JPH0465506B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、火花放電現象を利用したサージ吸
収素子の製法に関する。

〔背景技術〕

従来、サージ吸収素子５０は、一対のカーボン
製電極５１，５１を備えていて、これら電極５
１，５１が、第６図にみるように、所定距離の空
間を隔てて対峙している。電極５１，５１間に
は、所定距離空間をもたせるために電気絶縁性の
スペーサ５２が介設されている。これら電極５
１，５１およびスペーサ５２は絶縁性の円筒体５
３内に収容されている。円筒体５３の両端開口部
を塞ぐようにして金属板５４，５４が円筒体５３
端部に取着されている。これらの金属板５４，５
４は、円筒体５３とともに容器を構成している
が、同時に両電極５１，５１それぞれに電気的に
導通するように接触していて、引出用電極となつ
ている。

このサージ吸収素子５０、例えば、第６図に一
点鎖線で示すように負荷Ｌに並列に接続されてい
て、、異常サージ電圧が加わつた場合、電極５１，
５１間に火花放電を発生させサージを吸収し負荷
Ｌを保護するのである。

ところで、このサージ吸収素子５０は、所定の
放電開始電圧になつても放電を始めなかつたり、
放電状態における電流値が余り大きくなかつたり
して、保護機能を確実に果たせないという問題が
ある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記の事情に鑑み、安定した放電
開始電圧特性を有し十分な放電電流が流れる等、
確実に保護機能を果たすサージ吸収素子が得られ
るサージ吸収素子の製法を提供することを目的と
する。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、発明者らは様々な角
度から検討を行つた結果、電気的導通状態や所定
距離の変動が円筒体５３の高さ（軸方向）の寸法
精度がよくないことに起因するという知見を得
た。例えば、円筒体５３の寸法が所定寸法よりも
長い場合、組み立て状態では、第６図にみるよう
に、上側の電極５１と金属板５４の間に隙間Ｇが
できてしまう。このような隙間Ｇがあると、電極
５１と金属板５４の接触が十分でなく接触抵抗が
増え放電電流が制限されたり、電極５１が軸方向
に動いて両電極５１，５１間の所定距離が変動
し、放電開始電圧が変わつてしまつたりするので
ある。

発明者らは、この知見に基づいて検討を続けた
結果、金属板を筒体に取着した後、少なくとも一
方の金属板に電極に向かう方向の押圧力を加えて
塑性変形させることにより密着させるようにする
と、電極と金属板の接触が確実なものとなり、電
極−金属板の間の接触抵抗の増加や電極間の所定
距離の変動が防止できることを見出したのであ
る。

したがつて、この発明は、電気絶縁性のスペー
サを介在させることにより所定距離の空間を隔て
て対峙する一対の電極が電気絶縁性の筒体の内に
納められ、この筒体の両端開口部を塞ぐようにし
て筒体の端部に金属板が取着されていて、これら
の金属板が前記両電極に接触して引出用電極とな
つており、前記両電極間に生ずる火花放電でもつ
てサージ吸収を行うサージ吸収素子を得るにあた
り、前記金属板を前記筒体に取着した後、少なく
とも一方の金属板に電極に向かう方向の押圧力を
加えて塑性変形させることにより密着させるよう
にすることを特徴とするサージ吸収素子の製法を
要旨とする。

以下、この発明にかかるサージ吸収素子の製法
を、図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図ａ、ｂは、この発明にかかるサージ吸収
素子の製法の一例における要部工程を模式的にあ
らわす。第２図は、このサージ吸収素子の製造に
用いられる主要部品の外観をあらわす。

サージ吸収素子１を製造するにあたつて、第２
図にみるような部品を準備する。一対のカーボン
製の円板状電極２，２′は火花放電用の電極であ
る。リング状スペーサ３は両電極２，２′間に介
在して所定距離の空間を形成するためのものであ
る。スペーサ３はセラミツク等の電気絶縁性材料
で形成されている。円筒体４は、前記電極２，
２′とスペーサ３を納めるためのものであり、セ
ラミツク（例えば、アルミナ）あるいはガラス等
の電気絶縁性材料で形成されている。

