JP4830664B2 - サージアブソーバ - Google Patents

Description

本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐために使用するサージアブソーバに関する。

電話機、ファクシミリ、モデムなどの通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナあるいはＣＲＴ駆動回路など、雷サージや静電気などの異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、この異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷または発火などによる破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。

従来、例えばマイクロギャップを有するサージ吸収素子を用いたサージアブソーバが提案されている。このサージアブソーバは、表面が導電性被膜で被覆されて周面にいわゆるマイクロギャップが形成された柱状のセラミックス部材とセラミックス部材の両端に設けられた一対のキャップ電極とを有するサージ吸収素子が、封止ガスと共に円筒状のガラス管内に収容され、ガラス管の両端にその軸線がサージ吸収素子の軸線と平行なリード線を有する端子電極を設けて高温加熱で封止した放電型サージアブソーバである（例えば、特許文献１参照）。
このような放電型のサージアブソーバは、一般にリード線がガラス管の両端から延出しているため、リード線を適宜の形状に曲げた状態で基板上に実装される。ここで、基板上への実装を容易にするために、リード線を適宜の形状に曲げて樹脂などでこれをモールドすることで、リード線の曲げ状態を保持したサージアブソーバが提供されている。
特開２００３−３０８９４４号公報

しかしながら、上記従来のサージアブソーバには、以下の課題が残されている。すなわち、従来のサージアブソーバでは、リード線を曲げてこれをモールドすることによってサージアブソーバの基板上への実装を簡便にしているが、リード線をモールドする工程があるため、製造をより容易にすることが望まれている。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、基板上への実装を簡便化させたサージアブソーバをより容易に製造することが可能なサージアブソーバを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のサージアブソーバは、絶縁性部材と、該絶縁性部材の表面に放電間隙を介して対向配置された一対の放電電極とを有するサージ吸収素子と、該サージ吸収素子を収容して内部に放電空間を形成する筐体と、前記一対の放電電極と前記筐体外との間をそれぞれ導通させる一対の引出電極とを備え、該一対の引出電極の引き出し方向が、互いに平行であると共に前記サージ吸収素子の軸線に対して垂直であり、前記筐体に、前記引出電極を挿通させる貫通孔が形成され、該貫通孔に、前記筐体の熱膨張係数と前記引出電極の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する充填部材が充填されていることを特徴とすることを特徴とする。

この発明では、引出電極をその引き出し方向が互いに平行となると共にサージ吸収素子の軸線と垂直になるように配置することで、引出電極間の距離を筐体の幅よりも容易に短縮することができる。ここで、引出電極を湾曲させることがないので、引出電極をモールドする必要がなく、実装を簡便化可能なサージアブソーバを容易に製造できる。また、貫通孔と引出電極との間隙を充填部材の熱膨張係数を筐体の熱膨張係数と引出電極の熱膨張係数との間の値とすることで、上述のようにサージアブソーバが加熱されて各部材に熱膨張などが発生した場合であっても、筐体と引出電極との封止性がより良好に保持される。

また、本発明のサージアブソーバは、前記一対の引出電極に、前記サージ吸収素子と弾性的に接触する弾性部が形成されていることが好ましい。
この発明では、引出電極がサージ吸収素子の放電電極と弾性的に接触することで、サージ吸収素子と引出電極との接触状態が良好になる。また、放電電極における放電時に発生した熱によってサージアブソーバが加熱されて各部材に熱膨張などが発生した場合であっても、引出電極と放電電極との電気的な導通を良好に確保することができる。

また、本発明のサージアブソーバは、前記引出電極と前記放電電極との間に、導電性の弾性部材が設けられていることが好ましい。
この発明では、引出電極とサージ吸収素子の放電電極とが弾性的に接触することで、上述と同様に、引出電極と放電電極との接触状態が良好になると共に、加熱された場合においても電気的な導通を良好に確保できる。

また、本発明のサージアブソーバは、前記引出電極が、前記放電電極と前記筐体の内壁との間に圧入されていることが好ましい。
この発明では、引出電極とサージ吸収素子の放電電極とが確実に接続される。また、上述のようにサージアブソーバが加熱されて各部材に熱膨張などが発生した場合であっても、引出電極と放電電極との電気的な導通を良好に確保できる。

また、本発明のサージアブソーバは、前記充填部材が、前記筐体の貫通孔の内周壁から順に積層された複数の充填層を有し、該複数の充填層の熱膨張係数が、前記内周壁から前記引出電極に向けて順に該引出電極の熱膨張係数に近接することが好ましい。
この発明では、充填部材を複数の充填層で構成し、熱膨張係数を筐体から引出電極に向けて段階的に変化させることで、各部材に熱膨張などが発生した場合であっても、筐体と引出電極との封止性をより良好に保持できる。

