JPH0645048A

JPH0645048A - サージ吸収素子

Info

Publication number: JPH0645048A
Application number: JP4082550A
Authority: JP
Inventors: Zenichi Kondo; 善一近藤; Shinichi Horibata; 新一堀端; Katsuhiro Sekine; 克浩関根
Original assignee: KONDO DENKI KK
Current assignee: KONDO DENKI KK
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: US5373414A; KR0151412B1; JP2648649B2; TW253063B; KR930022659A

Abstract

(57)【要約】【目的】各種電気的規格に対応させて各種形状をパター
ン化させ、これに従って導電性材を、絶縁体表面に形成
することにより、生産効率が良く、かつ信頼性及び耐久
性の高いサージ吸収素子を提供する【構成】平板状の絶縁体の表面上に導電性薄膜から成る
２個の端子電極が離隔して形成され、かつ該端子電極間
には、導電性薄膜で形成される所定形状の放電電極が、
互いに同一間隔のスパークギャップをもって複数個配列
されており、さらに前記端子電極には、一方の端部が外
部へ延設されたリード端子が取付けられて成る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、薄板平板状の絶縁体
表面への導電性材の形成により、微小間隙のスパークギ
ャップを形成してなるサージ吸収素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微小間隙のスパークギャップ（通
称、「マイクロギャップ」）を形成してなるサージ吸収
素子には、特許公告公報昭和６３−５７９１８などのも
のが広く用いられていた。かかるサージ吸収素子の主な
構成は、図７に示すように円筒状の絶縁体４０に、炭素
薄膜や金属酸化物薄膜などの導電性薄膜４１を全周面に
渡って付着形成させ、その両端に外部接続端子４２、４
２を嵌合して取付け、その後、該導電性薄膜４１の表面
をレーザーカッター、またはダイヤモンドカッターなど
で線条に切断して、該導電性薄膜を分離独立させて微小
間隙のスパークギャップ４３を形成した構造のものであ
った。そして、これをガラス管４４内に収納し、かつ希
ガスまたは窒素ガスを封入した構造のものであった。

【０００３】また、過度な放電による温度上昇を防止す
るため、周囲の温度が一定以上になった場合に回路を切
断するためのサーモヒューズ４５を、その内部に配置し
たものも提案されている（特許公開公報昭和６３−９９
７２５）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
レーザーカッターなどによる切断は、工程の段取り条
件、時間的経過により、その切断幅が一定せず、またそ
の切断面状態は粗くなってしまうという欠点があった。
かかる線条によって構成されたスパークギャップ方式で
は、放電はすべて線条で起こるため、放電開始電圧が、
その切断幅とその切断面状態に大きく影響されるもので
あった。放電開始電圧のバラツキは、即製品のバラツキ
となるため、その加工には細心の注意が必要であった。

【０００５】したがって、かかる方法の切断工程では、
製品毎に一個々行うため、いきおい生産効率も悪くな
り、大量生産には不向きのものであると共に、コストも
かかるものであった。

【０００６】次に、従来例のサージ吸収素子と共にサー
モヒューズ４５をガラス管４４内に密封収納したもの
は、サーモヒューズ４５の溶解により、その金属飛沫が
線条のスパークギャップ４３に付着して短絡させてしま
うという問題があった。そのため、サージ吸収素子とサ
ーモヒューズ４５の間に、防御板４６を設けることも考
えられるが、なお不十分で信頼性の低いものであった。

【０００７】そこで、本願発明は、上記問題点の解決を
目的として成されたものであり、各種電気的規格に対応
させて各種形状をパターン化させ、これに従って導電性
材を、絶縁体表面に配置形成することにより、生産効率
が良く、かつ信頼性及び耐久性の高いサージ吸収素子を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明のサージ吸収素子は、次のように構成され
ている。すなわち、平板状の絶縁体の表面上に導電性材
から成る２個の端子電極が離隔して形成され、かつ該端
子電極間には、導電性材で形成される所定形状の放電電
極が、互いにスパークギャップをもって複数個配置され
ており、さらに前記端子電極には、一方の端部が外部へ
延設されたリード端子が取付けられて成ることを特徴と
している。

