JP4894361B2 - surge absorber - Google Patents
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本発明は、異常電圧(サージ電圧)から様々な機器を保護するサージアブソーバに関する。 The present invention relates to a surge absorber that protects various devices from abnormal voltage (surge voltage).
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線と接続する部分、電子機器が電源線に接続される部分、アンテナ或いはCRT駆動回路等、雷サージや静電気等のサージ電圧による電撃を受けやすい部分には、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又は発火等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。 Electric shock caused by surge voltage such as lightning surge, static electricity, etc., such as telephone, facsimile, modem and other electronic equipment for communication equipment connected to communication line, electronic equipment connected to power line, antenna or CRT drive circuit, etc. A surge absorber is connected to the susceptible part in order to prevent the electronic device and the printed circuit board on which this device is mounted from being damaged due to thermal damage or fire due to abnormal voltage.
このようなサージアブソーバは、一対の端子電極部材の間に放電空間を囲む絶縁性管が固着されているとともに、両端子電極部材の内表面が、他方の端子電極部材に向けて突出して形成されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、端子電極部材と絶縁性管とはロウ付けによって固着されるが、小型化に伴って、ロウ付け時に溶融状態となったロウ材が端子電極部材の表面を這い上がって先端の放電開始面に付着し易いという問題がある。この放電開始面にロウ材が付着すると、電極部材としての材質がロウ材に変わってしまうことになるため、放電開始電圧が変化するという問題がある。 By the way, the terminal electrode member and the insulating tube are fixed by brazing, but with the downsizing, the brazing material that has been melted during brazing crawls up the surface of the terminal electrode member, leading to the discharge start surface at the tip. There is a problem that it adheres easily. When the brazing material adheres to the discharge start surface, the material as the electrode member is changed to the brazing material, which causes a problem that the discharge starting voltage changes.
本発明は、端子電極部材と絶縁性管とをロウ付けにより固着するタイプのサージアブソーバにおいて、放電開始面にロウ材が付着することを防止し、放電開始電圧を安定させたサージアブソーバを提供することを目的とする。 The present invention provides a surge absorber in which a brazing material is prevented from adhering to a discharge start surface and a discharge start voltage is stabilized in a surge absorber in which a terminal electrode member and an insulating tube are fixed by brazing. For the purpose.
本発明に係るサージアブソーバは、一対の端子電極部材の間に放電空間を囲む絶縁性管がロウ付けによって固着されるとともに、前記一対の端子電極部材の内表面に、他方の端子電極部材に向けて突出する突出電極が、それぞれ該突出電極の基端に形成された該突出電極よりも小径の突起を前記端子電極部材の穴に挿入されることで固着され、前記突出電極と前記端子電極部材の内表面との間には、前記突出電極の放電開始面への溶融ロウ材の這い上がりを規制するロウ材ストッパ手段が周方向に沿って溝状に形成されていることを特徴とする。 In the surge absorber according to the present invention, an insulating tube surrounding a discharge space is fixed between a pair of terminal electrode members by brazing, and the inner surface of the pair of terminal electrode members faces the other terminal electrode member. protrusion electrodes protruding Te is fixed by being inserted the respective small projections than base end formed projecting electrodes of the projecting electrode into the hole of the terminal electrode member, the terminal electrode member and the protruding electrode A brazing material stopper means for restricting the creeping of the molten brazing material to the discharge start surface of the protruding electrode is formed in a groove shape along the circumferential direction between the inner surface and the inner surface .
このサージアブソーバにおいては、ロウ付け時に突出電極の基端部まで溶融ロウ材が達したとしても、ロウ材ストッパ手段によって放電開始面への這い上がりが規制されているので、放電開始面自体は電極部材のまま維持することができる。 In this surge absorber, even if the molten brazing material reaches the base end of the protruding electrode during brazing, the creeping up to the discharge starting surface is regulated by the brazing material stopper means, so the discharge starting surface itself is the electrode. Ru can be maintained in the member.
ロウ材ストッパ手段を凹部とする場合、突出電極の放電開始面を避けた位置に、周方向に沿って溝状に形成しているので、溶融ロウ材を貯留するための容積を比較的大きく確保することができる。 When the brazing material stopper means is a recess, it is formed in a groove shape along the circumferential direction at a position avoiding the discharge start surface of the protruding electrode, so that a relatively large volume for storing the molten brazing material is secured. can do.
端子電極部材は、絶縁性管との固着部から突出電極の固着部までの間が平面に形成されていることにより、絶縁性管と端子電極部材との間に介在したロウ材が端子電極部材の表面を伝って突出電極と端子電極部材との接合部まで到達して、これら突出電極と端子電極部材との固着をも確実にすることができる。 Since the terminal electrode member is formed in a flat surface from the fixing portion to the insulating tube to the fixing portion of the protruding electrode, the brazing material interposed between the insulating tube and the terminal electrode member is the terminal electrode member. It is possible to reach the joint portion between the protruding electrode and the terminal electrode member through the surface of the surface, and to secure the fixing between the protruding electrode and the terminal electrode member.
