JP2020170742A - 抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗器において、抵抗素子の寸法ばらつきによらず、耐湿性と実装安定性を向上させる。【解決手段】円柱型の抵抗素子の両端にキャップ端子が装着され、前記抵抗素子の両端の前記キャップ端子を除く全体が外装体により覆われた抵抗器であって、前記外装体は、前記抵抗素子の中央部分を覆う角柱型外装部と、前記角柱型外装部と一体に形成され、かつ、前記キャップ端子に接する円柱型外装部を備える、抵抗器。【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗器に関し、より詳細には、円柱状の抵抗素子をモールド成形した構造の面実装抵抗器に関する。

例えば、下記特許文献１に開示されているように、絶縁性の丸棒状基体の周面に抵抗膜を形成するとともに、両端に金属製の帽子状のキャップを嵌合し、さらに抵抗膜の表面に絶縁性の被覆部（外装体）を形成した抵抗器が知られている。
抵抗器を回路基板に面実装した際にキャップが回路胴体に直接接触するよう、抵抗膜の全周囲に絶縁性かつ断面形状が非円形の被覆部を形成する。

実開昭５２−０７５７６３号公報

特許文献１に示されているような抵抗器を製造する際には、キャップ端子間の距離（寸法）に合わせて外装体の角柱部分を成形する金型を設計するのが一般的である。
ところで、端子間の寸法にはばらつきがあり、キャップ端子間の寸法＞外装体の寸法のときには外装体から抵抗素子が露出し、キャップ端子間の寸法＜外装体の寸法のときにはキャップ端子上に外装体の樹脂が付着することがある。
外装体から抵抗素子が露出すると、耐湿性が悪くなり、抵抗値が変動するなどの悪影響が出てしまう。

また、キャップ端子上に外装体の樹脂が付着すると、回路基板への実装性やはんだ付け性が悪くなり、導通不良のおそれがある。また、実装のためにキャップ端子が加熱されてめっきが溶融すると、キャップ端子と樹脂との間に隙間が生じ耐湿性が悪化するという問題がある。
本発明は、抵抗器において、抵抗素子の寸法ばらつきによらず、耐湿性と実装安定性を向上させることを目的とする。

本発明の一観点によれば、円柱型の抵抗素子の両端にキャップ端子が装着され、前記抵抗素子の両端の前記キャップ端子を除く全体が外装体により覆われた抵抗器であって、前記外装体は、前記抵抗素子の中央部分を覆う角柱型外装部と、前記角柱型外装部と一体に形成され、かつ、前記キャップ端子に接する円柱型外装部を備える、抵抗器が提供される。
前記角柱型外装部は平面部分を有する角柱型であり、前記平面部分は前記キャップ端子の外径と略同じ寸法であることが好ましい。

前記円柱型外装部は、前記キャップ端子の外径と同じ寸法であることが好ましい。
前記角柱型外装部の長手方向の寸法は、前記抵抗素子の両端の前記キャップ端子間の寸法の９０％以上であることが好ましい。より好ましくは、９５％以上である。

前記角柱型外装部の角部に、少なくともパーティングラインとゲート痕とのいずれか一方が位置することが好ましい。
前記抵抗素子は皮膜抵抗体により形成されており、前記皮膜抵抗体にはトリミング溝が形成されている場合において、前記トリミング溝の端部が前記角柱型外装部の角部に対応した位置にあるようにすると良い。

