JPH1050454A

JPH1050454A - 続流防止型放電管

Info

Publication number: JPH1050454A
Application number: JP20182796A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Tanaka; 芳幸田中; Nobuya Saruwatari; 暢也猿渡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】サージ耐量が大きく、続流を確実に防止する
ことができ、製造が容易で小型化が可能な続流防止型放
電管を提供する。【解決手段】両端に電極２０を有する絶縁管２内の一
半側に放電部１０を形成し、他半側に続流停止部を形成
する。続流停止部には少なくとも表面が導電性材料より
なる抵抗粒子１を充填する。【効果】抵抗粒子により形成される微小な導電部では
沿面放電が発生し難い。このため、抵抗粒子が抵抗とし
て有効に作用し、続流の発生を防止する。抵抗粒子間の
空間が狭いため、放電は微小空間毎に分断されること
で、放電維持電圧が上昇し、放電が停止するのに十分な
放電停止時間が得られる。放電空間が狭いために放電の
熱が微小な抵抗粒子を介して逃げ、放電が停止しやすく
なる。続流停止部は、抵抗粒子を充填するのみで容易に
作製することができる。構成が簡易である上に高性能で
あるため、小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は続流防止型放電管に
係り、特に、放電管に続流停止機構を一体的に設けた続
流防止型放電管に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話機、ファクシミリ、電話交換機、モ
デム等の通信機器用の電子機器に印加されるサージ電圧
を吸収したり、継続的な過電圧又は過電流が電子機器に
侵入して当該電子機器やこれを搭載するプリント基板が
熱的損傷又は発火するのを防止したりするための放電管
型サージアブソーバとして、従来、マイクロギャップを
有するサージ吸収素子を不活性ガスとともにガラス管に
封止(hermetic seal) した放電型のサージアブソーバ
や、ボタン型アレスタが提供されている。

【０００３】これらの放電管型サージアブソーバを取り
付ける電源回路によっては、サージ吸収後、続流が発生
する可能性がある。このため、従来においては、続流の
発生する可能性のある電源回路においては、続流発生の
防止のために、次のような形態で放電管型サージアブソ
ーバを使用している。

【０００４】放電管型サージアブソーバと抵抗又は
バリスタとを直列に接続して使用する。放電管型サージアブソーバを複数個直列に接続して
使用する。放電管型サージアブソーバと抵抗素子をガス封入し
た抵抗管を複数個直列に接続し、一体封止して使用す
る。抵抗素子とサージアブソーバ素子とを同一の容器に
封入する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の使用形態で
は、いずれも次のような欠点があった。

【０００６】の放電管型サージアブソーバと抵抗又は
バリスタを直列に接続する方法では、サージ耐量を十分
に持たせるため抵抗又はバリスタが大型化し、基板に装
着する際の占有面積及び体積が大きくなる。

【０００７】の放電管型サージアブソーバを複数個直
列に接続する方法では、基板に装着する際の占有面積が
大きくなる上に、全体の放電開始電圧を十分に低くする
ことができない。

【０００８】のサージアブソーバと抵抗素子を一体封
止する方法では、封入が非常に複雑で、製造が容易では
ない。

【０００９】のサージアブソーバ素子と抵抗素子を同
一の容器に封入したものでは、抵抗素子に沿面放電が発
生し、放電が停止せず、続流となる。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、サー
ジ耐量が大きく、しかも、続流を確実に防止することが
でき、また、製造が容易で小型化が可能な続流防止型放
電管を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の続流防止型放電
管は、両端に電極を有する絶縁管内の一半側に放電部が
形成され、他半側に続流停止部が形成された続流防止型
放電管であって、該続流停止部には、少なくとも表面が
導電性材料よりなる抵抗粒子が充填されていることを特
徴とする。

