(57)【要約】【課題】  高電圧を印加しても、抵抗値の変化が小さく、安定性の高い抵抗体を用いた抵抗器及びその製造方法を提供する。【解決手段】  酸化スズと酸化アンチモンとを含む抵抗体１１と、該抵抗体の両端面に配置した電極１２，１３とを備えた抵抗器であって、前記電極１２．１３には亜鉛が添加されている。ここで、前記電極１２，１３には、亜鉛が３０乃至５０重量部添加されていることが好ましい。前記電極は、少なくとも、銀粉末、亜鉛粉末、ガラスフリット、樹脂、溶剤から構成される銀ペーストを用いて形成されたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化スズと酸化アンチモンとを含む抵抗体と、該抵抗体の両端面に配置した電極とを備えた抵抗器であって、前記電極には亜鉛が添加されていることを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
前記電極には、亜鉛が３０乃至５０重量部添加されていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
前記電極は、少なくとも、銀粉末、亜鉛粉末、ガラスフリット、樹脂、溶剤から構成される銀ペーストを用いて形成されたもの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４】
前記抵抗体は、前記酸化スズと酸化アンチモンとからなる導電性物質を２５乃至３５重量％含み、その他が絶縁性物質からなることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
【請求項５】
酸化スズと酸化アンチモンとを含む導電性物質と、絶縁性物質とを混合して、成形後焼成することで抵抗体を形成し、
該抵抗体の両端面に亜鉛を添加した電極を配置することを特徴とする抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗体、例えばソリッド抵抗体を用いた抵抗器及びその製造方法に係り、特に、エンジン点火回路用、高圧パルス回路用、又は、水銀灯起動回路用等の、高圧パルス電圧が印加され雑音電波の発生防止用に好適な抵抗器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性物質と絶縁性物質とを混合し、高温で焼成することで形成したソリッド抵抗体（焼結体）を用いた抵抗器は、ボディそのものが抵抗体となり、強固な構造であり、断線が生ぜず、高圧パルス電圧が印加される回路等に用いて好適である。また、上記ソリッド抵抗体を用いた抵抗器は、自動車のエンジン点火回路等に用いた場合に、使用中の火花発生時に生じる雑音電波の発生を低減できることが知られていて、各種のソリッド抵抗体の構成が提案されている（特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特公昭５２−９３１４号公報
【特許文献２】特開昭４８−４５７２５号公報
【特許文献３】特公昭５６−１２９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、酸化スズと酸化アンチモンとを含む抵抗体（例えばソリッド抵抗体）の両端面に銀電極を配置した抵抗器においては、例えば１００Ｖ程度の比較的低い電圧を印加しただけでも、抵抗値が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００４】
なお、ソリッド抵抗体は導電性物質を含むセラミックス（焼結体）であり、抵抗体と接続端子との良好な電気的接続性を確保するため、銀電極等の電極が抵抗体両端部に配置されている。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、高電圧を印加しても、抵抗値の変化が小さく、安定性の高い抵抗体（例えばソリッド抵抗体）を用いた抵抗器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の抵抗器は、酸化スズと酸化アンチモンとを含む抵抗体（例えばソリッド抵抗体）と、該抵抗体の両端面に配置した電極とを備えた抵抗器であって、前記電極には亜鉛が添加されていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記電極には、亜鉛が３０乃至５０重量部添加されていることが好ましい。また、前記電極は、銀粉末、亜鉛粉末、ガラスフリット、樹脂、溶剤から構成される、一般的な銀ペーストを用いて形成することができる。
【０００８】