本発明によれば、抵抗素子の寸法ばらつきによらず、耐湿性と実装安定性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態による面実装抵抗器の一構成例を示す斜視図である。 図２（ａ）は、図１に示す面実装抵抗器のＩａ−Ｉｂ線に沿う側断面図とそのＩＩａ−ＩＩｂ線に沿って切断した断面図及びキャップ端子方向から見た端面図である。図２（ｂ）は、図１に示す面実装抵抗器のＩｃ−Ｉｄ線に沿う側断面図とそのＩＩｃ−ＩＩｄ線に沿って切断した断面図及びキャップ端子方向から見た端面図である。 図３（ａ）から図３（ｃ）までは、本実施の形態による抵抗器の外装体の形成工程の一例を示す図である。 成型後の抵抗器の側面図（図４（ａ））と、正面図（図４（ｂ））である。 本発明の第２の実施の形態による角柱型外装部を有する抵抗器の一構成例を示す正面図であり、図２（ａ）におけるキャップ端子方向から見た端面図に対応する図である。 図５に示す角柱型外装部を有する抵抗器の構造の変形例を示すキャップ端子方向から見た端面図である。 本発明の第３の実施の形態による抵抗器の一構成例を示す側面図である。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態による面実装抵抗器の一構成例を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１に示す面実装抵抗器のＩａ−Ｉｂ線に沿う側断面図とそのＩＩａ−ＩＩｂ線に沿って切断した断面図である。図２（ｂ）は、図１に示す面実装抵抗器のＩｃ−Ｉｄ線に沿う側断面図とそのＩＩｃ−ＩＩｄ線に沿って切断した断面図（図２（ａ）に示す断面図をＸ１を回転軸として４５度だけ回転させた断面図に対応する）である。

図１および図２に示すように、本実施の形態による抵抗器Ａは、その全体（抵抗素子１の全体、但し、抵抗素子１の両端のキャップ端子３ａ，３ｂを除く。）を外装体４、例えばモールド樹脂で覆う抵抗器である。

（１）抵抗素子
抵抗素子１としては、限定はされないが、例えば、以下のものを使用することができる。
１）円柱状の絶縁基体（アルミナ、ムライト、フォルステライト等）表面に金属皮膜、炭素皮膜、メタルグレーズ皮膜、酸化金属皮膜抵抗皮膜等を形成した皮膜抵抗素子。
２）円柱状の絶縁基体、または、ガラス繊維束の外周表面に抵抗線（ＣｕＮｉ，ＮｉＣｒ，ＦｅＣｒ，ＣｕＭｎＮｉ等）を巻回した抵抗素子。
３）導電性セラミックス基体からなる抵抗素子。

（２）キャップ端子
キャップ端子３ａ，３ｂとは、例えば、抵抗素子１の両端に装着する、有底筒型のステンレス等からなる金属製端子である。抵抗器Ａの実装時のはんだ濡れ性を向上させるためにＳｎ等のめっきを施すようにしても良い。

（３）外装体（モールド樹脂）
抵抗素子１の全体が、エポキシ樹脂等によりモールド成形された外装体４により覆われている。
外装体４は、抵抗素子１の中央部分を覆う角柱型の角柱型外装部５と、角柱型外装部５と一体に形成され、かつ、キャップ端子３ａ、３ｂに接する円柱型形状の円柱型外装部７ａ、７ｂを有する。

図１、２に示すように、角柱型外装部５は、例えば、四角柱などの角柱形状を有する。中心線Ｘ１から四角柱の４つの角部（四角柱の辺＝稜線（側稜））の方向に向けて、抵抗素子１からモールド樹脂が盛り上がって角柱型外装部５が形成されている。例えば、モールド樹脂の角部は、断面視湾曲した形状を有している。
図２（ａ）に示すように、外装体４の長さはＬ１１、高さはｔ１である。図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）の状態から中心軸Ｘ１として４５度回転させた場合の角柱型外装部５の対角線に沿った高さはｔ２（例えば、ｔ２＝ｔ１／ｓｉｎ（４５°））である。角柱型外装部５の幅（奥行き）はＷ１である。
角柱型外装部５の角部（稜線）近傍においてモールド樹脂の厚さが、ほぼ（（ｔ２−ｔ１）／２）だけ厚くなるように形成されている。
円柱型外装部７ａ、７ｂの長さはそれぞれＬ１０ａ、Ｌ１０ｂ（ほぼ（Ｌ１１−Ｌ１０）／２）であり、径はｔ１（＝Ｗ１）である。

