陶瓷電阻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供陶瓷電阻器，即使不追加溫度熔斷器，在電阻體異常發(fā)熱時也能夠迅速地切斷通電。陶瓷電阻器（11）具備：在絕緣性陶瓷中混合導(dǎo)電物質(zhì)并燒結(jié)而成的圓柱狀電阻體（1）；嵌入安裝于電阻體（1）的長度方向的兩端部的一對電極（2）；以及從各電極（2）向外側(cè)突出設(shè)置的導(dǎo)線端子（4），在電阻體（1）的外周面的一部分且從電極（2）離開的區(qū)域遍及全周地附設(shè)有電阻比電阻體（1）低的導(dǎo)電性金屬膜（3）。
【專利說明】陶瓷電阻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用在絕緣性陶瓷中混合導(dǎo)電物質(zhì)并燒結(jié)而成的柱狀電阻體的陶瓷電阻器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于陶瓷電阻器所使用的柱狀電阻體是將SnO2等導(dǎo)電物質(zhì)和滑石、Ca化合物、Ba化合物等絕緣性陶瓷混合并在1000°c以上高溫下燒結(jié)而成的固態(tài)電阻體，因此一般其浪涌特性較為優(yōu)秀(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。另外，由于這種陶瓷電阻器相比于薄膜電阻器能夠在高溫下使用并且其具有耐化學(xué)腐蝕性、抗氣候性優(yōu)秀且難以產(chǎn)生斷線等優(yōu)點(diǎn)，因此適用于高壓電路用或電源電路用的電阻器。
[0003]可是，眾所周知，使用陶瓷電阻器的電阻體若因過載而異常發(fā)熱則紅熱并熔化，不久便發(fā)生斷裂(熔斷)。如果電阻體斷裂，則雖然通電被切斷將不會升溫，但是在直到異常發(fā)熱后的電阻體斷裂為止的紅熱狀態(tài)、熔化狀態(tài)時，安裝陶瓷電阻器的印制電路板的樹脂成分起火，存在受其影響使得配線圖案短路等的危險性。因此，為了在陶瓷電阻體異常發(fā)熱時迅速地切斷通電從而確保安全性，在以往基礎(chǔ)上提出了如下方案，即、將被施加高電壓的電阻器預(yù)先與溫度熔斷器串聯(lián)地連接的熔斷電阻器(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 324006號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2006 - 310429號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]但是，若在陶瓷電阻器追加溫度熔斷器而構(gòu)成熔斷電阻器，則存在部件成本、組裝成本增大而變得昂貴的問題。另外，追加溫度熔斷器而成的熔斷電阻器也存在相比于陶瓷電阻器其本身變得大型化的問題。
[0010]本發(fā)明鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)情況而做成，其目的在與提供一種陶瓷電阻器，即使不追加溫度熔斷器也能夠在電阻體異常發(fā)熱時迅速地切斷通電。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的構(gòu)成為，在具備在絕緣性陶瓷中混合導(dǎo)電物質(zhì)并燒結(jié)而成的圓柱狀電阻體和嵌入安裝于該電阻體長度方向的兩端部的一對電極的陶瓷電阻器中，在上述電阻體的外周面的一部分且從上述電極離開的區(qū)域遍及全周地附設(shè)有電阻比該電阻體低的導(dǎo)電性金屬膜。
