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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Stromdetektionswiderstände und insbesondere bezieht sie sich auf Stromdetektionswiderstände, die geeignet sind, um Hochfrequenzströme zu detektieren.
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Technischer Hintergrund
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Der Widerstand wurde bereits in elektronischen Einrichtungen zur Leistungsversorgungssteuerung verwendet, insbesondere zur Messung von elektrischer Gleichstromleistung. Der Widerstand hat eine hervorragende Stromdetektionsgenauigkeit und eine kleine Temperaturdrift, und auch wenn ein großer Strom angelegt wird, wird keine übermäßig große Wärmeerzeugung verursacht. Somit ist der Widerstand in einem Bereich verwendet worden, wo niedriger Widerstand erforderlich ist. Beispielsweise ist ein Widerstand vorgeschlagen worden, der aus einer plattenförmigen Konfiguration besteht (siehe offengelegte japanische Patentveröffentlichung
2002-57009 ).
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In letzter Zeit ist eine komplexe Steuerung elektrischer Leistung, welche Invertervorrichtungen bzw. Wechselrichtervorrichtungen usw. verwendet, bei elektronischen Einrichtungen zur Energieeinsparung und für hohe Effizienz eingesetzt worden. Außerdem ist eine hochgenaue Detektion von Hochfrequenzströmen im Gebiet der Leistungsquellensteuerung usw. erwünscht. Jedoch ist in einem Fall der Verwendung eines Widerstandes mit plattenförmiger Konfiguration, dieser nicht für eine hochgenaue Stromdetektion geeignet, da ein Skin-Effekt auftreten kann, und zwar im Vergleich zu einer Stufe bzw. einem Bereich von niedriger Frequenz. Das heißt, weil eine vorgespannte Stromverteilung im Widerstandskörper durch einen Skin-Effekt verursacht wird, und ein effektiver Bereich bzw. Querschnitt, wo der Strom fließt, verringert wird, ändert sich dann der Widerstand des Widerstandes. Somit wird bezüglich Strömen, welche Hochfrequenzkomponenten aufweisen, eine genaue Stromdetektion im Widerstand schwierig, welcher in der zuvor erwähnten Bezugsschrift offenbart wurde.
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Auf der anderen Seite werden Hall-Sensoren usw. im Allgemeinen zur Messung von Hochfrequenzströmen verwendet. Jedoch ist eine Miniaturisierung der Einrichtungen erwünscht, und dabei gibt es ein Problem, dass man die Anforderung der Miniaturisierung von Einrichtungen nicht ausreichend durch Stromdetektion mit den Hall-Sensoren usw. erreichen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die Erfindung ist basierend auf den obigen Umständen gemacht worden. Daher ist es ein Ziel der Erfindung einen Stromdetektionswiderstand vorzusehen, der klein ist und einen Einfluss des Skin-Effektes des Hochfrequenzstroms verhindert.
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Lösung des Problems
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Der Widerstand der Erfindung weist einen Widerstandskörper und zumindest ein Paar von Elektroden auf, wobei der Widerstandskörper in eine Säulen- bzw. Zylinderform mit einem Durchmesser von 4 mm oder weniger konfiguriert ist, die zwischen den Elektroden angeordnet ist. Jede der Elektroden ist so gemacht, dass sie in der Richtung, in der die Elektroden angeordnet sind, länger gemacht wird und zwar länger als zweimal die Distanz zwischen den Elektroden, die den Widerstandskörper zwischen sich aufnehmen. Weiterhin ist jede der Elektroden quadratisch-säulenförmig, und der Widerstandskörper ist etwa in der Mitte der Elektrode im Querschnitt befestigt.
