專利名稱：放電元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放電元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
包括電話機(jī)的通信設(shè)備等存在著因遭雷擊等而產(chǎn)生的浪涌電流入侵的情況。當(dāng)浪涌電流入侵通信設(shè)備時，存在著通信設(shè)備被破壞、或者發(fā)生工作不良的情況。因此，為了保護(hù)通信設(shè)備不受浪涌電流的影響，在通信設(shè)備安裝有用于通過放電來釋放浪涌電流的放電元件(也稱作浪涌吸收器)。作為放電元件的一種的間隙型的放電元件，在浪涌電流入侵時在火花間隙有放電電流流過。由此，浪涌電流流經(jīng)放電元件，因此防止了浪涌電流入侵通信設(shè)備。
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作為該種放電元件的專利文獻(xiàn)I記載的放電元件存在以下結(jié)構(gòu)多個導(dǎo)體膜片離開預(yù)定大小的火花間隙而形成的基板被配置在玻璃管內(nèi)，該玻璃管的兩端被熔融而氣密密封。向玻璃管內(nèi)導(dǎo)入兩根帶端子的導(dǎo)線，各端子分別與位于兩端的導(dǎo)體膜片連接。此外，在玻璃管內(nèi)部填充有用于調(diào)整放電電壓的氣體。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平9-171881號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，現(xiàn)有的間隙型的放電元件存在以下問題在組裝完成品后難以調(diào)整其特性，因此難以提高制造成品率，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實現(xiàn)低成本化。本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、裝置成品率高且成本低的放電元件及其簡易制造方法。用于解決課題的方案為了解決上述課題，達(dá)到目的，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，該放電元件具備第一電極，所述第一電極由能夠塑性變形的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第一電極具有內(nèi)部空間和與所述內(nèi)部空間連通的開口 ；基座，所述基座由絕緣性材料構(gòu)成，該基座以使所述第一電極的所述內(nèi)部空間成為氣密空間的方式與所述開口氣密接合；以及第二電極，所述第二電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第二電極經(jīng)由所述基座貫穿插入至所述內(nèi)部空間，在該第二電極與所述第一電極之間形成火花間隙。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，所述第一電極具有變形部，該變形部朝向所述第二電極而向所述內(nèi)部空間突出。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，所述第一電極具有波紋結(jié)構(gòu)，該波紋結(jié)構(gòu)用于調(diào)整所述火花間隙的大小。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，在所述第一電極的所述內(nèi)部空間填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，所述第一電極具有氣體導(dǎo)入通道，該氣體導(dǎo)入通道的一端與所述內(nèi)部空間連通，該氣體導(dǎo)入通道的另一端被氣密密封。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，所述第二電極具有氣體導(dǎo)入通道，該氣體導(dǎo)入通道的一端與所述內(nèi)部空間連通，該氣體導(dǎo)入通道的另一端被氣密密封。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，在所述第一電極與所述基座之間形成有空隙，所述空隙由接合材料氣密地堵塞。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，在所述第二電極 與所述基座之間形成有空隙，所述空隙由接合材料氣密地堵塞。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，該放電元件具備放電觸發(fā)器，該放電觸發(fā)器配置在所述第一電極和所述第二電極之間。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，準(zhǔn)備以下部件第一電極，所述第一電極由能夠塑性變形的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第一電極具有內(nèi)部空間和與所述內(nèi)部空間連通的開口 ；基座，所述基座由絕緣性材料構(gòu)成；以及第二電極，所述第二電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，以下述方式組裝以上部件以使所述內(nèi)部空間成為氣密空間的方式將所述基板與所述第一電極的所述開口氣密接合，并且，將所述第二電極經(jīng)由所述基座而貫穿插入至所述內(nèi)部空間，從而在所述第一電極與所述第二電極之間形成火花間隙。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，該放電元件的制造方法還包括使所述第一電極變形來調(diào)整所述火花間隙的大小的工序。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，還包括下述工序經(jīng)由氣體導(dǎo)入通道向所述第一電極的所述內(nèi)部空間導(dǎo)入并填充放電開始電壓調(diào)整用氣體的工序；以及將所述氣體導(dǎo)入通道氣密密封的工序，在所述氣密密封的工序之后，進(jìn)行調(diào)整所述火花間隙的大小的工序。