专利名称：过压吸收器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及为保护各种各样的仪器受到过压并防止事故的发生于未然而使用的过压吸收器及其制造方法。
现有技术电话机、电传真机、调制解调器等通信机的电子仪器和通信线路的连接部分、或CRT的驱动电路等由于雷击过压和静电等异常电压(过压)易受电击的部分，为了防止异常电压导致电子仪器和装载该仪器的印刷电路板的热损伤或起火等，连接过压吸收器。
以前，例如，在日本专利公开平-320845号公报，提出了利用具有微间隙过压吸收元件的过压吸收器。该过压吸收器是将在用导电膜包覆的园柱状陶瓷构件的周面形成所谓微间隙，并在该陶瓷构件两端设置一对电极而形成的过压吸收元件和惰性气体一起收容在园筒状玻璃管内的过压吸收器，如
图11所示，通过高温加热把一对密封电极2密封在玻璃管1的两端。还有，过压吸收器是面装型(圆筒型)过压吸收器，在密封电极2没有设置引线，安装时通过涂镀焊锡连接固定密封电极2和基板。
如图12所示，该过压吸收器这样制造，在碳加热夹具10形成的孔穴10a内，依次装入密封电极2的一个电极，玻璃管1，过压吸收元件4，然后装入密封电极2的另一个电极，在内部置换成惰性气体后，在沿轴方向加压状态下加热碳加热夹具10，用一对密封电极2密封玻璃管1的两端。
但是，上述现有的过压吸收器，存在以下的问题。
也就是，该过压吸收器在制造过程中，在碳加热夹具的孔穴部装入过压吸收元件时，过压吸收元件偏斜，过压吸收元件的中心轴相对玻璃管的中心轴偏斜。如果这样在偏斜状态封入过压吸收元件，则过压吸收元件和玻璃管接触，放电时导电膜飞散容易粘附在玻璃管上，过压吸收器的寿命和耐压量降低。还有，因为过压吸收元件要在两端安装电极，成本高，并且过压吸收器的长度也增加了相当于电极部分的量。
还有，过压吸收器由于使用容易获得的廉价圆筒状玻璃管，安装平板状基板等时容易转动，不利用粘接剂和夹具进行固定就不能固定到预定的位置上等，所以安装时缺乏可超操作性。
考虑到上述的问题，本发明的第1个目的是提供过压吸收器及其制造方法，能高精度地把过压吸收元件设置在玻璃管的中心，提高过压吸收器的寿命和耐压量，谋求低成本和小型化。本发明第2目的是提供难以转动和安装时的操作性良好的过压吸收器。
发明概要本发明的第一发明涉及过压吸收器，它具有在周面通过放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件、设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极、利用这对电极封闭两端并和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管，其特征是，密封电极的和过压吸收元件接触的面形成为以玻璃管中心轴为中心并对称的凹面状。
本发明的第二发明涉及过压吸收器的制造方法，过压吸收器具有在周面由放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件、和设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极、利用这对电极封闭两端及和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管，其特征是具有下列工序，在制造用夹具形成的内径足够插入玻璃管的孔穴部依次插入一对密封电极中的一个电极、玻璃管、过压吸收元件、一对密封电极的另一个电极的插入工序，把孔穴内气氛气体置换成惰性气体后加热制造用夹具以使孔穴内的密封电极和玻璃管焊着的焊着工序，将在插入工序插入的密封电极的和过压吸收元件接触的面形成以插入的玻璃管中心轴为中心对称的凹面状。
本发明的第三发明涉及过压吸收器，它具有在周面由放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件、和设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极、利用这对电极封闭两端及和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管，其特征是，在玻璃管的至少外周面的一部分形成平面。
这种情况，希望在玻璃管至少形成一对相互对置并呈平行状态的平面部分。更希望玻璃管的横截面形状成为与所述的一对电极外周连接的方形。
