TW202002439A - 突波防護元件及其製造方法 - Google Patents

Abstract

提供可用低成本來製作非常狹窄之間隙的突波防護元件及其製造方法。本發明的突波防護元件，具備：絕緣性管(2)、將絕緣性管的兩端開口部予以堵塞並將放電控制氣體密封於內部的一對密封電極(3)、以及以在一對密封電極之間將一部分作為放電空間(S)來空出的狀態下被一對密封電極的對向面給夾住並規定一對密封電極之間隔的間隔調整部(4)，間隔調整部，至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層(6a、6b)。

Description

突波防護元件及其製造方法

本發明，是關於從落雷等發生之突波來保護各種機器，而防止意外事故的突波防護元件及其製造方法。

在電話機、傳真機、數據機等之通訊機器用的電子機器與通訊線連接的部分，在電源線、天線或CRT、液晶電視及電漿電視等之畫面顯示驅動電路等，容易受到雷突波或靜電等之異常電壓(突波電壓)所致之電撃的部分，為了防止異常電壓導致電子機器或搭載該機器的印刷基板的熱損傷或起火等之破壞，是連接有突波防護元件。

以往，例如於專利文獻1，記載有微間隙式突波防護元件，其在玻璃管內相對向的金屬構件之間夾著以導電層覆蓋的構件。在該微間隙式突波防護元件，於以導電層覆蓋的構件之中央設置數μm～數十μm的狹縫(間隙)，成為若在規定電壓以下的話在相對向的金屬構件間不會流動電流的構造。而且，若超過設定的電壓的話，在狹縫間發生電弧放電，而在相對向的金屬構件間流動有電流。

該突波防護元件，是利用玻璃管之玻璃軟化的形狀變化能量以及與金屬的接合特性而成的裝置，於量產性亦優異故活用於廣泛的領域。 且，於專利文獻2，記載有突波防護元件，其具備：以陶瓷或玻璃等所形成的圓筒體、透過電絕緣性的環狀墊片而隔出既定距離之空間來對峙的一對電極。如這種突波防護元件般，使對向電極以氧化鋁等之陶瓷製圓筒體來密封的突波防護元件，被稱之為避雷器。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特公昭63-57918號公報 [專利文獻2]日本特開昭63-318085號公報

[發明所欲解決的課題]

於上述以往的技術，殘留有以下的課題。 亦即，玻璃覆蓋型微間隙式突波防護元件，玻璃與金屬構件的接合性良好，具有氣體的密封性、大氣或水分的阻斷性等之優異的可靠性，但構成微間隙的狹縫寬度狹窄，且形成微間隙周邊的導電性覆蓋層的厚度為數十μm較薄，故突波承受量的極限為1500A左右。且，必須要有導電性覆蓋層的成膜工程或形成微間隙用的雷射加工工程，工程變得複雜且製作上需要時間，有著高成本化的不良情形。 另一方面，避雷器型突波防護元件，是直徑5mm之產品的承受量為2000A，直徑8mm之產品的承受量為5000A，具有比玻璃覆蓋型微間隙式突波防護元件還高的突波承受量特性。這種避雷器型突波防護元件，採用在需要高可靠性的大型家電、太陽光發電及上下水道等之基礎設備等。又，避雷器型突波防護元件，是在金屬與陶瓷的接合中，需要高價的接合劑(銀系焊材)或比玻璃製圓筒構件還高價的氧化鋁製圓筒構件。此外，在陶瓷與金屬部的接合需要非常高的技術，且有必要在電極內部設置電極補助材(石墨等)，以保護電極及幫助放電的目的來在對向電極表面賦予介電材料，使得製造工程變得複雜。因此，製造費用比起玻璃覆蓋型微間隙式突波防護元件有著大幅上升的傾向。特別是，用在靜電對策的情況，是有必要如上述微間隙般以非常狹窄的間隔使相對向的電極互相分離，難以高精度地設定間隙。 此外，因電弧放電使得構成電極部的金屬融化飛散，而使金屬成分附著在絕緣性管的內面，藉此會有著使一對密封電極間的絕緣性惡化的問題。特別是，若大量金屬成分附著於絕緣性管的內面的話，亦有在絕緣性管的內周面形成有通電回路而導致短路的情況，該情況有著判斷突波防護元件到達壽命的不良情形。又，在專利文獻2所記載的突波防護元件，由於中介有環狀墊片，故在絕緣性管的內周面不會附著有金屬成分，但會在環狀墊片的內周面附著有金屬成分，結果還是有發生短路之虞。且，必須將環狀墊片作為各別構件來製作並設置在密封電極間，難以得到非常狹窄的間隙。

