(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属繊維を主として含有する抵抗体と、
前記抵抗体の端部に形成された電極と、
前記抵抗体と前記電極とに接する絶縁層とを有する抵抗素子であって、
前記抵抗体が、圧縮応力とひずみとの関係において、塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域とを具備することを特徴とする抵抗素子。
【請求項２】
前記抵抗体が、前記弾性変形を示す第二領域に圧縮応力に対するひずみの変曲部ａを有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗素子。
【請求項３】
金属繊維を主として含有する抵抗体と、
前記抵抗体の端部に形成された電極と、
前記抵抗体と前記電極とに接する絶縁層とを有する抵抗素子であって、
前記抵抗体がステンレス繊維焼結体であることを特徴とする抵抗素子。
【請求項４】
主として金属繊維でなり前記接続部で相互に電気的に接続された第一抵抗体及び第二抵抗体と、
前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体の少なくとも一つに電気的に接続されて形成された電極と、
前記第一抵抗体と前記第二抵抗体との電気的接続を防ぐ絶縁層とを有し、
前記第一抵抗体の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体の電圧の印加の向きが異なる抵抗素子。
【請求項５】
前記接続部、前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が連続体であることを特徴とする請求項４に記載の抵抗素子。
【請求項６】
前記第一抵抗体の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体の電圧の印加の向きが対向または、略対向することを特徴とする請求項４または５に記載の抵抗素子。
【請求項７】
前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、圧縮応力とひずみとの関係において、
塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域とを具備することを特徴とする請求項４乃至６いずれか一項に記載の抵抗素子。
【請求項８】
前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、弾性変形を示す第二領域に圧縮応力に対するひずみの変曲部ａを有することを特徴とする請求項４乃至６いずれか一項に記載の抵抗素子。
【請求項９】
前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、ステンレス繊維焼結体であることを特徴とする請求項４乃至８いずれか一項に記載の抵抗素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗素子に関し、特に高密度実装に適した抵抗素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気、電子機器等の配線ボードでは、小型化された電子部品が使われ始めている。しかしながら、電子部品の更なる小型化の要請があり、そのためには限られたスペースの中で従来以上の高密度実装化への要望が高まっている。【０００３】
このような背景の中、比較的高抵抗値を得ることができるコンパクトなチップ型構造の金属板抵抗素子として、平板状の抵抗体部と、抵抗体部の両端部にそれぞれ接続され、抵抗体部の下側に互いに離隔して配置された一対の電極部とを備え、絶縁層を介して抵抗体部に固定した金属板抵抗素子が提案されている（例えば、特許文献１）。【０００４】
また、広範囲の抵抗値の抵抗素子の製作が可能であり、且つ小型化した構造の金属抵抗素子として、板状に形成された抵抗合金材料で形成された抵抗体と、抵抗体の両端部に形成された高導電性金属材料で形成された一対の電極とを備えた金属抵抗素子であり、抵抗体の両端部と電極とを接続する接合部に、接合面として、２面を有する金属抵抗素子も提案されている（例えば、特許文献２）。【０００５】
さらに、小型・コンパクト化したサイズで、良好な放熱性を有し、高精度で安定した動作が可能な電流検出用抵抗素子として、金属箔で形成された抵抗体が絶縁層を介してベース板に接合された抵抗素子が提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２８０００号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７３９４号公報
【特許文献３】特開２００９−２８９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記の従来技術であっても、高密度実装化の要望に対して充分な小型化が達成出来ているとは必ずしも言えず、未だ改善の余地があった。【０００８】
すなわち、特許文献１の技術は、小型化の手法が抵抗体部、絶縁層、電極等の配置を工夫することに止まるものであり、これらの構造自体は従来のものを使用するものであって、改善の余地があった。【０００９】