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，從所述第一電極所具有的所述氣體導(dǎo)入通道導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，從所述第二電極所具有的所述氣體導(dǎo)入通道導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，將所述第一電極與所述基座之間的空隙作為所述氣體導(dǎo)入通道而導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。此外，本發(fā)明涉及的放電元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，將所述第二電極與所述基座之間的空隙作為所述氣體導(dǎo)入通道而導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，起到了下述效果能夠?qū)崿F(xiàn)制造成品率較高且制造方法簡易的、低成本的放電元件。


圖I是第一實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖2是圖I所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。圖3是說明圖I所示的放電元件的制造方法的流程圖。圖4是說明圖3所示的制造方法的圖。圖5是說明圖3所示的制造方法的圖。圖6是第二實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。 圖7是圖6所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。圖8是第三實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖9是說明第四實施方式涉及的放電元件的制造方法的圖。圖10是第五實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖11是圖10所示的放電元件的示意性的剖視圖。圖12是說明圖10所示的放電元件的制造方法的圖。圖13是第六實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖14是說明圖13所示的放電元件的放電開始電壓的調(diào)整方法的圖。圖15是第七實施方式涉及的放電元件的示意性的分解立體圖。圖16是第八實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖17是圖16所示的放電元件的示意性的仰視圖。圖18是圖16所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。圖19是第八實施方式的第一變形例涉及的放電元件的示意性的仰視圖。圖20是第八實施方式的第二變形例涉及的放電元件的示意性的仰視圖。
具體實施例方式下面，參考附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明涉及的放電元件及其制造方法的實施方式。另夕卜，本發(fā)明并不由該實施方式限定。另外，在各圖中，對相同或者相應(yīng)的要素適當(dāng)?shù)貥?biāo)以相同的符號。(第一實施方式)圖I是本發(fā)明的第一實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖2是圖I所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。如圖I、圖2所示,放電元件100具備基座10、第一電極20和第二電極30。基座10由圓筒狀的下部11和位于下部11之上且外徑比下部11稍小的圓筒狀的上部12構(gòu)成，并且基座10具有供第二電極30貫穿的孔13?；?0由陶瓷等絕緣性的材料構(gòu)成。第一電極20由黃銅等能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，其具有內(nèi)部空間21，其形成于圓筒狀的主體中；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;氣體導(dǎo)入部24 ;以及變形部25。第一電極20的外徑例如是5mm，高度是6mm，但并不特別限定?；?0的上部12與第一電極20的開口 22配合，并借助焊錫材料、低熔點玻璃或粘接劑等接合材料接合。由此，基座10以使第一電極20的內(nèi)部空間21成為氣密空間的方式與開口 22氣密接合。
在成為氣密空間的內(nèi)部空間21中，以預(yù)定的壓力填充有空氣、IS氣、氖氣、氫氣、二氧化碳、四氯化碳?xì)怏w(CC14)、六氟化硫氣體(SF6)、空氣等放電開始電壓調(diào)整用氣體。端子23設(shè)于第一電極20的下部，通過基座10的下部11的側(cè)面并延伸至比下部11靠下側(cè)的位置。氣體導(dǎo)入部24設(shè)于第一電極20的上部。氣體導(dǎo)入部24為管狀，其具有氣體導(dǎo)入通道24a和密封部24b。氣體導(dǎo)入通道24a的一個端部與內(nèi)部空間21連通，另一端部由密封部24b氣密密封。該密封部24b例如通過將氣體導(dǎo)入部24的端部壓潰而形成。變形部25是通過使第一電極20的側(cè)面以朝向第二電極30向內(nèi)部空間21突出的方式塑性變形而形成的。 第二電極30由銅等導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，具有端子31和放電部32。端子31為桿狀，其從基座10的孔13貫穿插入至第一電極20的內(nèi)部空間21內(nèi)，并通過接合材料與基座10氣密接合。此外，放電部32為圓板狀，其以表面與端子31大致垂直的方式連接于端子31的貫穿插入至內(nèi)部空間21內(nèi)的一側(cè)的端部。第一電極20的變形部25的向內(nèi)部空間21突出的突出量被調(diào)整至使得變形部25與第二電極30的放電部32之間的火花間隙Gl (參考圖2)達(dá)到預(yù)定的范圍內(nèi)。