(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材の外周面に抵抗巻線または抵抗皮膜を備えた抵抗本体と、
当該抵抗本体両端から引出されるリード端子と、
前記抵抗本体が挿入されるための貫通孔を一方の端部から他方の端部に掛けて有する筒状絶縁体と、を備える抵抗器であって、
前記筒状絶縁体は外周面に金属膜を有することを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
前記筒状絶縁体と前記抵抗体との間に隙間を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
前記金属膜は前記抵抗本体の中央部分に位置するように前記筒状絶縁体表面の少なくとも中央部を環状に覆うことを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項４】
前記金属膜は無電解めっきで形成された膜であることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項５】
前記金属膜は鏡面状の表面を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は棒状の抵抗本体と当該抵抗本体から引き出されるリード端子を備えたリード端子付抵抗器に係り、特に巻線抵抗器や酸化金属皮膜抵抗器等の高い耐ラッシュ性を備えた抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から巻線抵抗器や酸化金属皮膜抵抗器等のリード端子付抵抗器が広く各種回路基板に搭載されている。これらリード端子付抵抗器は一般に円柱状の絶縁性セラミックス基材の外周面に金属巻線や酸化金属皮膜からなる抵抗体を備え、当該抵抗体により所要の抵抗値を形成する。
【０００３】
これらリード端子付抵抗器では、抵抗体をケース内に備えた貫通孔に挿入し、端子をケース底面側に折り曲げて面実装可能に構成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
係るリード端子付抵抗器は一例として交流/直流変換電源回路等のラッシュ（突入）電流制限抵抗器として用いられる。すなわち、交流電源を整流し直流電源を負荷に供給する回路に挿入され、スイッチオン時に生じる突入電流を制限する用途に用いられる。係る用途の抵抗器では、スイッチオン時に生じる突入電流を制限するため、定格の何倍かの瞬間的な大電流に耐え得る高い耐ラッシュ性が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
係る用途の抵抗器では、何らかの事情で連続的な定格以上の過電流が流れた場合、その高い耐ラッシュ性から抵抗体が溶断しにくく、抵抗体で発生した熱により抵抗器が高温の熱源となる。そして、その熱が抵抗器周辺の搭載基板上に伝達し、その周囲に配置した部品を加熱損傷する等の悪影響を及ぼす場合が存在する。
【０００７】
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、耐ラッシュ性の高い抵抗器に定格以上の過電流が連続して流れた場合に、抵抗器内部の蓄熱効果により、周囲に配置した部品を加熱する等の悪影響を及ぼすことがなく、上記した電流過負荷の異常負荷時には迅速・安全に抵抗体を溶断することができる抵抗器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の抵抗器は、絶縁性基材の外周面に抵抗巻線または抵抗皮膜を備えた抵抗本体と、当該抵抗本体両端から引出されるリード端子と、前記抵抗本体が挿入されるための貫通孔を一方の端部から他方の端部に掛けて有する筒状絶縁体と、を備える抵抗器であって、前記筒状絶縁体は外周面に金属膜を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、抵抗本体で発生した熱は、放射により抵抗器外部へ向かうが、筒状絶縁体の外周面に形成された金属膜が、抵抗体から放出される熱の放射を妨げると同時に反射させ、金属膜内側に蓄熱させる。従って、抵抗体に生じる発熱を抵抗器内部に閉じ込め、周囲に配置した部品を加熱する等の悪影響を及ぼすことを防止できる。さらに、異常負荷時には蓄熱効果により、従来の抵抗器よりも短時間で抵抗器内部温度を抵抗体の溶断温度に到達させ、抵抗体を溶断することができる。これにより過電流が遮断され、周囲に配置した部品への加熱損傷を防止でき、安全性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の一実施例の抵抗器を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図1ＡのＡＡ’線に沿った巻線抵抗器の例を示す断面図である。