特許文献２の技術は、抵抗体、絶縁層、電極等の配置を工夫することで小型化を志向し、電極部をも抵抗体として機能させることによって、広範囲な抵抗値への対応を可能とするというものであるが、これとて抵抗体及び絶縁層は従来のものと変わることがないため、小型化、広範囲な抵抗値への対応としては未だ改善の余地があった。【００１０】
特許文献３の技術は、金属箔で形成された抵抗体が絶縁層を介してベース板に接合された構造を有するが、小型化のポイントはアルミナ粉末を多量に含むことで高熱伝導性と高絶縁性とを両立させたエポキシ系接着剤を使用したことにあり、このようなエポキシ系接着剤を使用すること以外の点については、未だ改善の余地があった。【００１１】
そこで、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、更なる高密度実装化が可能であると共に、広範囲の抵抗値にも対応可能な抵抗素子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】
【００１２】
本発明者らは鋭意検討した結果、金属繊維を主として含有する抵抗体と、前記抵抗体の端部に形成された電極と、前記抵抗体と前記電極とに接する絶縁層を有する抵抗素子；または接続部と、金属繊維を主としてなり前記接続部で相互に電気的に接続された第一抵抗体及び第二抵抗体と、前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体の少なくとも一つに電気的に接続されて形成された電極と、前記第一抵抗体と前記第二抵抗体との電気的接続を防ぐ絶縁層とを有し、前記第一抵抗体の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体の電圧の印加の向きが異なる抵抗素子が、抵抗素子の小型化と広範囲の抵抗値設定に対応することが可能であることを見出し、本発明の抵抗素子に至った。【００１３】
すなわち、本発明は以下の抵抗素子を提供する。
（１）金属繊維を主として含有する抵抗体と、前記抵抗体の端部に形成された電極と、前記抵抗体と前記電極とに接する絶縁層とを有する抵抗素子。【００１４】
（２）前記抵抗体が、圧縮応力とひずみとの関係において、塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域とを具備することを特徴とする（１）に記載の抵抗素子。【００１５】
（３）前記抵抗体が、弾性変形を示す第二領域に圧縮応力に対するひずみの変曲部ａを有することを特徴とする（１）に記載の抵抗素子。【００１６】
（４）前記抵抗体がステンレス繊維焼結体であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の抵抗素子。【００１７】
（５）接続部と、主として金属繊維でなり前記接続部で相互に電気的に接続された第一抵抗体及び第二抵抗体と、前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体の少なくとも一つに電気的に接続されて形成された電極と、前記第一抵抗体と前記第二抵抗体との電気的接続を防ぐ絶縁層とを有し、前記第一抵抗体の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体の電圧の印加の向きが異なることを特徴とする抵抗素子。【００１８】
（６）前記接続部、前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が連続体であることを特徴とする（５）に記載の抵抗素子。【００１９】
（７）前記第一抵抗体の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体の電圧の印加の向きが対向または、略対向することを特徴とする（５）または（６）に記載の抵抗素子。【００２０】
（８）前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、圧縮応力とひずみとの関係において、塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域とを具備することを特徴とする前記発明（５）〜（７）のいずれかに記載の抵抗素子。【００２１】
（９）前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、弾性変形を示す第二領域に圧縮応力に対するひずみの変曲部ａを有することを特徴とする（５）〜（７）のいずれかに記載の抵抗素子。【００２２】
（１０）前記第一抵抗体及び前記第二抵抗体が、ステンレス繊維焼結体であることを特徴とする前記発明（５）〜（９）のいずれかに記載の抵抗素子。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の抵抗素子は、小型化によって更なる高密度実装化が可能であると共に、広範囲の抵抗値設定にも対応可能である。
さらに、第一抵抗体の電圧の印加の向きと、第二抵抗体の電圧の印加の向きとを対向または、略対向させた場合には、電磁波の発生をも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の抵抗素子の一実施形態を示す模式図である。