接著，對放電元件100的使用方法和動作進(jìn)行說明。將調(diào)整了變形部25的突出量的放電元件100安裝于通信設(shè)備。放電元件100能夠通過將第一電極20的端子23和第二電極30的端子31插入于預(yù)定的電路基板的安裝孔中而簡單地進(jìn)行基板安裝。在使用通常的通信設(shè)備時，放電元件100中不會有電流流過。但是，當(dāng)具有預(yù)定值以上的電壓的浪涌電流入侵通信設(shè)備時，在火花間隙Gl有放電電流S流過，浪涌電流經(jīng)由放電元件100流過。其結(jié)果是，保護(hù)了通信設(shè)備不受浪涌電流影響。在此，設(shè)在火花間隙Gl流過放電電流S時的第一電極20和第二電極30之間的最小電壓為放電開始電壓的話，放電開始電壓由填充在內(nèi)部空間21中的放電開始電壓調(diào)整用氣體的種類和壓力、以及火花間隙Gl的大小(間隙長度)根據(jù)帕邢(Paschen)定律來確定。該放電元件100能夠通過使第一電極20變形來形成變形部25。因此，即使是在組裝時放電開始電壓在預(yù)定范圍外的放電元件100，也能夠通過在組裝后調(diào)整變形部25的突出量來調(diào)整放電開始電壓。因此，該放電元件100的制造成品率高，且成本低。另外，放電元件100由于構(gòu)成部件數(shù)目少，因此能夠降低部件成本，并且由此制造工序變得簡單，因此能夠進(jìn)一步實現(xiàn)低成本化。此外，在放電元件100的制造工序中，不需要例如使玻璃熔融時所需的700°c以上的高溫的工序。例如，在采用焊錫材料、低熔點玻璃等進(jìn)行基座10、第一電極20以及第二電極30之間的氣密接合的情況下，僅進(jìn)行400°C以下的加熱工序即可。因此，能夠?qū)⒎烹娫?00的熱應(yīng)力也限制在最小限度，并且對制造設(shè)備的負(fù)擔(dān)也減小。其結(jié)果是，能夠以簡易且低成本的設(shè)備制造該放電元件100。此外，與需要高溫的工序的情況相比，具有制造設(shè)備的故障減少、設(shè)備部件的更換壽命延長的效果。其結(jié)果是，放電元件100的制造成本大幅地降低了，因此能夠進(jìn)一步實現(xiàn)低成本化。此外，由于放電元件100在制造時無需高溫的工序，因此放電開始電壓調(diào)整用氣體的選擇的自由度增力口。其結(jié)果是，作為放電開始電壓調(diào)整用氣體，能夠采用例如SF6氣體等在高溫下不能使用的氣體。接著，對放電元件100的制造方法的一個實施方式進(jìn)行說明。圖3是說明圖I所示的放電元件100的制造方法的流程圖。如圖3所示，在本制造方法中，首先進(jìn)行放電元件100的構(gòu)成部件的組裝(步驟S101)。接著，將放電開始電壓調(diào)整用氣體導(dǎo)入放電元件100的內(nèi)部空間21(步驟S102)。接著，將放電元件100的內(nèi)部空間21氣密密封(步驟S103)。接著，進(jìn)行放電元件100是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的判斷(步驟S104)。如果放電元件100未處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)(步驟S104 :No)，則使第一電極20變形而形成變形部25 (步驟S105)，再進(jìn)行放電元件100是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的判斷。如果放電元件100處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)(步驟S104 :Yes)，則結(jié)束工序。接著，對本制造方法更為具體地進(jìn)行說明。圖4、圖5是說明圖3所示的本制造方法的圖。首先，如圖4所示，將基座10、第一電極20、第二電極30組裝起來。另外，在此刻，在第一電極20未形成氣體導(dǎo)入部24的密封部24b,且未形成變形部25。該組裝能夠以任意的步驟進(jìn)行，例如如下地進(jìn)行。首先，將第二電極30的端子31 貫穿插入于基座10的孔13。此時，以使放電部32位于基座10的上部12側(cè)的方式進(jìn)行貫穿插入。接著，使基座10的上部12與第一電極20的開口 22配合。由此，放電部32被收納在第一電極20的內(nèi)部空間21。接著，將基座10與第一電極20氣密接合。同樣地，將基座10與第二電極30氣密接合。在此，通過恰當(dāng)?shù)剡x擇第二電極30的放電部32的直徑，即使是在使用相同的第一電極20的情況下，也能夠自由地設(shè)定放電開始電壓的初始值。接著，如圖5所示，從氣體導(dǎo)入部24的氣體導(dǎo)入通道24a將放電開始電壓調(diào)整用氣體g導(dǎo)入第一電極20的內(nèi)部空間21。放電開始電壓調(diào)整用氣體g的導(dǎo)入優(yōu)選在使內(nèi)部空間21成為減壓狀態(tài)后進(jìn)行。接著，將氣體導(dǎo)入部24的一部分壓潰而形成密封部24b。由此，內(nèi)部空間21在填充了放電開始電壓調(diào)整用氣體g的狀態(tài)下被氣密密封。另外，由于第一電極20的內(nèi)部空間21容積小，因此能夠迅速且容易地形成真空狀態(tài)，且能夠填充放電開始電壓調(diào)整用氣體g。進(jìn)而，所使用的放電開始電壓調(diào)整用氣體g較少，且能夠減少浪費而僅使用必需的量。接著，一邊調(diào)整電壓一邊向第一電極20的端子23與第二電極30的端子31之間施加浪涌電流，從而測定放電元件100的放電開始電壓。接著，判斷測定到的放電開始電壓是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)。另外，預(yù)定的放電開始電壓的范圍例如基于產(chǎn)品規(guī)格等設(shè)定為作為產(chǎn)品所容許的放電開始電壓的范圍。如果測定到的放電開始電壓處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，認(rèn)為制造的放電元件100是合格品并結(jié)束工序。