CN107004475B - 绕线式电阻器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保持绕线式电阻器的基本功能、并且具有高可靠性的绕线式电阻器及其制造方法。在将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材(11)的外周卷绕电阻丝(12a)，将接线端子(13)安装到芯材(11)的两端部，与电阻丝(12a)连接的绕线式电阻器中，芯材(11)在其外周附近的部分(11a)浸渍固定剂。芯材(11)只在其外周附近的部分(11a)浸渍固定剂(1)，在中心部分(11b)不含有固定剂(1)。

Description

绕线式电阻器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电阻器，特别是涉及在将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材上卷绕电阻丝形成的绕线式电阻器及其制造方法。

背景技术

过去，上述绕线式电阻器是已知的。日本特开昭59-115501号公报公开了一种将电阻丝卷绕到将玻璃纤维集束而成的芯材的外周面上的绕线式电阻器。即，公开了一种绕线式电阻器，所述绕线式电阻器，将碳纤维丝作为电阻丝，在将多个由玻璃纤维等绝缘材料构成的线集束并且浸渍到硅酮漆等耐热性粘接剂中进行固定而成的芯材上，连续地卷绕所述碳纤维丝。

日本特开平9-320804号公报公开了一种电阻器，在所述电阻器中，将电阻丝卷绕到将玻璃纤维集束而成的芯材上，将在两端设置有接线端子的电阻元件收存到陶瓷壳体中，并填充水泥材料。该电阻元件，将电阻丝卷绕到前述芯材上，将连接端子通过铆接安装到切割成所需长度的物体的两端。

这种绕线式电阻器，除了电阻成分之外，还具高的电感成分，可以作为滤波器元件(防噪音电阻)使用。该制品例如用于有效地抑制汽车发动机点火时发生的高频噪音的发射。另外，能够收存到陶瓷壳体中，作为耐热性的电阻元件使用。

发明内容

发明所要解决的课题

对于绕线式电阻器，在将电阻丝卷绕到由玻璃等的纤维束构成的芯材的外周，切割成适当的尺寸之后，将引出头等接线端子安装到两端部，从外周方向进行铆接，以制造该绕线式电阻器。过去，以确保来自接线端子两端侧的压缩强度和提高抗弯强度为目的，进而为了保持在制造工程中搬运时的玻璃纤维束的形状，在对芯材整体浸渍树脂等固定剂。即，利用毛细管现象，遍及整个芯材地浸渍固定剂，使整个芯材坚固。

但是，这样一来，在从外周方向铆接接线端子的情况下，存在着芯材不耐变形，会在芯材上产生龟裂的情况。进而，金属引出头等接线端子与包括浸透了固定剂(树脂材料)的玻璃等纤维的芯材的热膨胀系数不同。因此，在高温环境下芯材膨胀得大，会挤压扩大接线端子的口径。在返回到室温环境时，虽然接线端子也会收缩，但是难以恢复到原来的口径，变成依旧扩大的状态。其结果是，在接线端子与电阻丝之间产生间隙，存在着变得难以导通的情况。

本发明是基于上述情况做出的，其目的是提供一种高导通稳定性和高可靠性的绕线式电阻器及其制造方法。

解决课题的手段

本发明的绕线式电阻器，是将电阻丝卷绕到将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材的外周，在芯材的两端部安装接线端子，与前述电阻丝连接的绕线式电阻器，其特征在于，前述芯材在其外周附近的部分浸渍了固定剂。优选地，该芯材只在其外周附近的部分浸渍固定剂，在中心部分不含有固定剂。

本发明的绕线式电阻器的制造方法包括：成形包括纤维状的绝缘物的长条状芯材的工序、将电阻丝卷绕到该芯材的外周的工序、将该芯材切断成规定的尺寸并形成电阻元件的工序、以及将接线端子安装到该电阻元件的两端的工序，在该芯材中，只在外周附近的部分浸渍固定剂，在中心部分不含有前述固定剂。

根据本发明，芯材在外周附近的部分浸渍固定剂，而在中心部分不浸透固定剂。从而，将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材的整体不会固结，中心部分的纤维状的成形体起着作为缓冲部的作用，作为整体具有柔软性。其结果是，对于接线端子的铆接时的压力而言，另外对于使用环境的温度变化引起的热膨胀的影响而言，应力被上述缓冲部的作用降低。因此，可以防止芯材的龟裂的发生、或绕线与接线端子的导通不良等，可以提高作为电阻器的导通的稳定性，并且可以提高可靠性。