【図２】第一抵抗体と第二抵抗体とが接続部で接続された一様態を示す本発明の抵抗素子の模式図である。
【図３】第一抵抗体、第二抵抗体、および接続部が連続体となっている様態を示す本発明の抵抗素子の模式図である。
【図４】本発明の係わる抵抗体が１往復半した様態を示す本発明の抵抗素子の模式図である。
【図５】本発明の係わる抵抗体が２往復した様態を示す本発明の抵抗素子の模式図である。
【図６】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維焼結不織布をガラスエポキシ板に沿って折り曲げた状態を示す写真である。
【図７】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維メッシュをガラスエポキシ板に沿って折り曲げた状態を示す写真である。
【図８】ステンレス箔をガラスエポキシ板に沿って折り曲げた状態を示す写真である。
【図９】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維焼結不織布を両面粘着付きＰＥＴフィルムに粘着させた状態を示す写真である。
【図１０】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維メッシュを両面粘着付きＰＥＴフィルムに粘着させた状態を示す写真である。
【図１１】ステンレス箔を両面粘着付きＰＥＴフィルムに粘着させた状態を示す写真である。
【図１２】ステンレス箔を折り曲げた部位をＳＥＭ観察した写真である。
【図１３】本発明に係わるステンレス繊維が焼結された状態を示すＳＥＭ断面写真である。
【図１４】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維焼結不織布の圧縮応力とひずみとの関係を測定した際のグラフである。
【図１５】本発明に係わる抵抗体の一例であるステンレス繊維焼結不織布の弾性変形を示す領域を詳細に説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、まずは抵抗体にステンレス素材を用いた本発明の抵抗素子を、図面及び写真を参照しつつ説明するが、本発明の抵抗素子の実施形態はこれに限られるものではない。
【００２６】
第一実施形態
図１は、本発明の抵抗素子の一実施形態を示した模式図である。図１に示される抵抗素子１００は、金属繊維を主として含有する抵抗体１と、抵抗体１の両端部に設けられた電極２と、抵抗体1と電極２とに積層された絶縁層３とを具備する。
【００２７】
第二実施形態
図２は、第一抵抗体４と第二抵抗体５とが接続部１０で電気的に接続された他の実施形態の抵抗素子を示す模式図である。
本実施形態では、第一抵抗体４と第二抵抗体５との端部に電極２が形成されており、第一抵抗体４と第二抵抗体５とは接続部１０において相互に電気的に接続されている。また、第一抵抗体４と第二抵抗体５との接続部１０以外の電気的接続を防ぐため、絶縁層３が配されている。このような形態を取ることで、抵抗素子の小型化が実現され、高密度実装化に貢献できると共に、第一抵抗体４の電圧の印加の向きと、前記第二抵抗体５の電圧の印加の向きとが異なる（本実施形態においては対向）ことによって磁場を相殺することが可能となり、抵抗素子自身から発生する電磁波を抑制することに寄与できる。
図２中、参照番号６は、第一抵抗体４を流れる電流の方向を意味し、参照番号７はそれにより生じる磁場を意味する。参照番号８は、第二抵抗体５を流れる電流の方向を意味し、参照番号９はそれにより生じる磁場を意味する。
また、本明細書において対向または、略対向とは、第一抵抗体と第二抵抗体の電圧印加の向きがまさに対向している様態の他、抵抗体同士の配置によって磁場の相殺効果が生ずる範囲をいう。
【００２８】
第三実施形態
また、第一抵抗体４、第二抵抗体５、および接続部１０は、連続体であっても良い。本明細書において連続体とは、１部材を折り曲げた形態を含む他、他部材等の接合によらない状態を指す。
図３は、第一抵抗体４、第二抵抗体５、および接続部１０が連続体となっている構成を示している。このような構成とすることにより、図２の実施形態のようにわざわざ接続部１０を設ける手間を排除することができるため、抵抗素子の効率的な生産に寄与することができる。
図３中、参照番号６は、第一抵抗体４を流れる電流の方向を意味し、参照番号７はそれにより生じる磁場を意味する。参照番号８は、第二抵抗体５を流れる電流の方向を意味し、参照番号９はそれにより生じる磁場を意味する。
なお、本実施形態における接続部とは、第一抵抗体４と第二抵抗体５とを繋ぐ曲部を指す。図３、図４、図５のような抵抗素子を作製する場合には、絶縁層３に沿って、連続体を折り曲げてゆくことで、効率的に作製することができる。
【００２９】
図４、図５は連続体である抵抗体１がそれぞれ１往復半、および２往復した抵抗素子である。抵抗体１と、抵抗体１との間には、絶縁層３が設けられている。このように絶縁層３を挟み、抵抗体１が積層された構成を取ることで、抵抗素子の小型化がはかられ、広範囲の抵抗値設定にも対応しやすくなる効果が期待できる。
【００３０】
次に、本発明の抵抗素子１００を構成する、抵抗体１、４、および５、電極２、および絶縁層３等について以下に詳細な説明を記載する。