【００１２】放電部で放電が起こると、放電電流は、続
流停止部に充填された抵抗粒子を介して流れるが、この
際、抵抗粒子により形成される微小な導電部では沿面放
電が発生し難い。このため、抵抗粒子の導電部が抵抗と
して有効に作用し、続流の発生を確実に防止する。ま
た、抵抗粒子間に存在する空間が狭いため、放電は微小
空間毎に分断されることで、放電維持電圧が上昇し放電
が停止するのに十分な放電停止時間が得られる。更に、
放電空間が狭いために放電の熱が微小な抵抗粒子を介し
て逃げ、放電が停止しやすくなる。このようなことか
ら、過大なサージ電流を吸収する際には、抵抗粒子間の
微小空間で放電して電流を効率的に流すことができ、し
かも、続流の発生を確実に防止することができる。

【００１３】本発明にかかる続流停止部は、抵抗粒子を
充填するのみで作製することができ、製造が容易であ
る。また、構成が簡易である上に、高性能であるため、
続流防止型放電管の小型化を図ることができる。

【００１４】抵抗粒子の粒径は０．１〜２．０ｍｍであ
ることが好ましい。

【００１５】更に、続流停止部には抵抗粒子と共に絶縁
性の粒子を充填して抵抗値を調整することができ、この
場合、絶縁性の粒子（以下「絶縁粒子」と称す。）は直
径０．１〜２．０ｍｍのセラミックス粒子であることが
好ましく、また、その割合は、続流停止部に充填された
抵抗粒子と絶縁粒子の合計に対する絶縁粒子の体積割合
で９０体積％以下とするのが好ましい。

【００１６】本発明の続流防止型放電管において、続流
停止部の抵抗値は、好ましくは１〜１０００Ωの範囲で
ある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００１８】図１，２は本発明の続流防止型放電管の実
施例を示す断面図である。

【００１９】図１の続流防止型放電管は、放電部にサー
ジアブソーバ素子を用いた続流防止型放電管であり、ガ
ラス管２の一半側にサージアブソーバ素子１０が挿入さ
れて放電部が形成され、他半側に本発明に係る抵抗粒子
１が充填されて続流停止部が形成されている。ガラス管
２の両端にはスラグリード（スタッド部２１，リード部
２２）２０が挿入され、不活性ガスで封入されている。

【００２０】一方、図２の続流防止型放電管は、放電部
にボタン型アレスタを用いた続流防止型放電管であり、
ガラス管３の一半側に放電電極となる円錐台形の突起３
３を有するスラグリード（スタッド部３１，リード部３
２）３０Ａと放電電極となる円錐台形の突起４１を有す
る中間電極４０とで放電部が形成され、他半側に抵抗粒
子１が充填されて続流停止部が形成されている。３０は
スラグリードである。

【００２１】本発明において、続流停止部に充填する抵
抗粒子は、金属、導電性セラミックス等の導電性材料よ
りなる粒子、又は、セラミックス粒子等の基体粒子の表
面に導電性皮膜が形成されたものが挙げられる。

【００２２】この抵抗粒子の粒径は大き過ぎても、小さ
過ぎても、粒状の抵抗粒子を充填して抵抗粒子間に微小
な放電空間を形成することによる本発明の続流防止効果
が十分に得られず、また、抵抗粒子の取り扱い性が悪く
なって、製造が容易ではなくなる。このため、抵抗粒子
は粒径（直径）０．１〜２．０ｍｍ程度であることが好
ましい。

【００２３】このような抵抗粒子を構成する導電性材料
又は基体粒子の表面に形成する導電性皮膜の材料として
は、ＳｎＯ₂，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，ＢａＡｌ合金，
Ｎｉ，ＴｉＮ，ＳｉＣ，Ｃ等が挙げられる。また、抵抗
粒子が基体粒子の表面に導電性皮膜を形成したものであ
る場合、基体粒子としては、アルミナ、ジルコニア、コ
ランダムムライト等の耐熱性の絶縁性セラミックス粒子
が挙げられ、このような基体粒子の表面に形成する導電
性皮膜の膜厚は、皮膜の耐久性、微小抵抗層の形成、そ
の他の面から、１〜１０μｍ程度とするのが好ましい。

【００２４】本発明においては、続流停止部の抵抗値を
調整するために、続流停止部にこのような抵抗粒子と共
に、絶縁粒子を混合して充填しても良い。この場合、絶
縁粒子としては絶縁性のセラミックス粒子を用いるのが
好適であり、その粒径は抵抗粒子との均一混合性等の面
から抵抗粒子と同等の０．１〜２．０ｍｍとするのが好
ましい。