[0013]這樣，就在該電阻體外周面的一部分以卷裝狀態(tài)附設(shè)有電阻比電阻體低的導(dǎo)電性金屬膜的陶瓷電阻器而言，流經(jīng)電阻體的電流大部分經(jīng)過導(dǎo)電性金屬膜。因此，在通電時的電阻體中，電流集中在與導(dǎo)電性金屬膜的寬度方向兩緣相鄰并沿該金屬膜延伸的外周部的特定部位，電阻體中的外周面被該金屬膜包圍而未露出的部位的內(nèi)部成為電流幾乎沒有流動的電流繞行部位。因此，如果上述電流集中部位因過載(電流過大)而引起的電阻體的異常發(fā)熱而較大地?zé)崤蛎?，則在與熱膨脹幾乎不發(fā)生的上述電流繞行部位的交界處附近產(chǎn)生剪切應(yīng)力，該交界處附近變得容易斷裂。即、如果電阻體因過載而異常發(fā)熱，則該電阻體能夠以沿導(dǎo)電性金屬膜斷裂從而迅速地切斷通電，因此沒必要追加溫度熔斷器。
[0014]在上述陶瓷電阻器中，若將電阻體的半徑記作R、將從電極到導(dǎo)電性金屬膜的最小長度記作P，則優(yōu)選設(shè)定P > R，從而隨著異常發(fā)熱能夠可靠地使電阻體斷裂。在該情況下，若將導(dǎo)電性金屬膜的沿長度方向的最小寬度尺寸記作L，則優(yōu)選設(shè)定L > R。
[0015]另外，在上述的陶瓷電阻器中，如果導(dǎo)電性金屬膜的主要成分為銀，則由于能夠得到電阻比電阻體低很多的導(dǎo)電性金屬膜，因此電流的集中變得明顯，從而在異常發(fā)熱時能夠使電阻體的上述交界處附近迅速斷裂。而且，以銀為主要成分的導(dǎo)電性金屬膜由于使涂敷于電阻體外周面的所期望區(qū)域的銀系涂料硬化而能夠容易地形成，因此在成本方面也有利。
[0016]此外，在上述陶瓷電阻器中，可以將導(dǎo)電性金屬膜的寬度尺寸遍及電阻體全周相同地形成，也可以以導(dǎo)電性金屬膜的寬度尺寸越往鉛垂方向下側(cè)越寬的方式形成，或者還可以以導(dǎo)電性金屬膜的寬度方向兩緣成為波形狀的方式形成。
[0017]本發(fā)明具有如下效果。
[0018]本發(fā)明的陶瓷電阻器，由于在圓柱狀電阻體的外周面的一部分且從電極離開的區(qū)域遍及全周地附設(shè)有電阻比該電阻體低的導(dǎo)電性金屬膜，因此在通電時的電阻體中，電流集中在與導(dǎo)電性金屬膜的寬度方向兩緣相鄰并沿該金屬膜延伸的外周部的特定部位，電阻體中的外周面被該金屬膜包圍而未露出的部位的內(nèi)部成為電流幾乎沒有流動的電流繞行部位。因此，如果電流集中部位因過載而引起的電阻體的異常發(fā)熱而較大地?zé)崤蛎?，則與熱膨脹幾乎不發(fā)生的電流繞行部位的交界處附近容易斷裂。因此，該陶瓷電阻器即使未特意追加溫度熔斷器，也能夠在電阻體異常發(fā)熱后迅速地切斷通電從而確保安全性，起到實現(xiàn)大幅度地降低成本并小型化的優(yōu)秀效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的第一實施方式例的陶瓷電阻器的立體圖。
[0020]圖2是一起表示第一實施方式例的陶瓷電阻器的截面形狀與通電時電流的流動的說明圖。
[0021]圖3是表示圖2所示的電阻體的電流集中部位與電流繞行部位的說明圖。
[0022]圖4是表示該電阻體因異常發(fā)熱而斷裂的狀態(tài)說明圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的第二實施方式例的陶瓷電阻器的剖視圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的第三實施方式例的陶瓷電阻器的立體圖。
[0025]圖7是本發(fā)明的第四實施方式例的陶瓷電阻器的立體圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。首先，使用圖1?圖4來說明本發(fā)明的第一實施方式例的陶瓷電阻器。[0027]如圖1以及圖2所示，本發(fā)明的第一實施方式例的陶瓷電阻器11主要包括:圓柱狀的電阻體I ;嵌入安裝于電阻體I的長度方向的兩端部的一對電極2 ;以帶狀附設(shè)于電阻體I外周面的一部分的導(dǎo)電性金屬膜3 ;以及從一對電極2分別向外側(cè)突出設(shè)置的導(dǎo)線端子4。該陶瓷電阻器11安裝于未圖示的印制電路板，在該印制電路板的通孔軟釬焊各電極2。