希望绝缘构件的横截面积和玻璃管内部空间的横截面积的比率是从1∶3到1∶15。
附图的简要说明图1是表示本发明的过压吸收器第一实施例的剖面图。
图2是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的上部和下部碳加热夹具的立体图。
图3A是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的用作插入引线的夹具的立体图。
图3B是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的用作插入玻璃管的夹具的立体图。
图3C是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的用作插入过压吸收元件的夹具的立体图。
图4是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的插入孔穴部各构件状态的剖面图。
图5是表示本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的上部碳加热夹具和下部碳加热夹具处于重合状态的剖面图。
图6是表示将本发明的过压吸收器的制造方法第一实施例的上部碳加热夹具和下部碳加热夹具叠合时装配载荷夹具的状态的立体图。
图7是表示本发明的过压吸收器第一实施例变形例的剖面图。
图8是表示本发明过压吸收器的第二实施例的剖面图。
图9是图8所示的过压吸收器的立体图。
图10是为说明图8所示过压吸收器放电空间而用面表示的说明图。
图11是表示现有技术的过压吸收器例的立体图。
图12是表示现有技术的过压吸收器及其制造方法的插入孔穴部内的各构件状态例的剖面图。
最佳实施方式第一实施例参照图1说明本发明过压吸收器的第一实施例。
本实施例的过压吸收器是利用所谓微间隙的放电型过压吸收器，它具有在周面通过放电间隙的微间隙M分开形成SnO2等导电膜210的圆柱状陶瓷构件(绝缘构件)211；对置地设置在陶瓷构件211两端并和导电膜接触的一对圆柱状的密封电极212；利用这对密封电极212封闭两端并把陶瓷构件111与He、Ar、Ne、Xe、SF6、CO2、C3F8、C2F6、CF4、H2或这些气体的混合气体等惰性气体G一起封入在内部的玻璃管213。
所述的密封电极212用杜美丝(FeNi合金)制造，通过高温加热熔敷在玻璃管213的两端，陶瓷构件211，如后述，封入时使它的中心轴和玻璃管213的中心轴一致。还有，密封电极212和过压吸收元件211的接触面212a形成以玻璃管213的中心轴C为中心并对称的凹面状。也就是，以使接触面212a的中心和玻璃管213中心轴C一致的状态，固定玻璃管213和一对密封电极212。
在由莫来石烧结体等形成的陶瓷构件211表面，利用溅射法、蒸镀法、离子镀法、电镀法、CVD法等薄膜技术形成导电膜210，通过照射激光加以去除，分开该导电膜210，形成10-200μm宽的微间隙M。
该过压吸收器的一端密封电极212和一端的导电膜210电连接，同时另一端密封电极212和另一端导电膜210电连接，一端导电膜210和另一端导电膜210由微间隙M相互电绝缘。但是，如果在过压吸收器加上持续的过电压或过电流，推断在间隙M对置的导电膜210热损伤，微间隙M的幅度变宽，因此，放电维持电压升高，停止放电。
还有，在本实施例的过压吸收器，由于在密封电极212接触面212a的边缘部212b电场集中，起到以往的间隙电极的作用，因此，即使没有间隙电极也有同样的放电效果，能够在边缘部分212b放电。还有，这种情况，因为放电的边缘部分212b远离过压吸收元件211的外周，比使用间隙电极的情况更能扩大放电空间，从而能够提高过压吸收器的寿命和耐压量。并且，因为不需要间隙电极，所以和有间隙电极的过压吸收器相比，能够谋求低成本和小型化。
接着，参照图2-图6说明本实施例过压吸收器的制造方法。
虽然利用圆筒型说明所述的过压吸收器，但是利用预先在密封电极212设置引线L的引线型来说明过压吸收器的制造方法。
首先，如图2所示，在上部碳加热夹具(制造用夹具)220设置多个孔穴部220a，插入装有引线L的密封电极212的一端。此时向下插入引线L。
