JP2594853B2 - Discharge type surge absorbing element - Google Patents
Discharge type surge absorbing elementInfo
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- JP2594853B2 JP2594853B2 JP3280517A JP28051791A JP2594853B2 JP 2594853 B2 JP2594853 B2 JP 2594853B2 JP 3280517 A JP3280517 A JP 3280517A JP 28051791 A JP28051791 A JP 28051791A JP 2594853 B2 JP2594853 B2 JP 2594853B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電話回線等に印加さ
れる誘導雷等のサージを吸収して電子機器が損傷するこ
とを防止する放電型サージ吸収素子に係り、特に、素子
を偏平化すると共に、トリガ放電電極膜を電圧非直線抵
抗体によって構成した放電型サージ吸収素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge type surge absorbing element for preventing a surge in an electronic device from being damaged by absorbing a surge such as an induced lightning applied to a telephone line or the like. In addition, the present invention relates to a discharge type surge absorbing element in which a trigger discharge electrode film is constituted by a voltage non-linear resistor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、誘導雷等のサージから電子機器の
電子回路を保護するためのサージ吸収素子として、電圧
非直線特性を有する高抵抗体素子よりなるバリスタや、
放電間隙を気密容器内に収容したアレスタ等が広く使用
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a surge absorbing element for protecting an electronic circuit of an electronic device from a surge such as an induced lightning, a varistor composed of a high-resistance element having a voltage non-linear characteristic,
An arrester or the like in which a discharge gap is accommodated in an airtight container is widely used.
【０００３】上記バリスタは、サージ吸収の応答性に優
れるものの、単位面積当たりの電流耐量が比較的小さ
く、したがって大きなサージ電流を効率よく吸収するこ
とが困難である。また、上記アレスタはその放電間隙に
アーク放電を生成することにより、電流耐量を大きくす
ることができるのであるが、サージの印加から主放電ま
でに要する時間が長く、その応答性に問題がある。Although the varistor has excellent surge absorption responsiveness, it has a relatively small current withstand capacity per unit area, and thus it is difficult to efficiently absorb a large surge current. The arrester can increase the current withstand capability by generating an arc discharge in the discharge gap. However, the arrester has a long time required from the application of a surge to the main discharge, and has a problem in its responsiveness.
【０００４】そこで、図４及び図５に示すように、略円
柱状の絶縁体ａの表面に導電性薄膜ｂを被着させたうえ
で、この導電性薄膜ｂに幅が０．１ｍｍ程度の微小放電
間隙ｃを周回状に形成して導電性薄膜ｂを分割すると共
に、絶縁体ａの両端に主放電間隙ｄを隔てて放電電極
ｅ，ｅを嵌着して上記導電性薄膜ｂ，ｂと放電電極ｅ，
ｅとを接続し、これを放電ガスと共に気密容器ｆ内に封
入して外部端子ｇ，ｇを導出したサージ吸収素子ｈが提
案されている。Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, a conductive thin film b is applied to the surface of a substantially cylindrical insulator a, and the conductive thin film b has a width of about 0.1 mm. The conductive thin film b is divided by forming a small discharge gap c in a circular shape, and the discharge electrodes e, e are fitted to both ends of the insulator a with a main discharge gap d therebetween to form the conductive thin films b, b. And the discharge electrode e,
and a surge absorbing element h in which the external terminals g and g are connected to each other and sealed in an airtight container f together with a discharge gas.
【０００５】このサージ吸収素子ｈにサージが印加され
た場合、まず微小放電間隙ｃを隔てた導電性薄膜ｂ，ｂ
間に電位差が生じ、これにより微小放電間隙ｃに電子が
放出されて沿面放電が発生する。次いで、この沿面放電
に伴って生ずる電子のプライミング効果によってグロー
放電へと移行する。そして、このグロー放電がサージ電
流の増加によって主放電間隙ｄへと転移し、主放電とし
てのアーク放電に移行してサージを吸収する。When a surge is applied to the surge absorbing element h, first, conductive thin films b, b separated by a minute discharge gap c
A potential difference is generated between them, whereby electrons are emitted to the minute discharge gap c and a creeping discharge occurs. Next, a transition is made to a glow discharge due to the priming effect of electrons generated by the creeping discharge. Then, the glow discharge is transferred to the main discharge gap d due to an increase in the surge current, and shifts to an arc discharge as the main discharge to absorb the surge.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、上記サー
ジ吸収素子ｈは、微小放電間隙ｃに生ずる元来応答速度
の速い沿面放電をトリガ放電として利用するものである
ため、上記アレスタに比べて高い応答性を実現できると
共に、主放電間隙ｄに生ずる主放電たるアーク放電によ
ってサージを吸収するものであるため、上記バリスタに
比べて大きな電流耐量を実現できる。As described above, since the surge absorbing element h utilizes the creeping discharge originally having a high response speed generated in the minute discharge gap c as the trigger discharge, the surge absorbing element h is smaller than the arrester. Since high responsiveness can be realized and surge is absorbed by arc discharge as a main discharge generated in the main discharge gap d, a large current withstand capability can be realized as compared with the varistor.