【０００９】さらに、前記放電電極および端子電極が形
成された絶縁体、またはこの絶縁体およびサーモヒュー
ズを、希ガス、窒素ガス、６フッ化硫黄ガス、および空
気よりなる群の中から選ばれた少なくとも１種のガスを
封入した密閉ケース内に収納したことを特徴とするつぎ
に、本願発明の他の発明として、前記導電性材が配置形
成された絶縁体表面に対する裏面位置にサーモヒューズ
が配置され、その一端部は前記端子電極のいづれか一方
に接続され、他端部は外部へ延設されたリード端子とし
たことを特徴としている。

【００１０】

【作用】かかる構成により、リード端子に過度な電圧が
印加された場合、導電性薄膜に電気が流れ、スパークギ
ャップで放電が発生し、サージが吸収されることにな
る。また、封入ガスは、その仕様により、放電開始電圧
を調整する。さらに、放電により規定以上に内部の温度
が上昇した場合には、サーモヒューズの作用により、回
路が切断されることになる。

【００１１】

【実施例１】次に本願発明にかかるサージ吸収素子の具
体的実施例の幾つかを、図面に基づき以下にを説明す
る。図１は、実施例１を示す全体斜視図である。絶縁体
１は、アルミナ磁器、ムライト磁器、又はステアタイト
磁器などの焼結体を用いて、矩形平板状に形成され、最
大範囲の面が略垂直になるようにして配置されている。

【００１２】該絶縁体１の表面１ｓ（最大範囲の面）の
両端側には、導電性材で形成された２個の端子電極２が
それぞれ形成されており、その端子電極２の間には、同
様に導電性材で形成された略円形状の放電電極３が、複
数個配列して形成されている。ここで、かかる導電性材
は、印刷、エッチング、又は蒸着などの手法により薄膜
状に形成してもよく、また別に、打ち抜き、エッチン
グ、棒状体の切断等の手法で板状に成形し、これを絶縁
体１の表面１ｓに、貼付、圧接、圧入、および埋め込み
象嵌構造としてもよく、さらにはこれらを同時成形して
もよい。、またその材質としては、炭素、金属、導電性
セラミック等が用いらている。これらは、所望の放電電
圧、放電状況および放電寿命などの電気的特性により、
さらには工業生産性を考慮して適宜選択されものであ
る。

【００１３】また、前記絶縁体１の両端部１ｅには、外
部の回路との電気的接合を目的としたリード端子５が取
付けられている。該リード端子５は、ステンレススチー
ル、およびコバール等の合金、並びにニッケル金属など
の金属片で形成され、一端部５ａは板状にされている。
これを折り曲げて端子電極２の表面を圧着しながら絶縁
体１の両端部１ｅを把持するようにして取り付けられ
る。また、他端部５ｂは、棒状にされ適宜の長さ下方に
延設形成されている。

【００１４】次に、前記放電電極３の配列は、図２に示
したよう互いに同一間隔のスパークギャップ４をもって
３行５列にされている。なおここで、この明細書におい
ては、端子電極間方向（図中、横方向）を「行」と称
し、これと直角方向を「列」と定義して用いる。しか
し、放電電極３の形状は円形に限定するものでなく、そ
の他、楕円形状などを適宜選択してもよい。また、その
配列は導電性薄膜の形成は、図２のように３行５列のほ
か、適宜１以上の行および１以上の列を組み合わせて構
成してもよい。

【００１５】このようにしたのは、放電開始電圧は、一
経路上のスパークギャップ４の間隙長さｌの合計、すな
わち累積ギャップ長Ｌと相関関係があるためであり、こ
の累積ギャップ長Ｌを適宜設定することにより広範囲の
放電開始電圧に対応させることができることになる。ま
た、行の数は、放電電流に影響し、これを適宜設定する
ことにより、広範囲の放電電流に対応させることができ
るためである。