【００３１】
（抵抗体）
前記抵抗体１、４、および５は、主に金属繊維を含有している。金属繊維を構成する主たる金属である第一金属は、例えば、ステンレス、アルミニウム、真ちゅう、銅、鉄、白金、金、スズ、クロム、鉛、チタン、ニッケル、マンガニン、ニクロム等であり、中でも適度な電気抵抗率と経済性とからステンレス繊維を好適に用いることができる。また、本発明に係わる金属繊維を主として含有する抵抗体は、金属繊維のみから構成されていても良いし、金属繊維以外を含んでいても良い。さらに金属繊維は単一種類であっても、複数種類が用いられていても良い。
つまり、本発明における抵抗体１、４、および５は、複数種類のステンレス素材から構成される金属繊維で形成された抵抗体であってもよいし、ステンレス素材及び他の金属から構成される金属繊維で形成された抵抗体、すなわち、ステンレス素材を含む複数種類の金属から構成される金属繊維で形成された抵抗体でもよいし、ステンレス素材が含まれない金属群から構成される金属繊維からなる抵抗体であってもよいし、金属繊維以外を構成要素として有している抵抗体であってもよい。
【００３２】
また、第二金属としては、特に限定されないが、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、青銅、黄銅、ニッケル、クロムなどが例示でき、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等の貴金属であっても良い。
【００３３】
本発明に係わる抵抗体１、４、および５は、金属繊維を主として含有するシート状物であることが好ましい。金属繊維を主として含有するシート状物とは、金属繊維不織布、金属繊維メッシュ（金属繊維織布）を指す。
金属繊維不織布は、湿式法及び乾式法いずれで作製されたものであっても良く、金属繊維メッシュは、織布（金属繊維織布）等を含む。
本明細書において、金属繊維を主としてとは、重量比率で金属繊維を５０％以上有する場合をいう。
【００３４】
本発明に係わる抵抗体１、４、および５を構成する金属繊維は、抵抗値の安定と均一化との点から焼結されているか、または第二の金属成分によって、金属繊維間が結着されていることが好ましい。
本明細書において結着とは、金属繊維が第二の金属成分によって物理的に固定されている状態をいう。
【００３５】
本発明に係わる金属繊維の平均繊維径は、抵抗体の形成、抵抗素子の作製に支障が無い範囲で任意に設定可能であるが、好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは１μｍ〜２０μｍである。
なお、本明細書における「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された抵抗体の任意の場所における垂直断面に基づき金属繊維の断面積を算出し（例えば、公知のソフトにて）、当該断面積と同一面積を有する円の直径を算出することにより導かれた任意の個数の繊維の面積径の平均値（例えば、２０個の繊維の平均値）である。
【００３６】
金属繊維の断面形状は円形、楕円形、略四角形、不定形等いずれであっても良い。
【００３７】
本発明に係わる金属繊維の繊維長は、１ｍｍ以上であることが好ましい。１ｍｍ以上であれば、抵抗体を湿式抄造法で作製する場合であっても、金属繊維間の交絡あるいは、接点を得易い。
なお、本明細書における「平均繊維長」とは、顕微鏡で２０本を測定し、測定値を平均した値である。
【００３８】
なお、金属繊維の繊維径や繊維長を調整することにより、抵抗体の大きさ等を調整することなく、抵抗素子、抵抗体の小型化を実現しながらも、広範囲の抵抗値設定へ対応しやすくなるという効果が期待できる。
【００３９】
抵抗体１、４、および５の厚さは、所望の抵抗値により任意に設定可能である。
なお、本明細書における「抵抗体の厚さ」とは、空気による端子落下方式の膜厚計（例えば、ミツトヨ社製：デジマチックインジケータＩＤ−Ｃ１１２Ｘ）で例えば、任意の数測定点を測定した際の平均値をいう。
【００４０】
抵抗体１、４、および５における繊維の占積率は、１〜４０％の範囲が好ましく、３％〜２０％がより好ましい。占積率を調整することにより、抵抗体の大きさ等を調整することなく、抵抗素子、抵抗体の小型化を実現しながらも、広範囲の抵抗値設定へ対応しやすくなるという効果が期待できる。すなわち、占積率を調整することで抵抗体の断面積を調整することが可能となり、例えば、同じ大きさの抵抗体であっても、異なる抵抗値に調整することが可能となる。
本明細書における「占積率」とは、抵抗体の体積に対して繊維が存在する部分の割合である。抵抗体１、４、および５がシート状物であって、金属繊維のみから抵抗体が構成される場合、抵抗体の坪量、厚さ、及び金属繊維の真密度から以下の式により算出される。占積率(％）＝抵抗体の坪量／（抵抗体の厚さ×金属繊維の真密度）×１００
なお、金属繊維を結着させるために、他の金属使用する場合、または金属繊維以外を使用する場合には、組成分析により抵抗体中の金属比率あるいは、金属成分以外の比率を特定し、真比重の値に反映させれば良い。
【００４１】