如果測定到的放電開始電壓不在預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，如圖5所示地對第一電極20的側(cè)面施加壓力，使側(cè)面以向內(nèi)部空間21突出的方式塑性變形，從而形成變形部25。由此，由于第一電極20與第二電極30之間的火花間隙Gl的間隙長度減小，因此放電開始電壓減小。例如，通過形成變形部25，放電開始電壓從最初的800V變化至400V。不過，放電開始電壓的絕對值及其變化量并不限定于此。在形成變形部25后，再次測定放電開始電壓，判斷測定到的放電開始電壓是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)。如果測定到的放電開始電壓處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，認(rèn)為制造的放電兀件100為合格品并結(jié)束工序，否則的話，進(jìn)一步對變形部25施加壓力，使其進(jìn)一步變形。由此,更大地調(diào)整變形部25的突出量。此時，也可以對第一電極20的變形部25以外的部分施加壓力，形成其他變形部。通過重復(fù)該工序來調(diào)整放電開始電壓，即使是組裝時放電開始電壓在預(yù)定范圍外的放電元件100，也能夠?qū)⑵浞烹婇_始電壓調(diào)整至預(yù)定范圍內(nèi)而成為合格品。因此，根據(jù)本制造方法，能夠高成品率地制造具有預(yù)定范圍內(nèi)的放電開始電壓的放電元件100，能夠提高制造成品率。另外，優(yōu)選的是，預(yù)先實驗性地或理論性地求得變形部25的突出量與放電開始電壓的變化量的關(guān)系，并基于該關(guān)系確定和調(diào)整變形部25的突出量。不過，公知隨著第一電極20的內(nèi)部變形，內(nèi)部壓力變化，由此放電開始電壓也變化。因此，優(yōu)選同時考慮該內(nèi)部壓力的變化來確定和調(diào)整突出量。(第二實施方式)圖6是本發(fā)明的第二實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖7是圖6所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。如圖6、圖7所示,放電元件200具備基座10、第一 電極20A和第二電極30?；?0和第二電極30與第一實施方式的放電兀件100的相應(yīng)的要素相同，因此，下面對第一電極20A具體地進(jìn)行說明。第一電極20A與放電元件100的第一電極20同樣地由黃銅等能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，該第一電極20A具有內(nèi)部空間21，其形成于圓筒狀的主體中；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;以及氣體導(dǎo)入部24。進(jìn)而，該第一電極20A在側(cè)面具有槽26和形成于槽26的位置的變形部25。該槽26以與第二電極30的放電部32相同的高度，沿第一電極20A的外周形成。在內(nèi)部空間21填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。該放電元件200與放電元件100同樣地，能夠通過使第一電極20A變形而形成變形部25來調(diào)整放電開始電壓。因此，該放電元件200的制造成品率高，且成本低。此外，在調(diào)整該放電元件200的放電開始電壓的情況下，以形成得與第二電極30的放電部32高度相同的槽26的位置為基準(zhǔn)形成變形部25即可，因此能夠以更高精度且更容易進(jìn)行放電開始電壓的調(diào)整。另外，變形部25可以形成于槽26的一部分，也可以沿槽26形成。(第三實施方式)圖8是本發(fā)明的第三實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。如圖8所示，放電兀件300具備基座10A、第一電極20B和第二電極30。第二電極30與第一實施方式的放電元件100的相應(yīng)的要素相同，因此，下面對基座IOA和第一電極20A具體地進(jìn)行說明?；鵌OA為圓筒狀，并且具有供第二電極30貫穿插入的孔(未圖示)。并且，基座IOA由陶瓷等絕緣性的材料構(gòu)成。第一電極20B與放電元件100的第一電極20同樣地由黃銅等能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，該第一電極20B具有內(nèi)部空間21，其形成于圓筒狀的主體中；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;氣體導(dǎo)入部24 ;以及變形部25。另外，該第一電極20B具有形成于主體下部的凸緣部27。凸緣部27的外徑與基座IOA的外徑大致相同。并且，兩根端子23從凸緣部27向下側(cè)延伸。此外，第一電極20B載置于基座IOA上，并借助接合材料與基座10接合。由此，基座IOA以使第一電極20B的內(nèi)部空間21成為氣密空間的方式與開口 22氣密接合。在內(nèi)部空間21填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。該放電元件300與放電元件100同樣地，能夠通過使第一電極20B變形而形成變形部25來調(diào)整放電開始電壓。因此，該放電元件300的制造成品率高，且成本低。此外，該放電元件300的第一電極20B具有凸緣部27，并且兩根端子23從凸緣部27向下側(cè)延伸。因此，使凸緣部27的寬度加寬的話，能夠在維持第一電極20B的端子23與第二電極30的端子31之間的距離L為預(yù)定的值的狀態(tài)下減小第一電極20B的主體外徑。在此，對于用于安裝放電元件的基板，為了確?；遄陨淼慕^緣耐性而存在著安裝孔間隔不能小于預(yù)定的值的情況。另一方面，存在著想要在這樣的基板上安裝放電開始電壓較小的放電元件的情況。該放電元件300能夠在維持端子間的距離L大于預(yù)定的值的狀態(tài)下，減小第一電極20B的主體外徑，將放電開始電壓設(shè)定得較小，因此也適用于安裝到確保沿表面距離且安裝孔間隔不能減小的基板。