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Gemäß der Erfindung wird dadurch, dass der Widerstandskörper mit einem dünnen Durchmesser hergestellt wird, die Widerstandsveränderung durch den Skin-Effekt verhindert, wenn ein Hochfrequenzstrom angelegt wird, wobei dann die Stromdetektion mit hoher Genauigkeit auch für Ströme möglich wird, die Hochfrequenzkomponenten aufweisen. Da jede der Elektroden quadratisch-säulenförmig ist und so gemacht ist, dass sie in der Richtung, in der die Elektroden angeordnet sind, länger gemacht wird, kann dann die Oberflächenmontage bzw. das Surface-Mounting leicht gemacht werden und der Befestigungsbereich auf dem Schaltungsmuster kann leicht sichergestellt werden und die Wärmeabstrahlung kann verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 1(a) ist eine perspektivische Ansicht, 1(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie AA der 1(c), 1(c) ist eine Ansicht (von unten) und 1(d) sind linke und rechte Seitenansichten des Widerstands des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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2 ist eine Querschnittsansicht des Widerstands des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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3 3(a) ist eine perspektivische Ansicht und 3(b) ist eine Querschnittsansicht des Widerstands des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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4 4(a) ist eine perspektivische Ansicht, 4(b) sind linke und rechte Seitenansichten, 4(c) ist eine Ansicht (von unten), 4(d) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie BB der 4(c), 4(e) ist eine Frontansicht (Rückansicht) und 4(f) ist eine Querschnittsansicht mit Sichtrichtung entlang einer Richtung des Pfeils CC der 4(e) des Widerstandes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Herstellungsprozess des Widerstandes des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
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6A ist eine perspektivische Ansicht, die einen modifizierten Herstellungsprozess davon zeigt.
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6B ist eine Ansicht, die einen modifizierten Herstellungsprozess des Widerstandskörpers und eines Schweißverfahrens davon zeigt.
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7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Herstellungsprozess des Widerstandes des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen modifizierten Herstellungsprozess zeigt, wie oben gezeigt.
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9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Herstellungsprozess des Widerstandes des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
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10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen modifizierten Herstellungsprozess zeigt, wie oben gezeigt.
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11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Herstellungsprozess des Widerstandes des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
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12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Montageprozess des Widerstandes der Erfindung zeigt.
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13 ist eine Ansicht, die Anordnungsbeispiele der Spannungsdetektionsanschlüsse der 12 zeigt.
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14 ist eine Kurvendarstellung, die Frequenzcharakteristiken des Widerstandes gemäß dem Widerstand der Erfindung zeigt.
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15 ist eine Kurvendarstellung, die Frequenzeigenschaften eines Induktionsveränderungsverhältnisses des Widerstandes der Erfindung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unten mit Bezugnahme auf die 1 bis 15 beschrieben. Gleiche oder entsprechende Teile oder Elemente werden in allen Ansichten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und erklärt.
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1 zeigt Strukturen des Widerstandes des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der Widerstand weist einen Widerstandskörper 11 und mindestens ein Paar von Elektroden 12 auf. Das Widerstandslegierungsmaterial, wie beispielsweise eine Legierung aus dem Cu-Mn-Ni-System und eine Legierung aus dem Cu-Ni-System, die im Allgemeinen für den Widerstand verwendet werden, kann für den Widerstandskörper 11 verwendet werden. Was die Elektroden 12 betrifft, wird Cu usw. verwendet, welches ein Metallmaterial mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ist.
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Der Widerstandskörper 11 ist so konfiguriert, dass er eine Säulen- bzw. Zylinderform mit 4 mm oder weniger hat, die zwischen den Elektroden 12 angeordnet ist. Dadurch, dass man den Widerstandskörper mit einem dünnen Durchmesser herstellt, wird eine Widerstandsveränderung durch einen Skin-Effekt verhindert, wenn ein Hochfrequenzstrom angelegt wird, wobei dann eine Stromdetektion mit hoher Genauigkeit für Ströme möglich wird, die in einem gewissen Ausmaß hochfrequente Komponenten aufweisen. Das heißt, was den Stromdetektionswiderstand betrifft, bei dem angenommen wird, dass die Detektion von Gleichstrom grundlegend vorliegt, wird dort eine Verringerung bzw. Verkleinerung des Stromlaufpfades durch den Skin-Effekt nicht wesentlich verursacht, und zwar nicht in dem gewissen Grad wie bei hochfrequentem Strom, wobei eine Stromdetektion mit hoher Genauigkeit immer noch möglich ist, genauso wie bei Gleichstrom. Obwohl es möglich ist, einen quadratischen säulenförmigen Widerstandskörper einzusetzen, ist es weiterhin vorzuziehen, kreisförmige säulenförmige Körper vorzusehen, um den Skin-Effekt zu verhindern, wenn der Durchmesser der Gleiche ist.
