JP5687952B2 - 板状抵抗体を有する抵抗器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状（リボン状とも称する）の抵抗体とリード端子からなる抵抗器に係わり、特に、板状抵抗体の両端部とその中間部に取り付けられた端部リード端子と中間部リード端子を備えたツイン形状の抵抗器に関する。

従来、板状（リボン状）の金属抵抗体の両端にリード端子を溶接で取り付けた後に、金属抵抗体をＵ字形状に折り曲げて絶縁性ケースの内部空間に挿入し、絶縁性充填物を絶縁性ケースに充填してシングル形状の抵抗器とすることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、抵抗体の中央部にリード端子をもつツイン形状の抵抗器として、薄板状の金属板をその上下端面から、金属板長手方向に沿って互い違いに、反対側端面に向けて半円形、Ｕ字形又は矩形状に打ち抜き、打ち抜かれた金属板のジグザグ形状の通路を電流通路とすることで所望の抵抗値を得るとともに、打ち抜かれた金属板の中央部にも中央部リード端子を取り付けることでツイン形状抵抗器を構成するものは、従来技術として提起されている。

特開２００９−１６３７２号公報

前述した特許文献１に示す従来技術は、金属抵抗体の両端にリード端子を取り付けてＵ字状に折り曲げることで、抵抗器の組み立ての際におけるケースへの抵抗体の支持容易性と抵抗器の小型化を図るとともに放熱性の改善を意図したものであり、金属抵抗体の両端部にのみリード端子を取り付けることを前提にしたものである。そうすると、特許文献１には、両端のリード端子の中間に中間部リード端子を設けることについての特別の配慮がされておらず、ツイン形状抵抗器における中間部リード端子の取り付け手法に一段の工夫を要することが求められている。

また、上記の背景技術欄で紹介したツイン形状抵抗器の従来技術は、両端部リード端子に加えて中央部リード端子を設ける構造ではあるものの、金属板を打ち抜くという余分な工程が必須となり、さらに打ち抜くことで薄板状の金属板材料の無駄が生じると云う課題が生じる。

そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決するために、弾性変形可能な板状抵抗体の両端部にリード端子を取り付けるとともにその中間部にリード端子を取り付けて、当該板状抵抗体の中間部を捻る（ヒネル）という簡易な手法を採用することで、両端部リード端子と中間部リード端子を同一方向に揃えるようにした抵抗器を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
板状抵抗体と、前記板状抵抗体の両端部に取り付けられた両端部リード端子と、前記板状抵抗体の中間部に取り付けられた中間部リード端子と、前記板状抵抗体の全部とそれぞれのリード端子の一部とを収納する絶縁性ケースと、を備えた抵抗器であって、前記両端部リード端子と前記中間部リード端子は、前記板状抵抗体にスポット溶接で取り付けられて接合部を形成し、前記板状抵抗体は、略Ｕ字形状に曲げられた構造を有し、前記中間部リード端子の接合部を形成している板状抵抗体は、その平面を略９０度捻られた捻り部を有する構成とする。

また、前記抵抗器において、前記絶縁性ケースの内側面に前記両端部リード端子が当接するように、板状抵抗体の両端部の外側に前記両端部リード端子が取り付けられる構成とする。さらに、前記板状抵抗体は、前記両端部からの略Ｕ字形状と、前記略Ｕ字形状同士を繋ぐ凹部形状と、からなり、前記凹部形状が前記捻り部を形成する構成とする。

