JP2910006B2 - サージアブソーバ - Google Patents
サージアブソーバInfo
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- JP2910006B2 JP2910006B2 JP4245705A JP24570592A JP2910006B2 JP 2910006 B2 JP2910006 B2 JP 2910006B2 JP 4245705 A JP4245705 A JP 4245705A JP 24570592 A JP24570592 A JP 24570592A JP 2910006 B2 JP2910006 B2 JP 2910006B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス管に封着される封
止電極及びこれを用いたサージアブソーバに関する。更
に詳しくはマイクロギャップ式サージ吸収素子をガラス
管内にハーメチックシール（hermetic seal）したサー
ジアブソーバに関するものである。
止電極及びこれを用いたサージアブソーバに関する。更
に詳しくはマイクロギャップ式サージ吸収素子をガラス
管内にハーメチックシール（hermetic seal）したサー
ジアブソーバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のサージアブソーバは、電話機、
ファクシミリ、電話交換機、モデム等の通信機器の電子
部品を雷サージから保護するために使用される。このサ
ージアブソーバは、マイクロギャップ式サージ吸収素子
を収容したガラス管の両端に封止電極を取付け、ガラス
管内に希ガス、窒素ガス等の不活性ガスを封入した後、
カーボンヒータのような加熱装置で高温度で加熱して封
止電極をガラス管に封着して作られる。一般に封止電極
は、封着時のガラス管の熱収縮によるクラックの発生を
防止するためにその素体にガラスと熱膨張係数のほぼ等
しい金属を用い、しかも封着時のガラスに対する濡れ性
を良くするためにガラス管と接触する部分の素体表面に
酸化膜を設けている。封止電極を高温で加熱すると電極
素体である金属が酸化膜を介してガラスになじみ、封止
電極が封着されてガラス管内を気密にする。従来、軟質
ガラスに対する封止電極の素体には鉄−ニッケル−クロ
ム合金、ジュメット線（Dumet wire）等が多用されてい
る。特開昭５５−１２８２８３号公報では、絶縁性被覆
材として気密性の面から軟質ガラスを用いているため、
ガラス封入線としてジュメット線を用いている。また、
硬質ガラスやセラミックスに対してはコバールや鉄−ニ
ッケル合金が使用されている。
ファクシミリ、電話交換機、モデム等の通信機器の電子
部品を雷サージから保護するために使用される。このサ
ージアブソーバは、マイクロギャップ式サージ吸収素子
を収容したガラス管の両端に封止電極を取付け、ガラス
管内に希ガス、窒素ガス等の不活性ガスを封入した後、
カーボンヒータのような加熱装置で高温度で加熱して封
止電極をガラス管に封着して作られる。一般に封止電極
は、封着時のガラス管の熱収縮によるクラックの発生を
防止するためにその素体にガラスと熱膨張係数のほぼ等
しい金属を用い、しかも封着時のガラスに対する濡れ性
を良くするためにガラス管と接触する部分の素体表面に
酸化膜を設けている。封止電極を高温で加熱すると電極
素体である金属が酸化膜を介してガラスになじみ、封止
電極が封着されてガラス管内を気密にする。従来、軟質
ガラスに対する封止電極の素体には鉄−ニッケル−クロ
ム合金、ジュメット線（Dumet wire）等が多用されてい
る。特開昭５５−１２８２８３号公報では、絶縁性被覆
材として気密性の面から軟質ガラスを用いているため、
ガラス封入線としてジュメット線を用いている。また、
硬質ガラスやセラミックスに対してはコバールや鉄−ニ
ッケル合金が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】鉄−ニッケル合金は比
較的容易に酸化されるため、予め酸化膜を形成してから
封着した場合には封着時の酸化作用も加わって膜厚が大
きくなり、酸化膜の鉄−ニッケル合金に対する付着強度
が低下し易く、酸化膜が地金から剥れ易い。これを回避
するため鉄−ニッケル合金を封止電極の素体にする場合
には、素体のままガラス管に取付け、ガスバーナの炎等
により酸化膜を形成しながら封止電極を封着している。
この結果、鉄−ニッケル合金は不活性ガス雰囲気中のカ
ーボンヒータの加熱により封着されるサージアブソーバ
の封止電極には適しない。コバールも鉄−ニッケル合金
の場合と同様の不具合がある。鉄−ニッケル−クロム合
金は鉄−ニッケル合金と異なり、予め酸化膜を形成して
から封着しても適度の膜厚になるため、合金に対するそ
の付着強度は低下しない。しかしこの酸化膜中のＣｒ2
Ｏ3はガラスに対する濡れ性に劣るため、封着温度を非
常に高くしないと良好な封着効果が得られず、この高温
処理に起因してガラス管が軟化して変形を生じる問題点
がある。ジュメット線は鉄−ニッケル合金の表面を銅で
被覆した線であるため、サージアブソーバの封止電極、
特に内径が２ｍｍ以上になるガラスの封止電極に適した