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Wie in 1 gezeigt, gibt es eine Stufendifferenz bzw. einen Absatz an einem Verbindungsteil zwischen dem Widerstandskörper 11 und der Elektrode 12. Weil der Spannungsdetektionsanschluss an der Endstirnseite der Elektrode 12 an einer Seite festgelegt sein kann, wo der Widerstandskörper 11 angeschlossen ist, kann daher eine hochgenaue Stromdetektion basierend auf dem effektiven Widerstand möglich sein. Jede der Elektroden 12 ist quadratisch und säulenförmig, und der Widerstandskörper ist ungefähr in der Mitte der Elektrode im Querschnitt befestigt. Wegen dem Einsatz der quadratischen säulenförmigen Elektrode ist das Surface-Mounting bzw. die Oberflächenmontage leicht, und die Handhabung ist bequem, da es keine Richtungsabhängigkeit bezüglich oben und unten gibt.
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Jede der Elektroden 12 ist so gemacht, dass sie in der Richtung länger ist, in der die Elektroden angeordnet sind, und länger als zweimal die Distanz zwischen den Elektroden, welche den Widerstandskörper zwischen sich aufnehmen. Somit kann der Befestigungsbereich auf dem Schaltungsmuster leicht sichergestellt werden, und eine Wärmeabstrahlung kann verbessert werden. Weil der Durchmesser des Widerstandskörpers 11 klein ist, wird dann die Wärmeabstrahlung des Widerstandskörpers 11 wichtig, um die Haltbarkeit sicherzustellen. Außerdem hat die Elektrode 12 einen Querschnittsbereich, der größer ist als der Querschnittsbereich des Widerstandskörpers 11. Weil der Strompfad so konfigurier ist, dass er vom Verdrahtungsmuster zur Elektrode 12 und zum Widerstandskörper 11 allmählich schmaler wird, kann auch dann, wenn ein großer Strom gemessen wird, eine übermäßig große Lastkonzentration auf den Widerstandskörper verhindert werden.
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Weiterhin ist die Länge des Widerstandskörpers 11 kleiner als 1,5-mal der Durchmesser des Widerstandskörpers. Das heißt, der Durchmesser des Widerstandskörpers ist so ausgeführt, dass er dünner ist, dass er 4 mm oder weniger hat und dass seine Länge verkürzt wird. Dann wird der Widerstand geeignet zum Detektieren von großen Strömen mit hoher Frequenz, und man kann einen niedrigen Widerstand und Miniaturisierung erreichen. Da der Durchmesser des Widerstandskörpers 11 dünn ist, zeigt er Schwächen bei der Festigkeit, wenn er zu lang ist.
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Als nächstes werden der Widerstand und die Größe der Widerstände basierend auf speziellen Beispielen beschrieben. Der Widerstand des Produktes ist so ausgelegt, dass er 0,1 mΩ oder 0,2 mΩ ist. Unter der Annahme, dass der Nenn-Widerstand 0,2 mΩ ist und eine Legierung des Cu-Mn-Ni-Systems für einen Querschnitt verwendet wird, der kreisförmig ist, und wenn der Durchmesser ϕ 1 mm ist, wird die Länge N 0,36 mm, wenn der Durchmesser ϕ 2 mm ist, wird die Länge N 1,42 mm, und wenn der Durchmesser ϕ 3 mm ist, wird die Länge N 3,2 mm. Das heißt, die Länge N des Widerstandskörpers ist so gemacht, dass die Länge kürzer ist als 1,5-mal der Durchmesser ϕ.