附图说明

图1是沿着本发明的一个实施例的绕线式电阻器的长度方向的剖视图。

图2是本发明的一个实施例的绕线式电阻器的剖视图，左图表示图1的BB剖面，右图表示图1的AA剖面。

图3A是将接线端子安装到电阻元件的两端上之前的分解立体图。

图3B是将接线端子安装到电阻元件的两端上之后的立体图。

图4是将接线端子铆接之后的立体图。

图5A是表示浸渍固定剂的方法的第一个实施例的要部的剖视图。

图5B是上述的立体图。

图6是表示浸渍固定剂的方法的第二个实施例的要部的图，左图是正视图，右图是侧视图。

图7A是表示浸渍固定剂的方法的第三个实施例的要部的立体图。

图7B是上述的平面图。

图7C是图7B的AA剖面及BB剖面的剖视图。

图8是表示浸渍固定剂的方法的第四个实施例的要部的正视图。

具体实施方式

下面，参照图1至图8对于本发明的实施方式进行说明。另外，在各个图中，对于相同或者相当的构件或者部件赋予相同的附图标记来进行说明。

图1及图2表示本发明的绕线式电阻器的要部的剖面。该绕线式电阻器，在将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材11的外周卷绕具有所需电阻值的电阻丝12a，将引出头等接线端子13安装到芯材11的两端部，与电阻丝12a连接。芯材11是将多个包括玻璃、铁氧体、树脂、氧化铝等纤维的绝缘物集束成形而成的。

该芯材11在外周附近的部分11a浸渍有固定剂。即，如图所示，芯材的外周附近部分11a(浸渍了固定剂的部分)不过多地浸入固定剂，或者，包围着芯材11的完全没有浸入固定剂的中心部分11b。浸渍了固定剂的外周附近部分11a没有必要沿着芯材11的外周均匀地形成，只要是固定剂不过多地浸入到芯材11的中心部分11b中的状态即可。作为特别优选的状态，是在芯材的中心部分11b完全不浸渍固定剂的状态。

这里，固定剂包括低粘度的环氧树脂系树脂等，通过毛细管现象进入由绝缘物构成的纤维的束中，在使固定剂浸渍到外周附近部分11a中之后，加热使之固化，形成固化了的浸渍层。例如，玻璃纤维束是将玻璃纤维集中而成的束，纤维直径从几个微米到十几个微米，非常细。因此，在制造工程中，在以切断之前的长的状态进行搬运时，不能保持芯材的形状，会产生弯曲。因此，浸渍低粘度的树脂等固定剂，加热硬化，将玻璃纤维束扎成束以保持形状。

芯材有必要在截面面积中具有5％～70％左右的浸渍固定剂的部分。当少于5％时，难以将玻璃纤维束固定并作为芯材保持其形状。另外，当在70％以上时，后面描述的缓冲作用的效果变弱。

由于减少固定剂浸渍的部分并降低纤维束固定的部分是重要的，所以，浸渍固定剂的部分面积少的情况下更好。优选地，在截面面积中，使浸透固定剂的部分为10～30％，仍为纤维束的部分为70～90％。借此，可以形成在纤维束的外周附近部分11a浸渍了固定剂的形状保持层和其内部的仍为纤维束的中心部分11b的缓冲层之间取得平衡的芯材11。

优选地，芯材11在整个长度上固定剂不浸透到中心部分11b。但是，也可以在容纳于接线端子13内部的芯材11的中心部分11b中不含固定剂，而在不被容纳到接线端子13内部的芯材11的一部分中，在中心部分11b浸渍固定剂，由此来提高压缩强度和抗弯强度。

在芯材11的外周卷绕电阻丝12a，进而利用树脂12b将电阻丝12a固定于芯材11的外周面，形成电阻丝的卷绕层12(参照图1)。作为电阻丝12a，使用Ni丝、NiCr丝、NiFe丝、CuNi丝等。

引出头等接线端子13被安装于芯材11的两端部，从外周方向通过铆接加工进行加压，形成具有大致平坦面的铆接痕13a(参照图4)。这时，由于中心部分11b的纤维束作为缓冲部起作用，所以，没有必要使深的铆接痕进入到内部，优选地，铆接痕13a是平坦的，不深入到内部，接线端子13形成多角形。与此相伴，在接线端子13的铆接部分中的芯材11的截面成为多角形(参照图2中的左图)。