本発明に係る抵抗体１、４、および５の伸び率は、２〜５％であることが好ましい。適度な伸び率を有することにより、例えば絶縁層に沿って抵抗体が折り曲げられた場合、抵抗体の折り曲げ部外側に伸びしろがあることにより、座屈せずに絶縁層に追従しやすくなる効果を奏する。
伸び率は、ＪＩＳ  Ｐ８１１３（ＩＳＯ  １９２４−２）に準拠し、試験片の面積を１５ｍｍ×１８０ｍｍとなるように調整し、引張速度３０ｍｍ／ｍｉｎにて測定することができる。
なお、図１４は、本発明の抵抗素子が具備する抵抗体がステンレス繊維焼結不織布である場合の圧縮応力と、ひずみとの関係を示すグラフである。ここで使用された抵抗体の伸び率は２．８％である。
【００４２】
本発明に係わる抵抗体１、４、および５は、圧縮応力とひずみとの関係において、塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域とを具備することが好ましい。
この変化は、抵抗体の厚さ方向の圧縮でも発現するし、折り曲げ時には折り曲げ箇所内部においても圧縮応力が発生する。
例えば、絶縁層３に沿って抵抗体が折り曲げられた場合、抵抗体の折り曲げ部内側と外側とでは、曲率に相当する距離の差が生ずる。金属繊維を主として含有する抵抗体は、この距離の差を埋めるべく、その空隙を狭めることとなり、結果として折り曲げ部では抵抗体内部に圧縮応力が生ずることとなる。
図６〜図８は、厚さ約２１６μｍのガラスエポキシ板１２（絶縁層３に該当する）の端部１３に沿って、ステンレス繊維焼結不織布１１、ステンレス繊維織布１４、ステンレス箔１５をそれぞれ追従させて折り曲げた状態を撮影した写真である。端部１３を見ると、ステンレス繊維焼結不織布１１（図６）およびステンレス織布１４（図７）は、ガラスエポキシ板１２の端部１３に追従していることがわかる。
これに対して、ステンレス箔１５（図８）はガラスエポキシ板１２の端部１３との間に隙間が生じてしまっている。この現象は、１００μｍの両面粘着付きＰＥＴフィルム１６（絶縁層３）の端部に沿って、ステンレス繊維焼結不織布１１（図９）、ステンレス繊維織布１４（図１０）、ステンレス箔１５（図１１）をそれぞれ追従させて折り曲げた場合にも同様の傾向が見られる。
すなわち、金属繊維を主として含有する抵抗体１、４、および５の実施形態に含まれるステンレス繊維焼結不織布１１、ステンレス繊維織布１４は、絶縁層３の実施形態に含まれるガラスエポキシ板１２、両面粘着付きＰＥＴフィルム１６の端部への追従が優れており、隙間が生じることで危惧される電気的短絡等の恐れがないことに加えて、抵抗体の小型化に実現する上での生産性にも優れるという効果を奏することができるものである。
【００４３】
この現象は、ステンレス繊維焼結不織布およびステンレス繊維織布が、圧縮応力と、ひずみとの関係において、圧縮応力が大きくなるにつれて、まず塑性変形領域（第一領域）、次に現れる変化が弾性変形領域（第二領域）を有すること、および／または弾性変形を示す領域（第二領域）に圧縮応力に対するひずみの変曲部ａを有することに起因すると推察される。
【００４４】
以下、上記塑性変形（第一領域）、弾性変形（第二領域）、および変曲部ａについて説明する。
これら塑性変形、弾性変形、および変曲部ａは、圧縮・開放のサイクルで圧縮試験を実施することにより、応力−ひずみ曲線から確認することができる。
図１４は、本発明に係わる抵抗体（ステンレス繊維焼結不織布：初期厚１，０２０μｍ）を圧縮・開放のサイクルで圧縮試験した際の測定結果を示すグラフである。グラフ中、１回目〜３回目は圧縮回数を示し、１回目である初回圧縮時の測定値、次いで２回目圧縮時の測定値、さらに３回目圧縮時の測定値をプロットしている。
本発明に係わる抵抗体は、一回目の圧縮・開放の動作により塑性変形するため、２回目の圧縮時には測定プローブのスタート位置が未圧縮時よりも下がる。
なお、本明細書では、既圧縮時（２回目または３回目の圧縮時）のひずみスタート値を境として、低ひずみ側を塑性変形領域とし、塑性変形領域以降（高ひずみ側）のひずみを弾性変形領域と定義している。
図１４のグラフでは、ひずみスタート値である、２回目の圧縮時のひずみは約６００μｍである。
【００４５】
図１４に示す測定結果から、前記抵抗体は、ひずみ６００μｍを境に、塑性変形を示す第一領域Ａ、弾性変形を示す第二領域Ｂを有していることがわかる。
すなわち、上述したように、本発明に係わる抵抗体は、圧縮応力とひずみの関係において、圧縮応力が大きくなるにつれて、塑性変形を示す第一領域Ａと、その後弾性変形を示す第二領域Ｂとが出現するものであることが好ましい。
より具体的には、本発明における抵抗体は、既圧縮時（２回目の圧縮時）をひずみスタート値とした場合、当該スタート値のひずみよりも低ひずみ側に塑性変形領域（第一領域）を有し、当該スタート値のひずみよりも高ひずみ側に弾性変形領域（第二領域）を有することが好ましい。
【００４６】
本発明で抵抗体として使用できる、ステンレス繊維焼結不織布、またはステンレス繊維織布を、ガラスエポキシ板１２等の絶縁層３端部に追従させて折り曲げた時、塑性変形を示す第一領域Ａで適度にその形状を変形しつつ、弾性変形を示す第二領域Ｂでクッション性によって前記端１３部へ充分に追従し、ステンレス繊維焼結不織布、ステンレス繊維織布とガラスエポキシ板１２端部との間に発生する若干の隙間を埋めることができるものと推察される。
【００４７】
