JP6167681B2

JP6167681B2 - surge absorber

Info

Publication number: JP6167681B2
Application number: JP2013122477A
Authority: JP
Inventors: 雅樹野本; 広瀬　英一郎; 英一郎広瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-06-11
Also published as: JP2014241194A

Description

本発明は、落雷等で発生するサージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバに関する。 The present invention relates to a surge absorber used for protecting various devices from a surge caused by a lightning strike or the like and preventing an accident in advance.

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の接続する部分、電源線、アンテナ或いはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、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。
例えば、このサージアブソーバとしては、対向した電極を密閉空間内に保持し、その空間に各種ガスを封止し、電極間の放電によって異常電圧をアースに流す避雷器（アレスタ）等がある。 Portions where electronic devices for communication devices such as telephones, facsimiles, modems, etc. are connected to communication lines, power lines, antennas, CRT drive circuits, etc., portions that are susceptible to electrical shock due to abnormal voltage (surge voltage) such as lightning surge or static electricity A surge absorber is connected to prevent damage due to thermal damage or ignition of an electronic device or a printed circuit board on which the device is mounted due to an abnormal voltage.
For example, the surge absorber includes a lightning arrester (arrester) that holds opposed electrodes in a sealed space, seals various gases in the space, and flows an abnormal voltage to ground by discharge between the electrodes.

従来のサージアブソーバとして、例えば特許文献１には、絶縁性セラミックス或いはガラスにより、対向する電極を隔離・保持させた構造を有するサージ吸収素子が記載されている。このサージ吸収素子では、中空の角柱或いは円筒形のセラミックス体（ケース部材）の両端にＭｏ−Ｍｎ層とＮｉメッキによる、いわゆるメタライジング処理を施し、４２アロイや銅で冷間圧造した電極（蓋部材）と、銀−銅合金によるロウ付けを行うこと（テレフンケン法）により封止空間を形成している。 As a conventional surge absorber, for example, Patent Document 1 describes a surge absorbing element having a structure in which opposing electrodes are isolated and held by insulating ceramics or glass. In this surge absorbing element, a hollow prism or cylindrical ceramic body (case member) is subjected to a so-called metallizing treatment by Mo-Mn layer and Ni plating on both ends, and is cold-forged with 42 alloy or copper (lid Member) and brazing with a silver-copper alloy (Telefunken method) to form a sealed space.

特開２００３−３１３３７号公報JP 2003-31337 A

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
特許文献１に記載のサージアブソーバでは、セラミックス体と電極になる蓋部材とを封止性高く接合することを目的としてセラミックス体の両端に緻密なＭｏ−Ｍｎ層とＮｉメッキを施す工程が必要であり、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等のマイナーメタルが必要になると共に製造コストが増大してしまう問題がある。
また、絶縁性のセラミックス体が外表面積の大部分を占有しており、外部環境で金属などの導体が近接していた場合、放電性能が影響を受けるという不都合があった。例えば、実装する基板の背面に回路パターン等の背面電極が形成されている場合、筐体が絶縁体の場合では内部電極と容量結合するなどして放電空間の電界が意図した状況から変動してしまう問題があった。 The following problems remain in the conventional technology.
The surge absorber described in Patent Document 1 requires a step of applying a dense Mo-Mn layer and Ni plating on both ends of the ceramic body for the purpose of bonding the ceramic body and the lid member serving as an electrode with high sealing performance. There is a problem that minor metals such as Mo, Mn, and Ni are required and the manufacturing cost increases.
Further, the insulating ceramic body occupies most of the outer surface area, and when a conductor such as a metal is close in the external environment, there is a disadvantage that the discharge performance is affected. For example, when a back electrode such as a circuit pattern is formed on the back surface of the substrate to be mounted, if the housing is an insulator, the electric field in the discharge space varies from the intended situation due to capacitive coupling with the internal electrode. There was a problem.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低コストで製造可能であると共に高い接合信頼性が得られ、外部環境の導体の影響を受け難いサージアブソーバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a surge absorber that can be manufactured at a low cost and has high bonding reliability and is hardly affected by a conductor in the external environment. .

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、第１の発明に係るサージアブソーバは、円筒状の金属製のステム部材と、前記ステム部材内に封着ガラスで絶縁封着され貫通状態で気密に保持された一本のリード線と、前記ステム部材上に固定され前記リード線の先端側を気密に封止する金属製のキャップ電極と、前記キャップ電極内で前記キャップ電極との間に放電空間を空けて前記リード線に固定され前記リード線よりも外径の大きい内部電極部とを備えていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the surge absorber according to the first invention is a cylindrical metal stem member, and a single lead wire that is insulated and sealed with sealing glass in the stem member and is airtightly held in a penetrating state, A metal cap electrode that is fixed on the stem member and hermetically seals the tip end side of the lead wire, and a discharge space is provided between the cap electrode and the cap electrode, and the lead wire is fixed to the lead wire. And an internal electrode portion having an outer diameter larger than that of the lead wire.

