JP2006049064A - サージアブソーバ - Google Patents
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Abstract
【課題】 高温領域で化学的安定性に優れ、かつ主放電面に対する付着力の優れた酸化物層が被覆されたことにより、長寿命化したサージアブソーバを提供すること。
【解決手段】 放電ギャップ2を介して導電性被膜3が分割形成された円柱状セラミックス4と、対向配置されて導電性被膜3に接触する一対の主放電電極部材5と、円柱状セラミックス4を内部に封止ガス7と共に封入する筒型セラミックス8とを備え、主放電電極部材5の対向する面である主放電面10Aが、ガラス被膜11で被覆されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 放電ギャップ2を介して導電性被膜3が分割形成された円柱状セラミックス4と、対向配置されて導電性被膜3に接触する一対の主放電電極部材5と、円柱状セラミックス4を内部に封止ガス7と共に封入する筒型セラミックス8とを備え、主放電電極部材5の対向する面である主放電面10Aが、ガラス被膜11で被覆されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバに関する。
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはCRT駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電流(サージ電流)や異常電圧(サージ電圧)による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷又は発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
従来、例えばマイクロギャップを有するサージ吸収素子を用いたサージアブソーバが提案されている。このサージアブソーバは、導電性被膜で被覆した円柱状のセラミックス部材の周面に、いわゆるマイクロギャップが形成され、セラミックス部材の両端に一対のキャップ電極を有するサージ吸収素子が封止ガスと共にガラス管内に収容され、円筒状のガラス管の両端にリード線を有する封止電極が高温加熱で封止された放電型サージアブソーバである。
近年、このような放電タイプのサージアブソーバにおいても、長寿命化が進んでいる。上記サージアブソーバに適応した例としては、ギャップ電極の主放電が行われる面にキャップ電極よりも放電時の揮散性が低いSnO2を被覆層としたものがある。このようにすることによって、主放電時にキャップ電極の金属成分がマイクロギャップやガラス管の内壁に飛散することを抑制して長寿命化を図っている(例えば、特許文献1参照。)。
また、機器の小型化に伴い、表面実装化が進んでいる。上記サージアブソーバに適応した例としては、面実装型(メルフ型)として、封止電極にリード線がなく、実装するときは封止電極と基板側とをハンダ付けで接続して固定するものがある(例えば、特許文献2参照)。
このサージアブソーバ100は、図10に示すように、一面に中央の放電ギャップ101を介して導電性被膜102が分割形成された板状セラミックス103と、この板状セラミックス103の両端に配置された一対の封止電極105と、これら封止電極105を両端に配して板状セラミックス103を封止ガス106と共に封止する筒型セラミックス107とを備えている。
この封止電極105は、端子電極部材108と、この端子電極部材108と電気的に接続して導電性被膜102に接触する板バネ導体109とによって構成されている。
特開平10−106712号公報 (第5頁、第1図)
特開2000−268934号公報 (第1図)
このサージアブソーバ100は、図10に示すように、一面に中央の放電ギャップ101を介して導電性被膜102が分割形成された板状セラミックス103と、この板状セラミックス103の両端に配置された一対の封止電極105と、これら封止電極105を両端に配して板状セラミックス103を封止ガス106と共に封止する筒型セラミックス107とを備えている。
この封止電極105は、端子電極部材108と、この端子電極部材108と電気的に接続して導電性被膜102に接触する板バネ導体109とによって構成されている。