このように、本実施の形態による抵抗器Ａによれば、キャップ端子３ａ、３ｂ間の寸法（キャップ端子３ａ、３ｂの内側端面間の距離（長さ）Ｌ１１）が、角柱型外装部５の長さＬ１０と、円柱型外装部７ａの長さＬ１０ａ及び円柱型外装部７ｂの長さＬ１０ｂの和と等しくなり、かつ、角柱型外装部５と円柱型外装部７ａ，７ｂとが一体に形成されているため、外装体４から抵抗素子１が露出したり、キャップ端子３ａ、３ｂ上に外装体４の樹脂が付着したりすることを防止することができる。従って、抵抗素子１の両端に取り付けられたキャップ端子３ａ，３ｂ間の寸法ばらつきによらず、耐湿性と実装安定性を向上させることができる。

尚、抵抗素子１の両端は、有底筒型のキャップ端子３ａ，３ｂの底面端部に当接するようにすることが好ましい。これにより、キャップ端子３ａ，３ｂの外側端部間の全長Ｌ１２のバラツキを低減することができる。従って、外装体４の長さＬ１１のバラツキを低減することができる。
加えて、本実施の形態による抵抗器Ａでは、角柱型外装部５は平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄを有する角柱型であり、例えば、平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄの幅Ｗ１と高さｔ１とはキャップ端子３ａ、３ｂの外径（Ｄ１）と略同じ寸法である。

さらに、角柱型外装部５は、広い平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄを有する角柱型であるため実装時のＸ１を回転軸としての回転が抑制される。
加えて、角柱型外装部５の平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄの幅Ｗ１と高さｔ１は、キャップ端子３ａ、３ｂの外径Ｄ１と略同じ寸法のため、キャップ端子３ａ、３ｂをはんだ付けすることにより抵抗器Ａを回路基板に実装すると、抵抗器Ａの底面がフラットな状態で回路基板に実装することができるため、抵抗器Ａを安定して回路基板に実装することが可能になる。

また、角柱型外装部５のＸ軸方向の長さＬ１０（図２（ｂ））は、抵抗素子１のうちキャップ端子３ａ，３ｂが被さっていない部分、すなわち抵抗素子１の両端のキャップ端子３ａ，３ｂの間の寸法の９０％以上、望ましくは９５％以上であると、抵抗素子１からの発熱を外装体４を介して回路基板へ伝達することができ、抵抗器Ａの放熱性を向上させることができる。
また、図２に示すように、角柱型外装部５の角部（稜線）は、内部の抵抗素子１の形状に合わせて丸みを帯びた形状とすることが可能である。このようにすると、角部が直角である場合に比べて、余計なモールド樹脂を削減することができるとともに、抵抗素子１から角柱型外装部５までの距離が比較的一定値に近づくため、抵抗素子１からの発熱に関して、大気への放熱性の向上が可能である。

（４）抵抗器の製造方法
本実施の形態による抵抗器は、従来技術と同様に製造することができる。
本実施の形態による抵抗器の製造方法において従来技術にない特徴的な工程は、金型を用いた外装体４の形成工程（モールド工程）である。図３（ａ）から図３（ｃ）までは、本実施の形態による抵抗器の外装体４の形成工程の一例を示す図である。図３（ａ）は、外装体４を形成するためのモールド工程における成型前の工程の平面図である。図３（ｂ）は、モールド工程における成型前の工程を図３（ａ）のＩＩＩａ−ＩＩＩｂ線に沿う断面図である。図３（ｃ）は、モールド工程における成型後の工程の端面図である。図４は、成型後の抵抗器の側面図（図４（ａ））と、端面図（図４（ｂ））である。適宜、図１及び図２を参照しながら説明する。

金型２１，２３は、キャップ端子３ａ、３ｂを装着した抵抗素子１に、外装体４をモールド成型するための内面形状を有している。外装体４の形成工程においては、図３に示すように、所定の温度に温めた金型２１，２３で、作製した抵抗素子１のキャップ端子３ａ，３ｂを挟み、樹脂Ｒ（図３（ｂ））をゲートＧから流し込む。
すなわち、図３（ａ）に示すように、金型２１は、角柱型外装部５を形成するための長さＬ１０を有する内面２１ｃ，２３ｃと、円柱型外装部７ａ、７ｂを形成するためのキャップ端子３ａ、３ｂの外周にそれぞれ当接する内面２１ｂ，２３ｂ及び２１ｄ、２３ｄと、を有する。