【０００７】しかしながら、上記従来のサージ吸収素子
ｈにあっては、図３に示すように、気密容器ｆが嵩張る
略円筒形状をなしているため、各種電子機器内部に実装
する際に相当のスペースを確保する必要があり、近年に
おける電子機器の小型化の要請に反するものであった。However, in the conventional surge absorbing element h, as shown in FIG. 3, since the hermetic container f has a bulky and substantially cylindrical shape, a considerable space is required when mounting inside various electronic devices. This is contrary to recent demands for downsizing of electronic devices.
【０００８】また、微小放電間隙ｃを隔てて対向する導
電性薄膜ｂ，ｂが通常の抵抗体によって構成されている
ため、以下の欠点があった。すなわち、電圧の印加と同
時にその電圧値に比例した電流が流れ始めるため、主放
電間隙に転移する電圧値を安定的に設定することが困難
であり、サージ等の過電圧が急峻に印加された場合に
は、上記サージ吸収素子ｈの定格電圧を遥かに超えた時
点ではじめて主放電が開始するおそれがあった。しか
も、主放電が開始されるまでの間はサージの吸収が何等
行われないため、その間にサージが電子回路側に印加さ
れ、電子回路を損傷させる危険性があった。Further, since the conductive thin films b, b facing each other via the minute discharge gap c are formed of ordinary resistors, there are the following disadvantages. That is, since a current proportional to the voltage value starts to flow at the same time as the application of the voltage, it is difficult to stably set a voltage value that shifts to the main discharge gap, and when an overvoltage such as a surge is applied steeply. However, there is a possibility that the main discharge will start only when the rated voltage of the surge absorbing element h is far exceeded. In addition, since no surge is absorbed until the main discharge is started, the surge is applied to the electronic circuit during that time, and there is a risk of damaging the electronic circuit.
【０００９】さらに、電力線との接触事故や、このよう
な事態を想定したＵＬやＣＳＡ等の安全規格による過電
圧試験によって、上記サージ吸収素子ｈの定格電圧以上
の過電圧が連続して印加された場合には、主放電間隙ｄ
に生ずる主放電による過電流の通電が持続状態となる。
そして、この過電流の連続した通電に伴う発熱によって
気密容器ｆが溶融し、サージ吸収素子ｈが組み込まれた
回路基板を焼損させることとなり、その結果、上記過電
圧試験の合格基準を充足し得ないのは勿論のこと、実際
の使用状況下においては火災の原因となるおそれもあっ
た。Further, when an overvoltage equal to or higher than the rated voltage of the surge absorbing element h is continuously applied by an overvoltage test based on safety standards such as UL and CSA assuming a contact accident with a power line or such a situation. Has a main discharge gap d
, The overcurrent conduction by the main discharge is maintained.
Then, the heat generated by the continuous energization of the overcurrent melts the hermetic container f and burns the circuit board in which the surge absorbing element h is incorporated. As a result, the passing criteria for the overvoltage test cannot be satisfied. Of course, there was a risk of causing a fire under actual use conditions.