本發明，是有鑑於前述的課題而完成者，其目的在於提供可用低成本來製作非常狹窄之間隙的突波防護元件及其製造方法。 [用以解決課題的手段]

本發明，為了解決前述課題而採用以下的構造。亦即，第1發明的突波防護元件，其特徵為，具備：絕緣性管、將前述絕緣性管的兩端開口部予以堵塞並將放電控制氣體密封於內部的一對密封電極、以及以在一對前述密封電極之間將一部分作為放電空間來空出的狀態下被一對前述密封電極的對向面給夾住並規定一對前述密封電極之間隔的間隔調整部，前述間隔調整部，至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層。

在該突波防護元件，由於間隔調整部至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層，故可在一對密封電極之間中介有極薄的絕緣性薄膜層，與中介環狀構件的情況相較之下可設定非常狹窄的間隙。 且，不必另外準備構件，可藉由成膜來容易得到絕緣性薄膜層，可大幅降低製造成本。 此外，藉由採用避雷器型的對向電極，可維持小型且得到高承受量、高可靠性。

第2發明的突波防護元件，其特徵為，在第1發明中，前述絕緣性薄膜層，是在一對前述密封電極之至少一方的對向面成膜。 亦即，在該突波防護元件，絕緣性薄膜層，是在一對密封電極之至少一方的對向面成膜，故能事先在密封電極的對向面使絕緣性薄膜層成膜，只要將形成絕緣性薄膜層之後的密封電極插入至絕緣性管來接合便可容易製作。

第3發明的突波防護元件，其特徵為，在第1或第2發明中，前述絕緣性管為圓筒狀，前述絕緣性薄膜層，是形成為使外周緣接觸於前述絕緣性管之內周面的圓環狀。 亦即，在該突波防護元件，絕緣性薄膜層，是形成為使外周緣接觸於絕緣性管之內周面的圓環狀，故可在間隔調整部的內側確保放電空間。

第4發明的突波防護元件，其特徵為，在第1或第2發明中，前述絕緣性管為圓筒狀，前述間隔調整部配置在前述對向面的中央部分，前述絕緣性薄膜層是形成為圓形狀。 亦即，在該突波防護元件，間隔調整部配置在前述對向面的中央部分，絕緣性薄膜層是形成為圓形狀，故可在間隔調整部的外側確保放電空間。且，配置在對向面中央部分的間隔調整部會成為障壁，而可抑制因電弧放電而飛散的金屬成分飛散至絕緣性管之半徑方向相反側的放電空間的情況。

第5發明的突波防護元件，其特徵為，在第1或第2發明中，前述間隔調整部，是在前述對向面彼此空出間隔來複數分割而形成。 亦即，在該突波防護元件，間隔調整部，是在前述對向面彼此空出間隔來複數分割而形成，故若分割出來之間隔調整部的間隔越空，則可使一對密封電極間的放電空間設置得越廣。

第6發明的突波防護元件，其特徵為，在第1至第5發明之任一者中，前述間隔調整部，具備：在前述絕緣性管之軸線方向疊層且至少1個為前述絕緣性薄膜層的複數個薄膜層，在複數個前述薄膜層之中的至少1個，是使接觸於前述放電空間的周緣部，成為與疊層之其他的前述薄膜層不同形狀，在前述間隔調整部之與前述放電空間接觸的周緣部，形成有階差部。 亦即，在該突波防護元件，間隔調整部，具備疊層的複數個薄膜層，在複數個薄膜層之中的至少1個，是使接觸於放電空間的周緣部，成為與疊層之其他的薄膜層不同形狀，在間隔調整部之接觸於放電空間的周緣部，形成有階差部，故即使因電弧放電而飛散的金屬成分附著於間隔調整部的周緣部，由於有著階差部故難以形成附著金屬所致的通電回路，可抑制短路的情況。 且，藉由階差部使得透過間隔調整部之周緣部的密封電極間的沿面距離變長，在此觀點亦難以形成附著金屬所致的通電回路。又，在以往之一體的墊片，是難以加工周緣部來形成階差部，但在本發明的突波防護元件，是疊層形狀不同的複數個薄膜層，藉此即使在狹窄的間隙間亦可容易得到階差部。 此外，可用薄膜層的疊層數來容易調整一對密封電極間的間隙，製作容易且成本低。