本発明に係るサージアブソーバは、突出電極にロウ材ストッパ手段を設けたことにより、ロウ付け時に溶融ロウ材が突出電極を這い上がって放電開始面に到達することが防止され、該放電開始面を電極部材としての材質のまま維持することができ、サージアブソーバとしての放電開始電圧を安定させることができる。 The surge absorber according to the present invention is provided with the brazing material stopper means on the projecting electrode, so that the molten brazing material is prevented from scooping up the projecting electrode during brazing and reaching the discharge starting surface. The material as the electrode member can be maintained as it is, and the discharge start voltage as the surge absorber can be stabilized.
本発明の第1実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
本実施形態に係るサージアブソーバ1は、図1に示すように、一対の対向配置された端子電極部材2、3と、これら端子電極部材2、3を両端に配して内部がアルゴン(Ar)等のガスで封止されたセラミックス、硝子等からなる絶縁性管4と、端子電極部材2、3にそれぞれ設けられた突出電極5、6とから構成される。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the surge absorber 1 according to the present embodiment has a pair of opposed
一対の端子電極部材2、3はニッケル(Ni)、コバルト(Co)、鉄(Fe)の合金であるコバール(KOVAR:登録商標)またはニッケル(Ni)と鉄(Fe)の合金である42アロイ等からなり、絶縁性管4と同じ外径の平板に形成されている。
The pair of
一方、絶縁性管4はアルミナ(Al2O3)等のセラミックスや硝子などからなり、その外周が端子電極部材2、3の外周に一致する形状となっている。この絶縁性管4の両端面にはモリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層とニッケル(Ni)層との2層構造からなるメタライズ層7が備えられている。そして、この絶縁性管4は、メタライズ層7を備えた端面に銀(Ag)銅(Cu)系の枠状のロウ材8を介して一対の端子電極部材2、3が固着されることにより、内部空間9が閉塞されており、その内部にアルゴンガスが封止されている。
On the other hand, the
前記突出電極5、6は、各端子電極部材2、3の内表面の中心位置に絶縁性管4の軸方向に沿って相互に対向するようにそれぞれ固着されている。これら突出電極5、6は、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)又はニッケル(Ni)と鉄(Fe)の合金等により円柱状に形成されてなり、その長さが両端子電極部材2、3の間の距離の半分より少し短く形成され、これら両突出電極5、6の間がトリガーギャップ11とされ、両突出電極5、6の先端部表面が放電開始面12とされている。この場合、端子電極部材2、3の中心部には貫通孔13が形成され、突出電極5、6には貫通孔13に緊密に嵌合し得る外径の突起14が形成され、該突起14を貫通孔13に圧入した上で各端子電極部材2、3に突出電極5、6が固着されている。また、突出電極5、6の突起14は、貫通孔13の長さよりも長く形成されており、該貫通孔13に圧入した状態で、端子電極部材2,3の内表面との間に周方向に沿う環状の凹部15が形成されるようになっている。
The
次に、以上の構成からなる本実施形態のサージアブソーバ1の製造方法について説明する。
まず、一対の端子電極部材2、3および突出電極5、6を成形する。そして、各端子電極部材2、3の貫通孔13に突出電極5、6の突起14を圧入固定する。
Next, a method for manufacturing the surge absorber 1 of the present embodiment having the above configuration will be described.