尚、成型時には、キャップ端子３ａ、３ｂの両端面は、それぞれ、金型２１，２３の内面２１ｘ、２３ｘ及び２１ｙ、２３ｙと当接するように設計されている。これにより、モールド樹脂の漏れを防止することができる。

図３（ｂ）に示すように、金型２１、２３は、樹脂Ｒを流し込むゲートＧを形成する内面２１ｆ，２３ｆと、抵抗器Ａの角柱型外装部５の平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄ（図１，図２）を形成するための内面２１ｇ，２３ｇ，２１ｈ，２３ｈと、隣接する抵抗器に樹脂を流すための流路（これもゲートＧと称する。）２５（Ｇ），２５（Ｇ），…、を有している。これにより、複数の抵抗器の外装体４をモールド成型することができる。
さらに、抵抗体１にモールド成型された角柱型外装部５と円柱型外装部７ａ、７ｂはモールド樹脂により一体成型されているため隙間がなく、水分等の侵入を防ぎ、耐湿性を向上させることができるとともに、金型を変更するだけで工程を変更することなく抵抗器を製造することが可能なため、新たな工程を追加する必要がない。

図３（ｃ）の端面図及び図４（ａ）の側面図、図４（ｂ）の端面図に示すように、金型成型後の抵抗器Ａにおいては、角柱型外装部５のうちゲートＧの位置に、ゲート痕３１が残り、また、パーティングライン３３が残る。パーティングラインとは、金型を用いて成型する部品に見られる注入材料の突出を指す。
通常、樹脂モールドは、２以上の金型を合わせたところに溶けた樹脂材料を流しこむことにより成型する。成型品には、この金型の合わせ目に樹脂材料が線状に突出した部分が現れ、これをパーティングラインと称する。

溶融した樹脂材料は、図示しないノズルからランナーを通り、金型２１，２３の空洞への入り口であるゲート（流入口）Ｇへ流れ込む。流入した樹脂材料は、そのまま冷却固化され、金型から成型品を取り出した後に切断されるため、成型品にはゲート痕３１が残る。

ゲート痕３１およびパーティングライン３３は角柱型外装部５の外側に突出している。そのため、抵抗器Ａを図示しない実装基板に実装する時に、実装基板と接触する抵抗器Ａの角柱型外装部５の平面部分（第１の平面）５ａ〜５ｄ（図１，図２）にゲート痕３１およびパーティングライン３３が存在すると、実装時の吸着エラーとなったり、実装後に抵抗器Ａ（製品）が浮いてしまい、安定性が悪くなる、熱伝導が悪くなる、はんだ付け性が悪くなるといった様々な問題が生じる。
本実施の形態では、金型２１，２３を４５度傾けて設計し、図４に示すように、角柱型外装部５の角柱の対角にゲート痕３１およびパーティングライン３３が位置するようにした。これにより、抵抗器の実装時のゲート痕３１およびパーティングライン３３に起因する上記のような問題を解決することができる。

以上に説明したように、本実施の形態によれば、抵抗器において、抵抗素子の寸法ばらつきによらず、耐湿性と実装安定性を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
図５は、本発明の第２の実施の形態による角柱型外装部を有する抵抗器の一構成例を示す端面図であり、図２（ａ）におけるキャップ端子方向から見た端面図に対応する図である。
本実施の形態による抵抗器Ｂは、第１の実施の形態による抵抗器Ａと以下の点で相違する。

すなわち、抵抗器Ｂは、抵抗器Ａにおいて、角柱型外装部５を形成する４つの第１の平面５ａから５ｄにより形成される四角柱の稜線に沿ったモールド樹脂の角部が、湾曲した形状ではなく、第２の平面６ａ〜６ｄにより形成されている。例えば、図５に示すように、第１の平面５ａから５ｄまでのそれぞれの幅がＷ１２、第２の平面６ａから６ｄの第１の平面５ａから５ｄに沿ったそれぞれの幅がΔＹ（Ｗ１１−Ｗ１２＝２×ΔＹ）となっている。
このような角柱型外装部５とすることにより、本実施の形態による抵抗器Ｂにおいては回路基板への実装性を向上させることができ、第１の実施の形態において説明したモールド工程において、金型からの離型性を向上させることができる。また、金型の製造（設計）が容易になるという利点がある。