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In dem Fall, dass, wenn der Durchmesser (des Widerstandskörpers 2 mm ist, die Länge N 1,42 mm wird (d. h., im Fall, dass der Widerstand 0,2 mΩ ist), wird die Länge M der Elektrode 12 in der Richtung, in der die Elektroden angeordnet sind, auf 5 mm eingestellt, und die Breite der Elektrode P wird auf 3 mm eingestellt. Durch Einsatz dieser Größen können hervorragende Frequenzeigenschaften des Widerstandes und Wärmeableitung in guter Balance erreicht werden.
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2 zeigt den Widerstand des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel ist, dass ein konkaver Teil Q an der Elektrode 12a an der Anlagefläche zum Widerstandskörper vorgesehen ist, und dass der Endteil des Widerstandskörpers 11 in den konkaven Teil gepasst ist und befestigt ist. Daher wird eine Positionierung des Widerstandskörpers leicht, und eine Verbindung zwischen dem Widerstandskörper und der Elektrode kann einfacher geformt werden.
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3 zeigt den Widerstand des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel wird die Elektrode 12 so geformt, dass sie wie ein Rohr ist und der Widerstand hat eine Struktur, so dass beide Endteile des dünnen Widerstandskörpers 11 durch die Elektrode 12b verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel kann eine Veränderung des Widerstandes gemäß dem Skin-Effekt verhindert werden, wenn Hochfrequenzstrom fließt, indem der Durchmesser des Widerstandskörpers 11 dünn gemacht wird.
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Da der Widerstand die Struktur hat, dass der Widerstandskörper durch die Innenseite der Elektrode 12 verläuft, wird auch eine Pressbearbeitung möglich, wie später erwähnt, und eine Anwendung einer thermischen Einpassung bzw. Schrumpfpassung kann auch möglich sein. Hier ist das thermische Passen ein Verfahren, bei dem ein Loch der Elektrode, wie beispielsweise das Rohr, durch Aufbringen von Wärme erweitert wird, der Widerstandskörper in das Loch eingeführt wird und abgekühlt wird, und wobei dann die Elektrode und der Widerstandskörper eng zusammengezogen bzw. zusammengepresst werden und durch die Elektrode fixiert werden, wie beim Aufschrumpfen eines Rohres.
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4 zeigt den Widerstand des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel wird der Widerstandskörper durch einen säulen- bzw. zylinderförmigen Widerstandskörper 11 an einem mittleren Teil und flache Widerstandskörper 11a an beiden Enden davon gebildet. Eine plattenförmige Elektrode 12c ist an beiden oberen und unteren Oberflächen des flachen Widerstandskörpers 11a vorgesehen. Daher hat die Struktur einen dünnen säulenförmigen Widerstandskörper an einem mittleren Teil und quadratische säulenförmige Elektroden an beiden Enden davon, genauso wie bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen. In dem Ausführungsbeispiel gibt es dadurch, dass es quadratische säulenförmige Elektroden 12c hat, gleiche Vorteile wie bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen, wie beispielsweise eine einfache Oberflächenmontage bzw. Surface-Mounting und eine Verbesserung der Wärmeabstrahlung.
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5 zeigt ein Herstellungsverfahren für den Widerstand des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Zuerst wird ein Streifenmaterial 20, bei dem ein Streifenmaterial für eine Elektrode 20a, ein Streifenmaterial für einen Widerstand 20b und ein Streifenmaterial für eine Elektrode 20a durch Clad-Bonding bzw. Plattierungsverbindung hergestellt wird, vorbereitet, wie bei (a) gezeigt. Der Materialstreifen 20 kann durch Schweißen gebildet werden, wie beispielsweise durch Laserschweißen, nachdem ein Materialstreifen für die Elektrode 20a, ein Materialstreifen für den Widerstand 20b bzw. ein Materialstreifen für eine Elektrode 20a vorbereitet wurde. Danach wird der Materialstreifen 20 durch Pressen usw. zu rechteckigen Materialstücken geschnitten, wobei jedes einem Teil eines Widerstandes entspricht.