一方、ステンレス箔は、曲げ応力に対して、まず弾性変形が生じ、次に現れる変化は塑性変形である。すなわち、ステンレス箔においては、折り曲げ部で弾性変形限界に達したステンレス箔が、塑性変形（座屈）することによって、急激な形状変化をきたし、これによって、ステンレス箔の折り曲げ箇所と、例えばガラスエポキシ板１２端部との間に隙間が発生する。また、図１２に示すＳＥＭ写か真から、厚さ２０μｍのステンレス箔を折り曲げた部位では一部が破断を生じていることがわかる。
【００４８】
ステンレス箔は、まず弾性変形が生じ、次に塑性変形が生じるために、曲げ応力に対して座屈限界に達したステンレス箔が、塑性変形を生ずることにより、ある部分で折れ曲がった状態となり、ガラスエポキシ板等の絶縁層端部へ充分に追従できなくなっているものと解される。
【００４９】
また、上述したように、本発明の抵抗素子が具備する抵抗体においては、圧縮応力に対するひずみの変曲部ａが、弾性変形を示す領域（第二領域）にあることが好ましい。
図１５は、本発明に係わる抵抗素子が具備する抵抗体の弾性変形を示す領域を詳細に説明するためのグラフであり、図１４の測定で使用したステンレス繊維焼結不織布を使用している。
図１５中、変曲部ａよりも圧縮応力が低い、弾性変形を示す領域Ｂ１は、いわゆるバネ弾性領域と解され、変曲部ａよりも圧縮応力が高い、弾性変形を示す領域Ｂ２は金属内部にひずみを溜め込むいわゆるひずみ弾性領域であると解される。
【００５０】
図１５に示すように、本発明に係わる抵抗体の一例としての前記ステンレス繊維焼結不織布が、変曲部ａよりも圧縮応力が低い、弾性変形を示す領域Ｂ１と、変曲部ａよりも圧縮応力が高い、弾性変形を示す領域Ｂ２を有することで、形状追従性を高め易く、もって抵抗素子の小型化を容易にするという効果を奏する。
このような抵抗体は、変曲部ａよりも圧縮応力に対してひずみの変化が大きい、弾性変形領域Ｂ１で適度に形状変形しつつ、変曲部ａよりも圧縮応力に対してひずみの変化が小さい弾性変形領域Ｂ２で絶縁層端部へきっちりと追従する。
【００５１】
本発明に係わる抵抗体が、弾性変形を示す第二領域Ｂに変曲部ａを有する場合、圧縮応力とひずみとの関係において、弾性変形を示す第二領域Ｂの前に塑性変形を示す第一領域Ａを有しても良い。
【００５２】
上記の通り、塑性変形、弾性変形は、圧縮・開放のサイクルで圧縮試験を行うことにより、応力−ひずみ曲線から確認することができる。
圧縮・開放のサイクルでの圧縮試験の測定方法は、例えば引張・圧縮応力測定試験機を使用して行うことができる。まず、３０ｍｍ角の試験片を準備する。ミツトヨ製、デジマチックインジケータＩＤ−Ｃ１１２Ｘを用いて準備した試験片の厚さを圧縮試験前の厚さとして測定する。このマイクロメーターは空気によってプローブの上げ下げを行うことができ、また、その速度も任意に調節することができる。試験片は微量の応力により潰れやすい状態であるため、測定プローブを降ろす際にはなるべくプローブの自重のみが試験片にかかるようにゆっくり降ろす。且つ、プローブを当てる回数は１度のみとする。このとき測定した厚さを「試験前の厚さ」とする。
【００５３】
続いて、試験片を用いて圧縮試験を行う。１ｋＮのロードセルを用いる。圧縮試験に使用する冶具は、ステンレス製の直径１００ｍｍの圧縮プローブを使用する。圧縮速度は１ｍｍ／ｍｉｎとし、試験片の圧縮・開放動作を続けて３回行う。これにより本発明に係わる抵抗体の塑性変形、弾性変形、変曲部等を確認することができる。
【００５４】
試験により得られた「応力-ひずみ曲線」から、圧縮応力に対する実際のひずみを計算し、以下の式にしたがって塑性変形量を算出する。
塑性変形量＝（圧縮１回目の立ち上がり部のひずみ）−（圧縮２回目の立ち上がり部のひずみ）
このとき、立ち上がり部とは、２．５Ｎのときのひずみのことを指す。試験後の試験片の厚さを前述と同様の方法で測定を行い、これを「試験後の厚さ」とする。
【００５５】
また、本発明に係わる抵抗体は、塑性変形率が所望の範囲内であることが好ましい。塑性変形率とは、抵抗体の塑性変形の程度を示す。
なお、本明細書における塑性変形率（例えば、０ＭＰａ〜１ＭＰａまで荷重を徐々に増加させながら加えた際の塑性変形率）は以下のように規定される。
塑性変形量（μｍ）＝Ｔ０−Ｔ１
塑性変形率（％）＝（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０×１００
上記Ｔ０は、荷重を加える前の抵抗体の厚さであり、
上記Ｔ１は、荷重を加え、解放した後の抵抗体の厚さである。
本発明に係わる抵抗体の塑性変形率は、１％〜９０％が好ましく、４％〜７５％であることがさらに好ましく、２０％〜５５％であることが特に好ましく、２０％〜４０％であることが最も好ましい。塑性変形率が１％〜９０％であることにより、より良好な形状追従性が得られ、これによって抵抗素子の小型化が達成されやすくなる効果を奏する。
【００５６】
（抵抗体の作製）
本発明に係わる抵抗体を得る方法としては、金属繊維または金属繊維を主体としたウェブを圧縮成形する乾式法、金属繊維を織る方法、金属繊維または金属繊維を主体とする原料を湿式抄造法で抄紙する方法等を採用することができる。
【００５７】