このサージアブソーバでは、キャップ電極内でキャップ電極との間に放電空間を空けてリード線に固定されリード線よりも外径の大きい内部電極部を備えているので、ハーメチックシール構造を採用してキャップ自体を電極とすることで、全体として簡便な構造であると共に小型化が可能になる。また、キャップ電極とステム部材とが互いに金属同士であるため、既知の種々の工法により接合が容易であると共に高い接合信頼性が得られる。また、セラミックス体の端面をメッキする工程がなく、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等のマイナーメタルの使用を減らすことができる。
また、キャップ電極自体を実装端子とすることができるため、実装状態で低背化できると共に高い実装強度を得ることができる。したがって、２本のリード線で立設された場合に比べて、傾き難く、周囲の他の部品との接触を防ぐことができると共に、振動にも強く、高い信頼性を得ることができる。
さらに、このサージアブソーバでは、筐体となるキャップ電極が金属であるため、外部環境の導体との相互作用による電界変動の影響を遮蔽することができる。 This surge absorber has a discharge space between the cap electrode and the cap electrode and is fixed to the lead wire and has an internal electrode part with a larger outer diameter than the lead wire. By using itself as an electrode, the overall structure is simple and the size can be reduced. In addition, since the cap electrode and the stem member are made of metal, they can be easily joined by various known methods, and high joining reliability can be obtained. In addition, there is no step of plating the end face of the ceramic body, and the use of minor metals such as Mo, Mn, and Ni can be reduced.
Further, since the cap electrode itself can be used as a mounting terminal, the height can be reduced in the mounted state and high mounting strength can be obtained. Therefore, compared to the case of standing by two lead wires, it is difficult to incline and can prevent contact with other surrounding parts, and is also resistant to vibrations and high reliability can be obtained.
Further, in this surge absorber, since the cap electrode serving as the housing is made of metal, it is possible to shield the influence of the electric field fluctuation due to the interaction with the conductor in the external environment.

第２の発明に係るサージアブソーバは、第１の発明において、前記内部電極部が、前記リード線の先端側に固定され、前記封着ガラスから離間していることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、内部電極部が、リード線の先端側に固定され、封着ガラスから離間しているので、内部電極部と封着ガラスとの間に露出したリード線が細く、この部分では放電が生じ難い。また、主放電空間となる内部電極部とキャップ電極との間に橋絡する部分がないと共に、封着ガラスから内部電極部が離間しているので、放電で発生した金属蒸気が封着ガラスに付着し難く長寿命化が可能になる。 A surge absorber according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the internal electrode portion is fixed to a leading end side of the lead wire and is separated from the sealing glass.
That is, in this surge absorber, since the internal electrode portion is fixed to the leading end side of the lead wire and is separated from the sealing glass, the lead wire exposed between the internal electrode portion and the sealing glass is thin. It is difficult for discharge to occur in the part. In addition, there is no bridging part between the internal electrode part serving as the main discharge space and the cap electrode, and the internal electrode part is separated from the sealing glass, so that the metal vapor generated by the discharge is transferred to the sealing glass. It is difficult to adhere and the service life can be extended.

第３の発明に係るサージアブソーバは、第１又は第２の発明において、前記キャップ電極が、前記リード線を中心軸上に配して円筒状に形成され、前記内部電極部が、前記リード線を中心軸上に配して円柱状又は円筒状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、キャップ電極が、リード線を中心軸上に配して円筒状に形成され、内部電極部が、リード線を中心軸上に配して円柱状又は円筒状に形成されているので、同軸構造の対向電極を構成でき、電極間距離が軸方向に同じであることから、内部電極部の中心表面の電界が強くなり、より少ない電極間距離で放電電圧の制御が可能になる。これにより、より小型化が可能になる。また、電極の対向面積をより省スペースで増大させることが可能になり、放電の安定性に寄与させることができる。また、放電空間が全周で同じ間隔であるため、安定した放電特性を得ることができる。 A surge absorber according to a third invention is the surge absorber according to the first or second invention, wherein the cap electrode is formed in a cylindrical shape with the lead wire disposed on a central axis, and the internal electrode portion is the lead wire. Are arranged on the central axis and are formed in a columnar shape or a cylindrical shape.
That is, in this surge absorber, the cap electrode is formed in a cylindrical shape with the lead wire disposed on the central axis, and the internal electrode portion is formed in a columnar shape or a cylindrical shape with the lead wire disposed on the central axis. Therefore, a counter electrode with a coaxial structure can be configured, and the distance between the electrodes is the same in the axial direction. Therefore, the electric field at the center surface of the internal electrode section becomes stronger, and the discharge voltage can be controlled with a smaller distance between the electrodes. become. Thereby, further miniaturization becomes possible. In addition, the facing area of the electrodes can be increased in a smaller space, which can contribute to discharge stability. In addition, since the discharge space has the same interval on the entire circumference, stable discharge characteristics can be obtained.

第４の発明に係るサージアブソーバは、第３の発明において、前記内部電極部の外周面と前記キャップ電極の内周面との間隔が、前記キャップ電極の天面と前記内部電極部の上面との間隔及び前記封着ガラスの上面と前記内部電極部の下面との間隔よりも狭いことを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、内部電極部の外周面とキャップ電極の内周面との間隔が、キャップ電極の天面と内部電極部の上面との間隔及び封着ガラスの上面と内部電極部の下面との間隔よりも狭いので、封着ガラスから離間した内部電極部の外周面とキャップ電極の内周面との間で放電させることができる。したがって、キャップ電極と内部電極部との間隔を狭くして互いに近接させることで、放電で生じた金属蒸気がキャップ電極の内面や内部電極部に付着するため、下方の封着ガラスの表面に付着し難く、特性劣化を抑制することができる。 The surge absorber according to a fourth invention is the surge absorber according to the third invention, wherein the distance between the outer peripheral surface of the internal electrode portion and the inner peripheral surface of the cap electrode is such that the top surface of the cap electrode and the upper surface of the internal electrode portion are And an interval between the upper surface of the sealing glass and the lower surface of the internal electrode portion.
That is, in this surge absorber, the distance between the outer peripheral surface of the internal electrode portion and the inner peripheral surface of the cap electrode is such that the distance between the top surface of the cap electrode and the upper surface of the internal electrode portion and the upper surface of the sealing glass and the inner electrode portion. Since it is narrower than the space | interval with a lower surface, it can discharge between the outer peripheral surface of the internal electrode part spaced apart from the sealing glass, and the inner peripheral surface of a cap electrode. Therefore, by narrowing the gap between the cap electrode and the internal electrode part and bringing them close to each other, the metal vapor generated by the discharge adheres to the inner surface of the cap electrode and the internal electrode part, and therefore adheres to the surface of the lower sealing glass. It is difficult to suppress characteristic deterioration.