しかしながら、上記従来のサージアブソーバには、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来のサージアブソーバでは、例えば化学蒸着(CVD)法等の薄膜形成法によってSnO2被膜が形成されたが、SnO2被膜のキャップ電極に対する付着力が弱いために、主放電時のSnO2被膜の剥離により、SnO2被膜の特性を十分に発揮させることができなかった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高温領域で化学的安定性に優れ、かつ主放電面に対する付着力の優れた酸化物層が被覆されたことにより、長寿命化したサージアブソーバを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるサージアブソーバは、放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された絶縁性部材と、対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の主放電電極部材と、内部に前記絶縁性部材を封止ガスと共に封入する絶縁性管とを備えるサージアブソーバであって、前記一対の主放電電極部材の対向する面である主放電面が、ガラス部材で被覆されていることを特徴とする。
この発明によれば、外部から侵入したサージ等の異常電流及び異常電圧は、放電ギャップでの放電をトリガとし、一対の主放電電極部材の対向する面である主放電面間で主放電が行われることで吸収される。ここで、主放電面がガラス部材で被覆されることで、主放電時に主放電面の金属成分が飛散して放電ギャップや絶縁性管の内壁などに付着することを抑制する。
また、主放電によってガラス部材が損傷した場合であっても、加熱溶融した他の部分のガラス部材が被覆剤として機能することで損傷した箇所を被覆する。さらに、被覆しているガラス部材が酸化剤として機能することで、主放電面を主放電面の金属成分で形成された酸化物層で被覆する。この酸化物層は高温領域で化学的安定性に優れているので、これによっても、主放電時に主放電面の金属成分が飛散することが抑制される。
このように、主放電面の金属成分の飛散が抑制されることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。
また、高温領域で化学的安定性に優れる高価な金属を主放電電極部材として使用する必要がないため、主放電電極部材に安価な金属材料を用いることができる。
また、主放電によってガラス部材が損傷した場合であっても、加熱溶融した他の部分のガラス部材が被覆剤として機能することで損傷した箇所を被覆する。さらに、被覆しているガラス部材が酸化剤として機能することで、主放電面を主放電面の金属成分で形成された酸化物層で被覆する。この酸化物層は高温領域で化学的安定性に優れているので、これによっても、主放電時に主放電面の金属成分が飛散することが抑制される。
このように、主放電面の金属成分の飛散が抑制されることで、サージアブソーバの長寿命化が図れる。
また、高温領域で化学的安定性に優れる高価な金属を主放電電極部材として使用する必要がないため、主放電電極部材に安価な金属材料を用いることができる。
また、本発明にかかるサージアブソーバは、前記一対の主放電電極部材の対向する面である主放電面に、酸化処理による酸化膜が形成されていることが好ましい。
この発明によれば、高温領域で化学的安定性に優れた主放電面とすることができる。また、この酸化膜は主放電面との付着力が優れているので、酸化膜の特性を発揮することができる。
この発明によれば、高温領域で化学的安定性に優れた主放電面とすることができる。また、この酸化膜は主放電面との付着力が優れているので、酸化膜の特性を発揮することができる。
本発明のサージアブソーバによれば、主放電面をガラス部材で被覆することで、主放電面の金属成分の飛散が抑制される。また、主放電時に被覆しているガラス部材が損傷しても、加熱溶融した他の部分のガラス部材が被覆剤あるいは酸化剤として機能することによって主放電面の金属成分が飛散することを抑制する。したがって、サージアブソーバを長寿命とすることができる。
以下、本発明にかかるサージアブソーバの第1の実施形態を、図1から図3を参照しながら説明する。
