JPH057835B2

JPH057835B2 -

Info

Publication number: JPH057835B2
Application number: JP63142628A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Suzuki
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1993-01-29
Also published as: JPH01311585A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、気密容器に封入した放電間〓に於け
る放電現象を利用した放電型サージ吸収素子に係
り、特に、気中放電に対するトリガ手段として沿
面放電を用いることにより、応答特性の向上を図
つた放電型サージ吸収素子に関する。

［従来の技術］従来、電子機器に侵入する過渡的な異常電圧や
誘導雷等のサージから電子回路素子を保護するた
め、電圧非直線抵抗体より成るバリスタや気密容
器中に封入した放電間〓の放電現象を利用したア
レスタ等、種々のサージ吸収素子が用いられてい
る。

上記従来のサージ吸収素子のうち、放電型サー
ジ吸収素子１の一種であるガスアレスタは、第４
図Ａに示す如く、放電特性の良好な金属等より成
る放電電極２，２を、絶縁物より成る外囲体３ａ
の両端に封着して気密容器３を形成すると共に、
上記気密容器３に放電ガスを充填し、上記放電電
極２，２間に放電間〓４を形成した構造を有して
いる。また、上記ガスアレスタには、第４図Ｂに
示す如く、棒状の放電電極２，２を対向させて放
電間〓４を形成し、これを、ガラス管等を加工し
た気密容器３に放電ガスと共に封入し、上記放電
電極２，２よりリード線６，６を導出した構造の
ものもある。

上記放電型サージ吸収素子にサージが印加され
ると、放電間〓に気中放電、即ちグロー放電を経
てアーク放電が生成し、アーク放電の大電流を通
じてサージが吸収される。

［発明が解決しようとする課題］上述の如く、放電型サージ吸収素子は、気中放
電によつてサージを吸収するものであるため、大
きな電流耐量を有する反面、放電遅れ時間が大き
く、急峻な立ち上がり特性を有するサージに対し
ては、残留サージが発生してサージ防護を十分に
行い得ないという問題がある。

本発明は、上述の点に鑑み案出されたもので、
気中放電を利用したサージ吸収素子の長所を生か
し、且つ短所を改良することにより、電流耐量が
大きく、しかも放電遅れ時間が小さくて、急激に
立ち上がるサージに対しても十分な防護機構を発
揮し得る放電型サージ吸収素子の実現を目的とす
るものである。

［課題を解決するための手段］上述の目的を達成するため種々検討の結果、沿
面放電の放電遅れ時間が極めて小さいことに着目
し、これを気中放電に対するトリガ手段として用
いることによつて本発明の完成に至つたものであ
る。

従つて、本発明の放電型サージ吸収素子は、複
数の放電電極を対向させて該放電電極間に放電間
〓を形成し、これを放電ガスで満たされた気密容
器に封入した放電型サージ吸収素子に於いて、上
記気密容器の内面に、各放電電極間を接続する沿
面放電特性の良好な物質より成るトリガ放電子を
形成し、もつて該トリガ放電子と上記放電間〓と
を並列接続したことを特徴とするものである。上
記沿面放電特性が良好な物質としては、酸化ニツ
ケルを主成分としたものが好適である。

また、トリガ放電子の少なくとも表面に補助放
電電極を形成し、該補助放電電極と各放電電極と
の間に、上記放電間〓よりも幅の狭い補助放電間
〓を形成するのが望ましい。

［作用］上述の如く構成された放電型サージ吸収素子に
サージが印加されると、直ちに、放電電極間のト
リガ放電子表面に於いて沿面コロナ放電が発生し
てサージ吸収が開始される。上記沿面コロナ放電
は、トリガ放電として作用し、放電に伴う電子及
びイオンのプライミング効果によつて、速やかに
放電間〓に於ける気中放電へと移行する。このた
め、放電間〓にグロー放電を経てアーク放電が生
成し、アーク放電の大電流を通じてサージが吸収
される。