また、本発明のサージアブソーバは、前記充填部材が、メタライズ層で構成された第１充填層と、前記引出電極の表面に形成されて前記第１充填層の熱膨張係数と前記引出電極の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有するガラス材料で構成された第２充填層と、を備えることとしてもよい。
また、本発明のサージアブソーバは、前記充填部材が、メタライズ層で構成された第１充填層と、前記引出電極の表面に形成されてＡｇとＣｕとからなるロウ材で構成された第２充填層と、を備えることとしてもよい。
この発明では、第１及び第２充填層によって充填部材を構成することで、筐体と引出電極との封止性を良好に保持する。

また、本発明のサージアブソーバは、前記一対の放電電極が、それぞれ前記放電間隙に臨むトリガ電極と、該トリガ電極に接続される主放電電極とを有し、該主放電電極が、前記引出電極よりも前記放電間隙に近接して配置されていると共に、該一対の主放電電極の距離が、前記一対の引出電極の距離よりも狭いことが好ましい。
この発明では、引出電極を主放電電極よりも放電間隙から離間して配置することで、一対の引出電極間で放電が行われることを抑制できる。すなわち、一対の引出電極にサージが侵入すると、トリガ電極による電界電子放出が行われる。そして、電界電子放出から主放電電極によるアーク放電に移行する。ここで、引出電極を主放電電極よりも放電間隙から離間して配置することで、この移行時にアーク放電が主放電電極間ではなく引出電極間で行われることを抑制する。これにより、引出電極の表面にプラズマが照射されて引出電極の表面が劣化することを抑制する。

また、本発明のサージアブソーバは、前記筐体の外面に、前記一対の引出電極とそれぞれ導通する一対の平面電極が形成されていることとしてもよい。
この発明では、平面電極を実装基板上に載置してサージアブソーバを実装基板に実装することで、サージアブソーバの表面実装が可能になる。

本発明のサージアブソーバによれば、引出電極をその引き出し方向が互いに平行となると共にサージ吸収素子の軸線と垂直になるように配置することで、引出電極を適宜の形状でモールドすることない。これにより、引出電極間の距離を短縮させて実装を簡便化させたサージアブソーバを容易に製造できる。また、貫通孔と引出電極との間隙を充填部材の熱膨張係数を筐体の熱膨張係数と引出電極の熱膨張係数との間の値とすることで、上述のようにサージアブソーバが加熱されて各部材に熱膨張などが発生した場合であっても、筐体と引出電極との封止性がより良好に保持される。

以下、本発明にかかるサージアブソーバの第１の実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。ここで、図１はサージアブソーバの断面図、図２は図１の外観斜視図である。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

本実施形態におけるサージアブソーバ１は、いわゆるマイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバであって、円柱状のサージ吸収素子２と、サージ吸収素子２を収容する筐体３と、サージ吸収素子２と筐体３の外部との導通を図る一対の引出電極４、５とを備えている。

サージ吸収素子２は、円柱状セラミックス（絶縁性部材）１１と、円柱状セラミックス１１の表面に放電間隙１２を介して分割形成された一対の放電電極１３、１４とを備えている。
円柱状セラミックス１１は、例えばムライト焼結体などのセラミックス材料で構成されている。
放電間隙１２は、円柱状セラミックス１１の周囲に沿って設けられており、例えばレーザカットやダイシング、エッチングなどの加工によって形成されている。また、放電間隙１２は、０．０１から１．５ｍｍの幅で１から１００本形成されるが、本実施形態では、１１０μｍのものを１本形成している。

放電電極１３、１４は、放電間隙１２を介して対向配置された一対のトリガ電極１５、１６と、円柱状セラミックス１１の両端に対向配置されてトリガ電極１５、１６にそれぞれ接触する一対のキャップ電極（主放電電極）１７、１８とを備えている。
トリガ電極１５、１６は、例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの導電性材料で構成された薄膜であって、円柱状セラミックス１１の表面に物理蒸着（ＰＶＤ）法や化学蒸着（ＣＶＤ）法などの薄膜形成技術によって形成されている。
キャップ電極１７、１８は、円柱状セラミックス１１よりも硬度の低い、例えばステンレスなどの金属からなり、断面ほぼＵ字状の椀状に形成されている。そして、一対のキャップ電極１７、１８は、円柱状セラミックス１１の両端に係合されている。

筐体３は、例えばＡｌ_２Ｏ_３などのセラミックス材料によって構成されており、直方体形状を有している。そして、筐体３は、箱状の収容部２１と、収容部２１の開口を覆う蓋体２２とを有している。
収容部２１には、下面に開口を有する収容凹部２３が形成されている。この収容凹部２３は、その外形が上記開口側から段階的に増大する断面３段の階段形状となっており、上記下面から最も離間している側から順に積層された、第１から第３凹部２３ａ〜２３ｃによって構成されている。

第１凹部２３ａは、平面視で矩形状の開口を有しており、その外形がサージ吸収素子２を収容できない程度の大きさとなっている。
また、第２凹部２３ｂは、平面視で矩形状の開口を有しており、第１凹部２３ａの下段に積層され、その外形が第１凹部２３ａの外形よりも大きく形成されている。そして、第２凹部２３ｂのうちの少なくとも一辺がサージ吸収素子２の長軸とほぼ同等となっている。また、第２凹部２３ｂの深さは、サージ吸収素子２のキャップ電極１７、１８の外径とほぼ同等となっている。このため、第２凹部２３ｂ内には、サージ吸収素子２が収容可能となっている。