【００２５】このような絶縁粒子を用いる場合、続流停
止部の導電性の確保の面から、絶縁粒子の混合割合は、
抵抗粒子と絶縁粒子との合計体積に対して９０体積％以
下とするのが好ましい。

【００２６】本発明においては、必要に応じてこのよう
な絶縁粒子を抵抗粒子と混合して続流停止部に充填する
ことにより、続流停止部の抵抗値を１〜１０００Ω、特
に１．５〜１０Ωとするのが好ましい。

【００２７】なお、絶縁粒子を構成する絶縁性セラミッ
クス粒子としては、通常の場合、アルミナ、ジルコニ
ア、コランダムムライト等の耐熱性の絶縁性セラミック
ス粒子が用いられる。

【００２８】本発明において、続流停止部と放電部との
間には充填されたサージアブソーバを良好な充填状態に
保つと共に、放電部の空間を確保するために、導電性の
隔壁を設けるのが好ましい。ただし、図１に示す如く、
この隔壁はサージアブソーバ素子１０の鍔付きキャップ
電極１４で兼用することができる。また、図２に示すよ
うな中間電極４０も、隔壁として兼用することができ
る。なお、隔壁は必ずしも必要とされるものではなく、
放電部の空間が十分に保てる場合であれば、設けなくて
も良い。

【００２９】本発明において、放電部については、サー
ジアブソーバ素子や放電電極を用いて従来と同様に構成
することができ、また、ガラス管等の絶縁管内に封入す
る不活性ガスとしては、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ，
Ｎ₂，ＣＯ₂，ＳＦ₆或いはこれらの混合ガスを用いる
ことができる。

【００３０】なお、続流停止部の大きさは、放電部の大
きさや、サージ耐量、続流発生の可能性の程度、続流停
止部の抵抗値（抵抗粒子の材質、絶縁粒子の使用割合）
等に応じて適宜決定されるが、通常の場合、放電部の体
積の５〜８０体積％程度とするのが好ましい。

【００３１】このような本発明の続流防止型放電管は、
後掲の実施例に記載されるように、ガラス管等の絶縁管
の一端にスラグリードを挿入した後、抵抗粒子又は抵抗
粒子と絶縁粒子の混合粒子を充填して続流停止部を形成
し、その後常法に従ってサージアブソーバ粒子や放電電
極を用いて放電部を形成した後、絶縁管の他端にスラグ
リードを挿入し、内部を不活性ガスで置換して封止する
ことにより極めて容易に製造することができる。

【００３２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００３３】実施例１図１に示す本発明の続流防止型放電管を作製した。

【００３４】まず、粒径０．５ｍｍのアルミナ粒子の表
面にＳｎＯ₂皮膜を１μｍの厚さに形成して抵抗粒子１
を作製した。

【００３５】別に、直径１ｍｍ，長さ６ｍｍの円柱状の
コランダムムライト製素体１１の表面にＳｎＯ₂皮膜１
２を１μｍ厚さに形成し、一端側にキャップ電極１３
を、他端側に鍔付きキャップ電極１４（鍔部の外径３．
０ｍｍ）を圧入し、側面の中央部にマイクロギャップ１
５を２本形成して（マイクロギャップの幅：２０μｍ，
２本のマイクロギャップ間の間隔：０．１ｍｍ）、サー
ジアブソーバ素子１０を作製した。

【００３６】外径５．５ｍｍ、内径３．５ｍｍ、長さ１
４ｍｍのガラス管２の一端側に、スタッド部２１の直径
３．４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍでリード部２２の直径０．
５ｍｍ、長さ３０ｍｍのスラグリード２０を挿入した
後、抵抗粒子１を充填厚さが５．５ｍｍになるまで充填
して続流停止部を形成した。次いで、サージアブソーバ
素子１０を挿入し、最後に上記と同様のスラグリード２
０を挿入し、これをカーボンヒータにセットして封入器
のチャンバー内に入れ、ガラス管の内部のガスをＣＯ₂
ガスに置換した後、カーボンヒータを加熱することによ
り封止した。