【００１６】さらにまた、図４に示したように、放電電
極３の形状を同一の円形状に形成し、各放電電極３の中
心３ｃの相対位置関係が正三角形になるように配置して
も良い。このように配列することにより、放電電流が流
れる同じ長さの最短経路を複数経路に設定することがで
き、放電電極３の導電性材の寿命を長くし、該素子の高
耐久性を図ることができる。

【００１７】

【実施例２】次に、実施例２を図５に基づいて説明す
る。図５は、本実施例を分解して示した一部切欠全体斜
視図である。絶縁体１１は、長円形の薄板平板状を成し
最大範囲の面が上方に向けて配置されおり、実施例１の
材質と同様に形成されている。そして、該絶縁体１１の
上面１１ｕ（最大範囲の面）には、実施例１と同様に、
導電性薄膜の端子電極１２と放電電極１３が、およびス
パークギャップ１４が形成されている。

【００１８】リード端子１５は、絶縁体１１および端子
電極１２を下方から貫通させ、その頭部１５ｈを端子電
極１２面に圧着カシメ、導電性接着剤、または半田付け
されて取付け固定されている。次に、絶縁体１１は、密
封ケース１６に収納される。この密封ケース１６は、絶
縁体１１の輪郭形状に合致する下方開口を持った有底筒
状を成し、その開口全周縁にはフランジ１６ｅが形成さ
れている。

【００１９】かかる構成により、密封ケース１６を上方
から被せ、フランジ１６ｅを絶縁体１１の外周端縁部１
１ｅの全周に渡って回り込ませるようにして、嵌合圧着
させることにより密封される。このとき内部空間１７に
は、ガスが封入される。ここで用いられるガスは、一般
的なものであり、主として希ガス、窒素ガス、６フッ化
硫黄ガス、および空気よりなる群の中から選ばれた少な
くとも１種のガスが選択される。なお、かかる態様で用
いられる密封ガスは、既に公知の技術であるが放電電極
１３の材質により、適宜使用されるガスが選択される。
この関係については、下記の表１に表わす。

【００２０】

【表１】また、前記の導電性薄膜からなる放電電極１３の配列形
状を同一にしても、密封されるガスの種類によって、放
電開始電圧、及び放電許容電流が異なるものである。

【００２１】

【実施例３】次に、本願発明のもう１つの発明として捉
えることができる実施例３を、図６に基づいて説明す
る。図６は、本実施例を分解して示した一部切欠斜視図
である。絶縁体２１、端子電極２２、放電電極２３、ス
パークギャップ２４、リード端子２５、密封ケース２
６、及び内部空間２９へのガスの封入にかかる構成は、
実施例１および実施例２と同様であるため、詳細は省略
する。なお、密封ケース２６は、絶縁体２１の下方に取
付られた略矩形状の底板２７に、嵌合する下方開口の有
底筒状のカバー体２８とから構成されている。

【００２２】そこで本発明の特徴は、周囲の温度が規定
温度以上に達したときに溶解して回路を切断するサーモ
ヒューズ３０を取付けたことにある。このサーモヒュー
ズ３０は、端子電極２２や放電電極２３が形成された絶
縁体２１の表面に対して裏面側に配置される。その一端
部３０ａは、裏面から絶縁体２１を貫通して端子電極２
２の何れか一方に電気的に接合され、他端部３０ｂは、
底板２７を貫通して外部へ延設されリード端子３１が形
成されている。

【００２３】

【実験データ】次に、本実施例の実験データを以下に示
す。本実験に用いたサージ吸収素子の放電電極の配列
は、４行５列の格子状に設定している。下記の表２は、
同一仕様の試料（サンプル）１０個を、一試料当たり３
０回、合計３００回の実験データを母集団としたもの
で、３種の仕様についてデータを採ったものである。

【００２４】

【表２】すなわち、表２から、本発明にかかるサージ吸収素子
は、放電開始電圧のバラツキが少なく安定した結果が得
られている。従来例では、放電開始電圧の分布範囲±10
％に入るのは、せいぜい製品の20％ぐらいであり、分布
範囲を±20％に採っても製品の８０％ぐらいしか該当し
なく、バラツキの多いものであった。