本実施形態によるサージアブソーバ1は、図1に示すように、いわゆるマイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバであって、周面に中央の放電ギャップ2を介して導電性被膜3が分割形成された円柱状セラミックス(絶縁性部材)4と、この円柱状セラミックス4の両端に対向配置されて導電性被膜3に接触する一対の主放電電極部材5と、一対の主放電電極部材5を両端に配して、円柱状セラミックス4を内部に所望の電気特性を得るために組成などを調整された、例えば、Ar(アルゴン)などの封止ガス7と共に封止する筒型セラミックス(絶縁性管)8とを備えている。
本実施形態によるサージアブソーバ1は、図1に示すように、いわゆるマイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバであって、周面に中央の放電ギャップ2を介して導電性被膜3が分割形成された円柱状セラミックス(絶縁性部材)4と、この円柱状セラミックス4の両端に対向配置されて導電性被膜3に接触する一対の主放電電極部材5と、一対の主放電電極部材5を両端に配して、円柱状セラミックス4を内部に所望の電気特性を得るために組成などを調整された、例えば、Ar(アルゴン)などの封止ガス7と共に封止する筒型セラミックス(絶縁性管)8とを備えている。
円柱状セラミックス4は、ムライト焼結体等のセラミックス材料からなり、表面に導電性被膜3として物理蒸着(PVD)法、化学蒸着(CVD)法の薄膜形成技術によるTiN(窒化チタン)などの薄膜が形成されている。
放電ギャップ2は、レーザカット、ダイシング、エッチングなどの加工によって0.01から1.5mmの幅で1から100本形成されるが、本実施形態では、150μmのものを1本形成している。
放電ギャップ2は、レーザカット、ダイシング、エッチングなどの加工によって0.01から1.5mmの幅で1から100本形成されるが、本実施形態では、150μmのものを1本形成している。
一対の主放電電極部材5は、Fe(鉄)、Ni(ニッケル)、及びCo(コバルト)の合金であるコバール(KOVAR:登録商標)で構成されている。
この一対の主放電電極部材5は、図2に示すように、それぞれ筒型セラミックス8の端面とロウ材9で接着される縦横比が1以下とされた長方形状の周縁部5Aと、筒型セラミックス8の内側且つ軸方向に突出すると共に円柱状セラミックス4を支持する突出支持部10とを備え、突出支持部10に囲まれて円柱状セラミックス4の端部に対向する位置には中央領域5Bが形成されている。
突出支持部10は、径方向内側面と円柱状セラミックス4の端部とを圧入又は嵌合させやすいように、径方向内側面がわずかにテーパ形状を有することが望ましい。また、突出支持部10の先端の互いに対向する面が主放電面10Aとされている。
ここで、主放電電極部材5の主放電面10Aに、大気中で500℃、30分間酸化処理を行うことにより平均膜厚0.6μmの酸化膜10Bが形成されている。
また、主放電面10Aの表面には、SiO2(酸化ケイ素)を含有するガラス被膜(ガラス部材)11が被覆されている。ガラスを被膜する方法としては、物理蒸着(PVD)法や印刷・焼成法などを使用した。
この一対の主放電電極部材5は、図2に示すように、それぞれ筒型セラミックス8の端面とロウ材9で接着される縦横比が1以下とされた長方形状の周縁部5Aと、筒型セラミックス8の内側且つ軸方向に突出すると共に円柱状セラミックス4を支持する突出支持部10とを備え、突出支持部10に囲まれて円柱状セラミックス4の端部に対向する位置には中央領域5Bが形成されている。
突出支持部10は、径方向内側面と円柱状セラミックス4の端部とを圧入又は嵌合させやすいように、径方向内側面がわずかにテーパ形状を有することが望ましい。また、突出支持部10の先端の互いに対向する面が主放電面10Aとされている。
ここで、主放電電極部材5の主放電面10Aに、大気中で500℃、30分間酸化処理を行うことにより平均膜厚0.6μmの酸化膜10Bが形成されている。
また、主放電面10Aの表面には、SiO2(酸化ケイ素)を含有するガラス被膜(ガラス部材)11が被覆されている。ガラスを被膜する方法としては、物理蒸着(PVD)法や印刷・焼成法などを使用した。
筒型セラミックス8は、例えばAl2O3(アルミナ)等の絶縁性セラミックスからなり、断面長方形を有し、両端面外形が周縁部5Aの外周寸法とほぼ一致している。
次に、以上の構成からなる本実施形態のサージアブソーバ1の製造方法について説明する。
まず、一対の主放電電極部材5を抜き打ち加工によって所望の形状に一体成形する。そして、主放電面10Aに対し、大気中で500℃、30分間酸化処理を行うことにより平均膜厚0.6μmの酸化膜10Bを形成する。そして、主放電面10Aにガラスペーストを印刷・焼成することにより、ガラス被膜11を被覆する。