第7發明的突波防護元件，其特徵為，在第6發明中，前述間隔調整部，具備以導電性材料所形成的功能性層。 亦即，在該突波防護元件，間隔調整部，具備以導電性材料所形成的功能性層，故可藉由絕緣性薄膜層來確保密封電極間的絕緣性，並藉由具有導電性的功能性層來調整放電特性。

第8發明的突波防護元件，其特徵為，在第7發明中，前述功能性層是以金屬所形成。 亦即，在該突波防護元件，功能性層是以金屬所形成，故飛散的金屬成分容易附著於金屬的功能性層，可抑制附著於絕緣性薄膜層的情況。

第9發明的突波防護元件，其特徵為，在第7發明中，前述功能性層是以離子源材料所形成。 亦即，在該突波防護元件，功能性層是以離子源材料所形成，故可成為具有作為電弧放電之契機之放電補助功能的功能性層。

第10發明的突波防護元件，其特徵為，在第7至第9發明之任一者中，前述功能性層是以導電性材料所形成的功能性薄片。 亦即，在該突波防護元件，功能性層是以導電性材料所形成的功能性薄片，故即使為難以成膜的材料亦可另外薄片化來作為功能性薄片而重疊於薄膜層。

第11發明的突波防護元件，其特徵為，在第1至第10發明之任一者中，前述絕緣性薄膜層，在絕緣性材料中含有導電性粒子。 亦即，在該突波防護元件，絕緣性薄板，在絕緣性材料中含有導電性粒子，故藉由絕緣性薄板中的離子源材料等之導電性粒子，可使絕緣性薄板自身具有作為電弧放電之契機的放電補助功能等。

第12發明的突波防護元件，其特徵為，在第1至第11發明之任一者中，前述絕緣性管為玻璃管。 亦即，在該突波防護元件，絕緣性管為玻璃管，故比起氧化鋁等之陶瓷，可便宜地製作，且由高氣體密封性及水分等的阻斷性而得到優異的可靠性。

第13發明的突波防護元件的製造方法，是製造第1至第12發明之任一種突波防護元件的方法，其特徵為，具有：間隔調整部形成工程，其在一對密封電極之至少一方的對向面，部分地形成用來規定一對前述密封電極之間隔的間隔調整部；以及密封工程，其以一對前述密封電極堵塞絕緣性管的兩端開口部來將放電控制氣體密封在內部，並以在一對前述密封電極之間將一部分作為放電空間來空出的狀態下藉由一對前述密封電極的對向面來夾住前述間隔調整部，前述間隔調整部形成工程，具有成膜工程，其在一對前述密封電極之至少一方的對向面，直接或是透過其他薄膜層來以絕緣性材料成膜出至少1個絕緣性薄膜層。 亦即，在該突波防護元件的製造方法，間隔調整部形成工程，具有成膜工程，其在一對密封電極之至少一方的對向面，直接或是透過其他薄膜層來以絕緣性材料成膜出至少1個絕緣性薄膜層，故藉由塗層而容易以薄且多樣的形狀來形成絕緣性薄膜層，並可設置非常狹窄的間隙。

第14發明的突波防護元件的製造方法，其特徵為，在第13發明中，在前述成膜工程，是直接於前述對向面或在其他薄膜層部分地塗佈含有成為前述絕緣性薄膜層之絕緣性材料的塗料，來形成前述絕緣性薄膜層。 亦即，在該突波防護元件的製造方法，是在成膜工程，直接於前述對向面或在其他薄膜層部分地塗佈含有成為絕緣性薄膜層之絕緣性材料的塗料來形成絕緣性薄膜層，故以塗料塗佈所致之塗層而可簡易且容易地成膜出絕緣性薄膜層。 [發明的效果]

根據本發明能發揮以下效果。 亦即，根據本發明之突波防護元件及其製造方法，間隔調整部，至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層，故與中介有環狀構件的情況相較之下，可設定非常狹窄的間隙，且可低成本地製作，可維持小型並得到高承受量、高可靠性。 於是，本發明的突波防護元件，適合用於要求小型且便宜並有高可靠性之產品的電氣機器之電源電路部或通訊電路部用等。特別是，本發明的突波防護元件，在基板實裝上適合用在包含靜電對策的廣泛用途。

