JP5797677B2

JP5797677B2 - ヒートシンク付抵抗器

Info

Publication number: JP5797677B2
Application number: JP2013027278A
Authority: JP
Inventors: 元秀竹村
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP2014157891A

Description

本発明は、ヒートシンク付抵抗器に関する。

電源回路などにおいて大電流が流れると、異常な温度上昇が発生し、また、短時間に激しく電流が変化する場合がある。このような異常な温度上昇や過渡的な電流の対策として、抵抗器が用いられている。抵抗器としては、箱状のケースなどに巻線抵抗器などの抵抗素子を配置したものがある（特許文献１）。このような抵抗器は、現在、各種電気機器などにおいて用いられている。

特開平９−１２０９０３号公報

特許文献１に記載された抵抗器など一般的な抵抗器においては、リード線との接続部分の強度を高めることが求められている。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、強度が高いヒートシンク付抵抗器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、筒状のケースと、ケース内に配置した抵抗素子と、抵抗素子の両端に接続された一対のリード線と、抵抗素子の両端に取り付けられ、前記リード線が貫通する一対のキャップと、ケース内に充填された封止材とを備え、一対のキャップのうちの一方のキャップは、抵抗素子をケース内に配置した状態でケース内に封止材を注入するための注入口を有するヒートシンク付抵抗器である。

本発明によれば、ヒートシンク付抵抗器の強度を高めることができる。

図１Ａは、ヒートシンク付抵抗器の外観側面図であり、図１Ｂは、ヒートシンク付抵抗器を構成する抵抗素子とリード線を示す側面図であり、図１Ｃは、抵抗素子にキャップを取り付けた状態を示す側面図であり、図１Ｄは、ヒートシンク付抵抗器の断面図である。図２Ａは、第１キャップの側面図であり、図２Ｂは、第１キャップの上面図であり、図２Ｃは第１キャップの底面図であり、図２Ｄは、第１キャップの側断面図である。図３Ａは、第２キャップの側面図であり、図３Ｂは、第２キャップの上面図であり、図３Ｃは第２キャップの底面図であり、図３Ｄは、第２キャップの側断面図であり、図３Ｅは、第２キャップが取り付けられた抵抗素子をケース内に収納した状態を示す上面図である。図４は、リード線の折り曲がりによる封止材などへの負荷について説明するための図である。図５Ａは、第１の変形例に係るヒートシンク付抵抗器の外観側面図であり、図５Ｂは、抵抗素子とリード線を示す側面図であり、図５Ｃは、抵抗素子にキャップを取り付けた状態を示す側面図である。図６Ａは、第２の変形例に係るヒートシンク付抵抗器の外観側面図であり、図６Ｂは、抵抗素子とリード線を示す側面図であり、図５Ｃは、抵抗素子にキャップを取り付けた状態を示す側面図であり、図６Ｄは、第２の変形例に係るヒートシンク付抵抗器の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．実施の形態＞
［１−１．ヒートシンク付抵抗器の構成］
＜２．変形例＞

＜１．実施の形態＞
［１−１．ヒートシンク付抵抗器の構成］
図１乃至図４を参照して、ヒートシンク付抵抗器の構成について説明する。図１Ａは、本実施の形態に係るヒートシンク付抵抗器１の外観側面図である。また、図１Ｂは、ケース８０内に設けられ、ヒートシンク付抵抗器１を構成する抵抗素子１０と第１リード線２０、第２リード線４０を示す側面図である。また、図１Ｃは、抵抗素子１０にキャップを取り付けた状態を示す側面図である。さらに、図１Ｄは、ヒートシンク付抵抗器１の断面図である。なお、説明の便宜上、図１Ｄにおいては、ケース８０、第１キャップ６０および第２キャップ７０を断面で示す。

ヒートシンク付抵抗器１は、抵抗素子１０、第１リード線２０、第１圧着端子３０、第２リード線４０、第２圧着端子５０、第１キャップ６０、第２キャップ７０、ケース８０、封止材９０とから構成されている。

