(57)【要約】【課題】  リード付き抵抗器が水銀灯のガラス管内に配置され、水銀灯の点灯中に約４００℃の高温となる場合にも、ガスの発生量が十分に小さいリード付き抵抗器およびその製造方法を提供する。【解決手段】  セラミック基体１２の表面に導電性皮膜１３を形成し、セラミック基体の両端に電極キャップ１５を嵌め込み、電極キャップにリード線１６を溶接してリード付き抵抗器１１を構成し、この抵抗器を３５０℃〜５００℃の範囲に加熱し、４０分〜５時間保持する。リード付き抵抗器１１を加熱する工程は、不活性雰囲気で行われる。リード付き抵抗器１１は、導電性皮膜１３が露出している。【選択図】図１
2007103797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体の表面に導電性皮膜を形成し、
前記セラミック基体の両端に電極キャップを嵌め込み、
前記電極キャップにリード線を溶接して抵抗器を構成し、
前記抵抗器を３５０℃〜５００℃の範囲に加熱し、４０分〜５時間保持することを特徴とするリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項２】
前記抵抗器を加熱する工程は、不活性雰囲気で行われることを特徴とする請求項１に記載のリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項３】
前記リード付き抵抗器は、導電性皮膜が露出していることを特徴とする請求項１に記載のリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項４】
前記導電性皮膜は、炭素皮膜であることを特徴とする請求項１に記載のリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項５】
前記電極キャップは、キャップの形状に加工した鉄の表面に、銅のメッキ膜と、ニッケルのメッキ膜を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項６】
前記リード線は、鉄からなる線材に、銅のメッキ膜を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のリード付き抵抗器の製造方法。
【請求項７】
表面に導電性皮膜が形成されたセラミック基体と、前記セラミック基体の両端に嵌め込まれた電極キャップと、前記電極キャップの両端に溶接されたリード線と、を備えたリード付き抵抗器であって、
４００℃の温度に加熱した状態を１時間キープした場合のガス発生量が、１×１０−３ｈＰａＬ以下であることを特徴とするリード付き抵抗器。
【請求項８】
前記リード付き抵抗器は、導電性皮膜が露出していることを特徴とする請求項７に記載のリード付き抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基体の表面に、炭素皮膜などの導電性皮膜が形成され、上記セラミック基体の両端に電極キャップが嵌め込まれ、上記電極キャップにリード線が溶接されたリード付き抵抗器に係り、特に水銀灯の内部に配置されて用いることができるリード付き抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水銀灯のガラス管内に配置された点灯回路に、リード付き抵抗器が用いられている。水銀灯のガラス管内は、点灯中に約４００℃という高温になり、また、抵抗器への通電により、リード付き抵抗器からガスが発生する。このガスの発生量が多いと、ガラス管内に曇りが発生したり、点灯回路へ悪影響を及ぼす等、正常な点灯状態を阻害することとなる。
【０００３】
ところで、高温、高湿の極めて劣悪な環境に用いられるリード付き炭素皮膜抵抗器に、炭素皮膜の一部をカッティングする工程の後に、１００℃乃至２００℃で１０時間以上加熱する熱エージングのステップを付加することが知られている（特許文献１）。この特許文献によれば、上記熱エージングにより、カッティング部において炭素原子の結合力が弱められたことに起因する抵抗値変化を抑制し、抵抗値変化を小さくすることができ、耐候性信頼性が向上することが記載されている。
【特許文献１】特開平２−７３６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記熱エージングでは、水銀灯のガラス管内に配置されるリード付き抵抗器については、水銀灯の点灯中に約４００℃の高温となるため、発生ガスの抑制という点では、必ずしも十分ではない。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、リード付き抵抗器が水銀灯のガラス管内に配置され、水銀灯の点灯中に約４００℃の高温となる場合にも、ガスの発生量が十分に小さいリード付き抵抗器およ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、本発明のリード付き抵抗器の製造方法は、セラミック基体の表面に導電性皮膜を形成し、セラミック基体の両端に電極キャップを嵌め込み、電極キャップにリード線を溶接して抵抗器を構成し、この抵抗器を３５０℃〜５００℃の範囲に加熱し、４０分〜５時間保持することを特徴とするものである。抵抗器を加熱する工程は、不活性雰囲気で行われることが好ましい。このリード付き抵抗器は、導電性皮膜が露出していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