また、板状抵抗体と、前記板状抵抗体の両端部に取り付けられた両端部リード端子と、前記板状抵抗体の中間部に取り付けられた中間部リード端子と、前記板状抵抗体の全部とそれぞれのリード端子の一部とを収納する絶縁性ケースと、を備えた抵抗器の製造方法において、 前記板状抵抗体である長尺の弾性特性をもつ金属板を所望する抵抗値に応じた長さに切断するステップと、前記切断した金属板を同一平面上に配置し、前記金属板の両端に当該金属板の長手方向に沿って前記両端部リード端子を圧着固定するとともに、前記金属板の中間部に当該金属板長手方向の垂直方向に前記中間部リード端子を圧着固定するステップと、前記圧着固定した前記両端部リード端子と前記中間部リード端子を順次又は同時にスポット溶接するステップと、前記金属板の一端部から前記金属板の中間部を経て前記金属板の他端部に亘って、前記金属板の平面を曲げることによって略Ｕ字形状、略凹部形状、略Ｕ字形状を形成するステップと、前記略凹部形状の金属板にスポット溶接された中間部リード端子、又は前記略凹部形状の金属板を把持して略９０度回転させ、前記金属板の中間部に捻り部を形成することで、前記両端部リード端子と前記中間部リード端子の向きを同一方向に揃えるステップと、前記捻り部及び両略Ｕ字形状をもつ金属板と、向きの揃った各リード端子とを前記絶縁性ケースに収納するステップと、を備えた抵抗器の製造方法。

本発明によれば、ツイン形状の抵抗器における両端部リード端子と中間部リード端子の３つのリード端子を簡易な手法を用いて同一方向に揃えることができる。

さらに、板状抵抗体の中間部に捻り部を形成することのみで足りるので、板状抵抗体の幅Ｗ方向の寸法を縮小することができ、引いては抵抗器を構成する絶縁性ケースの厚さＤを小型化することに繋がる。さらに、弾性変形特性をもつ帯状金属板に湾曲形状を複数形成することで、所望の複数の抵抗値を有する抵抗器を容易に得ることができる。

本発明の実施形態に係る板状抵抗体を有する抵抗器の全体構成を示す図であり、図１（１）は本実施形態に係る抵抗器の斜視図であり、図１（２）は本実施形態に係る抵抗器の上面図であり、図１（３）は本実施形態に係る抵抗器の側面図である。 本発明の実施形態に係る板状抵抗体を収納する絶縁性ケースの断面図であり、図２（１）は絶縁性ケースの断面上面図であり、図２（２）は絶縁性ケースの断面側面図である。 本実施形態に係る抵抗器における板状抵抗体と、両端部リード端子及び中間部リード端子とのスポット溶接取り付け状態を示す図であり、図３（１）は当該取り付け状態の上面図であり、図３（２）は当該取り付け状態の正面図である。 本実施形態に係る抵抗器における板状抵抗体と中間部リード端子との接合部での捻り構造を示す図であり、板状抵抗体の全体形態が略Ｍ字状を形成する構造例である。 本実施形態に係る抵抗器における板状抵抗体と中間部リード端子との接合部での捻り構造を示す図であり、板状抵抗体の全体形態が略Ｕ字状を形成する構造例である。 本実施形態に係る抵抗器における中間部リード端子が板状抵抗体の中央部から外れた部位で板状抵抗体に接合する非対称型を示す構造例である。 本実施形態に係る抵抗器における両端部リード端子の変形構造例を示す上面図である。 本実施形態に係る板状抵抗体を有する抵抗器の製造方法を表すフローチャートである。

本発明の実施形態に係る板状抵抗体を有する抵抗器について、その基本的構成を図１〜図４を用いて以下説明する。図面において、１は絶縁性ケース、２はリード端子、２ａ，２ｂは端部リード端子、２ｃは中間部リード端子、３は板状抵抗体（金属板）、４は収納空間、５は絶縁性充填物、６は捻り部（ヒネリ部）、１０は抵抗器、１１は 抵抗器本体（板状抵抗体とリード端子からなるもの）、Ｌは板状抵抗体（金属板）の長さ、Ｗは板状抵抗体（金属板）の幅、Ｔは板状抵抗体（金属板）の厚さ、Ｄは絶縁ケースの収納空間厚さ、をそれぞれ表す。