第５の発明に係るサージアブソーバは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記内部電極部と前記封着ガラスとの間に挿入された絶縁性受け部を備えていることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、内部電極部と封着ガラスとの間に挿入された絶縁性受け部を備えているので、絶縁性受け部によって封着ガラスの上面近傍での放電を防ぎ、封着ガラス上面に放電で発生した金属蒸気が付着することを抑制することができる。 A surge absorber according to a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the surge absorber includes an insulating receiving portion inserted between the internal electrode portion and the sealing glass. To do.
That is, this surge absorber has an insulating receiving portion inserted between the internal electrode portion and the sealing glass, so that the insulating receiving portion prevents discharge in the vicinity of the upper surface of the sealing glass and seals. It is possible to suppress the metal vapor generated by the discharge from adhering to the upper surface of the glass.

第６の発明に係るサージアブソーバは、第１から第５の発明のいずれかにおいて、前記キャップ電極の内側から、前記内部電極部と前記封着ガラスとの間に突出した金属円環部を有していることを特徴とする。
すなわち、このサージアブソーバでは、キャップ電極の内側から、内部電極部と封着ガラスとの間に突出した金属円環部を有しているので、金属円環部によって放電で発生した金属蒸気を受け止め、封着ガラスに付着することを抑制することができる。 A surge absorber according to a sixth aspect of the present invention is the surge absorber according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a metal ring portion protruding between the internal electrode portion and the sealing glass from the inside of the cap electrode. It is characterized by that.
In other words, this surge absorber has a metal ring part protruding from the inner side of the cap electrode between the internal electrode part and the sealing glass, so that metal vapor generated by discharge is received by the metal ring part. Adhering to the sealing glass can be suppressed.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るサージアブソーバによれば、キャップ電極内でキャップ電極との間に放電空間を空けてリード線に固定されリード線よりも外径の大きい内部電極部を備えているので、簡便な構成かつ安価であると共に小型化が可能になり、さらに高い接合信頼性が得られると共に外部環境の導体との相互作用による電界変動の影響を遮蔽することができる。 The present invention has the following effects.
That is, according to the surge absorber according to the present invention, since the discharge electrode is provided between the cap electrode and the cap electrode, the internal electrode portion having an outer diameter larger than that of the lead wire is provided. In addition to being simple and inexpensive, it is possible to reduce the size of the device. Further, it is possible to obtain higher bonding reliability and to shield the influence of electric field fluctuations due to the interaction with the conductor in the external environment.

本発明に係るサージアブソーバの第１実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the surge absorber which concerns on this invention. 第１実施形態において、サージアブソーバを示す底面図である。In 1st Embodiment, it is a bottom view which shows a surge absorber. 第１実施形態において、サージアブソーバの３種類の実装形態を示す説明図である。In 1st Embodiment, it is explanatory drawing which shows three types of mounting forms of a surge absorber. 本発明に係るサージアブソーバの第２実施形態において、内部電極部とリード線とを示す斜視図及び底面図である。In 2nd Embodiment of the surge absorber which concerns on this invention, it is the perspective view and bottom view which show an internal electrode part and a lead wire. 本発明に係るサージアブソーバの第３実施形態を示す断面図及び絶縁性受け部を示す斜視図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the surge absorber which concerns on this invention, and a perspective view which shows an insulating receiving part. 本発明に係るサージアブソーバの第４実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the surge absorber which concerns on this invention. 第４実施形態において、内側キャップ電極を収納したキャップ電極を示す斜視図である。In 4th Embodiment, it is a perspective view which shows the cap electrode which accommodated the inner side cap electrode. 本発明に係るサージアブソーバの第５実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of the surge absorber which concerns on this invention. 第５実施形態において、中間筒部材を示す斜視図及び断面図である。In 5th Embodiment, it is the perspective view and sectional drawing which show an intermediate | middle cylinder member.

以下、本発明に係るサージアブソーバの第１実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a first embodiment of a surge absorber according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member recognizable or easily recognizable.

本実施形態のサージアブソーバ１は、図１及び図２に示すように、円筒状の金属製のステム部材２と、ステム部材２内に封着ガラス３で絶縁封着され貫通状態で気密に保持された一本のリード線４と、ステム部材２上に固定されリード線４の先端側を気密に封止する金属製のキャップ電極５と、キャップ電極５内でキャップ電極５との間に放電空間を空けてリード線４に固定されリード線４よりも外径の大きい内部電極部６とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the surge absorber 1 of this embodiment is insulated and sealed with a cylindrical metal stem member 2 and a sealing glass 3 in the stem member 2 and is kept airtight in a penetrating state. Discharge between the single lead wire 4 formed, the metal cap electrode 5 fixed on the stem member 2 and hermetically sealing the tip end side of the lead wire 4, and the cap electrode 5 in the cap electrode 5 An internal electrode portion 6 that is fixed to the lead wire 4 and has a larger outer diameter than the lead wire 4 is provided.