【００１０】本発明は、上記従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、外形がコンパクトに納まると共に、主
放電間隙への転移特性の安定化及び対サージ応答性の向
上を達成でき、さらに過電流の連続した通電を遮断する
ことで焼損事故を未然に防止し、各種安全規格に適合す
る放電型サージ吸収素子を実現することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and has a compact outer shape, can achieve a stable transition characteristic to a main discharge gap, and can have an improved response to surges. An object of the present invention is to prevent a burnout accident by interrupting continuous energization of an overcurrent, and to realize a discharge type surge absorbing element that meets various safety standards.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る放電型サージ吸収素子は、絶縁基板
と、該絶縁基板の表面を気密に覆い、該表面との間に放
電ガスが充填される放電空間を形成する蓋部材と、上記
絶縁基板の表面に微小放電間隙を隔てて対向するよう被
着形成される対のトリガ放電電極膜と、上記絶縁基板の
表面に主放電間隙を隔てて対向するよう被着形成され、
上記トリガ放電電極膜と電気的に接続される対の主放電
電極膜とを有してなり、上記トリガ放電電極膜は電圧非
直線抵抗体によって形成されると共に、トリガ放電電極
膜に連続した過電流が流れた場合に、該過電流の通電に
よるトリガ放電電極膜の発熱により、上記絶縁基板が砕
裂するよう構成した。上記電圧非直線抵抗体は、予め設
定された所定の電圧値未満の電圧が印加された場合に
は、その抵抗値が非常に高いため電流を通さないが、上
記所定の電圧値以上の電圧が印加された時点で、その抵
抗値が急激に低下して一気に大電流を通す性質を有する
ものであり、上記所定の電圧値（電流を通し始める電圧
値）をクランプ電圧という。該クランプ電圧は、例えば
１０Ｖ〜１０００Ｖの範囲内で設定される。また、上記
電圧非直線抵抗体としては、例えばＺｎＯやＳｉＣ，Ｔ
ｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３等を用いる。In order to achieve the above object, a discharge type surge absorbing element according to the present invention comprises an insulating substrate and a surface of the insulating substrate which is airtightly covered with a discharge gas. A lid member that forms a discharge space filled with, a pair of trigger discharge electrode films formed so as to face the surface of the insulating substrate with a minute discharge gap therebetween, and a main discharge gap formed on the surface of the insulating substrate. Are formed so as to face each other with
A pair of main discharge electrode films electrically connected to the trigger discharge electrode film, wherein the trigger discharge electrode film is formed of a voltage non-linear resistor and is connected to the trigger discharge electrode film. When a current flows, the insulating substrate is broken by heat generation of the trigger discharge electrode film due to the application of the overcurrent. When a voltage less than a predetermined voltage value set in advance is applied to the voltage non-linear resistor, the resistance value is very high, so that current does not pass therethrough, but a voltage equal to or higher than the predetermined voltage value is applied. At the time when the voltage is applied, the resistance value suddenly decreases and a large current flows at once. The predetermined voltage value (the voltage value at which the current starts to flow) is called a clamp voltage. The clamp voltage is set, for example, within a range of 10V to 1000V. The voltage non-linear resistor includes, for example, ZnO, SiC, T
iO 2 , Fe 2 O 3 or the like is used.
【００１２】上記トリガ放電電極膜に連続した過電流が
流れた場合に、該過電流の通電によるトリガ放電電極膜
の発熱により、上記絶縁基板が砕裂するよう構成した
が、具体的には、上記トリガ放電電極膜を形成する電圧
非直線抵抗体の放電時の抵抗値や電流量等を勘案して、
上記絶縁基板の厚さや材質等を適宜選定する（すなわ
ち、絶縁基板の割れ易さを調節する）ことによって実現
される。なお、上記「連続した」という表現は、「一定
時間継続した」を意味するものであり、「連続した過電
流」には、直流電流のみならず、時間の経過とともに電
流値が変化する交流電流も当然に含まれるものである。
以下においても同様である。When a continuous overcurrent flows through the trigger discharge electrode film, the insulating substrate is crushed by heat generation of the trigger discharge electrode film due to the application of the overcurrent. In consideration of the resistance value and the current amount at the time of discharging the voltage non-linear resistor forming the trigger discharge electrode film,
This is realized by appropriately selecting the thickness, material, and the like of the insulating substrate (that is, adjusting the easiness of cracking of the insulating substrate). The expression “continuous” means “continuous for a certain period of time”, and “continuous overcurrent” includes not only direct current but also alternating current whose current value changes over time. Is naturally included.
The same applies to the following.