形状に加工することが困難である上、低仕事関数の電子
放射促進物質をガラス管内部に向けて設けることが極め
て難しい。またガラス管に封着した後で、これらの材料
で作られた封止電極の外面にリード線を接続する場合、
酸化膜を塩酸で除去してからはんだ付けを行っている
が、従来の酸化膜は塩酸で容易に除去することができな
い。更に、封止電極を成形する際に素体の片面にクラッ
ド法により酸化膜を形成した場合、ガラス管の内部に面
する側を酸化膜被覆側にする必要があることから、素体
の表裏を間違えないようにしなければならず、封止電極
成形時に表裏のチェック工程を要する。
較的容易に酸化されるため、予め酸化膜を形成してから
封着した場合には封着時の酸化作用も加わって膜厚が大
きくなり、酸化膜の鉄−ニッケル合金に対する付着強度
が低下し易く、酸化膜が地金から剥れ易い。これを回避
するため鉄−ニッケル合金を封止電極の素体にする場合
には、素体のままガラス管に取付け、ガスバーナの炎等
により酸化膜を形成しながら封止電極を封着している。
この結果、鉄−ニッケル合金は不活性ガス雰囲気中のカ
ーボンヒータの加熱により封着されるサージアブソーバ
の封止電極には適しない。コバールも鉄−ニッケル合金
の場合と同様の不具合がある。鉄−ニッケル−クロム合
金は鉄−ニッケル合金と異なり、予め酸化膜を形成して
から封着しても適度の膜厚になるため、合金に対するそ
の付着強度は低下しない。しかしこの酸化膜中のＣｒ2
Ｏ3はガラスに対する濡れ性に劣るため、封着温度を非
常に高くしないと良好な封着効果が得られず、この高温
処理に起因してガラス管が軟化して変形を生じる問題点
がある。ジュメット線は鉄−ニッケル合金の表面を銅で
被覆した線であるため、サージアブソーバの封止電極、
特に内径が２ｍｍ以上になるガラスの封止電極に適した
形状に加工することが困難である上、低仕事関数の電子
放射促進物質をガラス管内部に向けて設けることが極め
て難しい。またガラス管に封着した後で、これらの材料
で作られた封止電極の外面にリード線を接続する場合、
酸化膜を塩酸で除去してからはんだ付けを行っている
が、従来の酸化膜は塩酸で容易に除去することができな
い。更に、封止電極を成形する際に素体の片面にクラッ
ド法により酸化膜を形成した場合、ガラス管の内部に面
する側を酸化膜被覆側にする必要があることから、素体
の表裏を間違えないようにしなければならず、封止電極
成形時に表裏のチェック工程を要する。
【０００４】一方、従来のマイクロギャップ式サージ吸
収素子をガラス管内に気密に収容したサージアブソーバ
では、封止電極に電子放射促進作用がないため、動作時
のアーク放電がセラミックス素体表面の導電性皮膜及び
マイクロギャップ上を通過した後、封止電極まで達しに
くい。このためマイクロギャップの近傍でアーク放電が
形成される時間が長くなり、アーク放電により導電性皮
膜及びマイクロギャップが劣化して、サージアブソーバ
の寿命特性やサージ耐量等の特性に悪影響を与えてい
る。
収素子をガラス管内に気密に収容したサージアブソーバ
では、封止電極に電子放射促進作用がないため、動作時
のアーク放電がセラミックス素体表面の導電性皮膜及び
マイクロギャップ上を通過した後、封止電極まで達しに
くい。このためマイクロギャップの近傍でアーク放電が
形成される時間が長くなり、アーク放電により導電性皮
膜及びマイクロギャップが劣化して、サージアブソーバ
の寿命特性やサージ耐量等の特性に悪影響を与えてい
る。
【０００５】本発明の目的は、封着時のガラス管のクラ
ック発生を防止でき、電極素体の両面を銅薄膜で被覆し
ているので、封止電極を所定の形状にするときに電極素
体の表面と裏面の区別をする必要がなく、電極成形を効
率よく行うことができる封止電極を提供することにあ
る。 本発明の別の目的は、不活性雰囲気中で比較的低い
温度で封着でき、ガラス管への封着性が良く、しかも電
子放射促進作用のある封止電極を提供することにある。
本発明の別の目的は、封止電極外面にリード線を容易に
はんだ付けできる封止電極を提供することにある。また
本発明の更に別の目的は、封止電極外面にリード線を容
易にはんだ付けでき、封着時及びアーク放電時の導電性
皮膜及びマイクロギャップが劣化しにくく、サージ耐量
が高く、寿命の長いサージアブソーバを提供することに
ある。
ック発生を防止でき、電極素体の両面を銅薄膜で被覆し
ているので、封止電極を所定の形状にするときに電極素
体の表面と裏面の区別をする必要がなく、電極成形を効
率よく行うことができる封止電極を提供することにあ
る。 本発明の別の目的は、不活性雰囲気中で比較的低い
温度で封着でき、ガラス管への封着性が良く、しかも電
子放射促進作用のある封止電極を提供することにある。
本発明の別の目的は、封止電極外面にリード線を容易に
はんだ付けできる封止電極を提供することにある。また
本発明の更に別の目的は、封止電極外面にリード線を容
易にはんだ付けでき、封着時及びアーク放電時の導電性
皮膜及びマイクロギャップが劣化しにくく、サージ耐量
が高く、寿命の長いサージアブソーバを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
軟質ガラスからなるガラス管１０に封着され、電極素体