図１と図２において、絶縁性ケース１は、セラミックを用いるのが一般的であるが、ある程度の機械的な強度と耐熱性を有する材料であればよく、セラミック以外の材料でもよい。絶縁性ケース１内には収納空間４が形成されており、収納空間４内には板状抵抗体３が収納され、また、両端部リード端子２ａ，２ｂ及び中間部リード端子２ｃ、並びに抵抗体３を固定するために絶縁性充填物５が充填されている。絶縁性充填物５としては、無機セメント、あるいは、シリコーン樹脂等の合成樹脂など絶縁性の材料が用いられる。リード端子２ａ，２ｂ，２ｃは、収納空間４に収納されている板状抵抗体３に接続されており、不図示の基板への抵抗器１０の取り付け、接続に必要な長さをもって絶縁性ケース１から突出している。絶縁性ケース１の収納空間４には、後述の図３に示す板状抵抗体３の幅Ｗに対応する収納空間厚さＤが形成されている。

図３は、本実施形態に係る抵抗器における板状抵抗体と、両端部リード端子及び中間部リード端子とのスポット溶接取り付け状態を示す図であり、図３（１）は当該取り付け状態の上面図であり、図３（２）は当該取り付け状態の正面図である。板状抵抗体３は、銅ニッケル系やニッケルクロム系等の抵抗材料からなる板状の抵抗体（リボン状の抵抗体とも称する）を用いて、これを所望の抵抗値となるように切断したものであり、板状抵抗体３の両端部に端部リード端子２ａ，２ｂを取り付け、さらに、板状抵抗体３の中間部に中間部リード端子２ｃを取り付けて、抵抗素子が構成される。なお、中間部リード端子２ｃは、板状抵抗体３の中央部に接合することの外に、各端部リード端子２ａ，２ｂの間のいずれの部位で接合されたものを含むものである。

リード端子２の取り付けは、スポット溶接等の溶接による取付方法が、機械的な強度と電気的な接続の点から好ましい。スポット溶接に際しては、各リード端子２と板状抵抗体３は、それぞれ平面上に配置されて、両者にある程度の重なり寸法を確保した状態で圧着され、順にスポット溶接される。ここで、抵抗素子の抵抗値は、板状抵抗板３の固有抵抗値と幅Ｗと厚さＴおよび長さＬで決定される。

図４は本実施形態に係る抵抗器における抵抗器本体１１（板状抵抗体３とリード端子２からなるもの）が絶縁性ケース１に挿入される直前の形状を示す図であり、板状抵抗体３と中間部リード端子２ｃとの接合部での捻り構造を示し、板状抵抗体３の全体形態が略Ｍ字状を形成する構造例を示している。

前述の図３に示す、スポット溶接されて板状抵抗体３とリード端子２の全てを平面上に形成した抵抗器本体１１が、図４に示す捻り部６をもつ略Ｍ字状の抵抗器本体１１となる手順を以下説明する。同一平面上に配置された各端部リード端子２ａ，２ｂ，２ｃと板状抵抗体３の内で、両端部リード端子２ａ，２ｂに対して当該平面に垂直方向に力を加えることにより、弾性変形特性をもつ板状抵抗体３は、両端部リード端子２ａ，２ｂを通して曲げられて略逆Ｕ字形状を形成し、両端部リード端子２ａ，２ｂも図４に示すように下向きとなる。

次に、逆Ｕ字形状の板状抵抗体３の中間部に下向きの力を加えることにより、逆Ｕ字形の湾曲上部を凹ませて、板状抵抗体３を略Ｍ字形状に変形させる。この変形の時点では、図４に示す視点から板状抵抗体３を正面から見たとき、略Ｍ字形状の板状抵抗体３は、図３（２）に示す厚さＴのみが観察され、中間部リード端子２ｃの長手方向の向きは両端部リード端子２ａ，２ｂと直交している。なお、上記の説明において、板状抵抗体を略Ｍ字形状と称したが、Ｍ字の形状に限定されるものではなくて、逆Ｕ字形状に続くＵ字形状（又は凹部形状）、さらに続けて逆Ｕ字形状が連続した形状であればよい。すなわち、滑らかな凸部に続けて凹部、さらに滑らかな凸部が連続している形状であればよい。