まず、一対の主放電電極部材5を抜き打ち加工によって所望の形状に一体成形する。そして、主放電面10Aに対し、大気中で500℃、30分間酸化処理を行うことにより平均膜厚0.6μmの酸化膜10Bを形成する。そして、主放電面10Aにガラスペーストを印刷・焼成することにより、ガラス被膜11を被覆する。
続いて、筒型セラミックス8の両端面に、ロウ材9とのぬれ性を向上させるために、例えば、Mo(モリブデン)−W(タングステン)層とNi層とを各1層ずつ備えるメタライズ層を形成する。
そして、一方の主放電電極部材5の中央領域5B上に、円柱状セラミックス4を載置して径方向内側面と円柱状セラミックス4の端面とを接触させる。その後、周縁部5Aと筒型セラミックス8の端面との間にロウ材9を挟んだ状態で、筒型セラミックス8を他方の主放電電極部材5の周縁部5A上に載置する。
さらに、円柱状セラミックス4の上方が中央領域5Bと対向するように主放電電極部材5を載置して径方向内側面と主放電電極部材5とを接触させる。そして、周縁部5Aと筒型セラミックス8の端面との間にロウ材9を挟んだ状態とする。
そして、一方の主放電電極部材5の中央領域5B上に、円柱状セラミックス4を載置して径方向内側面と円柱状セラミックス4の端面とを接触させる。その後、周縁部5Aと筒型セラミックス8の端面との間にロウ材9を挟んだ状態で、筒型セラミックス8を他方の主放電電極部材5の周縁部5A上に載置する。
さらに、円柱状セラミックス4の上方が中央領域5Bと対向するように主放電電極部材5を載置して径方向内側面と主放電電極部材5とを接触させる。そして、周縁部5Aと筒型セラミックス8の端面との間にロウ材9を挟んだ状態とする。
上述のように仮組した状態で十分に真空引きを行った後、封止ガス雰囲気としてロウ材9が溶融するまで加熱し、ロウ材9の溶融により円柱状セラミックス4を封止し、その後急速に冷却を行う。以上のようにして、サージアブソーバ1を製造する。
このようにして製造したサージアブソーバ1を、例えば、図3に示すように、プリント基板等の基板B上に筒型セラミックス8の一側面である実装面8Aを基板B上に載置し、基板Bと一対の主放電電極部材5の外面とをハンダSによって接着固定して使用する。
このようにして製造したサージアブソーバ1を、例えば、図3に示すように、プリント基板等の基板B上に筒型セラミックス8の一側面である実装面8Aを基板B上に載置し、基板Bと一対の主放電電極部材5の外面とをハンダSによって接着固定して使用する。
このように構成されたサージアブソーバ1によれば、主放電面10Aがガラス被膜11及び高温領域で化学的(熱力学的)に安定した酸化膜10Bによって被覆されていることで、主放電時に主放電面10Aの金属成分が飛散して放電ギャップ2や筒型セラミックス8の内壁などに付着することを抑制できる。また、主放電時に、ガラス被膜11及び酸化膜10Bが損傷しても、加熱溶融した他の部分のガラス被膜11が被覆剤として機能することで、この損傷箇所を被覆すると共に、酸化剤として機能することで、主放電面10Aの金属成分で形成された酸化物層で被覆する。これによっても、主放電面10Aの金属成分の飛散が抑制される。したがって、サージアブソーバの長寿命化が図れる。
また、高温領域で化学的安定性に優れる高価な金属を主放電電極部材5として使用する必要がないため、本発明では主放電電極部材5に安価な金属材料を用いることができる。
また、高温領域で化学的安定性に優れる高価な金属を主放電電極部材5として使用する必要がないため、本発明では主放電電極部材5に安価な金属材料を用いることができる。
次に、第2の実施形態について、図4を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第1の実施形態と同様であり、上述の第1の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図4においては、図1と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第1の実施形態と同様であり、上述の第1の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図4においては、図1と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、第1の実施形態では主放電電極部材5の突出支持部10によって円柱状セラミックス4が支持された構成であるのに対して、第3の実施形態におけるサージアブソーバ20は、主放電電極部材21が第1の実施形態における主放電電極部材5と同様の構成である端子電極部材22とキャップ電極23とを有しており、円柱状セラミックス4がキャップ電極23を介して端子電極部材22に設けられた突出支持部24に支持されている点である。