以下，參照圖1及圖2來說明本發明之突波防護元件及其製造方法的第1實施形態。又，在以下說明所使用的各圖式，為了可辨識各構件或成為容易辨識的大小，是有適當變更比例尺。

本實施形態的突波防護元件1，如圖1及圖2所示般，具備：絕緣性管2、將絕緣性管2的兩端開口部予以堵塞並將放電控制氣體密封於內部的一對密封電極3、以及以在一對密封電極3之間將一部分作為放電空間S來空出的狀態下被一對密封電極3的對向面給夾住並規定一對密封電極3之間隔的間隔調整部4。

上述間隔調整部4，至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層6a、6b。 且，間隔調整部4，具備：在絕緣性管2之軸線方向疊層且至少1個為絕緣性薄膜層6a、6b的複數個薄膜層。

複數個薄膜層之中的至少1個，是使接觸於放電空間S的周緣部，成為與疊層之其他的薄膜層不同形狀，在間隔調整部4之與放電空間S接觸的周緣部，形成有階差部D。 上述絕緣性管2為圓筒狀，以鉛玻璃等之玻璃管所形成。又，絕緣性管2，是以便宜且密封性等優異的玻璃管所形成為佳，但亦可由氧化鋁等之結晶性陶瓷材所形成。

封入至上述絕緣性管2內的放電控制氣體，為惰性氣體等，例如採用He、Ar、Ne、Xe、Kr、SF₆ 、CO₂ 、C₃ F₈ 、C₂ F₆ 、CF₄ 、H₂ 、大氣等及該等的混合氣體。 上述密封電極3，例如以雙金屬(Dual metal)線、42合金(Fe：58wt％、Ni：42wt％)、Cu等來形成圓柱狀。 又，在本實施形態，使一對密封電極3進入絕緣性管2的內側來堵塞兩端開口部。 於各密封電極3，埋入有往外側突出之引線5的基端部。

複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)，是形成為使外周緣接觸於絕緣性管2之內周面的圓環狀，複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)之中至少1個(絕緣性薄膜層6b)的內徑，是與其他薄膜層(絕緣性薄膜層6a)不同，在間隔調整部4的內周面，形成有階差部D。

亦即，本實施形態的間隔調整部4，是以使在密封電極3的對向面直接成膜之內徑較小的絕緣性薄膜層6a、內徑比絕緣性薄膜層6a還大的絕緣性薄膜層6b，於軸線方向交互重疊而成的3層薄膜層所構成。 如上述般使內徑不同的圓環狀之絕緣性薄膜層6a、6b交互重疊，藉此對於內徑較大的絕緣性薄膜層6a，成為在內方使內徑較小的絕緣性薄膜層6a之內周緣部往半徑方向外方凹陷的狀態，而使階差部D形成在間隔調整部4的內周面。且，於間隔調整部4的內側，形成有大致圓盤狀的放電空間S。

又，間隔調整部4，是以厚度成為例如200～800μm的方式，來設定疊層之複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)的厚度與疊層數。亦即，間隔調整部4的厚度成為密封電極間距離。 且，對於密封電極3之對向面的面積，將對於間隔調整部4之對向面的設置面積設定在50％以內為佳。亦即，使間隔調整部4的設置面積成為50％以內，這是因為若超過50％的話就無法確保充分的放電空間S。

本實施形態之突波防護元件1的製造方法，具有：間隔調整部形成工程，其在一對密封電極3之至少一方的對向面，部分地形成用來規定一對密封電極3之間隔的間隔調整部4；以及密封工程，其以一對密封電極3堵塞絕緣性管2的兩端開口部來將放電控制氣體密封在內部，並以在一對密封電極3之間將一部分作為放電空間S來空出的狀態下藉由一對密封電極3的對向面來夾住間隔調整部4。

上述間隔調整部形成工程，具有成膜工程，其在一對密封電極3之至少一方的對向面，直接或是透過其他薄膜層來以絕緣性材料成膜出至少1個絕緣性薄膜層6a、6b。 在上述成膜工程，直接於前述對向面或在其他薄膜層部分地塗佈含有成為絕緣性薄膜層6a、6b之絕緣性材料的塗料，來形成絕緣性薄膜層6a、6b。 作為上述塗料，例如作為塗料主劑採用含有陶瓷、玻璃、樹脂粉末等者。