１１ａが鉄及びニッケルを含む合金からなり、この電極
素体１１ａのガラス管１０に封着される側の表面が所定
の厚さの銅薄膜１１ｂにより被覆され、かつこの銅薄膜
１１ｂの表面にＣｕ 2 Ｏ膜１１ｃが形成された封止電極
１１，１２において、電極素体１１ａのガラス管１０の
外部に面する別の表面が上記銅薄膜と同一の銅薄膜１１
ｂにより被覆され、両面が銅薄膜１１ｂで被覆された電
極素体１１ａがガラス管１０の開口端を塞ぐ円板の絞り
加工体であって、電極素体１１ａの厚さと銅薄膜１１ｂ
の厚さの合計値に対する銅薄膜の厚さの比率が５０〜７
０％であることを特徴とする封止電極である。 また請求
項２に係る発明は、軟質ガラスからなるガラス管１０
と、このガラス管１０内に収容され、導電性皮膜１３ａ
で被包した円柱状のセラミックス素体１３ｂの周面にマ
イクロギャップ１３ｃが形成され、このセラミックス素
体１３ｂの両端に一対のキャップ電極１３ｄを有するサ
ージ吸収素子１３と、ガラス管１０の両端に封着した状
態でサージ吸収素子１３を固定し、かつ一対のキャップ
電極１３ｄに電気的に接続された請求項１記載の封止電
極１１，１２と、封止電極１１，１２とガラス管１０と
により形成される空間に封入された不活性ガス１４とを
備えたサージアブソーバである。
軟質ガラスからなるガラス管１０に封着され、電極素体
１１ａが鉄及びニッケルを含む合金からなり、この電極
素体１１ａのガラス管１０に封着される側の表面が所定
の厚さの銅薄膜１１ｂにより被覆され、かつこの銅薄膜
１１ｂの表面にＣｕ 2 Ｏ膜１１ｃが形成された封止電極
１１，１２において、電極素体１１ａのガラス管１０の
外部に面する別の表面が上記銅薄膜と同一の銅薄膜１１
ｂにより被覆され、両面が銅薄膜１１ｂで被覆された電
極素体１１ａがガラス管１０の開口端を塞ぐ円板の絞り
加工体であって、電極素体１１ａの厚さと銅薄膜１１ｂ
の厚さの合計値に対する銅薄膜の厚さの比率が５０〜７
０％であることを特徴とする封止電極である。 また請求
項２に係る発明は、軟質ガラスからなるガラス管１０
と、このガラス管１０内に収容され、導電性皮膜１３ａ
で被包した円柱状のセラミックス素体１３ｂの周面にマ
イクロギャップ１３ｃが形成され、このセラミックス素
体１３ｂの両端に一対のキャップ電極１３ｄを有するサ
ージ吸収素子１３と、ガラス管１０の両端に封着した状
態でサージ吸収素子１３を固定し、かつ一対のキャップ
電極１３ｄに電気的に接続された請求項１記載の封止電
極１１，１２と、封止電極１１，１２とガラス管１０と
により形成される空間に封入された不活性ガス１４とを
備えたサージアブソーバである。
【０００７】本発明のガラス管は、鉛ガラス、ソーダ石
灰ガラスのような軟質ガラスから作られる。また電極素
体は、鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、
鉄−ニッケル−コバルト合金等の鉄とニッケルを含む熱
膨張係数がガラスより低い合金からなる。電極素体は所
定の形状に成形して作られる。電極素体の熱膨張係数と
ガラス管の熱膨張係数とを整合させるために熱膨張係数
の大きな銅薄膜で電極素体を被覆する。即ち、電極素体
の熱膨張係数とガラス管の熱膨張係数との差が大きいと
きには銅薄膜の厚さを大きくし、その差が小さいときに
は銅薄膜の厚さを小さくする。
灰ガラスのような軟質ガラスから作られる。また電極素
体は、鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−クロム合金、
鉄−ニッケル−コバルト合金等の鉄とニッケルを含む熱
膨張係数がガラスより低い合金からなる。電極素体は所
定の形状に成形して作られる。電極素体の熱膨張係数と
ガラス管の熱膨張係数とを整合させるために熱膨張係数
の大きな銅薄膜で電極素体を被覆する。即ち、電極素体
の熱膨張係数とガラス管の熱膨張係数との差が大きいと
きには銅薄膜の厚さを大きくし、その差が小さいときに
は銅薄膜の厚さを小さくする。
【０００８】本発明の銅薄膜の電極素体への被着はクラ
ッド法（cladding）により行われる。先ず電極素体であ
る鉄とニッケルを含む合金の板材の両面に銅薄膜を密着
させ高温で機械的に圧延する。次いでクラッド法により
銅薄膜が設けられた板材を円板に打抜いた後、ガラス管
に接触する部分が銅薄膜になるように絞り加工される。
封止電極をサージアブソーバに用いる場合には、打抜か
れた円板を絞り加工によりハット状に成形する。ガラス
管に接触する部分のみならずガラス管の内部に面する部
分が銅薄膜となるように絞り加工される。この銅薄膜の
表面にはガラスに対する濡れ性を良くし、かつ電子放射
を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ膜が形成される。
この銅薄膜の表面にはガラスに対する濡れ性を良くし、
かつ電子放射を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ膜が
形成される。このＣｕ2Ｏ膜は銅薄膜を酸化することに
より容易に形成することができる。
ッド法（cladding）により行われる。先ず電極素体であ
る鉄とニッケルを含む合金の板材の両面に銅薄膜を密着
させ高温で機械的に圧延する。次いでクラッド法により
