JPS63318088A

JPS63318088A - サージ吸収素子の製造方法

Info

Publication number: JPS63318088A
Application number: JP15389087A
Authority: JP
Inventors: Riyuuji Ootani; 隆児大谷; Masao Kubo; 雅男久保
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1988-12-26
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH077699B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、火花放電現象を利用したサージ吸収素子に
関する。

〔背景技術〕

従来、サージ吸収素子５０は、一対のカーボン製電極５
１．５１を備えていて、これら電極５１．５１が、第６
図にみるように、所定距離の空間を隔てて対峙している
。電極５１．５１間には、所定距離の空間をもたせるた
めに電気絶縁性のスペーサ５２が介設されている。これ
ら電極５１．５１およびスペーサ５２は絶縁性の円筒体
５３内に収容されている。一方、円筒体５３の両端開口
部を塞ぐようにして金属板５４．５４が同筒体５３端部
に取着されている。これら金属板５４．５４と円筒体５
３は容器を構成している。容器内が少し負圧になってい
て金属板５４．５４が内側に反り両電極５１．５１に接
し電気的に導通が図られている。つまり、金属板５４．
５４は引出用電極ともなっているのである。

このサージ吸収素子５０は、例えば、第６図に一点鎖線
で示すように負荷りに並列に接続されていて、異常サー
ジ電圧が加わった場合、電極５１．５１間に火花放電を
発生させザージを吸収し負荷りを保護するのである。

ところで、このサージ吸収素子５０のスペーザ５２は０
．０１〜０．２鶴程度とごく薄いセラミック製のものが
用いられている。そのため、製造段階や使用状態でひび
割れ等を起こし易く、製造上の歩留まり低下や保護機能
の劣化を招くという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、前記の事情に鑑み、従来のスペーサの破損
に伴う問題を本質的に解決したサージ吸収素子を提供す
ることを目的とする。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、所定距離の空間
を隔てて対峙する一対の電極と、電気絶縁性の筒体と筒
体の両端開口部を塞ぐ金属板を有する容器とを備え、こ
の容器内に前記電極が納められていて、前記金属板が前
記両電極にそれぞれ接触して引出用電極となっており、
前記両電極間に生ずる火花放電でもってサージ吸収を行
うサージ吸収素子において、前記両電極がそれぞれ金属
板に固着されていて、この金属板の剛性により前記所定
距離が保持されていることを特徴とするサージ吸収素子
を要旨とする。

以下、この発明にかがるサージ吸収素子を、図面を参照
しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかるサージ吸収素子の一実施例
の構成をあられす。第３図は、このサージ吸収素子を分
解してあられす。

サージ吸収素子１は、一対のカーボン製の放電用電極２
．２′を備えている。これら電極２．２′は、電気絶縁
性材料からなる円筒体３とこの円筒体３の両端開口部を
寒くようにして同筒体３端部に取着された金属板４．４
′を有する容器内に納められている。第１図にみるよう
に、スペーサが設けられていなくても、電極２．２′は
所定距離の空間を隔てて対峙している。スペーサがなく
ても、前記両型□極２二２′は、それぞれ金属板４．４
′に固着され金属板４．４′の剛性でもって前記所定距
離が保持されているのである。なお、金属板４．４′と
電極２．２′の固着、および、金属板４．４′と円筒体
３の固着は、それぞれ、ろう付けによりなされている。

サージ吸収素子ｌは、例えば負荷りに並列に接続され、
異常サージ電圧が加わった場合、電極２．２′間に火花
放電を生じ、サージ電流を負荷りを通さずに電極２．２
′を通してアース側に流すようにするとともに、火花放
電開始電圧以上の高電圧が負荷りに加わるのを防ぐ。

このように、サージ吸収素子１は、破損しやすいスペー
サがもともとないので、スペーサの破損に伴う歩留まり
の低下や保護機能の劣化がない。

また、従来、第６図にみるように、電極５１と金属板５
４の間にギャップＧが生じ、電極−金属板の接触抵抗が
増加し放電電流が制限されたり、電極が動いて所定距離
が変動し火花放電開始電圧が変動したりするが、このサ
ージ吸収素子１では、電極２．２′が取出用電極である
金属板４．４′に固着されているため、電気的導通が確
かであり、安定した放電動作がなされる。