【００１３】[0013]
【作用】絶縁基板の表面に、微小放電間隙を隔てて対向
するトリガ放電電極膜と、主放電間隙を隔てて対向する
主放電電極膜とを被着形成するよう構成したので、放電
型サージ吸収素子の形状は全体的に偏平化し、小型化す
ることが容易となる。According to the present invention, the trigger discharge electrode film facing the micro discharge gap and the main discharge electrode film facing the main discharge gap are formed on the surface of the insulating substrate. The shape of the element is entirely flattened, and it is easy to reduce the size.
【００１４】上記放電型サージ吸収素子に、上記主放電
電極膜と接続した外部端子を介して、トリガ放電電極膜
を構成する電圧非直線抵抗体のクランプ電圧以上のサー
ジが印加されると、この電圧非直線抵抗体の抵抗値が急
激に低下し、トリガ放電電極膜に電流が流れる。その結
果、微小放電間隙に電子が放出されてトリガ放電として
の沿面放電が発生する。ついで、この沿面放電は、電子
のプライミング効果によってグロー放電へと移行する。
そして、このグロー放電が主放電間隙へと転移し、主放
電たるアーク放電に移行してサージを吸収する。一方、
クランプ電圧未満の電圧が印加された場合には、電圧非
直線抵抗体の抵抗値は高いままであるため、トリガ放電
電極膜に電流が流れず、したがって沿面放電も生じな
い。When a surge equal to or higher than the clamp voltage of the voltage non-linear resistor constituting the trigger discharge electrode film is applied to the discharge type surge absorbing element via an external terminal connected to the main discharge electrode film, The resistance value of the voltage non-linear resistor rapidly decreases, and a current flows through the trigger discharge electrode film. As a result, electrons are emitted into the minute discharge gap, and a creeping discharge as a trigger discharge occurs. Next, the surface discharge changes to a glow discharge due to the priming effect of electrons.
Then, the glow discharge shifts to the main discharge gap, and shifts to the main discharge arc discharge to absorb the surge. on the other hand,
When a voltage lower than the clamp voltage is applied, the resistance value of the voltage non-linear resistor remains high, so that no current flows through the trigger discharge electrode film, and thus no creeping discharge occurs.
【００１５】このように、印加電圧値がクランプ電圧未
満の場合には、上記トリガ放電電極膜に電流は流れない
が、クランプ電圧に達した時点で大電流が一気に流れる
ため、確実に主放電間隙に転移し、主放電が開始され
る。このクランプ電圧のバラツキは極めて少ないため、
上記電圧非直線抵抗体のクランプ電圧を適宜調節するこ
とにより、主放電間隙に転移する電圧値（以下「主放電
の開始電圧」と称する）を安定的に設定できる。なお、
電圧非直線抵抗体自身にもサージ吸収作用があるため、
主放電が開始されるまでの間も、上記トリガ放電電極膜
を形成する対サージ応答性に優れた電圧非直線抵抗体に
よってサージの吸収が行われる。As described above, when the applied voltage value is less than the clamp voltage, no current flows through the trigger discharge electrode film. However, when the clamp voltage is reached, a large current flows at once, so that the main discharge gap is surely maintained. And the main discharge is started. Since the variation of this clamp voltage is extremely small,
By appropriately adjusting the clamp voltage of the voltage non-linear resistor, a voltage value (hereinafter, referred to as a “main discharge start voltage”) that shifts to the main discharge gap can be set stably. In addition,
Since the voltage non-linear resistor itself has a surge absorbing effect,
Even before the main discharge starts, the surge is absorbed by the voltage non-linear resistor having excellent surge responsiveness to the trigger discharge electrode film.
【００１６】電力線との接触事故や、このような事態を
想定した過電圧試験によって、上記放電型サージ吸収素
子の定格電圧以上の過電圧が連続して印加された場合に
は、上記微小放電間隙及び主放電間隙で放電が持続し、
この放電を通じて連続した過電流が流れることとなる。
この連続した過電流の通電によって上記トリガ放電電極
膜が発熱し、上記絶縁基板が熱歪みによって砕裂する。
この結果、放電空間内の放電ガスに空気が流入し、放電
が消失して過電流の通電が遮断されるので、上記放電型
サージ吸収素子の焼損を防止することができる。If an overvoltage exceeding the rated voltage of the discharge type surge absorbing element is continuously applied by a contact accident with a power line or an overvoltage test assuming such a situation, the minute discharge gap and main Discharge continues in the discharge gap,
Through this discharge, a continuous overcurrent flows.