在下部碳加热夹具221设置的多个孔穴部221a，如图3A-3C所示，依次分别用夹具222，223和224插入装有引线L的密封电极212的另一端、玻璃管213，过压吸收元件211。此时也是使引线L向下方插入密封电极212。
还有，在上部220碳加热夹具和下部碳加热夹具221的孔穴部220a和220b，如图4所示，各自在下部形成仅引线L能通过的小径部220b，221b，如果插入密封电极212，则引线成为从夹具220和221的下面突出的状态。
还有，设定下部碳加热夹具221孔穴部221a开口部内径尺寸，使其能正好插入玻璃管213。
此处如上所述，由于将密封电极212接触面212a形成以玻璃管213中心轴C为中心对称的凹面状，所以如图4所示，在所述的插入时，过压吸收元件211不偏斜，结果能够容易且高精度地使过压吸收元件211的中心轴和玻璃管213的中心轴C一致。
其次，如上所述，使插入各构件的上部碳加热夹具220和下部碳加热夹具221的相互的孔穴部220a和220b一致，如图5所示，使相互的上面叠合。此时如图4所示，密封电极12的另一端变成与玻璃管213的上部开口部吻合的状态。
按照这种状态，如图6所示，把载荷夹具225固定在上部碳加热夹具220上。固定载荷夹具225时，使圆柱状的重力构件225a装载在上部伸出各引线L的上端，把一定的载荷加到引线L上。
在外部夹具225的固定状态下把上部和下部碳加热夹具220、221固定在封入机(图示略)内，把内部气氛气体置换成预定的惰性气体G，然后加热上下部碳加热夹具碳加热夹具220和221，焊接玻璃管213的两端和一对密封电极212，把过压吸收元件11和惰性气体G封入内部。
这样封装完成后，拆卸载荷夹具225、上部和下部碳加热夹具220和221，从下部碳加热夹具221取出制成的过压吸收器，制造结束。
在本实施例的过压吸收器的制造方法，以和玻璃管213中心轴C为中心而对称的凹面状形成密封电极212的接触面212a，在插入过压吸收元件211时，能够使过压吸收元件211的中心轴和玻璃管213的中心轴C高精度的一致。结果，能够高精度地决定过压吸收元件211的位置，获得长寿命高耐压量的过压吸收器。
还有，本发明的技术范围不限于所述的实施例，在不脱离本发明要旨的范围内，可能进行各种变更。
例如，所述的实施例，密封电极212的接触面212a的形状可以作成剖面为U字状的凹面，也可以作成其他凹面形状。例如，也可以把接触面作成以插入的玻璃管中心轴为中心对称的剖面为V字状的凹面。也可以把凹面的底部作成平坦面。
还有，所述的实施例中，密封电极212边缘部分212b是尖角形状，但其它实施例，如图7所示，也可以将密封电极232a边缘部分232b作成平坦形状(或圆角形状)。也可以如图7所示，在密封电极232接触面232a和边缘部分232b之间形成级差，使矩形剖面的边缘232b突出。当然，所述的过压吸收器及其制造方法可能适用无引线型的圆筒型过压吸收器和有引线型的过压吸收器两种情况。
第二实施例参看图8-图10说明本发明过压吸收器的第二实施例。
本实施例的过压吸收器和所述的第一实施例一样，是使用所谓微间隙的放电型的过压吸收器，如图8所示，它具有，通过微间隙M在周面分开形成导电膜110的圆柱形陶瓷构件(绝缘构件)111，在陶瓷构件111两端对置地设置并和导电膜110接触的一对帽形电极112，设置在这些帽形电极112外侧的圆柱形状一对密封电极113，用这些密封电极113密封两端并把陶瓷构件111和惰性气体G一起封入内部的玻璃管114。还有，封入陶瓷构件111，使它的中心轴和玻璃管的中心轴一致。
玻璃管114由铅玻璃形成，如图9所示，横截面形状形成为与一对密封电极113外周连接的方形(正方形)，其结果，在外周具有四个平面114a。陶瓷构件111的横截面积和玻璃管114内部空间的横截面积之比设定为从1∶3到1∶5，本实施例设定为1∶14。
还有，导电膜110，密封电极113，惰性气体G，玻璃管114等的材质和微间隙M的形成方法，以及利用过压吸收器的停止放电机构，都和所述的第一实施例一样。
本实施例的过压吸收器，在玻璃管114外周面形成平面114a，由于在印刷电路板等的平板上向下设置平面114a，所以过压吸收器转动困难，能够使安装过压吸收器的操作更方便。
还有，因为玻璃管114的对置的平面114a处于平行状态，能够在与放置于平板上侧的平面部114a对置的那一侧(上侧)也有平面部114a，通过对平面部分114a进行真空吸附等，能容易保持过压吸收器，安装自动化容易。