上記内部電極部６は、例えばステンレス、ニッケル、洋白等で形成されている。
また、内部電極部６は、その中心軸上にリード線４を挿入する挿入孔を有し、挿入孔に挿入された状態でリード線４が溶接されている。
上記キャップ電極５は、リード線４を中心軸上に配して上部が閉塞された円筒状に形成され、内部電極部６は、リード線４を中心軸上に配して円柱状に形成されている。 The internal electrode portion 6 is made of, for example, stainless steel, nickel, or white.
Further, the internal electrode portion 6 has an insertion hole for inserting the lead wire 4 on the center axis thereof, and the lead wire 4 is welded in a state of being inserted into the insertion hole.
The cap electrode 5 is formed in a cylindrical shape with the lead wire 4 disposed on the central axis and closed at the top, and the internal electrode portion 6 is formed in a columnar shape with the lead wire 4 disposed on the central axis. ing.

内部電極部６の外周面とキャップ電極５の内周面との間隔ａは、キャップ電極５の天面と内部電極部６の上面との間隔ｂ及び封着ガラス３の上面と内部電極部６の下面との間隔ｃよりも狭く設定されている。
キャップ電極５は、例えば洋白製であり、ステム部材２は、鉄ニッケル合金等で形成されている。
キャップ電極５の表面は、半田材等で実装し易くするために銀合金等のメッキが施されている。 The distance a between the outer peripheral surface of the internal electrode part 6 and the inner peripheral surface of the cap electrode 5 is the distance b between the top surface of the cap electrode 5 and the upper surface of the internal electrode part 6 and the upper surface of the sealing glass 3 and the internal electrode part 6. It is set to be narrower than the distance c from the lower surface.
The cap electrode 5 is made of, for example, white and the stem member 2 is formed of iron-nickel alloy or the like.
The surface of the cap electrode 5 is plated with a silver alloy or the like for easy mounting with a solder material or the like.

キャップ電極５は、真空引き又はガス置換した後に下部がステム部材２上に圧入、ロウ付け、コールドウェルド(冷間圧接)、電気溶接等で接合され、ステム部材２内に低融点ガラスの封着ガラス３でハーメチック溶接されたリード線４と電気的に絶縁されてハーメチックシール構造となっている。
このように、キャップ電極５をステム部材２に固定する際に、加熱工程が不要になるため、封止する放電制御ガスの圧力を高め易く、良好な応答電圧を得やすくなるとともに、高電圧化（高Ｖｓ化）も容易である。
また、加熱工程が不要になるため、使用している部材の熱による変性や脱ガスが起こり難くなり、想定外の放電現象が起こり難くなる。
なお、キャップ電極５内は、真空又は放電制御ガスが封入された状態とされる。
上記放電制御ガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＳＦ_６、ＣＯ_２、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_２Ｆ_６、ＣＦ_４、Ｈ_２、Ｎ_２、空気及びこれらの混合ガスである。 The cap electrode 5 is joined to the stem member 2 by press fitting, brazing, cold welding (cold welding), electric welding or the like after vacuuming or gas replacement, and sealing the low melting point glass in the stem member 2 The lead wire 4 hermetically welded with the glass 3 is electrically insulated from each other to form a hermetic seal structure.
As described above, when the cap electrode 5 is fixed to the stem member 2, a heating process is not required, so that it is easy to increase the pressure of the discharge control gas to be sealed, to obtain a good response voltage, and to increase the voltage. (High Vs) is also easy.
Moreover, since a heating process becomes unnecessary, it becomes difficult to denature and degas by the heat | fever of the member currently used, and it becomes difficult to occur the unexpected discharge phenomenon.
The cap electrode 5 is in a state in which a vacuum or a discharge control gas is enclosed.
The discharge control gas is He, Ar, Ne, Xe, SF ₆ , CO ₂ , C ₃ F ₈ , C ₂ F ₆ , CF ₄ , H _2, N ₂ , air, and a mixed gas thereof.

なお、内部電極部６の外周面には、カーボン製のトリガー部を形成しても構わない。このトリガー部は、炭素材で形成されたカーボントリガであって、線状や楕円膜状などに形成されている。 Note that a carbon trigger portion may be formed on the outer peripheral surface of the internal electrode portion 6. The trigger portion is a carbon trigger formed of a carbon material, and is formed in a linear shape or an elliptical membrane shape.

このサージアブソーバ１は、図３に示すように、リード線４とキャップ電極５とを接続端子として実装される。すなわち、図３の（ａ）に示すように、回路基板等である基板１００上の配線等にリード線４を半田材等で接合すると共に、リード線４を屈曲させキャップ電極５を基板１００上に倒した状態でキャップ電極５を半田材等の導電性融着材１０１で基板１００上の配線等に接合することで、サージアブソーバ１が実装される。 As shown in FIG. 3, the surge absorber 1 is mounted with a lead wire 4 and a cap electrode 5 as connection terminals. That is, as shown in FIG. 3A, the lead wire 4 is joined to the wiring on the substrate 100 such as a circuit board with a solder material or the like, and the lead wire 4 is bent to place the cap electrode 5 on the substrate 100. The surge absorber 1 is mounted by joining the cap electrode 5 to a wiring or the like on the substrate 100 with a conductive bonding material 101 such as a solder material in a state of being tilted.