First, the pair of
次に、絶縁性管4の両端面にモリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層とニッケル(Ni)層とをこの順に成形し、ロウ材8との濡れ性を向上させるためのメタライズ層7を形成する。
そして、突出電極5が固着された端子電極部材2上に固形のロウ材8をその周縁部に沿って枠状に設置し、このロウ材8の上に絶縁性管4の一端面を重ねるようにして設置する。さらに、絶縁性管4の上端面にロウ材8を載置し、その上に突出電極6が固着された端子電極部材3を載置して仮組みする。
Next, a molybdenum (Mo) -tungsten (W) alloy layer and a nickel (Ni) layer are formed in this order on both end faces of the
Then, a solid brazing
このように仮組みした状態で十分に真空引きした後、封止ガス雰囲気で加熱し、枠状のロウ材8を溶融して封止し、その後急速に冷却してサージアブソーバ1を製造する。
この製造過程において、両端子電極部材2、3と絶縁性管4との間のロウ材8は、溶融状態となり、その溶融ロウ材8´が図2に示すように端子電極部材2、3の内表面上を通って突出電極5、6の基端部まで流れ出す現象が生じる。そして、その溶融ロウ材8´の一部は、突出電極5、6の基端に形成されている環状の凹部15内から端子電極部材2、3の貫通孔13と突出電極5、6の突起14との隙間に毛細管現象によって矢印で示すように侵入して両者間を固着する。また、残部は環状の凹部15内に貯留される。
After sufficiently evacuating in such a temporarily assembled state, heating is performed in a sealing gas atmosphere, the frame-shaped brazing
In this manufacturing process, the
この場合、該凹部15が形成されていない状態であると、表面張力によって突出電極5、6の外周面を伝って溶融ロウ材8´が這い上がり、放電開始面12にまで達してしまうおそれがあるが、前記凹部15の存在により、溶融ロウ材8´が凹部15に貯留されて、突出電極5、6に対する這い上がり現象が防止され、少なくとも放電開始面12を突出電極5、6の素材表面としておくことができる。
すなわち、この突出電極5、6の周方向に沿って形成された環状の凹部15が、突出電極5、6の外表面を伝って這い上がる溶融ロウ材8´の放電開始面12への到達を規制するロウ材ストッパ手段とされているものである。
In this case, if the
That is, the
なお、以上のようにして製造されたサージアブソーバ1は、プリント基板等の上に形成されたランドとサージアブソーバ1の一対の端子電極部材2,3の外面とを半田付けにより固定するなどの搭載構造として使用される。そして、サージアブソーバ1にサージ電圧が印加されると、まず突出電極5、6のトリガーギャップ11において両放電開始面12の間で放電が起こり、このトリガーギャップ11における放電でイオン化されたアルゴン(Ar)によって主放電が誘起される。この主放電によってサージ電圧を逃がすことによってサージアブソーバ1が取り付けられている電子機器をサージ電圧によるダメージから守ることができる。
そして、この場合に、前述した製造工程時に放電開始面12がロウ材の付着等がない電極材としての材質に確保されているから、放電開始電圧をほぼ一定の状態に安定させることができるのである。
The surge absorber 1 manufactured as described above is mounted such that a land formed on a printed circuit board or the like and the outer surfaces of the pair of
In this case, since the
次に、本発明に係る参考技術1のサージアブソーバについて、図3を参照して説明する。なお、以下の説明において、前記第1実施形態において説明した構成要素には同一符号を付しその説明は省略する。
参考技術1のサージアブソーバ21が前記第1実施形態と異なる点は、図3に示すように、各突出電極5、6におけるロウ材ストッパ手段としての凹部22が突出電極5、6の長さの途中位置に形成されている点である。
Next, the surge absorber of the reference technique 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the components described in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
The surge absorber 21 of the reference technique 1 is different from the first embodiment in that the recess 22 as the brazing material stopper means in each of the
このサージアブソーバ21によれば、製造工程時に両突出電極5、6の基端部まで流れてきた溶融ロウ材は、第1実施形態の場合と同様に突出電極5、6の突起14と端子電極部材2、3の貫通孔13との隙間に一部が浸入するとともに、残部は突出電極5、6の外周面を伝って這い上がロウとするが、該突出電極5、6の長さの途中位置に形成されている環状の凹部21内に貯留され、それ以上の這い上がりが規制され、放電開始面12までには到達しないようになっている。
なお、前記凹部21は、突出電極5、6の長さの途中位置でかつ放電開始面12よりも基端側に形成される。
According to this
The
以下、図4から図8までは本発明に関連する技術について示すものであり、これらの図においても、前記第1実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
図4に示す第2実施形態のサージアブソーバ31は、突出電極5、6が円錐台形状に形成され、その基端部に周方向に沿う環状に凹部15が形成された構成である。また、図5に示す参考技術2のサージアブソーバ41は、円錐台形状の突出電極5、6の長さ方向の途中位置に周方向に沿って環状に凹部15が形成された構成である。図6に示す参考技術3のサージアブソーバ51は、突出電極5、6はほぼ円錐台形に形成されるが、先端部に突出方向に向けた凹部15が周方向に沿って環状に形成された構成である。
いずれの技術においても、ロウ材ストッパ手段としての凹部15に溶融ロウ材を貯留し得て、放電開始面12への付着を防止することができる。
4 to 8 show techniques related to the present invention. In these figures, the same reference numerals are given to the components described in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. .