(第四實施方式)接著，說明本發(fā)明的第四實施方式涉及的放電元件。本第四實施方式涉及的放電元件將圓管狀的第一電極的一端部壓潰并氣密密封，形成氣密空間。圖9是說明本第四實施方式涉及的放電元件的制造方法的圖。在本制造方法中，首先，例如與上述的放電元件100的制造方法同樣地，將基座10、第一電極20C、第二電極30組裝起來。第一電極20C的主體為圓管狀，該第一電極20C具有內(nèi)部空間21，其為圓管的內(nèi)部；開口 22、22A，它們與內(nèi)部空間21連通；以及兩個端子23，它們設(shè)于主體下部?；?0與開口 22配合并氣密接合。接著，將組裝好的第一電極20C的上側(cè)的開口 22A作為氣體導(dǎo)入通道，將放電開始電壓調(diào)整用氣體g導(dǎo)入內(nèi)部空間21。接著，將第一電極20C的上部壓潰而形成密封部28，使內(nèi)部空間21成為氣密空間。此后，與放電元件100的制造方法同樣地，能夠通過進(jìn)行放電開始電壓的測定、判斷、以及形成適當(dāng)?shù)淖冃尾?5，從而制造出具有預(yù)定的放電開始電壓的放電元件400。該放電元件400與放電元件100同樣地，能夠通過使第一電極20C變形而形成變形部25來調(diào)整放電開始電壓。因此，該放電元件400的制造成品率高，且成本低。進(jìn)而，放電元件400使用結(jié)構(gòu)簡易的第一電極20C，因此能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的低成本化。(第五實施方式)接著，說明本發(fā)明的第五實施方式涉及的放電元件。本第五實施方式涉及的放電元件在第二電極形成有氣體導(dǎo)入部。圖10是本第五實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖11是圖10所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。如圖10所示，放電元件500具備基座10B、第一電極20D和第二電極30A?；鵌OB由圓筒狀的下部11和位于下部11之上且外徑比下部11稍小的圓筒狀的上部12構(gòu)成，該基座IOB具有供第二電極30A貫穿插入的孔13B。并且，基座IOB由陶瓷等絕緣性的材料構(gòu)成。第一電極20D由黃銅等能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，該第一電極20D具有內(nèi)部空間21，其由圓筒狀的主體形成；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;以及變形部25。變形部25是通過使第一電極20D的上表面以朝向第二電極30A向內(nèi)部空間21突出的方式塑性變形而形成的?；鵌OB的上部12與第一電極20D的開口 22配合，并借助接合材料接合。由此，基座IOB以使第一電極20D的內(nèi)部空間21成為氣密空間的方式與開口 22氣密接合。在內(nèi)部空間21填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。第二電極30A由銅等導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，并具有端子31A和放電部32A。端子31A從基座IOB的孔13B向第一電極20D的內(nèi)部空間21內(nèi)貫穿插入，并通過接合材料與基座IOB氣密接合。并且，端子31A具有氣體導(dǎo)入通道31a和密封部31b。氣體導(dǎo)入通道31a的一個端部與內(nèi)部空間21連通，另一端部由密封部31b氣密密封。該密封部31b例如通過將端子31A的端部壓潰而形成。放電部32A是在中央形成有用于將氣體導(dǎo)入通道31a與內(nèi)部空間21連通的開口 32a的圓板狀，該放電部32A以其平面與端子31A大致垂直的方式連接于端子31A的向內(nèi)部空間21內(nèi)貫穿插入的一側(cè)的端部。第一電極20D的變形部25的向內(nèi)部空間21突出的突出量被調(diào)整至使得變形部25與第二電極30A的放電部32A之間的火花間隙G2(參考圖11)達(dá)到預(yù)定的范圍內(nèi)。該放電元件500在第一電極20D的上部形成變形部25，因此容易形成變形部25。由此，制造工序變得更加簡易，實現(xiàn)了制造成品率的提高以及由此得到的低成本化。此外，向第一電極20D的內(nèi)部空間21導(dǎo)入放電開始電壓調(diào)整用氣體的氣體導(dǎo)入通道31a形成于 第二電極30A的端子31A。因此，與將氣體導(dǎo)入通道設(shè)于第一電極的情況相比，能夠以更為簡易的結(jié)構(gòu)在放電元件500設(shè)置氣體導(dǎo)入通道。接著，對放電元件500的制造方法的一個實施方式進(jìn)行說明。圖12是說明圖10所示的放電元件的制造方法的圖。首先，例如與上述的放電元件100的制造方法同樣地，將基座10B、第一電極20D、第二電極30A組裝起來。另外，在此刻，在第二電極30A的端子3IA未形成密封部31b，且在第一電極20D未形成變形部25。接著，從第二電極30A的端子31A的氣體導(dǎo)入通道31a將放電開始電壓調(diào)整用氣體g導(dǎo)入第一電極20D的內(nèi)部空間21。放電開始電壓調(diào)整用氣體g的導(dǎo)入優(yōu)選在使內(nèi)部空間21成為減壓狀態(tài)后進(jìn)行。接著，將端子31A的端部壓潰而形成密封部31b。由此，內(nèi)部空間21在填充了放電開始電壓調(diào)整用氣體g的狀態(tài)下被氣密密封。接著，一邊調(diào)整電壓一邊向第一電極20D的端子23與第二電極30A的端子31A之間施加浪涌電流，從而測定放電開始電壓。接著，判斷測定到的放電開始電壓是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)。如果測定到的放電開始電壓處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，認(rèn)為制造的放電元件500是合格品并結(jié)束工序。