続いて、中間部リード端子２ｃを略９０度回転させるように力を加えることにより（例．中間部リード端子２ｃ自体を略９０度曲げたり、又はリード端子２ｃの溶接点近傍の板状抵抗体３を略９０度曲げること）、当該端子２ｃと接合した板状抵抗体３の部位に捻り部６を形成させる。捻り部６の形成によって、図４に示すように、中間部リード端子２ｃは、その長手方向の向きを両端部リード端子２ａ，２ｂと一致させる（図３（１）に示す直交状態から変位させて一致状態とする）。さらに、捻り部６では、板状抵抗体３が略９０度捻られて、図４に示す視点からみたときに板状抵抗体の幅Ｗが観察されることになる。ここで、中間部リード端子２ｃと板状抵抗体３のスポット溶接の接合部はある程度の重なり寸法を保持しているので、中間部リード端子２ｃと一体的に板状抵抗体３の接合部に捻り部６が形成される。板状抵抗体３の中間部に強制的に捻り部６を形成することにより、捻り部６では滑らかなＵ字状を形成しないが、板状抵抗体３を折り返す曲がり部（図４の図示例で凹部）を形成していれば、本発明の実施形態の範疇に属することになる。

図４に示す捻り部６は、図４の紙面垂直方向の長さが、捻り部６以外の板状抵抗体３の幅Ｗ（図３（１）に示す幅Ｗを参照）よりも短くなるので、図２（２）に示す絶縁性ケース１の収納空間４の厚さＤ（板状抵抗体３の幅Ｗに対応する寸法）に余裕をもって収納することができる。換言すると、板状抵抗体３の幅Ｗを基に予め設計された収納空間４の厚さＤが、捻り部６を形成したがために厚さＤを大きくするという変更の必要性は生じないものである。

次に、本実施形態に関する両端部リード端子２ａ，２ｂと板状抵抗体３との接続態様について、図４と図２を参照しながら以下説明する。図４に示すように、両端部リード端子２ａ，２ｂは、捻り部６をもつ湾曲した板状抵抗体３の両端部の外側に接合される構造となっている。そして、両端部リード端子２ａ，２ｂは、元々、接続対象の基板の穿孔配置によってピッチが決まっている。一方、図２に示すように、絶縁性ケース１はその内部に収納空間４がＵ字状の形状をもって構成されている。

そこで、抵抗器本体１１を絶縁性ケース１の収納空間４に挿入して抵抗器１０を製造する際に、絶縁性ケース１の内径（収納空間４の外径）に、両端部リード端子２ａ，２ｂが当接するように挿入することによって、両端部リード端子２ａ，２ｂを固定して配置することができるとともに、決められたピッチを確保することができる。上述したように、絶縁性ケース１の内径と両端部リード端子２ａ，２ｂ間の間隔を一致させることで、両端部リード端子２ａ，２ｂの固定とピッチの確保を得るように、両端部リード端子２ａ，２ｂを板状抵抗体３の外側に接合する構造を採用している。

次に、本発明の実施形態に係る板状抵抗体を有する抵抗器の他の構成例について、図５〜図７を用いて説明する。図５は板状抵抗体３の全体形態が略Ｕ字状を形成する構成例であり、図６は中間部リード端子２ｃが板状抵抗体の中央部から外れた部位で板状抵抗体３に接合する非対称型を示す構成例であり、図７は両端部リード端子２ａ，２ｂの変形例である。

図５に示す構成例は、図４に示す板状抵抗体３の略Ｍ字形状の構成例に代えて、略Ｕ字形状とするものである。図５の捻り部６は板状抵抗体３の略中央部に設けられており、中間部リード端子２ｃが共通端子となって端部リード端子２ａとの間で一の抵抗値を形成し、端部リード端子２ｂとの間で他の抵抗値を形成している（一の抵抗値と他の抵抗値は一致していてもよいし異なっていてもよい）。ここで、抵抗器として確保すべき抵抗値、金属板３の固有抵抗値、金属板３の湾曲形成並びに捻り部形成のしやすさ、等を勘案した結果、板状抵抗体３を図５に示す略Ｕ字形状にすることとなる。