一対のキャップ電極23は、円柱状セラミックス4よりも硬度が低く、塑性変形できる、例えばステンレス等の金属からなり、外周部が端子電極部材22の突出支持部24の先端よりも軸方向内方に延びて断面略U字状に形成され、主放電面23Aとされている。
この一対のキャップ電極23の表面は、所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で700℃、40分間酸化処理を行うことにより、酸化膜23Bが0.6μm形成されている。
また、主放電面23Aの表面には、物理蒸着(PVD)法や印刷・焼成法により、ガラス被膜25が被覆されている。
この一対のキャップ電極23の表面は、所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で700℃、40分間酸化処理を行うことにより、酸化膜23Bが0.6μm形成されている。
また、主放電面23Aの表面には、物理蒸着(PVD)法や印刷・焼成法により、ガラス被膜25が被覆されている。
次に、以上の構成からなる本実施形態のサージアブソーバ20の製造方法について説明する。
まず、一対の端子電極部材22に対し焼鈍処理を施した後、抜き打ち加工によって一体成形する。
そして、一対のキャップ電極23の表面に、所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で700℃、40分間酸化処理を行うことにより酸化膜23Bを形成する。そして、主放電面23Aの表面に、物理蒸着(PVD)法によりガラス被膜25を被覆する。
その後、一対のキャップ電極23を円柱状セラミックス4の両端に係合させ、第1の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ20を製造する。
まず、一対の端子電極部材22に対し焼鈍処理を施した後、抜き打ち加工によって一体成形する。
そして、一対のキャップ電極23の表面に、所定酸素濃度に制御された還元雰囲気で700℃、40分間酸化処理を行うことにより酸化膜23Bを形成する。そして、主放電面23Aの表面に、物理蒸着(PVD)法によりガラス被膜25を被覆する。
その後、一対のキャップ電極23を円柱状セラミックス4の両端に係合させ、第1の実施形態と同様の方法でサージアブソーバ20を製造する。
このように構成されたサージアブソーバ20は、上述した第1の実施形態にかかるサージアブソーバ1と同様の作用、効果を有するが、円柱状セラミックス4よりも硬度の低いキャップ電極23が円柱状セラミックス4と突出支持部24との両面に密着して良好な接触面が得られる。これにより、十分なオーミックコンタクトを得ることができ、サージアブソーバ20の放電開始電圧などの電気特性が安定する。
次に、第3の実施形態について、図5を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第2の実施形態と同様であり、上述の第2の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図5においては、図4と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第2の実施形態と同様であり、上述の第2の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図5においては、図4と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
第3の実施形態と第2の実施形態との異なる点は、第2の実施形態では端子電極部材22が一体的に形成された突出支持部24を有しているのに対して、第4の実施形態におけるサージアブソーバ30では、図5(a)に示すように、主放電電極部材31が平板状の端子電極部材32とキャップ電極23とで構成されている点である。
そして、この一対の端子電極部材32の互いに対向する内面には、ロウ材33が塗布されている。