また、第３凹部２３ｃは、平面視で矩形状の開口を有しており、第２凹部２３ｂの下段に積層され、その外形が第２凹部２３ｂの外形よりも大きく形成されている。そして、第３凹部２３ｃのうち少なくとも一辺がサージ吸収素子２の長軸よりも大きくなっている。
したがって、サージ吸収素子２は、収容部２１に対して、第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂとの段差部に配置されている。なお、収容凹部２３は、サージ吸収素子２を収容してもサージ吸収素子２によって放電空間２７が分断されることなく、第１凹部２３ａによって形成される空間と第２凹部２３ｂによって形成される空間とが接続されている。

蓋体２２は、平面視矩形状の板状部材であって、その上面がガラス材料で構成された接着剤層２４によって収容部２１の上記下面における周縁部に接着固定されている。また、蓋体２２には、一対の引出電極４、５の後述するリード線部３３、３４を挿通可能な貫通孔２２ａ、２２ｂが形成されている。
また、蓋体２２のうち貫通孔２２ａ、２２ｂの内周壁を含む近傍には、貫通孔２２ａ、２２ｂに挿通されたリード線部３３、３４との間隙を充填するための充填材２５、２６が設けられている。この充填材２５、２６は、接着剤層２４と同様に、ガラス材料で構成されている。
以上より、筐体３には、収容部２１の下面の周縁部に蓋体２２を接着固定して収容凹部２３を封止することで、内部に放電空間２７が形成されている。この放電空間２７には、サージ吸収素子２における放電条件を一定にしてサージアブソーバ１の放電特性を安定させるために、例えばＡｒ（アルゴン）などの不活性ガスが封止されている。

一対の引出電極４、５は、キャップ電極１７、１８にそれぞれ接触する円板部３１、３２と、円板部３１、３２の下面に接続されたリード線部３３、３４とを有している。そして、引出電極４、５は、その引き出し方向が互いに平行であると共に、サージ吸収素子２の軸線に対して垂直となっている。

円板部３１、３２は、例えば、Ｆｅ（鉄）−Ｎｉ（ニッケル）合金の表面を酸化銅で被覆した金属で形成されている。そして、円板部３１、３２は、上面がそれぞれキャップ電極１７、１８と接触するように配置されている。ここで、円板部３１、３２の上面は、収容部２１の内面のうち、第２凹部２３ｂと第３凹部２３ｃとの段差部に接触している。したがって、サージ吸収素子２は、収容部２１の内面のうち第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂとの段差部と、円板部３１、３２とによって挟持されている。
ここで、円板部３１、３２は、サージ吸収素子２と接触させたときに、その縁部がキャップ電極１７、１８よりも放電間隙１２から離間すると共に、円板部３１、３２の距離がキャップ電極１７、１８の距離よりも大きくなるように配置されている。

リード線部３３、３４は、例えば銅覆鋼線（以下、ＣＰ線と称する）で形成されており、円板部３１、３２のそれぞれに溶接されている。そして、リード線部３３、３４は、蓋体２２の一面からその軸線がその一面と垂直になるように延出している。
ここで、リード線部３３、３４は、円板部３１、３２と同様に、引出電極４、５をサージ吸収素子２と接触させたときに、その縁部がキャップ電極１７、１８よりも放電間隙１２から離間すると共に、リード線部３３、３４の距離がキャップ電極１７、１８の距離よりも大きくなるような形状となっている。また、リード線部３３、３４の距離は、筐体３の幅よりも狭くなっている。
以上より、一対の引出電極４、５がサージ吸収素子２と接触することにより、筐体３内に配置されたサージ吸収素子２と筐体３外との導通が図られている。

以上のように構成された本発明のサージアブソーバ１について、以下にその製造方法を説明する。ここで、図３は、サージアブソーバの製造工程を示す工程図である。
まず、円柱状セラミックス１１の表面に例えばＴｉＮなどの導電性材料で構成された薄膜をＰＶＤ法やＣＶＤ法などを用いて形成し、これにレーザ光を照射して上記薄膜を分割することにより放電間隙１２及び一対のトリガ電極１５、１６を形成する。そして、一対のキャップ電極１７、１８を、トリガ電極１５、１６と接触するように円柱状セラミックス１１の両端に係合させる。このようにして、サージ吸収素子２を形成する（図３（ａ））。

また、蓋体２２の所定位置に貫通孔２２ａ、２２ｂを形成する。そして、貫通孔２２ａ、２２ｂにガラス材料で構成された充填材２５、２６を充填する。その後、一対の引出電極４、５のリード線部３３、３４をそれぞれ貫通孔２２ａ、２２ｂに挿通し、充填材２５、２６によってリード線部３３、３４を蓋体２２に接着固定する（図３（ｂ））。ここで、蓋体２２に固定された引出電極４、５の円板部３１、３２の距離は、サージ吸収素子２のキャップ電極１７、１８の距離よりも広く形成されている。