[0028]對陶瓷電阻器11的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)地說明，電阻體I是在絕緣性陶瓷中混合SnO2等導(dǎo)電物質(zhì)并在1000°c以上的高溫下燒結(jié)而成的。預(yù)先在電極2通過焊接等方法突出設(shè)置有導(dǎo)線端子4，并在電阻體I的長度方向的兩端部分別外嵌蓋形狀的電極2，從而各電極2與電阻體I電且機(jī)械地連接。并且，在該一對電極2之間露出的電阻體I外周面的長度方向中央部以帶狀遍及全周地附設(shè)有以銀為主要成分的導(dǎo)電性金屬膜3。
[0029]該導(dǎo)電性金屬膜3在電阻體I外周面的長度方向中央部涂敷銀系涂料(Ag涂料)并使其硬化而形成，導(dǎo)電性金屬膜3的寬度尺寸在電阻體I的全周范圍大致相同。
[0030]圖2中的箭頭示意地表示通電時陶瓷電阻器11內(nèi)電流的流動。即、在電阻體I夕卜周面的一部分且從電極2離開的區(qū)域遍及全周地附設(shè)有電阻比該電阻體I電阻很低的導(dǎo)電性金屬膜3的陶瓷電阻器11在通電時流經(jīng)電阻體I的電流大部分經(jīng)過導(dǎo)電性金屬膜3。因此，如圖3示意地所示，電阻體I的與導(dǎo)電性金屬膜3的寬度方向兩緣相鄰并沿該金屬膜3延伸的外周部的特定部位成為在通電時電流集中流動的電流集中部位la。另外，電阻體I中的外周面被導(dǎo)電性金屬膜3包圍而未露出的圓板狀部位的內(nèi)部成為在通電時幾乎沒有電流流動的電流繞行部位Ib。
[0031]在這樣地構(gòu)成的陶瓷電阻器11中，在電阻體I因過載(電流過大)而異常發(fā)熱后，由于雖然在電流集中部位Ia發(fā)熱激增但幾乎沒有電流流動的電流繞行部位Ib不成為發(fā)熱源，因此相對于電流集中部位Ia的較大的熱膨脹，在電流繞行部位Ib幾乎不發(fā)生熱膨脹。其結(jié)果為，如圖3的箭頭所示，電流集中部位Ia與電流繞行部位Ib的交界處附近以反向的力被拉伸。即、若電阻體I異常發(fā)熱，則在電流集中部位Ia與電流繞行部位Ib的交界處附近產(chǎn)生因熱膨脹極端不同而起因的剪切應(yīng)力，因此該交界處附近容易斷裂。圖4示意地表示這種電阻體I因異常發(fā)熱而斷裂后的狀態(tài)，由于電阻體I沿導(dǎo)電性金屬膜3地斷裂且長度方向中央部因自重而落下，因此通電被切斷。
[0032]如以上所說明，本實施方式例的陶瓷電阻器11在圓柱狀電阻體I的外周面的長度方向中央部遍及全周地附設(shè)比該電阻體I電阻低很多的導(dǎo)電性金屬膜3，從而在通電時的電阻體I產(chǎn)生電流集中部位Ia和電流繞行部位lb。由此，在電阻體I因過載而異常發(fā)熱時，能夠使熱膨脹大的電流集中部位Ia和幾乎不熱膨脹的電流繞行部位Ib的交界處附近迅速地斷裂，因此該陶瓷電阻器11即使未特意追加溫度熔斷器，也能夠在電阻體I異常發(fā)熱時迅速地切斷通電而確保安全性。因此，該陶瓷電阻器11與追加了溫度熔斷器的構(gòu)成(熔斷電阻器)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度地降低成本并小型化。
[0033]此外，在上述第一實施方式例中，雖然例示導(dǎo)電性金屬膜3的主要成分為銀的情況，但導(dǎo)電性金屬膜3也可以以電阻比電阻體I低的其他的導(dǎo)電性金屬材料為主要成分。但是，如果是以銀為主要成分的導(dǎo)電性金屬膜3，由于其電阻極低使得電流的集中變明顯，因此在異常發(fā)熱時能夠使電阻體I迅速地斷裂。而且，以銀為主要成分的導(dǎo)電性金屬膜3由于使涂敷于電阻體I的外周面的所期望區(qū)域的銀系涂料硬化而能夠容易地形成，因此在成本方面也有利。