なお、基板１００の背面側に回路パターン等の背面電極１０２が形成されていると、筐体が絶縁体の場合では内部電極と容量結合するなどして放電空間の電界が意図した状況から変動するが、本実施形態のサージアブソーバ１では、筐体となるキャップ電極５が金属であるため、このような変動の心配が無い。すなわち、キャップ電極５により、外部環境の導体との相互作用による電界変動の影響を遮蔽することができる。 If the back electrode 102 such as a circuit pattern is formed on the back side of the substrate 100, the electric field in the discharge space fluctuates from the intended situation due to capacitive coupling with the internal electrode when the housing is an insulator. However, in the surge absorber 1 of the present embodiment, since the cap electrode 5 serving as a housing is made of metal, there is no fear of such fluctuation. That is, the cap electrode 5 can shield the influence of electric field fluctuations due to the interaction with the conductor of the external environment.

また、図３の（ｂ）に示すように、基板１００にリード線４を半田材で接合すると共に、リード線４を屈曲させキャップ電極５を基板１００上に倒した状態とし、さらにキャップ電極５の先端に別のリード線４Ｂの一端を半田材等で接合すると共に、このリード線４の他端を半田材等で基板１００上の配線等に接合することで、サージアブソーバ１が実装される。これらの図３の（ａ）及び（ｂ）に示す実装形態では、サージアブソーバ１が基板１００上に倒れた状態で実装されるため、低背化が可能になる。 Further, as shown in FIG. 3B, the lead wire 4 is joined to the substrate 100 with a solder material, the lead wire 4 is bent, and the cap electrode 5 is brought down on the substrate 100. Further, the cap electrode 5 The surge absorber 1 is mounted by joining one end of another lead wire 4B to the tip of the lead wire 4 with a solder material or the like and joining the other end of the lead wire 4 to a wiring or the like on the substrate 100 with a solder material or the like. . In the mounting forms shown in FIGS. 3A and 3B, the surge absorber 1 is mounted in a state of being tilted on the substrate 100, so that the height can be reduced.

さらに、図３の（ｃ）に示すように、基板１００上の配線等にキャップ電極５の先端部を半田材等の導電性融着材１０１で接合すると共に、リード線４を屈曲させて折り返し基板１００上の配線等に半田材等で接合することで、サージアブソーバ１が倒立状態で実装される。図３の（ａ）及び（ｃ）に示す実装形態では、キャップ電極５自体が実装用の接続端子として基板１００上に接合されるため、別途リード線４を接続する必要が無いと共に、高い実装強度を得ることができる。また、図３の（ｃ）のように実装した場合でも、金属製のキャップ電極５により、キャップ電極５に沿って配されるリード線４との間の影響も無くなる。 Further, as shown in FIG. 3C, the tip end portion of the cap electrode 5 is joined to the wiring on the substrate 100 with a conductive fusion material 101 such as a solder material, and the lead wire 4 is bent and folded. The surge absorber 1 is mounted in an inverted state by bonding to a wiring or the like on the substrate 100 with a solder material or the like. In the mounting form shown in FIGS. 3A and 3C, since the cap electrode 5 itself is bonded onto the substrate 100 as a connecting terminal for mounting, it is not necessary to connect the lead wire 4 separately, and high mounting is possible. Strength can be obtained. Further, even when mounted as shown in FIG. 3C, the metal cap electrode 5 eliminates the influence between the lead wire 4 arranged along the cap electrode 5.

このサージアブソーバ１では、過電圧又は過電流が侵入すると、トリガー部が設けられていると、まずキャップ電極５とトリガー部との間でトリガ放電が行われ、さらに放電が進展して内部電極部６の中央部とキャップ電極５との間で主放電が行われることでサージが吸収される。 In this surge absorber 1, when an overvoltage or overcurrent enters, if a trigger portion is provided, trigger discharge is first performed between the cap electrode 5 and the trigger portion, and further, the discharge progresses and the internal electrode portion 6. The surge is absorbed by the main discharge being performed between the central portion of the electrode and the cap electrode 5.

このように本実施形態のサージアブソーバ１では、キャップ電極５内でキャップ電極５との間に放電空間を空けてリード線４に固定されリード線４よりも外径の大きい内部電極部６を備えているので、ハーメチックシール構造を採用してキャップ自体を電極とすることで、全体として簡便な構造であると共に小型化が可能になる。また、キャップ電極５とステム部材２とが互いに金属同士であるため、既知の種々の工法により接合が容易であると共に高い接合信頼性が得られる。また、接合にＭｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等を使用しないため、これらマイナーメタルの使用を減らすことができる。 As described above, the surge absorber 1 of the present embodiment includes the internal electrode portion 6 that is fixed to the lead wire 4 with a discharge space between the cap electrode 5 and the cap electrode 5 and has a larger outer diameter than the lead wire 4. Therefore, by adopting a hermetic seal structure and using the cap itself as an electrode, the overall structure is simple and the size can be reduced. In addition, since the cap electrode 5 and the stem member 2 are made of metal, they can be easily joined by various known methods and high joining reliability can be obtained. Moreover, since Mo, Mn, Ni, etc. are not used for joining, use of these minor metals can be reduced.

