JPH05242951A - 封止電極及びこれを用いたサージアブソーバ - Google Patents
封止電極及びこれを用いたサージアブソーバInfo
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- JPH05242951A JPH05242951A JP7635792A JP7635792A JPH05242951A JP H05242951 A JPH05242951 A JP H05242951A JP 7635792 A JP7635792 A JP 7635792A JP 7635792 A JP7635792 A JP 7635792A JP H05242951 A JPH05242951 A JP H05242951A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不活性ガス雰囲気中で封着でき、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
電極を得る。またこの封止電極を用いて、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
バを得る。 【構成】 ガラス管１０にサージ吸収素子１３を入
れ、不活性ガス１４を入れた状態で封止電極１１，１２
によりガラス管を封着してサージアブソーバ２０が作ら
れる。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と、ガラス管１０との接触部分の素体表面
及びガラス管の内部に面する素体表面にそれぞれ形成さ
れた所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、銅薄膜の表面に形成
されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとにより構成される。
への封着性が良く、しかも電子放射促進作用のある封止
電極を得る。またこの封止電極を用いて、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
バを得る。 【構成】 ガラス管１０にサージ吸収素子１３を入
れ、不活性ガス１４を入れた状態で封止電極１１，１２
によりガラス管を封着してサージアブソーバ２０が作ら
れる。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と、ガラス管１０との接触部分の素体表面
及びガラス管の内部に面する素体表面にそれぞれ形成さ
れた所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、銅薄膜の表面に形成
されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとにより構成される。
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、封止
電極の素体には鉄−ニッケル合金、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。
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、封止
電極の素体には鉄−ニッケル合金、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。
【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。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Ｃｒ2Ｏ3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
得られない。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。
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。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Ｃｒ2Ｏ3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
得られない。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。
【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
の特性に悪影響を与えている。
【０００５】本発明の目的は、不活性ガス雰囲気中で封
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。また本発
明の別の目的は、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。
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。また本発
明の別の目的は、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】上記目的を達成するため
に、本発明のガラス管に封着される封止電極は、図１に
示すように、鉄及びニッケルを含む合金からなる電極素
体１１ａと、ガラス管１０との接触部分の素体１１ａ表
面及びガラス管１０の内部に面する素体１１ａ表面にそ
れぞれ設けられた所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、銅薄膜
１１ｂの表面に形成されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとを備えた
ものである。また本発明のサージアブソーバは、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、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、このガラス管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前記封止電極１
１，１２と、これらの封止電極１１，１２とガラス管１
０とにより形成される空間に封入された不活性ガス１４
とを備えたものである。
に、本発明のガラス管に封着される封止電極は、図１に
示すように、鉄及びニッケルを含む合金からなる電極素
体１１ａと、ガラス管１０との接触部分の素体１１ａ表
面及びガラス管１０の内部に面する素体１１ａ表面にそ
れぞれ設けられた所定の厚さの銅薄膜１１ｂと、銅薄膜
１１ｂの表面に形成されたＣｕ2Ｏ膜１１ｃとを備えた
ものである。また本発明のサージアブソーバは、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、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、このガラス管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前記封止電極１
１，１２と、これらの封止電極１１，１２とガラス管１
０とにより形成される空間に封入された不活性ガス１４
とを備えたものである。
【０００７】本発明のガラス管は、ホウケイ酸ガラスの
ような硬質ガラス、又は鉛ガラス、ソーダ石灰ガラスの
ような軟質ガラスから作られる。硬質ガラスより熱膨張
係数の大きな軟質ガラスにも適用することができる。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が電極素体の表面に設けられ
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。銅薄
膜は、必要な厚さの程度に応じて、めっき、高周波スパ
ッタリング、真空蒸着等の薄膜形成技術により直接電極
素体の表面に形成するか、或いは銅薄膜を電極素体表面
に接着してもよい。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。銅薄膜
はＣｕ2Ｏ膜を必要とする電極素体の表面、即ちガラス
管と接触する素体表面及びガラス管内部に面する素体表
面に少なくとも設けられる。
ような硬質ガラス、又は鉛ガラス、ソーダ石灰ガラスの
ような軟質ガラスから作られる。硬質ガラスより熱膨張
係数の大きな軟質ガラスにも適用することができる。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が電極素体の表面に設けられ
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。銅薄
膜は、必要な厚さの程度に応じて、めっき、高周波スパ
ッタリング、真空蒸着等の薄膜形成技術により直接電極
素体の表面に形成するか、或いは銅薄膜を電極素体表面
に接着してもよい。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。銅薄膜
はＣｕ2Ｏ膜を必要とする電極素体の表面、即ちガラス
管と接触する素体表面及びガラス管内部に面する素体表
面に少なくとも設けられる。
【０００８】
【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
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。
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
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。
【０００９】
【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４２％とニッケル５８％
の合金からなる電極素体１１ａと、ガラス管１０との接