銅薄膜が設けられた板材を円板に打抜いた後、ガラス管
に接触する部分が銅薄膜になるように絞り加工される。
封止電極をサージアブソーバに用いる場合には、打抜か
れた円板を絞り加工によりハット状に成形する。ガラス
管に接触する部分のみならずガラス管の内部に面する部
分が銅薄膜となるように絞り加工される。この銅薄膜の
表面にはガラスに対する濡れ性を良くし、かつ電子放射
を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ膜が形成される。
この銅薄膜の表面にはガラスに対する濡れ性を良くし、
かつ電子放射を促進する仕事関数の小さいＣｕ2Ｏ膜が
形成される。このＣｕ2Ｏ膜は銅薄膜を酸化することに
より容易に形成することができる。
【０００９】鉄−ニッケル合金と銅薄膜との合計の厚さ
に対する銅薄膜の厚さの比率は、５０〜７０％である。
６０％が好ましい。比率が５０％未満ではガラスの熱膨
張係数よりも極めて小さくなり、一方７０％を超えると
ガラスの熱膨張係数よりも極めて大きくなり、封着時の
ガラス管の熱収縮によるクラックの発生を防止すること
ができない。また、鉄−ニッケル合金中のニッケルの比
率は３５〜５５％が好ましい。
に対する銅薄膜の厚さの比率は、５０〜７０％である。
６０％が好ましい。比率が５０％未満ではガラスの熱膨
張係数よりも極めて小さくなり、一方７０％を超えると
ガラスの熱膨張係数よりも極めて大きくなり、封着時の
ガラス管の熱収縮によるクラックの発生を防止すること
ができない。また、鉄−ニッケル合金中のニッケルの比
率は３５〜５５％が好ましい。
【００１０】
【作用】熱膨張係数が鉄及びニッケルを含む合金より大
きな銅をこの合金とガラスとの間に所定の厚さで介在さ
せることにより、鉄及びニッケルを含む合金の熱膨張係
数がガラスの熱膨張係数に近づき、封着時にガラス管の
熱収縮によるクラックの発生がなくなる。また、封止電
極の表面に銅薄膜とＣｕ2Ｏ膜の２つの層が形成される
ため、第一に封着時のガラスに対する濡れ性が良くなり
ジュメット線と同様の比較的低温でしかも不活性ガス雰
囲気中で封着でき、熱ストレスによる導電性皮膜及びマ
イクロギャップの劣化が起きにくい。第二にＣｕ2Ｏは
仕事関数が小さいため、その電子放射促進作用によりア
ーク放電がサージ吸収素子の導電性皮膜から離れた封止
電極間に容易に移行し、放電による導電性皮膜の熱損傷
を解消する。更に、鉄及びニッケルを含む合金の両面に
銅を圧延したクラッド材を用いているので、封止電極を
所定の形状にするときに電極素体の表面と裏面の区別を
する必要がなく、電極成形を効率よく行うことができ
る。また封止電極の外面にリード線を接続するために、
封止電極外面を塩酸で洗浄すると、封着により形成され
た銅薄膜上の酸化膜（Ｃｕ2Ｏ膜）は簡単に除去されリ
ード線を容易にはんだ付け又は溶接できる。
きな銅をこの合金とガラスとの間に所定の厚さで介在さ
せることにより、鉄及びニッケルを含む合金の熱膨張係
数がガラスの熱膨張係数に近づき、封着時にガラス管の
熱収縮によるクラックの発生がなくなる。また、封止電
極の表面に銅薄膜とＣｕ2Ｏ膜の２つの層が形成される
ため、第一に封着時のガラスに対する濡れ性が良くなり
ジュメット線と同様の比較的低温でしかも不活性ガス雰
囲気中で封着でき、熱ストレスによる導電性皮膜及びマ
イクロギャップの劣化が起きにくい。第二にＣｕ2Ｏは
仕事関数が小さいため、その電子放射促進作用によりア
ーク放電がサージ吸収素子の導電性皮膜から離れた封止
電極間に容易に移行し、放電による導電性皮膜の熱損傷
を解消する。更に、鉄及びニッケルを含む合金の両面に
銅を圧延したクラッド材を用いているので、封止電極を
所定の形状にするときに電極素体の表面と裏面の区別を
する必要がなく、電極成形を効率よく行うことができ
る。また封止電極の外面にリード線を接続するために、
封止電極外面を塩酸で洗浄すると、封着により形成され
た銅薄膜上の酸化膜（Ｃｕ2Ｏ膜）は簡単に除去されリ
ード線を容易にはんだ付け又は溶接できる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。 ＜実施例＞ 図１及び図２に示すように、円筒形のガラス管１０の両
端に封止電極１１，１２が封着される。図では上端の封
止電極１１を詳細に示す。この例では、ガラス管１０は
軟質ガラスの一種の鉛ガラスである。また封止電極１１
は、鉄５８％とニッケル４２％の合金からなる電極素体
１１ａと、電極素体１１ａの両面に密着して圧延された
所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、電極素体１１ａのガラス
管１０に封着される側に被覆された銅薄膜１１ｂの表面
に形成されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとにより構成される。
く説明する。 ＜実施例＞ 図１及び図２に示すように、円筒形のガラス管１０の両
端に封止電極１１，１２が封着される。図では上端の封
止電極１１を詳細に示す。この例では、ガラス管１０は
軟質ガラスの一種の鉛ガラスである。また封止電極１１
は、鉄５８％とニッケル４２％の合金からなる電極素体