また、トリガ放電子を気密容器の内面に形成す
るため、トリガ放電子を支持する部材を別途用意
する必要がない。

さらに、トリガ放電子の表面に補助放電電極を
設けて補助放電間〓を形成した場合には、トリガ
放電子の表面で発生した沿面コロナ放電は、まず
幅の狭い補助放電間〓に於ける気中放電へと移行
し、更に、この気中放電は放電電極間の放電間〓
へ転移する。この場合、上記沿面放電から補助放
電間〓の気中放電への移行時間は、補助放電間〓
が放電電極間の放電間〓より幅狭なので、補助放
電電極が存在しないときに於ける沿面放電から上
記放電間〓の気中放電への移行時間より非常に短
いものとなる。しかも、上記補助放電間〓から放
電間〓への気中放電への転移は、補助放電間〓に
於ける気中放電が沿面放電にくらべて多量の電子
及びイオンを発生させるので、そのプライミング
効果によつて極めて短時間に行われる。従つて、
上記沿面放電から放電間〓の気中放電への移行時
間が短縮される。

［実施例］以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。

［実施例１］第１図は、本発明の一実施例に係る放電型サー
ジ吸収素子を示す断面図である。図に於いて放電
型サージ吸収素子１は、ニツケルや鉄、あるいは
これらの合金等、放電特性の良好な金属材料より
成る放電電極２，２をセラミツク等の絶縁物より
成る外囲体３ａの両端に封着して気密容器３を形
成すると共に、対向させた上記放電電極２，２間
を放電間〓４と成し、更に、上記気密容器３の内
面に、各放電電極２，２間を接続するトリガ放電
子５を形成して成る。上記気密容器３中には、希
ガスや窒素ガスあるいは六弗化硫黄ガス等より成
る放電ガスが封入され、気密容器３を構成する放
電電極２，２の外面にリード線６，６が接続され
る。

上記トリガ放電子５は、沿面放電特性が良好な
物質を気密容器３を構成する外囲体３ａの内面
に、蒸着、溶射、塗布等の手段によつて、膜状に
被着させて形成したもので、その両端部を放電電
極２，２と接続することによつて放電間〓４と並
列接続したものである。この場合、上記トリガ放
電子５を構成する物質は、沿面放電特性が良好な
ものであれば何でもよいが、酸化ニツケルを主成
分とするものを用いた場合に、特に沿面放電の形
成が容易となる。また、上記トリガ放電子５は、
外囲体３ａ内面の全域に形成する他、外囲体３ａ
内面の一部に、例えば線状に形成しても同様のト
リガ効果が得られるものである。

また、トリガ効果を増大させるため、第２図に
示す如く、上記トリガ放電子５の表面に、粒子状
または粒子が集合した塊状の補助放電電極７を形
成した構造としてもよい。上記補助放電電極７
は、銅やニツケルあるいはアルミニウム等、放電
特性の良好な金属がその材質として適しており、
特にトリガ放電子５が酸化ニツケルを主成分と
し、且つ補助放電電極７としてニツケルを用いる
場合には、酸化ニツケルを気密容器３に被着する
工程で、同一原料を用いて同時に形成することが
可能で、工程の簡略化を図ることができる。ま
た、上記補助放電電極７は、補助放電電極７と放
電電極２との間に形成される補助放電間〓８が、
放電電極２，２間の放電間〓４よりも幅が狭くな
る様な位置に設ける必要がある。これは、粒子状
あるいは塊状の金属を、複数個トリガ放電子５の
必要に疎らに被着することにより容易に形成でき
るものである。この場合、補助放電電極７の形成
方法によつては、その材料となる金属が、トリガ
放電子５を構成する沿面放電特性が良好な物質に
混じる場合があるが、導電性を生じさせない程度
の混入量であれば支障がないものである。

［実施例２］第３図は、本発明の他の実施例に係る放電型サ
ージ吸収素子を示す断面図である。本実施例の放
電型サージ吸収素子１は、ニツケルや銅あるいは
アルミニウム等、放電特性の良好な金属材料を棒
状や板状に加工して、その表面に酸化バリウムや
六硼化ランタン等のエミツタ材を被着して一対の
放電電極２，２を形成し、その一端にデユメツト
線（銅被覆鉄ニツケル合金線）や42−６合金線等
より成るリード線６，６を接続している。更に、
上記リード線６，６を同一方向に揃え、上記放電
電極２，２を略平行に対向配置して上記放電電極
２，２間に放電間〓４を形成し、これを放電ガス
と共にガラス製の気密容器３に封入し、該気密容
器３の一端を貫通させて上記リード線６，６を外
部へ導出している。そして、上記気密容器３の一
端の内面に、トリガ放電子５を被着形成して、上
記リード線６，６間を接続している。この結果、
該リード線６，６を介して、放電電極２，２間が
上記トリガ放電子５によつて接続されることとな
り、該トリガ放電子５と上記放電間〓４とが並列
接続される。本実施例の他の構成は実施例１と同
様である。

