陶瓷电阻器的制造方法
【专利摘要】本发明提供陶瓷电阻器，即使不追加温度熔断器，在电阻体异常发热时也能够迅速地切断通电。陶瓷电阻器（11）具备：在绝缘性陶瓷中混合导电物质并烧结而成的圆柱状电阻体（1）；嵌入安装于电阻体（1）的长度方向的两端部的一对电极（2）；以及从各电极（2）向外侧突出设置的导线端子（4），在电阻体（1）的外周面的一部分且从电极（2）离开的区域遍及全周地附设有电阻比电阻体（1）低的导电性金属膜（3）。
【专利说明】陶瓷电阻器
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用在绝缘性陶瓷中混合导电物质并烧结而成的柱状电阻体的陶瓷电阻器。
【背景技术】
[0002]由于陶瓷电阻器所使用的柱状电阻体是将SnO2等导电物质和滑石、Ca化合物、Ba化合物等绝缘性陶瓷混合并在1000°c以上高温下烧结而成的固态电阻体，因此一般其浪涌特性较为优秀(例如，参照专利文献I)。另外，由于这种陶瓷电阻器相比于薄膜电阻器能够在高温下使用并且其具有耐化学腐蚀性、抗气候性优秀且难以产生断线等优点，因此适用于高压电路用或电源电路用的电阻器。
[0003]可是，众所周知，使用陶瓷电阻器的电阻体若因过载而异常发热则红热并熔化，不久便发生断裂(熔断)。如果电阻体断裂，则虽然通电被切断将不会升温，但是在直到异常发热后的电阻体断裂为止的红热状态、熔化状态时，安装陶瓷电阻器的印制电路板的树脂成分起火，存在受其影响使得配线图案短路等的危险性。因此，为了在陶瓷电阻体异常发热时迅速地切断通电从而确保安全性，在以往基础上提出了如下方案，即、将被施加高电压的电阻器预先与温度熔断器串联地连接的熔断电阻器(例如，参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2003 - 324006号公报
[0007]专利文献2:日本特开2006 - 310429号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]但是，若在陶瓷电阻器追加温度熔断器而构成熔断电阻器，则存在部件成本、组装成本增大而变得昂贵的问题。另外，追加温度熔断器而成的熔断电阻器也存在相比于陶瓷电阻器其本身变得大型化的问题。
[0010]本发明鉴于这样的现有技术情况而做成，其目的在与提供一种陶瓷电阻器，即使不追加温度熔断器也能够在电阻体异常发热时迅速地切断通电。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]为了实现上述目的，本发明的构成为，在具备在绝缘性陶瓷中混合导电物质并烧结而成的圆柱状电阻体和嵌入安装于该电阻体长度方向的两端部的一对电极的陶瓷电阻器中，在上述电阻体的外周面的一部分且从上述电极离开的区域遍及全周地附设有电阻比该电阻体低的导电性金属膜。
[0013]这样，就在该电阻体外周面的一部分以卷装状态附设有电阻比电阻体低的导电性金属膜的陶瓷电阻器而言，流经电阻体的电流大部分经过导电性金属膜。因此，在通电时的电阻体中，电流集中在与导电性金属膜的宽度方向两缘相邻并沿该金属膜延伸的外周部的特定部位，电阻体中的外周面被该金属膜包围而未露出的部位的内部成为电流几乎没有流动的电流绕行部位。因此，如果上述电流集中部位因过载(电流过大)而引起的电阻体的异常发热而较大地热膨胀，则在与热膨胀几乎不发生的上述电流绕行部位的交界处附近产生剪切应力，该交界处附近变得容易断裂。即、如果电阻体因过载而异常发热，则该电阻体能够以沿导电性金属膜断裂从而迅速地切断通电，因此没必要追加温度熔断器。
[0014]在上述陶瓷电阻器中，若将电阻体的半径记作R、将从电极到导电性金属膜的最小长度记作P，则优选设定P > R，从而随着异常发热能够可靠地使电阻体断裂。在该情况下，若将导电性金属膜的沿长度方向的最小宽度尺寸记作L，则优选设定L > R。
