JPH01175191A - チップ型アレスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はチップ型アレスタに関し、特に放電ギャップ
を有したとえば通信用機器を保護するためのチップ型ア
レスタに関する。

（従来技術） この発明の背景となる従来のアレスタには、アルミナ製
のボビンを用いたタイプのアレスタとガラス管を用いた
タイプのアレスタとがあった。

前者のタイプのアレスタでは、ボビン内部に設けられた
カーボン線とボビン外部に設けられた導体キャップとの
間に放電ギャップが形成される。

また、後者のタイプのアレスタでは、ガラス管内に設け
られる導体パターン間に放電ギャップが形成される。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前者のタイプのアレスタでは、カーボン線を
機械的に引っ張ることによってカーボン線と導体キャッ
プとの間の距離を調整して放電ギャップが形成される。

そのため、このタイプのアレスタでは、そのようなカー
ボン線を引っ張るための工程にコストがかかり高価にな
ってしまうだけでなく放電ギャップの長さかはらっき放
電開始電圧の精度がよくなかった。

また、後者のタイプのアレスタでは、導体パタ−ンをレ
ーザーカッティングすることによって放電ギャップが形
成されるので、精度はよいがレーザーカッティングする
ための工程にコストがかかり高価になってしまう。

そこで、本願発明者は、安価に製造することができしか
も精度のよい、新規なチップ型アレスタを考え出した。

第５図はこの新規なチップ型アレスタの一例を示す断面
図である。このチップ型アレスタ１は、その内部に空洞
部２を有する絶縁体３と、その端部が空洞部２内で所定
間隔を隔てて対向するように絶縁体３の内部に形成され
る内部電極４ａ、４ｂと、絶縁体３の外表面に形成され
内部電極４ａ、４ｂに電気的に接続される外部電極５ａ
、５ｂとを含み、絶縁体３の空洞部２が減圧状態にされ
あるいは絶縁体３の空洞部２に不活性ガスが充填された
チップ型アレスタであって、絶縁体３は、空洞部２とな
るべき貫通孔を有するセラミックグリーンシートおよび
このセラミックグリーンシートに積層される別のセラミ
ックグリーンシートを一体的に圧着焼結することによっ
て形成され、内部電極４ａ、４ｂは、別のセラミックグ
リーンシートの一方主面に電極材料を印刷しその電極材
料を別のセラミックグリーンシートと一体的に焼結する
ことによって形成される。そして、内部電極４ａ、４ｂ
間に放電ギャップ６が形成される。

このチップ型アレスタでは、内部電極が電極材料をセラ
ミックグリ−シートに印刷しその電極材料をセラミック
グリーンシートとともに一体的に焼結することによって
形成されるので、すなわち、放電ギャップを形成するた
めにカーボン線を引っ張る工程や導体パターンをレーザ
ーカッティングする工程が不要となるので、安価に製造
することができる。しかも、上述のようにして放電ギャ
ップが形成されるので、放電キャップのばらつきが少な
くその精度もよい。

ところが、このチップ型アレスタでは、その内部電極が
サージによる放電ギャップ間の放電によって劣化しやす
いため、その耐久性が悪かった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、安価に製造する
ことができしかも精度および耐久性のよい、チップ型ア
レスタを提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、その内部に空洞部を有する絶縁体と、その
端部が空洞部内で間隔を隔てて対向するように絶縁体の
内部に形成される内部電極と、空洞部内で所定間隔を隔
てて対向するように内部電極の少なくとも端部に形成さ
れるカーボン電極と、絶縁体の外表面に形成され内部電
極に電気的に接続される外部電極とを含み、絶縁体の空
洞部が減圧状態にされあるいは絶縁体の空洞部に不活性
ガスが充填されたチップ型アレスタである。

（作用） 絶縁体の空洞部内でカーボン電極間に放電ギャップが形
成される。

（発明の効果） この発明によれば、放電ギャップを形成するためにカー
ボン線を引っ張る工程や導体パターンをレーザーカッテ
ィングする工程が不要となるので、安価にチップ型アレ
スタを製造することができる。

しかも、放電ギャップが上述のようにして形成されるの
で、放電キャップのばらつきが少なくその精度もよい。

さらに、カーボン電極間に放電ギャップが形成されるの
で、サージに対する耐久性もよくなる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１Ａ図および第１Ｂ図は、それぞれ、この発明の一実
施例を示し、第１Ａ図はその斜視図であり、第１Ｂ図は
第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である。

このチップ型アレスタ１０は、たとえばＢａＯ−５ｉ　
Ｏｘ　　ＡＩＺ　０３　　Ｃｒ　Ｏｆ　　Ｂｚ　Ｏｘ系
のセラミックからなる薄型の直方体状の絶縁体１２を含
む。この絶縁体１２の内部には、たとえば直方体状の空
洞部１４が形成される。