如果測定到的放電開始電壓不在預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，對第一電極20D的上表面施加壓力，使上表面以向內(nèi)部空間21突出的方式塑性變形，從而形成變形部25。由此，由于第一電極20D與第二電極30A之間的火花間隙G2的間隙長度減小，因此放電開始電壓減小。在形成變形部25后，再次測定放電開始電壓，判斷測定到的放電開始電壓是否處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)。如果測定到的放電開始電壓處于預(yù)定的放電開始電壓的范圍內(nèi)的話，認(rèn)為制造的放電元件500為合格品并結(jié)束工序，否則的話，進(jìn)一步對變形部25施加壓力，使其進(jìn)一步變形。由此，更大地調(diào)整變形部25的突出量。通過重復(fù)該工序來調(diào)整放電開始電壓，從而即使是組裝時放電開始電壓在預(yù)定范圍外的放電元件500，也能夠?qū)⑵浞烹婇_始電壓調(diào)整至預(yù)定范圍內(nèi)而成為合格品。因此，根據(jù)本制造方法，能夠高成品率地制造具有預(yù)定范圍內(nèi)的放電開始電壓的放電元件500，能夠提高制造成品率。另外，在該放電元件500中，在第一電極20D的上表面形成變形部25，然而也可以在第一電極20D的側(cè)面形成變形部25。另外，像這樣使具有氣體導(dǎo)入通道的電極端子貫穿插入于氣密空間，從該氣體導(dǎo)入通道向氣密空間內(nèi)導(dǎo)入預(yù)定的氣體，然后將電極端子的一端氣密地密封的方法，并不限于應(yīng)用在放電元件的制造。即，本方法還能夠應(yīng)用于具有以下結(jié)構(gòu)的其他電子元件的制造在填充有預(yù)定的氣體的容器內(nèi)將電子元件氣密密封，且用于向該電子元件供給電力的端子從容器內(nèi)部延伸到外部。(第六實施方式)接著，說明本發(fā)明的第六實施方式涉及的放電元件。本第六實施方式涉及的放電元件的第一電極具有波紋結(jié)構(gòu)。
圖13是本第六實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。如圖13所示，放電元件600具備基座10、第一電極20E和第二電極30?；?0和第二電極30與第一實施方式的放電元件100的相應(yīng)的要素相同，因此，下面對第一電極20E具體地進(jìn)行說明。第一電極20E由黃銅等能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，該第一電極20E具有內(nèi)部空間21，其由圓筒狀且具有波紋結(jié)構(gòu)29的主體形成；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;以及氣體導(dǎo)入部24。圖14是說明圖13所示的放電元件的放電開始電壓的調(diào)整方法的圖。如圖14所示，首先，以第一電極20E的波紋結(jié)構(gòu)29的峰部29a與第二電極30的放電部32處于相同高度的方式組裝該放電元件600。此時，在第一電極20E與第二電極30之間形成火花間隙G3。當(dāng)調(diào)整放電元件600的放電開始電壓時，使第一電極20E在高度方向伸縮，使第一電極20E整體變形。此時，第一電極20E的最為靠近放電部32的側(cè)面從波紋結(jié)構(gòu)29的峰部29a朝向谷部29b相對地移動。其結(jié)果是，第一電極20E與第二電極30之間的火花間隙的間隙長度也連續(xù)地變化。由此,能夠使放電元件600的放電開始電壓連續(xù)地變化從而調(diào)整為預(yù)定的值。另外，在如圖14所示那樣谷部29b與放電部32處于相同高度時，達(dá)到間隙長度最小的火花間隙G4。在該放電元件600中，通過使第一電極20E在高度方向伸縮的這一簡易方法，能夠使放電開始電壓連續(xù)地變化并調(diào)整為預(yù)定的值。另外，也可以使第一電極20E在高度方向伸長來調(diào)整放電開始電壓。此外，也可以在最初以使谷部29b與第二電極30的放電部32處于相同高度的方式進(jìn)行組裝。(第七實施方式)接著，說明本發(fā)明的第七實施方式涉及的放電元件。本第七實施方式涉及的放電元件具備放電觸發(fā)器。圖15是第七實施方式涉及的放電元件的示意性的分解立體圖。如圖15所示，該放電元件700是通過在放電元件100的基座10的上部12的表面安裝環(huán)狀的放電觸發(fā)器40而構(gòu)成的。放電觸發(fā)器40例如由碳等導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。該放電元件700具備配置于第一電極20和第二電極30之間的放電觸發(fā)器40，因此直至放電電流流過第一電極20與第二電極30之間的響應(yīng)時間縮短，從而響應(yīng)性提高。另夕卜，放電觸發(fā)器的形狀和安裝位置只要是能夠縮短響應(yīng)時間即可，并不特別限定。
(第八實施方式)接著，說明本發(fā)明的第八實施方式涉及的放電元件。本第八實施方式涉及的放電元件在第一電極與基座之間設(shè)有間隙，并將該間隙作為氣體導(dǎo)入通道。圖16是第八實施方式涉及的放電元件的示意性的立體圖。圖17是圖16所示的放電元件的示意性的仰視圖。圖18是圖16所示的放電元件的示意性的局部剖視圖。如圖16 圖18所示，放電元件800具備基座10C、第一電極20F和第二電極30?；鵌OC為圓筒狀，并且具有供第二電極30的端子31貫穿插入的孔13。基座IOC由絕緣性的材料構(gòu)成。第一電極20F由能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，該第一電極20F具有內(nèi)部空間21，其由圓筒狀的主體形成；開口 22，其與內(nèi)部空間21連通；兩根端子23 ;以及變形部25。變形部25是通過使第一電極20F的側(cè)面以朝向第二電極30的放電部32向內(nèi)部空間21突出的方式塑性變形而形成的。在第一電極20F與第二電極30之間形成有火花間隙 G5。在此，基座IOC的外徑比第一電極20F的開口 22的內(nèi)徑小。因此，在基座IOC插入于開口 22內(nèi)的狀態(tài)下，在第一電極20F與基座IOC之間形成有間隙G10。