また、キャップ電極５自体を実装端子とすることができるため、実装状態で低背化できると共に高い実装強度を得ることができる。したがって、２本のリード線で立設された場合に比べて、傾き難く、周囲の他の部品との接触を防ぐことができると共に、振動にも強く、高い信頼性を得ることができる。
さらに、筐体となるキャップ電極５が金属であるため、外部環境の導体との相互作用による電界変動の影響を遮蔽することができる。 In addition, since the cap electrode 5 itself can be used as a mounting terminal, it is possible to reduce the height in the mounted state and obtain a high mounting strength. Therefore, compared to the case of standing by two lead wires, it is difficult to incline and can prevent contact with other surrounding parts, and is also resistant to vibrations and high reliability can be obtained.
Furthermore, since the cap electrode 5 serving as a housing is made of metal, it is possible to shield the influence of electric field fluctuations due to the interaction with a conductor in the external environment.

また、内部電極部６が、リード線４の先端側に固定され、封着ガラス３から離間しているので、内部電極部６と封着ガラス３との間に露出したリード線４が細く、この部分では放電が生じ難い。また、主放電空間となる内部電極部６とキャップ電極５との間に橋絡する部分がないと共に、封着ガラス３から内部電極部６が離間しているので、放電で発生した金属蒸気が封着ガラス３に付着し難く長寿命化が可能になる。 In addition, since the internal electrode portion 6 is fixed to the leading end side of the lead wire 4 and is separated from the sealing glass 3, the lead wire 4 exposed between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3 is thin, It is difficult for discharge to occur in this portion. In addition, there is no bridging portion between the internal electrode portion 6 serving as the main discharge space and the cap electrode 5, and the internal electrode portion 6 is separated from the sealing glass 3. It is difficult to adhere to the sealing glass 3 and the life can be extended.

また、キャップ電極５が、リード線４を中心軸上に配して円筒状に形成され、内部電極部６が、リード線４を中心軸上に配して円柱状に形成されているので、同軸構造の対向電極を構成でき、電極間距離が軸方向に同じであることから、内部電極部６の中心表面の電界が強くなり、より少ない電極間距離で放電電圧の制御が可能になる。これにより、より小型化が可能になる。また、電極の対向面積をより省スペースで増大させることが可能になり、放電の安定性に寄与させることができる。また、放電空間が全周で同じ間隔であるため、安定した放電特性を得ることができる。 Further, the cap electrode 5 is formed in a cylindrical shape with the lead wire 4 disposed on the central axis, and the internal electrode portion 6 is formed in a columnar shape with the lead wire 4 disposed on the central axis. Since the counter electrode having a coaxial structure can be formed and the distance between the electrodes is the same in the axial direction, the electric field at the center surface of the internal electrode portion 6 becomes strong, and the discharge voltage can be controlled with a smaller distance between the electrodes. Thereby, further miniaturization becomes possible. In addition, the facing area of the electrodes can be increased in a smaller space, which can contribute to discharge stability. In addition, since the discharge space has the same interval on the entire circumference, stable discharge characteristics can be obtained.

さらに、内部電極部６の外周面とキャップ電極５の内周面との間隔ａが、キャップ電極５の天面と内部電極部６の上面との間隔ｂ及び封着ガラス３の上面と内部電極部６の下面との間隔ｃよりも狭いので、封着ガラス３から離間した内部電極部６の外周面とキャップ電極５の内周面との間で放電させることができる。したがって、キャップ電極５と内部電極部６との間隔を狭くして互いに近接させることで、放電で生じた金属蒸気がキャップ電極５の内面や内部電極部６に付着するため、下方の封着ガラス３の表面に付着し難く、特性劣化を抑制することができる。 Furthermore, the distance a between the outer peripheral surface of the internal electrode part 6 and the inner peripheral surface of the cap electrode 5 is the distance b between the top surface of the cap electrode 5 and the upper surface of the internal electrode part 6, and the upper surface of the sealing glass 3 and the internal electrode. Since it is narrower than the distance c from the lower surface of the part 6, it is possible to discharge between the outer peripheral surface of the internal electrode part 6 and the inner peripheral surface of the cap electrode 5 that are separated from the sealing glass 3. Therefore, the gap between the cap electrode 5 and the internal electrode portion 6 is narrowed and brought close to each other, so that the metal vapor generated by the discharge adheres to the inner surface of the cap electrode 5 and the internal electrode portion 6. 3 hardly adheres to the surface, and can suppress deterioration of characteristics.

なお、キャップ電極５と内部電極部６との間隔ａを狭くして互いに近接させることで、放電による金属蒸気がキャップ電極５の内面や内部電極部６に付着するため、下方の封着ガラス３の表面に付着し難く、特性劣化を抑制することができる。したがって、放電制御ガスのガス圧を高めて放電電圧を高くしても、飛び散った金属蒸気による影響を低減することができる。 In addition, since the metal vapor | steam by discharge adheres to the inner surface of the cap electrode 5, and the internal electrode part 6 by narrowing the space | interval a of the cap electrode 5 and the internal electrode part 6, and making it mutually close, lower sealing glass 3 It is difficult to adhere to the surface of the film and deterioration of characteristics can be suppressed. Therefore, even if the discharge voltage is increased by increasing the gas pressure of the discharge control gas, the influence of the scattered metal vapor can be reduced.