乾式法により、本発明に係わる抵抗体を得る場合には、カード法、エアレイド法等により得られた金属繊維または金属繊維を主体とするウェブを圧縮成形することができる。
この時、繊維間の結合を付与するために繊維間にバインダーを含浸させてもよい。かかるバインダーとしては、特に限定されないが、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などの有機系バインダーの他に、コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸ソーダなどの無機質接着剤を用いることができる。
なお、バインダーを含浸する代わりに、繊維の表面に熱接着性樹脂を予め被覆しておき、金属繊維または金属繊維を主体とする集合体を積層した後に加圧・加熱圧縮しても良い。
【００５８】
金属繊維を織り込むことによって作製する方法は、機織りと同様の方法にて、平織、綾織、杉綾織、畳織、トリプル織等の形態に仕上げることができる。
【００５９】
また、金属繊維等を水中に分散させて、これを抄き上げる湿式抄造法により本発明に係わる抵抗体を作製することもできる。
金属繊維不織布の湿式抄造方法としては、金属繊維等の繊維状物を水中分散等して抄造スラリーを作製する工程、抄造スラリーから湿体シートを得る抄造工程、湿体シートを脱水させる脱水工程、および脱水後のシートを乾燥して、乾燥シートを得る乾燥工程を少なくとも具備する。
以下、工程ごとに説明する。
【００６０】
（スラリー作製工程）
金属繊維または金属繊維を主体としたスラリーを調製し、これに填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、定着剤等を適宜添加して、スラリーを得る。
また、金属繊維以外の繊維状物としてポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）樹脂、ポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、ナイロン、アクリル系樹脂等の加熱溶融により結着性を発揮する有機繊維等をスラリー中に添加することもできる。
【００６１】
（抄造工程）
次に前記スラリーを用いて、抄紙機にて湿式抄造を実施する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、これらの中から同種または異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機などを用いることができる。
【００６２】
（脱水工程）
次に、抄紙後の湿紙を脱水する。
脱水時には、脱水の水流量（脱水量）を抄造網の面内、幅方向等で均一化することが好ましい。水流量を一定にすることで、脱水時の乱流等が抑えられ、金属繊維が抄造網へ沈降する速度が均一化されるため、均質性の高い抵抗体を得易くなる。
脱水時の水流量を一定にするためには、抄造網下の水流の障害となる可能性のある構造物を排除する等の方策を取ることができる。これにより、面内バラツキが小さく、より緻密で均一な折り曲げ特性を有した抵抗体を得易くなる。このため抵抗素子の高密度実装化を実施しやすくなる効果を奏する。
【００６３】
（乾燥工程）
次に、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラムドライヤー、赤外方式ドライヤー等を用いて、乾燥する。
このような工程を経て金属繊維を主として含有するシートを得ることができる。
【００６４】
上記工程を経て抵抗体を得ることができる。
なお、上記工程以外に加え、下記工程を採用することもが好ましい。
（繊維交絡工程）
なお、湿式抄造法により抵抗体を得る際には、抄紙機の網上の水分を含んだシートが含有する金属繊維または金属繊維を主体とした成分を互いに交絡させる繊維交絡工程を経て製造されることが好適である。つまり、繊維交絡工程を採用する場合、繊維交絡工程は、抄造工程後に行なわれる。
繊維交絡工程としては、例えば、抄造網上の金属繊維湿体面に高圧ジェット水流を噴射するのが好ましく、具体的には、湿体の流れ方向に直交する方向に複数のノズルを配列し、この複数のノズルから同時に高圧ジェット水流を噴射することにより、湿体全体に亘って金属繊維または金属繊維を主体とする繊維同士を交絡させることが可能である。
繊維交絡工程を採用することにより、繊維同士が交絡するため、いわゆるダマの少ない、均質な抵抗体を得ることができる。高密度実装化に好適である。
【００６５】
（繊維結着工程）
抵抗体をなす金属繊維同士は結着されていることが好ましい。金属繊維同士を結着させる工程としては、抵抗体を焼結する工程、化学エッチングにより結着する工程、レーザー溶着する工程、ＩＨ加熱を利用して結着する構成、ケミカルボンド工程、サーマルボンド工程法等を用いることができるが、抵抗値の安定化のためには、抵抗体を焼結する方法を好適に用いることができる。
図１３は、ステンレス繊維を焼結により結着させたステンレス繊維抵抗体の断面をＳＥＭ観察したものである。ステンレス繊維同士が充分に結着していることがわかる。
本明細書において「結着」とは、金属繊維が物理的に固定されている状態をいい、金属繊維同士が直接固定されていても良いし、当該金属繊維の金属成分とは異なる金属成分を有する第二の金属成分によって固定されていても良いし、金属繊維の一部同士が金属成分以外の成分によって固定されていても良い。