The continuous discharge of the overcurrent causes the trigger discharge electrode film to generate heat, and the insulating substrate is broken by thermal strain.
As a result, air flows into the discharge gas in the discharge space, the discharge disappears, and the overcurrent is cut off, so that burning of the discharge type surge absorbing element can be prevented.
【００１７】[0017]
【実施例】以下に本発明を、図示の実施例に基づいて説
明する。図１及び図１のＡ−Ａ断面図である図２に示す
ように、本実施例に係る放電型サージ吸収素子２は、厚
さ０．４〜１．０ｍｍのセラミック等からなる絶縁基板
４と、該絶縁基板４の表面６を覆う蓋部材８と、上記絶
縁基板４の表面６に幅１０〜１００μｍの微小放電間隙
１０を隔てて被着形成される１対のトリガ放電電極膜１
２，１２と、絶縁基板４の表面６に幅０．２〜１０ｍｍ
の主放電間隙１４を隔てて被着形成される１対の主放電
電極膜１６，１６とを有してなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. As shown in FIG. 1 and FIG. 2 which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, the discharge type surge absorbing element 2 according to the present embodiment has an insulating substrate 4 made of ceramic or the like having a thickness of 0.4 to 1.0 mm. A cover member 8 covering the surface 6 of the insulating substrate 4; and a pair of trigger discharge electrode films 1 formed on the surface 6 of the insulating substrate 4 with a minute discharge gap 10 having a width of 10 to 100 μm.
2, 12 and a width of 0.2 to 10 mm on the surface 6 of the insulating substrate 4
And a pair of main discharge electrode films 16, 16 formed with the main discharge gap 14 therebetween.
【００１８】上記トリガ放電電極膜１２，１２は、Ｚｎ
Ｏ，ＳｉＣ，ＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３等の電圧非直線抵抗
体によって形成される。また、上記主放電電極膜１６，
１６は、Ｍｏ，ＬａＢ６，ＭｏＳｉ２，ＴｉＯ２等の、
耐スパッタ性を有する導電物質によって形成される。上
記トリガ放電電極膜１２，１２と主放電電極膜１６，１
６とは、互いに電気的に接続される。The trigger discharge electrode films 12, 12 are made of Zn.
It is formed by a voltage non-linear resistor such as O, SiC, TiO 2 , and Fe 2 O 3 . Further, the main discharge electrode film 16,
16 is Mo, LaB 6 , MoSi 2 , TiO 2, etc.
It is formed of a conductive material having sputter resistance. The trigger discharge electrode films 12, 12 and the main discharge electrode films 16, 1
6 are electrically connected to each other.
【００１９】なお、上記トリガ放電電極膜１２，１２の
先端部には、Ｍｏ，ＬａＢ６，ＭｏＳｉ２，ＴｉＯ２等
によって形成される、耐スパッタ性を有する導電性保護
膜１８，１８が形成されており、トリガ放電電極膜１
２，１２のスパッタによる微小放電間隙１０の絶縁劣化
を防止し、寿命特性の向上を図っている。さらに、トリ
ガ放電電極膜１２，１２の表面には、露出部における沿
面放電を防止するために、非結晶化ガラス等からなる絶
縁膜２０，２０が被覆されている。At the tips of the trigger discharge electrode films 12, 12, sputter-resistant conductive protective films 18, 18 made of Mo, LaB 6 , MoSi 2 , TiO 2 or the like are formed. And the trigger discharge electrode film 1
Insulation deterioration of the minute discharge gap 10 due to the sputtering of 2, 12 is prevented, and the life characteristics are improved. Further, the surfaces of the trigger discharge electrode films 12 are coated with insulating films 20 made of non-crystallized glass or the like in order to prevent creeping discharge at the exposed portions.
【００２０】上記絶縁基板４の表面６から左右両側面２
２，２２、さらに裏面２４にかけては、Ａｇ・ＰｄやＮ
ｉ等からなる１対の外部端子薄膜２６，２６が被着形成
されており、該外部端子薄膜２６，２６は、上記主放電
電極膜１６，１６と電気的に接続される。From the surface 6 of the insulating substrate 4 to the left and right side surfaces 2
Ag, Pd, N
A pair of external terminal thin films 26, 26 made of i or the like are formed and adhered, and the external terminal thin films 26, 26 are electrically connected to the main discharge electrode films 16, 16.
