浪涌防护元件的制作方法

文档序号:15576450发布日期:2018-09-29 05:37阅读:204来源:国知局

本发明涉及一种浪涌防护元件,其用于保护各种设备免于受到因落雷等而发生的浪涌(surge),且事先防止事故。



背景技术:

在电话机、传真机、调制解调器等通讯设备用电子设备与通讯线相连接的部分、电源线、天线或crt、液晶电视及等离子电视等的图像显示驱动电路等容易受到因雷击浪涌(lightningsurge)或静电等异常电压(浪涌电压)导致的电击的部分,为了防止因异常电压而电子设备或装载该设备的印刷基板因热损伤或起火等导致的破坏而连接有浪涌防护元件。

以往,例如如专利文献1以及2所示,记载有一种避雷器(arrester)型浪涌防护元件,其具备:陶瓷、玻璃等的筒体即绝缘性管及从密封绝缘性管的一对密封电极以对置状态突出的一对突出电极部。

专利文献1:日本实用新型注册第3151069号公报

专利文献2:日本特开平5-36460号公报

在上述以往技术中,还留有以下的课题。

即,由于电弧放电,构成突出电极部的金属熔融飞溅,金属成分附着于绝缘性管的内表面,从而产生一对密封电极之间的绝缘性恶化的问题。尤其,在浪涌施加电流超过10ka的情况下,金属的飞溅变得明显,若大量的金属成分附着于绝缘性管的内表面,还会产生在绝缘性管的内周面上形成通电电路而导致短路的情况,此时会有被判断为浪涌防护元件的寿命结束的不良情况。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种浪涌防护元件,其能够抑制由于因电弧放电而飞溅的金属成分附着而导致的短路。

本发明为了解决上述课题,采用了以下的结构。即,第1发明所涉及的浪涌防护元件的特征在于,具备:绝缘性管;及一对密封电极,其封闭所述绝缘性管的两端开口部而在内部密封放电控制气体,一对所述密封电极具有朝内方突出且相互对置的一对突出电极部,在所述绝缘性管的内周面上形成有至少一个沿圆周方向延伸的槽部。

即,该浪涌防护元件中,在绝缘性管的内周面上形成有至少一个沿圆周方向延伸的槽部,因此,即使由于电弧放电而飞溅的金属成分附着于绝缘性管的内周面,也难以进入槽部内,所以难以因附着金属而形成通电电路,从而能够抑制短路。并且,通过槽部而经由了绝缘性管的内周面的密封电极之间的爬电距离变长,在这一点上,也难以因附着金属而形成通电电路。

第2发明所涉及的浪涌防护元件的特征在于,在第1发明中,在所述绝缘性管的轴线方向上形成有多个所述槽部。

即,在该浪涌防护元件中,在绝缘性管的轴线方向上形成有多个槽部,因此,能够通过多个槽部来抑制因附着金属形成通电电路,从而能够进一步防止短路。

第3发明所涉及的浪涌防护元件的特征在于,在第1或第2发明中,所述槽部至少形成于所述绝缘性管的开口部的附近。

即,在该浪涌防护元件中,槽部至少形成于绝缘性管的开口部的附近,由于槽部位于基于电弧放电的金属成分相较于中央部难以附着的开口部的附近,因此能够有效地防止一对密封电极之间的短路。

第4发明所涉及的浪涌防护元件的特征在于,在第1至第3发明的任一个中,所述槽部的在所述绝缘性管的中间位置侧的内表面从所述绝缘性管的内周面朝向所述中间位置侧倾斜。

即,在该浪涌防护元件中,由于槽部的在绝缘性管的中间位置侧的内表面从绝缘性管的内周面朝向所述中间位置侧倾斜,因此,即使由于电弧放电而从一对突出电极部的前端侧飞溅的金属成分欲要附着于槽部内,相对于金属成分的飞溅方向,槽部内的倾斜的所述中间位置侧的内表面成为阴影而难以附着于该内表面,从而更难以因附着金属形成通电电路。

根据本发明,可发挥以下效果。

即,根据本发明所涉及的浪涌防护元件,在绝缘性管的内周面上形成有至少一个沿圆周方向延伸的槽部,因此,即使由于电弧放电而飞溅的金属成分附着于绝缘性管的内周面,也难以进入槽部内,所以难以因附着金属形成通电电路,从而能够抑制短路。

因此,有助于元件的高寿命化,且能够增加可操作的浪涌施加次数。尤其,本发明所涉及的浪涌防护元件适合于被要求具有大电流浪涌耐性的基础建设用(有关铁路、有关再生能源(太阳能电池、风力发电等))的电源及通讯设备。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的浪涌防护元件的第1实施方式的轴向的剖视图。

图2是图1的a-a线剖视图。

图3是表示本发明所涉及的浪涌防护元件的第2实施方式的轴向剖视图。

图4是在本发明的第2实施方式中,表示主要部分的放大剖视图。

具体实施方式

以下,一边参考图1及图2,一边说明本发明所涉及的浪涌防护元件的第1实施方式。另外,在以下说明中所使用的各附图中,为了将各部件构成为能够辨识或容易辨识的大小,适当变更比例尺。

如图1及图2所示,本实施方式的浪涌防护元件1具备:绝缘性管2;及一对密封电极3,其封闭绝缘性管2的两端开口部而在内部密封放电控制气体。

并且,本实施方式的浪涌防护元件1具备形成于绝缘性管2的内周面的由离子源材料形成的放电辅助部4。

上述一对密封电极3具有朝内方突出且相互对置的一对突出电极部5。

在上述绝缘性管2的内周面上形成有至少一个沿圆周方向延伸的槽部2a。在本实施方式中,在绝缘性管2的轴线c的方向上相互隔开间隔而形成有多个槽部2a。

上述各槽部2a在与绝缘性管2的内周面垂直的方向上被挖而形成为矩形状。另外,槽部2a的深度l越大,越能够抑制因槽部2a内的金属成分的附着形成通电电路。

并且,各槽部2a以轴线c为中心沿圆周方向分别形成为圆环状。这些槽部2a在制作绝缘性管2时,例如在成型绝缘性管2时且烧结前在内周面上形成多个狭缝状的沟之后通过烧结来制成。

