JPH11224761A - 高電圧サージアブソーバ - Google Patents

高電圧サージアブソーバ

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JPH11224761A
JPH11224761A JP2585898A JP2585898A JPH11224761A JP H11224761 A JPH11224761 A JP H11224761A JP 2585898 A JP2585898 A JP 2585898A JP 2585898 A JP2585898 A JP 2585898A JP H11224761 A JPH11224761 A JP H11224761A
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JP
Japan
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surge absorber
gas
voltage
surge
fluorinated carbon
Prior art date
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Pending
Application number
JP2585898A
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English (en)
Inventor
Heisen Riyuu
炳宣 劉
Yoshiyuki Tanaka
芳幸 田中
Nobuya Saruwatari
暢也 猿渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏れ電流等の問題がなく、小型化が可能で、
封入性も良く、短時間で容易に作製することができる高
電圧サージアブソーバを提供する。 【解決手段】 SF6 よりも分解温度が高く且つイオン
化し易いCF4 ,C2 6 ,C3 8 ,C4 8 を含む
封入ガスを用いた高電圧サージアブソーバ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路に接続さ
れる外部入力端子や、CRT接続部分などの異常電圧が
侵入する部分のサージ対策に使用される放電管型高電圧
サージアブソーバに関する。
【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サージ
アブソーバとして、従来、図1,3,4に示す如く、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
ともに絶縁管(ガラス管)に封止(hermetic seal) した
放電型のサージアブソーバが提供されている。
【0003】図1のサージアブソーバは、円柱状のセラ
ミック素体1の表面にマイクロギャップ2Aを有する導
電性皮膜2が形成されたマイクロギャップ式サージ吸収
素子3の両端に、フランジ付キャップ電極4A,4Bを
被着したものを、絶縁管(鉛ガラスからなるガラス管
5)内に不活性ガスと共に挿入し、ガラス管5の両端を
封止電極6A,6Bで封止したものである。7A,7B
はリード線を示す。
【0004】図3のサージアブソーバは、動作電圧を高
めるために、多重マイクロギャップ方式としたものであ
り、サージ吸収素子3の導電性皮膜2に、マイクロギャ
ップ2Aが多数形成されている点が図1に示すサージア
ブソーバと異なる。また、図4に示すサージアブソーバ
は、サージ吸収素子3にリード線付キャップ電極8A,
8Bを被着したものをガラス管5内に封入したものであ
る。
【0005】また、図2に示すサージアブソーバは、ガ
ラス管5内を不活性ガスで置換して両端を封止電極9
A,9Bで封着したボタン型アレスタと称されるもので
ある。このサージアブソーバでは、封止電極9A,9B
間がギャップとなる。
【0006】なお、図1〜4において、同一機能を奏す
る部材には同一符号を付してある。
【0007】従来において、高電圧で動作する放電管型
サージアブソーバを作製する場合、図2に示す如く、大
きなギャップ形成する;図3に示す如く、多重マイクロ
ギャップ方式とする;図4のようなサージアブソーバに
おいて、封入ガスとしてSF6 を封入する方式が採用さ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高電圧化法では、それぞれ次のような欠点があっ
た。
【0009】 大ギャップ形式により高電圧化する場
合:容易に高電圧化できるが、大ギャップを形成するた
め、作製されたサージアブソーバが大型になる。
【0010】 多重マイクロギャップで高電圧化する
場合:例えば6000V以上の放電開始電圧を得るため
には、マイクロギャップを20本以上形成しなければな
らない。このため、マイクロギャップを形成するのに非
常に時間がかかり、かつ素子も大型化する。さらに個々
のマイクロギャップに印加される電圧が不均一になるた
め、多重マイクロギャップに印加される電圧が放電開始
電圧に近くなるにつれ、コロナ放電による漏れ電流が多
くなる。
【0011】 SF6 を封入して高電圧化する場合:
SF6 ガスは分解温度が低いため、カーボンヒータもし
くは、トンネル炉などを利用した雰囲気中における全体
加熱方式では、SF6 ガスが分解してガラス管を劣化さ
せるため封入ができない。
【0012】本発明は上記従来の問題点を解決し、漏れ
電流等の問題がなく、小型化が可能で、封入性も良く、