そして、収容部２１の上記一面の縁部に、接着剤層２４となるガラス材料を印刷法などを用いて配置する。そして、収容凹部２３に形成したサージ吸収素子２を配置する（図３（ｃ））。
その後、収容部２１と蓋体２２とを、接着固定する。このとき、サージ吸収素子２は、収容部２１の内面のうち、第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂとの段差部上に配置される。そして、例えばＡｒのような不活性ガスの雰囲気中において、上述のように引出電極４、５が接着固定された蓋体２２を収容部２１とを接着剤層２４により接着する。このとき、収容凹部２３によって形成された放電空間２７内には、上記不活性ガスが封止される。
ここで、蓋体２２に接着固定された引出電極４、５の円板部３１、３２がサージ吸収素子２のキャップ電極１７、１８と接触すると共に、サージ吸収素子２が上記段差部及び円板部３１、３２によって挟み込まれる。また、円板部３１、３２及びリード線部３３、３４は、それぞれの縁部がキャップ電極１７、１８よりも放電間隙１２から離間すると共に、それぞれの距離がキャップ電極１７、１８のよりよりも大きくなるように形成されている。
以上のようにして、サージアブソーバ１を製造する。なお、収容部２１と蓋体２２との接着後に引出電極４、５を充填材２５、２６で固定してもよい。

以上のように構成されたサージアブソーバ１は、蓋体２２の下面を実装基板（図示略）の実装面に対向させ、または接触させた状態でリード線部３３、３４をハンダなどで固定することにより、サージアブソーバ１を上記実装基板に実装する。ここで、リード線部３３、３４が蓋体２２の下面に対して垂直な方向で互いに平行に延出しているので、自動実装によるサージアブソーバ１の実装が容易に行われる。
そして、例えば静電気などのサージが引出電極４、５から侵入すると、放電間隙１２を介して対向配置されたトリガ電極１５、１６の間で電界電子放出を行う。その後、トリガ電極１５、１６の間で発生する電界電子放出からキャップ電極１７、１８で発生するアーク放電に移行する。このとき、円板部３１、３２の距離がキャップ電極１７、１８の距離よりも大きくなるように円板部３１、３２を配置しているので、アーク放電が円板部３１、３２の間で行われずにキャップ電極１７、１８の間で行われる。ここで、放電によって発生した電流はトリガ電極１５、１６、キャップ電極１７、１８及び引出電極４、５を流れる。これにより、サージアブソーバ１によってサージが吸収される。

このような構成のサージアブソーバ１は、引出電極４、５をその引き出し方向が互いに平行となると共にサージ吸収素子２の軸線と垂直になるように配置することで、引出電極４、５をモールドすることなく、引出電極４、５間の距離を短縮することができる。これにより、引出電極４、５間の距離を短縮させて実装を簡便化させたサージアブソーバ１を容易に製造できる。
また、円板部３１、３２の距離がキャップ電極１７、１８の距離よりも大きくなるように円板部３１、３２を配置しているので、アーク放電がキャップ電極１７、１８の間で行われ、円板部３１、３２の表面でアーク放電が行われることによる円板部３１、３２の劣化を抑制できる。

なお、本実施形態において、例えば図４に示すように、収容凹部４１の形状を下面に形成された開口側から段階的に増大する断面２段の階段形状とし、サージ吸収素子２を収容凹部４１の底面に接触させる構成としてもよい。ここで、収容凹部４１は、第１凹部４１ａと第２凹部４１ｂとを有しており、第１凹部４１ａの深さがサージ吸収素子２のキャップ電極１７、１８の外径とほぼ同等となっている。また、引出電極４、５の円板部３１、３２の上面が第１凹部４１ａと第２凹部４１ｂとの段差部にそれぞれ接触している。したがって、サージ吸収素子２は、第１凹部４１ａの底面と、円板部３１、３２とによって挟持されている。

そして、図５に示すように、収容凹部４２の形状を下面に開口された開口側から段階的に増大することなく断面矩形状とし、サージ吸収素子２を収容凹部４２の底面に接触させる構成としてもよい。ここで、サージ吸収素子２は、収容凹部４２の底面と、円板部３１、３２との間で挟持されている。

さらに、図６に示すように、蓋体２２の上面に収容凹部４２に向けて突出する円柱状の凸部２２ｃ、２２ｄを設け、サージ吸収素子２をこの凸部２２ｃ、２２ｄの上面に接触させる構成としてもよい。ここで、サージ吸収素子２は、凸部２２ｃ、２２ｄの上面と、円板部３１、３２の下面との間で挟持されている。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第２の実施形態について、図７を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第２の実施形態におけるサージアブソーバ５０では、引出電極５１、５２がリード線部３３、３４と弾性部５３、５４とを備えている点である。

