JPH06267704A - 抵抗体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱効果を高めると共に、自己インダクタン
スを消滅させることを技術的課題とし、もって許容電力
を大きくすると共に、安全性を高める。 【構成】 平板状の基板６の少なくとも一方面に、適宜
線形を描いた薄板状抵抗素子１を配置し、この抵抗素子
１を薄平板状の蓋板９で基板６表面に挟持固定して構成
し、全体を平板状とすることにより高い放熱効果を得る
と共に、自己インダクタンスの発生を無くし、抵抗値に
かかわりなく、厚みを略一定とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気回路中に使用され
る抵抗器の主体部分を構成する抵抗体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の抵抗線材を利用した巻線型抵抗体
は、空芯にて抵抗線材をスプリング状に巻いたもの、碍
子に抵抗線材をコイル状に巻き付けたもの、ガラス繊維
束棒に抵抗線材を巻き付けたもの等があり、電気的容量
の増大に従って、抵抗線材の巻き径を大きくするものと
なっていた。

【０００３】このように、従来の抵抗体の主流である巻
線型抵抗体は、要求される抵抗値に応じて決定される長
さの抵抗線材を、単にコイル状る巻回して製作できるの
で、その製造が容易であると共に、使用する抵抗線材の
長さの割りには小型に製造することができると云う長所
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、電気的容量の増大に従って抵抗線材の巻
き径が増大し、抵抗体の高さ寸法も増大するため、この
抵抗体の収納ケースも大型化し、回路装置の小型化の大
きな弊害となっていると云う問題があった。

【０００５】また、発熱体でもある抵抗線材をコイル状
に巻回した立体的構造となっているので、全体としての
放熱効果が充分ではなく、これにより熱容量が小さくな
り、許容電力の増加に限度があると云う問題があった。

【０００６】そして、抵抗線材はコイル状に巻回されて
いるので、それ自体が大きな自己インダクタンスを持つ
ことになり、この自己インダクタンスによる印加電圧の
数倍にも達するオーバーシュート、アンダーシュートお
よびリンキング等の電圧の発生により電磁波ノイズを発
生し、このノイズにより他の通信機器、コンピュータ等
の電気機器に誤動作を発生させたり、抵抗体そのものが
接続された回路に誤動作を発生させることがあり、かつ
発生した逆起電圧により接続された回路を構成している
半導体素子を破壊する危険がある等の問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、放熱効果を
高めると共に、自己インダクタンスを消滅させることを
技術的課題とし、もって許容電力を大きくすると共に、
安全性を高めることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、平板状の耐熱性絶縁素材基板の少な
くとも一方面に、適宜線形を描く薄板状抵抗素子を配置
すること、この抵抗素子を配置した基板の一方面上に、
薄平板状の耐熱性絶縁素材蓋板を、抵抗素子を基板との
間で挟持固定する形態で組付けること、にある。

【０００９】薄板状の抵抗素子は、その厚さにより、薄
平板状の抵抗素子母板からのプレス打ち抜きにより成形
するか、基板の表面に貼着固定された薄平板状の抵抗素
子母板のエッジング処理により成形するのが良い。

【００１０】抵抗素子を、基板の両面に設けるのが有効
である。

【００１１】基板の、取付けた抵抗素子の発熱が伝達さ
れ易い箇所に取付け欠部を設け、この取付け欠部に、抵
抗素子からの設定された値以上の伝熱で作動する、サー
モスタットまたは温度ヒューズを使用した感温作動体を
取付けるのが良い。

【００１２】

【作用】基板は、抵抗素子を取付け保持できれば良いの
で、その厚みは、機械的強度を保持できる範囲で充分に
薄くて良く、また抵抗素子は、その発揮する機能からし
て極めて薄いものであり、さらに蓋板は、通電に伴う発
熱により伸び変形する抵抗素子を、基板との間で不動に
挟持固定すると共に、この抵抗素子を他の物品との接触
等の機械的外力から保護できる程度の厚みを持てば良い
ので、抵抗体全体としては、薄平板状となる。

【００１３】抵抗素子は、できる限り抵抗温度係数の小
さい材料で製造されるが、その厚みが大きい場合、例え
ば０．２〜１．０mm程度の場合には、薄平板状の抵抗素
子母板からプレス打ち抜きにより成形するのが良く、そ
の厚みが小さいく、機械加工による成形が不可能な場
合、例えば０．０５〜０．２mm程度の場合には、薄平板
状の抵抗素子母板を基板の表面に貼着固定したまま、フ
ォトレジストを使用した焼付けによるエッジング処理に
より成形する。

【００１４】この抵抗素子の抵抗値、電流容量等の定格
の設定は、このプレス打ち抜きまたはエッジング処理に
より達成され、抵抗素子の厚みに対する幅の大きさ、適
宜線形模様を描いて成形された全体長等で設定される。