并且，因为玻璃管114的横截面形状是和密封电极113外周连接的方形(也就是整体形状是立方体形状)，在陶瓷构件111和玻璃管114之间，也就是在玻璃管114的角部内侧产生宽广的放电空间S(图10中用格子线表示的区域是放电空间S的增加部分)，所以能提高过压吸收器的寿命和耐压量。
陶瓷构件111横截面积和玻璃管114的横截面积的比率是1∶14，对于陶瓷构件111的尺寸(横截面积)，为了确保最有效的过压寿命和耐过压量，该比率是必要且充分的玻璃管的尺寸。
因此，本实施例的过压吸收器，相对使用以前的圆筒状玻璃管，例如，在用8/20μs过压电流波形施加100A电流的情况，提高寿命50％。在用8/20μs过压电流波形施加电流的情况，提高耐压量100％。
本发明的技术范围不限于所述的实施例，在不脱离本发明要旨的范围内可能进行各种变更。
例如，在所述的实施例，玻璃管114的横截面形状为方形，若至少外周面的一部分有平面114a，形成其它横截面形状也不介意。例如，玻璃管114的横截面形状也可以是三角形状。但是，如果对置的平面114a处于平行状态，如上所述，可能容易实施真空吸附，为了使安装自动化容易进行，最好把玻璃管的横截面形状作成方形。
在所述实施例中，使本发明适用圆筒型过压吸收器，也可以采用在密封电极安装引线的过压吸收器。当然所述的第一实施例的玻璃管213的横截面形状和所述的第二实施例的玻璃管114的横截面形状可能作成同样的形状。
所述的各实施例中，作为陶瓷构件虽然采用莫来石烧结体，也可以采用其它的绝缘性陶瓷，诸如氧化铝，氧化铍耐火材料，块化石，镁橄榄石，锆石，普通磁器，玻璃陶瓷，氮化硅，氮化铝，碳化硅等。
权利要求
1.一种过压吸收器，其具有在周面由放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件、设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极，利用这对电极封闭两端并和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管，其特征是，将密封电极的和所述过压吸收元件接触的面形成为以所述的玻璃管中心轴为中心对称的凹面状。
2.按照权利要求1过压吸收器，其特征是所述的玻璃管至少外周面的一部分形成平面部。
3.按照权利要求2的过压吸收器，其特征是在所述的玻璃管，至少形成一对对置的且成平行状态的所述的平面部。
4.按照权利要求3的过压吸收器，其特征是所述的玻璃管的横截面形状是与所述的一对电极外周连接的方形。
5.按照权利要求1到4的过压吸收器，其特征是所述的绝缘构件的横截面积和所述的玻璃管内部空间的横截面积的比率是从1∶3到1∶15。
6.一种过压吸收器的制造方法，该过压吸收器具有在周面由放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件，设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极，利用这对电极封闭两端并和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管，该方法具有下列工序在制造用夹具形成的内径足够插入所述的玻璃管的孔穴部依次插入所述的一对电极的一端、所述的玻璃管、所述的过压吸收元件、和所述的一对电极的另一端的插入工序，把所述的孔穴部内的气氛气体置换成惰性气体后，加热所述的制造用具使所述的孔穴部内的所述的密封电极和所述的玻璃管焊着的焊着工序，将在所述插入工序中插入的所述密封电极的与所述过压吸收元件接触的面形成以插入的所述玻璃管中心轴为中心对称的凹面状。
全文摘要
本发明涉及一种过压吸收器,其具有在周面由放电间隙分开形成导电膜的圆柱状的绝缘构件、设置在该绝缘构件两端并与导电膜接触的一对电极、利用这对电极封闭两端并和绝缘构件一起把惰性气体封入内部的玻璃管。本发明的过压吸收器中,将密封电极的与过压吸收元件接触的面形成为以所述的玻璃管中心轴为中心对称的凹面状。结果,可在玻璃管的中心高精度地设置过压吸收元件,提高了过压吸收器的寿命和耐过压量,并且可能降低成本和小型化。
文档编号H01T21/00GK1346167SQ0113725
公开日2002年4月24日 申请日期2001年10月2日 优先权日2000年10月2日
发明者池田宏幸, 中元隆裕, 浅海雅伸 申请人:三菱综合材料株式会社