由于芯材11在外周附近部分11a浸渍树脂，特别是，固定剂不浸透到中心部分11b，所以，芯材11具有弹性。即，铆接接线端子13时产生的来自于外周方向的应力，通过不包含固定剂的纤维束的中心部分11b作为缓冲部追随着该应力进行变形而被吸收，在芯材11上不易产生龟裂。

进而，由于芯材11的浸透了固定剂(树脂)的部分从外周表面小幅地到达外周附近部分11a，所以，在高温环境下的热膨胀被抑制，可以防止挤压扩大接线端子13的内径。从而，即使在返回到室温环境时，接线端子13与电阻丝12a之间也不容易产生间隙，与过去相比能够长时间保持电阻丝与接线端子的导通状态，提高导通的稳定性，即，提高可靠性。

其次，对于该绕线式电阻器的制造方法进行说明。绕线式电阻器通过下面所述的工序来制造：形成由纤维状的玻璃等的绝缘物构成的长条的芯材的工序、将电阻丝12a卷绕到芯材的外周的工序、将芯材切断成规定的尺寸而形成电阻元件12A的工序、以及在电阻元件12A的两端形成引出头等接线端子13的工序(参照图3A-图3B)。

对于芯材11，可以使用玻璃、铁氧体、树脂、氧化铝等的纤维的束。在要求耐热性的情况下，优选使用玻璃纤维或者氧化铝纤维。

形成上述芯材11的方法，在由玻璃纤维等的束构成的长条的芯材11的外周部附近的部分11a浸渍固定剂(低粘度的液相的环氧树脂等)，将其加热硬化而形成固相的树脂层，形成由在中心部分11b完全不包含树脂层、或者不过多地包含树脂层的玻璃纤维等构成的长条的芯材。

图5A-图5B表示第一实施例的固定剂浸渍方法。将通过温度控制调整成低粘度的液相的环氧树脂等树脂(优选不含有溶剂)1储存到金属制的槽2中。通过使由纤维状的玻璃束构成的芯材11在该槽2内经过，在芯材外周附近部分(表面)浸渍树脂。

在利用设置在槽2的入口处的节流喷嘴3将原材料的玻璃纤维11o集束的状态(作为芯材11集中起来的状态)下放入槽2中，将树脂的浸渍时间调整成短的时间，调整浸渍深度以使树脂不浸透到芯材11的中心部分。

作为一个例子，通过经过节流喷嘴3，形成作为外径为3.6mm左右的玻璃纤维束的芯材11。芯材11的输送速度根据绕线的间距的不同而异，但是，优选地，从芯材11进入槽2内之后直到出来为止的树脂的浸渍时间在5秒钟以下。

当浸渍时间比5秒钟长时，树脂被浸渍到整个芯材中或者浸渍比例会产生波动。优选地，树脂的浸渍时间约为2-4秒钟左右。借此，芯材11形成只在外周附近的部分11a中浸渍固定剂、而在中心部分11b不含有固定剂的状态。

固定剂(树脂)的温度控制通过用加热器等加热槽2来进行。当槽2内的树脂量减少到一定量时，从槽2的上部的开口利用分配器5等供应树脂，在槽2内总是充满一定量的树脂。另外，槽2内的树脂量的变化由图中未示出的传感器等从开口进行检测。

这种方法的特征在于，利用节流喷嘴3将多个玻璃纤维11o在形成为束(芯材)的状态下放入槽2内，就这样短时间地在槽2内通过。环氧树脂等树脂不含有溶剂，被调整成合适的温度及粘度。这种方法，树脂的温度及粘度控制是最容易的，芯材11的整个外周均匀地接触树脂。因此，可以在芯材的整个外周使固定剂浸透外周部分附近11a，在中心部分11b不含有固定剂。

并且，将浸透到纤维束中的树脂加热硬化，变成固相的树脂，芯材11的成形工序结束。借此，芯材11只在其外周附近部分11a中浸渍固定剂，中心部分11b不含有固定剂，由此，可以在内部形成由玻璃纤维束构成的缓冲层。

即，利用设置在外周附近部分11a的固定剂的浸渍层来确保制品的压缩强度·抗弯强度，在制造工程中可以防止芯材的变形。并且，利用设置在芯材11内部的中心部分11b中的缓冲层，可以防止裂纹的发生或伴随着温度变化而引起的绕线与接线端子的连接不良等，能够进行可靠性高的绕线式电阻器的制造。