金属板５，５′は、円筒体４の両端開口部を塞
ぐとともに、電極２，２′に接触・導通し引出用
電極としても用いられるものである。この金属板
５，５′は、銅やニツケル等の金属材料で形成さ
れている。金属板５には凹状の窪み５ａが形成さ
れていて、この窪み５ａの内にさらに凸状部５ｂ
が形成されている。金属板５′には凹状の窪み
５′ａが形成されている。

上記各部品の具体的寸法の一例をつぎに挙げ
る。

円筒体４は、例えば、外径４〜10mm、内径2.5
〜７mm程度に選ばれる。円筒体４の高さは、例え
ば、２〜６mm程度に選ばれる。円板状の電極２，
２′は、外径が円筒体４の内径にほぼ等しく、厚
みが、例えば、0.02〜1.0mm程度に選ばれる。ス
ペーサ３も、外径が円筒体４の内径にほぼ等し
く、厚みが、例えば、0.01〜0.2mm程度に選ばれ
る。金属板５，５′の外径は、円筒体４の外径に
ほぼ等しく、厚みは、例えば、0.1〜0.35mm程度
に選ばれる。金属板５，５′における凹状の窪み
５ａ，５′ａは、直径2.5〜3.5mm程度、深さ0.5〜
0.8mm程度に選ばれる。金属板５の凸状部５ｂは、
直径1.0〜2.0mm程度、高さ0.2〜0.5mm程度に選ば
れる。

続いて、サージ吸収素子１の組み立てについて
説明する。

円筒体４に電極２，２′およびスペーサ３を収
容する。そして、第１図ａにみるように、金属板
５，５′を円筒体４の端部へろう付けし気密封止
する。この時、ろう付けは不活性ガス雰囲気（例
えば、He、あるいは、Arガス20〜760Torr）中、
約800℃の温度下でなされる。不活性ガス中でろ
う付けされた場合、円筒体４内に不活性ガスが封
入されることとなる。ろう付けされた状態で、金
属板５と電極２の間の空隙が、０〜0.1mm程度と
なるように、電極２，２′、スペーサ３、円筒体
４等の厚みが選定されている。

ろう付けの後、第１図ｂにみるように、ポンチ
Ｐを凸状部５ｂに当て、電極２に向かう方向の押
圧力を加えて金属板５を塑性変形させ電極２に密
着させる。加える荷重は、例えば、５〜15Kg程度
である。この金属板５が圧潰されやすいように膨
出した凸状部５ｂを有していると、押圧力を取り
去つたあと少々スプリングバツクがあつても、塑
性変形状態は実質的に変化は少なく、しかも、電
極２を押すような応力が残る。そのため、金属板
５が電極２に強く接触した状態が保たれる。

有限要素法によるコンピユータシユミレーシヨ
ンで前記金属板５の塑性変形状態を求めた。塑性
変形前の具体的な寸法はつぎの通りである。円筒
体４の外半径l1：4.125mm、内半径l2：2.425mm、
金属板５の厚みl3：0.1mm、窪み５ａの深さl4：
0.7mm、凸状部５ｂの高さl5：0.3mm、塑性変形前
の電極２と金属板５間の隙間l6：0.05mmである。

第３図ａにみるように、金属板５をろう付けし
た後、ポンチＰを凸状部５ｂに当てて押し、第３
図ｂに一点鎖線で示す状態から実線で示す状態へ
と塑性変形させる。ポンチＰの押下げ距離l7は
0.3mmとした場合、ポンチ解放後の求められた接
触圧は1.28Kgｆ／平方mmであつた。

