JPH08227803A - 抵抗ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗体の摩耗を低減して低接触抵抗、低ノイ
ズであって摺動寿命の長い抵抗体を提供する。 【構成】 合成樹脂溶液１内に複数種の導電剤２、３、
４、非導電性充填剤５を混合分散せしめて成る抵抗ペー
ストにおいて、導電剤の一種が平均粒子径０．１μｍ以
上０．５μｍ以下のサーマルブラックである抵抗ペース
ト

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、抵抗ペーストに関
し、特に、可変抵抗器の抵抗体を形成する抵抗ペースト
に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変抵抗器に使用される抵抗ペースト
は、高沸点アルコール系溶剤中に溶解したフェノール樹
脂、エポキシ樹脂その他の熱硬化性合成樹脂にアセチレ
ンブラック、黒鉛その他の導電剤と三酸化二アルミニウ
ム、二酸化ケイ素、三酸化二クロム、フッ素樹脂の如き
非導電性充填剤とを混練して製造される。

【０００３】ここで、この抵抗ペーストは、通常、合成
樹脂溶液２部に対して、導電剤と非導電性充填剤とを併
わせたもの１部程度の配合割合とされる。これらを混練
して形成したペーストを、ガラスエポキシ基板或はセラ
ミック基板に、スクリーン印刷により所定の形状に印刷
し、これをベルトコンベア式或はバッチ式の加熱硬化炉
により加熱硬化して抵抗体が製造される。

【０００４】この抵抗体に摺動接触する金属製の摺動子
を具備して可変抵抗器或はポテンショメータが構成され
る。可変抵抗器は、例えば、自動車の高温雰囲気内に設
置される風向制御位置センサー、スロットルセンサに使
用されるが、この場合、摺動寿命は特に長いことが要請
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した抵抗体の具体
例としては、合成樹脂溶液にフェノール樹脂を使用し、
導電剤に平均粒子径０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下
のアセチレンブラックと平均粒子径０．７μｍ以上６．
０μｍ以下の黒鉛とを配合して形成した抵抗ペーストを
使用して構成したものがある。この抵抗体を構成する抵
抗ペーストは、アセチレンブラック粒子および黒鉛粒子
に凝集性が認められ、合成樹脂溶液内における粒子の分
散性が良好ではなく均一に分散されないところから、構
成された抵抗体における粒子と合成樹脂との間の密着性
は良くない。従って、この抵抗体の摺動子の摺動に対す
る耐摩耗性は劣り、摺動寿命は必ずしも長くはない。そ
して、抵抗体が摩耗することに起因して接触抵抗が増大
し、接触抵抗の増大に随伴してノイズも増大する。即
ち、抵抗体に金属製の摺動子が摺動接触して剥離した抵
抗体微粉末は摺動子の抵抗体接触部に固着し、これが抵
抗体と摺動子との間に電気的機械的に介在することとな
って抵抗体と摺動子との間の接触抵抗は摺動回数の増加
につれて徐々に増大する。剥離して摺動子の抵抗体接触
部に固着した抵抗体微粉末は導電体としてではなくして
絶縁体として作用して抵抗体と摺動子との間の接触抵抗
を高める。この様な抵抗体を使用する可変抵抗器を、例
えば１００〜１２０℃程度の高温雰囲気中に設置される
自動車用センサーに使用する場合、可変抵抗器の抵抗体
の摺動寿命は特に短くなる。これは高温度雰囲気に曝さ
れて合成樹脂は軟化し、抵抗体における粒子と合成樹脂
との間の密着性が更に悪化するからであると考えられて
いる。

【０００６】この発明は、摺動寿命の長い抵抗ペースト
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】合成樹脂溶液１内に複数
種の導電剤２、３、４、非導電性充填剤５を混合分散せ
しめて成る抵抗ペーストにおいて、導電剤の一種が平均
粒子径０．１μｍ以上０．５μｍ以下のサーマルブラッ
クである抵抗ペーストを構成した。そして、サーマルブ
ラックの混合割合は全導電剤の５０ｗｔ％以上９０ｗｔ
％以下である抵抗ペーストを構成した。