【００６６】
本発明に係わる抵抗体を焼結させるには、真空中または非酸化雰囲気中で金属繊維の融点以下の温度で焼結する焼結工程を含むことが好ましい。焼結工程を経た抵抗体は有機物が焼失しており、このように金属繊維のみからなる抵抗体の繊維同士の接点が結着することで、例えば、第一抵抗体と第二抵抗体を連続した様態とする場合などに、絶縁層に対してより良好な形状追従性を与えられると共に、安定した抵抗値を本発明の抵抗体に付与しやすくなる効果を奏する。なお、本明細書において焼結とは、金属繊維が加熱前の繊維状態を残しつつも、結着している状態を示す。
【００６７】
このようにして作製される抵抗体の抵抗値は、金属繊維の種類、厚み、密度等により任意に調整可能であるが、ステンレス繊維を焼結させて得られたシート状の抵抗体の抵抗値は、例えば５０〜３００ｍΩ／□程度である。
【００６８】
（プレス工程）
プレスは加熱下で実施しても、非加熱下で実施しても良いが、本発明に係わる抵抗体が加熱溶融により結着性を発揮する有機繊維等を含んでいる場合には、その溶融開始温度以上での加熱が有効であり、金属繊維単独または、第二の金属成分を含んで構成される場合には、加圧のみでも良い。さらに加圧時の圧力は、抵抗体の厚さを考慮して適宜設定すれば良い。また、このプレス工程により、抵抗体の占積率を調整することもできる。
プレス工程は、脱水工程と乾燥工程の間、乾燥工程と結着工程の間、および／または結着工程後に実施することができる。
【００６９】
乾燥工程と結着工程の間にプレス（加圧）工程を実施すると、その後の結着工程に於いて結着部を確実に設けやすい（結着点数を増加させやすく）。また、塑性変形を示す第一領域と、前記第一領域よりも圧縮応力が高い領域で現れる、弾性変形を示す第二領域をより得易い。さらに弾性変形を示す領域に変曲部ａをより得易いため、本発明に係わる抵抗体に形状追従性を与えやすくなる点において好ましい。
【００７０】
焼結後（結着工程後）、プレス（加圧）工程を実施すると、抵抗体の均質性をさらに高めることができる。繊維がランダムに交絡した抵抗体は、厚み方向に圧縮されることで厚み方向だけではなく、面方向にも繊維のシフトが生じる。これにより、焼結時には空隙だった場所にも金属繊維が配置しやすくなる効果が期待でき、その状態は金属繊維の有する塑性変形特性によって維持される。これにより、面内バラツキ等の小さく、より緻密で薄型の抵抗体が得られる。このため抵抗素子の高密度実装化を実施しやすくなる効果を奏する。
【００７１】
（電極２）
本発明に係わる電極２は、抵抗体１と同様の金属により構成されていても良いし、別の種類の金属によって構成されていても良く、例えばステンレス、アルミニウム、真ちゅう、銅、鉄、白金、金、スズ、クロム、鉛、チタン、ニッケル、マンガニン、ニクロム等を用いることができる。電極２は、金属繊維を主として含有する抵抗体に流れる電流を確実に伝播可能な態様に形成されていれば良く、例えば、上記金属を加熱或いは、化学的に溶融させ、金属繊維との接点を確実に取る方法にて作製することも可能である。
【００７２】
（絶縁層）
本発明に係わる絶縁層３は、抵抗体あるいは電極２に通電される電流を遮る効果のあるものであればいずれのものも使用可能で、例えばガラスエポキシ、絶縁性を有する樹脂シート、セラミック材料等を使用することができる。中でも抵抗体との一体化が容易である点において両面粘着付きＰＥＴフィルムを好適に用いることができる。
【００７３】
（接続部）
図２に示すように、本発明の抵抗体は、接続部１０を有することもできる。
接続部１０の素材は、第一抵抗体４と第二抵抗体５を相互に電気的に接続可能な素材であれば良く、例えばステンレス、銅、鉛、ニクロム等の金属材料を好適に用いることができる。
【００７４】
本発明の抵抗素子は、その外側を絶縁材料によって封止されていることが好ましい。封止の方法は、溶融樹脂へのディッピング、ボンディングなどの他、絶縁塗料の塗布等、絶縁性が担保できるものであれば、いずれの材料あるいは方法によっても実施することが可能である。
【００７５】
以上、本発明によれば、抵抗素子の小型化が達成されるため、更なる高密度実装化に対応可能であると共に、広範囲の抵抗値設定にも対応可能な抵抗素子を提供することができるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１  抵抗体
２  電極
３  絶縁層
４  第一抵抗体
５  第二抵抗体
６、８  電流の方向
７  電流６により生ずる磁場
９  電流８により生ずる磁場
１０  接続部
１１  ステンレス繊維焼結不織布
１２  ガラスエポキシ板
１３  端部
１４  ステンレス繊維織布
１５  ステンレス箔
１６  両面粘着付きＰＥＴフィルム
Ａ  塑性変形を示す第一領域
Ｂ  弾性変形を示す第二領域
Ｂ１  変曲部ａよりも圧縮応力が低い弾性変形領域
Ｂ２  変曲部ａよりも圧縮応力が高い弾性変形領域
ａ  変曲部
１００  抵抗素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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