在本實施形態，於一對密封電極3之對向面的雙方將上述塗料塗佈成圓環狀來塗層，在對向面上直接成膜出內徑較小的絕緣性薄膜層6a，之後，於一對密封電極3之對向面的一方將上述塗料塗佈成圓環狀來塗層，在對向面上直接成膜出內徑較大的絕緣性薄膜層6b。 如此成膜絕緣性薄膜層6a、6b的一對密封電極3，是如圖2所示般，插入至絕緣性管2並以彼此夾住3層絕緣性薄膜層6a、6b的狀態來相對向，藉由熱處理來接合絕緣性管2與密封電極3，藉此製作具有間隔調整部4的突波防護元件1。

在這種本實施形態的突波防護元件1，由於間隔調整部4至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層6a、6b，故可在一對密封電極3之間中介有極薄的絕緣性薄膜層6a、6b，與中介環狀構件的情況相較之下可設定非常狹窄的間隙。 且，不必另外準備構件，可藉由成膜來容易得到絕緣性薄膜層6a、6b，可大幅降低製造成本。 此外，藉由採用避雷器型的對向電極，可維持小型且得到高承受量、高可靠性。 特別是，絕緣性管2為玻璃管，故比起氧化鋁等之陶瓷，可便宜地製作，且由高氣體密封性及水分等的阻斷性而得到優異的可靠性。

且，間隔調整部4，具備疊層的複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)，在複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)之中的至少1個，是使接觸於放電空間S的周緣部，成為與疊層之其他的薄膜層不同形狀，在間隔調整部4之接觸於放電空間S的周緣部，形成有階差部D，故即使因電弧放電而飛散的金屬成分附著於間隔調整部4的周緣部，由於有著階差部D故難以形成附著金屬所致的通電回路，可抑制短路的情況。

且，藉由階差部D使得透過間隔調整部4之周緣部的密封電極3間的沿面距離變長，在此觀點亦難以形成附著金屬所致的通電回路。又，在以往之一體的墊片，是難以加工周緣部來形成階差部，但在本實施形態的突波防護元件1，是疊層形狀不同的複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)，藉此即使在狹窄的間隙間亦可容易得到階差部D。

此外，可用薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)的疊層數來容易調整一對密封電極3間的間隙，製作容易且成本低。 且，圓環狀之複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)之中至少1個(絕緣性薄膜層6b)的內徑，是與其他薄膜層(絕緣性薄膜層6a)不同，在間隔調整部4的內周面，形成有階差部D，故可在間隔調整部4的內側確保被階差部D包圍的放電空間S。

且，在本實施形態之突波防護元件1的製造方法，間隔調整部形成工程，具有成膜工程，其在一對密封電極3之至少一方的對向面，直接或是透過其他薄膜層來以絕緣性材料成膜出至少1個絕緣性薄膜層6a、6b，故藉由塗層而容易以薄且多樣的形狀來形成絕緣性薄膜層6a、6b，並可設置非常狹窄的間隙。

特別是，在成膜工程，直接於前述對向面或在其他薄膜層部分地塗佈含有成為絕緣性薄膜層6a、6b之絕緣性材料的塗料來形成絕緣性薄膜層6a、6b，故以塗料塗佈所致之塗層而可簡易且容易地成膜出絕緣性薄膜層6a、6b。 又，作為塗料塗佈法，可採用網版印刷法、蓋章轉印法、凸版(活版)印刷法、平版印刷法等。

接著，參照圖3至圖12，說明本發明之突波防護元件的第2至第6實施形態。又，在以下各實施形態的說明中，對於與上述實施形態中說明過的相同構成要件附上相同的符號，並省略其說明。

第2實施形態與第1實施形態的相異點，在第1實施形態，是將圓環狀之複數個薄膜層(絕緣性薄膜層6a、6b)予以重疊來構成間隔調整部4，相對於此，第2實施形態的突波防護元件21，是如圖3及圖4所示般，將圓形狀之複數個薄膜層(絕緣性薄膜層26a、26b)予以重疊來構成間隔調整部24。 亦即，在第2實施形態，間隔調整部24是配置在密封電極3之對向面的中央部分，複數個薄膜層(絕緣性薄膜層26a、26b)，是形成為彼此軸線共通的圓形狀。

又，在第2實施形態，間隔調整部24，是以疊層的3層薄膜層(絕緣性薄膜層26a、26b)所構成。 如上述般使間隔調整部24配置在對向面的中央部分，藉此在間隔調整部24的外側形成有大致圓環狀的放電空間S。