【００３７】得られた続流防止型放電管の寸法、放電開
始電圧、サージ耐量、続流停止部の抵抗値、続流の発生
の有無を調べ、結果を表１に示した。

【００３８】なお、サージ耐量は、（８×２０）μｓｅ
ｃで５回印加しても破壊することがない電流値であり、
続流の発生の有無は、ＡＣ２５０Ｖを印加し、更に位相
９０度に（１．２×５０）μｓｅｃ，１０ｋＶを印加し
たときの続流の発生の有無で調べた。

【００３９】実施例２実施例１において、続流停止部に、抵抗粒子と共に、絶
縁粒子としてＳｎＯ₂皮膜を形成していない直径０．５
ｍｍのアルミナ粒子を抵抗粒子：絶縁粒子＝５０：５０
（体積％）の割合で混合して充填したこと以外は同様に
して続流防止型放電管を作製し、同様に諸特性を調べ、
結果を表１に示した。

【００４０】実施例３実施例２において、絶縁粒子の割合を抵抗粒子：絶縁粒
子＝１０：９０（体積％）としたこと以外は同様にして
続流防止型放電管を作製し、同様に諸特性を調べ、結果
を表１に示した。

【００４１】実施例４図３に示す続流防止型放電管を作製した。

【００４２】直径５．５ｍｍ、内径４．５ｍｍ、長さ１
４ｍｍのガラス管３内にスタッド部３１の直径４．４ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍでリード部３２の直径０．５ｍｍ、
長さ３０ｍｍのスラグリード３０を挿入した後、実施例
１と同様にして作製した抵抗粒子を充填厚さが５．５ｍ
ｍになるまで充填して放電停止部を形成した。その後、
放電電極となる高さ０．５ｍｍの円錐台形の突起４１が
形成された直径４．４ｍｍの中間電極４０を挿入し、最
後に放電電極として上記と同様の突起３３が形成された
スラグリード（スタッド部３１及びリード部３２の寸法
は上記と同様）３０Ａを挿入した（放電電極間距離０．
５ｍｍ）。このものを、実施例１と同様にしてＣＯ₂ガ
ス置換してカーボンヒータで封止した。

【００４３】得られた続流防止型放電管について実施例
１と同様にして諸特性を調べ結果を表１に示した。

【００４４】実施例５実施例４において、続流停止部に、抵抗粒子と共に、絶
縁粒子としてＳｎＯ₂皮膜を形成していない直径０．５
ｍｍのアルミナ粒子を抵抗粒子：絶縁粒子＝５０：５０
（体積％）の割合で混合して充填したこと以外は同様に
して続流防止型放電管を作製し、同様に諸特性を調べ、
結果を表１に示した。

【００４５】実施例６実施例５において、絶縁粒子の割合を抵抗粒子：絶縁粒
子＝１０：９０（体積％）としたこと以外は同様にして
続流防止型放電管を作製し、同様に諸特性を調べ、結果
を表１に示した。

【００４６】比較例１直径６ｍｍ、長さ１２ｍｍのガラス管に封入したサージ
アブソーバに直径１０ｍｍ、動作電圧４７０Ｖのバリス
タを直列に接続し、ケース１に収めたものについて、実
施例１と同様に諸特性を調べ、結果を表１に示した。

【００４７】比較例２直径６ｍｍ、長さ１２ｍｍのガラス管に封入したサージ
アブソーバを５個直列に接続したものについて、実施例
１と同様に諸特性を調べ、結果を表１に示した。

【００４８】比較例３図４に示す続流防止型放電管を作製した。

【００４９】まず、直径１．０ｍｍ、長さ３．０ｍｍの
円柱状コランダムムライト製素体５１にＳｎＯ₂皮膜５
２を厚さ１μｍに形成し、両端にキャップ電極５３，５
３を圧入した後、側面の中央部にマイクロギャップ５４
（幅２０μｍ）を形成してサージアブソーバ素子５０を
作製した。

