JPH0216554Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電圧非直線特性を有する高抵抗体素
子と放電間隙との複合構造を有するサージ吸収素
子に於けるエージング用電極の改良に関し、特
に、真空排気用に兼用される貫通孔を利用して導
電材料の被着によるエージング用電極を形成する
ことにより、製造容易にして気密信頼性及び外観
品位を向上させたサージ吸収素子に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子回路に加わる過渡的な異常電圧や誘
導雷等のサージから電子回路を保護するため、電
圧非直線特性を有する高抵抗体素子より成るバリ
スタや、放電間隙を気密容器に収容したアレスタ
等のサージ吸収素子が広く使用されている。とこ
ろで、上記両サージ吸収素子にはそれぞれ一長一
短が有り、本出願人はその欠点を解消すべく、バ
リスタとアレスタとの複合構造を有するサージ吸
収素子を提案（特願昭58−30357）している。

上記サージ吸収素子は、電圧非直線特性を具備
する高抵抗体素子を基体とし、その両端に、放電
間隙を隔てて相対向させた電極を接続して上記高
抵抗体素子と放電間隙とを並列接続し、これを気
密容器中に収容した構造を有するものであり、過
渡的にサージが印加された状態で、高抵抗体素子
を通じてサージ電流が流れてサージ吸収を開始
し、高抵抗体素子の抵抗値とサージ電流値との積
に相当する電圧降下によつて、上記電極間に励起
放電を生成させ、その付勢によつて瞬時に大電流
を通ずる主放電に転移させて、高速度でサージを
吸収するものである。上記サージ吸収素子は、バ
リスタの様にサージに対する応答速度が速く、し
かも電流耐量がアレスタの様に大きいという優れ
た特性を有するものである。

ところで一般に、電子部品は、その動作特性の
安定性及び信頼性をより確実なものとするため、
製造工程中に於いて電気的なエージング（枯化）
処理の実施が必要となる場合がある。特に放電現
象を利用した電子部品にあつては、電極の表面状
態によつて特性が大きく変化する傾向があるた
め、上記エージングは必要欠くべからざるものと
言つても過言ではない。

即ち、上述の如き複合構造を有するサージ吸収
素子にあつては、その基体としての電圧非直線特
性を有する高抵抗体素子が、高温加熱によつて非
直線性に劣化を生じてサージ吸収特性が不安定と
なるため、気密容器形成のための封止部材とし
て、低い温度（400〜500℃）で溶融可能な低融点
ガラス等のガラス系の封止部材を使用する必要が
ある。ところが上記封止部材として、例えば空気
等の酸化雰囲気中での加熱を要する酸化鉛を主成
分とする低融点ガラスを用い、且つ電極材料とし
て、空気中での加熱によつて酸化され得る材質を
選定した場合には、製造途中に於いて電極表面に
酸化膜が生じ、これにより電極間の放電開始電圧
が上昇して、高抵抗体素子によるサージ吸収から
放電間隙によるサージ吸収への転移に遅れが生
じ、サージ吸収特性が不安定となる虞れがある。
このため、上記電極間に連続的に放電を生成させ
るエージングを行うことにより、電極表面の酸化
膜を除去し、その表面状態を安定させる必要があ
る。

しかしながら、上述の如く上記サージ吸収素子
の基体が、電圧非直線特性を有する高抵抗体素子
を選定であるため、上記電極を用いてのエージン
グが不可能となる。これは、上記高抵抗体素子の
制限電圧が上記電極間の放電開始電圧より低く選
定されているため、電極間にエージングのための
直流電圧を印加しても、上記電極間には、高抵抗
体素子の制限電圧が現れるのみで放電開始電圧に
は至らず、電極間に放電が生成しないためであ
る。その上、上述の状態で電圧を印加し続けると
高抵抗体素子に連続的に電流が流れ、高抵抗体素
子が劣化或いは破壊してしまう虞れが生じる。そ
こで、この対策として本出願人は、サージ吸収素
子の気密容器側壁を貫通させて、上記電極とは電
気的に独立したエージング用電極を形成し、上記
エージング用電極を陽極、上記サージ吸収に供す
る電極を陰極として電圧を印加し、両電極間に放
電を生成させてエージングを実施する方法を提案
している。