本実施例の場合、放電電極２，２が気密容器３
と接触していないため、放電電極２，２の表面が
溶融する程度の温度に該電極２，２を加熱して
も、上記気密容器３が熱変形する恐れがない。従
つて、トリガ放電子５が酸化ニツケルを主成分と
し、且つ放電電極２，２を構成する材料としてニ
ツケルを選定したときには、例えば、減圧した酸
化雰囲気中で高周波加熱する等して上記放電電極
２，２の表面を溶融、飛散させ、これを酸化させ
て酸化ニツケルとして気密容器３の内面へ被着さ
せることができる。この場合、加熱温度や酸化雰
囲気の濃度等の条件を制御してニツケルの一部が
酸化されない状態で被着する様にすれば、このニ
ツケルによつて補助放電電極７をも同時に形成可
能となる。また、上記補助放電電極７は、リード
線６，６やエミツタ材を構成する金属、例えば銅
やバリウム等を飛散させて上記トリガ放電子５の
表面に被着させることによつても形成できる。こ
の場合、エミツタ材が、例えば酸化バリウム等、
放電電極２，２に被着された原料（炭酸バリウ
ム）を加熱分解し、その分解不純物（二酸化炭
素）を空気と共に排気して形成されるものである
ときには、加熱条件を調整するだけで、補助放電
電極７及びエミツタ材を同一工程で形成できる。
従つて、これらの場合にあつては、トリガ放電子
５や補助放電電極７を形成するための材料や工程
を別途用意する必要がなく、製造の簡易化が図れ
るものである。

［発明の効果］以上詳述の如く、本発明の放電型サージ吸収素
子は、沿面放電特性が良好な物質より成るトリガ
放電子を放電間〓と並列接続しているので、サー
ジが印加されると直ちにトリガ放電子の表面に於
いて沿面コロナ放電が発生し、これがトリガとな
つて、上記沿面放電は、放電間〓に於ける気中放
電、即ち、グロー放電を経てアーク放電へと移行
する。従つて、本発明の放電型サージ吸収素子
は、そのサージ吸収特性が沿面放電の速応性とア
ーク放電の大電流耐量性とを併せ持つものとな
り、急峻なサージに対し、十分な防護機能を発揮
し得るものとなる。この場合、酸化ニツケルを主
成分とする材料でトリガ放電子を形成すれば、酸
化ニツケルの沿面放電特性が優れていることか
ら、トリガ効果が特に大きなもとのなる。

また、トリガ放電子を気密容器の内面に形成す
るため、トリガ放電子を支持する部材を別途用意
する必要がなくなり、製造が簡単なものとなる。

さらに、トリガ放電子の表面に補助放電電極を
設け、放電電極間の放電間〓より幅の狭い補助放
電間〓を形成することによつて、沿面コロナ放電
は、補助放電間〓に於ける気中放電へ移行し、更
に放電電極間の放電間〓へ転移する。この場合、
上記放電の移行時間が、補助放電間〓が狭いこと
と、補助放電間〓の気中放電によるプライミング
効果が大きいことによつて短縮されるため、トリ
ガ放電子に於ける放電時間が短いものとなる。従
つて、沿面放電に起因するトリガ放電子の劣化が
防止され、寿命特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
トリガ放電子の構成例を示す拡大断面図、第３図
は本発明の他の実施例の断面図であり、第４図
Ａ，Ｂは従来例の断面図である。１……放電型サージ吸収素子、２，２……放電
電極、３……気密容器、４……放電間〓、５……
トリガ放電子、７……補助放電電極、８……補助
放電間〓。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の放電電極を対向させて該放電電極間に
放電間〓を形成し、これを放電ガスで満たされた
気密容器に封入した放電型サージ吸収素子に於い
て、上記気密容器の内面に、各放電電極間を接続
する沿面放電特性の良好な物質より成るトリガ放
電子を形成し、もつて該トリガ放電子と上記放電
間〓とを並列接続したことを特徴とする放電型サ
ージ吸収素子。２沿面放電特性の良好な物質が、酸化ニツケル
を主成分としたものであることを特徴とする請求
項１に記載の放電型サージ吸収素子。３トリガ放電子の少なくとも表面に補助放電電
極を形成し、該補助放電電極と各放電電極との間
に、上記放電間〓よりも幅の狭い補助放電間〓を
形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載
の放電型サージ吸収素子。