【００２５】また本実験では、１試料に対して３０回の
試験を行っているが、この他、１試料に対して３００回
の試験を行った場合も、放電開始電圧に変化は見られ
ず、非常に安定し、かつ耐久性の高いものであることが
実証された。なお表中、ＳＦ６は、６フッ化硫黄のガス
を表す。

【００２６】

【効果】上記構成により、本願発明は以下に列挙する効
果を奏する。端子電極、放電電極およびスパークギャップの配列を
パターン化し、印刷等の手法で導電性薄膜を形成してい
るため、安定した放電開始電圧が得られると共に高耐久
性のサージ吸収素子を製造することができる。また、生
産工程も簡易に行うことができ、大量にかつ安価に製品
を提供することができる。

【００２７】また、放電電極の配列を適宜設定するこ
とにより、放電開始電圧、放電電流に対して、広い範囲
に対応して製造することができる。また、ガスを封入し
たものは、同一仕様の配列でも、封入するガスの種類、
および封入圧力を適宜換えることにより、広い範囲の放
電開始電圧、放電電流に適応させることができる。さらに、導電性薄膜が形成された絶縁体表面の裏面に
サーモヒューズを配置したため、ヒューズが溶解し、金
属飛沫が飛散して、スパークギャップに付着して短絡
（ショート）させる不都合を回避させることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる、実施例１を示す全体斜視図
である。

【図２】各実施例に用いられる導電性薄膜のパターンを
示す平面図である。

【図３】各実施例に用いられる導電性薄膜の他のパター
ンを示す平面図である。

【図４】各実施例に用いられる導電性薄膜の他のパター
ンを示す平面図である。

【図５】本願発明にかかる、実施例２を分解して示す一
部切欠全体斜視図である。

【図６】本願発明にかかる、実施例３を分解して示す一
部切欠全体斜視図である。

【図７】従来例を示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１、11、21・・・絶縁体２、12、22・・
・端子電極３、13、23・・・放電電極４、14、24・・
・スパークギャップ５、15、25・・・リード電極 16、26、・・・
密封ケース 30・・・サーモヒューズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の絶縁体（１、11、21）の表面上に
導電性材から成る２個の端子電極が（２、12、22）離隔
して形成され、かつ該端子電極間には、導電性材で形成される所定形状
の放電電極（３、13、23）が、互いにスパークギャップ
（４、14、24）をもって複数個配置されており、さらに前記端子電極には、一方の端部が外部へ延設され
たリード端子（５、15、25）が取付けられて成ることを
特徴とするサージ吸収素子。
【請求項２】前記配列において、放電電極を同一形状に形成し、かかる放電電極を１以上
の行、および１以上の列をもって配列したことを特徴と
する請求項１記載のサージ吸収素子。
【請求項３】放電電極の形状を円形又は楕円形に形成し
たことを特徴とする請求項２記載のサージ吸収素子。
【請求項４】前記配列において、放電電極の形状を同一の円形状に形成し、各放電電極の
中心の相対位置関係が正三角形になるように配置したこ
とを特徴とする請求項１記載のサージ吸収素子。
【請求項５】前記放電電極および端子電極が形成された
絶縁体表面に対する裏面位置にサーモヒューズが配置さ
れ、その一端部は前記端子電極のいづれか一方に接続さ
れ、他端部は外部へ延設されたリード端子としたことを
特徴とする請求項１、２、３、または４記載のサージ吸
収素子。
【請求項６】前記導電性材が配置された絶縁体、または
該絶縁体およびサーモヒューズ（30）を、希ガス、窒素
ガス、６フッ化硫黄ガス、および空気よりなる群の中か
ら選ばれた少なくとも１種のガスを封入した密封ケース
（16）内に収納したことを特徴とする請求項１、２、
３、４、または５記載のサージ吸収素子。
【請求項７】導電性材を導電性薄膜としたことを特徴と
する請求項１、２、３、４、又は５記載のサージ吸収端
子。
【請求項８】導電性材を象嵌構造（埋め込み構造）とし
て配置形成したことを特徴とする請求項１、２、３、
４、又は５記載のサージ吸収端子。