【図１Ｃ】図1ＡのＡＡ’線に沿った酸化金属皮膜抵抗器の例を示す断面図である。
【図１Ｄ】図1ＡのＢＢ’線に沿った断面図である。
【図２】図１Ａに示す抵抗器の筒状絶縁体として、外周面が角柱状のものを用いた斜視図である。
【図３】抵抗本体１３の中央部を環状に覆うように筒状絶縁体１５を配置し、その外周面に金属膜１６を配置した斜視図である。
【図４Ａ】金属膜１６を筒状絶縁体１５の外周面の一部を覆うように配置した斜視図である。
【図４Ｂ】金属膜１６にスリット１６ｓを入れて金属膜１６を３分割した斜視図である。
【図４Ｃ】金属膜１６にスリット１６ｓを入れて金属膜１６を２分割した斜視図である。
【図５Ａ】筒状絶縁体１５の内周面に金属膜１６を配置し、且つ隙間１７にガラス等の絶縁材料１８を充填した斜視図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＡＡ’線に沿った断面図である。
【図５Ｃ】図５ＡのＢＢ’線に沿った断面図である。
【図６Ａ】筒状絶縁体１５の両端部に外キャップ１９を嵌合した断面図である。
【図６Ｂ】外キャップ１９と金属膜１６の絶縁を図るため絶縁材２０を挿入した図６Ａの変形例を示す断面図である。
【図６Ｃ】ダブルキャップ構造を採用した図６Ａの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図１Ａ乃至図６Ｃを参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。
【００１２】
図１Ａ−１Ｄは本発明の一実施例の抵抗器を示す。この抵抗器は、円柱形のアルミナ等の絶縁性基材１１の外周面にＮｉＣｒ等の抵抗巻線（図１Ｂ参照）または酸化スズ系合金等の酸化金属皮膜にトリミングを施した抵抗皮膜（図１Ｃ参照）からなる抵抗体１２を備えた抵抗本体１３と、当該抵抗本体両端から引出されるリード端子１４とにより構成されるリード端子付抵抗器である。抵抗本体１３の両端にはキャップ１３ａが嵌合固定され、リード端子１４はこのキャップ１３ａに接続固定されている。なお、抵抗皮膜からなる抵抗体１２のトリミングは、必要に応じて行なう。
【００１３】
そして、円柱状の抵抗本体１３が挿入されるための円形状の貫通孔１５ａを一方の端部から他方の端部に掛けて有する円筒状のケースである筒状絶縁体１５を備える。筒状絶縁体１５はセラミックスまたは高耐熱性ガラス等の材料により構成されている。本発明の抵抗器では、この筒状絶縁体１５は外周面または内周面の少なくとも一方の面に金属膜１６を有することを特徴とする。図示の例では筒状絶縁体１５はセラミックスにより構成され、その外周面にのみＮｉからなる金属膜１６が着膜されている。なお、金属膜１６は筒状絶縁体１５の端面には形成されない。図１の実施例では抵抗本体１３の長さと筒状絶縁体１５の長さは略等しく、金属膜１６は筒状絶縁体１５の外周面の全面に形成されることにより、抵抗体１２から発生した熱をより抵抗器内部に閉じ込めやすく、より大きな蓄熱効果がある。
【００１４】
金属膜１６としては、Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ等の金属材料が採用可能であるが、抵抗体材料よりも融点が高い金属材料を用いることが好ましく、特にＮｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる金属膜１６は融点が高く、後述するように抵抗体１２を高温で溶断させる場合にも金属膜１６が溶融せず好ましい。金属膜の形成方法としては、無電解めっき法、スパッタ法、蒸着法、金属箔の貼り付け等が採用可能であるが、無電解めっき法は円筒状の対象物に対しても容易に且つ比較的安価に均一な金属膜が形成できることから最も好ましい。
【００１５】
さらに金属膜１６は鏡面状の表面を有することが好ましい。金属膜１６が鏡面状の表面を有することで、熱の放射抑制と反射による蓄熱効果が高まる。鏡面状の表面を得るには上記無電解めっき法によりＮｉ，Ｐｄ，Ｐｔからなる金属膜を、筒状絶縁体１５表面の凹凸を覆う程度の厚みで着膜することが最も好適である。筒状絶縁体１５を高耐熱性ガラスにより形成する場合には、ガラスは表面が滑らかであるため、薄く着膜しても鏡面状にすることができる。筒状絶縁体１５をセラミックで形成する場合には、表面の凹凸を覆うために比較的厚く金属膜１６を着膜する。より好ましくは、セラミックの筒状絶縁体表面を研磨した後金属膜を着膜する、あるいは着膜した後で金属膜表面を研磨することによりさらに鏡面状にすることができる。