本實施形態的間隔調整部24，是以使在密封電極3的對向面直接成膜之外徑較大的絕緣性薄膜層26a、外徑比絕緣性薄膜層26a還小的絕緣性薄膜層26b，交互重疊於軸線方向而成的3層薄膜層所構成。 如上述般使外徑不同的圓形狀之絕緣性薄膜層26a、26b交互重疊，藉此對於外徑較大的絕緣性薄膜層26a，使外徑較小的絕緣性薄膜層26b之周緣部成為往半徑方向內方凹陷的狀態，而使階差部D形成在間隔調整部24的內周面。且，於間隔調整部24的外側，形成有大致圓環狀的放電空間S。

在第2實施形態，於一對密封電極3之對向面的雙方將上述塗料塗佈成圓形狀來塗層，在對向面上直接成膜出外徑較大的絕緣性薄膜層26a，之後，於一對密封電極3之對向面的一方將上述塗料塗佈成圓形狀來塗層，在對向面上直接成膜出外徑較小的絕緣性薄膜層26b。如此成膜絕緣性薄膜層26a、26b的一對密封電極3，是如圖4所示般，插入至絕緣性管2並以彼此夾住絕緣性薄膜層26a、26b的狀態來相對向，藉由熱處理來接合絕緣性管2與密封電極3，藉此製作具有間隔調整部24的突波防護元件21。

如上述般，在第2實施形態的突波防護元件21，圓環狀之複數個薄膜層(絕緣性薄膜層26a、26b)之中至少1個(絕緣性薄膜層26b)的外徑，是與其他薄膜層(絕緣性薄膜層26a)不同，在間隔調整部24的外周面，形成有階差部D，故可在間隔調整部24的外側確保放電空間S。且，配置在對向面中央部分的間隔調整部24會成為障壁，而可抑制因電弧放電而飛散的金屬成分飛散至絕緣性管2之半徑方向相反側的放電空間S的情況。

接著，第3實施形態與第1實施形態的相異點，在第1實施形態，是所有的薄膜層均為絕緣性薄膜層6a、6b，相對於此，在第3實施形態的突波防護元件31，是如圖5及圖6所示般，間隔調整部34，具備以絕緣性材料所形成的薄膜層亦即絕緣性薄膜層6a、6b、以及以導電性材料所形成的功能性層36。

上述功能性層36，是以導電性材料所形成的功能性薄片。 特別是，在第3實施形態，功能性層36是以金屬薄片所形成。 該功能性層36，例如以與密封電極3相同的42合金或Cu等之金屬所形成。 在本實施形態，功能性層36形成為與絕緣性薄膜層6a相同形狀，且被夾在一對絕緣性薄膜層6b之間來疊層。於是，功能性層36，是成為從上下的絕緣性薄膜層6b往半徑方向內方突出的狀態。

亦即，在第3實施形態，與第2實施形態同樣地在一對密封電極3之一方的對向面事先成膜絕緣性薄膜層6a及絕緣性薄膜層6b，並在一對密封電極3之另一方的對向面成膜絕緣性薄膜層6a，如圖6所示般，在成膜後的一對密封電極3之間配置功能性層36的狀態下，將一對密封電極3插入至絕緣性管2並以彼此夾住絕緣性薄膜層6a、6b及功能性層36的狀態來相對向，藉由熱處理來接合絕緣性管2與密封電極3，藉此製作具有間隔調整部34的突波防護元件31。

如上述般，在第3實施形態的突波防護元件31，間隔調整部34，具備以導電性材料所形成的薄膜層亦即功能性層36，故可藉由絕緣性薄膜層6a、6b來確保密封電極3間的絕緣性，並藉由具有導電性的功能性層36來調整放電特性。 特別是，在第3實施形態，功能性層36是以金屬所形成，故飛散的金屬成分容易附著於金屬的功能性層36，可抑制附著於絕緣性薄膜層6a、6b的情況。

且，功能性層36為功能性薄片，故即使為難以成膜的材料亦可另外薄片化來作為功能性薄片而重疊於薄膜層。特別是，難以用成膜來得到對於上下的薄膜層往半徑方向內方突出的薄膜層，相對於此，若為薄片狀的功能性層36的話，可往半徑方向內方突出。