１１ａと、電極素体１１ａの両面に密着して圧延された
所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、電極素体１１ａのガラス
管１０に封着される側に被覆された銅薄膜１１ｂの表面
に形成されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとにより構成される。
【００１２】この封止電極１１は具体的に次の方法によ
り作られる。先ず前述したクラッド法により鉄−ニッケ
ル合金の板材の両面に銅薄膜を機械的に圧着する。次い
でこの板材を所定の直径の円板に打抜いた後、この円板
をハット状に絞り加工する。次にハット状の成形体を高
温の酸素雰囲気下に置き、その後急冷して銅薄膜１１ｂ
表面にＣｕ2Ｏ膜１１ｃを形成する。ガラス管１０内に
はマイクロギャップ式のサージ吸収素子１３が収容され
る。このサージ吸収素子１３は導電性皮膜１３ａで被包
した長さ５．５ｍｍ、直径１．７ｍｍの円柱状のセラミ
ックス素体１３ｂの周面に数１０μｍのマイクロギャッ
プ１３ｃをレーザにより形成させた後、セラミックス素
体の両端に厚さ０．２ｍｍのキャップ電極１３ｄを圧入
して作られる。
り作られる。先ず前述したクラッド法により鉄−ニッケ
ル合金の板材の両面に銅薄膜を機械的に圧着する。次い
でこの板材を所定の直径の円板に打抜いた後、この円板
をハット状に絞り加工する。次にハット状の成形体を高
温の酸素雰囲気下に置き、その後急冷して銅薄膜１１ｂ
表面にＣｕ2Ｏ膜１１ｃを形成する。ガラス管１０内に
はマイクロギャップ式のサージ吸収素子１３が収容され
る。このサージ吸収素子１３は導電性皮膜１３ａで被包
した長さ５．５ｍｍ、直径１．７ｍｍの円柱状のセラミ
ックス素体１３ｂの周面に数１０μｍのマイクロギャッ
プ１３ｃをレーザにより形成させた後、セラミックス素
体の両端に厚さ０．２ｍｍのキャップ電極１３ｄを圧入
して作られる。
【００１３】またサージアブソーバ２０は次の方法によ
り作られる。先ずガラス管１０内にサージ吸収素子１３
を入れ、ガラス管１０の一端に封止電極１１を取付け
る。封止電極１１の凹部１１ｄをサージ吸収素子１３の
キャップ電極１３ｄに嵌合させる。次いでガラス管１０
の他端に封止電極１１と同一構造の封止電極１２を同様
に取付ける。これによりサージ吸収素子１３の一対のキ
ャップ電極１３ｄが封止電極１１，１２と電気的に接続
される。次にこの組立体をカーボンヒータを設けた封着
室（図示せず）に入れ、封着室を負圧にすることにより
ガラス管内部の空気を抜いた後、代わりに不活性ガス、
例えばアルゴンガスを封着室に供給してガラス管内にこ
のアルゴンガスを導入する。この状態でカーボンヒータ
によりガラス管１０及び封止電極１１，１２を加熱す
る。Ｃｕ2Ｏ膜を介して銅薄膜付き電極素体１１ａの周
縁がガラス管１０になじみ、封止電極１１がガラス管１
０に封着される。これによりアルゴンガス１４が封入さ
れたサージアブソーバ２０が作られる。Ｃｕ2Ｏ膜の存
在によりこの封止電極１１，１２は約７００℃の低温で
封着される。
り作られる。先ずガラス管１０内にサージ吸収素子１３
を入れ、ガラス管１０の一端に封止電極１１を取付け
る。封止電極１１の凹部１１ｄをサージ吸収素子１３の
キャップ電極１３ｄに嵌合させる。次いでガラス管１０
の他端に封止電極１１と同一構造の封止電極１２を同様
に取付ける。これによりサージ吸収素子１３の一対のキ
ャップ電極１３ｄが封止電極１１，１２と電気的に接続
される。次にこの組立体をカーボンヒータを設けた封着
室（図示せず）に入れ、封着室を負圧にすることにより
ガラス管内部の空気を抜いた後、代わりに不活性ガス、
例えばアルゴンガスを封着室に供給してガラス管内にこ
のアルゴンガスを導入する。この状態でカーボンヒータ
によりガラス管１０及び封止電極１１，１２を加熱す
る。Ｃｕ2Ｏ膜を介して銅薄膜付き電極素体１１ａの周
縁がガラス管１０になじみ、封止電極１１がガラス管１
０に封着される。これによりアルゴンガス１４が封入さ
れたサージアブソーバ２０が作られる。Ｃｕ2Ｏ膜の存
在によりこの封止電極１１，１２は約７００℃の低温で
封着される。
【００１４】ガラス管１０の両端に封着された封止電極
１１及び１２の各外面にリード１５及び１６がはんだ付
けされる。はんだ付け性を良くするために封止電極の外
面を塩酸で洗浄して、封着時に封止電極の外面に形成さ
れた銅薄膜上の酸化膜（Ｃｕ 2Ｏ膜）を除去する。この
酸化膜は容易に除去され、リード線１５及び１６が容易
にはんだ付けされる。
１１及び１２の各外面にリード１５及び１６がはんだ付
けされる。はんだ付け性を良くするために封止電極の外
面を塩酸で洗浄して、封着時に封止電極の外面に形成さ
れた銅薄膜上の酸化膜（Ｃｕ 2Ｏ膜）を除去する。この
酸化膜は容易に除去され、リード線１５及び１６が容易
にはんだ付けされる。
【００１５】銅薄膜１１ｂによる電極素体１１ａとガラ
ス管１０との熱膨張係数の調整度を調べるため、電極素
体１１ａ（鉄−ニッケル合金）の厚さ(Ａ)と銅薄膜１１
ｂの厚さ(Ｂ，Ｃ)の比率を変えてクラッド材の０〜４０
０℃における熱膨張係数を測定した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に対する銅薄膜の厚さ