また、本発明の抵抗器の製造方法は、酸化スズと酸化アンチモンとを含む導電性物質と、絶縁性物質とを混合して、成形後焼成することで抵抗体を形成し、該抵抗体の両端面に亜鉛を添加した電極を配置することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸化スズと酸化アンチモンとを含む焼結体である抵抗体（例えばソリッド抵抗体）の両端面に亜鉛を添加した電極（例えば銀電極）を配置することで、電極（例えば銀電極）と抵抗体との間に良好なオーミック接触が得られ、高電圧パルス印加による抵抗値低下率の低い抵抗器が提供される。これにより、高電圧パルスが印加される抵抗体（例えばソリッド抵抗体）を用いた抵抗器の動作安定性を著しく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態のソリッド抵抗体を用いた抵抗器を示す。この抵抗器１０は、焼結体であるソリッド抵抗体１１の両端に亜鉛を添加した銀電極１２，１３を備えている。抵抗体１１の寸法は、一例として、長さが１２ｍｍであり、直径が３．８ｍｍである。
【００１２】
抵抗体１１は、導電機構としてＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系金属酸化物の半導体性を利用したＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系抵抗体である。この抵抗体１１の出発原料としては、導電性物質を構成するＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３と、絶縁性物質を構成するタルク・ＣａＣＯ３・ＢａＣＯ３から成っている。この絶縁性物質は、抵抗値調整や焼結促進のために加えている。ここで、タルクとは３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏを主成分とする天然の鉱物で、１０００℃以上で焼成すると良質なステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）磁器を生成するものであり、このステアタイトが絶縁物質の役割を果たす。
【００１３】
この抵抗体１１の特徴は、高温で焼結させたソリッド抵抗体なので、断線の危険性がなく高温でも使用できる、熱容量が大きい、小型で衝撃電圧に強い、耐化学侵食性や耐候性（例えば耐熱性や耐湿性）に強い、安価、ΔＲが０．８以上と高い、といった長所を持つ。
【００１４】
ここで、ΔＲは、抵抗体に１０ｋＶと５ｋＶのパルス電圧を短時間印加したときの抵抗値を測定し、１０ｋＶ時の抵抗値を５ｋＶ時の抵抗値で除した値で示している。これが１に近ければ、電圧に対する抵抗値の変化が小さく、高電圧が印加されても抵抗値の変化が抑えられると言える。
【００１５】
この抵抗体１１の両端面には、亜鉛が３０乃至５０重量部添加された銀電極１２，１３が焼き付けられている。この銀電極１２，１３は、銀粉末、亜鉛粉末、ガラスフリット、樹脂、溶剤から構成される銀ペーストを用いて、これを両端面に塗布して、焼成することにより形成されている。この銀ペーストは、通常用いられている一般的な銀ペーストに、単に金属亜鉛粉末を添加するだけで使用することができる。
【００１６】
銀粉末・ガラスフリット・樹脂・溶剤等から構成される一般的な銀ペーストを用いると、例えば１００Ｖといった低電圧を印加しただけで、最大５０％も抵抗値が低下してしまうという問題点が見いだされた。そこで、本発明者等はソリッド抵抗体端面に形成する電極の検討を行い、結果として、従来から使用していた銀電極に、亜鉛を添加剤として加えることで、この抵抗値低下を防止できることを見いだした。
【００１７】
そして、銀電極の添加剤には、金属亜鉛（Ｚｎ）を用いる、添加率は３０〜５０重量部が適当である。銀粉末・ガラスフリット・樹脂・溶剤等から構成される一般的なものであれば、ベースとする銀ペースト材料の種類は問わないことを見いだした。
【００１８】
上記ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３系抵抗体の組成を以下に示す。抵抗体１１は、上述したようにＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３から成る導電性物質とタルク・ＣａＣＯ３・ＢａＣＯ３から成る絶縁性物質の焼結体として構成されている。導電性物質と絶縁性物質は下記に示す比率で配合する。
導電性物質・・・２５〜３５重量％
絶縁性セラミックス・・・６５〜７５重量％
これらの合計が１００重量％になる組成物を用いる。
【００１９】
導電性物質の内訳は、
酸化スズ・・・８９〜９７重量％
酸化アンチモン・・・３〜１１重量％
また、絶縁性物質の内訳は、
タルク・・・８１〜８６重量％
炭酸バリウム・・・９〜１４重量％
炭酸カルシウム・・・５〜１０重量％
これらの合計が１００重量％になる組成物を用いる。
【００２０】
抵抗体１１は、上記組成物を造粒・成型し、これを空気雰囲気中にて１２２０℃乃至１３３０℃、より好ましくは１２６０℃乃至１３２０℃で１時間乃至３時間、より好ましくは２時間焼成したものである。電極１２，１３は、抵抗体１１の両端面に例えば筆で塗布し、６００℃で焼付けを行うことで形成する。
【００２１】