在上述突出电极部5的对置面5b上,形成有由电子发射特性相较于密封电极3的材料高的材料形成的放电活性层8。

上述放电活性层8例如以si、o作为主成分元素并包含na、cs、c中的至少一个。该放电活性层8例如在硅酸钠溶液中加入碳酸铯粉末来制作前体(precursor),并将该前体涂布于一对突出电极部5的对置面5b之后,对前体通过以硅酸钠软化的温度以上且以碳酸铯熔化及分解的温度以上的温度进行热处理来制成。

上述放电辅助部4为导电性材料,例如为由碳材料所形成的放电辅助部。

另外,在本实施方式中,放电辅助部4沿着轴线c跨越多个槽部2a之间而形成为直线状或虚线状。

并且,在图1中,仅图示有一条沿轴线c的放电辅助部4,但也可以在圆周方向上相互隔开间隔而形成多条放电辅助部4。

上述密封电极3由例如42合金(fe:58wt%、ni:42wt%)或cu等构成。

密封电极3具有在绝缘性管2的两端开口部经由导线性熔接材料(省略图示),通过加热处理而被固定为密合状态的圆板状的凸缘部7。在该凸缘部7的内侧,一体设置有朝内方突出并且外径小于绝缘性管2的内径的圆柱状的突出电极部5。

上述绝缘性管2是氧化铝等结晶性陶瓷材料。另外,绝缘性管2也可以由铅玻璃等玻璃管形成。

上述导电性熔接材料,作为例如包含ag的钎料,由ag-cu钎料所形成。

封入于上述绝缘性管2内的放电控制气体为惰性气体等,采用例如he、ar、ne、xe、kr、sf6、co2、c3f8、c2f6、cf4、h2、大气等以及其混合气体。

在该浪涌防护元件1中,若过电压或过电流侵入,则首先在放电辅助部4与突出电极部5之间进行初期放电,以该初期放电为契机,若放电进一步进展,则会从一侧的突出电极部5向另一侧的突出电极部5进行电弧放电。

如此,本实施方式的浪涌防护元件1中,在绝缘性管2的内周面上形成有至少一个沿圆周方向延伸的槽部2a,因此,即使由于电弧放电而飞溅的金属成分附着于绝缘性管2的内周面,也难以进入槽部2a内,所以难以因附着金属形成通电电路,从而能够抑制短路。

并且,通过槽部2a而经由了绝缘性管2的内周面的密封电极3之间的爬电距离变长,在这一点上也难以因附着金属形成通电电路。

尤其,在绝缘性管2的轴线方向上形成有多个槽部2a,因此,能够通过多个槽部2a来抑制因附着金属形成通电电路,从而能够进一步防止短路。

接着,参考图3及图4,对本发明所涉及的浪涌防护元件的第2实施方式进行以下说明。另外,在以下的实施方式的说明中,对于与上述实施方式中所说明的相同构成要素标注相同的符号,并省略其说明。

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于,在第1实施方式中,槽部2a在与绝缘性管2的内周面垂直的方向上被挖而形成为矩形状,相对于此,在第2实施方式的浪涌防护元件21中,如图3及图4所示,槽部22a、22b的绝缘性管22的中间位置p侧的内表面22c,从绝缘性管22的内周面朝向中间位置p侧倾斜。

即,在第2实施方式中,槽部22a形成为截面平行四边形状,所述截面平行四边形状相对于与绝缘性管22的内周面垂直的方向,朝向倾斜方向被挖,且自内周面起的倾斜方向朝向中间位置p侧。

并且,槽部22b形成于绝缘性管22的开口部的附近。该槽部22b中,绝缘性管22的中间位置p侧的内表面22c从绝缘性管22的内周面朝向中间位置p侧倾斜,但是,截面形状被设为梯形状或大致三角形状。

再者,上述内表面22c的倾斜角度α的绝对值越大,则金属成分m越难以附着于该内表面22c。并且,槽部22a、22b的深度l及宽度t越大,则越能够抑制因槽部22a、22b内的金属成分m的附着形成通电电路。

如此,在第2实施方式的浪涌防护元件21中,由于槽部22a、22b的绝缘性管22的中间位置p侧的内表面22c从绝缘性管22的内周面朝向中间位置p侧倾斜,因此,即使由于电弧放电而从一对突出电极部5的前端侧飞溅的金属成分m欲要附着于槽部22a、22b内,相对于金属成分m的飞溅方向(例如,图4的箭头),槽部22a、22b内的倾斜的中间位置p侧的内表面22c也成为阴影而难以附着于该内表面22c,从而更难以因附着的金属成分m形成通电电路。

又,槽部22b至少形成于绝缘性管22的开口部的附近,由于槽部22b位于基于电弧放电的金属成分m相较于中央部难以附着的开口部的附近,因此能够有效地防止一对密封电极3之间的短路。

另外,本发明的技术范围并不限定于上述各实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够施加各种变更。

例如,在上述各实施方式中,沿着绝缘性管的内周面以圆环状形成槽部,但是,也可以沿着绝缘性管的内周面,以圆弧状形成槽部。

符号说明

1、21浪涌防护元件2、22绝缘性管

3密封电极4放电辅助部

5突出电极部

2a、22a、22b槽部

22c槽部的绝缘性管的中间位置侧的内表面

p绝缘性管的中间位置

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