【００２１】上記蓋部材８は、ガラスやセラミック等の
絶縁物質からなり、該蓋部材８の各側面２８は３〜１０
ｍｍ程度の高さを有している。該側面２８と絶縁基板４
の表面６とを低融点ガラス等からなる封着材３０によっ
て固着することにより、絶縁基板４の表面６と蓋部材８
との間に、上記側面２８の高さに相応した高さを有す
る、気密の放電空間３２が形成される。該放電空間３２
内には、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ等の希ガスの単体もし
くは混合物を主体とする放電ガスが封入される。なお、
上記のように側面２８を有する蓋部材８を用いる代わり
に、平板状の蓋部材を用い、絶縁基板４との間にスペー
サー等を配して放電空間３２を形成するよう構成しても
よい。The lid member 8 is made of an insulating material such as glass or ceramic.
It has a height of about mm. The side surface 28 and the insulating substrate 4
The surface 6 of the insulating substrate 4 and the cover member 8 are fixed to each other with a sealing material 30 made of low melting point glass or the like.
A hermetic discharge space 32 having a height corresponding to the height of the side surface 28 is formed between them. The discharge space 32
A discharge gas mainly containing a rare gas such as He, Ne, Ar, Xe or the like or a mixture thereof is sealed therein. In addition,
Instead of using the lid member 8 having the side surface 28 as described above, a flat lid member may be used, and a spacer or the like may be arranged between the lid member 8 and the insulating substrate 4 to form the discharge space 32.
【００２２】上記放電型サージ吸収素子２は、上記トリ
ガ放電電極膜１２，１２に過電流が連続的に流れた場合
に、該過電流の通電によるトリガ放電電極膜１２，１２
の発熱により、上記絶縁基板４が熱歪みによって砕裂す
るよう構成される。具体的には、上記トリガ放電電極膜
１２，１２を形成する電圧非直線抵抗体の放電時の抵抗
値や電流量に基づく発熱量等を勘案して、上記絶縁基板
４の厚さや材質等を適宜選定する（すなわち、絶縁基板
の割れ易さを調節する）ことによって実現される。When an overcurrent continuously flows through the trigger discharge electrode films 12, 12, the discharge-type surge absorbing element 2 generates the trigger discharge electrode films 12, 12 by applying the overcurrent.
, The insulating substrate 4 is configured to be broken by thermal strain. Specifically, the thickness, material, etc. of the insulating substrate 4 are determined in consideration of the resistance value of the voltage non-linear resistors forming the trigger discharge electrode films 12, 12 during discharge and the amount of heat generated based on the amount of current. This is realized by appropriately selecting (that is, adjusting the easiness of cracking of the insulating substrate).
【００２３】しかして、上記構成を有する放電型サージ
吸収素子２を電子機器のプリント回路基板等に実装した
状態で、外部端子薄膜２６，２６を介して外部からトリ
ガ放電電極膜１２，１２を構成する電圧非直線抵抗体の
クランプ電圧以上のサージが印加されると、該電圧非直
線抵抗体の抵抗値が急激に低下し、トリガ放電電極膜１
２，１２に大きな電流が一気に流れる。その結果、微小
放電間隙１０に電子が放出されてトリガ放電としての沿
面放電が発生し、この沿面放電は、電子のプライミング
効果によってグロー放電へと移行する。そして、このグ
ロー放電は即座に主放電間隙１４へと転移し、主放電た
るアーク放電に移行してサージを吸収する。なお、主放
電が開始するまでの間にも、上記トリガ放電電極膜１
２，１２を構成する応答性に優れた電圧非直線抵抗体自
身がサージを吸収しているため、対サージ応答性が向上
する。In the state where the discharge type surge absorbing element 2 having the above configuration is mounted on a printed circuit board or the like of an electronic device, the trigger discharge electrode films 12, 12 are externally formed via the external terminal thin films 26, 26. When a surge equal to or higher than the clamp voltage of the voltage non-linear resistor is applied, the resistance value of the voltage non-linear resistor rapidly decreases, and the trigger discharge electrode film 1
A large current flows at a stretch in 2 and 12. As a result, electrons are emitted to the minute discharge gap 10 to generate a creeping discharge as a trigger discharge, and the creeping discharge shifts to a glow discharge by a priming effect of the electrons. The glow discharge is immediately transferred to the main discharge gap 14, and shifts to the main discharge arc discharge to absorb the surge. In addition, even before the main discharge starts, the trigger discharge electrode film 1
Since the voltage non-linear resistor itself having excellent responsiveness and constituting the components 2 and 12 absorbs the surge, the responsiveness to surge is improved.
