JP4687503B2 - サージアブソーバ - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1記載のサージアブソーバでは、直径が数ミリの封止電極を双方ともに凸状に形成する必要があるため、製造が難しく価格も高いという問題があった。
本発明のサージアブソーバは、一対の端子電極部材を両端に配して内部にガスを封止する絶縁性管を備えたサージアブソーバであって、前記一対の端子電極部材のうち一方の内表面に他方の端子電極部材に向けて前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出する突出電極が固着されていることを特徴とする。
このサージアブソーバでは、一方の端子電極部材に設けられた突出電極と他方の端子電極部材の膨出材の頂部との間に、主放電を誘発するためのトリガー放電を生じさせるトリガーギャップが形成される。このようにすると、突出電極と平面状の端子電極部材との間にトリガーギャップを有する場合より放電しやすくすることができるので、放電開始電圧を安定化することができる。
このサージアブソーバの製造過程では、突出電極を端子電極部材にロウ付けして固定する。このときロウ材が突出電極の根元まで流れてしまうことが考えられる。このロウ材が表面張力によって突出電極の放電部分まで上がると放電部分の材質が変化してしまう。そこで突出電極をらせん状に形成すると、根元から放電部分までの距離を直線状の場合より大幅に長くできるのでロウ材が放電部分にまで達せず、放電部分の材質の変化を防止することができる。
このサージアブソーバはトリガー線を絶縁性管の内壁に有することによって、ピンと端子電極部材との間以外にトリガー線と端子電極部材との間にもトリガーギャップを備えることができるので、放電開始電圧を安定化することができる。
通信線や電源線等を始めとする高サージ耐量を必要とする用途では、大きな放電電流が流れた場合、放電時にサージアブソーバに発生する熱によって基板が焦げるなどの問題があるが、端子電極部材の外縁部を絶縁性管の外周面より突出させ、サージアブソーバを基板から浮かせた状態で実装することで放電時にサージアブソーバに発生する熱によって基板が焦げるなどの問題を防止することができる。
また、突出電極に対向する端子電極部材が膨出材を備える構成、または絶縁性管の内壁にトリガー線を備える構成にすると、放電開始電圧が安定した、小型で表面実装が可能な高サージ耐量のサージアブソーバを安価に提供することができる。
本実施形態に係るサージアブソーバ1は、トリガーギャップを使用した放電型サージアブソーバである。このサージアブソーバ1は全体としては直方体であって、図1に示すように、一対の対向配置された端子電極部材2、3と、これら端子電極部材2、3を両端に配して内部がアルゴン(Ar)等のガスで封止された絶縁性のセラミックス碍子管4と、端子電極部材2、3のうち一方の端子電極部材2に設けられた突出電極10とから構成される。
一方セラミックス碍子管4はアルミナ(Al2O3)等のセラミックスからなり、外周が端子電極部材2、3の外周に一致する長方形の枠状横断面となっている。このセラミックス碍子管4の両端面にはモリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層とニッケル(Ni)層との2層構造からなるメタライズ層9が備えられている。そして、セラミックス碍子管4はメタライズ層9を備えた端面で銀(Ag)銅(Cu)系の枠状のロウ材7と平板状のロウ材8とを介して一対の端子電極部材2、3により閉塞されており、内部にアルゴンが封止されている。
まず、一対の端子電極部材2、3および突出電極10を成形する。次にセラミックス碍子管4の両端面にモリブデン(Mo)−タングステン(W)合金層とニッケル(Ni)層とをこの順に成形し、枠状のロウ材7および平板状のロウ材8との濡れ性を向上させるためのメタライズ層9を形成する。
そして、端子電極部材2上に固形のロウ材8を設置し、続いてその中央領域に突出電極10を設置し、端子電極部材2の周縁部上にセラミックス碍子管4を設置する。さらに、セラミックス碍子管4の上にロウ材7を載置し、その上に端子電極部材3を載置して仮組みする。
こうして製造されたサージアブソーバ1は、プリント基板等の上に形成されたランドとサージアブソーバ1の一対の端子電極部材2,3の外面とを半田付けにて固定され、使用される。
第2の実施形態が上記第1の実施形態と異なる点は、図2に示すように、端子電極部材3に端子電極部材2方向に膨出した膨出面12が設けられている点である。
膨出面12は次のように簡単に形成することができる。
端子電極部材3にロウ材14を取付け、第1の実施形態のサージアブソーバ1と同様の製造方法でサージアブソーバ11を製造すると、枠状のロウ材7および平板状のロウ材8を溶融するために加熱したときに端子電極部材3上のロウ材14も溶融し、重力と表面張力とによって表面が突出電極10に向いた膨出面12となる。
また、第1の実施形態のサージアブソーバ1では突出電極10と相対する電極は平面状の端子電極部材3であったが、このサージアブソーバ11では頂部13を有する膨出面12を相対する電極とすることでトリガーギャップ101における放電をサージアブソーバ1の場合よりしやすくすることができる。
第3の実施形態が上記第2の実施形態と異なる点は、図3に示すように、突出電極10のピン状部がらせん状のらせん状部26とされている点と、セラミックス碍子管4の内壁に1本のカーボントリガー線22が設けられている点と、一対の端子電極部材2、3がセラミックス碍子管4の外周面より突出した外縁部23を有する点とである。
まず、らせん状部26を成形し、基台部5にらせん状部26を基台部5の上面に垂直方向に取り付ける。また、セラミックス碍子管4の内壁に1本のカーボントリガー線22を一方の端から他方の端の少し手前まで垂直に引く。
次に、第1の実施形態のサージアブソーバ1の場合と同様にしてセラミックス碍子管4の両端面にメタライズ層9を形成する。
その後、第2の実施形態のサージアブソーバ11と同様の手順でサージアブソーバ21を製造する。
また、第1の実施形態と第2の実施形態とにおいて突出電極10を細い柱状としたが、三角錐状などの先端に向かって外周の内径を減ずる形状にしても良く、さらに打ち抜き加工で作製した金属平板を円周状に丸めたようなものでも良い。
例えば、一対の端子電極部材2、3は、CuやNi系の合金でもよい。
また、セラミックス碍子管4の両端面のメタライズ層9は、Ag、Cu、Au、Mo-Mnでも良く、また、メタライズ層9を用いずに活性金属からなるロウ材7、8だけで封止してもよい。
封止ガスは、所望の電気特性を得るために組成を調整された、例えば、大気(空気)でもよく、Ar、N2、Ne、He、Xe、H2、SF6、C2F6、C3F8、CO2等、及びこれらの混合ガスでもよい。
2、3 端子電極部材
4 セラミックス碍子管(絶縁性管)
5 基台部
6 ピン状部
7、8、14 ロウ材
9 メタライズ層
10 突出電極、
12 膨出面(膨出材)
13 頂部、
22 カーボントリガー線(トリガー線)
23 外縁部
24 角部、
26 らせん状部
27 放電部、
101、102 トリガーギャップ、
Claims (4)
- 一対の端子電極部材を両端に配して内部にガスを封止する絶縁性管を備えたサージアブソーバであって、
前記一対の端子電極部材のうち一方の内表面に他方の端子電極部材に向けて前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出する突出電極が固着されており、
前記突出電極はらせん状に形成されていることを特徴とするサージアブソーバ。 - 前記他方の端子電極部材の内表面は突出電極に向かう膨出材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。
- 前記絶縁性管は内壁に1本または複数本のトリガー線を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一項に記載のサージアブソーバ。
- 前記一対の端子電極部材が前記絶縁性管の外周面より突出した外縁部を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のサージアブソーバ。
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