このロウ材33は、図5(b)に示すように、一対の端子電極部材32とキャップ電極23との接触面に形成された間隙34を埋める充填部35と、キャップ電極23の両端でキャップ電極23の外周面を保持する保持部36とを備えている。
なお、保持部36の高さhは、キャップ電極23の高さよりも低く形成されている。これにより、キャップ電極23の互いに対向する面が、主放電面23Aとなる。
このロウ材33は、図5(b)に示すように、一対の端子電極部材32とキャップ電極23との接触面に形成された間隙34を埋める充填部35と、キャップ電極23の両端でキャップ電極23の外周面を保持する保持部36とを備えている。
なお、保持部36の高さhは、キャップ電極23の高さよりも低く形成されている。これにより、キャップ電極23の互いに対向する面が、主放電面23Aとなる。
次に、以上の構成からなる本実施形態のサージアブソーバ30の製造方法について説明する。
まず、上述した第2の実施形態と同様に一対のキャップ電極23の表面に酸化膜23Bを形成し、主放電面23Aを、物理蒸着(PVD)法によりガラス被膜25で被覆する。そして、円柱状セラミックス4の両端に係合させる。
次に、端子電極部材32の一面に保持部36を形成するのに十分な量のロウ材33を塗布し、端子電極部材32の中央領域上に、キャップ電極23が係合された円柱状セラミックス4を載置して端子電極部材32とキャップ電極23とを接触させる。そして、筒型セラミックス8の端面を載置する。
さらに、筒型セラミックス8のもう一方の端面にロウ材33が塗布されたもう一方の端子電極部材32を載置することで仮組みの状態とする。
まず、上述した第2の実施形態と同様に一対のキャップ電極23の表面に酸化膜23Bを形成し、主放電面23Aを、物理蒸着(PVD)法によりガラス被膜25で被覆する。そして、円柱状セラミックス4の両端に係合させる。
次に、端子電極部材32の一面に保持部36を形成するのに十分な量のロウ材33を塗布し、端子電極部材32の中央領域上に、キャップ電極23が係合された円柱状セラミックス4を載置して端子電極部材32とキャップ電極23とを接触させる。そして、筒型セラミックス8の端面を載置する。
さらに、筒型セラミックス8のもう一方の端面にロウ材33が塗布されたもう一方の端子電極部材32を載置することで仮組みの状態とする。
上述のように仮組みした状態で十分に真空引きを行った後、封止ガス雰囲気として加熱処理することで、ロウ材33が溶融し、端子電極部材32とキャップ電極23とが密着する。このとき、溶融によりロウ材33の充填部35が、キャップ電極23と端子電極部材32との間に存在する間隙34を埋める。また、ロウ材33の表面張力により形成された保持部36が、キャップ電極23の両端部を埋め込むようにして保持する。
その後、上述した第1の実施形態と同様に冷却工程を行ってサージアブソーバ30を製造する。
その後、上述した第1の実施形態と同様に冷却工程を行ってサージアブソーバ30を製造する。
このサージアブソーバ30は、上述した第1の実施形態にかかるサージアブソーバ1と同様の作用、効果を有するが、寸法精度、傷、加工時の変形などによって端子電極部材32とキャップ電極23との接触面に形成された間隙34をロウ材33で埋めることにより、端子電極部材32とキャップ電極23との接触面積が増大する。これにより、十分なオーミックコンタクトを得ることができ、サージアブソーバ30の放電開始電圧などの電気特性が安定する。
なお、本実施形態において、ロウ材33と同じ部材によって保持部36及び充填部35を形成していたが、充填部35がロウ材33とは異なる材料によって形成されていてもよく、例えば活性銀ロウのように酸化膜23Bと端子電極部材32とを接着可能である導電性の接着剤であってもよい。このような構成としても、キャップ電極23と端子電極部材32とが接着し、主放電電極部材31と導電性被膜3とのより十分なオーミックコンタクトを得ることができる。
また、保持部36も充填部35と同様にロウ材33とは異なる材料で形成されてもよく、例えばロウ材33や活性銀ロウに対してぬれにくいガラス材を用いてもよい。このようにすることで、円柱状セラミックス4がより確実に端子電極部材32の中央付近またはその周辺部に固定される。
また、保持部36も充填部35と同様にロウ材33とは異なる材料で形成されてもよく、例えばロウ材33や活性銀ロウに対してぬれにくいガラス材を用いてもよい。このようにすることで、円柱状セラミックス4がより確実に端子電極部材32の中央付近またはその周辺部に固定される。
