形成された絶縁性の基体をガラス管内部に配
備し、両側にスラグリードを配置し、ガラス管内部がＡ
ｒガス中に密封される状態に、ガラス管にスラグリード
を接着した。Ａｒガスの圧力は８００Ｔｏｒｒとした。

【００３０】このようにして比較例１の放電管型サージ
アブソーバを製造した。比較例２のアレスタの製造にあ
たっては、外径４ｍｍ、封止部の厚さ１ｍｍの封止電極
に、直径１ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの放電部を設けたもの
を、外径４ｍｍ、内径３ｍｍのガラス管の両端に配備
し、このガラス管内部をＡｒガスで密封する状態に、ガ
ラス管と封止電極とを接着した。Ａｒガスの圧力は８０
０Ｔｏｒｒとした。

【００３１】このようにして比較例２のアレスタを製造
した。表１に、実施例１，２，３，４の放電管型サージ
アブソーバ、比較例１の放電管型サージアブソーバ、お
よび比較例２のアレスタそれぞれについて、直流放電開
始電圧、インパルス放電開始電圧、およびインパルス吸
収時間を測定した結果を示す。尚、インパルス吸収時間
は、放電開始からアーク電圧に到達するまでの時間であ
る。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１からわかるように、実施例１，２，
３，４の放電管型サージアブソーバのインパルス吸収時
間は、比較例１の放電管型サージアブソーバのインパル
ス吸収時間、および比較例２のアレスタのインパルス吸
収時間よりも長い。つまり、実施例１，２，３，４の場
合、比較例１，２と比べ、放電開始からアーク放電に到
達するまでの時間が長くなっている。従って、電子機器
をサージから保護するにあたり本発明の放電管型サージ
アブソーバを用いると、高周波電流による電子機器の電
子回路の誤動作が防止される。また、本発明の放電管型
サージアブソーバは、高周波電流を低減するための抵抗
の接続は不要であり、サージ保護特性の劣化が防止され
た放電管型サージアブソーバが得られる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電管型
サージアブソーバによれば、サージ保護特性の劣化が防
止され、電子機器に侵入したサージを有効に吸収すると
ともに、電子機器内部の電子回路の誤動作が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の放電管型サージアブソ
ーバを示す側面図である。

【図２】図１に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の側面図である。

【図３】図１に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の斜視図である。

【図４】本発明の第２実施形態の放電管型サージアブソ
ーバを示す側面図である。

【図５】図４に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の側面図である。

【図６】図４に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の斜視図である。

【図７】本発明の第３実施形態の放電管型サージアブソ
ーバを示す側面図である。

【図８】図７に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の側面図である。

【図９】図７に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る基体の斜視図である。

【図１０】本発明の第４実施形態の放電管型サージアブ
ソーバを示す側面図である。

【図１１】図１０に示す放電管型サージアブソーバを構
成する基体の側面図である。

【図１２】図１０に示す放電管型サージアブソーバを構
成する基体の斜視図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ 放電管型サージアブソーバ １１，３１，３２，４１ 絶縁性の基体 １２，３３，４３ スラグリード １３，３４，４４ 溝 １４，３７，４５ ガラス管 １５，３８，４６ 凸部 ２１，３５ ギャップ ２２，３６ 導電性皮膜 ４２ 放電電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−140210（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−167302（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01T 4/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性の基体と、該基体を両端から挟む
   導電性の一対の電極と、前記基体を密封する絶縁性の外
   装管とを備え、 前記基体が該基体表面に螺設された、前記外装管内壁と
   の間にスパイラル状の放電路をなす溝を有することを特
   徴とする放電管型サージアブソーバ。
2. 【請求項２】 前記基体表面に、前記一対の電極の間に
   互いに独立な放電路をなす複数の溝が螺設されてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の放電管型サージアブソー
   バ。
3. 【請求項３】 前記外装管に囲まれた密封空間内の放電
   路の一部に、一対の導電体が所定の間隔を隔てて対向し
   たギャップ部を有することを特徴とする請求項１記載の
   放電管型サージアブソーバ。