続いて、上記サージ吸収素子１を製造するときの様子を
説明する。

第２図は、サージ吸収素子１の製造における金属板４．
４′の取着工程を模式的にあられす。

サージ吸収素子１を製造するにあたって、第３図にみる
ような部品を準備する。カーボン製の円板状電極２．２
′は火花放電用の電極である。円筒体３は、セラミック
（例えば、酸化アルミナ）あるいはガラス等の電気絶縁
性材料で形成されている。金属板４．４′は、銅やニッ
ケル等の金属材料で形成されている。金属板４．４′に
は、それぞれ凹状の窪み４ａ、４′ａが形成されている
上記各部品の具体的寸法の一例をつぎに挙げる円筒体３
は、例えば、外径４〜５ｍｍ、内径２〜４＋＋ｎ程度に
選ばれる。円筒体３の高さく軸方向の長さ）は、例えば
、２〜４鮪程度に選ばれる。円板状の電極２．２′は、
外径が円筒体３の内径にほぼ等しく、厚みが、例えば、
０．０２〜１．０鰭程度に選ばれる。金属板４．４′の
外径は、円筒体３の外径にほぼ等しく、厚みは、例えば
、０．１〜０、３５　龍程度に選ばれる。窪み４ａ、４
’ａは、外径が円筒体３の内径にほぼ等しく、高さは１
１１ｍ以内である。

続いて、サージ吸収素子１の組み立てについて説明する
。

電極２．２′、円筒体３、および、金属板４．４′を第
２図にみるように組み合わせる。そして、金属板４．４
′と、電極２．２′および円筒体３の端部の間へろう付
けＢ・・・Ｂを施し気密封止する。この時、ろう付けは
不活性ガス雰囲気Ｓ中でなされる。ガス雰囲気Ｓは、例
えば、ｌ（ｅ、あるいは、Ａｒガス２　（］〜７６０Ｔ
ｏｒｒで、約９００℃の温度である。つまり、加温雰囲
気では、電極２と電極２′が接触していて、かつ金属板
４．４′の窪み４ａ、４′ａの底４ｂ、４’ｂの外面が
電極２．２′表面にそれぞれ接触するように組み合わせ
るのである。そして、ろう付は後、加温雰囲気から出さ
れ常温に戻ってゆくにしたがって、金属板４．４′がそ
れぞれ電極２．２′を伴いながら軸方向（高さ方向）に
円筒体３の縮みよりも大きく縮み、第１図にみるように
、電極２．２′が互いに離れ、所定距離の空間を隔てる
ようになるのである。

この場合、各部品はつぎのように選定されている。ろう
付けの際の加温下では、電極２．２′ふたつ分の軸方向
寸法（厚み）Ｎｌが、円筒体３に金属板４．４′のみを
組み合わせたと仮定した場合の窪み４ａ、４　Ｌ　ａの
底４ｂ、４’ｂの外面間寸法β２と等しいか、例えば０
．０〜１００μｍ程度長くなっている。常温下では、逆
に上記電極２．２′の軸方向寸法（厚み）β１が、上記
底４ｂ、４′ｂの外面間寸法β２よりも、例えば、１０
０μｍを越えない程度の範囲短くなっている。この加温
状態と常温状態の寸法の差が所定距離の空間を生せしめ
るのであり、加温状態と常温状態でこのような寸法関係
となるように各部品、特に円筒体３と金属板４．４′の
寸法および熱膨張率が選定されているのである。

なお、不活性ガス中でろう付けされた場合には、円筒体
３内に不活性ガスが封入されることとなる。また減圧下
で密封された場合、サージ吸収素子１の円筒体３内は負
圧状態となる。

上記のろう付けは、カーボンと化合する活性金属を有す
るろう材が用いられる。例えば、Ａｇニア０〜８０％、
銅：２０〜３０％、Ｔｉ：２〜１０％からなるろう材、
あるいは、ＢＡｇ−８のような銀ろうにＴｉ箔を重ねた
ろう材がある。このようなろう材は、特に電極２．２′
に用いられているカーボンを金属材料に固着する場合に
有用である。上記のろう材は、もちろん円筒体３に用い
られているアルミナと金属材料の固着にも適している。