(Ｂ＋Ｃ)の比率(Ｐ)が０％、３０％、４０％、５０％、
６０％、７０％、８０％、９０％、及び１００％になる
ように、銅薄膜の厚さ(Ｂ，Ｃ)及び鉄−ニッケル合金の
厚さ(Ａ)を変えた。なお、鉛ガラスの熱膨張係数は９
５．８％である。その結果を表１に示す。表１の結果よ
り、封止電極に使用するクラッド材の全厚に対する銅薄
膜１１ｂの厚さは、鉛ガラスの熱膨張係数９５．８％に
近い熱膨張係数を有する、クラッド材全体の厚さの５０
〜７０％が、特に６０％が適していることが判明した。
ス管１０との熱膨張係数の調整度を調べるため、電極素
体１１ａ（鉄−ニッケル合金）の厚さ(Ａ)と銅薄膜１１
ｂの厚さ(Ｂ，Ｃ)の比率を変えてクラッド材の０〜４０
０℃における熱膨張係数を測定した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に対する銅薄膜の厚さ
(Ｂ＋Ｃ)の比率(Ｐ)が０％、３０％、４０％、５０％、
６０％、７０％、８０％、９０％、及び１００％になる
ように、銅薄膜の厚さ(Ｂ，Ｃ)及び鉄−ニッケル合金の
厚さ(Ａ)を変えた。なお、鉛ガラスの熱膨張係数は９
５．８％である。その結果を表１に示す。表１の結果よ
り、封止電極に使用するクラッド材の全厚に対する銅薄
膜１１ｂの厚さは、鉛ガラスの熱膨張係数９５．８％に
近い熱膨張係数を有する、クラッド材全体の厚さの５０
〜７０％が、特に６０％が適していることが判明した。
【００１６】
【表１】
【００１７】＜比較例＞電極素体にニッケル４２％−ク
ロム６％−鉄５２％の合金を用い、電極素体にＣｒ2Ｏ3
を形成して封止電極とした。この封止電極と実施例と同
じガラス管及びサージ吸収素子を用いてアルゴンガス入
りサージアブソーバを作製した。このときの封着温度は
８１０℃であった。この比較例のサージアブソーバと、
上述した比率(Ｐ)が６０％の実施例のサージアブソーバ
のサージ耐量を測定した。更に比較例と実施例の封止電
極をそれぞれ１００個ずつ同一のガラス管に封着し、そ
の封着率を調べた。その結果を表２に示す。サージ耐量
はＪＥＣ−２１２（電気学会、電気規格調査会標準規
格）に規定される（８×２０）μ秒のサージ電流を用い
て測定した。表２より比較例のサージアブソーバより実
施例のサージアブソーバは封着温度が１００℃以上低
く、しかもサージ耐量が大きいことが判明した。また比
較例と比べて実施例の封着率は極めて良好であった。
ロム６％−鉄５２％の合金を用い、電極素体にＣｒ2Ｏ3
を形成して封止電極とした。この封止電極と実施例と同
じガラス管及びサージ吸収素子を用いてアルゴンガス入
りサージアブソーバを作製した。このときの封着温度は
８１０℃であった。この比較例のサージアブソーバと、
上述した比率(Ｐ)が６０％の実施例のサージアブソーバ
のサージ耐量を測定した。更に比較例と実施例の封止電
極をそれぞれ１００個ずつ同一のガラス管に封着し、そ
の封着率を調べた。その結果を表２に示す。サージ耐量
はＪＥＣ−２１２（電気学会、電気規格調査会標準規
格）に規定される（８×２０）μ秒のサージ電流を用い
て測定した。表２より比較例のサージアブソーバより実
施例のサージアブソーバは封着温度が１００℃以上低
く、しかもサージ耐量が大きいことが判明した。また比
較例と比べて実施例の封着率は極めて良好であった。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
の効果を奏する。 電極素体の厚さと銅薄膜の厚さの
合計値に対する銅薄膜の厚さの比率を５０〜７０％にし
て銅薄膜による熱膨張係数を調整することにより、鉄及
びニッケルを含む合金の熱膨張係数がガラスの熱膨張係
数に近づくため、封着時のガラス管のクラック発生を防
止することができる。また、電極素体の両面を銅薄膜で
被覆しているので、封止電極を所定の形状にするときに
電極素体の表面と裏面の区別をする必要がなく、電極成
形を効率よく行うことができる。 従来、鉄−ニッケ
ル合金では酸化膜が厚くなりすぎ、ガスバーナの炎を必
要とし、不活性ガス雰囲気中では封着できなかったもの
が、本発明では鉄−ニッケル合金であっても銅薄膜上の
Ｃｕ2Ｏ膜の存在により不活性ガス雰囲気中でカーボン
ヒータで封着することができる。 本発明の封止電極
の素体が鉄−ニッケル合金の場合、銅薄膜上のＣｕ2Ｏ
膜の存在により封止電極とガラスの濡れ性が非常に良い
ので、従来の鉄−ニッケル−クロム合金の封止電極より
約１００℃低い温度で封着することができ、これにより
ガラス軟化による変形が非常に小さくなり、更にガラス
管内部のマイクロギャップ式サージ吸収素子の導電性皮
膜の熱ストレスが緩和される。また、大口径の放電管型
サージアブソーバを封止することが可能となる。 本
発明の封止電極の内面のＣｕ2Ｏ膜は電子放射促進作用
があるため、サージ電圧の印加時にはマイクロギャップ
付近で開始されたアーク放電がマイクロギャップ及び導
電性皮膜から離れた封止電極間で容易に行われるように
なる。上記及びにより、導電性皮膜の熱損傷がなく
なりサージアブソーバのサージ耐量を大きくできるとと
もに、寿命を長くすることができる。 封着後封止電
極の外面にリード線を接続するために、封止電極外面を