図６に示す構成例は、図４に示す板状抵抗体３の略Ｍ字形状の構成例に代えて、板状抵抗体３の全体形態を複数の略Ｕ字形状の連続体とする構成例であり、且つ中間部リード端子２ｃを接合する捻り部６が板状抵抗体３の中央部を外れた部位に配置される構成例である。図６に示す構成例は、単一の絶縁性ケース１に収納された抵抗器本体１１が、異なる抵抗値をもつ２つの抵抗体から構成されていることを示している。図６の構成例で略Ｕ字形状の連続繋がり個数は、求める抵抗値の大小に対応する。

図７に示す構成例は、絶縁性ケース１に収納される板状抵抗体３の形状が図４、図５又は図６に示す構成例であるか否かに関わらず、両端部リード端子２ａ，２ｂの形状がリード端子挿入阻止部１２を有するものである。当該阻止部１２は、直線状のリード端子２ａ，２ｂに膨らみ部を形成することで、抵抗器取り付け対象の基板穿孔への挿入範囲を規定する役割を果たすものである。

次に、本実施形態に係る板状抵抗体を有する抵抗器の製造プロセスについて、図８を参照しながら説明する。ここでの説明は、本実施形態の特徴を主として述べることとし、抵抗器本体１１の絶縁性ケース１への挿入並びに絶縁性充填物の装填に関するプロセスは汎用の技術を適用するものとする。

ステップ１（Ｓ１）として、長尺の弾性変形特性をもつ帯状金属板（板状抵抗体）３を所望の抵抗値に対応して切断する。ここでは、中間部リード端子２ｃをもつツイン形状であって略Ｍ字形状の金属板からなる抵抗器について述べる。ステップ２（Ｓ２）として、切断した帯状金属板３を同一平面上に配して、図３に示すように、両端部リード端子２ａ，２ｂを帯状金属板３の長さ方向Ｌに沿って圧着固定させ、中間部リード端子２ｃを帯状金属板３の幅方向Ｗに沿って（２ａ，２ｂと２ｃとは同一平面で直交方向）圧着固定させ、３つの圧着部位をスポット溶接する。

ステップ３（Ｓ３）として、中間部リード端子２ｃと両端部リード端子２ａ，２ｂの間の帯状金属板３をそれぞれ厚さ（Ｔ）方向に湾曲状に折り曲げてそれぞれ略逆Ｕ字形状とし、さらに、スポット溶接された中間部リード端子２ｃの接合部が図４の例で下に来るようにする。その際、両端部リード端子２ａ，２ｂは同一方向に向くようにし、図４の例では下向きとする。この時点で、中間部リード端子２ｃは両端部リード端子２ａ，２ｂと直交する向きである。

ステップ４（Ｓ４）として、中間部リード端子２ｃを把持して略９０度回転させることによって（図４の図示例では手前側に回転させる）、中間部リード端子２ｃと当該端子２ｃにスポット溶接された帯状金属板３の接合部も同様に略９０度捻られて捻り部６を形成する。ここで、３つのリード端子２ａ，２ｂ，２ｃはその向きを同一方向に揃えることができる。

以上説明したように、本発明の特徴は、弾性変形可能な帯状金属板の両端部と中間部の３つの部位にリード端子をスポット溶接により接合し、帯状金属板を略Ｍ字形状に湾曲加工し、さらに、中間部リード端子を両端部リード端子と同一方向に引き出すことができるように、中間部リード端子の接合部を捻り加工することである。