さらに、この絶縁体１２の内部には、たとえば２つの内
部電極１６ａおよび１６ｂが形成される。

この場合、内部電極１６ａおよび１６ｂは、それらの一
端部が空洞部１４の下部で間隔を隔てて対向するように
形成され、それらの他端部は絶縁体１２の一方側面およ
び他方側面からそれぞれ露出するように形成される。

さらに、内部電極１６ａおよび１６ｂの一端部の表面に
は、カーボンからなるカーボン電極１８ａおよび１８ｂ
がそれぞれ形成される。この場合、カーボン電極１８ａ
および１８ｂは、空洞部１４内で所定間隔を隔てて対向
するように形成される。

したがって、カーボン電極１８ａおよび１８ｂ間には、
放電ギャップ２０が形成されることになる。

また、絶縁体１２の一方側部および他方側部には、外部
電極２２ａおよび２２ｂがそれぞれ形成される。この場
合、外部電極２２ａは内部電極１６ａに、外部電極２２
ｂは内部電極１６ｂに、それぞれ、電気的に接続される
。

さらに、絶縁体１２の空洞部１４には、たとえばアルゴ
ンガスなどの不活性ガスが充填される。

そして、この不活性ガスの圧力、放電ギャップ２Ｏの長
さＧなどによって、チップ型アレスタ１゜の放電開始電
圧が調整される。なお、この空洞部１４は、そこに不活
性ガスを充填するかわりに、減圧状態にされてもよい。

次に、第２図などを参照して、このチップ型アレスタ１
０の製造方法の一例について説明する。

まず、絶縁体１２となるべきたとえば３枚のＢａｏ−５
ｉＯｚ　　Ａｌｇｏｓ　　ＣｒＯ２Ｂ！０コ系のセラミ
ックグリーンシート１３ａ、１３ｂおよび１３ｃが準備
される。１枚のセラミックグリーンシート１．３ａには
、その中央に空洞部１４となるべき矩形状の貫通孔１５
が形成される。

さらに、別のセラミックグリーンシート１３ｂの一方主
面には、その一端がら中央にわたって、内部電極１６ａ
となるべき電極材料層１７ａが形成され、その他端から
中央にわたって、内部電極１６ｂとなるべき電極材料Ｊ
ｉｉ１７ｂが形成される。

この場合、電極材料層１７ａおよび１７ｂは、それらの
一端部が放電ギャップ２ｏの長さＧより長い間隔を隔て
て対向するように形成される。これらの電極材料層１７
ａおよび１７ｂは、セラミックグリーンシート１３ｂお
よび１３ｃの一方主面に、たとえばパラジウム、白金、
銀−パラジウム、Ｃｕなどの電極材料を印刷することに
よって形成される。

さらに、電極材料層１７ａおよび１７ｂの一端部の表面
には、カーボンペーストを印刷することによって、カー
ボン電極１８ａおよび１８ｂとなるべきカーボンペース
ト層１９ａおよび１９ｂが形成される。この場合、カー
ボンペース）ｌｉ１９ａおよび１９ｂは、放電ギャップ
２ｏの長さＧとほぼ同じ間隔を隔てて対向するように形
成される。

そして、それらのセラミックグリーンシート１３ａ〜１
３ｃがセラミックグリーンシート１３ａを別のセラミッ
クグリーンシート１３ｂおよび１３Ｃで挟むように積層
圧着され、さらに、電極材料層１７ａおよび１７ｂの他
端部が露出するように所定の大きさにカットされて、積
層物が形成される。

それから、その積層物の一方側部および他方側部に、外
部電極２２ａおよび２２ｂとなるべきたとえばパラジウ
ム、白金２ｗ１−パラジウム、　　Ｃｕなどの電極材料
が塗布される。

そして、その積層物が仮焼されて、セラミックグリーン
シート１３ａ〜１３ｃ中のバインダがとばされる。

この後、その積層物がたとえば１００Ｔｏｒｒのアルゴ
ンガス中で一体的に焼結され、それによって、絶縁体１
２．空洞部１４．内部電極１６ａ、１６ｂ、カーボン電
極１８ａ、１８ｂ、放電ギャップ２０および外部電極２
２ａ、２２ｂが同時に形成される。しかも、この場合、
絶縁体１２の空洞部１４には不活性ガスが充填される。

なお、空洞部１４に不活性ガスを充填するがわりに空洞
部１４を減圧状態にするためには、セラミックグリーン
シート１３ａ〜１３ｃの積層物を減圧状態で一体的に焼
結すればよい。また、外部電極２２ａおよび２２ｂは、
それらを絶縁体１２などと同時に形成せずに絶縁体１２
を形成した後に形成してもよい。この場合、絶縁体１２
の一方側部および他方側部にたとえば銀などの電極材料
を焼き付けることによって、外部電極２２ａおよび２２
ｂを形成すればよい。