次に、本発明に係るサージアブソーバの第２から第５実施形態について、図４から図９を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, second to fifth embodiments of the surge absorber according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description of each embodiment, the same constituent elements described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、内部電極部６が円柱状であるのに対し、第２実施形態のサージアブソーバは、図４に示すように、内部電極部２６が螺旋状のバネ形状を有している点である。
なお、リード線４は、内部電極部２６の中心軸上に配されて上部が内部電極部２６の下端に、冷間圧接、溶接、ロウ接、はんだ付け、導電性接着材又はかしめにより固定されている。また、リード線４自体の先端側を螺旋状のバネ加工することで、内部電極部２６を形成しても構わない。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the internal electrode portion 6 is cylindrical, whereas the surge absorber of the second embodiment is as shown in FIG. The internal electrode portion 26 has a spiral spring shape.
The lead wire 4 is arranged on the central axis of the internal electrode portion 26 and the upper portion is fixed to the lower end of the internal electrode portion 26 by cold welding, welding, brazing, soldering, conductive adhesive or caulking. ing. Further, the internal electrode portion 26 may be formed by processing the distal end side of the lead wire 4 itself with a spiral spring.

次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、内部電極部６と封着ガラス３との間が単に空間になっているのに対し、第３実施形態のサージアブソーバ３１では、図５に示すように、内部電極部６とステム部材２の封着ガラス３との間に挿入された絶縁性受け部３７を備えている点である。 Next, the difference between the third embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the space between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3 is simply a space, whereas the third embodiment is different from the first embodiment. As shown in FIG. 5, the surge absorber 31 according to the embodiment is provided with an insulating receiving portion 37 inserted between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3 of the stem member 2.

すなわち、第３実施形態では、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、中心にリード線４が挿通される孔が形成され円板状に絶縁性セラミックス等で形成された絶縁性受け部３７が封着ガラス３上に設置されている。この絶縁性受け部３７は、外径が内部電極部６よりも小さく設定されている。また、絶縁性受け部３７は、上部及び下部よりも外径が大きくされた拡径部３７ａを中間部に有している。
なお、絶縁性受け部３７の外周面にカーボントリガー部を形成しても構わない。このカーボントリガー部は、絶縁性受け部３７側で生じる初期放電をアシストするものであり、内部電極部６の中央部で生じる主放電を促進するものではない。 That is, in the third embodiment, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), a hole through which the lead wire 4 is inserted is formed at the center, and an insulating receiver formed of insulating ceramic or the like in a disc shape. The part 37 is installed on the sealing glass 3. The insulating receiving portion 37 is set to have an outer diameter smaller than that of the internal electrode portion 6. Further, the insulating receiving portion 37 has an enlarged diameter portion 37a having an outer diameter larger than that of the upper portion and the lower portion in the middle portion.
A carbon trigger portion may be formed on the outer peripheral surface of the insulating receiving portion 37. The carbon trigger portion assists the initial discharge generated on the insulating receiving portion 37 side, and does not promote the main discharge generated in the central portion of the internal electrode portion 6.

このように第３実施形態のサージアブソーバ３１では、内部電極部６と封着ガラス３との間に挿入された絶縁性受け部３７を備えているので、絶縁性受け部３７によって封着ガラス３の上面近傍での放電を防ぎ、放電で発生した金属蒸気が封着ガラス３上面に付着することを抑制することができる。特に、絶縁性受け部３７の拡径部３７ａが、飛散する金属蒸気を受け止めて封着ガラス３に付着することを抑制する。 As described above, the surge absorber 31 according to the third embodiment includes the insulating receiving portion 37 inserted between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3. It is possible to prevent discharge in the vicinity of the upper surface of the metal and to prevent the metal vapor generated by the discharge from adhering to the upper surface of the sealing glass 3. In particular, the expanded diameter portion 37 a of the insulating receiving portion 37 receives the scattered metal vapor and suppresses adhesion to the sealing glass 3.

次に、第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、内部電極部６と封着ガラス３との間が単に空間になっているのに対し、第４実施形態のサージアブソーバ４１では、図６及び図７に示すように、キャップ電極５の内側に金属製の内側キャップ電極４６が設置されて、内部電極部６と封着ガラス３との間に内側キャップ電極４６の底面部が配されている点である。 Next, the difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the space between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3 is simply a space, whereas the fourth embodiment is different from the first embodiment. In the surge absorber 41 of the embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, a metal inner cap electrode 46 is installed inside the cap electrode 5, and the inner cap is interposed between the inner electrode portion 6 and the sealing glass 3. The bottom surface of the electrode 46 is disposed.

上記内側キャップ電極４６は、底面部にリード線４が挿通可能な底部孔４６ａが形成されている。この内側キャップ電極４６は、キャップ電極５よりも外径が若干小さいと共に長さも若干短く設定されている。さらに、内側キャップ電極４６は、キャップ電極５の上部に溶接等で固定され、その底面部が内部電極部６と封着ガラス３との間に配されている。すなわち、内側キャップ電極４６の底面部は、キャップ電極５の内側から、内部電極部６と封着ガラス３との間に突出した金属円環部となる。
したがって、第４実施形態のサージアブソーバ４１では、内側キャップ電極４６の底面部が、キャップ電極５の内側から内部電極部６と封着ガラス３との間に突出した金属円環部となり、この金属円環部によって放電で発生した金属蒸気を受け止め、封着ガラス３に付着することを抑制することができる。 The inner cap electrode 46 has a bottom hole 46a through which the lead wire 4 can be inserted on the bottom surface. The inner cap electrode 46 is set to have a slightly smaller outer diameter and a slightly shorter length than the cap electrode 5. Further, the inner cap electrode 46 is fixed to the upper portion of the cap electrode 5 by welding or the like, and the bottom surface portion is disposed between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3. That is, the bottom surface portion of the inner cap electrode 46 becomes a metal ring portion protruding between the inner electrode portion 6 and the sealing glass 3 from the inner side of the cap electrode 5.
Therefore, in the surge absorber 41 of the fourth embodiment, the bottom surface portion of the inner cap electrode 46 becomes a metal ring portion protruding between the inner electrode portion 6 and the sealing glass 3 from the inner side of the cap electrode 5, and this metal It is possible to receive the metal vapor generated by the discharge by the annular portion and suppress the adhesion to the sealing glass 3.