接著，第4實施形態與第3實施形態的相異點，在第3實施形態，是採用金屬的功能性層36，相對於此，在第4實施形態的突波防護元件41，是如圖7及圖8所示般，間隔調整部44的功能性層46為以離子源材料所形成。 亦即，第4實施形態的功能性層46，是離子源材料且為電離能比密封電極3還高的材料，例如以碳材所形成之圓形狀的放電補助部。功能性層46，例如為圓形狀的石墨薄片。

在該突波防護元件41，若過電壓或過電流入侵的話，首先在成為放電補助部的功能性層46與密封電極3之間進行初期放電，若以該初期放電為契機，使放電進一步進展的話，會從一方的密封電極3往另一方的密封電極3進行電弧放電。 如上述般，在第4實施形態的突波防護元件41，功能性層46是以離子源材料所形成，故可成為具有作為電弧放電之契機之放電補助功能的功能性層。

接著，第5實施形態與第1實施形態的相異點，在第1實施形態，間隔調整部4是以在絕緣性管2的軸線方向疊層的絕緣性薄膜層6a、6b之複數個薄膜層所構成，相對於此，第5實施形態的突波防護元件51，是如圖9及圖10所示般，間隔調整部54，是僅以在一方的密封電極3的對向面成膜的1層絕緣性薄膜層56所構成。

亦即，在第5實施形態，在製作突波防護元件51之際，僅事先在一方的密封電極3的對向面成膜絕緣性薄膜層56之單層，並將該密封電極3與另一方的密封電極3在絕緣性管2內彼此對接，藉此構成只有絕緣性薄膜層56一層之厚度的間隙。

且，在第5實施形態，構成間隔調整部54的1層絕緣性薄膜層56，在絕緣性材料中含有導電性粒子C這點亦與第1實施形態不同。 亦即，第5實施形態的絕緣性薄膜層56，是以作為全體維持著絕緣性的狀態來以分散狀態含有離子源材料等之導電性粒子C。 例如，絕緣性薄膜層56，是在絕緣性材料中含有離子源材料的碳粒子來作為導電性粒子C，一部分的導電性粒子C是露出於內周面。在本實施形態，是將含有導電性粒子C的塗料塗佈於密封電極3的對向面藉此成膜絕緣性薄膜層56。

如上述般，在第5實施形態的突波防護元件51，絕緣性薄膜層56，是在密封電極3的對向面成膜，故能事先在密封電極3的對向面使絕緣性薄膜層56成膜，只要將形成絕緣性薄膜層56之後的密封電極3插入至絕緣性管2來接合便可容易製作。 且，絕緣性薄膜層56，在絕緣性材料中含有導電性粒子C，故藉由絕緣性薄膜層56中的離子源材料等之導電性粒子C，可使絕緣性薄膜層56自身具有作為電弧放電之契機的放電補助功能等。

接著，第6實施形態與第5實施形態的相異點，在第5實施形態，是將圓環狀的間隔調整部54設在一對密封電極3的對向面間，相對於此，在第6實施形態的突波防護元件61，是如圖11及圖12所示般，間隔調整部64，是在密封電極3的對向面彼此空出間隔來複數分割而形成。 亦即，在第6實施形態，間隔調整部64是分割成：在一方的密封電極3的對向面上彼此空出均等的間隔來配置並成膜的3個小的圓形狀或圓點狀的絕緣性薄膜層66。

又，第6實施形態的絕緣性薄膜層66，是在絕緣性材料中不含有導電性粒子C。 如上述般，在第6實施形態的突波防護元件61，間隔調整部64，是在密封電極3的對向面彼此空出間隔來複數分割而形成，故若分割出來之間隔調整部64(絕緣性薄膜層66)的間隔越空，則可使一對密封電極3間的放電空間S設置得越廣。

且，本發明之技術範圍不限定於上述各實施形態，在不超脫本發明之主旨的範圍內可加入各種變更。 例如，雖如上述各實施形態般以塗料塗佈法來成膜絕緣性薄膜層為佳，但亦可採用電鍍等之其他的成膜方法。 且，在上述實施形態，雖採用功能性薄片的功能性層，但亦可藉由與其他薄膜層相同的塗料塗佈法來成膜出功能性層。

1、21、31、41、51、61‧‧‧突波防護元件 2‧‧‧絕緣性管 3‧‧‧密封電極 4、24、34、44、54、64‧‧‧間隔調整部 6a、6b、26a、26b、56、66‧‧‧絕緣性薄膜層 36、46‧‧‧功能性層 C‧‧‧導電性粒子 S‧‧‧放電空間

