JP4872645B2

JP4872645B2 - サージアブソーバ

Info

Publication number: JP4872645B2
Application number: JP2006336882A
Authority: JP
Inventors: 剛尾木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: JP2008152948A

Description

本発明は、各種電子機器、あるいは電子機器を組み込んで構成される各種機器類のサージ対策や静電気対策等に用いられるサージアブソーバに関する。

従来、この種のサージアブソーバは、所定の容積を有する気密容器内に所定の放電ギャップを保って配設された一対の放電電極を備えて構成されている（特許文献１参照）。
図６は、従来のサージアブソーバの一例を示している。このサージアブソーバＳは、電気絶縁材からなる基台１００に一対のリード線１０１ａ，１０１ｂを所定の間隔を保って気密状に貫通して設けられているとともに、この一対のリード線１０１ａ，１０１ｂの一端側には、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、あるいはこれらの合金からなる放電電極１０２ａ，１０２ｂが並行して設けられており、それら放電電極１０２ａ，１０２ｂを囲むように基台１００にガラス等の電気絶縁材からなる気密容器部材１０３が設けられている。この気密容器部材１０３内には、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ）ガス等の不活性ガスからなる放電ガスが充填されている。

上記構成からなるサージアブソーバＳは、リード線１０１ａ，１０１ｂが被保護機器の線路間、例えば電子機器の線路間に接続される。そして、その線路にサージが印加されると、放電電極１０２ａ，１０２ｂ間に気中放電が生成し、サージが吸収されてその電子機器がサージから保護される。
特開平６−１３２０６５号公報

しかしながら、上記従来のサージアブソーバＳは、安定した放電開始電圧が得られにくく、急峻なサージが印加された場合に放電開始電圧が上昇し、サージアブソーバとしての機能を十分に果たせないおそれがあった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、安定した高精度の放電開始電圧が得られ、サージアブソーバとしての機能を的確に果たせるサージアブソーバを提供することにある。

本発明に係るサージアブソーバは、気密容器内に一対の棒状の放電電極が所定の放電ギャップを保って相互に平行に配設されたサージアブソーバであって、前記一対の放電電極は、少なくとも前記放電ギャップを介して対向する内向側面の材質がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物であることを特徴とする。

上記構成からなるサージアブソーバは、放電開始電圧の安定したＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなる一対の放電電極間で放電が行われてサージが吸収される。このため、その放電の開始電圧は、所定の範囲内の安定した範囲内で行われる。また、相互に平行な棒状の放電電極の内向側面間で放電するので、その放電表面を放電電極の長さ方向にわたって広く確保することができ、安定した放電を行わせることができる。

この場合、一対の放電電極の内向側面だけでなく、表面全体がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなる構成としてもよい。
表面全体をＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物とする場合、一対の放電電極全体がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなる構成としてもよいし、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなるコーティング層が設けられている構成としてもよい。
これらの構成としたサージアブソーバは、表面の広い面積がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物で構成されるから、より安定した放電が行われる。

本発明に係るサージアブソーバは、相互に平行な一対の棒状の放電電極の少なくとも放電ギャップを介して対向する内向側面により、広い放電面積を確保することができるとともに、その内向側面の材質がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物から構成されているので、その放電の開始電圧が安定した範囲内で行われ、急峻なサージが印加された場合でも放電開始電圧が上昇することがなく、サージアブソーバとしての機能を的確に果たすことができる。

以下、本発明のサージアブソーバの実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の第一の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。
このサージアブソーバＳ１は、電気絶縁材からなる基台1に、ジュメット線（銅被覆鉄ニッケル合金線）等の導線からなる一対のリード線２ａ，２ｂが所定の間隔を保って気密状に貫通して設けられているとともに、各リード線２ａ，２ｂの先端側（図１においては上側）には、材質がＡｇ（銀）またはＡｇ（銀）−Ｃｕ（銅）等からなるＡｇ合金の所定長さの棒状の放電電極３ａ，３ｂが放電ギャップＧの間隔をあけて相互に平行に設けられている。つまり、この実施形態のサージアブソーバＳ１においては、リード線２ａ，２ｂの先端に、ＡｇまたはＡｇ合金からなる棒状の放電電極３ａ，３ｂが継ぎ足されるように固着されている。