上記本発明によれば、リード付き抵抗器を水銀灯内部の点灯時の温度と略等しいか、それ以上の温度で熱処理することで、十分な脱ガス処理が行える。このため、熱処理した製品では、４００℃の温度に加熱した状態を１時間キープした場合のガスの発生量が、１×１０−３ｈＰａＬ以下となり、ガスの発生量を著しく低減できる。これにより、水銀灯のガラス管内に曇りが発生するなどの問題が生じない又は抑制できるリード付き抵抗器が提供され、水銀灯の信頼性向上に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るリード付き抵抗器の一実施形態を示す図である。
【０００９】
リード付き抵抗器１１は、円柱状のセラミック基体１２の表面に、炭素皮膜からなる導電性皮膜１３が形成されている。導電性皮膜１３には、トリミングのための切り溝１４が設けられている。セラミック基体１２の両端には、電極キャップ１５が嵌め込まれ、導電性皮膜１３と導通している。電極キャップ１５には、リード線１６が溶接部１７により固定されている。ここで、電極キャップ１５は、キャップの形状に加工した鉄の表面に、銅のメッキ膜と、ニッケルのメッキ膜を形成したものである。また、リード線１６は、鉄線材に銅のメッキ膜を形成したものである。
【００１０】
図示するように、リード付き抵抗器１１は、通常の抵抗器が備える導電性皮膜１３を被覆する外装絶縁樹脂層を備えず、導電性皮膜が露出している。これは、水銀灯のガラス管内は窒素ガスが密封された窒素雰囲気であるので、本来的に外装絶縁樹脂層の必要が無く、また、外装絶縁樹脂層からのガス発生を防止するためである。
【００１１】
リード付き抵抗器１１は、セラミック基体１２の表面に導電性皮膜１３を形成し、セラミック基体の両端に電極キャップ１５を嵌め込み、電極キャップにリード線１６を溶接して抵抗器を構成した後、抵抗器を窒素ガス雰囲気中で、３５０℃〜５００℃の範囲に加熱し、４０分〜５時間保持して、脱ガス処理（熱処理）することにより形成されている。この高温の脱ガス処理により、４００℃の温度に加熱した状態を１時間キープした場合のガス発生量が、１×１０−３ｈＰａＬ以下である、高温環境下でのガス発生量の極めて低いリード付き抵抗器が得られる。
【００１２】
上記熱処理の加熱温度は、一例として、図２に示すパターンを用いることが好ましい。まず約３０分間、約５０℃で加熱し、その後約１時間２０分かけて５０℃から約４００℃まで加熱し、この状態で１時間キープする。その後、約３時間かけて温度が５０℃まで低下するのを待ち、熱処理工程が完了する。
【００１３】
最高加熱温度は、実際に使用される条件（水銀灯では約４００℃になる）に合わせて、又はこれよりも過酷な条件となるように加熱することが好ましい。あまりに低い温度では含有ガスの除去ができない。また、５００℃以上の加熱は製品特性への影響を考慮すると適当でない。このことから含有ガスの除去は３５０℃〜５００℃の範囲で加熱することが適当と考えられる。
【００１４】
キープする時間は、あまりに短時間では抵抗器に内包するガスの除去が十分にできないので、ガスの除去の進行状況をみて時間を設定することが好ましい。本実施例では約１時間としたが、長くても５時間程度であれば十分に内包するガスの除去が可能であると考えられる。このことからキープする時間は４０分〜５時間の範囲にすることが適当と考えられる。
【００１５】
熱処理する場合の雰囲気は、不活性雰囲気としている。これは、リード線の酸化防止のためであり、本実施例では窒素雰囲気で熱処理しているが、酸化が防止できれば、窒素雰囲気以外の不活性雰囲気で熱処理することも可能である。もう一つの理由としては、リード付き抵抗器が水銀灯のガラス管内で使用される条件とほぼ同じ状態（窒素雰囲気で使用される）で熱処理することが望ましいと考えられる。
【００１６】
上記熱処理をした抵抗器と、しなかった抵抗器とに関して、ガスの発生に関する分析を行った。その結果、表１の結果が得られた。表１の「熱処理なし」は、炭素皮膜を形成したセラミック基体に、電極キャップを嵌め込み、リード線を溶接した抵抗器を、上記熱処理をすることなく、窒素雰囲気において４００℃に加熱し、この状態で１時間キープした場合に発生したガスの成分と発生量である。表１の「熱処理あり」は、炭素皮膜を形成したセラミック基体に、電極キャップを嵌め込み、リード線を溶接した抵抗器を、上記図２のパターンにより熱処理（脱ガス処理）をして、その後、窒素雰囲気において４００℃に加熱し、この状態で１時間キープした場合に発生したガスの成分と発生量である。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
ガスの発生量は可能な限り０に近いことが好ましいが、熱処理（脱ガス処理）により、４００℃に加熱し、この状態で１時間キープした場合のガスの発生量が１×１０−３ｈＰａＬ以下とすることを目標においた。上記条件におけるガスの発生量を確認したところ、以上の結果であった。