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Als nächstes werden beide Endteile des rechteckigen Materialstücks 21, welches ausgeschnitten wurde, durch ein Werkzeug gehalten und gedreht. Durch Drücken eines Schneidwerkzeugs an den Materialstreifen für den Widerstand 20b, wird dieser so geschnitten, dass der Widerstandskörper 11 geformt wird, der einen Querschnitt eines Kreises hat. Ein Teil des Materialstreifens für die Elektrode 20a wird so wie er ist zur Elektrode 12, indem er auf die Größe der Elektroden angepasst wird, wenn der Materialstreifen 20 geschnitten wird, um ein rechteckiges Materialstück 21 zu formen. Weiterhin kann eine Verwerfung bei der Metallbearbeitung, die durch Schneiden des Materialstreifens für den Widerstand 20b erzeugt worden ist, durch Wärmebehandlung bei 200 bis 600°C entfernt werden. Falls nötig, wird außerdem der Widerstand eingestellt.
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6A zeigt eine Variante des Herstellungsverfahrens für den Widerstand des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Zuerst wird ein Materialstreifen für eine Elektrode 23, der einen rechteckigen Querschnitt hat, und eine Drahtstange für den Widerstand 24, die einen kreisförmigen Querschnitt hat, vorbereitet. Der Materialstreifen 23 wird durch Pressen usw. ausgeschnitten, so dass er zur Größe der Elektrode 12 passt, um einen Elektrodenchip 23c zu bilden. Genauso wird die Drahtstange 24 so geschnitten, dass sie zur Größe des Widerstandskörpers 11 passt, um den Widerstandskörperchip 23c zu bilden.
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Als nächstes wird wie bei (b) gezeigt, ein Teil des Widerstandskörperchips 24c zwischen zwei Teilen des Elektrodenchips 23c angeordnet. In dem Fall liegt Wachsmaterial bzw. Lotmaterial 25 an der Schnittstelle zwischen dem Elektrodenchip 23c und dem Widerstandskörperchip 24c. Dann wird durch Aufheizen auf 600 bis 900°C entsprechend dem Wachs- bzw. Lotmaterial eine Verbindung durch das Wachs- bzw. Lotmaterial gebildet. Als eine Folge wird der Widerstand des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung fertiggestellt, wie bei (c) gezeigt. Weiterhin wird der Widerstand eingestellt, falls nötig.
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6B(a) zeigt eine Variante zum Formen des Widerstandskörperchips 24c. Ein Flächenelement 27 aus Widerstandsmaterial, welches eine Dicke entsprechend einer Länge des Widerstandskörpers 11 in der axialen Richtung (Anordnungsrichtung der Elektroden) hat, wird vorbereitet. Dann kann durch Scheren mit einer Presse ein Widerstandskörperchip 24c erhalten werden, der einen erforderlichen Durchmesser und eine erforderliche Länge in axialer Richtung hat.
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6B(c) zeigt eine Variante des Verbindungsverfahrens unter Verwendung eines Wachs- bzw. Lotmaterials. In dem Beispiel werden der Widerstandskörperchip 24c und die Elektrodenchips 23c durch Laserschweißen unter Verwendung einer Laserstrahlbestrahlungseinheit 28 verbunden. Weiterhin können ohne Einschränkung auf das Laserschweißen verschiedene Schweißverfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise Elektronenstrahlschweißen usw.