塩酸で洗浄すると、封着により形成された銅薄膜上の酸
化膜（Ｃｕ2Ｏ膜）は簡単に除去されリード線を容易に
はんだ付け又は溶接できる。
の効果を奏する。 電極素体の厚さと銅薄膜の厚さの
合計値に対する銅薄膜の厚さの比率を５０〜７０％にし
て銅薄膜による熱膨張係数を調整することにより、鉄及
びニッケルを含む合金の熱膨張係数がガラスの熱膨張係
数に近づくため、封着時のガラス管のクラック発生を防
止することができる。また、電極素体の両面を銅薄膜で
被覆しているので、封止電極を所定の形状にするときに
電極素体の表面と裏面の区別をする必要がなく、電極成
形を効率よく行うことができる。 従来、鉄−ニッケ
ル合金では酸化膜が厚くなりすぎ、ガスバーナの炎を必
要とし、不活性ガス雰囲気中では封着できなかったもの
が、本発明では鉄−ニッケル合金であっても銅薄膜上の
Ｃｕ2Ｏ膜の存在により不活性ガス雰囲気中でカーボン
ヒータで封着することができる。 本発明の封止電極
の素体が鉄−ニッケル合金の場合、銅薄膜上のＣｕ2Ｏ
膜の存在により封止電極とガラスの濡れ性が非常に良い
ので、従来の鉄−ニッケル−クロム合金の封止電極より
約１００℃低い温度で封着することができ、これにより
ガラス軟化による変形が非常に小さくなり、更にガラス
管内部のマイクロギャップ式サージ吸収素子の導電性皮
膜の熱ストレスが緩和される。また、大口径の放電管型
サージアブソーバを封止することが可能となる。 本
発明の封止電極の内面のＣｕ2Ｏ膜は電子放射促進作用
があるため、サージ電圧の印加時にはマイクロギャップ
付近で開始されたアーク放電がマイクロギャップ及び導
電性皮膜から離れた封止電極間で容易に行われるように
なる。上記及びにより、導電性皮膜の熱損傷がなく
なりサージアブソーバのサージ耐量を大きくできるとと
もに、寿命を長くすることができる。 封着後封止電
極の外面にリード線を接続するために、封止電極外面を
塩酸で洗浄すると、封着により形成された銅薄膜上の酸
化膜（Ｃｕ2Ｏ膜）は簡単に除去されリード線を容易に
はんだ付け又は溶接できる。
【図１】本発明実施例のサージアブソーバの要部断面
図。
図。
【図２】その外観斜視図。
１０ ガラス管 １１，１２ 封止電極 １１ａ 電極素体 １１ｂ 銅薄膜 １１ｃ Ｃｕ2Ｏ膜 １３ サージ吸収素子 １３ａ 導電性皮膜 １３ｂ セラミックス素体 １３ｃ マイクロギャップ １３ｄ キャップ電極 １４ アルゴンガス（不活性ガス） １５，１６ リード線 ２０ サージアブソーバ
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆明 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 平４−65087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−281857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−67544（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−77293（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−237686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−92859（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−37097（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭55−29949（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 軟質ガラスからなるガラス管(10)と、 前記ガラス管(10)内に収容され、導電性皮膜(13a)で被
包した円柱状のセラミックス素体(13b)の周面にマイク
ロギャップ(13c)が形成され、前記セラミックス素体(13
b)の両端に一対のキャップ電極(13d)を有するサージ吸
収素子(13)と、 前記ガラス管(10)の両端に封着した状態で前記サージ吸
収素子(13)を固定し、かつ前記一対のキャップ電極(13
d)に電気的に接続された封止電極(11,12)と、 前記封止電極(11,12)と前記ガラス管(10)とにより形成
される空間に封入された不活性ガス(14)とを備えたサー
ジアブソーバにおいて、 前記封止電極は、鉄及びニッケルを含む合金からなる電
極素体(11a)の両面が銅薄膜(11b,11b)により被覆され、
前記銅薄膜(11b,11b)の表面にＣｕ 2 Ｏ膜(11c,11c)がそ
れぞれ形成され、前記銅薄膜(11b,11b)で被覆された前
記電極素体(11a)が前記ガラス管(10)の開口端を塞ぐ円
板の絞り加工体であって、前記電極素体(11a)の厚さと
前記銅薄膜(11b,11b)の厚さの合計値に対する銅薄膜の
厚さの比率が５０〜７０％であることを特徴とするサー
ジアブソーバ。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4245705A JP2910006B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | サージアブソーバ |