【０００８】また、合成樹脂溶液はジアリルイソフタレ
ート樹脂、芳香族変性フェノール樹脂、フェノールレゾ
ール樹脂、フェノールノボラック樹脂の内から選択され
た何れか一種の熱硬化性合成樹脂である抵抗ペーストを
構成した。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例を図を参照して説明する。
図１はこの発明の抵抗ペーストの製造工程を説明する図
である。この製造工程においては、合成樹脂溶液として
高沸点アルコール系溶剤に５０ｗｔ％〜６０ｗｔ％の熱
硬化性合成樹脂を溶解した熱硬化性合成樹脂溶液１を使
用する。この熱硬化性合成樹脂としては、ジアリルイソ
フタレート樹脂、芳香族変性フェノール樹脂、フェノー
ルレゾール樹脂、フェノールノボラック樹脂の内から選
択された何れか一種の熱硬化性合成樹脂を使用する。

【００１０】導電剤として全導電剤の５０ｗｔ％以上９
０ｗｔ％以下の範囲内において、平均粒子径０．１μｍ
以上０．５μｍ以下のサーマルブラック２を使用する。
ここで、カーボンブラックの製法の内の一つであるサー
マル法により製造されたカーボンブラックを「サーマル
ブラック」と称し、カーボンブラックの中において最大
級の粒子径と粒子同士の凝集構造が殆ど認められない性
質を有するものである（「改訂 炭素材料入門」、仲田
俊夫編、炭素材料学会 発行、第１７６、１７７頁参
照）。この発明において採用される０．１μｍ以上、
０．５μｍ以下というサーマルブラック２の平均粒子径
は、抵抗ペーストの従来例におけるアセチレンブラック
の平均粒子径０．０１μｍ以上０．０５μｍ以下の１０
倍にも相当する大きい粒子径である。この平均粒子径の
サーマルブラック２に、その他の導電剤としてアセチレ
ンブラック３および黒鉛４を混合して使用する。

【００１１】また、非導電性充填剤５として三酸化二ア
ルミニウム、三酸化二クロム、二酸化ケイ素、テフロン
樹脂の１〜３種類を使用する。サーマルブラック１の混
合割合を上述の如く全導電剤の５０ｗｔ％以上９０ｗｔ
％以下と限定する理由は５０ｗｔ％未満であると耐摩耗
性の改善が少なく、９０ｗｔ％を超えると抵抗ペースト
は粘性に乏しくなり、抵抗ペーストとしての使用が困難
になるからである。そして、サーマルブラック１の平均
粒子径を上述の如く０．１μｍ以上０．５μｍ以下と限
定する理由は、０．１μｍ未満とすると耐摩耗性の改善
が少なく、０．５μｍを超えると所望の抵抗値が得られ
なくなるからである。

【００１２】熱硬化性合成樹脂を上述の如くジアリルイ
ソフタレート樹脂、芳香族変性フェノール樹脂、フェノ
ールレゾール樹脂、フェノールノボラック樹脂の内から
選択された何れか一種の熱硬化性合成樹脂と限定する理
由は、形成される抵抗体が熱的に安定であり、高温雰囲
気においても摺動子の摺動に起因する抵抗体の摩耗は少
なく、接触抵抗の増加は極く小さく安定であるからであ
る。

【００１３】以上の通り、抵抗ペーストを構成する導電
剤として通常のアセチレンブラックの約１０倍程度とい
う大きな平均粒子径を有し、分散性の良好なサーマルブ
ラック粒子の所定量を配合し、熱硬化性合成樹脂との間
の密着性を高めることにより抵抗体の摩耗を低減し、低
接触抵抗および低ノイズであって摺動寿命の長い抵抗体
を形成することができる。

【００１４】以下において、この発明の抵抗ペーストの
製造工程を具体的に説明する。熱硬化性合成樹脂溶液
１、サーマルブラック２、アセチレンブラック３および
黒鉛４、非導電性充填剤５より成る原材料の所定量をそ
れぞれ計量し、これら原材料を擂潰機６を構成する乳鉢
に供給して混合棒により攪拌することにより予備混合す
る。予備混合された原材料は、次いで、ロールミル７に
より混合および粉砕され、目的とする抵抗ペースト８が
形成される。

【００１５】この様にして形成された抵抗ペースト８
は、絶縁基板９にスクリーン印刷し、これを加熱硬化炉
において２４０℃、２時間の加熱硬化をして抵抗体１０
を構成することができる。１１は抵抗体１０に接続する
端子である。ここで、図２ないし図４を参照し、サーマ
ルブラック２の混合割合を全導電剤の７５ｗｔ％として
形成した抵抗ペースト８により構成された抵抗体の可変
抵抗器と、上述した従来の抵抗体の可変抵抗器とを比較
する。