すなわち、引出電極５１は、弾性部５３と、弾性部５３に溶接されたリード線部３３とを備えている。同様に、引出電極５２は、弾性部５４と、弾性部５４に溶接されたリード線部３４とを備えている。
弾性部５３、５４には、リード線部３３、３４に接続される基端部から先端部に向かうにしたがって互いに近接するように屈曲して形成されている。したがって、サージ吸収素子２は、弾性部５３、５４によって、その軸方向で弾性的に挟持されている。

以上のような構成のサージアブソーバ５０において放電が行われると、上述したように、放電によって発生した電流がトリガ電極１５、１６やキャップ電極１７、１８を流れるため、サージアブソーバ５０の各部材が加熱される。ここで、サージ吸収素子２と引出電極５１、５２とにおいて、それぞれの熱膨張係数の違いによって寸法の変化量が異なる。このとき、サージ吸収素子２が弾性部５３、５４によってその軸方向に沿って弾性的に挟持されていることから、このような寸法の変化量にずれが生じた場合であっても、引出電極５１、５２とサージ吸収素子２との接続状態が良好に保持される。

このように構成されたサージアブソーバ５０によれば、上述と同様の作用、効果を奏するが、サージ吸収素子２が弾性部５３、５４によって弾性的に挟持されているので、サージ吸収素子２と引出電極５１、５２との接触状態が良好になる。また、放電時に発生する熱によってサージアブソーバ５０が加熱されて熱膨張した場合において、サージ吸収素子２と引出電極５１、５２との熱膨張が異なる場合であっても、サージ吸収素子２と引出電極５１、５２との電気的な導通を良好に確保できる。
なお、本実施形態において、リード線部３３、３４と弾性部５３、５４とを溶接した構成となっているが、引出電極が弾性を有する形状となっていてもよい。
また、一対の引出電極５１、５２や収容凹部２３の内周壁によってサージ吸収素子２が安定して固定されれば、第１の実施形態と同様に、収容凹部２３や引出電極５１、５２の形状を適宜変更してもよい。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第３の実施形態について、図８を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第３の実施形態におけるサージアブソーバ６０では、引出電極６１、６２とサージ吸収素子２との間にそれぞれ弾性部材６３、６４が配置されている点である。

すなわち、弾性部材６３、６４は、屈曲部を有する断面ほぼＵ字状の板バネである。そして、弾性部材６３は、上記屈曲部を基準として一端側がサージ吸収素子２のキャップ電極１７と接触し、他端側が引出電極６１と接触している。また、弾性部材６４は、一端側がキャップ電極１８と接触し、他端側が引出電極６２と接触している。
また、弾性部材６３、６４は、第２凹部２３ｂに形成された突出部２１ａ、２１ｂによって位置決めされている。
引出電極６１、６２は、上述と同様に、ＣＰ線で構成されたリード線である。

このように構成されたサージアブソーバ６０においても、上述と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、弾性部材６３、６４は断面ほぼＵ字状の板バネであるが、図９に示すように、断面ほぼＺ字状の板バネで構成された弾性部材６７、６８を用いてもよい。
また、一対の引出電極６１、６２や収容凹部２３の内周壁によってサージ吸収素子２が安定して固定されれば、第１の実施形態と同様に、収容凹部２３や引出電極６１、６２の形状を適宜変更してもよい。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第４の実施形態について、図１０を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第４の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第４の実施形態におけるサージアブソーバ７０では、引出電極７１、７２がサージ吸収素子２と収容凹部２３の内周壁との間に嵌入されている点である。

すなわち、引出電極７１、７２は、上述と同様に、ＣＰ線で構成されたリード線である。そして、引出電極７１は、第２凹部２３ｂの内周壁とキャップ電極１７との間隙に嵌入されている。また、第２凹部２３ｂには、引出電極７１、７２を位置決めさせる位置決凹部２１ｃ、２１ｄが形成されており、引出電極７１、７２の先端がこの位置決凹部２１ｃ、２１ｄに係合されている。

このように構成されたサージアブソーバ７０においても、上述と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、引出電極７１、７２は、サージ吸収素子２と第２凹部２３ｂの内周壁との間に嵌挿されているが、キャップ電極１７、１８にそれぞれ溶接されてもよい。このようにすることで、サージ吸収素子２と引出電極７１、７２とがより確実に接続され、サージ吸収素子２と引出電極７１、７２との電気的な導通を良好に確保できる。ここで、引出電極７１、７２とサージ吸収素子２とを、ロウ付けによって固着してもよい。これにより、より確実にサージ吸収素子２と引出電極７１、７２との電気的な導通をより確実に確保できる。
また、一対の引出電極７１、７２や収容凹部２３の内周壁によってサージ吸収素子２が安定して固定されれば、第１の実施形態と同様に、収容凹部２３や引出電極７１、７２の形状を適宜変更してもよい。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第５の実施形態について、図１１を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第５の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第５の実施形態におけるサージアブソーバ８０では、貫通孔２２ａ、２２ｂとリード線部３３、３４との間隙に２層に積層された充填材８１、８２が充填されている点である。