次に、亜鉛添加率を変えて、亜鉛添加量と抵抗値低下率との関係を実験により確認した。この時の抵抗体の組成は、導電性物質２５重量％（内訳  酸化スズ：酸化アンチモン＝９５：５）、絶縁性物質７５重量％（内訳  タルク８１．０重量％、炭酸カルシウム５．０重量％、炭酸バリウム１４．０重量％）である。抵抗値は４〜６ｋΩになるように調整した。電極は、銀ペーストに亜鉛添加率を、なし（０重量部）、１０重量部、２０重量部、３０重量部、４０重量部、５０重量部、６０重量部、２５重量部、５５重量部のサンプルについて、データを取得した。亜鉛添加の銀ペーストは、一般的な銀ペーストに、金属亜鉛粉末を加えたあと３本ロールミルで混練することで、十分混合した。これを抵抗体両端面に塗布、焼成することでサンプルを得た。
【００２２】
そして、上記サンプルについて、抵抗値および抵抗値の低下率を測定した。抵抗値の低下率は次のように測定した。まず、０．６Ｖ時の抵抗値をテスターで測定する（これを基準抵抗値とした）。電圧印加時の抵抗値は、２５、５０、７５、１００、及び１２０Ｖ／１ｍｓｅｃのパルスを印加した時の電流値と電圧値から算定した。０．６Ｖ時の抵抗値と電圧印加時の抵抗値の比を、電圧印加時の抵抗値低下率として算定した。
【００２３】
この実験結果を表１に示す。
【表１】
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【００２４】
この実験結果から、亜鉛添加率０重量部（比較例１）と１０重量部（比較例２）のサンプルにおいては、抵抗値低下率が大きいことが分かる。亜鉛添加率２０重量部（比較例３）と２５重量部（比較例５）においては、抵抗値低下率の減少傾向はあるものの、その効果は不十分である。これに対して、実施例１〜３のように亜鉛添加率が３０〜５０重量部では、亜鉛添加による抵抗値低下率の改善効果が見られ、例えば１２０Ｖ印加時の抵抗値低下率は１％以下まで減少する。
【００２５】
比較例５〜６のように亜鉛添加率が５５重量部を超えると、電極の接着状態が極端に悪化し、接触だけで電極が剥がれ落ちる事態が生じた。よって、これらの理由により、最適な亜鉛添加率は少なくとも３０乃至５０重量部であると言える。
【００２６】
図２は、亜鉛添加の有無について、印加パルス電圧と抵抗値低下率との関係をグラフ化したものである。亜鉛添加無し（比較例１）のサンプルでは、１２０Ｖ印加時の抵抗値は、約−５８％にまで低下していることが分かる。この現象を抑えるために、亜鉛添加有り（実施例２）のサンプルでは、印加パルス電圧を変えても、抵抗値低下率は１％以下と極めて小さく、亜鉛添加無しとの差が歴然としていることが分かる。
【００２７】
一般的な銀電極は、抵抗体−電極（金属）界面間のエネルギー障壁が高く、この障壁がオーミック接合を妨げていたと考えられる。銀電極への亜鉛の添加は、亜鉛の効果により抵抗体−電極（金属）界面間のエネルギー障壁が低くなり、良好なオーミック接触電極を形成したと考えられる。このため、銀・ガラスフリット・樹脂・溶剤等から構成される一般的な銀電極であれば、ベースとする銀ペーストの種類は問わず、亜鉛添加による効果が現れると考えられる。
【００２８】
図３は、本発明の抵抗器の製造工程を示す。まず、酸化スズ、酸化アンチモン、タルク、炭酸バリウム、炭酸カルシウム等の原料を所定量秤量して、原料混合する。そして、混合スラリー乾燥後、粗粉砕する。次に、バインダーを混合して、成形し易いように適当な顆粒を作る造粒工程を経て、造粒粉を金型に充填して、一軸加圧により抵抗体(円柱)形状に成形して成形体を得る （成形工程）。なお、上記の成形方法は乾式プレス成形だが、押出し成形で円柱状に成形してもよく、その場合、造粒工程に混練作業(バインダー添加後に練る)が追加される。次に、成形体を匣鉢に入れて電気炉で焼く本焼成により、焼結体であるソリッド抵抗体が形成される。
【００２９】
次に、亜鉛添加の銀ペーストを調製する。亜鉛添加の銀ペーストは、一般的な既成の銀ペーストに金属亜鉛粉末を所定量秤量して添加し、十分に混練して形成することができる。また、銀粉末、亜鉛粉末を予め秤量し、これにガラスフリット、樹脂、溶剤等を加え、混練して形成するようにしてもよい。いずれにしても、亜鉛添加銀ペーストを抵抗体の両端面に塗布して、乾燥後焼成することで、亜鉛添加銀電極を形成する。これにより、本発明のソリッド抵抗体を用いた抵抗器が完成する。
【００３０】
なお、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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態のソリッド抵抗体を用いた抵抗器の（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】亜鉛添加の有無について、印加パルス電圧と抵抗値低下率との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態の抵抗器の製造工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    抵抗器
１１    ソリッド抵抗体
１２，１３    亜鉛添加銀電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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