図６は、図５に示す角柱型外装部５を有する抵抗器の構造において、第２の平面６ａから６ｄを広くしていった（ΔＹがΔＺに対応する）抵抗器Ｃの正面図である。図５に示すように、抵抗器Ｃにおいては、抵抗器Ｂの第２の平面６ａから６ｄまでのうちの図６に示す隣接する平面６ｅ，６ｆおよび６ｈ，６ｇの幅を広くしていき、６ｅ，６ｆおよび６ｈ，６ｇ間の第１の平面（図５の５ｂ，５ｄ）を狭くして、例えば頂点のみにした構成を有する。

このような角柱型外装部５の構造にすることで、モールド樹脂の使用量をより減らすことができる。但し、第１の平面５ａ、５ｃの長さはある程度長くすることが好ましい。これにより、中心軸Ｘ１を回転軸として転がりやすくすることを防止することができる。
以上に説明したように、本実施の形態による抵抗器では、モールド樹脂の使用量を減らすことができるという利点がある。

次に、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
図７は、本実施の形態による抵抗器の一構成例を示す側面図である。図７においては、角柱型外装部５および円柱型外装部７ａ，７ｂを破線で示している。
図７に示すように、本実施の形態による抵抗器Ｅにおいては、抵抗素子１が円柱型絶縁体などの表面を覆う皮膜抵抗体８により形成されている。抵抗素子１が皮膜抵抗体８により構成されている場合において、皮膜抵抗体８の表面の皮膜を除去する（トリミング溝８ａを形成する）することで、抵抗値を調整することができる。

モールド工程において、トリミングの開始位置Ｐ１およびトリミングの終了位置Ｐ２を角柱型外装部５の範囲内に位置するように金型２１、２３（図３（ａ））に配置して外装体４を形成する。このとき、角柱型外装部５の角部（四角柱の稜線）の直下に端部Ｐ１，Ｐ２が位置すると、より好ましい。
このようにすることにより、モールドの厚い部分（角柱型外装部５）によって、パルス電流に弱いトリミング溝８ａの端部Ｐ１，Ｐ２を保護することができる。
従って、本実施の形態の被膜抵抗体を有する抵抗器Ｅにおいて、パルス電流による抵抗体の劣化を抑制すること、すなわち、耐パルス性を向上させることができる。

上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

本発明は、抵抗器に利用可能である。

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ 抵抗器
１ 抵抗素子
３ａ，３ｂ キャップ端子
４ 外装体
５ 角柱型外装部（外装体の一部）
７ａ，７ｂ 円柱型外装部（外装体の一部）
８ 皮膜抵抗体
８ａ トリミング溝
２１，２３ 金型
３１ ゲート痕
３３ パーティングライン

Claims (6)

1. 円柱型の抵抗素子の両端にキャップ端子が装着され、前記抵抗素子の両端の前記キャップ端子を除く全体が外装体により覆われた抵抗器であって、
   前記外装体は、
   前記抵抗素子の中央部分を覆う角柱型外装部と、前記角柱型外装部と一体に形成され、かつ、前記キャップ端子に接する円柱型外装部を備える、
   抵抗器。
2. 前記角柱型外装部は平面部分を有する角柱型であり、
   前記平面部分は前記キャップ端子の外径と略同じ寸法である、
   請求項１に記載の抵抗器。
3. 前記円柱型外装部は、前記キャップ端子の外径と同じ寸法である、
   請求項１又は２に記載の抵抗器。
4. 前記角柱型外装部の長手方向の寸法は、前記抵抗素子の両端の前記キャップ端子間の寸法の９０％以上である、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の抵抗器。
5. 前記角柱型外装部の角部に、少なくともパーティングラインとゲート痕とのいずれか一方が位置する、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載の抵抗器。
6. 前記抵抗素子は皮膜抵抗体により形成されており、
   前記皮膜抵抗体にはトリミング溝が形成されており、
   前記トリミング溝の端部が前記角柱型外装部の角部に対応した位置にある、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の抵抗器。