【００２４】電力線との接触事故や、このような事態を
想定した過電圧試験によって、放電型サージ吸収素子２
の定格電圧以上の過電圧が連続して印加された場合に
は、微小放電間隙１０及び主放電間隙１４で放電が持続
し、この放電を通じて連続した過電流が流れることとな
る。このような短絡状態となった場合には、連続した過
電流の通電によってトリガ放電電極膜１２，１２が発熱
し、絶縁基板４が熱歪みによって砕裂する。この結果、
放電空間３２内の放電ガスに空気が流入して放電を消失
させ、過電流の通電を遮断する。[0024] The discharge type surge absorbing element 2 is subjected to a contact accident with a power line and an overvoltage test assuming such a situation.
Is continuously applied in the minute discharge gap 10 and the main discharge gap 14, a continuous overcurrent flows through the discharge. In the case of such a short-circuit state, the trigger discharge electrode films 12 and 12 generate heat due to continuous overcurrent application, and the insulating substrate 4 is broken by thermal strain. As a result,
Air flows into the discharge gas in the discharge space 32 to extinguish the discharge and cut off the overcurrent.
【００２５】なお、図示は省略したが、上記絶縁基板４
に切り込みや溝を形成することによって、その砕裂を容
易化することができる。あるいは、絶縁基板４の裏面２
２における相対向する両側端縁に脚部を突設し、放電型
サージ吸収素子２を回路基板等に実装した際に、該脚部
によって絶縁基板４の裏面２２の中央部分が浮いた状態
で支持されるよう構成することもできる。この場合に
は、絶縁基板４の砕裂が容易化するばかりでなく、砕裂
した部分が下方に陥没するので、通電路が寸断され、過
電流の通電をより確実に遮断できる。Although not shown, the insulating substrate 4
By forming a cut or a groove in the groove, the crushing can be facilitated. Alternatively, the back surface 2 of the insulating substrate 4
When the discharge type surge absorbing element 2 is mounted on a circuit board or the like, the center portion of the back surface 22 of the insulating substrate 4 is floated by the legs when the legs are protrudingly provided on both side edges facing each other. It can also be configured to be supported. In this case, not only the crushing of the insulating substrate 4 is facilitated, but also the crushed portion is depressed downward, so that the current path is cut off and the flow of the overcurrent can be more reliably cut off.
【００２６】[0026]
【発明の効果】上記のように、本発明に係る放電型サー
ジ吸収素子は、絶縁基板と、該絶縁基板の表面を覆う蓋
部材と、上記絶縁基板の表面に被着形成されるトリガ放
電電極膜及び主放電電極膜とからなるよう構成したの
で、その外形を偏平化することができる。その結果、部
品収容スペースの少ない小型の機器内に収容することが
可能になる等、放電型サージ吸収素子の使用用途を拡大
し、その利用価値を高めることができる。As described above, the discharge type surge absorbing element according to the present invention comprises an insulating substrate, a cover member covering the surface of the insulating substrate, and a trigger discharge electrode formed on the surface of the insulating substrate. Since the configuration is made up of the film and the main discharge electrode film, the outer shape can be flattened. As a result, the use of the discharge type surge absorbing element can be expanded, for example, it can be accommodated in a small device with a small space for accommodating components, and the use value thereof can be enhanced.
【００２７】トリガ放電電極膜を電圧非直線抵抗体によ
って構成したので、該電圧非直線抵抗体のクランプ電圧
によって主放電の開始電圧を規定できる。すなわち、ク
ランプ電圧以上のサージが印加された場合に、即座に通
電して主放電が確実に開始されるので、主放電の開始電
圧をクランプ電圧に基づいて安定的に設定できる。ま
た、主放電が開始するまでの間も、応答性に優れた電圧
非直線抵抗体自身がサージの吸収を行うので、対サージ
応答性が向上する。Since the trigger discharge electrode film is constituted by the voltage non-linear resistor, the starting voltage of the main discharge can be defined by the clamp voltage of the voltage non-linear resistor. That is, when a surge equal to or higher than the clamp voltage is applied, the main discharge is immediately started and the main discharge is reliably started, so that the start voltage of the main discharge can be set stably based on the clamp voltage. Further, even before the main discharge starts, the voltage non-linear resistor itself having excellent responsiveness itself absorbs the surge, so that the responsiveness to surge is improved.