なお、減圧下でろう付けがなされた場合、大気
中では円筒体４内空間が負圧になるので、金属板
５，５′が内側に反つて電極２，２′それぞれに圧
接し接触がより強まり、この点からも金属板・電
極間の電気的導通や電極２，２′とスペーサ３の
組み付けが確かなものとなる。

サージ吸収素子１は、例えば、負荷に並列に接
続され、異常サージ電圧が加わつた場合、電極
２，２′間に火花放電を生じ、サージ電流を負荷
を通さずに電極２，２′を通してアース側へ流す
ようにするとともに、負荷に加わる電圧を略放電
開始電圧に抑える。

このように、この発明の製法で得られたサージ
吸収素子１は、金属板５，５′と電極２，２′の接
触がしつかりしているので、電極−金属板の間の
接触抵抗の増加や電極間の所定距離の変動が阻止
される。

金属板５が、第４図にみるように、中央に凹状
部５ｃを有し、これを取り囲むリング状の凸状部
５ｂを有する形状のものでもよい。この場合、凸
状部５ｄに押圧力を加え、同図に一点鎖線で示す
ように塑性変形させることにより密着させる。

金属板５が、第５図にみるように、凹状部５ｅ
のみを有する形状のものでもよい。この場合、凹
状部５ｅの肩５ｆに押圧力を加え、同図に一点鎖
線で示すように塑性変形させることにより密着さ
せる。

この発明は上記実施例に限らない。例えば、金
属板を両方ともに窪みおよび凸状部を有する金属
板とし、両側から押圧力を加え両金属板を塑性変
形させるようにしてもよい。筒体内が負圧でなく
大気圧であつてもよい。不活性ガスが封止されて
いなくてもよい。電極がカーボン以外の材料で作
られていてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明は、電気絶縁性の
スペーサを介在させることにより所定距離の空間
を隔てて対峙する一対の電極が電気絶縁性の筒体
の内に納められ、この筒体の両端開口部を塞ぐよ
うにして筒体の端部に金属板が取着されていて、
これらの金属板が前記両電極に接触して引出用電
極となつており、前記両電極間に生ずる火花放電
でもつてサージ吸収を行うサージ吸収素子を得る
にあたり、前記金属板を前記筒体に取着した後、
少なくとも一方の金属板に電極に向かう方向の押
圧力を加えて塑性変形させることにより密着させ
るようにする。そのため、得られたサージ吸収素
子では、金属板と電極の接触がしつかりしている
ので、電極−金属板の間の接触抵抗の増加や電極
間の所定距離の変動等が阻止されるので、安定し
た十分なサージ吸収機能が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは、この発明にかかるサージ吸収
素子の製法の一例における金属板の塑性変形工程
を模式的にあらわす断面図、第２図は、このサー
ジ吸収素子の製造に用いられる主要部品の外観斜
視図、第３図ａ，ｂは、コンピユータシユミレー
シヨンにより求めた金属板の塑性変形の様子を説
明する部分断面図、第４図および第５図は、それ
ぞれ、他の金属板を用いてサージ吸収素子を製造
する時の金属板の塑性変形工程を説明するための
断面図、第６図は、従来のサージ吸収素子の構成
をあらわす断面図である。 １……サージ吸収素子、２，２′……電極、３
……スペーサ、４……円筒体（筒体）、５，５′…
…金属板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気絶縁性のスペーサを介在させることによ
   り所定距離の空間を隔てて対峙する一対の電極が
   電気絶縁性の筒体の内に納められ、この筒体の両
   端開口部を塞ぐようにして筒体の端部に金属板が
   取着されていて、これらの金属板が前記両電極に
   接触して引出用電極となつており、前記両電極間
   に生ずる火花放電でもつてサージ吸収を行うサー
   ジ吸収素子を得るにあたり、前記金属板を前記筒
   体に取着した後、少なくとも一方の金属板に電極
   に向かう方向の押圧力を加えて塑性変形させるこ
   とにより密着させるようにすることを特徴とする
   サージ吸収素子の製法。