【００１６】図２は摺動回数と接触抵抗値の関係を示す
グラフであり、（ａ）は摺動回数が２００万サイクルに
到る接触抵抗値を示すグラフであり、（ｂ）は摺動回数
が１００万サイクルに到る接触抵抗値を接触抵抗値の縮
尺を拡大して示すグラフである。ここに示される接触抵
抗値の測定は可変抵抗器を１２０℃の高温雰囲気に曝し
た状態において実施されたものである。図２（ａ）に示
される通り可変抵抗器の従来例は、摺動回数が１００万
サイクル近傍から接触抵抗値が急激に増大するのに対し
て、この発明の可変抵抗器は摺動回数が２００万サイク
ルに到っても初期値と同様の良好な接触抵抗値を示して
いる。

【００１７】図３は図２の接触抵抗値を測定する仕方を
示している。可変抵抗器Ｖ_R に対してその固定端子１お
よび接触点２を介して定電流源Ａから１ｍＡの定電流を
供給し、オシロスコープその他の電圧監視装置Ｏ_S を固
定端子１と定電流源Ａとの間に接続して電圧を測定し、
接触点２における接触抵抗値を計算する。図４は可変抵
抗器の摺動回数と抵抗体の摩耗深さを示したグラフであ
り、この発明の可変抵抗器は、可変抵抗器の従来例と比
較して、抵抗体の摩耗深さを大きく低減することができ
たことを示している。

【００１８】

【発明の効果】以上の通りであって、この発明に依れ
ば、抵抗ペーストを構成する導電剤として通常のアセチ
レンブラックの約１０倍程度の０．１μｍ以上０．５μ
ｍ以下という大きな平均粒子径を有するサーマルブラッ
ク粒子を使用して熱硬化性合成樹脂との間の密着性を高
めることにより、抵抗体の摩耗を低減し、接触抵抗の増
加の少ない摺動寿命の長い抵抗体を構成することができ
る。この場合、サーマルブラックの混合割合はこれを全
導電剤の５０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下とすることによ
り、抵抗体製造に際して抵抗ペーストの取り扱いが容易
となり、更に良好な抵抗体を形成することができる。そ
して、合成樹脂溶液としてジアリルイソフタレート樹
脂、芳香族変性フェノール樹脂、フェノールレゾール樹
脂、フェノールノボラック樹脂の内から選択された何れ
か一種を使用することにより、形成される抵抗体は熱的
に安定し、高温雰囲気においても摺動子の摺動に起因す
る抵抗体の摩耗は少なく、接触抵抗の増加は極く小さく
安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の抵抗ペーストの製造工程を説明する
図である。

【図２】可変抵抗器の摺動回数と接触抵抗値の関係を示
すグラフであり、（ａ）は摺動回数が２００万サイクル
に到る接触抵抗値を示すグラフであり、（ｂ）は摺動回
数が１００万サイクルに到る接触抵抗値を示すグラフで
ある。

【図３】接触抵抗値の測定の仕方を示す図である。

【図４】可変抵抗器の摺動回数と抵抗体の摩耗深さの関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 熱硬化性合成樹脂溶液 ２ サーマルブラック ３ アセチレンブラック ４ 黒鉛 ５ 非導電性充填剤 ６ 擂潰機 ７ ロールミル ８ 抵抗ペースト ９ 絶縁基板 １０ 抵抗体 １１ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 修一 神奈川県座間市相武台２丁目268番地 東 京コスモス電機株式会社神奈川工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂溶液内に複数種の導電剤、非導
   電性充填剤を混合分散せしめて成る抵抗ペーストにおい
   て、導電剤の一種が平均粒子径０．１μｍ以上０．５μ
   ｍ以下のサーマルブラックであることを特徴とする抵抗
   ペースト。
2. 【請求項２】 請求項１に記載される抵抗ペーストにお
   いて、サーマルブラックの混合割合は全導電剤の５０ｗ
   ｔ％以上９０ｗｔ％以下であることを特徴とする抵抗ペ
   ースト。
3. 【請求項３】 請求項１に記載される抵抗ペーストにお
   いて、合成樹脂溶液はジアリルイソフタレート樹脂、芳
   香族変性フェノール樹脂、フェノールレゾール樹脂、フ
   ェノールノボラック樹脂の内から選択された何れか一種
   の熱硬化性合成樹脂であることを特徴とする抵抗ペース
   ト。