【００２８】連続した過電流の通電によるトリガ放電電
極膜の発熱によって上記絶縁基板が砕裂するよう構成す
ることにより、電力線との接触事故や各種過電圧試験に
よって放電型サージ吸収素子の定格電圧以上の過電圧が
連続して印加された場合に、該過電圧による過電流によ
って上記トリガ放電電極膜が発熱し、上記絶縁基板が砕
裂される。その結果、放電空間内の放電ガスに空気が流
入し、これにより放電が消失して過電流の通電が遮断さ
れるので、放電型サージ吸収素子の焼損を防止すること
ができる。The above-mentioned insulating substrate is configured to be broken by heat generation of the trigger discharge electrode film due to continuous application of an overcurrent, so that a contact accident with a power line or various overvoltage tests may cause the discharge type surge absorbing element to exceed the rated voltage. When an overvoltage is continuously applied, the trigger discharge electrode film generates heat due to an overcurrent due to the overvoltage, and the insulating substrate is broken. As a result, air flows into the discharge gas in the discharge space, which causes the discharge to disappear and the overcurrent to be cut off, thereby preventing the discharge type surge absorbing element from burning.
【図１】本発明に係る放電型サージ吸収素子の１実施例
を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a discharge type surge absorbing element according to the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】従来のサージ吸収素子の概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a conventional surge absorbing element.
【図４】従来のサージ吸収素子の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional surge absorbing element.
２ 放電型サージ吸収素子 ４ 絶縁基板 ６ 絶縁基板の表面 ８ 蓋部材 １０ 微小放電間隙 １２ トリガ放電電極膜 １４ 主放電間隙 １６ 主放電電極膜 ３２ 放電空間 2 Discharge type surge absorbing element 4 Insulating substrate 6 Surface of insulating substrate 8 Lid member 10 Micro discharge gap 12 Trigger discharge electrode film 14 Main discharge gap 16 Main discharge electrode film 32 Discharge space
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−98488（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−124983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−227387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278781（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268427（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−120063（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−62483（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-98488 (JP, A) JP-A-1-124983 (JP, A) JP-A-61-227387 (JP, A) JP-A-62 278781 (JP, A) JP-A-1-268427 (JP, A) JP-A-55-120063 (JP, U) JP-A-3-62483 (JP, U)
Claims (1)
覆い、該表面との間に放電ガスが充填される放電空間を
形成する蓋部材と、上記絶縁基板の表面に微小放電間隙
を隔てて対向するよう被着形成される対のトリガ放電電
極膜と、上記絶縁基板の表面に主放電間隙を隔てて対向
するよう被着形成され、上記トリガ放電電極膜と電気的
に接続される対の主放電電極膜とを有してなり、上記ト
リガ放電電極膜は電圧非直線抵抗体によって形成される
と共に、トリガ放電電極膜に連続した過電流が流れた場
合に、該過電流の通電によるトリガ放電電極膜の発熱に
より、上記絶縁基板が砕裂するよう構成したことを特徴
とする放電型サージ吸収素子。1. An insulating substrate, a lid member which hermetically covers a surface of the insulating substrate and forms a discharge space filled with a discharge gas between the insulating substrate and a minute discharge gap on the surface of the insulating substrate. A pair of trigger discharge electrode films that are formed so as to face each other with a gap therebetween, and are formed so as to face the surface of the insulating substrate with a main discharge gap therebetween and are electrically connected to the trigger discharge electrode film. And a pair of main discharge electrode films, wherein the trigger discharge electrode film is formed by a voltage non-linear resistor.
When a continuous overcurrent flows through the trigger discharge electrode film,
In this case, the trigger discharge electrode film generates heat due to the overcurrent.
A discharge-type surge absorbing element , wherein the insulating substrate is configured to be broken .
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|---|---|
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1991
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