JPH054794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は円筒型サージ吸収素子に係り、特に組
立てが容易でしかも小型化を図ることが可能な円
筒型サージ吸収素子に関する。

［従来の技術］ サージ電圧を吸収するサージ吸収素子には、ギ
ヤツプ式サージ吸収器又は酸化亜鉛系バリスタ等
の電圧非直線抵抗体が現在広く用いられている。
しかしながら、ギヤツプ式サージ吸収器は、放電
遅れが大きく、明暗効果により特性の安定性に欠
けること、及び、酸化亜鉛系バリスタでは絶縁抵
抗が小さいことから、十分なサージ電圧吸収効果
が得られないという欠点を有している。

本出願人は、このような従来のサージ吸収素子
の特性不良を解消するものとして、マイクロギヤ
ツプ式サージ吸収素子を見出し、先に特許出願し
た（特開昭55−128283。以下、「先願」という。） 先願のサージ吸収素子は、第２図に示す如く、
セラミツクス絶縁体１１の表面にマイクロギヤツ
プの絶縁溝１２を有する導電性皮膜１３を形成し
たセラミツクス素子１４の両端にリード線１５付
の電極１６を設け、これを絶縁性の外装体１７内
に入れ、その両端を熱融着等で封着してなるもの
である。

第２図に示すようなマイクロギヤツプ式サージ
吸収素子は、放電遅れや明暗による特性の違いも
なく、絶縁抵抗値も大きい等の優れた特性を有し
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第２図に示すマイクロギヤツプ式のサージ吸収
素子は、このようにサージ電圧の吸収特性の面か
らは極めて優れているものであるにもかかわら
ず、その構造上、次のような問題点を有してい
た。

セラミツクス素子１４を外装体１７内に固定
する際、素子１４と外装体１７との位置決めが
難しく、組立て時に外装体１７の中央の軸心線
上に配置して素子１４の周囲に均等に空間１８
を設けることが容易ではない。

外装体１７の両端は熱融着等により封着され
るのであるが、その熱融着時の熱影響の伝達を
防止するために、外装体１７の大きさをセラミ
ツクス素子１４に対してある程度大きくとり、
空間１８を設けておく必要があることから、サ
ージ吸収素子の小型化には限界がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決し、組立作業
が容易でしかも小型化が可能なサージ吸収素子を
提供するものであつて、柱状のセラミツクス絶縁
体と、該絶縁体の外周面及び両端面を被覆する導
電性皮膜と、該絶縁体の外周面を周回し該絶縁体
を周回線状に露出させる線状露出部よりなり、該
導電性皮膜を複数個に分割している放電ギヤツプ
としての絶縁溝と、からなるセラミツクス素子；
内部に該セラミツクス素子が同軸的に配置されて
いる筒状の外装体であつて、該外装体の内周面と
該セラミツクス素子の外面とが離隔されている絶
縁性外装体；該外装体の筒軸方向両端側にそれぞ
れ内嵌された円盤形の電極；及び該電極の外装体
内部側の面に形成された凹部；を備えてなり、前
記セラミツクス素子の両端がそれぞれ該電極の凹
部に嵌合されてなる円筒型サージ吸収素子、を要
旨とするものである。

［作用］ 本発明のサージ吸収素子は、一方の面に凹部を
有する円盤形の電極を、セラミツクス素子の両端
がそれぞれの凹部と嵌合するように配設するた
め、セラミツクス素子を容易に外装体内に位置決
め設定することができる。また、放電のための有
効空間も確保することができる。

しかも、このように円筒形の外装体の両端側に
円盤形の電極を配設してこれをセラミツクス素子
に嵌合させているため、外装体内に余分な空間を
設ける必要もなく、装置の小型化を図ることが可
能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の円筒型サージ吸
収素子の実施例について説明する。