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7 zeigt ein Herstellungsverfahren für den Widerstand des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Wie bei (a) gezeigt, wird ein konkaver Teil Q auf dem Elektrodenchip 23c geformt, der auf dem Elektrodenstreifenmaterial ausgebildet ist (siehe 6A). Weiter wird ein Widerstandskörperchip 24c in den konkaven Teil Q gelegt, wie bei (b) gezeigt. Die Elektrodenchips 23c und der Widerstandskörperchip 24c können durch Pressverbindung oder Laserschweißen oder Wachs- bzw. Lotverbindung verbunden werden, wobei Wachs- bzw. Lotmaterial zuvor in dem konkaven Teil Q abgelagert wird. Als eine Folge wird der Widerstand des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung (siehe 2) fertiggestellt, wie in (c) gezeigt.
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8 zeigt eine Variante des Herstellungsverfahrens des Widerstandes des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren bei dem ein Lot bzw. eine Charge von Teilen gleichzeitig verarbeitet wird. Wie bei (a) gezeigt, wird ein Flächenelement 30 aus Elektrodenmaterial mit einer Dicke M (siehe 1(c)) entsprechend der Länge der Elektrode (in axialer Richtung) vorbereitet. Konkave bzw. vertiefte Teile Q werden regelmäßig in dem Flächenelement 30 aus Elektrodenstreifenmaterial geformt. Weiter wird ein Ende einer Vielzahl von Widerstandschips 24c in konkave Teile Q an dem unteren Flächenelement 30 aus Elektrodenmaterial eingesetzt und ein weiteres Ende der Widerstandschips 24c wird in konkave Teile Q an dem oberen Flächenelement 30 aus Elektrodenmaterial eingesetzt. Dann werden diese durch Druckverbindung usw. befestigt.
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Wie bei (b) gezeigt, werden die Flächenelemente 30 aus Elektrodenmaterial entlang einer Schnittlinie C abgeschnitten, um den Widerstandschip 24c in der Mitte anzuordnen, und um so die Elektrodenbreite P zu erzeugen (siehe 1(d)). Als eine Folge wird der Widerstand des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung fertiggestellt (siehe 2).
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9 zeigt ein Herstellungsverfahren des Widerstandes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie bei (a) gezeigt, werden eine Widerstandsdrahtstange 24 von großer Länge mit einem Durchmesser des herzustellenden Widerstandskörpers 11 und ein rechteckiges Elektrodenmaterial 31 mit einem halbkreisförmigen konkaven Teil im Querschnitt davon vorbereitet. Hier entspricht der Durchmesser im halbkreisförmigen konkaven Teil dem Durchmesser der Widerstandsdrahtstange 24.
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Wie bei (b) gezeigt, wird auch die Widerstandsdrahtstange 24 zwischen zwei Teilen des Elektrodenmaterials 31 eingeführt, und es werden zwei Stücke der Elektrodenmaterialien selbst und das Elektrodenmaterial 31 und die Widerstandsdrahtstange 24 verbunden, indem Wärme und Druck usw. aufgebracht werden. Zu dem Zeitpunkt kann die Verbindung durch das Aufbringen von Wärme stabilisiert werden.
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Die Widerstandsdrahtstange 24 von großer Länge wird zwischen zwei Elektrodenmaterialien 31 als ein Satz eingesetzt, und eine Vielzahl von Sätzen wird entlang der Drahtstange geformt. Hier ist eine Trennung L zwischen benachbarten Sätzen wichtig. Der Widerstand des Widerstandes wird durch die Trennung L bestimmt. Und, wie bei (c) gezeigt, die Sätze werden entlang der Schnittlinie C weggeschnitten. Als eine Folge wird, wie bei (d) gezeigt der Widerstand des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung fertiggestellt (siehe 3).
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10 zeigt eine Variante des Herstellungsverfahrens des Widerstandes des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Wie bei (a) gezeigt, wird als erstes eine Widerstandsdrahtstange 24 von großer Länge und ein Elektrodenmaterial wie das Rohr 32 von großer Länge vorbereitet. Wie bei (b) gezeigt, wird auch die Widerstandsdrahtstange 24 durch das Innere des rohrförmigen Elektrodenmaterials 32 geführt, und sie werden durch Aufbringen von Druck von außen verbunden (sog. Pressbearbeitung). Als nächstes werden sie entlang der Schnittlinie C weggeschnitten, um in Stücke 32c getrennt zu werden, wobei jedes einem Stück des Widerstandes entspricht.