間隙GlO由接合材料B堵塞。由此，基座IOC以使第一電極20F的內(nèi)部空間21成為氣密空間的方式與開口 22氣密接合。在內(nèi)部空間21填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。在制造該放電元件800時，在將基座IOC插入于第一電極20F的開口 22后，將間隙GlO作為氣體導(dǎo)入通道向第一電極20F的內(nèi)部空間21導(dǎo)入放電開始電壓調(diào)整用氣體。此后，通過接合材料B堵塞間隙G10，使內(nèi)部空間21成為氣密空間。因此，能夠使用結(jié)構(gòu)簡易的基座10C、第一電極20F和第二電極30容易地將預(yù)期的放電開始電壓調(diào)整用氣體導(dǎo)入內(nèi)部空間21。并且，此后，進(jìn)行放電電壓的測定和適當(dāng)?shù)淖冃尾?5的形成，調(diào)整火花間隙G5。另外，作為接合材料B，可以采用焊錫(半田)材料、低熔點玻璃、粘接劑等，不過只要是能夠氣密地堵塞間隙GlO的接合材料即可，并不特別限定。在放電元件800中，在第一電極20F的側(cè)面形成變形部25，然而也可以在上表面形成變形部25。此外，在放電元件800中，遍及基座IOC的整周地形成間隙G10，不過也可以在基座的周圍的一部分設(shè)置與第一電極的間隙，并將該處作為氣體導(dǎo)入通道。圖19是第八實施方式的第一變形例涉及的放電元件的示意性的仰視圖。在該放電元件800A中，基座IOD的外徑與第一電極20F的開口 22的內(nèi)徑大致相同，不過在基座IOD的外周的一部分形成有缺口 14。缺口 14與第一電極20F的內(nèi)部空間21連通，不過由接合材料B堵塞。此外，基座IOD的除缺口 14以外的外周部也與第一電極20F氣密接合。由此，第一電極20F的內(nèi)部空間21成為氣密狀態(tài)。在制造該放電元件800A時，在將基座IOD與第一電極20F的開口 22配合并將除缺口 14以外的外周部氣密接合后，將缺口 14作為氣體導(dǎo)入通道向第一電極20F的內(nèi)部空間21導(dǎo)入放電開始電壓調(diào)整用氣體。此后，通過接合材料B堵塞缺口 14，使內(nèi)部空間21成為氣密空間。因此，能夠使用結(jié)構(gòu)簡易的基座10D、第一電極20F和第二電極30容易地將預(yù)期的放電開始電壓調(diào)整用氣體導(dǎo)入內(nèi)部空間21。另外，將基座IOD與第一電極20F的開口22氣密接合的工序和堵塞缺口 14的工序可以順序相反地進(jìn)行，也可以同時地進(jìn)行。圖20是第八實施方式的第二變形例涉及的放電元件的示意性的仰視圖。在該放電元件800B中，基座IOE的外徑與第一電極20F的開口 22的內(nèi)徑大致相同，基座IOE與第一電極20F氣密接合。但是，用于貫穿插入第二電極30的端子32的基座IOE的孔13c的內(nèi)徑比端子32的外徑大。其結(jié)果是，在端子32和基座IOE之間形成有間隙G11。間隙Gll由接合材料B堵塞。由此，第一電極20F的內(nèi)部空間21成為氣密狀態(tài)。在制造該放電元件800B時，在將基座IOE與第一電極20F的開口 22配合并氣密接合后，將間隙Gll作為氣體導(dǎo)入通道向第一電極20F的內(nèi)部空間21導(dǎo)入放電開始電壓調(diào)整用氣體。此后，通過接合材料B堵塞間隙G11，使內(nèi)部空間21成為氣密空間。因此，能夠使用結(jié)構(gòu)簡易的基座10E、第一電極20F和第二電極30容易地將預(yù)期的放電開始電壓調(diào)整用氣體導(dǎo)入內(nèi)部空間21。另外，將基座IOE與第一電極20F的開口 22氣密接合的工序和堵塞間隙11的工序可以順序相反地進(jìn)行，也可以同時地進(jìn)行。另外，在上述的實施方式中，如果在放電元件的構(gòu)成部件組裝后測定到的放電開始電壓在預(yù)定范圍內(nèi)的話，也可以不必在此后為了調(diào)整放電開始電壓而使第一電極變形。此外，第一電極只要是由能夠塑性變形的導(dǎo)電性的材料構(gòu)成即可，不特別限定，能夠使用由各種金屬、半導(dǎo)體構(gòu)成的第一電極。此外，形成于第一電極的端子的數(shù)量并不限定于兩根， 也可以是一根或者三根以上的多根。同樣地，形成于第二電極的端子的數(shù)量并不限定于一根，也可以是二根以上的多根。此外，將第一電極和第二電極與基座接合的方法并不限于使用接合材料的方法。例如，也可以通過將基座壓入于第一電極來接合。此外，也可以通過將第二電極壓入于基座來接合。在該情況下，優(yōu)選第一電極、第二電極和基座為某種程度柔軟的材料。作為電極材料，優(yōu)選例如為錫。另外，對于電極材料和電極的形狀，只要能夠保持氣密狀態(tài)即可，不特別限定。另外，本發(fā)明并不由上述實施方式限定。適當(dāng)組合上述的各構(gòu)成要素而成的結(jié)構(gòu)也包括在本發(fā)明中。例如，也可以將第六實施方式的波紋結(jié)構(gòu)、第七實施方式的放電觸發(fā)器應(yīng)用于其他實施方式涉及的放電元件。此外，由本領(lǐng)域技術(shù)人員等基于上述實施方式作出的其他的實施方式、實施例和應(yīng)用技術(shù)等全部包括在本發(fā)明中。工業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明涉及的放電元件及其制造方法優(yōu)選應(yīng)用于安裝在通信設(shè)備等的放電元件。標(biāo)號說明10、10A、10B、10C、10DU0E :基座；11 :下部；12 :上部；13、13B、13C :孔；14:缺口；20、20A、20B、20C、20D、20E、20F :第一電極；21:內(nèi)部空間；22、22A、32a :開口；23、31、31A :端子;23a、24a、31a :氣體導(dǎo)入通道；
23b、24b、28、31b :密封部；24 :氣體導(dǎo)入部；25 :變形部；26 :槽；27:凸緣部；29 :波紋結(jié)構(gòu)；29a:峰部；