[0034]接下來，參照圖5來說明本發(fā)明的第二實施方式例的陶瓷電阻器。此外，在圖5中由于對與圖1~圖4對應(yīng)的部分標(biāo)記相同的符號，因此省略重復(fù)的說明。
[0035]圖5所示的陶瓷電阻器12與上述第一實施方式例的不同在于，設(shè)于電阻體I的外周面的導(dǎo)電性金屬膜3的區(qū)域。即、該陶瓷電阻器12的導(dǎo)電性金屬膜3不設(shè)于電阻體I的外周面的長度方向中央部，而是設(shè)在相對于中央部偏于一側(cè)(例如圖示右側(cè))電極2的區(qū)域。在這種情況下，雖然從一側(cè)電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的長度(最小長度)P比從另一側(cè)電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的長度Q短，但若作為最小長度P未確保所需的尺寸，則很難在異常發(fā)熱時將電阻體I可靠斷裂。因此，在本實施方式例中，以從電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的最小長度P比電阻體I的半徑R還大的方式，將導(dǎo)電性金屬膜3設(shè)于滿足P≥R的關(guān)系的區(qū)域。此外，雖然在上述第一實施方式例的情況下，由于導(dǎo)電性金屬膜3設(shè)于電阻體I的外周面的長度方向中央部而使得從兩電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的長度P、Q相等(P = Q)，但在這種情況下也優(yōu)選以最小長度P (= Q)比電阻體I的半徑R還大的方式使導(dǎo)電性金屬膜3相對于兩電極2遠(yuǎn)離。
[0036]另外，在本實施方式例中，以導(dǎo)電性金屬膜3的沿長度方向的寬度尺寸(最小寬度尺寸)L比電阻體I的半徑R還大(L≥R)的方式，以卷裝狀態(tài)遍及電阻體I全周地附設(shè)導(dǎo)電性金屬膜3。這樣一來，成為電流繞行部位Ib的導(dǎo)電性金屬膜3的最小寬度尺寸L確保在規(guī)定值以上，則在電阻體I異常發(fā)熱時在電流集中部位Ia與電流繞行部位Ib的交界處附近能夠產(chǎn)生足夠的剪切應(yīng)力，因此能夠使電阻體I的規(guī)定部位可靠且迅速地斷裂。
[0037]另外，在本實施方式例中，在電阻體I的長度方向的兩端部分別設(shè)有基底電極5，并外嵌與該基底電極5對應(yīng)的電極2，從而各電極2經(jīng)由基底電極5與電阻體I電且機(jī)械地連接?；纂姌O5是在電阻體I的兩端部涂敷銀系涂料并使其硬化而成，因該基底電極5的存在能夠提高電極2與電阻體I的密合性。這樣，在電阻體I的端部經(jīng)由基底電極5外嵌電極2的情況下，由于電極2與基底電極5成為等電位，因此上述最小長度P成為從基底電極5到導(dǎo)電性金屬膜3的尺寸。但是，在像第一實施方式例一樣省略基底電極5的情況下，從電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的尺寸成為最小長度P。
[0038]接下來，參照圖6來說明本發(fā)明的第三實施方式例的陶瓷電阻器。此外，由于在圖6中對與圖1~圖4對應(yīng)的部分標(biāo)記相同的符號，因此省略重復(fù)的說明。