【００５０】別に、直径１．０ｍｍ、長さ２．５ｍｍの
円柱状コランダムムライト製素体にＳｎＯ₂皮膜を１μ
ｍ厚さに形成して抵抗素子６０を作製した。

【００５１】外径５．５ｍｍ、内径３．５ｍｍ、長さ１
５ｍｍのガラス管７０内に、スタッド部８１の直径３．
４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍでリード部８２の直径０．５ｍ
ｍ、長さ３０ｍｍのスラグリード８０を挿入した後、上
記サージアブソーバ素子５０と４個の抵抗素子６０を、
それぞれの素子の間に放電中継電極８０（厚さ０．１ｍ
ｍ）を介在させて入れ、最後に上記と同様のスラグリー
ド８０を入れ、内部のガスをＣＯ₂ガスに置換して実施
例１と同様に封止した。

【００５２】得られた続流防止型放電管の諸特性を実施
例１と同様にして調べ、結果を表１に示した。

【００５３】比較例４直径５．５ｍｍ、内径３．５ｍｍ、長さ６．７ｍｍのガ
ラス管を用い、抵抗素子の封入個数を１個としたこと以
外は比較例３と同様にして図４に示す続流防止型放電管
を作製し（ただし、図４において、図３に示す部材と同
一機能を奏する部材には同一符号を付してある。）、同
様に諸特性を調べ、結果を表１に示した。

【００５４】

【表１】

【００５５】以上の結果から、本発明の続流防止型放電
管は、サージ耐量が大きく、しかも続流防止機能に優れ
る上に、製造が容易で小型化が可能であることが明らか
である。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の続流防止型
放電管によれば、サージ耐量が大きく、サージ吸収性能
が高い上に、続流を確実に防止することができる。この
ため、続流の発生する可能性のある電源回路において、
サージ電圧から電子機器を確実に保護すると共に、サー
ジ吸収後は直ちに正常な状態に回復させることができ
る。

【００５７】しかも、本発明の続流防止型放電管は製造
が容易で生産性に優れる上に小型化が可能であり、基板
占有面積及び体積が小さくて足りる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の続流防止型放電管の一実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明の続流防止型放電管の別の実施例を示す
断面図である。

【図３】比較例３で作製した続流防止型放電管を示す断
面図である。

【図４】比較例４で作製した続流防止型放電管を示す断
面図である。

【符号の説明】

１抵抗粒子２，３ガラス管１０サージアブソーバ素子１１素体１２ＳＯ₂皮膜１３キャップ電極１４鍔付きキャップ電極１５マイクロギャップ２０，３０，３０Ａスラグリード２１，３１スタッド部２２，３２リード部３３，４１突起４０中間電極

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【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１抵抗粒子２，３ガラス管１０サージアブソーバ素子１１素体１２Ｓ_nＯ₂皮膜１３キャップ電極１４鍔付きキャップ電極１５マイクロギャップ２０，３０，３０Ａスラグリード２１，３１スタッド部２２，３２リード部３３，４１突起４０中間電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に電極を有する絶縁管内の一半側に
放電部が形成され、他半側に続流停止部が形成された続
流防止型放電管であって、該続流停止部には、少なくとも表面が導電性材料よりな
る抵抗粒子が充填されていることを特徴とする続流防止
型放電管。
【請求項２】請求項１において、抵抗粒子の粒径が
０．１〜２．０ｍｍであることを特徴とする続流防止型
放電管。
【請求項３】請求項１又は２において、続流停止部に
は抵抗粒子と絶縁性の粒子とが充填されていることを特
徴とする続流防止型放電管。
【請求項４】請求項３において、絶縁性の粒子は直径
０．１〜２．０ｍｍのセラミックス粒子であることを特
徴とする続流防止型放電管。
【請求項５】請求項３又は４において、続流停止部に
充填された抵抗粒子と絶縁性の粒子の合計に対する絶縁
性の粒子の体積割合が９０体積％以下であることを特徴
とする続流防止型放電管。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、続流停止部の抵抗値が１〜１０００Ωであることを
特徴とする続流防止型放電管。