抵抗素子１０は、例えば、巻線を使用した巻線抵抗素子などである。抵抗素子１０は、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電気部品である。抵抗素子１０の一端側には、第１リード線２０が接続されている。第１リード線２０は、絶縁体により被覆された被覆電線である。抵抗素子１０の一端側に設けられたリード端子と、第１リード線２０とが略筒状の第１圧着端子３０で圧着されることにより、抵抗素子１０と第１リード線２０は接続されている。

また、抵抗素子１０の他端側には、第２リード線４０が接続されている。第２リード線４０も第１リード線２０と同様に、絶縁体により被覆された被覆電線である。抵抗素子１０の一端側に設けられたリード端子と第２リード線４０とが略筒状の第２圧着端子５０で圧着されることにより、抵抗素子１０と第２リード線４０は接続されている。

第１キャップ６０は、抵抗素子１０の一端側をカバーするためのものである。また、第１キャップ６０は、抵抗素子１０の一端側に接続された第１リード線２０をカバーする役割も担う。さらに、第１キャップ６０は、抵抗素子１０とケース８０の間に介在することにより、抵抗素子１０とケース８０の内壁との接触を防いで、抵抗素子１０とケース８０が通電することを防止する役割も果たす。第１キャップ６０は、例えば、セラミックなどにより構成されている。第１キャップ６０の詳細な構成については後述する。

第２キャップ７０は、抵抗素子１０の他端側をカバーするためのものである。また、第２キャップ７０は、抵抗素子１０の一端側に接続された第２リード線４０をカバーする役割も担う。さらに、第２キャップ７０は、抵抗素子１０とケース８０の間に介在することにより、抵抗素子１０とケース８０の内壁との接触を防いで、抵抗素子１０とケース８０が通電することを防止する保つ役割も果たす。第２キャップ７０は、例えば第１キャップ６０と同様にセラミックなどにより構成されている。第２キャップ７０の詳細な構成については後述する。

ケース８０は、両端が開口した略円筒状に形成されたケースである。ケース８０は例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。第１リード線２０、第２リード線４０、第１キャップ６０および第２キャップ７０が取り付けられた抵抗素子１０は、開口したケース８０の一端側から、ケース８０内に収容される。

抵抗素子１０に第１キャップ６０と第２キャップ７０とが取り付けられることにより、抵抗素子１０がケース８０内に収容された状態においては、ケース８０の内壁と第１キャップ６０と第２キャップ７０とが接することとなる。これにより、抵抗素子１０とケース８０とが直接接触することがなく、抵抗素子１０とケース８０の絶縁状態が保たれる。

図１Ｄに示されるように、第１キャップ６０と第２キャップ７０とが取り付けられた抵抗素子１０が収容されたケース８０内には封止材９０が充填される。封止材９０は、熱硬化性を有する素材であることが望ましい。例えば、粉体の熱硬化性セメントなどである。封止材９０をケース８０内に充填した後に熱を加えて封止材９０を硬化させることにより、抵抗素子１０、第１リード線２０、第２リード線４０、第１キャップ６０および第２２キャップ７０がケース８０内において固定される。また、封止材９０を硬化させることにより、ケース８０が封止されることとなる。

なお、封止材９０は放熱性が高い素材であることが望ましい。放熱性が高い素材を用いることにより効率よくヒートシンク付抵抗器１の熱を外部に放出することができる。

図２は、第１キャップ６０の詳細な構成を示す図である。図２Ａは側面図、図２Ｂは上面図、図２Ｃは底面図、図２Ｄは側面断面図である。

第１キャップ６０は、抵抗素子１０を覆ってカバーするための抵抗素子カバー部６１と、抵抗素子カバー部６１よりも細く、リード線を覆ってカバーするためのリード線カバー部６２とを備えるよう構成されている。

図２Ｄに示されるように、抵抗素子カバー部６１は、抵抗素子１０を嵌め合わせるために内部が凹状に形成されている。また、リード線カバー部６２は、内部に第１リード線２０が通るためのリード線挿通孔６３が設けられていることにより、略筒状に形成されている。図２Ｂに示されるように、リード線挿通孔６３は第１キャップ６０の上面視略中央に開口するように形成されている。これにより、リード線挿通孔６３を通すことにより、第１リード線２０をケース８０の開口部の略中央に位置させることができる。