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Als nächstes, werden, wie bei (c) gezeigt, beide Endteile des Stücks 32c mit einem Werkzeug gehalten, und es wird gedreht, wobei das Schneidwerkzeug 22 zum mittleren Teil des Stücks 32c gedrückt wird, und dieser Teil wird weggeschnitten. Dann wird die Widerstandskörperschicht freigelegt, und der Widerstandskörper 11, dessen Querschnitt zu einem Kreis wird, wird gebildet (siehe (d)). Weiterhin wird der Widerstand des dritten Ausführungsbeispiels (siehe 3) fertiggestellt, indem eine flache Stirnseite an der Oberfläche der Elektrode 32c durch Pressen oder Umformen geformt wird. Weiterhin kann nach der Bearbeitung des Elektrodenteils, so dass dieser quadratisch ist, ein Schneidvorgang zum Freilegen des Widerstandskörpers ausgeführt werden.
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Wenn die Elektrode 12b so geschmiedet bzw. umgeformt wird, dass sie eine quadratische Säule ist, kann weiter der konvexe Teil 13 geformt werden, der die Ausleitungsposition des Spannungsdetektionsanschlusses wird.
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11 zeigt ein Herstellungsverfahren des Widerstandes des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Wie bei (a) gezeigt, wird zuerst ein Schichtmaterial 33 von großer Länge vorbereitet, welches Widerstandsmaterial 33b aufweist, welches sandwichartig zwischen zwei Schichten eines Elektrodenflächenelementes 33a angeordnet ist. Als nächstes wird, wie bei (b) gezeigt, das Elektrodenmaterialflächenelement 33a im Mittelteil des Schichtmaterials 33 ausgeschnitten, um eine Nut 34 zu formen, wo das Widerstandsmaterialflächenelement 33b freigelegt ist. Als eine Folge wird das Elektrodenmaterialflächenelement 33a des Schichtmaterials 33 am mittleren Teil weggeschnitten und in einen linken und einen rechten Teil aufgeteilt. Die Nut 34 wird in ähnlicher Weise auf der Rückseite des Schichtmaterials 33 geformt. Außerdem wird das Schichtmaterial 33 in Stücke 33c entsprechend einem Stück eines Widerstandes geschnitten und abgetrennt.
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Als nächstes werden, wie bei (c) gezeigt, beide Endteile des Stücks 33c mit einem Werkzeug gehalten, und dieses wird gedreht, während ein Schneidwerkzeug 22 in die Nut 34 gedrückt wird, und dieser Teil wird weggeschnitten, um den Widerstandskörper 11 zu formen, dessen Querschnitt zu einem Kreis wird. Als eine Folge kann, wie bei (d) gezeigt, der Widerstand des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung geformt werden (siehe 4). Der Widerstand hat einen Widerstandskörper, der einen säulenförmigen Widerstandskörper 11 in der Mitte und flache Widerstandskörper 11a an beiden Enden davon hat, und eine plattenförmige Elektrode 12c ist sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des flachen Widerstandskörpers 11a vorgesehen.
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12 zeigt ein Beispiel einer Montage des Widerstandes der Erfindung. Es ist beispielsweise ein Schaltungsmuster 41 auf einem Aluminiumsubstrat 40 angeordnet. Der Widerstand, der einen säulenförmigen Widerstandskörper 11 zwischen rechteckigen Elektroden 12 hat, ist an dem Schaltungsmuster 41 mit Lot durch Oberflächenmontage bzw. Surface-Mounting befestigt. Die Spannungsdetektionsanschlüsse 14 sind an der Elektrode 12 in der Nähe der Verbindungsschnittstelle mit dem Widerstandskörper herausgeführt.