图6表示第二个实施例的固定剂浸渍方法。配备有在利用节流喷嘴3将多个玻璃纤维11o形成束的状态(芯材11)下，在该芯材11的上下夹着该芯材11地在输送方向上旋转的旋转式辊6。在该旋转式辊6上具有树脂流入的槽6a。

利用分配器5等使液相的树脂1在该槽6a中流动，在芯材11的外周附近部分11a形成树脂的浸渍层。即，通过在将玻璃纤维集束的状态下利用辊6将固定剂转印到芯材的表面上，使固定剂浸渍到芯材11的外周附近部分11a中。

与第一个实施例的方法一样，预先调整树脂1的温度及粘度，以便不浸透到芯材1的内部(中心部分)。从而，在其内部(芯材的中心部分)11b，形成不包含树脂的只由玻璃纤维构成的部分。在这种方法中，由于浸渍时间比第一个实施例的短，所以，可以只使芯材的外周部分附近浅浅地浸渍树脂1。但是，利用分配器5的涂布量(排出量)、槽2的储存量、辊6对玻璃纤维束的挤压程度等，能够控制浸渍量。

图7A-图7C表示第三个实施例的固定剂浸渍方法。该第三个实施例的方法是上述第一个实施例的方法的应用。成为芯材11的原材料的玻璃纤维11o的一部分被节流喷嘴3及辊4成形为截面大致为平板状，浸渍到储存液相树脂1的槽2中，其全体浸渍树脂。并且，形成利用辊4将截面成形为大致平板状的树脂浸渍玻璃纤维束11c。该纤维束11c被配置在不含有树脂的由节流喷嘴3将截面成形为圆形的纤维束11d的上下两侧，并被输送。

并且，将浸渍了树脂的玻璃纤维束11c和没有浸渍树脂的玻璃纤维11d以分开的状态进行输送，在利用节流喷嘴3A集束的阶段，以使浸渍了树脂的玻璃纤维部分11c处于截面为圆形的没有浸渍树脂的玻璃纤维部分11d的外周的方式进行集束(参照图3B-图3C)。由此，成形为将在中心部分完全不包含树脂的玻璃纤维束11d的外周均匀地含有树脂的玻璃纤维束11c形成环状的玻璃纤维束11(11c、11d)。

第三个实施例的方法的特征在于，将浸渍树脂的玻璃纤维和不浸渍树脂的玻璃纤维以分开的状态进行输送，在将玻璃纤维集束时，浸渍树脂的玻璃纤维包裹没有浸渍树脂的玻璃纤维(集束在内侧)。在这种方法中，通过控制浸渍树脂的玻璃纤维(外周附近部分)的束的量，可以容易地控制芯材11中的浸渍树脂的部分的厚度。

在第一—第三个实施例中，在具有树脂浸渍的外周附近部分11a(11c)的芯材11的外周卷绕电阻丝12a，进而，利用树脂12b将电阻丝12a固定到芯材11的外周面，形成电阻丝的卷绕层12。作为电阻丝12a，使用Ni丝、NiCr丝、NiFe丝、CuNi丝等(参照图1)。

图8表示第四个实施例的固定剂浸渍方法。在该方法中，几乎与电阻丝卷绕工序同时地在芯材11的外周附近部分11a中浸渍作为固定剂的树脂。从分配器5等滴下的液相的树脂1，在电阻丝卷绕工序中，在作为最终决定芯材的形状(直径)的夹具的绕线喷嘴(玻璃纤维集束手段)3的外表面上传播，向将玻璃纤维集束而成的芯材11供应树脂，由此，在芯材11的外周附近部分11a浸渍树脂。

在这种情况下，由于树脂1和芯材11的接触时间非常短，所以，树脂难以浸渍到芯材的内侧，与其它方法相比可以在芯材的表面及表面附近浸渍面积小并且深度浅的树脂。另外，能够通过分配器5的排出量来控制树脂浸渍量。另外，这种方法也可以将电阻丝卷绕工序之后的树脂涂布工序兼作为固定剂浸渍工序，作为整体可以减少工序的数目。此外，从芯材11的上下侧或者左右侧利用刷毛或者刷子直接涂布树脂的方法也可行，