このチップ型アレスタ１０は、その側部に外部電極２２
ａおよび２２ｂが形成され、しかも、全体が薄型に形成
されるので、表面実装部品として好適に用いられる。

また、このチップ型アレスタ１０は、その内部電極１６
ａ、１６ｂ、カーボン電極１８ａ、１８ｂおよび放電ギ
ャップ２０が電極材料をセラミックグリーンシートに印
刷しさらにその電極材料の少なくとも端部にカーボンペ
ーストを印刷しそれらをセラミックグリーンシートとと
もに一体的に焼結することによって形成されるので、従
来例に比べて、放電ギャップを形成するためにカーボン
線を引っ張ったり導体パターンをレーザーカッティング
したりする必要がなく安価に製造することができる。

しかも、このチップ型アレスタ１０では、上述のように
して放電ギャップ２０が形成されるので、放電キャップ
２０のばらつきが少なくその精度もよい。

さらに、このチップ型アレスタ１０では、カーボン電極
１８ａおよび１８ｂ間に放電ギャップ２０が形成される
ので、サージに対する耐久性もよいのである。

凛１１舛 まず、上述の実施例と同様のチップ型アレスタを製造し
それをサンプルとした。この場合、内部電極１６ａおよ
び１６ｂの材料としてＣｕを用いた。また、内部電極１
６ａおよび１６ｂの間隔ｌを０．５ｍｍにし、カーボン
電極１８ａおよび１８ｂの間隔すなわち放電ギャップ２
０の長さＧを０．１ｍにした。

さらに、第５図に示すチップ型アレスタと同様のチップ
型アレスタを製造し、それを比較例とした。この場合、
絶縁体３および内部電極４ａ、４ｂおよび外部電極５ａ
、５ｂの材料として、サンプルと同じ材料を用いた。ま
た、内部電極４ａ。

４ｂ間すなわち放電ギャップ６の長さＧ′をサンプルと
同じ０．１鶴にした。

そして、サンプルおよび比較例の初期の放電開始電圧Ｖ
ｔを測定した。この場合、サンプルの放電開始電圧は２
３０（Ｖ）であり、比較例の放電開始電圧は２２５（Ｖ
）であった。

それから、サンプルおよび比較例に、それぞれ、２００
０Ａで立ち上がりが８μｓｅｃで波尾長が２０μｓｅｃ
のサージ電流を１〜１５０回程印加し、サージ電流を印
加した後のサンプルおよび比較例の放電開始電圧を測定
した。

そして、サンプルおよび比較例についてのサージ電流の
印加回数と初期の放電開始電圧Ｖｔを基準にした放電開
始電圧の変化率Δｖｔ（Ｖ）との関係を第３図のグラフ
に示した。

このグラフの結果より明らかなように、比較例では、サ
ージ電流を１０数回以上印加した場合にその印加の回数
に従って放電開始電圧が低下ないしは変動した。このよ
うに放電開始電圧が変動したのは、サージ電流を印加し
た場合に比較例の内部電極がスパッタないしイオン化さ
れ磨耗されてしまうからであると考えられる。

それに対して、サンプルでは、サージ電流を１５０回印
加してもその放電開始電圧は変わらなかった。これは、
サンプルのカーボン電極１８ａおよび１８ｂがサージ電
流によってスパッタなとされにくく磨耗されにくいから
であると考えられる。

第４図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す実施例の変形例
を示す断面図である。この実施例では、特に、カーボン
電極１８ａおよび１８ｂが内部電極１６ａおよび１６ｂ
の一端面から延びて形成されている。このように、カー
ボン電極１８ａおよび１８ｂは、内部電極１６ａおよび
１６ｂの上面に形成されなくてもよい。

なお、カーボン電極は、内部電極の少なくとも端部に形
成されればよく、内部電極の表面全面に形成されてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、それぞれ、この発明の一実
施例を示し、第１Ａ図はその斜視図であり、第１Ｂ図は
第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である。 第２図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す実施例の製造工
程を示す斜視図である。 第３図はこの発明のサンプルおよび比較例についてのサ
ージ電流の印加回数と放電開始電圧の変化率との関係を
示すグラフである。 第４図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す実施例の変形例
を示す断面図である。 第５図はこの発明の背景となるチップ型アレスタの一例
を示す断面図である。 図において、１０はチップ型アレスタ、１２は絶縁体、
１４は空洞部、１６ａおよび１６ｂは内部電極、１８ａ
および１８ｂはカーボン電極、２０は放電ギャップ、２
２ａおよび２２ｂは外部電極を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 第５図 第３図 嘔 一一一一一１−　°す゛−已；ＪＥｐ力０〔１コに第４
図 １゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その内部に空洞部を有する絶縁体、 その端部が前記空洞部内で間隔を隔てて対向するように
   前記絶縁体の内部に形成される内部電極、前記空洞部内
   で所定間隔の隔てて対向するように前記内部電極の少な
   くとも端部に形成されるカーボン電極、および 前記絶縁体の外表面に形成され前記内部電極に電気的に
   接続される外部電極を含み、 前記絶縁体の空洞部が減圧状態にされあるいは前記絶縁
   体の空洞部に不活性ガスが充填されたチップ型アレスタ
   。