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13 zeigt eine Position der Herausführung des Spannungsdetektionsanschlusses in dem Beispiel. In Fall (a) ist die Position der Herausführung des Spannungsdetektionsanschlusses 14 an der Oberfläche X an der Elektrode 12 gelegen, da es eine Stufe zwischen den Außenflächen des Widerstandskörpers 11 und der Elektrode 12 gibt, wobei die Oberflächen X der Elektroden 12 den Widerstandskörper 11 sandwichartig aufnehmen. Als eine Folge ist es möglich, dies nahezu uneingeschränkt nahe an der Stromdetektion basierend auf dem Widerstandselement des tatsächlichen Widerstandskörpers auszuführen, da der Einfluss der Elektrode auf den Widerstand fast nicht vorhanden ist. Dann wird eine Stromdetektion mit hoher Genauigkeit möglich.
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Im Fall (b) ist die Position zum Herausführen des Spannungsdetektionsanschlusses 14 an der Oberfläche Y gelegen, d. h. an der Oberseite der Elektrode 12, und zwar in der Nachbarschaft der Ecke der Seitenfläche, die den Widerstandskörper 11 und die Oberseite der Elektrode 12 befestigt. Da der Einfluss des Widerstandes der Elektrode fast nicht eingeschlossen bzw. vorhanden ist, wird folglich die Stromdetektion mit hoher Genauigkeit in ähnlicher Weise möglich.
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14 zeigt Frequenzcharakteristiken des Widerstands bei den Widerständen der Erfindung. Frequenzcharakteristiken sind bei Widerstandskörpern mit einem Durchmesser von „ϕ8” (Durchmesser des Widerstandskörpers 8 mm) bis „ϕ1” (Durchmesser des Widerstandskörpers 1 mm) studiert worden. Als eine Folge beginnt bezüglich des dick bemessenen Widerstandes mit einem Durchmesser von „ϕ8” (Durchmesser des Widerstandskörpers 8 mm) der Einfluss des Skin-Effektes, bei einer Frequenz von 10 KHz oder mehr zu erscheinen, und der Widerstand steigt an.
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Bezüglich des vergleichsweise dünn bemessenen Widerstandes mit einem Durchmesser von „ϕ4” (Durchmesser des Widerstandskörpers 4 mm) beginnt der Einfluss des Skin-Effektes bei einer Frequenz von 100 KHz oder mehr aufzutreten, und der Widerstand steigt an. Bezüglich des am dünnsten bemessenen Widerstandes mit einem Durchmesser von „ϕ1” (Durchmesser des Widerstandskörpers 1 mm) beginnt der Einfluss des Skin-Effektes bei einer Frequenz von 1000 KHz oder mehr aufzutreten, und der Widerstand steigt an. Aus diesen Ergebnissen wird verständlich, dass der Einfluss durch den Skin-Effekt durch hochfrequenten Strom gesteuert werden kann, wenn der Widerstand einen Durchmesser von „ϕ4” (Durchmesser des Widerstandskörpers 4 mm) oder weniger hat.
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15 zeigt Frequenzcharakteristiken eines Induktivitätsveränderungsverhältnisses bei Widerständen der Erfindung. Wenn die Induktivität ansteigt, wird teilweise ein großer Fehler bei der Detektion von Hochfrequenzstrom verursacht. Was das Induktivitätsveränderungsverhältnis genauso wie das Widerstandsveränderungsverhältnis betrifft, wird deutlich, dass, wenn der Durchmesser des Widerstandskörpers dünner ist, dieser für einen Hochfrequenzbereich als Stromdetektionswiderstand verwendet werden kann.
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Obwohl Ausführungsformen der Erfindung erklärt wurden, ist die Erfindung jedoch nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, und verschiedene Veränderungen und Modifikationen können innerhalb des Umfangs des technischen Konzeptes der Erfindung vorgenommen werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Erfindung kann in geeigneter Weise für einen Stromdetektionswiderstand verwendet werden, insbesondere für einen Stromdetektionswiderstand, der Hochfrequenzstrom misst.
