JPH03230488A - 放電型サージ吸収素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気密容器内に収容した放電間隙における放電
現象を利用した放電型サージ吸収素子に係り、特に寿命
特性の向上を図った放電型サージ吸収素子に関する。

［従来の技術］ 従来、電子回路に加わる誘導雷等のサージから電子回路
を保護するためのサージ吸収素子として、電圧非直線特
性を有する高抵抗体素子より成るバリスタや、放電間隙
を気密容器に収容したアレスタ等が広く使用されている
。

しかし、上記バリスタは、サージ吸収の応答性に優れる
ものの、単位断面積歯たりの電流耐量が比較的小さく、
シたがって大きなサージ電流を効率よく吸収することが
困難であった。また、上記アレスタは、その放電間隙に
アーク放電を生成することにより電流耐量を大きくする
ことができるのであるが、サージの印加からアーク放電
までに要する時間が上記バリスタと比較して遅く、その
応答性に問題を有していた。

そこで、上記アレスタにおけるサージ吸収の応答性を改
善すべく、第３図に示す如く、略円柱状の絶縁体２の表
面に導電性薄膜６を被着させた上で、この導電性薄膜６
に幅がＯ，ｌａｍ程度の微小間隙７を周回状に形成して
導電性薄膜６を分割するとともに、絶縁体２の両端に放
電間隙５を隔てて放電電極４，４′を嵌着して上記導電
性薄膜６゜６と放電電極４，４′とを接続し、これを放
電ガスとともに気密容器８内に封入して外部端子３゜３
′を導出したサージ吸収素子１０が提案されている。

この微小間隙７を有するサージ吸収素子１ｏにサージが
印加された場合、まず微小間隙７を介した導電性薄膜６
，６間に電位差が生じ、これにより微小間隙７に電子が
放出されて沿面放電が発生する。次いで、この沿面放電
に伴って発生する電子のプライミング効果により放電電
極４，４′間に沿面放電が起こる。そして、この沿面放
電がサージ電流の増加によって放電間隙５のアーク放電
に移行し、このアーク放電によりサージを吸収するもの
である。このように、微小間隙７を有するサージ吸収素
子１０は、元来応答速度の速い沿面放電を利用するもの
であるため、上記バリスタと比較して整向等の優れた応
答性を有するとともに、電流耐量も大きく優れたもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の如き従来の微小間隙７を有するサ
ージ吸収素子１０にあっては、導電性薄膜６，６が薄く
被着されていて物理的強度が乏しいことから、サージ吸
収を繰り返すうちに、微小間隙７に形成される沿面放電
により、導電性薄膜６．６がスパッタし、これにより微
小間隙７の電気的絶縁性が劣化し、ひいては絶縁不良状
態となり微小間隙７としての作用を発揮しなくなるとい
う欠点があった。

そこで、本発明は上述の如き問題点を解決し、サージ吸
収を繰り返しても絶縁性が劣化せずに長寿命が得られる
放電型サージ吸収素子の実現を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するため、本発明の放電型サージ吸収
素子は、絶縁体の表面に導電性薄膜を被着させて、上記
絶縁体の両端に、放電間隙を隔てて相対向させて放電電
極を取り付け、上記一方の放電電極と導電性薄膜との間
に微小間隙を形成するとともに、上記他方の放電電極と
導電性薄膜とを接続して、これを放電ガスとともに気密
容器内に収容するものである。

［作用］ 本発明の放電型サージ吸収素子は、上述の如き構成であ
るので、上記サージ吸収素子にサージが印加されると、
微小間隙を介した放電電極と導電性薄膜との間に電位差
が生じ、これが所定の値を超えると、直ちに上記微小間
隙に電子が放出されて沿面放電が生成する。この沿面放
電は、放電に伴って更に電子を発生させ、この電子のプ
ライミング効果および導電性薄膜の抵抗とサージ電流と
による電圧降下の増大によって放電電極間の沿面放電へ
と転移する。更に、この放電電極間の沿面放電は、サー
ジ電流の増大によって放電間隙のアーク放電へと移行し
、このアーク放電により大電流のサージを吸収すること
ができる。

本発明の放電型サージ吸収素子にあっては、微小間隙を
放電電極と導電性薄膜との間に設けており、この放電電
極が物理的にスパッタしにくいことから、導電性薄膜間
に設けた従来の微小間隙と比較して、スパッタによって
絶縁劣化状態を惹起する虞れが少なく、放電型サージ吸
収素子の長寿命化を企図することができるものである。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は、本発明の一実施例に係る放電型サージ吸収素
子を示し、第１図（ａ）は概略斜視図、第１図（ｂ）は
要部断面図である。図において。