[0039]圖6所示的陶瓷電阻器13與上述第一實施方式例的不同在于，附設(shè)于電阻體I的外周面的導(dǎo)電性金屬膜3的形狀。即、該陶瓷電阻器13由于以圖示下方為鉛垂方向下方的方式設(shè)置，因此導(dǎo)電性金屬膜3的寬度尺寸形成為越往鉛垂方向下側(cè)越寬。這樣一來，由于在電阻體I異常發(fā)熱而斷裂時，該電阻體I的被斷裂面夾持的部位因自重而容易落下，因此能夠可靠地切斷通電從而進(jìn)一步提高安全性。此外，在這種導(dǎo)電性金屬膜3的寬度尺寸遍及電阻體I全周未相同的情況下，由于上述最小長度P成為從電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的圖示下側(cè)較寬部分的尺寸，因此優(yōu)選將該最小長度P設(shè)定為比電阻體I的半徑R還大(P SR)。另外，由于該情況下的導(dǎo)電性金屬膜3的最小寬度尺寸L為圖示上側(cè)的較窄的部分，因此優(yōu)選將該最小寬度尺寸L設(shè)定為比電阻體I的半徑R還大(L ^ R)。
[0040]接下來，參照圖7來說明本發(fā)明的第四實施方式例的陶瓷電阻器。此外，由于對圖7中與圖1~圖4對應(yīng)的部分標(biāo)記相同的符號，因此省略重復(fù)的說明。[0041]圖7所示的陶瓷電阻器13與上述第一乃至第三實施方式例的不同點(diǎn)在于，附設(shè)于電阻體I的外周面的導(dǎo)電性金屬膜3的寬度方向兩緣未形成直線狀，導(dǎo)電性金屬膜3的寬度方向兩緣形成為波形狀。在這種情況下，由于從一側(cè)電極2到導(dǎo)電性金屬膜3的波形狀的波峰部的尺寸成為最小長度P，因此優(yōu)選將該最小長度P設(shè)定為比電阻體I的半徑R還大的尺寸(P ^ R)。另外，由于導(dǎo)電性金屬膜3的左右波形狀的波谷部之間的長度成為最小寬度尺寸L，因此優(yōu)選將該最小寬度尺寸L也設(shè)定為比電阻體I的半徑R還大(L≥R)。
[0042]此外，在上述各實施方式例中，雖然對在電阻體I外周面的長度方向中央部附設(shè)一卷導(dǎo)電性金屬膜3的情況進(jìn)行說明，但是也可以在電阻體I的外周面上沿長度方向保持規(guī)定間隔地附設(shè)二卷以上的導(dǎo)電性金屬膜3。
[0043]符號的說明
[0044]1-電阻體，Ia-電流集中部位，Ib-電流繞行部位，2_電極，3_導(dǎo)電性金屬膜，4_導(dǎo)線端子，5-基底電極，P-最小長度，L-最小寬度尺寸，11、12、12、14-陶瓷電阻器。
【權(quán)利要求】
1.一種陶瓷電阻器，其具備在絕緣性陶瓷中混合導(dǎo)電物質(zhì)并燒結(jié)而成的圓柱狀電阻體和嵌入安裝于該電阻體長度方向的兩端部的一對電極，上述陶瓷電阻器的特征在于， 在上述電阻體的外周面的一部分且從上述電極離開的區(qū)域遍及全周地附設(shè)有電阻比該電阻體低的導(dǎo)電性金屬膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷電阻器，其特征在于， 若將上述電阻體的半徑記作R、將從上述電極到上述導(dǎo)電性金屬膜的最小長度記作P，則設(shè)定P > R。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷電阻器，其特征在于， 若將上述導(dǎo)電性金屬膜的沿長度方向的最小寬度尺寸記作L，則設(shè)定L > R。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的陶瓷電阻器，其特征在于， 上述導(dǎo)電性金屬膜的主要成分為銀。
【文檔編號】H01C1/148GK103843078SQ201280047818
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】平澤浩一, 伯耆原茂, 小松英幸, 有賀善紀(jì), 大澤亮 申請人:興亞株式會社