この発明は上記実施例に限らない。例えば、金属板が円
筒状でなく、第４図にみるように、円錐台状の金属板１
４．１４′であってもよい。金属板１４．１４′が円錐
台状であると、上記のような製法で作られる場合、金属
板１４．１４′の軸方向の縮み量が大きい。それは、金
属板の窪み底面の半径方向の縮小が金属板の軸方向の変
位量に影響を与えるのであるが、その影響の程度が円柱
状金属板よりも円錐台状金属板の方が大きいからである
。金属板１４の底１４ｂの径は、金属板４の径よりも若
干短いが、径全長からみれば短くなった長さは極く僅か
である。そのため、径方向の縮小量Δは金属板４．１４
とも等しいと見做せる。径方向の長さが縮むと、第５図
にみるように、側面４Ｃ１１４Ｃが内側に引かれて曲が
り底４ｂ、１４ｂが持ち上がる。持ち上がった分だけ金
属板４．１４が軸方向に縮むのである。第５図にみるよ
うに、径方向縮小量Δが等しいと、金属板１４の軸方向
縮小量δは金属板４の軸方向縮小量δ′よりも大きくな
る。

上記ふたつの実施例の金属板は、いずれも窪みを有して
いたが、金属板が窪みのない平板状のものであってもよ
い。筒体内が負圧でなく大気圧であったり、不活性ガス
が封止されていなくてもよい。電極がカーボン以外の材
料で形成されていてもよい。

また、サージ吸収素子の製法も、上記の実施例に限らな
い。例えば、常温で金属板を電極および筒体に取着した
後、例えば加温して筒体が軸方向に伸びる永久変形を起
こして電極を所定比離隔てるような方法が用いられても
よい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明にかかるサージ吸収素子は
、所定距離の空間を隔てて対峙する一対の電極と、電気
絶縁性の筒体と筒体の両端開口部を塞ぐ金属板を有する
容器とを備え、この容器内に前記電極が納められていて
、前記金属板が前記両電極にそれぞれ接触して引出用電
極となっており、前記両電極間に生ずる火花放電でもっ
てサージ吸収を行う構成において、前記両電極がそれぞ
れ金属板に固着されていて、この金属板の剛性により前
記所定距離が保持されている。そのため、破損しやすい
電気絶縁性のスペーサが不要であり、スペーサ破損に伴
う歩留まり低下や保護機能の劣化がなく、生産性が向」
ニするとともに信頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかるサージ吸収素子の一実施例
の構成をあられす断面図、第２図は、このサージ吸収素
子を製造する際の金属板取着工程を模式的にあられす断
面図、第３図は、前記サージ吸収素子の分解斜視図、第
４図は、この発明にかかるサージ吸収素子の他の実施例
の構成をあられす断面図、第５図は、前記両サージ吸収
素子における金属板の径方向の縮小に伴って起こる軸方
向の縮小の説明図、第６図は、従来のサージ吸収素子の
構成をあられず断面図である。１．１′・・・サージ吸収素子　　２．２′・・・電極
３・・・円筒体（筒体）　　４．４′・・・金属板代理
人　弁理士　　松　本　武　彦第２図１Ｎ３図１Ｎ４図第５図Ａ−一一一一一一 →Ｊ開■１ノロＪ−Ｊ１８Ｕ８１ｊ　（ｄ）第６図１４゜１４（、“×涛に

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定距離の空間を隔てて対峙する一対の電極と、
電気絶縁性の筒体と筒体の両端開口部を塞ぐ金属板を有
する容器とを備え、この容器内に前記電極が納められて
いて、前記金属板が前記両電極にそれぞれ接触して引出
用電極となっており、前記両電極間に生ずる火花放電で
もってサージ吸収を行うサージ吸収素子において、前記
両電極がそれぞれ金属板に固着されていて、この金属板
の剛性により前記所定距離が保持されていることを特徴
とするサージ吸収素子。