触部分の素体１１ａ表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体１１ａ表面にそれぞれ形成された銅薄膜１１ｂ
と、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。電極素体１１ａをガラス管１０に
挿入し得るようにハット状に成形した後、ガラス管１０
との接触部分の素体表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体表面に銅薄膜１１ｂを所定の厚さに形成する。銅
薄膜１１ｂは銅めっきにより形成される。次いで銅薄膜
１１ｂの形成された電極素体１１ａ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
ス素体の両端にキャップ電極１３ｄを圧入して作られ
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４２％とニッケル５８％
の合金からなる電極素体１１ａと、ガラス管１０との接
触部分の素体１１ａ表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体１１ａ表面にそれぞれ形成された銅薄膜１１ｂ
と、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。電極素体１１ａをガラス管１０に
挿入し得るようにハット状に成形した後、ガラス管１０
との接触部分の素体表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体表面に銅薄膜１１ｂを所定の厚さに形成する。銅
薄膜１１ｂは銅めっきにより形成される。次いで銅薄膜
１１ｂの形成された電極素体１１ａ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
ス素体の両端にキャップ電極１３ｄを圧入して作られ
る。
【００１０】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。
【００１１】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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、銅薄
膜の厚さ(Ｂ)に対する封止電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄４２％とニッケル５８
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白）
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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、銅薄
膜の厚さ(Ｂ)に対する封止電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄４２％とニッケル５８
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白）
【００１２】
【表１】
【００１３】＜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
９００℃以上であった。この比較例のサージアブソーバ
と、上述した比率(Ｐ)が４５％の実施例のサージアブソ
ーバの各サージ耐量及び寿命を測定した。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。また寿命はＩＥＣ−Ｐ
ｕｂ．６０−２に規定される（１．２×５０）μ秒の１
０ｋＶのサージ電圧を繰返し印加してサージ吸収性能の
劣化が始る回数を調べた。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２０
０℃以上低く、しかもサージ耐量が大きく、寿命が長い
ことが判明した。（以下、本頁余白）
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
９００℃以上であった。この比較例のサージアブソーバ
と、上述した比率(Ｐ)が４５％の実施例のサージアブソ
ーバの各サージ耐量及び寿命を測定した。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。また寿命はＩＥＣ−Ｐ
ｕｂ．６０−２に規定される（１．２×５０）μ秒の１
０ｋＶのサージ電圧を繰返し印加してサージ吸収性能の
劣化が始る回数を調べた。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２０
０℃以上低く、しかもサージ耐量が大きく、寿命が長い
ことが判明した。（以下、本頁余白）
【００１４】
【表２】
【００１５】
【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。 銅薄膜による熱膨張係数の調整に
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。 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、従来の鉄−ニッケル−クロム合金の封
止電極より約２００℃低い温度で封着することができ、
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。 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。
の効果を奏する。 銅薄膜による熱膨張係数の調整に
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。 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、従来の鉄−ニッケル−クロム合金の封
止電極より約２００℃低い温度で封着することができ、
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。 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。
【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。
【図３】その封止電極の銅薄膜の厚さに対する封止電極
全体の厚さの比率を変えたときの熱膨張係数の変化を示
す図。
全体の厚さの比率を変えたときの熱膨張係数の変化を示
す図。
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） ２０ サージアブソーバ
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）に対する銅薄膜の厚さ(Ｂ)の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄４２％とニッケル５８
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白） ─────────────────────────────────────────────────────
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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）に対する銅薄膜の厚さ(Ｂ)の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄４２％とニッケル５８
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白） ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【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、ガラス管１０との接
触部分の素体１１ａ表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体１１ａ表面にそれぞれ形成された銅薄膜１１ｂ
と、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。電極素体１１ａをガラス管１０に
挿入し得るようにハット状に成形した後、ガラス管１０
との接触部分の素体表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体表面に銅薄膜１１ｂを所定の厚さに形成する。銅
薄膜１１ｂは銅めっきにより形成される。次いで銅薄膜
１１ｂの形成された電極素体１１ａ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
ス素体の両端にキャップ電極１３ｄを圧入して作られ
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、ガラス管１０との接
触部分の素体１１ａ表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体１１ａ表面にそれぞれ形成された銅薄膜１１ｂ
と、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。電極素体１１ａをガラス管１０に
挿入し得るようにハット状に成形した後、ガラス管１０
との接触部分の素体表面及びガラス管１０の内部に面す
る素体表面に銅薄膜１１ｂを所定の厚さに形成する。銅
薄膜１１ｂは銅めっきにより形成される。次いで銅薄膜
１１ｂの形成された電極素体１１ａ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
ス素体の両端にキャップ電極１３ｄを圧入して作られ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）に対する銅薄膜の厚さ(Ｂ)の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄５８％とニッケル４２