第１図は本発明の円筒型サージ吸収素子の一実
施例を示す断面図である。

本発明の円筒型サージ吸収素子１は、柱状のセ
ラミツクス絶縁体２の表面に、絶縁溝３を有する
導電性皮膜４を形成してなるセラミツクス素子５
が円筒形の絶縁体外装体６に内装されており、外
装体６の筒軸方向両端側には、一方の面に凹部７
ａを有する円盤形の電極７が、セラミツクス素子
５の両端がそれぞれの凹部７ａに嵌合するように
配設されている。導電性皮膜４は、セラミツクス
絶縁体２の外周面及び両端面を被覆するように形
成され、絶縁溝３は、セラミツクス絶縁体２の外
周面を周回して絶縁体２を周回線状に露出させる
線状露出部であり、導電性皮膜４を複数個（図で
は２個）に分割する放電ギヤツプである。セラミ
ツクス素子５は、外装体６の内部に同軸的に配置
され、外装体６の内周面とセラミツクス素子５の
外面とは離隔されている。

以下に本発明のサージ吸収素子の各構成部材の
詳細について説明する。

セラミツクス絶縁体２は、電極間にサージ電圧
が印加された場合、導電性皮膜４の絶縁溝３に電
界を集中させる。絶縁体のセラミツクス材料とし
ては、例えばムライト磁器、フオルステライト磁
器、アルミナ磁器、ステアタイト磁器等が好適で
ある。

このようなセラミツクス絶縁体２の表面に形成
する導電性皮膜４としては、銀等の金属製皮膜、
その他導電性のセラミツクス皮膜が採用される。
導電性セラミツクスとしては、導電性金属酸化物
及び侵入型窒化物を含む導電性セラミツクスが挙
げられ、導電性金属酸化物としては、SnO₂、
Nb₂O₃、MoO₃、WO₂等が好適である。一方、侵
入型窒化物としては主として遷移元素の窒化物が
これに相当し、金属原子の隙間に窒素原子が侵入
した構造であるので、微量の不純物を添加しなく
ても導電性を有するものであり、TiN、TaN等
が好適である。これらの導電性金属酸化物及び侵
入型窒化物はいずれも融点が高く、耐酸化性、耐
食性に優れている。

絶縁体２の表面にこれら導電性皮膜４を形成す
るには、めつき、スパツタリングあるいはイオン
プレーテイング等の気相蒸着法が有利である。

このような導電性皮膜４に設ける絶縁溝３は、
放電遅れを低減するためには細い方が好ましい
が、狭すぎると放電の際の融着による短絡の恐れ
がある。

なお、第１図においては、溝３を１本設けた例
が示されているが、溝３はサージ吸収素子の用途
等に応じて２本以上の複数本としても良い。

絶縁溝３は通常レーザー加工により形成され、
レーザーとしては、YAGレーザー等の固体レー
ザー、アルゴンガスレーザー等のガスレーザーが
使用される。特にYAGレーザーは安定性が高く
好適である。

電極７は、円盤の一方の面の中心に凹部７ａが
形成された形状である。この凹部７ａの大きさ、
形状はセラミツクス素子５の端部と凹凸が一致す
るように設定されるが、一般にはこの凹部とセラ
ミツクス素子の端部を大きくしてその接触面積を
大きくするが、導電性の面で有利である。

なお、本発明のサージ吸収素子１は、外装体６
にセラミツクス素子５を挿入してセラミツクス素
子の両端を電極７の中心部に形成した凹部７ａで
支持して封入するものであるので、外装体６と電
極７とは熱膨張差の少ない材質を選定することが
好ましい。

外装体６としては通常ガラス等の絶縁性物質が
採用される。電極７としては、ジユメツト、コバ
ール等が用いられる。

本発明のサージ吸収素子１はセラミツクス素子
５を円筒状の外装体６に挿入し、外装体６の両端
に円盤形の電極７をその中心に形成した凹部７ａ
がセラミツクス素子の両端と嵌合するように嵌め
込んで封入することにより、セラミツクス素子を
外装体内に位置決めするに際し、煩雑な操作を要
することなく容易に組立てることができる。