【００１６】
図１Ｄに示すように、筒状絶縁体１５と抵抗体１２との間に隙間１７を有する。この実施例では隙間１７には空気が存在し、その熱伝導率の低さから断熱層としての役割を果たしている。従って、過電流により抵抗体１２で発生した熱は、図中矢印Ｈで示すように、放射により抵抗器外部へ向かうが、筒状絶縁体１５の外周面に形成された金属膜１６が熱の放射を抑制すると同時に反射させる。そして、金属膜１６の内側に蓄熱させて熱の外部への影響を抑制する。この隙間１７は抵抗体１２の全周にわたって筒状絶縁体１５と抵抗体１２との間を略等間隔に隔てていることが好ましい。
【００１７】
これにより、過電流により抵抗体１２に生じる発熱を抵抗器内部に閉じ込め、搭載基板上の周囲に配置した部品を加熱する等の悪影響を及ぼすことを防止できる。さらに、異常負荷時には蓄熱効果により、短時間で抵抗体１２の溶断温度に上昇させ、迅速・安全に抵抗体１２を溶断することができる。これにより過電流が遮断され、周囲に配置した部品への加熱損傷を防止できる。
【００１８】
すなわち、定格電流の何倍かの異常負荷電流が連続的に流れた場合、従来の金属膜１６を備えない構造では、抵抗器の高い耐ラッシュ性により発熱は長時間抵抗器外部に放熱され、搭載基板の周囲に配置した部品を加熱損傷する事態が生じる。これに対して金属膜１６を備えた構造では、金属膜１６の蓄熱効果により金属膜内部の温度を短時間で例えばＮｉＣｒ抵抗巻線の融点温度である約１４００℃に迄到達させ、これを溶断することができる。なお、実装の際に回路基板には筒状絶縁体１５と回路基板との間に空間ができるよう、リード端子を折り曲げて回路基板へ接続し、実装させると、より抵抗器内部の熱が回路基板へ伝わりにくくなる。
【００１９】
図２は円柱状の抵抗体１３が挿入されるための貫通孔１５ａを有する角柱状のケースである筒状絶縁体１５を用いた例を示す。図２に示すように、貫通孔１５ａは、開孔部が円形である空洞である点および筒状絶縁体１５の外周面の全面に金属膜１６を配置した点は図１の実施例と同様である。また、抵抗本体１３は絶縁性基材１１の外周面に抵抗巻線または抵抗皮膜からなる抵抗体１２を備えたリード端子付抵抗器である点も図１の実施例と同様である。
【００２０】
図１に示すように円筒状のケースの筒状絶縁体１５を用いると、その外周面に形成される金属膜１６も円筒状となるため、円柱状の抵抗本体１３に対し、効率的に熱を収束させることができる。これに対して、筒状絶縁体１５に多角柱状のケースを用いると、図２に示すように角部を有することにより、面実装が容易になるが、熱が抵抗本体１３へ収束しにくくなることがある。
【００２１】
図３は本発明の変形実施例の抵抗器を示す。本発明の抵抗器では、金属膜は抵抗本体表面の少なくとも中央部を環状に覆うことを特徴とする。図３に示すように、筒状絶縁体１５の長さを抵抗本体１３の長さよりも短くし、且つ抵抗体１２において最も発熱温度が高く、溶断しやすい中央部分を覆うために、抵抗本体１３の少なくとも中央部を環状に覆うようにし、筒状絶縁体１５の外周面全面に金属膜１６を配置するようにした例である。
【００２２】
また、図４Ａに示すように、抵抗本体１３の長さと筒状絶縁体１５の長さを略等しくし、金属膜１６を抵抗本体１３の少なくとも中央部を環状に覆うように、筒状絶縁体１５の外周面の一部に配置するようにしてもよい。さらに、図４Ｂに示すように、抵抗本体１３の長さと筒状絶縁体１５の長さを略等しくし、金属膜１６を筒状絶縁体１５の外周面の全面に配置し、スリット１６ｓを入れて金属膜１６を１６ａ，１６ｂ，１６ｃに３分割するようにしてもよい。さらに、図４Ｃに示すように、抵抗本体１３の長さと筒状絶縁体１５の長さを略等しくし、金属膜１６を筒状絶縁体１５の外周面の全面に配置し、スリット１６ｓを入れて金属膜１６を１６ｄ，１６ｅに２分割するようにしてもよい。なお、金属膜１６にスリット１６ｓを入れることにより、筒状絶縁体１５に外キャップ１９を嵌合する際、外キャップ１９と金属膜１６との間の絶縁の必要がなくなるという利点が生じる。
【００２３】
図５Ａは筒状絶縁体１５の内周面に金属膜１６を配置し、且つ図１Ｄにおける隙間１７にガラス等の絶縁材料１８を充填した実施例を示す。図５Ｂから明らかなように、抵抗体１２と金属膜１６との間が絶縁材料１８により完全に絶縁分離されているので、金属膜１６を筒状絶縁体１５の内周面に配置しても絶縁性の低下等の問題が生じない。なお、本実施例では金属膜１６の軸方向長さを筒状絶縁体１５の長さよりも短くし、キャップ部分１３ａにかからないように配置している。