即ち、上記従来のサージ吸収素子１は、第２図
に示す如く、電圧非直線特性を有する高抵抗体素
子２を基体として、その両端に、放電間隙６を隔
てて相対向させた電極５，５′を接続し、これを、
上記電極５，５′と外囲筐体７とをガラス系の封
止部材８，８′で封着して形成した気密容器９内
に収容し、更に上記気密容器９側壁を貫通させて
エージング用電極１０を形成したものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記エージング用電極１０として金
属線材を用い、これを気密容器９側壁に穿設した
貫通孔１１内に配し、封止部材１２によつて気密
容器９に固定した構成とすると、上記線材の固定
後、上記気密容器９から突出した金属線材を切断
する必要がある。このため、その切断作業が煩雑
になる上、切断された金属線材の根元部分が気密
容器９の表面に突起物として残存し、回路基板へ
の組み込み時等、使用時に於ける取扱いに支障を
生じ、且つ外観的にも品位の低下を招来する。ま
た上記突起物をできるだけ短くしようとすれば、
金属線材の切断による衝撃によつて封止部材１２
が破損する虞れが生じて気密信頼性が低下すると
いう問題が生じる。

本考案は、上述の点に鑑み案出されたもので、
電極のエージングが可能で、安定したサージ吸収
特性が得られると共に、気密容器表面に突起物が
生じることがなくて、製造容易にして量産性に富
む上、取扱いが容易で高品位な外観が得られ、し
かも気密信頼性低下の虞れのないサージ吸収素子
の提供を目的とする。

〔問題を解決するための手段及び作用〕

上述の目的は、気密容器側壁の貫通孔に導電部
材を被着させてエージング用電極を形成すること
により達成されるものであり、従つて本考案のサ
ージ吸収素子は、電圧非直線特性を有する高抵抗
体素子の両端に、放電間隙を隔てて相対向させた
電極を接続し、これを気密容器中に収容するとと
もに、この気密容器に上記電極と電気的に独立し
たエージング用電極を形成したサージ吸収素子に
於いて、上記気密容器側壁に真空排気用に兼用さ
れる貫通孔を形成し、少なくとも上記貫通孔の内
壁及び開口周囲に導電材料を被着させてエージン
グ用電極としたことを特徴とするものである。

上記エージング用電極を陽極、サージ吸収に供
する電極を陰極として電圧を印加すれば、上記高
抵抗体素子に通電することなく、エージング用電
極とサージ吸収に供する電極との間に放電が生成
して電極の表面状態が安定する。また、上記エー
ジング用電極は、気密容器側壁の貫通孔の内壁及
び開口周囲に被着されているので、気密容器表面
から突出することがない。更に、上記貫通孔は、
真空排気用のものと兼用されているので、エージ
ング用電極のために別途加工を行う必要がない。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例に係るサージ吸収素
子を示す概略断面図である。図に於いてサージ吸
収素子１は、例えばZnO，Fe₂O₃，SnO₃等の電圧
非直線特性を有する高抵抗体素子２の両端に、リ
ード線３，３′を導出した封止キヤツプ４，４′が
溶接された一対の電極５，５′を、放電間隙６を
隔てて相対向させて接続して上記高抵抗体素子２
と放電間隙６とを並列接続すると共に、上記封止
キヤツプ４，４′を例えばセラミツク（フオルス
テライト等）等の絶縁物より成る円筒状の外囲筐
体７の両端に嵌着し、低融点ガラスより成る封止
部材８，８′を用いて封着することによつて気密
容器９を形成し、この気密容器９内に、電圧非直
線特性を有する高抵抗体素子２及び電極５，５′
を収容し、更に上記気密容器９側壁を貫通させて
上記電極５，５′と電気的に独立したエージング
用電極１０を形成した構造と成されている。尚、
上記気密容器９内には希ガス等の不活性ガスを主
体とした放電ガスが封入される。

上記エージング用電極１０は、外囲筐体７の側
壁を貫通して気密容器９外へ導出される部分１０
ａに、放電間隙６を取り囲むが如くリング状に上
記外囲筐体７の側壁内面に形成した電極部分１０
ｂを接続した構成と成されている。尚、上記エー
ジング用電極１０は、上記導出部１０ａのみで構
成することができるが、本実施例の場合は、更に
電極部１０ｂを形成して、エージングの均一性を
向上させている。