如上所述，使芯材11的外周附近部分浸渍固定剂，在芯材11的外周卷绕电阻丝12a，形成配备有利用树脂12b固定的电阻丝卷绕层12的长条的芯材。其次，将该长条的芯材切断成适当的长度，形成电阻元件12A。并且，在电阻元件12A的两端部安装引出头等接线端子13(参照图3A-图3B)。

并且，通过从其外周方向借助铆接加工进行加压，形成大致平坦面的铆接痕13a(参照图4)。这时，由于中心部分11b的纤维束作为缓冲部起作用，所以，没有必要使深的铆接痕进入内部，优选地，铆接痕13a是平坦的，不进入内部，接线端子13形成多角形(参照图2的左图)。

利用以上的制造方法制造的绕线式电阻器，由玻璃纤维等的束构成的芯材11只在其外周附近的部分中浸渍固定剂，在中心部分11b完全不浸透或者不过多地浸透固定剂，由此，整个芯材11不固结，作为整体具有柔软性。

其结果是，在制造工程中，可以将玻璃纤维等的束固定，作为芯材保持其形状。并且，完全没有浸透或者不过多地浸透固定剂的中心部分11b起着作为缓冲部的作用，在芯材11上不容易产生龟裂。另外，由于可以利用缓冲层降低因使用环境的温度变化而产生的热膨胀的影响，所以，可以确保作为电阻器的导通的稳定性，提高可靠性。

至此，对于本发明的一种实施方式进行了说明，但是，不言而喻，本发明并不被上述实施方式所限定，在其技术思想的范围内，可以利用各种不同的方式来实施。

工业上的利用可能性

本发明适合于用于将多个纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材上卷绕电阻丝的绕线式电阻器及其制造。

Claims (9)

1.一种绕线式电阻器，在将纤维状的绝缘物集束成形而成的芯材的外周卷绕电阻丝，将接线端子安装到前述芯材的两端部，与前述电阻丝连接起来，其特征在于，

前述芯材在其外周附近的部分中浸渍有固定剂，并且在中心部分具有不包含固定剂的部分，

前述芯材在截面面积中具有5％～70％的程度的浸渍了前述固定剂的部分。

2.如权利要求1所述的绕线式电阻器，其特征在于，前述接线端子的铆接部分的前述芯材的截面为多角形，铆接痕不进入内部。

3.一种电阻器的制造方法，包括：

成形由纤维状的绝缘物构成的长条的芯材的工序；

在前述芯材的外周卷绕电阻丝的工序；

将前述芯材切断成规定的尺寸并形成电阻元件的工序；以及

将接线端子安装到前述电阻元件的两端的工序，

其特征在于，

在前述芯材中，只在其外周附近部分浸渍固定剂，在中心部分不含有前述固定剂，

前述芯材在截面面积中具有5％～70％的程度的浸渍了前述固定剂的部分。

4.如权利要求3所述的电阻器的制造方法，其特征在于，通过使将纤维状的绝缘物在集束的状态下在储存有前述固定剂的槽内经过，在前述芯材的外周附近的部分浸渍固定剂。

5.如权利要求3所述的电阻器的制造方法，其特征在于，通过利用辊将固定剂转印到处于将纤维状的绝缘物集束的状态下的芯材的表面上，使前述芯材的外周附近的部分浸渍固定剂。

6.如权利要求5所述的电阻器的制造方法，其特征在于，前述固定剂的转印在利用辊从上下方向夹着芯材的状态下进行。

7.如权利要求3所述的电阻器的制造方法，其特征在于，将成为芯材的绝缘物的纤维的一部分浸渍到储存有前述固定剂的槽中，以将浸渍了前述固定剂的绝缘物的纤维覆盖在没有浸渍前述固定剂的绝缘物的纤维的外周的方式进行集束以形成芯材，由此，在芯材的外周附近的部分浸渍固定剂。

8.如权利要求7所述的电阻器的制造方法，其特征在于，在成形由纤维状的绝缘物构成的长条的芯材的工序中，浸渍了前述固定剂的绝缘物的纤维包裹不浸渍前述固定剂的绝缘物的纤维。

9.如权利要求3所述的电阻器的制造方法，其特征在于，在前述芯材的外周卷绕前述电阻丝的工序中，使前述固定剂在绕线喷嘴的外表面上传播并向将绝缘物的纤维集束而成的前述芯材供应前述固定剂，由此，在前述芯材的外周附近的部分浸渍前述固定剂。

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