【００２４】
図５Ｃに示すように、抵抗体１２で発生した熱は、図中矢印Ｈで示すように放射により抵抗器外部へ向かうが、筒状絶縁体１５の内周面に形成された金属膜１６が熱を反射するとともに熱の放射を妨げるため、熱が抵抗本体１３へと収束されて蓄熱される構造である。従って、図１Ｄに示すのと同様に過電流により抵抗体１２に生じる発熱を抵抗器内部に閉じ込め、搭載基板上の周囲に配置した部品を加熱する等の悪影響を及ぼすことを防止できる。なお、金属膜１６は筒状絶縁体１５の内周面と外周面のそれぞれに形成するようにしてもよい。
【００２５】
図６Ａ−６Ｃはこの抵抗器の封止構造例を示す。図６Ａは筒状絶縁体１５の両端部に外キャップ１９を嵌合した例を示す。抵抗本体１３の両端部に嵌着した内キャップ１３ａが外キャップ１９に接合して電気的導通が図られるとともに、筒状絶縁体１５に対して抵抗本体１３が位置決めされる。図６Ｂは図６Ａの実施例に対し、金属膜１６の軸方向長さを延長し、外キャップ１９の内部に迄延長したものである。そして、外キャップ１９と金属膜１６の絶縁を図るため樹脂からなる絶縁材２０を挟み込んでいる。なお、外キャップ１９を絶縁性の材料で形成すれば、絶縁材２０の挿入は不要である。
【００２６】
図６Ｃはダブルキャップ構造を示す。これはダブルキャップ２１を用い、筒状絶縁体１５の端部と内キャップ１３ａとを嵌合固定したものである。ダブルキャップ２１は、抵抗本体１３のキャップ１３ａを嵌合固定する部分２１ａと、筒状絶縁体１５の端部を嵌合固定する部分２１ｂから形成されている。このダブルキャップ構造は、金属膜１６を筒状絶縁体１５の内周面に設けるものについても適用が可能である。なお、各実施例には示してないが、上記抵抗器の外周面を絶縁性樹脂保護膜で被覆するか、或いは外部ケースに収納するようにしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の抵抗器の製造工程について説明する。まず、筒状絶縁体１５を形成する。筒状絶縁体１５は長尺の筒状絶縁体の外周面に金属膜を無電解めっき、スパッタ、蒸着、金属泊貼付等により形成する。特に、表面が均一に滑らかな状態の金属膜を形成するためには無電解めっき法により形成するのが好適である。なお、筒状絶縁体の外周面のみに金属膜を形成する場合には、筒状絶縁体の両端面を塞ぐことにより、内周面および端面に金属膜が形成されないようにする。筒状絶縁体の内周面に金属膜を形成する場合には、外周面および両端面をそれぞれマスキングする必要がある。そして、所定寸法に切断し個片としての筒状絶縁体１５を形成する。なお、筒状絶縁体１５は長尺の筒状絶縁体を予め所定寸法に切断し、端面および内周面をマスキングして外周面に金属膜１６を形成するか、端面および外周面をマスキングして内周面に金属膜１６を形成するようにしてもよい。
【００２８】
そして、絶縁性基材１１の外周面に抵抗巻線または抵抗皮膜からなる抵抗体１２を形成した抵抗本体１３を筒状絶縁体１５の貫通孔１５ａ内に挿入し、抵抗本体１３と筒状絶縁体１５の両端部に外キャップ１９を嵌合して固定する。なお、必要に応じて抵抗本体１３と筒状絶縁体１５の間に絶縁性材料を充填する。これにより本発明の抵抗器が完成する。
【００２９】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、絶縁性基材の外周面に抵抗巻線または抵抗皮膜を備えたリード端子付抵抗器、特に高い耐ラッシュ性を備えた上記抵抗器に好適に利用可能である。
【図１Ａ】
0005853312.tif 000002
【図１Ｂ】
0005853312.tif 000003
【図１Ｃ】
0005853312.tif 000004
【図１Ｄ】
0005853312.tif 000005
【図２】
0005853312.tif 000006
【図３】
0005853312.tif 000007
【図４Ａ】
0005853312.tif 000008
【図４Ｂ】
0005853312.tif 000009
【図４Ｃ】
0005853312.tif 000010
【図５Ａ】
0005853312.tif 000011
【図５Ｂ】
0005853312.tif 000012
【図５Ｃ】
0005853312.tif 000013
【図６Ａ】
0005853312.tif 000014
【図６Ｂ】
0005853312.tif 000015
【図６Ｃ】
0005853312.tif 000016