次に、第4の実施形態について、図6を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第1の実施形態と同様であり、上述の第1の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図6においては、図1と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
なお、ここで説明する実施形態は、その基本的構成が上述した第1の実施形態と同様であり、上述の第1の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図6においては、図1と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
第4の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、第1の実施形態では主放電電極部材5が一体的に形成された突出支持部10を有し、円柱状セラミックス4をこの突出支持部10に圧入または嵌合させているのに対して、第4の実施形態におけるサージアブソーバ40は、主放電電極部材41が端子電極部材32と、突出支持部材42とで構成されている点である。
突出支持部材42は、ほぼ有底円筒形状を有しており、底面42Aの中央に開口42Bが形成されている。この開口42Bの開口径は、円柱状セラミックス4よりもやや小さく形成されている。そして、円柱状セラミックス4を開口42Bに挿通して底面42Aを軸方向外方に向かって弾性的に屈曲させることで、突出支持部材42と導電性被膜3との良好なオーミックコンタクトが得られるように構成されている。
なお、この一対の突出支持部材42の表面は、上述した第1の実施形態と同様の酸化処理により酸化膜42Cが0.6μm形成されており、互いに対向する面である底面42Aが主放電面となっている。
また、底面42Aの表面には、ガラスペーストの印刷・焼成法によりガラス被膜43が被覆されている。
なお、この一対の突出支持部材42の表面は、上述した第1の実施形態と同様の酸化処理により酸化膜42Cが0.6μm形成されており、互いに対向する面である底面42Aが主放電面となっている。
また、底面42Aの表面には、ガラスペーストの印刷・焼成法によりガラス被膜43が被覆されている。
このサージアブソーバ40は、上述した第1の実施形態におけるサージアブソーバ1と同様の作用、効果を有する。
次に、本発明にかかるサージアブソーバを、実施例により図7及び図8を参照して具体的に説明する。
上述した第2の実施形態にかかるサージアブソーバ20と、酸化膜23B及びガラス被膜25のない従来のサージアブソーバとをそれぞれ基板などに実装した際の寿命を比較した。
具体的には、実施例として図7に示すようなサージ電流を繰り返しサージアブソーバに所定回数印加して、そのときのギャップ間での放電開始電圧(V)を測定した結果を図8に示す。
具体的には、実施例として図7に示すようなサージ電流を繰り返しサージアブソーバに所定回数印加して、そのときのギャップ間での放電開始電圧(V)を測定した結果を図8に示す。
従来のサージアブソーバは、サージ電流を繰り返し印加されると、主放電面の金属成分が多く飛散し、比較的短時間でマイクロギャップにおいて、それら金属成分が堆積するために、ギャップ間の放電開始電圧が低下して寿命に至る。一方、本発明にかかるサージアブソーバ20は、ガラス被膜25及び酸化膜23Bによってキャップ電極23の金属成分の飛散が抑制されるので、放電ギャップ2における金属成分の堆積があまりない。これにより、ギャップ間の放電開始電圧が安定していることがわかる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図9に示すように、一対の板バネ導体109の互いに対向する面である主放電面109Aに上述した第1の実施形態と同様の酸化処理によって酸化膜109Bを形成し、この主放電面109Aをガラス被膜110で被覆したサージアブソーバ50であってもよい。このようにしても上述と同様の作用、効果を有する。
例えば、図9に示すように、一対の板バネ導体109の互いに対向する面である主放電面109Aに上述した第1の実施形態と同様の酸化処理によって酸化膜109Bを形成し、この主放電面109Aをガラス被膜110で被覆したサージアブソーバ50であってもよい。このようにしても上述と同様の作用、効果を有する。
