JPH05283141A - ギャップ型サージアブソーバ - Google Patents

ギャップ型サージアブソーバ

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JPH05283141A
JPH05283141A JP4106058A JP10605892A JPH05283141A JP H05283141 A JPH05283141 A JP H05283141A JP 4106058 A JP4106058 A JP 4106058A JP 10605892 A JP10605892 A JP 10605892A JP H05283141 A JPH05283141 A JP H05283141A
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芳幸 田中
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Takaaki Ito
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    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電開始電圧を変化させることなく、グロー
放電時の放電維持電圧を上げることができ、その結果、
CRT回路のような直流電圧が印加される回路に比較的
大きな電流を流してもホールドオーバを生じさせない。 【構成】 一対の端子電極16,17と、これらの端子
電極間に設けられたギャップ13,14と、ギャップ1
3,14を被包しかつ不活性ガスを満たして封止された
絶縁性管体21と、ギャップ13,14間に設けられ管
体21の内部を複数のチャンバに区画して一対の端子電
極16,17間の放電を中継する放電中継電極22とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流電圧が印加される回
路に接続される電子部品を異常電圧から保護するために
利用されるギャップ型サージアブソーバに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】この種のギャップ型サージアブソーバ
は、直流電圧が印加される回路、例えばCRT(Cathod
e Ray Tube)回路に接続された電子部品をCRTで発生
する静電気や雷サージ等による異常電圧から保護するた
めに用いられている。従来、このためのギャップ型サー
ジアブソーバには、図7に示されるマイクロギャップ式
ガス放電管と、図8に示されるギャップ式ガス放電管が
ある。図7に示すように、マイクロギャップ式ガス放電
管10は、導電性皮膜11で被覆された円柱状のセラミ
ック素体12を備える。このセラミック素体12の周面
には1本のマイクロギャップ、又は図示するような2本
或いはそれ以上のマイクロギャップ13,14が長さ方
向に間隔をあけて形成される。セラミック素体12の両
端には端子電極である一対のキャップ電極16,17が
冠着され、これらのキャップ電極16,17には一対の
リード線18,19がそれぞれ接続される。そしてセラ
ミック素体12とキャップ電極16,17とリード線1
8,19は絶縁性管体21により不活性ガスを満たして
封止される。図8に示すように、ギャップ式ガス放電管
30は、ガラス管又はセラミック管のような絶縁性管体
33の両端に端子電極である一対の封止電極31,32
が不活性ガスを満たして封着される。絶縁性管体33は
封止電極31,32間に設けられるギャップ34を被包
する。
【0003】図5に示すように、上記マイクロギャップ
式及びギャップ式のガス放電管10,30は、CRT回
路のような直流電圧が印加される回路1に電源を供給す
る電源回路2の出力端子3,4間に接続される。この電
源回路2は電圧V0の電源6と抵抗値Rの抵抗7により
構成される。図6に示すように、これらのガス放電管1
0,30の電圧−電流特性は、端子電極16,17又は
31,32間に異常電圧が印加されたときに、流れる電
流が少ない初期放電のグロー放電と大電流が流れる主放
電のアーク放電に一般的に分れている。電源回路2の出
力端子3,4間の電圧−電流特性は、これらのガス放電
管10,30の放電程度に応じて図6の実線Aに示すよ
うに変化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、電源回路2
の出力電流を大きくしようとして、抵抗7の抵抗値Rを
小さくすると、図6の破線Bに示すように点Hでホール
ドオーバ(続流)を発生し、異常電圧が印加されなくな
っても放電が止らなくなる可能性があった。このホール
ドオーバを防ぐためには、図6の一点鎖線Cに示すよう
に抵抗値Rを大きくして電源回路2の出力電流を小さく
するか、或いは二点鎖線Dに示すようにグロー放電時の
放電維持電圧を上げることが考えられる。しかし、従来
の構造のギャップ型サージアブソーバでは、グロー放電
電圧を変化させると、放電開始電圧まで変化し、サージ
吸収特性、即ち電子回路の保護特性が悪化する不具合が
あった。その結果、ホールドオーバの防止のためには、
抵抗値Rを大きくして電源回路2の出力電流を減らさざ
るを得なかった。
【0005】本発明の目的は、放電開始電圧を変化させ
ることなく、グロー放電時の放電維持電圧を上げること
ができるギャップ型サージアブソーバを提供することに