放電型サージ吸収素子１は、アルミナ、フォルステライ
ト、ステアタイト等のセラミックスから成る略円柱状の
絶縁体２の両端に、デュメット線から成る外部端子３，
３′を接続したニッケル、鉄あるいはこれらの合金等、
放電特性が良好な金属をキャップ状に形成した一対の放
電電極４．４′を嵌着や接着等の手段で取り付けて、こ
の放電電極４，４′における対向端部４ａ、４ａ’間に
放電間隙５を形成している。また、上記絶縁体２周面に
導電性薄膜６を被着して、この導電性薄膜６と上記一方
の放電電極４の対向端部４ａとの間に微小間隙７を形成
し、更に上記他方の放電電極４′と導電性薄膜６とを接
続して、これを、Ｈｅ　。

Ｎ　ｅ　ｙ　Ａ　ｒ等の希ガスから成る放電ガスととも
にガラス等から成る気密容器８内に封入し、上記外部端
子３，３′を外部に導出した構造を有している。

上記微小間隙７は、絶縁体２周面における一方の放電電
極４が取り付けられる部分および微小間隙７が形成され
る部分を予めマスキングした上で、カーボンや導電性セ
ラミックス等を吹き付け、蒸着、塗布等の方法により被
着させ、その後マスキングを取り除き、一方の放電電極
４を取り付けて形成したり、絶縁体２周面全体に導電性
薄膜６を被着させた後、研磨、切削等の機械加工手段に
より不要な導電性薄膜部分を取り除き、一方の放電電極
４を取り付けて形成したりすることができる。

また、上記微小間隙７は、第２図に示す如く、絶縁体２
の周面全体に導電性薄膜６を被着した後。

この導電性薄膜６における微小間隙７が形成される位置
と整量等の位置に、切条機もしくはレーザー加工機等に
より、必要とされる微小間隙７の幅よりも幅広の溝を形
成して、この部分の導電性薄膜を取り除き、上記絶縁体
２における溝が形成されている側の端部に、一方の放電
電極４を取付けて形成してもよい。尚、一方の放電電極
４が取付けられている側の導電性薄膜６ａと一方の放電
電極４との電気的接続は不要であるが、これらが電気的
に接続される場合には、上記導電性薄膜６ａにおける微
小間隙７側の端部は、上記一方の放電電極４の対向端部
４ａよりも奥に位置させる必要がある。これは、サージ
吸収における最初の沿面放電を、一方の放電電極４の対
向端部４ａと、他方の放電電極４′に接続されている導
電性薄膜６の端部との間に生成させるためである。

上記微小間隙７の幅は、サージ吸収の際の放電開始電圧
を考慮し、封入する放電ガスの種類、ガス圧、放電間隙
幅等とともに適宜な値に設定する。

この幅は、概ね２００μｍ以下が好適であり、この値を
越えると条件によっては微小間隙７における電界集中度
が低下して放電遅れが大きくなる虞れを生じる。

［発明の効果コ 以上詳述した如く、本発明によれば、放電型サージ吸収
素子における最初の沿面放電が生成する微小間隙を、放
電電極と導電性薄膜との間に設けたことにより、物理的
強度が劣る導電性薄膜よりも放電電極の方がスパッタし
にくいことから、導電性薄膜間に設けた従来の微小間隙
と比較してスパッタによる絶縁劣化状態を惹起する虞れ
が少なく、放電型サージ吸収素子の寿命特性を向上させ
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る放電型サージ吸収素
子を示し、第１図（ａ）は概略斜視図、第１図（ｂ）は
要部断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す要部断
面図であり、第３図は従来の放電型サージ吸収素子を示
し、第３図（ａ）は概略斜視図、第３図（ｂ）は要部断
面図である。 １・・・放電型サージ吸収素子　　２・・・絶縁体４．
４′・・・放電電極　　５・・・放電間隙　　６・・・
導電性薄膜　　７・・・微小間隙　　８・・・気密容器
筒 図 （ａ） − 第 図 （ｂ） 第 ２ 図 第 ３図 （ａ） ３′ 第 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁体の表面に導電性薄膜を被着させて、上記絶縁体の
   両端に、放電間隙を隔てて相対向させて放電電極を取り
   付け、上記一方の放電電極と導電性薄膜との間に微小間
   隙を形成するとともに、上記他方の放電電極と導電性薄
   膜とを接続して、これを放電ガスとともに気密容器内に
   収容した放電型サージ吸収素子。