The
In any technique , the molten brazing material can be stored in the
一方、図7に示す参考技術4のサージアブソーバ61は、その突出電極5、6は円錐台形に形成されているが、これまでの技術においての凹部15が周方向に沿う環状であったものに対して、長さ方向に沿う溝状の凹部62が周方向に間隔をおいて複数本形成された構成とされている。また、図8に示す参考技術5のサージアブソーバ71は、円錐台形の突出電極5、6の円錐外周面にらせん溝状に凹部72が形成された構成とされている。
On the other hand, in the
また、図9は参考技術6のサージアブソーバを示しており、このサージアブソーバ81では、一対の端子電極部材2、3の内表面に、他方の端子電極部材2、3に向かってらせん状に伸びる屈曲状態の突出電極82、83が固着されている。これら突出電極82、83は、その先端部の所定範囲の長さの部分が放電開始面12とされている。
このように構成したサージアブソーバ81は、今までの各技術のようにロウ材を貯留するための凹部を有する構成ではなく、突出電極82、83を図9例の場合はらせん状に屈曲状態としたことにより、その長さが端子電極部材2、3の表面から放電開始面12までの絶縁性管4の軸方向に沿う直線距離に対して大幅に大きく形成され、その結果、溶融ロウ材の這い上がりが生じたとしても放電開始面12への到達が抑制されるのである。
FIG. 9 shows a surge absorber according to
The
突出電極82、83の屈曲形状としては、図9例のらせん形状の他に、クランク形状等も採用することができ、このように、突出電極をらせん形状やクランク形状等に屈曲形成して、その長さを端子電極部材2、3の表面から放電開始面12までの絶縁性管4の軸方向に沿う直線距離より大きく形成することにより、放電開始面12への溶融ロウ材の這い上がりを規制する構成のものも本発明ではロウ材ストッパ手段とする。
As the bent shape of the protruding
また、図10は参考技術7のサージアブソーバを示しており、このサージアブソーバ91においても、第1実施形態のように凹部に溶融ロウ材を貯留するのではなく、突出電極92、93の放電開始面12を含む先端部にロウ材8に対して濡れ性の低いバリア膜94が形成されている構成である。このバリア膜94としては、ステンレス(SUS)等の金属をスパッタやCVD等によって突出電極92、93表面に被覆することによって形成される。
この参考技術7のサージアブソーバ91においては、突出電極92、93の外表面で溶融ロウ材の這い上がりが生じたとしても、バリア膜94の部分でそれ以上の這い上がりが抑制され、放電開始面12へのロウ材付着が防止されるのであり、かかるバリア膜94も本発明ではロウ材ストッパ手段とする。
Further, FIG. 10 shows a surge absorber of the
In the
なお、本発明は、以上に示した各実施形態のもの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可能である。
例えば、一対の端子電極部材は、実施形態で挙げた金属の他、CuやNi系の合金でもよく、突出電極も、Ti、Ni、Fe−Ni合金の他に、Fe、Cu、Mo、Mn、W、Ag、Al、Pd、Ptまたは、これら2種以上の合金でもよい。この場合、参考技術7のバリア膜を除き、突出電極表面に、SnO2、SiC、ITO、TiC、TiCN、BaAl4等の導電性被膜をスパッタリング等により形成してもよい。
In addition, this invention is not limited to the thing of each embodiment shown above, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the pair of terminal electrode members may be Cu or Ni-based alloys in addition to the metals mentioned in the embodiment, and the protruding electrodes may be Fe, Cu, Mo, Mn in addition to Ti, Ni, and Fe—Ni alloys. , W, Ag, Al, Pd, Pt, or an alloy of two or more of these may be used. In this case , a conductive film such as SnO 2 , SiC, ITO, TiC, TiCN, BaAl 4 or the like may be formed on the surface of the protruding electrode except for the barrier film of
また、絶縁性管4の両端面のメタライズ層7は、Ag、Cu、Au、Mo-Mnでも良く、また、メタライズ層7を用いずに活性金属からなるロウ材8だけで封止してもよい。
さらに、一対の突出電極は、円柱、角柱などの柱状、円錐状、三角錐状などの先端に向かって外周の内径を減ずる形状にしても良く、さらに打ち抜き加工等で作製した金属細板状等も可能である。
また、突出電極と端子電極部材との固着方法は、圧入後にロウ付けされる構成としたが、溶接等でもよい。
Further, the metallized layers 7 on both end surfaces of the insulating
Furthermore, the pair of protruding electrodes may have a columnar shape such as a cylinder or a prism, a conical shape, a triangular pyramid shape, or the like that reduces the inner diameter of the outer periphery toward the tip, and a metal thin plate shape that is manufactured by punching or the like Is also possible.
Further, the protruding electrode and the terminal electrode member are fixed by brazing after press-fitting, but welding or the like may be used.
1、21、31、41、51、61、71、81、91…サージアブソーバ 2、3…端子電極部材 4…絶縁性管 5、6、82、83、92,93…突出電極 7…メタライズ層 8…ロウ材 8´…溶融ロウ材 9…内部空間 11…マイクロギャップ 12…放電開始面 13…貫通孔 14…突起 15、62、72…凹部(ロウ材ストッパ手段) 94…バリア膜(ロウ材ストッパ手段)
1, 2, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 ...
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