【００１５】抵抗素子は、その全表面積の略半分を基板
に接触させるので、その基板との接触面積が極めて大き
く、このため通電により抵抗素子に発生した熱は、すみ
やかにかつ効果的に基板を介して放熱されることにな
り、これにより高い熱容量を持つことになる。

【００１６】抵抗素子は細長薄板状であるので、同一断
面積の抵抗線材に比べて、その表面積がはるかに大き
く、これにより電流の大きな表皮効果により電流容量が
大きくなる。

【００１７】抵抗素子は、単一平面上で重なることな
く、波型等、自己インダクタンスを生じない適宜線形で
成形されているので、通電のオン・オフ時における電機
子反作用の発生は全くない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。薄平板状の基板６は、アルミナ、ムライ
ト、磁器、ジルコンサウンド等の耐熱性絶縁材の微粉末
にバイド剤（ガイドメ、ギブシ粘土、離型剤および水
等）を混入して混練したものを、成形金型を充填して高
圧力にて圧縮成形する。圧縮成形された半製品は、離型
後、数日の間乾燥をしてから、原材料の物性によるが、
約１３００〜１６００度で焼成して成形される。なお、
原材料としての耐熱性絶縁材としては、吸水性を発生し
ない物性のものを選択して使用する。

【００１９】極薄板状の抵抗素子１は、できる限り抵抗
温度係数の小さい、ニッケルクローム、鉄クローム、銅
ニッケル等の抵抗材料で製造された０．０５〜１．０mm
程度の極薄い平板状の抵抗素子母板から、所望の線形に
プレス打ち抜きまたはエッジング処理成形により成形す
る。

【００２０】蓋板９は、基板６と同じ材料または他の適
当な耐熱性絶縁材料で、基板６と同じ表面大きさではあ
るが、充分に肉薄な平板状に成形されており、周端縁部
に適当数（図１の場合は４個、図２の場合は３個）基板
６と共通して貫通形成した組付け孔７により、図３に示
すように、基板６との間に抵抗素子１を安定して挟持し
た状態で、基板６にカシメ、またはネジ止め固定されて
いる。

【００２１】図１および図２に示した実施例は、本発明
の抵抗体の最も基本的な構成例を示すもので、長方形平
板形状をした基板６の一方面に抵抗素子１を取付けて構
成され、図１は、基板６の対向した短手辺中央に抵抗素
子１の両端子である引き出し端子２を配置し、抵抗素子
１の線形は、基板６の略全短手辺幅にわたった振幅を有
する波形となっており、図２は、基板６の一方の短手辺
の両端部に引き出し端子２を配置し、抵抗素子１の線形
は、基板６の略全長手辺幅にわたった振幅を有する波形
となっている。

【００２２】図４および図５に示した実施例は、抵抗素
子１の発熱が伝達され易い基板６の箇所、具体的には基
板６表面に固定された抵抗素子１のパターンの中央部と
なる基板６表面箇所に、取付け欠部８を凹設し、この取
付け欠部８内に、稼働中の抵抗素子１の発熱により所望
の動作をする感温作動体１０を組付けたものである。

【００２３】図４に示した実施例は、感温作動体１０と
してサーモスタット１１を使用した例を示すもので、サ
ーモスタット１１は、取付け欠部８内に耐熱性接着剤１
３で接着固定されており、抵抗素子１の発熱を基板６を
通して感知し、感知した熱が予め設定された動作感知温
度に達した場合には、内部の電気的接点がバイメタルを
通して機械的に作動され、電気接点の導通または遮断の
電気的信号となる。

【００２４】予め与えられたサーモスタット１１への電
力は、サーモスタット１１の動作で電気的信号として外
部に出力され、この信号は、抵抗体の接続された機器内
部にて、装置の動作の停止を行い、機器の破損または損
傷を未然に防止する。

【００２５】図５に示した実施例は、感温作動体１０と
して温度ヒューズ１２を使用した例を示すもので、温度
ヒューズ１２は、取付け欠部８内に、抵抗素子１の対向
した両接続端子３間に直列に接続された状態で不動に固
定されており、抵抗素子１の発熱による雰囲気温度と、
自己の発熱温度との加算温度が、予め設定された溶融温
度に達した場合に、溶融して電気的に断状態となり、抵
抗体に対する電力の流入を遮断する。

【００２６】温度ヒューズ１２は、その基材の溶融温度
が３５０〜７５０度の範囲の共晶点を持つ合金材料製造
された高温温度ヒューズが用いられ、この温度ヒューズ
１２を組み込んだ抵抗体は、インバータ、ＡＣサーボモ
ータ駆動用電源内の回生エネルギー吸収用抵抗器として
利用するのが有効で、過電力通電による抵抗体の高熱化
に際し、例えば抵抗体を組み込んだ抵抗器の内部温度が
２００度以上に上昇すると、温度ヒューズ１２が溶断し
て抵抗器への通電を“断”とし、もって発火等の事故の
発生を未然に防止する。