29b:谷部；30、30A:第二電極；32、32A:放電部；40:放電觸發(fā)器；100 800、800A、800B :放電元件；B:接合材料；g :放電開始電壓調(diào)整用氣體；Gl G5:火花間隙;GlO、Gl I:間隙;L:距離；S :放電電流；SlOl :S104 :步驟。
權(quán)利要求
1.一種放電元件，其特征在于， 該放電元件具備 第一電極，所述第一電極由能夠塑性變形的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第一電極具有內(nèi)部空間和與所述內(nèi)部空間連通的開口； 基座，所述基座由絕緣性材料構(gòu)成，該基座以使所述第一電極的所述內(nèi)部空間成為氣密空間的方式與所述開口氣密接合；以及 第二電極，所述第二電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第二電極經(jīng)由所述基座貫穿插入至所述內(nèi)部空間，在該第二電極與所述第一電極之間形成火花間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 所述第一電極具有變形部，該變形部朝向所述第二電極而向所述內(nèi)部空間突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 所述第一電極具有波紋結(jié)構(gòu)，該波紋結(jié)構(gòu)用于調(diào)整所述火花間隙的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 在所述第一電極的所述內(nèi)部空間填充有放電開始電壓調(diào)整用氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 所述第一電極具有氣體導(dǎo)入通道，該氣體導(dǎo)入通道的一端與所述內(nèi)部空間連通，該氣體導(dǎo)入通道的另一端被氣密密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 所述第二電極具有氣體導(dǎo)入通道，該氣體導(dǎo)入通道的一端與所述內(nèi)部空間連通，該氣體導(dǎo)入通道的另一端被氣密密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 在所述第一電極與所述基座之間形成有空隙，所述空隙由接合材料氣密地堵塞。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 在所述第二電極與所述基座之間形成有空隙，所述空隙由接合材料氣密地堵塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放電元件，其特征在于， 該放電元件具備放電觸發(fā)器，該放電觸發(fā)器配置在所述第一電極和所述第二電極之間。
10.一種放電元件的制造方法，其特征在于， 準(zhǔn)備以下部件 第一電極，所述第一電極由能夠塑性變形的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，該第一電極具有內(nèi)部空間和與所述內(nèi)部空間連通的開口； 基座，所述基座由絕緣性材料構(gòu)成；以及 第二電極，所述第二電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成， 以下述方式進(jìn)行組裝以使所述內(nèi)部空間成為氣密空間的方式將所述基板與所述第一電極的所述開口氣密接合，并且，將所述第二電極經(jīng)由所述基座貫穿插入至所述內(nèi)部空間，從而在所述第一電極與所述第二電極之間形成火花間隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 該放電元件的制造方法還包括使所述第一電極變形來調(diào)整所述火花間隙的大小的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 該放電元件的制造方法還包括 經(jīng)由氣體導(dǎo)入通道將放電開始電壓調(diào)整用氣體導(dǎo)入于所述第一電極的所述內(nèi)部空間的工序；以及 將所述氣體導(dǎo)入通道氣密密封的工序， 在所述氣密密封的工序之后，進(jìn)行調(diào)整所述火花間隙的大小的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 從所述第一電極所具有的所述氣體導(dǎo)入通道導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 從所述第二電極所具有的所述氣體導(dǎo)入通道導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 將所述第一電極與所述基座之間的空隙作為所述氣體導(dǎo)入通道而導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放電元件的制造方法，其特征在于， 將所述第二電極與所述基座之間的空隙作為所述氣體導(dǎo)入通道而導(dǎo)入所述放電開始電壓調(diào)整用氣體。
全文摘要
放電元件及其制造方法，放電元件具備第一電極，其由能夠塑性變形的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并具有內(nèi)部空間和與所述內(nèi)部空間連通的開口；基座，其由絕緣性材料構(gòu)成，并以使所述第一電極的所述內(nèi)部空間成為氣密空間的方式與所述開口氣密接合；以及第二電極，其由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并經(jīng)由所述基座貫穿插入至所述內(nèi)部空間，并且在與所述第一電極之間形成火花間隙。由此，提供制造成品率高且結(jié)構(gòu)簡易、低成本的放電元件及其簡易制造方法。
文檔編號H01T4/12GK102804525SQ20118000230
公開日2012年11月28日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月2日
發(fā)明者近藤善一 申請人:株式會社近藤電機(jī)