すなわち、充填材８１は、蓋体２２の貫通孔２２ａの内周壁を含む近傍に形成された第１充填層８１ａと、第１充填層８１ａとリード線部３３の間に形成された第２充填層８１ｂとを備えている。同様に、充填材８２は、蓋体２２の貫通孔２２ｂの内周壁を含む近傍に形成された第１充填層８２ａと、第１充填層８２ａとリード線部３４の間に形成された第２充填層８２ｂとを備えている。
第１充填層８１ａ、８２ａは、その熱膨張係数が蓋体２２を構成するＡｌ_２Ｏ_３の熱膨張係数とリード線部３３、３４を構成するＣＰ線の熱膨張係数との間の値を示すガラス材料で構成されている。また、第２充填層８１ｂ、８２ｂは、その熱膨張係数が第１充填層８１ａ、８２ａを構成するガラス材料の熱膨張係数とリード線部３３、３４を構成するＣＰ線の熱膨張係数との間の値を示すガラス材料で構成されている。
したがって、蓋体２２とリード線部３３、３４との間における熱膨張係数は、貫通孔２２ａ、２２ｂの内周壁側からリード線部３３、３４に向けて、段階的に蓋体２２を構成するＡｌ_２Ｏ_３の熱膨張係数からリード線部３３、３４を構成するＣＰ線の熱膨張係数に向けて段階的に変化している。

以上のような構成のサージアブソーバ８０において放電が行われると、上述したようにサージアブソーバ８０の各部材が加熱される。そのため、蓋体２２の貫通孔２２ａ、２２ｂの内周壁と貫通孔２２ａ、２２ｂに挿通されたリード線部３３、３４との間隙は、その熱膨張係数の差によって変化する。ここで、貫通孔２２ａ、２２ｂに第１充填層８１ａ、８２ａ及び第２充填層８１ｂ、８２ｂを有する充填材８１、８２を設けているので、貫通孔２２ａ、２２ｂの内周壁からリード線部３３、３４に向けて熱膨張係数が段階的に変化している。このため、蓋体２２とリード線部３３、３４との熱膨張係数の差による充填材８１、８２への付加を吸収し、充填材８１、８２による貫通孔２２ａ、２２ｂの封止状態が維持される。

このように構成されたサージアブソーバ８０によれば、上述と同様の作用、効果を奏するが、貫通孔２２ａ、２２ｂを第１充填層８１ａ、８２ａ及び第２充填層８１ｂ、８２ｂで構成された充填材８１、８２で充填することで、サージアブソーバ１が加熱されても貫通孔２２ａ、２２ｂとリード線部３３、３４との間における封止性をより良好に保持できる。
なお、本実施形態において、充填材８１、８２が第１及び第２充填層８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂの２層を積層した構成となっているが、充填材８１、８２の熱膨張係数が蓋体２２の熱膨張係数とリード線部３３、３４の熱膨張係数との間の値となっていればよく、２層に限らず１層でも、３層以上であってもよい。ここで、第１充填層８１ａ、８２ａをＡｇ／Ｐｄ（パラジウム）による焼付け電極でメタライズ層を構成し、第２充填層８１ｂ、８２ｂをＣＰ線と近い熱膨張係数を有するガラス材料で構成してもよい。さらに、第１充填層８１ａ、８２ａをＭｏ（モリブデン）−Ｍｎ（マンガン）／Ｎｉなどのメタライズ層で構成し、第２充填層８１ｂ、８２ｂをＡｇ／Ｃｕなどのロウ材によって構成してもよい。
また、サージアブソーバ８０の構成を第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様の構成としているが、これに限らず、他の実施形態におけるサージアブソーバと同様の構成としてもよい。
また、一対の引出電極４、５や収容凹部２３の内周壁によってサージ吸収素子２が安定して固定されれば、第１の実施形態と同様に、収容凹部２３や引出電極４、５の形状を適宜変更してもよい。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第６の実施形態について、図１３を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第６の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第６の実施形態におけるサージアブソーバ９０では、蓋体２２の表面に一対の平面電極９１、９２が形成されている点である。

すなわち、蓋体２２の下面には、貫通孔２２ａ、２２ｂを覆うように平面電極９１、９２が形成されている。そして、引出電極９３、９４は、それぞれ円板部３１、３２とリード線部９５、９６を有している。このリード線部９５、９６は、それぞれ平面電極９１、９２に接続されている。

このような構成のサージアブソーバ９０によっても、上述と同様の作用、効果を奏するが、蓋体２２の裏面に平面電極９１、９２を設けることで、サージアブソーバ９０の上記実装基板への表面実装が容易に行える。
なお、本実施形態において、サージアブソーバ９０の構成を第１の実施形態におけるサージアブソーバ１と同様の構成としているが、これに限らず、他の実施形態におけるサージアブソーバと同様の構成としてもよい。
また、一対の引出電極９３、９４や収容凹部２３の内周壁によってサージ吸収素子２が安定して固定されれば、第１の実施形態と同様に、収容凹部２３や引出電極９３、９４の形状を適宜変更してもよい。