また、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、第１キャップ６０の側面には、連通口６４、６４が設けられている。連通口６４は、第１キャップ６０の内外を連通させ、封止材９０を第１キャップ６０の内部にまで充填させるための穴である。

第１キャップ６０および第２キャップ７０が取り付けられた抵抗素子１０が収容されたケース８０内に封止材９０を注入すると、封止材９０は連通口６４から第１キャップ６０内部に入り込むこととなる。そうすると、第１キャップ６０の内部も封止材９０で満たされて、第１キャップ６０と第１リード線２０とがより安定した状態で固定されることとなる。これにより、第１リード線２０の引っ張り強度を高めることができる。なお、本実施の形態において連通口６４は２つ設けられているが、その数は２つに限られるものではない。連通口６４は１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。

図３は、第２キャップ７０の詳細な構成を示す図である。図３Ａは側面図、図３Ｂは上面図、図３Ｃは底面図、図３Ｄは側断面図である。さらに、図３Ｅは、第２キャップ７０が取り付けられた抵抗素子１０をケース８０内に収納した状態を示す上面図である。

第２キャップ７０は、抵抗素子１０を覆ってカバーするための抵抗素子カバー部７１と、リード線を覆ってカバーするためのリード線カバー部７２とを備えるよう構成されている。

図３Ｂおよび図３Ｃに示されているように、第２キャップ７０の抵抗素子カバー部７１は、中央から４方向に延出する４つの支持部７３、７３、７３、７３により構成されている。支持部７３は、４方向から抵抗素子１０を挟持することにより抵抗素子１０をカバーする。抵抗素子１０カバー部が４つの支持部７３で構成されていることにより、第２キャップ７０は、上面視および底面視略十字型に形成されている。

第２キャップ７０を抵抗素子１０に取り付け、それをケース８０内に収納すると、図３Ｅに示されるように、支持部７３と支持部７３の間に空間が形成されることとなる。この空間を注入口７４とする。注入口７４は、特許請求の範囲における注入口に相当するものである。

注入口７４は、第２キャップ７０内外を連通させて、第２キャップ７０を取り付けた状態のまま、ケース８０内に封止材９０を入れることができるようにするためのものである。なお、第２キャップ７０は、必ずしも十字型である必要はない。封止材９０をケース８０内部に注入することができる構成であればよい。例えば、第２キャップ７０は、封止材注入用の穴を有する構成にしてもよい。

図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄに示されるように、リード線カバー部７２の内部に、第２リード線４０が通るためのリード線挿通孔７５が設けられていることにより、リード線カバー部７２は略筒状に形成されている。図３Ｂに示されるように、リード線挿通孔７５は第２キャップ７０の上面視略中央に開口するように形成されている。これにより、リード線挿通孔７５を通すことにより、第２リード線４０をケース８０の開口部の略中央に位置させることができる。

第１キャップ６０、第２キャップ７０ともにキャップ内部まで封止材９０を充填させることができるため、キャップ内部に位置する抵抗素子１０と第１リード線２０、抵抗素子１０と第２リード線４０の接続部分も封止材９０で固定することができる。これにより、第１リード線２０および第２リード線４０の引っ張り強度を高めることができる。

第１キャップ６０のリード線カバー部６１、第２キャップ７０のリード線カバー部７１は共に円筒状に構成されている。また、図１Ａおよび図１Ｄに示されるように、第１キャップ６０および第２キャップ７０は、取り付けられた抵抗素子１０がケース８０内に収容された状態において、先端がケース８０からわずかに（例えば、１〜２ｍｍ程度）はみ出るように構成されている。これにより、封止材９０と第１リード線２０、封止材９０と第２リード線４０とが直接接することがない。

よって、図４に示されるように、リード線にねじり、引っ張り、折れ曲がりなどの生じさせる外力が働いても、リード線カバー部の先端が支点となりリード線が折れ曲がるので、封止材９０への負荷を軽減させることができる。