【００２７】本発明による抵抗体の構造例を以下に示
す。磁器セラミック製の厚み５mm、幅６０mm、長さ１６
０mmの平板状をした基板６の両面に、固有抵抗１１．２
Ω／ｍのニッケルクロム材一種の厚さ０．１mmの薄板シ
ートから、図１に示したパターンで打ち抜き成形され
た、幅１．３mm、全長４．６４ｍの抵抗素子１を固着し
て４０Ωの抵抗体を成形した。この抵抗体に内カバーお
よび外カバーを組付けて抵抗器を製造すると、この抵抗
器の寸法は、厚み１０mm、幅８０mm、長さ１７０mmで、
取付け用ラウンドを設けた全体長さは２００mmとなっ
た。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。全体を薄型の平板状とす
ることができるので、電気的容量の増大にもかかわら
ず、その高さ寸法（厚み寸法）の増大することがなく、
これにより抵抗値の大小に関係なく、高さ寸法の一定し
た抵抗体を提供することができ、もって回路装置の小型
化に有効に貢献することができる。

【００２９】抵抗素子の発熱を基板を通して放熱すると
共に、薄平板状であるので、収納箱との接触面積が大き
くなって、その分、高い放熱効率を得ることができ、こ
れにより抵抗体としての熱容量が大きくなり、もって許
容電力の大幅な増加を得ることができる。

【００３０】抵抗素子は、平面上に蛇行した形態で配置
されているので、それ自体が自己インダクタンスを持つ
ことがなく、このため自己インダクタンスによる不正電
圧の誘起の発生が皆無となり、もって補助装置を有する
ことなしに、回路の安全性を充分に高めることができ
る。

【００３１】抵抗素子の断面の周長が、従来の同一断面
積の丸線を使用した抵抗素子に比べて大きいので、電流
の表皮効果が大きくなり、もって抵抗体としての電流容
量を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体斜視図。

【図２】本発明の他の実施例を示す全体斜視図。

【図３】図２に示した実施例の縦断面図。

【図４】感温作動体としてサーモスタットを使用した本
発明の実施例を示す正面図。

【図５】感温作動体として温度ヒューズを使用した本発
明の実施例を示す全体斜視図。

【符号の説明】

１ ； 薄板状抵抗素子 ２ ； 引き出し端子 ３ ； 接続端子 ４ ； スルーホール ５ ； 端子金具 ６ ； 耐熱性絶縁素材基板 ７ ； 組付け孔 ８ ； 取付け欠部 ９ ； 耐熱性絶縁素材蓋板 １０； 感温作動体 １１； サーモスタット １２； 温度ヒューズ １３； 接着剤

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の耐熱性絶縁素材基板(6) の少な
   くとも一方面に、適宜線形を描く薄板状抵抗素子(1) を
   配置し、該抵抗素子(1) を配置した前記基板(6) の一方
   面上に、薄平板状の耐熱性絶縁素材蓋板(9) を、前記抵
   抗素子(1) を前記基板(6) との間で挟持固定する形態で
   組付けて成る抵抗体。
2. 【請求項２】 薄板状抵抗素子(1) を、薄平板状の抵抗
   素子母板からのプレス打ち抜きにより成形した請求項１
   に記載の抵抗体。
3. 【請求項３】 薄板状抵抗素子(1) を、耐熱性絶縁素材
   基板(6) の表面に貼着固定された薄平板状の抵抗素子母
   板のエッジング処理により成形した請求項１に記載の抵
   抗体。
4. 【請求項４】 薄板状抵抗素子(1) を、耐熱性絶縁素材
   基板(6) の両面に設けた請求項１または２または３に記
   載の抵抗体。
5. 【請求項５】 耐熱性絶縁素材基板(6) の、取付けた薄
   板状抵抗素子(1) の発熱が伝達され易い箇所に取付け欠
   部(8) を設け、該取付け欠部(8) に、前記抵抗素子(1)
   からの設定された値以上の伝熱で作動する感温作動体(1
   0)を取付けた請求項１または２または３または４に記載
   の抵抗体。
6. 【請求項６】 感温作動体(10)として、薄板状抵抗素子
   (1) からの設定値以上の伝熱により検出信号を出力する
   サーモスタット(11)を使用した請求項５に記載の抵抗
   体。
7. 【請求項７】 感温作動体(10)として、薄板状抵抗素子
   (1) に直列に接続され、該抵抗素子(1) からの設定値以
   上の伝熱により溶断する温度ヒューズ(12)を使用した請
   求項５に記載の抵抗体。