次に、本発明にかかるサージアブソーバの第７の実施形態について、図１４を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第７の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第６の実施形態におけるサージアブソーバ１００では、サージ吸収素子１０１の外形が板状になっている点である。

すなわち、サージ吸収素子１０１は、板状セラミックス（絶縁性部材）１０２と、板状セラミックス１０２に形成された一対の放電電極１０３、１０４とを備えている。
板状セラミックス１０２は、上述と同様に、例えばムライト焼結体などのセラミックス材料で構成されている。
放電電極１０３、１０４は、板状セラミックス１０２の上下両面及び側面に形成された接続電極１０５、１０６と、板状セラミックス１０２の下面及び接続電極１０５、１０６の一部の上に形成されたトリガ電極１０７、１０８とを備えている。
接続電極１０５、１０６は、導電性材料で構成されており、板状セラミックス１０２を挟み込むように断面コ字状に形成されている。この接続電極１０５、１０６によって、板状セラミックス１０２の上下両面の導通がそれぞれ確保されている。
また、トリガ電極１０７、１０８は、例えばＴｉなどの導電性材料で構成された薄膜であって、ＰＶＤ法やＣＶＤ法などによって形成されている。そして、トリガ電極１０７、１０８の間には、放電間隙１０９が形成されている。

筐体１１１は、上述と同様にＡｌ_２Ｏ_３などのセラミックス材料で構成されており、収容部１１２と、蓋体１１３とを有している。
収容部１１２には、その外形が段階的に増大する断面２段の階段形状である収容凹部１１４が形成されている。そして、収容凹部１１４は、第１及び第２凹部１１４ａ、１１４ｂを積層した構成となっている。
したがって、サージ吸収素子１０１は、収容部２１に対して、第１凹部１１４ａと第２凹部１１４ｂとの段差部に配置されている。

引出電極４、５は、円板部３１、３２のそれぞれの上面をサージ吸収素子１０１の接続電極１０５、１０６に接続させている。したがって、サージ吸収素子１０１は、第１凹部１１４ａと第２凹部１１４ｂとの段差部と、円板部３１、３２とによって挟持されている。

このように構成されたサージアブソーバ１００においてサージが引出電極４、５から侵入すると、上述と同様に、放電間隙１０９を介して対向配置されたトリガ電極１０７、１０８の間で電界電子放出を行う。その後、トリガ電極１０７、１０８の間で発生する電界電子放出から円板部３１、３２の間で発生するアーク放電に移行する。ここで、放電によって発生した電流はトリガ電極１０７、１０８、接続電極１０５、１０６及び引出電極４、５を流れる。これにより、サージアブソーバ１００によってサージが吸収される。

このような構成のサージアブソーバ１００によっても、上述と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態におけるサージ吸収素子１０１の構造を、上述した他の実施形態におけるサージアブソーバに適用してもよい。

また、例えば図１５に示すように、トリガ電極１０７、１０８を板状セラミックス１０２の上面に形成してもよい。このようにすることで、電界電子放出が行われる空間とアーク放電が行われる空間とが、板状セラミックス１０２によって区画される。すなわち、トリガ電極１０７、１０８による電界電子放出が第１凹部１１４ａによって形成される空間において行われ、円板部３１、３２によるアーク放電が第２凹部１１４ｂによって形成される空間において行われる。これにより、放電時に接続電極１０５、１０６や円板部３１、３２の表面を構成する導電性材料が放電間隙１０９に付着しにくくなり、サージアブソーバ１００の長寿命化が図れる。

そして、図１６に示すように、トリガ電極１０７、１０８を板状セラミックス１０２の上面に形成すると共に、サージ吸収素子１０１を円板部３１、３２の下面と蓋体２２との間で挟持する構成としてもよい。ここで、蓋体２２の上面には、サージ吸収素子１０１と蓋体２２との間に空隙を形成するスペーサ１２１、１２２が配置されている。したがって、サージ吸収素子１０１は、円板部３１、３２の下面とスペーサ１２１、１２２の上面との間で挟持されている。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、蓋体と収容部とをガラスで構成された接着剤によって接着しているが、両者をロウ付けすることによって両者を固定してもよい。このとき、蓋体及び収容部の表面のうち固定領域にメタライズ層を形成しておくことで、蓋体と収容部との接着強度が向上する。
また、筐体が外観視で直方体形状を有しているが、直方体に限らず、円柱状など、他の形状であってもよい。
また、トリガ電極に用いる導電性材料は、ＴｉＮやＴｉに限らず、例えばＡｇ（銀）、Ａｇ／Ｐｄ（パラジウム）合金、ＳｎＯ_２（酸化スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、Ｂａ（バリウム）あるいはＢａ化合物、Ｃ（炭素）、Ａｇ／Ｐｔ（白金）合金、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）などの導電性材料、もしくはこれらにＣｕ、Ｔｉを加えた中から選択した混合物で構成してもよい。
また、円柱状セラミックスや板状セラミックス、筐体に用いる材料は、Ａｌ_２Ｏ_３に限らず、コランダムや、ムライト、コランダムムライト、アクリル、ベークライトなど、他の絶縁性材料であってもよい。
また、封止する際の雰囲気、すなわち内部の不活性ガスは、放電特性に応じて決定され、例えば、Ｎ_２（窒素）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｘｅ（キセノン）、Ｈ_２（水素）、ＳＦ_６、ＣＦ_４（四フッ化炭素）、Ｃ_２Ｆ_６（六フッ化二炭素）、Ｃ_３Ｆ_８（八フッ化三炭素）、ＣＯ_２（二酸化炭素）及びこれらにＡｒを加えた中から選択した混合ガスでもよい。