| DE4390682T DE4390682T1 (de) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Verschlußelektrode und deren Verwendung in einem Überspannungsschutz |
| KR1019930703228A KR0139509B1 (ko) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | 밀봉전극 및 이것을 사용한 서어지 흡수기 |
| CA002107679A CA2107679A1 (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using such electrodes |
| GB9321710A GB2272329B (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using the same |
| PCT/JP1993/000234 WO1993017475A1 (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using such electrodes |
| US08/140,028 US5506071A (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using the same |
| DE4390682A DE4390682C2 (de) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Überspannungsschutz |
| TW082101956A TW219403B (ja) | 1992-02-27 | 1993-03-17 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4245705A JP2910006B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | サージアブソーバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729666A JPH0729666A (ja) | 1995-01-31 |
| JP2910006B2 true JP2910006B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17137583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4245705A Expired - Lifetime JP2910006B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-08-21 | サージアブソーバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910006B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529949A (en) * | 1978-08-22 | 1980-03-03 | Kenji Murai | Method and apparatus for preparation of keepable packed noodle |
| JPS5567544A (en) * | 1978-11-15 | 1980-05-21 | Hitachi Ltd | Glass fusion bonding method for metal plate for seal bonding |
| JPS61281857A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ジユメツト線の製造方法 |
| JPS6337097U (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-10 | ||
| JPH0377293A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Hitachi Cable Ltd | サージアブソーバ用電極材及びそれを用いたサージアブソーバ |
| JP2868851B2 (ja) * | 1990-07-04 | 1999-03-10 | 株式会社白山製作所 | ガス封止形避雷器 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4245705A patent/JP2910006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729666A (ja) | 1995-01-31 |
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