なお、この場合、封入ガスとしては、希ガス及
び窒素ガスよりなる群の中から選ばれた少なくと
も一種のガスを使用する。封入ガスの圧力につい
ては特に限定されないが、減圧であることが好適
である。

なお、第１図に示すものは本発明の一実施例で
あつて、本発明は何ら第１図のものに限定される
ものではない。

例えば、セラミツクス素子５の形状は第１図に
示すような中心部が細くなつたものに限られず、
第３図に示すような略円柱形状でも良い。しかし
ながら、第１図の如く両端部の断面積を大きく
し、中心部の断面積が小さい形状とした場合に
は、セラミツクス素子と電極との接触面積を大き
く保持することにより導電性を高め、また、放電
に必要な空間１０を十分に確保し、サージ耐量等
の電気特性を向上させることができるので、極め
て有利である。

第１図はおいては、電極７にリード線を設けて
いないサージ吸収素子について示したが、本発明
のサージ吸収素子は電極７にリード線を接続した
タイプのものであつても良い。しかしながら、リ
ード線を接続したものでは、 リード線の浮遊容量による高周波信号の歪を
生じる。

リード線によつて他の電子部品との空間的配
置に制限を受ける。また基板等への装着が困難
であり装着機構も複雑である。

リード線の部分が長く、小型化に限界があり
材料費等のコスト低減が難しい。

等の問題を生ずることがあるから、リード線を設
けない形式とするのが有利である。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の円筒形サージ吸収
素子は、柱状のセラミツクス絶縁体と、該絶縁体
の外周面及び両端面を被覆する導電性皮膜と、該
絶縁体の外周面を周回し該絶縁体を周回線状に露
出させる線状露出部よりなり、該導電性皮膜を複
数個に分割している放電ギヤツプとしての絶縁溝
と、からなるセラミツクス素子；内部に該セラミ
ツクス素子が同軸的に配置されている筒状の外装
体であつて、該外装体の内周面と該セラミツクス
素子の外面とが離隔されている絶縁性外装体；該
外装体の筒軸方向両端側にそれぞれ内嵌された円
盤形の電極；及び該電極の外装体内部側の面に形
成された凹部；を備えてなり、前記セラミツクス
素子の両端がそれぞれ該電極の凹部に嵌合されて
なるものであつて、マイクロギヤツプ式サージ吸
収素子の著しく優れたサージ吸収特性を具備する
上に、構成部材の組立が容易でしかも小型化を図
ることができるという特徴を有する。

従つて、このような本発明の円筒型サージ吸収
素子は各種電気電子回路のサージ電圧吸収素子と
して工業的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円筒型サージ吸収素子の一実
施例を示す断面図、第２図は従来のサージ吸収素
子の断面図、第３図は本発明のサージ吸収素子の
他の実施例を示す断面図である。 １……サージ吸収素子、２……絶縁体、３……
絶縁溝、４……導電性皮膜、５……セラミツクス
素子、６……外装体、７……電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 柱状のセラミツクス絶縁体と、 該絶縁体の外周面及び両端面を被覆する導電性
   皮膜と、 該絶縁体の外周面を周回し該絶縁体を周回線状
   に露出させる線状露出部よりなり、該導電性皮膜
   を複数個に分割している放電ギヤツプとしての絶
   縁溝と、 からなるセラミツクス素子； 内部に該セラミツクス素子が同軸的に配置され
   ている筒状の外装体であつて、該外装体の内周面
   と該セラミツクス素子の外面とが離隔されている
   絶縁性外装体； 該外装体の筒軸方向両端側にそれぞれ内嵌され
   た円盤形の電極；及び 該電極の外装体内部側の面に形成された凹部；
   を備えてなり、前記セラミツクス素子の両端がそ
   れぞれ該電極の凹部に嵌合されてなる円筒型サー
   ジ吸収素子。 ２ セラミツクス素子は中心部の横断面積が両端
   部の横断面積よりも小さい形状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の円筒型サー
   ジ吸収素子。