次に、第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、内側キャップ電極４６の底面部が内部電極部６と封着ガラス３との間に設けられているのに対し、第５実施形態のサージアブソーバ５１は、図８及び図９に示すように、内部電極部６と封着ガラス３との間に金属製の中間筒部材５６が設置されている点である。この中間筒部材５６は、天面部にリード線４を挿通可能な上部孔５６ａが形成されている。 Next, the difference between the fifth embodiment and the fourth embodiment is that, in the fourth embodiment, the bottom surface portion of the inner cap electrode 46 is provided between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3. On the other hand, the surge absorber 51 of the fifth embodiment is such that a metal intermediate cylinder member 56 is installed between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3 as shown in FIGS. is there. The intermediate cylinder member 56 has an upper hole 56a through which the lead wire 4 can be inserted in the top surface portion.

この中間筒部材５６は、封着ガラス３上に設置された状態で天面部が内部電極６から離間する高さに設定されている。また、中間筒部材５６は下方に向かって内径が徐々に広がって肉厚が薄く設定された断面テーパ状に形成されている。なお、中間筒部材５６は、キャップ電極５の内側に溶接等で固定されている。また、この中間筒部材５６は、上下逆の状態で設置されていても構わない。
したがって、第５実施形態のサージアブソーバ５１においても、中間筒部材５６の天面部が金属円環部として、内部電極部６と封着ガラス３との間を遮るように設けられているので、放電時に飛散する金属蒸気を天面部が受け止めて封着ガラス３に付着して橋絡することを防止可能である。 The intermediate cylindrical member 56 is set to a height at which the top surface portion is separated from the internal electrode 6 in a state where the intermediate cylindrical member 56 is installed on the sealing glass 3. Further, the intermediate cylindrical member 56 is formed in a tapered cross section whose inner diameter gradually widens downward and the thickness is set thin. The intermediate cylinder member 56 is fixed to the inside of the cap electrode 5 by welding or the like. Further, the intermediate cylinder member 56 may be installed upside down.
Therefore, also in the surge absorber 51 of the fifth embodiment, the top surface portion of the intermediate cylindrical member 56 is provided as a metal ring portion so as to block between the internal electrode portion 6 and the sealing glass 3. It is possible to prevent the top surface portion from receiving metal vapor that sometimes scatters and adhere to the sealing glass 3 to cause bridging.

なお、本発明の技術範囲は上記各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可能である。
例えば、上記実施形態では、内部電極部を円柱状に形成しているが、内部が中空の有底円筒状の内部電極部とし、リード線が内部電極部の有底部に固定されたもの等でも構わない。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the internal electrode portion is formed in a columnar shape, but the inner electrode portion may be a hollow bottomed cylindrical internal electrode portion and the lead wire is fixed to the bottomed portion of the internal electrode portion. I do not care.

１，２１，４１，５１…サージアブソーバ、２…ステム部材、３…封着ガラス、４…リード線、５…キャップ電極、６，２６…内部電極部、３７…絶縁性受け部、４６…内側キャップ電極、５６…中間筒部材 1, 21, 41, 51 ... Surge absorber, 2 ... Stem member, 3 ... Sealing glass, 4 ... Lead wire, 5 ... Cap electrode, 6, 26 ... Internal electrode part, 37 ... Insulating receiving part, 46 ... Inside Cap electrode, 56 ... intermediate cylinder member

Claims

A surge absorber mounted on a substrate,
A cylindrical metal stem member;
A single lead wire that is insulated and sealed with sealing glass in the stem member and is airtightly held in a penetrating state;
A metal cap electrode fixed on the stem member and hermetically sealing the leading end side of the lead wire;
An internal electrode portion having an outer diameter larger than that of the lead wire fixed to the lead wire with a discharge space between the cap electrode and the cap electrode ;
The surface of the cap electrode is plated for solder mounting,
The surge absorber , wherein the cap electrode itself is directly bonded onto the substrate as a connection terminal for mounting .

The surge absorber according to claim 1,
The surge absorber, wherein the internal electrode portion is fixed to a leading end side of the lead wire and is separated from the sealing glass.

The surge absorber according to claim 1 or 2,
The cap electrode is formed in a cylindrical shape by arranging the lead wire on a central axis,
The surge absorber, wherein the internal electrode portion is formed in a columnar shape or a cylindrical shape with the lead wire disposed on a central axis.

The surge absorber according to claim 3,
The interval between the outer peripheral surface of the internal electrode portion and the inner peripheral surface of the cap electrode is the interval between the top surface of the cap electrode and the upper surface of the internal electrode portion, and the upper surface of the sealing glass and the lower surface of the internal electrode portion. Surge absorber characterized by being narrower than the distance between

In the surge absorber according to any one of claims 1 to 4,
A surge absorber comprising an insulating receiving portion inserted between the internal electrode portion and the sealing glass.

In the surge absorber according to any one of claims 1 to 5,
A surge absorber having a metal ring part protruding from the inside of the cap electrode between the internal electrode part and the sealing glass.