[0015]另外，在上述的陶瓷电阻器中，如果导电性金属膜的主要成分为银，则由于能够得到电阻比电阻体低很多的导电性金属膜，因此电流的集中变得明显，从而在异常发热时能够使电阻体的上述交界处附近迅速断裂。而且，以银为主要成分的导电性金属膜由于使涂敷于电阻体外周面的所期望区域的银系涂料硬化而能够容易地形成，因此在成本方面也有利。
[0016]此外，在上述陶瓷电阻器中，可以将导电性金属膜的宽度尺寸遍及电阻体全周相同地形成，也可以以导电性金属膜的宽度尺寸越往铅垂方向下侧越宽的方式形成，或者还可以以导电性金属膜的宽度方向两缘成为波形状的方式形成。
[0017]本发明具有如下效果。
[0018]本发明的陶瓷电阻器，由于在圆柱状电阻体的外周面的一部分且从电极离开的区域遍及全周地附设有电阻比该电阻体低的导电性金属膜，因此在通电时的电阻体中，电流集中在与导电性金属膜的宽度方向两缘相邻并沿该金属膜延伸的外周部的特定部位，电阻体中的外周面被该金属膜包围而未露出的部位的内部成为电流几乎没有流动的电流绕行部位。因此，如果电流集中部位因过载而引起的电阻体的异常发热而较大地热膨胀，则与热膨胀几乎不发生的电流绕行部位的交界处附近容易断裂。因此，该陶瓷电阻器即使未特意追加温度熔断器，也能够在电阻体异常发热后迅速地切断通电从而确保安全性，起到实现大幅度地降低成本并小型化的优秀效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的第一实施方式例的陶瓷电阻器的立体图。
[0020]图2是一起表示第一实施方式例的陶瓷电阻器的截面形状与通电时电流的流动的说明图。
[0021]图3是表示图2所示的电阻体的电流集中部位与电流绕行部位的说明图。
[0022]图4是表示该电阻体因异常发热而断裂的状态说明图。
[0023]图5是本发明的第二实施方式例的陶瓷电阻器的剖视图。
[0024]图6是本发明的第三实施方式例的陶瓷电阻器的立体图。
[0025]图7是本发明的第四实施方式例的陶瓷电阻器的立体图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。首先，使用图1?图4来说明本发明的第一实施方式例的陶瓷电阻器。[0027]如图1以及图2所示，本发明的第一实施方式例的陶瓷电阻器11主要包括:圆柱状的电阻体I ;嵌入安装于电阻体I的长度方向的两端部的一对电极2 ;以带状附设于电阻体I外周面的一部分的导电性金属膜3 ;以及从一对电极2分别向外侧突出设置的导线端子4。该陶瓷电阻器11安装于未图示的印制电路板，在该印制电路板的通孔软钎焊各电极2。
[0028]对陶瓷电阻器11的构成进行详细地说明，电阻体I是在绝缘性陶瓷中混合SnO2等导电物质并在1000°c以上的高温下烧结而成的。预先在电极2通过焊接等方法突出设置有导线端子4，并在电阻体I的长度方向的两端部分别外嵌盖形状的电极2，从而各电极2与电阻体I电且机械地连接。并且，在该一对电极2之间露出的电阻体I外周面的长度方向中央部以带状遍及全周地附设有以银为主要成分的导电性金属膜3。
[0029]该导电性金属膜3在电阻体I外周面的长度方向中央部涂敷银系涂料(Ag涂料)并使其硬化而形成，导电性金属膜3的宽度尺寸在电阻体I的全周范围大致相同。
[0030]图2中的箭头示意地表示通电时陶瓷电阻器11内电流的流动。即、在电阻体I夕卜周面的一部分且从电极2离开的区域遍及全周地附设有电阻比该电阻体I电阻很低的导电性金属膜3的陶瓷电阻器11在通电时流经电阻体I的电流大部分经过导电性金属膜3。因此，如图3示意地所示，电阻体I的与导电性金属膜3的宽度方向两缘相邻并沿该金属膜3延伸的外周部的特定部位成为在通电时电流集中流动的电流集中部位la。另外，电阻体I中的外周面被导电性金属膜3包围而未露出的圆板状部位的内部成为在通电时几乎没有电流流动的电流绕行部位Ib。
