JP2013143417A - Resistor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a resistor with a lead terminal including a rod-shaped resistor body and a lead terminal drawn from the resistor body, and more particularly to a resistor having high lash resistance such as a winding resistor or a metal oxide film resistor. .
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。 Conventionally, resistors with lead terminals such as winding resistors and metal oxide film resistors have been widely mounted on various circuit boards. These resistors with lead terminals generally include a resistor made of a metal winding or a metal oxide film on the outer peripheral surface of a cylindrical insulating ceramic substrate, and a required resistance value is formed by the resistor.
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)。 In these resistors with lead terminals, there are known ones in which a resistor is inserted into a through-hole provided in a case and the terminals are bent toward the bottom surface of the case so as to be surface-mounted (for example, see Patent Document 1).
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。 Such a resistor with a lead terminal is used as a rush current limiting resistor for an AC / DC conversion power supply circuit or the like as an example. That is, it is inserted into a circuit that rectifies AC power and supplies DC power to a load, and is used for applications that limit inrush current that occurs when the switch is turned on. In such a resistor, in order to limit the inrush current generated when the switch is turned on, high resistance to rush that can withstand an instantaneous large current several times the rating is required.
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。 In such a resistor, when an overcurrent exceeding the continuous rating flows for some reason, the resistor is difficult to melt due to its high rush resistance, and the resistor is heated by a heat generated by the resistor. Become. Then, there is a case where the heat is transferred to the mounting substrate around the resistor and adversely affects such as heating damage to components arranged around the resistor.
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。 The present invention has been made based on the above-described circumstances. When an overcurrent exceeding the rating flows continuously through a resistor with high lash resistance, a component placed around the resistor due to a heat storage effect inside the resistor is provided. A resistor capable of fusing a resistor quickly and safely at the time of abnormal load due to current overload without causing adverse effects such as heating.
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または内周面の少なくとも一方の面に金属膜を有することを特徴とする。 The resistor according to the present invention includes a resistance body having a resistance winding or a resistance film on an outer peripheral surface of an insulating base, lead terminals drawn from both ends of the resistance body, and a through hole for inserting the resistance body. A resistor having a hole extending from one end to the other end, the cylindrical insulator having a metal film on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface It is characterized by having.
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または内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。 According to the present invention, the heat generated in the resistor body is directed to the outside of the resistor by radiation, but the metal film formed on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the cylindrical insulator is the heat released from the resistor. At the same time as blocking radiation, it reflects and stores heat inside the metal film. Therefore, it is possible to prevent adverse effects such as confining the heat generated in the resistor inside the resistor and heating the components arranged around it. Furthermore, due to the heat storage effect during an abnormal load, the resistor internal temperature can reach the fusing temperature of the resistor in a shorter time than the conventional resistor, and the resistor can be blown out. As a result, the overcurrent is cut off, and heat damage to the components arranged in the surrounding area can be prevented, thereby improving safety.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 6C. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same or equivalent member or element.
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。
1A-1D show a resistor of one embodiment of the present invention. This resistor has a resistance film (see FIG. 1B) in which a resistance winding (see FIG. 1B) such as NiCr or a metal oxide film such as a tin oxide-based alloy is trimmed on the outer peripheral surface of a cylindrical
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。
And the
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。
As the
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。
Further, the
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。
As illustrated in FIG. 1D, a
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。
As a result, it is possible to prevent the heat generated in the
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。
That is, when an abnormal load current several times the rated current flows continuously, in the structure without the
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。
FIG. 2 shows an example in which a
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。
As shown in FIG. 1, when the
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。
FIG. 3 shows a resistor according to a modified embodiment of the present invention. In the resistor according to the present invention, the metal film covers at least the central portion of the resistor main body surface in an annular shape. As shown in FIG. 3, in order to make the length of the
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。
4A, the length of the
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。
FIG. 5A shows an embodiment in which a
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。
As shown in FIG. 5C, the heat generated in the
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。
6A-6C show an example of the sealing structure of this resistor. FIG. 6A shows an example in which
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。
FIG. 6C shows a double cap structure. This is a
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。
Next, the manufacturing process of the resistor of this invention is demonstrated. First, the
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。
And the resistance
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。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for a resistor with a lead terminal provided with a resistance winding or a resistance film on the outer peripheral surface of an insulating substrate, particularly the above-described resistor having high lash resistance.
Claims (5)
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または内周面の少なくとも一方の面に金属膜を有することを特徴とする抵抗器。 A resistance body having a resistance winding or a resistance film on the outer peripheral surface of the insulating base;
A lead terminal drawn from both ends of the resistor body;
A cylindrical insulator having a through-hole for inserting the resistor main body from one end to the other end, and a resistor,
The said cylindrical insulator has a metal film in at least one surface of an outer peripheral surface or an internal peripheral surface, The resistor characterized by the above-mentioned.
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