ある。本発明の別の目的は、CRT回路のような直流電
圧が印加される回路に比較的大きな電流を流してもホー
ルドオーバを生じないギャップ型サージアブソーバを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成を実施例に対応する図1及び図3に基
づいて説明する。本発明のギャップ型サージアブソーバ
は、一対の端子電極16,17又は31,32と、これ
らの端子電極間に設けられたギャップ13,14又は3
4と、ギャップ13,14又は34を被包しかつ不活性
ガスを満たして封止されたガラス管又はセラミック管か
らなる絶縁性管体21又は33と、ギャップ13,14
間又はギャップ34内に設けられ管体21又は33の内
部を複数のチャンバに区画して一対の端子電極16,1
7又は31,32間の放電を中継する放電中継電極22
又は36とを備えたものである。
【0007】
【作用】ギャップ型サージアブソーバに異常電圧が印加
され、ギャップ13,14又は34間に初期放電のグロ
ー放電が生じる場合、このグロー放電は放電中継電極2
2又は36で分断される。従って、一方の端子電極16
又は31から放電中継電極22又は36に放電した後、
放電中継電極22又は36から他方の端子電極17又は
32に放電することにより、端子電極16又は31から
端子電極17又は32に放電することになる。この複数
の組合された放電現象によって、グロー放電時の放電維
持電圧は高まり、かつアーク放電時の放電電圧も高くな
る。
【0008】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 <実施例1>図1及び図2に示すように、この例ではギ
ャップ型サージアブソーバは放電開始電圧が500Vの
マイクロギャップ式ガス放電管10である。このガス放
電管10は表面が導電性皮膜11で被覆された円柱状の
セラミック素体12と、この素体12の両端に冠着され
るリード線付きキャップ電極16,17と、これらを被
包して封止するガラス管21とを備える。このセラミッ
ク素体12の中央部にはリング状の放電中継電極22が
設けられる。放電中継電極22は内径がセラミック素体
12より僅かに大きく、外径がガラス管21の内径より
僅かに小さい。この放電中継電極22の両面には素体周
面に近接して放電用突起22aが設けられる。このセラ
ミック素体12の周面には長さ方向に間隔をあけてそれ
ぞれの幅が数10μmの2本のマイクロギャップ13,
14が形成される。
【0009】このガス放電管10は次の方法により作製
される。予めキャップ電極16,17の外面に一対のリ
ード線18,19を溶接によりそれぞれ接続しておく。
先ずセラミック素体12の中央部に放電中継電極22を
圧入し、次いでセラミック素体12の両端にリード線付
きキャップ電極16,17を圧入して冠着する。次に放
電中継電極22を挟んでセラミック素体12の周面の導
電性皮膜11をレーザ加工によりカットして2本のマイ
クロギャップ13,14を形成する。更にセラミック素
体12とキャップ電極16,17とリード線18,19
をガラス管21内に挿入し、アルゴンガスをガラス管2
1内に満たして封止する。
【0010】<比較例1>放電中継電極22を設けない
以外は実施例1と同一構成の図7に示される放電開始電
圧が500Vのマイクロギャップ式ガス放電管を作製し
た。
【0011】実施例1と比較例1の電気特性を調べた。
疑似サージ電圧として(1.2×50)μsec−5k
Vのインパルス電圧を印加したところ、実施例1及び比
較例1のガス放電管とも1000Vで放電を開始した。
そのときのグロー放電維持電圧は比較例1のガス放電管
が160Vであったのに対して、実施例1のガス放電管
は300Vであった。またその後のアーク放電維持電圧
は比較例1のガス放電管が20Vであったのに対して、
実施例1のガス放電管は40Vであった。実施例1と比
較例1のマイクロギャップ式ガス放電管をそれぞれ10
個用意し、図5に示す電源回路2の抵抗値Rを2.5k
Ωにし、出力端子3,4にガス放電管を1個ずつ接続し
て、250Vの直流電圧V0を印加して、ホールドオー
バの有無を調べた。比較例1のガス放電管の10個全て
にホールドオーバが発生した。これに対して実施例1の
ガス放電管は10個ともホールドオーバは発生しなかっ
た。
【0012】<実施例2>図3及び図4に示すように、
この例ではギャップ型サージアブソーバは放電開始電圧
が500Vのギャップ式ガス放電管30である。このガ
ス放電管30はガラス管33と一対の封止電極31,3
2を備える。ガラス管33の内部には円板状の放電中継
電極36が挿入され、ガラス管33の中央位置で固定さ
れる。具体的には、放電中継電極36の外周面がガラス
管33の内面に密着して、封止電極31,32により形
成されるギャップ34を2つに区画する。放電中継電極
36が固定されたガラス管33の内部にアルゴンガスを
満たし、放電開始電圧が500Vの値になる圧力に調整
した後、封止電極31,32をガラス管33の端面に封
着する。
【0013】<比較例2>放電中継電極36を設けない
以外は実施例2と同一構成の図8に示される放電開始電
圧が500Vのギャップ式ガス放電管を作製した。
【0014】実施例2と比較例2の電気特性を調べた。
実施例1及び比較例1と同様に(1.2×50)μse
c−5kVのインパルス電圧を印加したところ、実施例
2及び比較例2のガス放電管とも1500Vで放電を開
始した。そのときのグロー放電維持電圧は比較例2のガ