また、基台１には、放電電極３ａ，３ｂを囲むようにガラス等からなる気密容器部材４が接着剤を用いて固着されている。そしてこの気密容器部材４及び基台1で囲まれる気密容器Ｃ内には、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスや窒素ガス等の不活性ガスからなる放電ガス（封止ガス）が充填されている。

上記構成からなるサージアブソーバＳ１は、リード線２ａ，２ｂが被保護機器の線路間、例えば電子機器の線路間に接続される。そして、その線路にサージが印加されると、放電電極間３ａ，３ｂに気中放電が生成し、サージが吸収されてその電子機器がサージから保護される。このサージアブソーバＳ１は、放電電極３ａ，３ｂが、棒状に形成されるとともに、相互に平行に並んで配置され、対向状態となる内向側面Ｆが放電面とされることから、この放電面が放電電極３ａ，３ｂの長さ方向にわたる比較的広い面積で確保され、この広い面積の放電電極３ａ，３ｂ間で放電が行われてサージが吸収されるため、安定した放電開始電圧を得ることができる。

そして、この気中放電の際、放電電極３ａ，３ｂが放電開始電圧の安定したＡｇ材からなるので、その放電の開始電圧が所定の安定した範囲内で行われ、急峻なサージが印加された場合でも放電開始電圧が上昇することがなく、サージアブソーバとしての機能を的確に果たすことができ、より安定した放電開始電圧を得ることができるとともに、繰り返し放電により放電電極間３ａ，３ｂの表面の一部が飛散しても、長期的に安定した放電開始電圧を得ることができる。

図２は、本発明の第二の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。図中、前記第一の実施形態と共通する要素には同一符号を付して説明を簡略化する。
このサージアブソーバＳ２においては、一対のリード線２ａ，２ｂの先端側にそれぞれ接続される放電電極５ａ，５ｂは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、あるいはこれらの合金からなる所定長さの棒状の基軸６ａ，６ｂを有するとともに、これら基軸６ａ，６ｂ全体にＡｇまたはＡｇ合金からなるコーティング層７ａ，７ｂが形成されている。
この場合、棒状の基軸６ａ，６ｂは、リード線２ａ，２ｂと別体のものとするのではなく、リード線２ａ，２ｂを延長して基軸とすることもできる。

上記基軸６ａ，６ｂへのＡｇ材のコーティング層７ａ，７ｂは、基軸６ａ，６ｂにＡｇメッキを行って容易に形成することができる。また、基軸６ａ，６ｂの表面に印刷方法により、あるいはスパッタにより形成することもできる。

上記構成からなるサージアブソーバＳ２においても、放電電極５ａ，５ｂの外表面が放電開始電圧の安定したＡｇ材からなるので、その放電の開始電圧が所定の範囲内の安定した範囲内で行われ、急峻なサージが印加された場合でも放電開始電圧が上昇することがなく、サージアブソーバとしての機能を的確に果たすことができる。また、放電電極５ａ，５ｂの全面にＡｇのコーティング層７ａ，７ｂが設けられているので、広い面積でより安定した放電開始電圧を得ることができ、長期的に安定した放電開始電圧を得ることができる。

図３および図４は、本発明の第三の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。
このサージアブソーバＳ３においては、一対のリード線２ａ，２ｂの先端側にそれぞれ接続される放電電極８ａ，８ｂは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、あるいはこれらの合金からなる所定長さの棒状の基軸９ａ，９ｂを有するとともに、これら基軸９ａ，９ｂの外表面のうち、放電ギャップＧを介して対向状態となっている内向側面ＦのみにＡｇまたはＡｇ合金からなるコーティング層１０ａ，１０ｂが形成されている。この図３および図４に示す例では、放電電極８ａ，８ｂのほぼ半周分の側面にコーティング層１０ａ，１０ｂが形成されている。この場合も、棒状の基軸９ａ，９ｂは、リード線２ａ，２ｂを延長して基軸とすることもできる。