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白）
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)を変えて封着後のガラス管１０のクラック
の発生の有無を目視により確認した。具体的には、封止
電極全体の厚さ（Ａ＋Ｂ）に対する銅薄膜の厚さ(Ｂ)の
比率(Ｐ)が２０％、３０％、４５％、５０％及び６０％
になるように、銅薄膜の厚さ(Ｂ)及び鉄−ニッケル合金
の厚さ(Ａ)を変えた。その結果を表１及び図３に示す。
図３において、たて軸は熱膨張係数、よこ軸は比率(Ｐ)
を示す。またたて軸の符号Ｅは鉄５８％とニッケル４２
％の合金の熱膨張係数、符号Ｆは銅の熱膨張係数、符号
Ｇは鉛ガラスの熱膨張係数をそれぞれ表わす。これらの
結果より、銅薄膜１１ｂの厚さは封止電極全体の厚さの
３０〜４５％が適していることが判明した。（以下、本
頁余白）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【表２】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (4)
- 【請求項１】 ガラス管(10)に封着される封止電極(11,
12)において、 鉄及びニッケルを含む合金からなる電極素体(11a)と、 前記ガラス管(10)との接触部分の前記素体(11a)表面及
び前記ガラス管(10)の内部に面する前記素体(11a)表面
にそれぞれ設けられた所定の厚さの銅薄膜(11b)と、 前記銅薄膜(11b)の表面に形成されたＣｕ2Ｏ膜(11c)と
を備えたことを特徴とする封止電極。 - 【請求項２】 ガラス管(10)が軟質ガラスからなり、電
極素体(11a)が鉄４２％とニッケル５８％の合金からな
り、前記電極素体(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３０〜４５％である
請求項１記載の封止電極。 - 【請求項３】 Ｃｕ2Ｏ膜(11c)が銅薄膜(11b)を酸化さ
せることにより形成された請求項１記載の封止電極。 - 【請求項４】 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810)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(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、 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。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076357A JP2541069B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 封止電極及びこれを用いたサ―ジアブソ―バ |
| KR1019930703228A KR0139509B1 (ko) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | 밀봉전극 및 이것을 사용한 서어지 흡수기 |
| US08/140,028 US5506071A (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using the same |
| GB9321710A GB2272329B (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using the same |
| CA002107679A CA2107679A1 (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using such electrodes |
| PCT/JP1993/000234 WO1993017475A1 (en) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Sealing electrode and surge absorber using such electrodes |
| DE4390682T DE4390682T1 (de) | 1992-02-27 | 1993-02-25 | Verschlußelektrode und deren Verwendung in einem Überspannungsschutz |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP4076357A JP2541069B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 封止電極及びこれを用いたサ―ジアブソ―バ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242951A true JPH05242951A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2541069B2 JP2541069B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=13603110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076357A Expired - Lifetime JP2541069B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 封止電極及びこれを用いたサ―ジアブソ―バ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541069B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005008853A1 (ja) | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Mitsubishi Materials Corporation | サージアブソーバ |
| EP1788680A4 (en) * | 2004-07-15 | 2013-12-04 | Mitsubishi Materials Corp | SURGE |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124983A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Okaya Electric Ind Co Ltd | サージ吸収素子 |
| JPH01186579A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
| JPH0377292A (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 |
| 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 |
| JPH03214580A (ja) * | 1990-01-16 | 1991-09-19 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4076357A patent/JP2541069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124983A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Okaya Electric Ind Co Ltd | サージ吸収素子 |
| JPH01186579A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
| JPH0377292A (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 |
| 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 |
| JPH03214580A (ja) * | 1990-01-16 | 1991-09-19 | Mitsubishi Materials Corp | マイクロギャップ式サージ吸収素子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005008853A1 (ja) | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Mitsubishi Materials Corporation | サージアブソーバ |
| US7660095B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-02-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge protector |
| US7937825B2 (en) | 2003-07-17 | 2011-05-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of forming a surge protector |
| EP1788680A4 (en) * | 2004-07-15 | 2013-12-04 | Mitsubishi Materials Corp | SURGE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2541069B2 (ja) | 1996-10-09 |
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