以上のようにしてヒートシンク付抵抗器１が構成されている。

＜２．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

図５は、本発明の第１の変形例に係るヒートシンク付抵抗器１００の構成を示す図である。図５Ａは、ヒートシンク付抵抗器１００の外観側面図である。図５Ｂは、ケース８０内に設けられ、ヒートシンク付抵抗器１００を構成する抵抗素子１０と第１リード線２０、第２リード線４０を示す側面図である。図５Ｃは、抵抗素子１０にキャップを取り付けた状態を示す側面図である。

第１の変形例においては、図５Ｂに示されているように、第１リード線２０と第２リード線４０は、圧着端子を用いずに、抵抗素子１０の両端に直接接合することにより接続されている。直接接合の方法としては例えば溶接などがある。なお、その場合でも、図５Ｃに示されるように、第１キャップ６０、第２キャップ７０の装着状態は上述した実施形態と変わりはない。さらに、図５Ａに示されるように、ケース８０内に、第１リード線２０と第２リード線４０を接続した抵抗素子１０を収容した状態も実施形態と変わりはない。

図６は、本発明の第２の変形例に係るヒートシンク付抵抗器２００の構成を示す図である。図６Ａは、ヒートシンク付抵抗器２００の外観側面図である。また、図６Ｂは、ケース８０内に設けられ、ヒートシンク付抵抗器１を構成する抵抗素子１０と第１リード線２０、第２リード線４０を示す側面図である。また、図６Ｃは、抵抗素子１０にキャップを取り付けた状態を示す側面図である。さらに、図６Ｄは、ヒートシンク付抵抗器２００の断面図である。

図６Ｃ、図６Ｄに示されるように、第２の変形例においては、第１キャップ６０に代えて第２キャップ７０が取り付けられている。これにより、抵抗素子１０の両端に第２キャップ７０が取り付けられていることとなる。上述したように、第２キャップ７０を抵抗素子１０に取り付け、それをケース８０内に収納すると、注入口７４が形成されることとなる。注入口７４は、第２キャップ７０内外を連通させて、第２キャップ７０を取り付けた状態のまま、ケース８０内に封止材９０を入れることができるようにするためのものである。よって、抵抗素子１０の両端に第２キャップ７０を取り付けると、封止材９０をケース８０の両端のどちらからでも注入することが可能となる。

また、封止材は、上述した熱硬化性セメント以外のその他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。さらに、熱硬化性セメントと他の熱硬化性樹脂の両方を用いて、例えば、抵抗素子周辺はセメントを充填し、キャップ周辺は他の熱硬化性樹脂を充填するようにしてもよい。

１、１００・・ヒートシンク付抵抗器
１０・・・・・抵抗素子
２０・・・・・第１リード線
４０・・・・・第２リード線
６０・・・・・第１キャップ
６４・・・・・連通口
７０・・・・・第２キャップ
６１、７１・・抵抗素子カバー部
６２、７２・・リード線カバー部
６３、７５・・リード線挿通孔
７４・・・・・注入口
８０・・・・・ケース
９０・・・・・封止材

Claims

筒状のケースと、
該ケース内に配置した抵抗素子と、
該抵抗素子の両端に接続された一対のリード線と、
前記抵抗素子の両端に取り付けられ、前記リード線が貫通する一対のキャップと、
前記ケース内に充填された封止材と
を備え、
前記一対のキャップのうちの一方のキャップは、前記抵抗素子を前記ケース内に配置した状態で前記ケース内に前記封止材を注入するための注入口を有する
ヒートシンク付抵抗器。
前記一対のキャップのうちの他方のキャップは、該他のキャップの内外を連通させる連通口を有する
請求項１に記載のヒートシンク付抵抗器。
前記一対のキャップは、前記リード線を覆うリード線カバー部を有し、前記リード線カバー部の先端は、前記ケースから突出している
請求項１に記載のヒートシンク付抵抗器。
前記一対のキャップは、前記リード線カバー部の略中央に前記リード線が挿通する挿通孔を有する
請求項１に記載のヒートシンク付抵抗器。
前記一対のキャップは、前記抵抗素子を覆う抵抗素子カバー部を有し、
前記抵抗素子カバー部は、前記ケース内において、該ケースの内面と前記抵抗素子との間に介在するように構成されている
請求項１に記載のヒートシンク付抵抗器。