上記構成からなるサージアブソーバＳ３においても、放電電極８ａ，８ｂのうち、放電の行われる部分が放電開始電圧の安定したＡｇ材からなるので、その放電の開始電圧が所定の範囲内の安定した範囲内で行われ、急峻なサージが印加された場合でも放電開始電圧が上昇することがなく、サージアブソーバとしての機能を的確に果たすことができる。この場合、高価なＡｇを放電電極８ａ，８ｂのほぼ半周分の内向側面にのみコーティングしているから、放電電極８ａ，８ｂの全体をＡｇ材で形成する場合に比べて安価に製造することができる。

前記第一の実施形態のサージアブソーバに関して、その放電特性をＡｇ以外の他の金属と比較しながら測定した。
図５は、放電電極の材質をＡｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅとしたときの応答電圧特性を示したグラフである。サージ電圧として、１．２マイクロ秒で最大値の１０ＫＶとなり、５０マイクロ秒でその半値となるインパルス電圧を印加した。その際の放電開始電圧を応答電圧として測定した。図５ではその応答電圧を各材質毎に並べて示している。

この図５から明らかなように、本発明に係るＡｇからなる放電電極の場合は、他の材質の放電電極に比べて応答電圧（放電電圧）が低く、かつ、そのばらつきの幅も小さくなっており、安定した高精度の放電開始電圧が得られることがわかる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。
例えば、放電電極として、Ａｇ単体で構成してもよいし、Ａｇ合金で構成してもよく、Ａｇ合金で構成した場合は、より安価にすることができる。また、放電電極そのものをＡｇまたはＡｇ合金によって構成する場合や、放電電極の表面にＡｇまたはＡｇ合金のコーティング層を形成する場合だけでなく、ＡｇまたはＡｇ合金を含むものであればよく、例えば、他の金属や絶縁物等との混合物からなるものであってもよい。
また、前記各実施形態の例では、基台１と気密容器部材４とで放電電極を収納する気密容器Ｃを形成する構成としているが、放電電極を平行に保持できれば、一つのガラス筒等からなる筒状容器の両端を溶融させながらすぼめることにより気密容器とする構成でもよい。

本発明の第一の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。本発明の第二の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。本発明の第三の実施形態に係るサージアブソーバの縦断面図である。図３の実施形態に係る放電電極の横断面図である。本発明に係る放電電極及び従来の放電電極の応答電圧特性を示したグラフである。従来のサージアブソーバの縦断面図である。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３サージアブソーバ
１基台
２ａ，２ｂリード線
３ａ，３ｂ放電電極
４気密容器部材
５ａ，５ｂ放電電極
６ａ，６ｂ基軸
７ａ，７ｂコーティング層
８ａ，８ｂ放電電極
９ａ，９ｂ基軸
１０ａ，１０ｂコーティング層
Ｇ放電ギャップ
Ｃ気密容器
Ｆ内向側面

Claims

気密容器内に一対の棒状の放電電極が所定の放電ギャップを保って相互に平行に配設されたサージアブソーバであって、
前記一対の放電電極は、少なくとも前記放電ギャップを介して対向する内向側面の材質がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物であることを特徴とするサージアブソーバ。
前記一対の放電電極は、その表面全体をＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物とする場合、一対の放電電極全体がＡｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物から構成されていることを特徴とする請求項１記載のサージアブソーバ。
前記一対の放電電極は、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のサージアブソーバ。
前記一対の放電電極は、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｇまたはＡｇ合金と絶縁物との混合物からなるコーティング層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のサージアブソーバ。