また、第１から第６の実施形態において、サージ吸収素子が円柱状セラミックスの両端に係合された一対のキャップ電極を有しているが、サージ吸収素子と引出電極との接触状態が良好に確保できれば、キャップ電極を設けずに、トリガ電極と引出電極とを直接接触させる構成としてもよい。
また、キャップ電極は、円柱状セラミックスよりも硬度が低ければよく、ステンレスに限られない。

本発明の第１の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 図１のサージアブソーバを示す外観図である。 図１のサージアブソーバの製造工程を示す断面図である。 本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。 同じく、本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。 同じく、本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第５の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 図１１の充填材を示す部分拡大図である。 本発明の第６の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本発明の第７の実施形態におけるサージアブソーバを示す断面図である。 本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。 同じく、本実施形態における他のサージアブソーバを示す断面図である。

符号の説明

１，５０，６０，７０，８０，９０，１００ サージアブソーバ
２，１０１ サージ吸収素子
３，１１１ 筐体
４，５，５１，５２，６１，６２，７１，７２，９３，９４ 引出電極
１１ 円柱状セラミックス（絶縁性部材）
１２，１０９ 放電間隙
１３，１４，１０３，１０４ 放電電極
１５，１６，１０７，１０８ トリガ電極
１７，１８ キャップ電極（主放電電極）
２１，１１２ 収容部
２２，１１３ 蓋体
２２ａ，２２ｂ 貫通孔
２５，８１，８２ 充填材
２７ 放電空間
５３，５４ 弾性部
６３，６４，６７ 弾性部材
８１ａ，８２ａ 第１充填層
８１ｂ，８２ｂ 第２充填層
９１，９２ 平面電極
１０２ 板状セラミックス（絶縁性部材）

Claims (9)

1. 絶縁性部材と、該絶縁性部材の表面に放電間隙を介して対向配置された一対の放電電極とを有するサージ吸収素子と、
   該サージ吸収素子を収容して内部に放電空間を形成する筐体と、
   前記一対の放電電極と前記筐体外との間をそれぞれ導通させる一対の引出電極とを備え、
   該一対の引出電極の引き出し方向が、互いに平行であると共に前記サージ吸収素子の軸線に対して垂直であり、
   前記筐体に、前記引出電極を挿通させる貫通孔が形成され、
   該貫通孔に、前記筐体の熱膨張係数と前記引出電極の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する充填部材が充填されていることを特徴とするサージアブソーバ。
2. 前記一対の引出電極に、前記サージ吸収素子と弾性的に接触する弾性部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサージアブソーバ。
3. 前記引出電極と前記放電電極との間に、導電性の弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のサージアブソーバ。
4. 前記引出電極が、前記放電電極と前記筐体の内壁との間に圧入されていることを特徴とする請求項１に記載のサージアブソーバ。
5. 前記充填部材が、前記筐体の貫通孔の内周壁から順に積層された複数の充填層を有し、
   該複数の充填層の熱膨張係数が、前記内周壁から前記引出電極に向けて順に該引出電極の熱膨張係数に近接することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサージアブソーバ。
6. 前記充填部材が、メタライズ層で構成された第１充填層と、前記引出電極の表面に形成されて前記第１充填層の熱膨張係数と前記引出電極の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有するガラス材料で構成された第２充填層と、を備えることを特徴とする請求項５に記載のサージアブソーバ。
7. 前記充填部材が、メタライズ層で構成された第１充填層と、前記引出電極の表面に形成されてＡｇとＣｕとからなるロウ材で構成された第２充填層と、を備えることを特徴とする請求項５に記載のサージアブソーバ。
8. 前記放電電極が、前記放電間隙に臨むトリガ電極と、該トリガ電極に接続される主放電電極とを有し、
   該主放電電極が、前記引出電極よりも前記放電間隙に近接して配置されていると共に、
   該一対の主放電電極間の距離が、前記一対の引出電極間の距離よりも狭いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のサージアブソーバ。
9. 前記筐体の外面に、前記一対の引出電極とそれぞれ導通する一対の平面電極が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のサージアブソーバ。

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