短時間で容易に作製することができる高電圧サージアブ
ソーバを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の高電圧サージア
ブソーバは、CF4 ,C2 6 ,C3 8 及びC4 8
よりなる群から選ばれる1種又は2種のガス(以下にお
いて、これらのガスを「フッ素化カーボンガス」と称
す。)を含む封入ガス、或いは、このガスにCO2 ,A
r,N2 ,Ne,He及びXeよりなる群から選ばれる
1種又は2種以上を混合した封入ガスを用いたことを特
徴とする。
【0014】本発明の高電圧サージアブソーバは大ギャ
ップや多重マイクロギャップの形成で高電圧化するもの
ではないため、サージアブソーバの小型化を図ることが
でき、漏れ電流の問題もなく、短時間で容易に作製でき
る。また、SF6 よりも分解温度が高く、かつイオン化
し易いフッ素化カーボンガスを封入ガスとして用いるた
め、封入ガスの分解の問題がなく、全体加熱方式による
封入で容易に高電圧サージアブソーバを作製できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0016】本発明の高電圧サージアブソーバは、SF
6 よりも分解温度が高く且つイオン化し易いフッ素化カ
ーボンガスを含む封入ガスを用いたことを特徴とし、そ
の基本的な構造には特に制限はないが、封入性が良く、
また、次のような利点を有することから、特に、図1に
示す構造のサージアブソーバとするのが好ましい。
【0017】即ち、サージ吸収素子3をガラス管5内に
封止する際に、サージ吸収素子3がガラス管5の略中央
に位置せずに、ガラス管5の一方の壁面に接近してしま
うと、放電時の熱でガラス管5が溶融する場合がある。
これに対して、図1に示す如く、フランジ付キャップ電
極4A,4Bを用いたサージアブソーバであれば、フラ
ンジが、ガラス管5の内面に向って突設されているた
め、これにより、サージ吸収素子3がガラス管5内の軸
心付近に配置されるように容易に位置決めすることがで
き、サージ吸収素子3の偏心によるガラス管の熱溶融の
問題を生起することなく、容易に作製可能である。
【0018】なお、図1に示すサージアブソーバにおい
て、サージ吸収素子3を構成するセラミック素体1とし
ては、ムライト、アルミナ、ベリリア、ステアライト、
フォルステライト、ジルコン、普通磁器、ガラスセラミ
ック、窒化ケイ素、窒化アルミ、炭化ケイ素等の絶縁性
セラミックスよりなるものが用いられる。
【0019】また、導電性皮膜2としては、一般に厚さ
0.3〜0.5μm程度のSnO2皮膜が用いられ、こ
のような導電性皮膜2は、スパッタリング法、蒸着法、
イオンプレーティング法、めっき法、CVD法等の各種
薄膜形成法により形成される。マイクロギャップ2A
は、このようにして形成された導電性皮膜2をレーザ加
工することで、通常の場合、10〜200μmの幅に形
成される。なお、対過電圧特性を要求されないサージア
ブソーバの場合、導電性皮膜2はSnO2 だけでなく、
Ti,TiN,W,SiC,Nb,Mo,BaAl等広
く導電性の材質が適用できる。
【0020】また、ガラス管5としては、鉛ガラス製の
ものが好適であり、ガラス管5の内径は、セラミック素
体1の外径の2〜3倍とするのが好ましい。
【0021】キャップ電極4A,4Bとしては、厚さ
0.1〜0.2mm程度のステンレス鋼板をプレス加工
してフランジ部を形成したものが用いられる。
【0022】封止電極6A,6Bとしては、市販のジュ
メット線を用いるのが好適である。
【0023】本発明においては、このようなサージアブ
ソーバの封入ガスとして、SF6 よりも分解温度が高く
且つイオン化し易いフッ素化カーボンガス、即ちC
4 ,C2 6 ,C3 8 ,C4 8 を用いる。これら
のフッ素化カーボンガスは、1種を単独で用いても、2
種以上を併用しても良い。また、放電特性の調整のため
に、これらのフッ素化カーボンガスに、CO2 ,Ar,
2 ,Ne,He,Xe等の不活性ガスの1種又は2種
以上を併用しても良い。これらの不活性ガスを併用する
場合、その使用割合は、フッ素化カーボンガス3体積%
以上、例えば、3〜50体積%に対して、不活性ガス9
7体積%以下、例えば97〜50体積%である。フッ素
化カーボンガスが3体積%未満ではフッ素化カーボンガ
スを用いることによる高電圧化が図れず、フッ素化カー
ボンガスが50体積%を超えると高電圧化が得られる。
【0024】このような本発明の高電圧サージアブソー
バは、封入ガスとしてフッ素化カーボンガス或いはフッ
素化カーボンガスと不活性ガスとの混合ガスを用いるこ
と以外は常法に従って製作することができ、特に、封入
ガスの封入に当り、分解温度の高いフッ素化カーボンガ
スを用いることで、全体加熱方式を採用することが可能
となり、効率的な封入を行える。
【0025】
【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。
【0026】実施例1〜8、比較例1,2 ガラス管5内に、フランジ付キャップ電極4A,4Bを
取り付けたサージ吸収素子3を入れ、ガラス管5の両端
に封止電極6A,6Bを取り付け、全体加熱方式により
750℃に加熱することにより、図1に示すサージアブ
ソーバを作製した。なお、封入ガスとしては表1に示す
ものを用いた。また、用いた部品の寸法、材質等は次の
通りである。
【0027】サージ吸収素子3:ムライト焼結体よりな
るセラミック素体1の表面に、表1に示すマイクロギャ
ップ2Aを有するSnO2 導電性皮膜(厚さ2〜3μ
m)2を形成したもの,直径1.8mm,長さ5.5m