１ 絶縁性ケース
２ リード端子
２ａ，２ｂ 端部リード端子
２ｃ 中間部リード端子
３ 板状抵抗体（金属板）
４ 収納空間
５ 絶縁性充填物
６ 捻り部（ヒネリ部）
１０ 抵抗器
１１ 抵抗器本体（板状抵抗体とリード端子からなるもの）
１２ リード端子挿入阻止部
Ｌ 板状抵抗体（金属板）の長さ
Ｗ 板状抵抗体（金属板）の幅
Ｔ 板状抵抗体（金属板）の厚さ
Ｄ 絶縁ケースの収納空間厚さ

Claims (7)

1. 板状抵抗体と、前記板状抵抗体の両端部に取り付けられた両端部リード端子と、前記板状抵抗体の中間部に取り付けられた中間部リード端子と、前記板状抵抗体の全部とそれぞれのリード端子の一部とを収納する絶縁性ケースと、を備えた抵抗器であって、
   前記両端部リード端子と前記中間部リード端子は、前記板状抵抗体にスポット溶接で取り付けられて接合部を形成し、
   前記板状抵抗体は、略Ｕ字形状に曲げられた構造を有し、
   前記中間部リード端子の接合部を形成している板状抵抗体は、その平面を略９０度捻られた捻り部を有する
   ことを特徴とする抵抗器。
2. 請求項１において、
   前記絶縁性ケースの内側面に前記両端部リード端子が当接するように、板状抵抗体の両端部の外側に前記両端部リード端子が取り付けられる
   ことを特徴とする抵抗器。
3. 請求項１または２において、
   前記板状抵抗体は、前記両端部からの略Ｕ字形状と、前記略Ｕ字形状同士を繋ぐ凹部形状と、からなり、
   前記凹部形状が前記捻り部を形成する
   ことを特徴とする抵抗器。
4. 請求項１または２において、
   前記板状抵抗体は、前記両端部に亘って略Ｕ字形状を形成し、
   前記略Ｕ字形状の中間部に前記捻り部を形成する
   ことを特徴とする抵抗器。
5. 請求項１または２において、
   前記板状抵抗体は、その一端部から複数連続する略Ｕ字形状を形成し、その他端部から前記複数連続の数を異にする略Ｕ字形状を形成し、
   前記中間部リード端子から前記一端部に取り付けられた一端部リード端子間の抵抗値と、前記中間部リード端子から前記他端部に取り付けられた他端部リード端子間の抵抗値と、を異にする
   ことを特徴とする抵抗器。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項において、
   前記両端部リード端子は、前記絶縁性ケースの外側に出ている部位において、基板への挿入阻止機能を果たすための凹部が設けられる
   ことを特徴とする抵抗器。
7. 板状抵抗体と、前記板状抵抗体の両端部に取り付けられた両端部リード端子と、前記板状抵抗体の中間部に取り付けられた中間部リード端子と、前記板状抵抗体の全部とそれぞれのリード端子の一部とを収納する絶縁性ケースと、を備えた抵抗器の製造方法において、
   前記板状抵抗体である長尺の弾性特性をもつ金属板を所望する抵抗値に応じた長さに切断するステップと、
   前記切断した金属板を同一平面上に配置し、前記金属板の両端に当該金属板の長手方向に沿って前記両端部リード端子を圧着固定するとともに、前記金属板の中間部に当該金属板長手方向の垂直方向に前記中間部リード端子を圧着固定するステップと、
   前記圧着固定した前記両端部リード端子と前記中間部リード端子を順次又は同時にスポット溶接するステップと、
   前記金属板の一端部から前記金属板の中間部を経て前記金属板の他端部に亘って、前記金属板の平面を曲げることによって略Ｕ字形状、略凹部形状、略Ｕ字形状を形成するステップと、
   前記略凹部形状の金属板にスポット溶接された中間部リード端子、又は前記略凹部形状の金属板を把持して略９０度回転させ、前記金属板の中間部に捻り部を形成することで、前記両端部リード端子と前記中間部リード端子の向きを同一方向に揃えるステップと、
   前記捻り部及び両略Ｕ字形状をもつ金属板と、向きの揃った各リード端子とを前記絶縁性ケースに収納するステップと、を備えた
   板状抵抗体を有する抵抗器の製造方法。

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