上記導出部分１０ａは、上記外囲筐体７の側壁
略中央に穿設した貫通孔１１の内壁及び開口周囲
に、例えば銀又は銀パラジウム等の金属粉末と低
融点ガラス粉末とをバインダーと共に混合した金
属ペースト等より成る導電性塗料等の導電材料
を、スクリーン印刷等の厚膜印刷法やスタンピン
グ等の転写法を用いて被着して焼成することによ
つて形成したものである。また上記電極部分１０
ｂは、外囲筐体７の側壁内面略中央に、上記導出
部分１０ａと同様の導電性材料あるいは炭素を主
体とした導電性材料を帯状に被着することによつ
て形成したものである。尚、上記電極部分１０ｂ
を構成する導電材料中に、炭素を含有させた場合
には、炭素の有するイオン保持能力により、連続
サージ印加時に於ける放電立上がり特性が向上す
る。また上記導電材料中には、気密容器９の封止
や電極５，５′間の放電によつて発生する活性ガ
スを除去するため、BaAl₄，BaAl₂O₄，Ti，Zn
等のゲツタ材を混入することも可能である。

上記貫通孔１１は、上述したエージング用電極
１０の形成に供される他、気密容器９内の真空排
気及び放電ガスの充填にも使用されるものであ
る。即ち、上記エージング用電極１０の形成後、
貫通孔１１から真空排気を行い、次いで真空とな
つた気密容器９内に放電ガスを充填する。その
後、上記貫通孔１１上に載置した、外囲筐体７と
封止キヤツプ４，４′とを封着している封止部材
８，８′より低い溶融温度を有する低融点ガラス
より成る封止部材１２を加熱溶融させて貫通孔１
１を密閉封止するものである。

尚、上記電圧非直線特性を有する高抵抗体素子
２の放電空間内に露出した表面には、製造工程中
或いは電極５，５′間の放電による高抵抗体素子
２の非直線係数の変動を防止するため、ビスマス
ガラス等の脱鉛ガラスを主体とした保護被膜２ａ
が形成されている。また上記電極５，５′はNi，
Fe等の放電特性の良好な金属材料より成り、そ
の表面には、希土類元素の６ホウ化物（YB₆，
LaB₆，CeB₆等）等の耐スパツタ物質より成る保
護被膜５ａ，５a′が形成されている。更に上記電
極５，５′と接続された封止キヤツプ４，４′は、
外囲筐体７及び封止部材８，８′と熱膨張率の整
合する材質が用いられており、この場合は、上記
外囲筐体７がセラミツク、封止部材８，８′がガ
ラス系の材料より成るため、42−６合金或いは
Fe−Ni合金或いはFe−Ni−Cr−Ti合金によつ
て形成されている。

〔考案の効果〕

以上詳述の如く、本考案のサージ吸収素子は、
気密外囲器側壁に設けた真空排気用に兼用される
貫通孔の内壁及び開口周囲に導電材料を被着させ
て、サージ吸収に供する電極と電気的に独立した
エージング用電極を形成しているので、電圧非直
線特性を有する高抵抗体素子を何等損なうことな
く電極のエージングを行うことが可能となり、サ
ージ吸収特性が安定して、複合型のサージ吸収素
子が本来有するサージに対する応答速度が速く、
電流耐量が大きいという優れた特徴を十分に発揮
させ得る。しかもエージング用電極が気密容器表
面に突出することがなく、その切断作業が不要に
なるため、取扱いに何等制約を受けることがなく
高品位な外観が得られると共に気密信頼性が向上
する。更に、エージング用電極を形成するため
に、別途貫通孔を設ける必要がないので、製造容
易にして量産性に富む等、種々の実用的価値を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の概略断面図、第２
図は従来例の概略断面図である。 １……サージ吸収素子、２……高抵抗体素子、
５，５′……電極、６……放電間隙、９……気密
容器、１０……エージング用電極、１１……貫通
孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電圧非直線特性を有する高抵抗体素子の両端
   に、放電間隙を隔てて相対向させた電極を接続
   し、これを気密容器中に収容するとともに、この
   気密容器に上記電極と電気的に独立したエージン
   グ用電極を形成したサージ吸収素子に於いて、上
   記気密容器側壁に真空排気用に兼用される貫通孔
   を形成し、少なくとも上記貫通孔の内壁及び開口
   周囲に導電材料を被着させてエージング用電極と
   したことを特徴とするサージ吸収素子。