m フランジ付キャップ電極4A,4B:ステンレス製,フ
ランジ部外径2.9mm,肉厚0.2mm ガラス管5:鉛ガラス製軟化点625℃,外径5.3m
m,内径4.3mm,長さ11.0mm 封止電極6A,6B:量産向のジュメット(表面に亜酸
化銅層が形成されたNi−Fe合金)製,直径3.1m
m,長さ2又は3mm リード線7A,7B:線径0.5mmのcp銅被覆鋼製
リード線 得られた高電圧サージアブソーバについて、下記の性能
評価を行い、サージアブソーバの外形寸法、マイクロギ
ャップの形成に要した時間と共に結果を表1に示した。
なお、比較例1,2では封入ができなかった(ガラスビ
ーズとガラス管とが融着されていない)ため測定不可能
であった。
【0028】Vs(放電開始電圧):DC電圧を印加し
放電電流が1mAになった時点の電圧を求めた。
【0029】漏れ電流:Vsの70%の電圧を印加した
状態で測定した。
【0030】封入状態:封入欠陥のないものを良好、封
入不可のものを不良とした。
【0031】表1より本発明により封入ガスとしてフッ
素化カーボンガスを用いたものは、漏れ電流がなく、外
形寸法も小さく、初期特性も良好で、封入性にも優れる
ことがわかる。
【0032】これに対して、封入ガスとしてSF6 又は
SF6 とArの混合ガスを用いた比較例1,2では、S
6 の分解で封入を行うことができない。
【0033】比較例3 図2に示す如く、大ギャップ形成により高電圧化を図っ
たサージアブソーバを、封入ガスとしてArを用い、7
50℃で加熱することにより作製し、その特性、寸法等
を調べ、結果を表1に示した。
【0034】表1より明らかなように、このサージアブ
ソーバでは、特性面では良好であるものの、ギャップ間
距離(封止電極間距離)を確保する上で、寸法が大きく
なり、小型化ができない。
【0035】比較例4 図3に示す如く、多重マイクロギャップの形成で高電圧
化を図ったサージアブソーバを、封入ガスとしてArを
用い、750℃で加熱することにより作製し、その特
性、寸法等を調べ、結果を表1に示した。
【0036】表1より明らかなように、このサージアブ
ソーバでは、多重マイクロギャップ形成のために時間が
かかり、また、寸法も大きい上に、漏れ電流の問題があ
る。
【0037】比較例5 実施例1で用いたものと同様のサージ吸収素子を用い、
ガスバーナーでガラス管を封止することで封入ガスとし
てArとSF6 の混合ガスを封入して図4に示すサージ
アブソーバを作製し、その特性、寸法等を調べ、結果を
表1に示した。
【0038】表1より明らかなように、このサージアブ
ソーバは全体加熱方式ではないために、SF6 を用いて
も良好な封入を行える反面、封入圧力が低く高電圧化が
不十分である上に、寸法も大きく、小型化が図れない。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば次の
ような優れた効果を有する高電圧サージアブソーバが提
供される。 (1) 小型化が可能である。 (2) 封入性に優れる。 (3) 高電圧が印加された状態でも漏れ電流の問題が
ない。 (4) 短時間で容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】サージアブソーバの一例を示す断面図である。
【図2】サージアブソーバの他の例を示す断面図であ
る。
【図3】サージアブソーバの別の例を示す断面図であ
る。
【図4】サージアブソーバの異なる例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 セラミック素体 2 導電性皮膜 2A マイクロギャップ 3 サージ吸収素子 4A,4B フランジ付キャップ電極 5 ガラス管 6A,6B,9A,9B 封止電極 7A,7B リード線 8A,8B リード線付キャップ電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CF4 ,C2 6 ,C3 8 及びC4
    8 よりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含む封入
    ガスを用いたことを特徴とする高電圧サージアブソー
    バ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該封入ガスがC
    2 ,Ar,N2 ,Ne,He及びXeよりなる群から
    選ばれる1種又は2種以上を含むことを特徴とする高電
    圧サージアブソーバ。
JP2585898A 1998-02-06 1998-02-06 高電圧サージアブソーバ Pending JPH11224761A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004031016A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Mitsubishi Materials Corp サージアブソーバおよびそのマイクロギャップ形成方法
JP2006236970A (ja) * 2005-01-26 2006-09-07 Mitsubishi Materials Corp サージアブソーバ及びサージアブソーバの製造方法並びに電子部品及び電子部品の製造方法
CN102184824A (zh) * 2011-04-13 2011-09-14 深圳市硕凯电子有限公司 多路气体放电管

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