[0031]在这样地构成的陶瓷电阻器11中，在电阻体I因过载(电流过大)而异常发热后，由于虽然在电流集中部位Ia发热激增但几乎没有电流流动的电流绕行部位Ib不成为发热源，因此相对于电流集中部位Ia的较大的热膨胀，在电流绕行部位Ib几乎不发生热膨胀。其结果为，如图3的箭头所示，电流集中部位Ia与电流绕行部位Ib的交界处附近以反向的力被拉伸。即、若电阻体I异常发热，则在电流集中部位Ia与电流绕行部位Ib的交界处附近产生因热膨胀极端不同而起因的剪切应力，因此该交界处附近容易断裂。图4示意地表示这种电阻体I因异常发热而断裂后的状态，由于电阻体I沿导电性金属膜3地断裂且长度方向中央部因自重而落下，因此通电被切断。
[0032]如以上所说明，本实施方式例的陶瓷电阻器11在圆柱状电阻体I的外周面的长度方向中央部遍及全周地附设比该电阻体I电阻低很多的导电性金属膜3，从而在通电时的电阻体I产生电流集中部位Ia和电流绕行部位lb。由此，在电阻体I因过载而异常发热时，能够使热膨胀大的电流集中部位Ia和几乎不热膨胀的电流绕行部位Ib的交界处附近迅速地断裂，因此该陶瓷电阻器11即使未特意追加温度熔断器，也能够在电阻体I异常发热时迅速地切断通电而确保安全性。因此，该陶瓷电阻器11与追加了温度熔断器的构成(熔断电阻器)相比，能够实现大幅度地降低成本并小型化。
[0033]此外，在上述第一实施方式例中，虽然例示导电性金属膜3的主要成分为银的情况，但导电性金属膜3也可以以电阻比电阻体I低的其他的导电性金属材料为主要成分。但是，如果是以银为主要成分的导电性金属膜3，由于其电阻极低使得电流的集中变明显，因此在异常发热时能够使电阻体I迅速地断裂。而且，以银为主要成分的导电性金属膜3由于使涂敷于电阻体I的外周面的所期望区域的银系涂料硬化而能够容易地形成，因此在成本方面也有利。
[0034]接下来，参照图5来说明本发明的第二实施方式例的陶瓷电阻器。此外，在图5中由于对与图1~图4对应的部分标记相同的符号，因此省略重复的说明。
[0035]图5所示的陶瓷电阻器12与上述第一实施方式例的不同在于，设于电阻体I的外周面的导电性金属膜3的区域。即、该陶瓷电阻器12的导电性金属膜3不设于电阻体I的外周面的长度方向中央部，而是设在相对于中央部偏于一侧(例如图示右侧)电极2的区域。在这种情况下，虽然从一侧电极2到导电性金属膜3的长度(最小长度)P比从另一侧电极2到导电性金属膜3的长度Q短，但若作为最小长度P未确保所需的尺寸，则很难在异常发热时将电阻体I可靠断裂。因此，在本实施方式例中，以从电极2到导电性金属膜3的最小长度P比电阻体I的半径R还大的方式，将导电性金属膜3设于满足P≥R的关系的区域。此外，虽然在上述第一实施方式例的情况下，由于导电性金属膜3设于电阻体I的外周面的长度方向中央部而使得从两电极2到导电性金属膜3的长度P、Q相等(P = Q)，但在这种情况下也优选以最小长度P (= Q)比电阻体I的半径R还大的方式使导电性金属膜3相对于两电极2远离。
[0036]另外，在本实施方式例中，以导电性金属膜3的沿长度方向的宽度尺寸(最小宽度尺寸)L比电阻体I的半径R还大(L≥R)的方式，以卷装状态遍及电阻体I全周地附设导电性金属膜3。这样一来，成为电流绕行部位Ib的导电性金属膜3的最小宽度尺寸L确保在规定值以上，则在电阻体I异常发热时在电流集中部位Ia与电流绕行部位Ib的交界处附近能够产生足够的剪切应力，因此能够使电阻体I的规定部位可靠且迅速地断裂。