ス放電管が150Vであったのに対して、実施例2のガ
ス放電管は300Vであった。またその後のアーク放電
維持電圧は比較例2のガス放電管が20Vであったのに
対して、実施例2のガス放電管は40Vであった。実施
例2と比較例2のギャップ式ガス放電管をそれぞれ10
個用意し、図5に示す電源回路2の抵抗値Rを2.5k
Ωにし、出力端子3,4にガス放電管を1個ずつ接続し
て、250Vの直流電圧V0を印加して、ホールドオー
バの有無を調べた。比較例2のガス放電管の10個全て
にホールドオーバが発生した。これに対して実施例2の
ガス放電管は10個ともホールドオーバは発生しなかっ
た。
【0015】なお、本発明のギャップ型サージアブソー
バは使用に際しては、直流電源が印加される箇所に限ら
ない。また、実施例1では2本のマイクロギャップを示
したが、マイクロギャップは3本以上でもよい。この場
合マイクロギャップ間の放電中継電極を増やすことによ
って同様の効果が得られる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、従来のギャップ型サ
ージアブソーバでは、マイクロギャップ等でトリガーさ
れた放電が進展して一対の端子電極間に直接形成されて
いたものが、本発明によれば、一対の端子電極間に放電
中継電極を設けることにより、端子電極間の放電が放電
中継電極を介して複数の部分放電に分割されるため、放
電開始電圧を変動させることなく、グロー放電時の放電
維持電圧を上昇させることができる。その結果、本発明
のギャップ型サージアブソーバをCRT回路のような直
流電圧が印加される回路に使用すれば、ホールドオーバ
を生じることなく、従来より大きな出力電流を回路に流
すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のマイクロギャップ式ガス放電管
の断面図。
【図2】その斜視図。
【図3】本発明の別の実施例のギャップ式ガス放電管の
断面図。
【図4】その斜視図。
【図5】ギャップ型サージアブソーバが接続される回路
構成図。
【図6】ギャップ型サージアブソーバの電圧−電流特性
図。
【図7】従来例のマイクロギャップ式ガス放電管の断面
図。
【図8】従来例のギャップ式ガス放電管の断面図。
【符号の説明】
10 マイクロギャップ式ガス放電管 11 導電性皮膜 12 セラミック素体 13,14 マイクロギャップ 16,17 キャップ電極 18,19 リード線 21,33 絶縁性管体 22,36 放電中継電極 22a 放電用突起 30 ギャップ式ガス放電管 31,32 封止電極 34 ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆明 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス研究所 内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の端子電極(16,17,31,32)と、 前記一対の端子電極間に設けられたギャップ(13,14,34)
    と、 前記ギャップを被包しかつ不活性ガスを満たして封止さ
    れた絶縁性管体(21,33)と、 前記ギャップ(13,14)間又はギャップ(34)内に設けられ
    前記管体の内部を複数のチャンバに区画して前記一対の
    端子電極(16,17,31,32)間の放電を中継する放電中継電
    極(22,36))とを備えたギャップ型サージアブソーバ。
  2. 【請求項2】 ギャップ型サージアブソーバが、導電性
    皮膜(11)で被覆された素体周面に複数のマイクロギャッ
    プ(13,14)が長さ方向に間隔をあけて形成された柱状の
    セラミック素体(12)と、前記セラミック素体の両端に冠
    着された一対のキャップ電極(16,17)と、前記キャップ
    電極に接続された一対のリード線(18,19)と、前記セラ
    ミック素体(12)と前記キャップ電極(16,17)と前記リー
    ド線(18,19)とを被包しかつ不活性ガスを満たして封止
    された絶縁性管体(21)とを備えたマイクロギャップ式ガ
    ス放電管(10)であって、 放電中継電極(22)が前記マイクロギャップ(13,14)間の
    セラミック素体(12)の周面に固定された請求項1記載の
    ギャップ型サージアブソーバ。
  3. 【請求項3】 放電中継電極(22)の両面に一対のキャッ
    プ電極(16,17)に対向して放電用突起(22a)が形成された
    請求項2記載のギャップ型サージアブソーバ。
  4. 【請求項4】 ギャップ型サージアブソーバが、絶縁性
    管体(33)と、前記管体の両端に設けられ前記管体内に不
    活性ガスを満たして前記管体を封止する一対の封止電極
    (31,32)と、前記一対の封止電極間に設けられたギャッ
    プ(34)とを備えたギャップ式ガス放電管(30)であって、 放電中継電極(36)が前記ギャップ(34)を区画するように
    前記管体内面に固定された請求項1記載のギャップ型サ
    ージアブソーバ。
  5. 【請求項5】 絶縁性管体(21,33)がガラス管又はセラ
    ミック管である請求項1記載のギャップ型サージアブソ
    ーバ。
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