また、導電性被膜は、Ag(銀)、Ag(銀)/Pd(パラジウム)合金、SnO2(酸化スズ)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Cu(銅)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)、W(タングステン)、SiC(炭化シリコン)、BaAl(バリウム・アルミナ)、C(炭素)、Ag(銀)/Pt(白金)合金、TiO(酸化チタン)、TiC(炭化チタン)、TiCN(炭窒化チタン)などでもよい。
また、主放電電極部材は、CuやNi系の合金でもよい。
また、ガラス被膜は、主放電面に限らず、主放電電極部材の表面全体を被覆するような構成であってもよく、また、SiO2を含有するものに限らず、結晶相のガラスを含有する部材であってもよい。
また、筒型セラミックス両端面のメタライズ層は、Ag(銀)、Cu(銅)、Au(金)でもよく、また、メタライズ層を用いず活性金属ロウ材だけで封止してもよい。
また、封止ガスは、所望の電気特性を得るために組成等を調整され、例えば、大気(空気)でもよく、Ar(アルゴン)、N2(窒素)、Ne(ネオン)、He(ヘリウム)、Xe(キセノン)、H2(水素)、SF6、CF4、C2F6、C3F8、CO2(二酸化炭素)等、及びこれらの混合ガスでもよい。
また、主放電電極部材は、CuやNi系の合金でもよい。
また、ガラス被膜は、主放電面に限らず、主放電電極部材の表面全体を被覆するような構成であってもよく、また、SiO2を含有するものに限らず、結晶相のガラスを含有する部材であってもよい。
また、筒型セラミックス両端面のメタライズ層は、Ag(銀)、Cu(銅)、Au(金)でもよく、また、メタライズ層を用いず活性金属ロウ材だけで封止してもよい。
また、封止ガスは、所望の電気特性を得るために組成等を調整され、例えば、大気(空気)でもよく、Ar(アルゴン)、N2(窒素)、Ne(ネオン)、He(ヘリウム)、Xe(キセノン)、H2(水素)、SF6、CF4、C2F6、C3F8、CO2(二酸化炭素)等、及びこれらの混合ガスでもよい。
1、20、30、40、50 サージアブソーバ
2、101 放電ギャップ
3、102 導電性被膜
4 円柱状セラミックス(絶縁性部材)
5、21、31、41 主放電電極部材
7、106 封止ガス
8、107 筒型セラミックス(絶縁性管)
10A、23A、109A 主放電面
10B、23B、42C、109B 酸化膜
11、25、43、110 ガラス被膜(ガラス部材)
42A 底面(主放電面)
103 板状セラミックス(絶縁性部材)
105 封止電極(主放電電極部材)
2、101 放電ギャップ
3、102 導電性被膜
4 円柱状セラミックス(絶縁性部材)
5、21、31、41 主放電電極部材
7、106 封止ガス
8、107 筒型セラミックス(絶縁性管)
10A、23A、109A 主放電面
10B、23B、42C、109B 酸化膜
11、25、43、110 ガラス被膜(ガラス部材)
42A 底面(主放電面)
103 板状セラミックス(絶縁性部材)
105 封止電極(主放電電極部材)
Claims (2)
- 放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された絶縁性部材と、対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の主放電電極部材と、内部に前記絶縁性部材を封止ガスと共に封入する絶縁性管とを備えるサージアブソーバであって、
前記一対の主放電電極部材の対向する面である主放電面が、ガラス部材で被覆されていることを特徴とするサージアブソーバ。 - 前記主放電面に、酸化処理による酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサージアブソーバ。
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| CN112666244A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 株式会社岛津制作所 | 解析装置、质谱分析装置、解析方法以及记录介质 |
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