[0037]另外，在本实施方式例中，在电阻体I的长度方向的两端部分别设有基底电极5，并外嵌与该基底电极5对应的电极2，从而各电极2经由基底电极5与电阻体I电且机械地连接。基底电极5是在电阻体I的两端部涂敷银系涂料并使其硬化而成，因该基底电极5的存在能够提高电极2与电阻体I的密合性。这样，在电阻体I的端部经由基底电极5外嵌电极2的情况下，由于电极2与基底电极5成为等电位，因此上述最小长度P成为从基底电极5到导电性金属膜3的尺寸。但是，在像第一实施方式例一样省略基底电极5的情况下，从电极2到导电性金属膜3的尺寸成为最小长度P。
[0038]接下来，参照图6来说明本发明的第三实施方式例的陶瓷电阻器。此外，由于在图6中对与图1~图4对应的部分标记相同的符号，因此省略重复的说明。
[0039]图6所示的陶瓷电阻器13与上述第一实施方式例的不同在于，附设于电阻体I的外周面的导电性金属膜3的形状。即、该陶瓷电阻器13由于以图示下方为铅垂方向下方的方式设置，因此导电性金属膜3的宽度尺寸形成为越往铅垂方向下侧越宽。这样一来，由于在电阻体I异常发热而断裂时，该电阻体I的被断裂面夹持的部位因自重而容易落下，因此能够可靠地切断通电从而进一步提高安全性。此外，在这种导电性金属膜3的宽度尺寸遍及电阻体I全周未相同的情况下，由于上述最小长度P成为从电极2到导电性金属膜3的图示下侧较宽部分的尺寸，因此优选将该最小长度P设定为比电阻体I的半径R还大(P SR)。另外，由于该情况下的导电性金属膜3的最小宽度尺寸L为图示上侧的较窄的部分，因此优选将该最小宽度尺寸L设定为比电阻体I的半径R还大(L ^ R)。
[0040]接下来，参照图7来说明本发明的第四实施方式例的陶瓷电阻器。此外，由于对图7中与图1~图4对应的部分标记相同的符号，因此省略重复的说明。[0041]图7所示的陶瓷电阻器13与上述第一乃至第三实施方式例的不同点在于，附设于电阻体I的外周面的导电性金属膜3的宽度方向两缘未形成直线状，导电性金属膜3的宽度方向两缘形成为波形状。在这种情况下，由于从一侧电极2到导电性金属膜3的波形状的波峰部的尺寸成为最小长度P，因此优选将该最小长度P设定为比电阻体I的半径R还大的尺寸(P ^ R)。另外，由于导电性金属膜3的左右波形状的波谷部之间的长度成为最小宽度尺寸L，因此优选将该最小宽度尺寸L也设定为比电阻体I的半径R还大(L≥R)。
[0042]此外，在上述各实施方式例中，虽然对在电阻体I外周面的长度方向中央部附设一卷导电性金属膜3的情况进行说明，但是也可以在电阻体I的外周面上沿长度方向保持规定间隔地附设二卷以上的导电性金属膜3。
[0043]符号的说明
[0044]1-电阻体，Ia-电流集中部位，Ib-电流绕行部位，2_电极，3_导电性金属膜，4_导线端子，5-基底电极，P-最小长度，L-最小宽度尺寸，11、12、12、14-陶瓷电阻器。
【权利要求】
1.一种陶瓷电阻器，其具备在绝缘性陶瓷中混合导电物质并烧结而成的圆柱状电阻体和嵌入安装于该电阻体长度方向的两端部的一对电极，上述陶瓷电阻器的特征在于， 在上述电阻体的外周面的一部分且从上述电极离开的区域遍及全周地附设有电阻比该电阻体低的导电性金属膜。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电阻器，其特征在于， 若将上述电阻体的半径记作R、将从上述电极到上述导电性金属膜的最小长度记作P，则设定P > R。
3.根据权利要求2所述的陶瓷电阻器，其特征在于， 若将上述导电性金属膜的沿长度方向的最小宽度尺寸记作L，则设定L > R。
4.根据权利要求1?3任一项所述的陶瓷电阻器，其特征在于， 上述导电性金属膜的主要成分为银。
【文档编号】H01C1/148GK103843078SQ201280047818
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月24日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】平泽浩一, 伯耆原茂, 小松英幸, 有贺善纪, 大泽亮 申请人:兴亚株式会社