熱処理しないもの＝３．１０×１０−３ｈＰａＬ
熱処理したもの  ＝０．６６×１０−３ｈＰａＬ
以上の通り、熱処理することでガスの発生量が約１／５に低下し、上記目標を達成したことが分かる。
【００１９】
表２は、抵抗器の部分別、すなわち、炭素皮膜を形成したセラミック基体と、リード線と、電極キャップと、のそれぞれに対して、上記熱処理をすることなく、表１での分析と同じ条件で、ガスの成分と発生量を調べたものである。
【００２０】
【表２】
2007103797.tif 000004
【００２１】
なお、以上の分析は、４００℃で加熱したが、１００℃程度で加熱した場合には、特にガスの発生は認められなかった。すなわち、例えば上記特許文献１の従来の熱処理方法では、水銀灯のガラス管内に配置する抵抗器には、脱ガス処理として、十分でないことが分かる。
【００２２】
各表から、発生するガスの主成分が判明した。また、表１からはＣＯ２の発生が多いことが判明した。表２からは電極キャップからのガス発生が多いことが判明した。これらのガス成分は、電極キャップのプレス加工の工程や、電極キャップおよびリード線へのメッキ工程によって、メッキ層に含まれてしまう、避けることのできない成分であると考えられる。また、表１と表２とで成分毎の発生量が異なる（例えば、Ｈ２は完成品では減少している。ＣＯ２は完成品では増加している。）ことから、リード線の溶接などの加熱を伴う工程がガスの付着に大きく影響を与えているものと考えられる。
【００２３】
導電性皮膜を形成したセラミック基体、リード線、電極キャップのそれぞれにガスの発生が認められることから、これらを組み立てて完成品とする前に、各部品の段階でそれぞれ又はまとめて熱処理しておくことも効果がある。また、表２から、特に電極キャップからのガス発生量が、２．１０×１０−３ｈＰａＬと高いことから、電極キャップのみを熱処理しても効果がある。更に、セラミック基体、リード線、電極キャップの全て又はいずれかを予め熱処理した後に、それぞれを組立てて完成品とし、この完成品を更に熱処理することにより、完成品としてのリード付き抵抗器全体からのガス発生量を減少させることに寄与する。ここで述べた熱処理の条件については、既に述べた条件と同様の条件が適用できる。
【００２４】
次に、本発明の一実施形態に係るリード付き抵抗器の製造方法について、図３を参照して説明する。
（工程１）導電性皮膜形成
セラミック基体を入れた真空高温炉の中で、炭化水素を熱分解させ、セラミック基体の表面に炭素皮膜を析出させる。
（工程２）組立て
セラミック基体の両端に電極キャップを圧入する。電極キャップは洗浄しておく。
（工程３）抵抗値による選別
この段階では、個々の製品の抵抗値が大きくばらついているため、次の抵抗値調整工程の効率化を図るため、抵抗値に応じて製品を数種に分類する。
（工程４）抵抗値調整
抵抗値を測定しつつ、カッターを用いて、セラミック基体の表面にらせん状の切込みを入れて炭素皮膜を除去し、抵抗値調整をする。レーザトリマーにより切込みを入れてもよい。
【００２５】
（工程５）洗浄
電極キャップを圧入して、抵抗値調整を終了したセラミック基体を洗浄し、前工程で抵抗器表面に付着した残渣等を落とす。
（工程６）リード線溶接
溶接により、電極キャップにリード線を溶接する。いわゆる抵抗溶接（溶接継手部に大電流を流し、ここに発生する抵抗熱によって加熱し、圧力を加えて接合する）が適当である。
（工程７）熱処理（脱ガス処理）
窒素炉の中で加熱する。熱処理は、窒素雰囲気で、３５０℃〜５００℃の範囲に加熱し、４０分〜５時間キープする。この工程により抵抗器全体に内包したガスを除去する。
（工程８）電圧処理
定格電圧の５倍程度の電圧パルスを印加して、抵抗値の安定化を図る。
（工程９）検査、テーピング、包装
【００２６】
上記の工程により、脱ガス処理されたリード付き抵抗器が完成する。この抵抗器は、水銀灯のガラス管内に配置され、約４００℃の高温に曝されても、殆どガスを発生しないので、水銀灯の信頼性向上に貢献することは、上述したとおりである。
【００２７】
なお、以上の説明は、炭素皮膜抵抗器の例について説明したが、金属皮膜抵抗器や酸化金属皮膜抵抗器等の他の導電性皮膜を備えたリード付き抵抗器についても、同様に適用が可能である。
【００２８】
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】
【００２９】
【図１】本発明に係るリード付き抵抗器の一実施形態を示す正面図であり、セラミック基体の左端部分は、縦断面を示す断面図である。
【図２】熱処理（脱ガス処理）の加熱温度のパターンを示す図であり、横軸は時間の経過を示し、縦軸は加熱温度を示す。
【図３】本発明に係るリード付き抵抗器の製造工程の一実施形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１   リード付き抵抗器
１２   セラミック基体
１３   導電性皮膜
１４   溝
１５   電極キャップ
１６   リード線
１７   溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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