圖1是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第1實施形態中，表示突波防護元件的軸線方向之剖面圖。 圖2是在第1實施形態中，表示突波防護元件的分解立體圖。 圖3是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第2實施形態中，表示突波防護元件的軸線方向之剖面圖。 圖4是在第2實施形態中，表示突波防護元件的分解立體圖。 圖5是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第3實施形態中，表示突波防護元件的軸線方向之剖面圖。 圖6是在第3實施形態中，表示突波防護元件的分解立體圖。 圖7是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第4實施形態中，表示突波防護元件的軸線方向之剖面圖。 圖8是在第4實施形態中，表示突波防護元件的分解立體圖。 圖9是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第5實施形態中，表示突波防護元件的軸線方向之剖面圖。 圖10是在第5實施形態中，表示突波防護元件的分解立體圖。 圖11是在本發明之突波防護元件及其製造方法的第6實施形態中，表示通過各絕緣性薄膜層的切斷面之突波防護元件的剖面圖。 圖12是在第6實施形態中，表示成膜間隔調整部後之密封電極的立體圖。

1‧‧‧突波防護元件

2‧‧‧絕緣性管

3‧‧‧密封電極

4‧‧‧間隔調整部

5‧‧‧引線

6a、6b‧‧‧絕緣性薄膜層

D‧‧‧階差部

S‧‧‧放電空間

Claims (14)

1. 一種突波防護元件，其特徵為，具備： 絕緣性管、 將前述絕緣性管的兩端開口部予以堵塞並將放電控制氣體密封於內部的一對密封電極、以及 以在一對前述密封電極之間將一部分作為放電空間來空出的狀態下被一對前述密封電極的對向面給夾住並規定一對前述密封電極之間隔的間隔調整部， 前述間隔調整部，至少具備1個以絕緣性材料所成膜的絕緣性薄膜層。
2. 如請求項1所述之突波防護元件，其中， 前述絕緣性薄膜層，是在一對前述密封電極之至少一方的對向面成膜。
3. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述絕緣性管為圓筒狀， 前述絕緣性薄膜層，是形成為使外周緣接觸於前述絕緣性管之內周面的圓環狀。
4. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述絕緣性管為圓筒狀， 前述間隔調整部配置在前述對向面的中央部分， 前述絕緣性薄膜層，是形成為彼此軸線共通的圓形狀。
5. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述間隔調整部，是在前述對向面彼此空出間隔來複數分割而形成。
6. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述間隔調整部，具備：在前述絕緣性管之軸線方向疊層且至少1個為前述絕緣性薄膜層的複數個薄膜層， 在複數個前述薄膜層之中的至少1個，是使接觸於前述放電空間的周緣部，成為與疊層之其他的前述薄膜層不同形狀， 在前述間隔調整部之與前述放電空間接觸的周緣部，形成有階差部。
7. 如請求項6所述之突波防護元件，其中， 前述間隔調整部，具備以導電性材料所形成的功能性層。
8. 如請求項7所述之突波防護元件，其中， 前述功能性層是以金屬所形成。
9. 如請求項7所述之突波防護元件，其中， 前述功能性層是以離子源材料所形成。
10. 如請求項7所述之突波防護元件，其中， 前述功能性層是以導電性材料所形成的功能性薄片。
11. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述絕緣性薄膜層，在絕緣性材料中含有導電性粒子。
12. 如請求項1或2所述之突波防護元件，其中， 前述絕緣性管為玻璃管。
13. 一種突波防護元件的製造方法，是製造請求項1或2所述之突波防護元件的方法，其特徵為，具有： 間隔調整部形成工程，其在一對密封電極之至少一方的對向面，部分地形成用來規定一對前述密封電極之間隔的間隔調整部；以及 密封工程，其以一對前述密封電極堵塞絕緣性管的兩端開口部來將放電控制氣體密封在內部，並以在一對前述密封電極之間將一部分作為放電空間來空出的狀態下藉由一對前述密封電極的對向面來夾住前述間隔調整部， 前述間隔調整部形成工程，具有成膜工程，其在一對前述密封電極之至少一方的對向面，直接或是透過其他薄膜層來以絕緣性材料成膜出至少1個絕緣性薄膜層。
14. 如請求項13所述之突波防護元件的製造方法，其中， 在前述成膜工程，是直接於前述對向面或在其他薄膜層部分地塗佈含有成為前述絕緣性薄膜層之絕緣性材料的塗料，來形成前述絕緣性薄膜層。

Images