JP2007078599A

JP2007078599A - 電流検出用抵抗器及び制御装置

Info

Publication number: JP2007078599A
Application number: JP2005269366A
Authority: JP
Inventors: Takuro Kanazawa; 拓朗金沢; Akira Mishima; 彰三島; Ryoichi Kobayashi; 良一小林; Katsuya Koyama; 克也小山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】
無効抵抗の小さな電流検出用抵抗器を提供する。
【解決手段】
本発明の電流検出用抵抗器は、回路パターンを流れる電流の通電部、および該電流を検出するための検出部分を備え、通電部は本体部分から凸になるように湾曲した天板部分、該部分の両端に設けた半田付け用の端子部分、および天板部分と端子部分とを接続する脚部分を有し、前記電流検出部は前記脚部から折り曲げられ、電流検出部と脚部はスリットにより分離され、前記スリットは前記脚部の半分以下の位置と端子部分との間の位置にあることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば制御装置の主回路電流を検出するなどの目的で、基板上に実装される電流検出用抵抗器及びそれを用いた制御装置に関するものである。

電流検出用抵抗器に電流を流すことで、抵抗器の端子間には電圧降下Ｖが生じる。従って、この電圧降下Ｖを測定することで、抵抗器の既知の抵抗値Ｒにより電流Ｉが求められる。特開２００４−２２１１６０号公報（特許文献１）の図１には、基板４の回路パターン６ａ，６ｂに半田付け実装される電流検出器が、回路パターン６ａ，６ｂを流れる電流の通電部８、および該電流を検出するための検出部１８を備える電流検出用抵抗器が記載されている。また、特開平１０−１１６７１０号公報（特許文献２）の図１及び図２には、金属板からなる短冊状の抵抗体１の両端をスリット２により分離し、電流端子１ａと電圧端子１ｂを備える構造の電流検出用抵抗器が記載されている。

特開２００４−２２１１６０号公報特開平１０−１１６７１０号公報

特許文献１の電流検出用抵抗器では、半田の這い上がりによる影響により電流検出精度が下がるのを抑制するために、天板部の高さに電流検出部およびスリットが設けられている。これにより電流検出端子は、個々の製品で一定の値を持たない半田這い上がり部の電気抵抗の影響を受けず、電流検出部に発生する電圧降下のみを正確に検出することが可能となる。このとき、電流検出用抵抗器の全抵抗値は、半田這い上がり部の無効抵抗と電流検出部の有効抵抗の合計からなっている。一般に上記無効抵抗は有効抵抗と同じ程度の大きさを持ち、全抵抗の半分程度しか有効抵抗として使用されていない。しかし基板に流れる電流が大きくなるにつれて、小さな抵抗値を有する電流検出抵抗器への要望が高まり、本来の電流検出のために用いられない無効抵抗による損失の低減が重要な課題となっている。

本発明はこのような課題を解決するものであり、無効抵抗の小さな電流検出用抵抗器を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の電流検出用抵抗器は、回路パターンを流れる電流の通電部、および該電流を検出するための検出部分を備え、通電部は本体部分から凸になるように湾曲した天板部分、該部分の両端に設けた半田付け用の端子部分、および天板部分と端子部分とを接続する脚部分を有し、前記電流検出部は前記脚部から折り曲げられ、電流検出部と脚部はスリットにより分離され、前記スリットは前記脚部の半分以下の位置と端子部分との間の位置にあることを特徴とする。

本発明の電流検出用抵抗器は、特許文献２のように検出部が端子部の一部から構成されておらず、検出部を脚部分から折り曲げる構成となっているため、端子部分の半田付け面積を十分にとることができ、これにより端子部の電流の通電面積が大きくなり、端子部の無効抵抗を小さくすることができる。

また、抵抗器の有効抵抗部分はスリットの一端側から他端側の間にある天板部および脚部の面積であるため、スリットを脚部分の低い位置から折り曲げることにより脚部分および天板部分の面積を特許文献１よりも大きくとることができ、各部の通電面積を十分に確保することができる。これにより天板部および脚部の無効抵抗を削減することができ、さらに小さな有効抵抗値の抵抗器を得られる効果がある。

以下、本発明の実施例を図面を使って説明する。

図１は、本発明の実施例１を示したものである。

天板部６は、両端の脚部５ａ，５ｂによって支持され、脚部５ａ，５ｂは端子部４に接続されており、基板に対して凸になるように湾曲している。端子部４は基板２に半田３によって接続されている。電流検出用抵抗器１ａの端子部４と電流検出部７ａ，７ｂの半田付け面は同一平面状に位置している。検出部７ａは脚部５の一端側の側面から、検出部
７ｂは他端側の側面から対称になるよう折り曲げられている折り曲がり部を有している。折り曲がり部は天板部に切り込みを入れて、脚部分から基板に対して凸になるような方向に折り曲がっている。脚部５ａ，５ｂと電流検出部７ａ，７ｂの間はスリット８ａ，８ｂにより分離されている。電流検出部７ａ，７ｂの間の電圧を測定し、測定した電圧の値から抵抗器に流れる電流の値を算出する。

スリット８ａ，８ｂは、例えば特開２００４−２２１１６０号公報に開示された従来の電流検出用抵抗器とは異なり、脚部分５ａ，５ｂの二分の一以下の高さから設けられているため通電面積を確保することができ、脚部分の無効抵抗を削減することができる。図２に、提案する抵抗器においてスリット８ａ，８ｂの高さ（Ｌ２）を変化させた場合における有効・無効抵抗値のシミュレーション結果を示す。図２から、低い位置にスリットの高さを設けることにより、無効抵抗を削減することが可能であることが分かる。

また、スリット８ａ，８ｂを脚部分の二分の一以上の高さに設けることによっても無効抵抗の削減効果は得られるが、低い位置から折り曲げることによりその効果も大きいため、二分の一以下に設けることが望ましい。

図３は本発明の実施例２を示したものであり、図４は図３の抵抗器を伸ばした状況の図である。図３において、実施例１と同一部は同じ符号で示す。

脚部５ｃ，５ｄの高さが低く、脚部の二分の一以下の高さにスリット８ｃ，８ｄを設置すると半田の這い上がりの影響が非常に大きい状況、または製造過程において二分の一の高さにスリットを設置するのが困難な状況において、検出部７ｃは天板部６の一端側の側面から、検出部７ｄは他端側の側面から対称になるよう折り曲げられている折り曲がり部を有している。天板部６と検出部７ｃ，７ｄの間はスリット８ｃ，８ｄにより分離されており、電流検出部７ｃ，７ｄの間の電圧を測定し、測定した電圧の値から抵抗器に流れる電流の値を算出する。

スリット８ｃ，８ｄまでの長さＬ４は、抵抗器の全長Ｌ３に対して３割以下の長さとすることで、天板部６の通電面積を確保することができるため、無効抵抗を削減することができる。

また、スリット８ｃ，８ｄまでの長さＬ４を抵抗器の全長Ｌ３の３割以上にしても無効抵抗の削減効果は得られるが、Ｌ４が短いほど無効抵抗の削減効果は大きいため、スリット８ｃ，８ｄまでの長さＬ４は、抵抗器の全長Ｌの３割以下にすることが望ましい。

実施例３のモータ駆動用インバータ装置の回路図を図５に示す。電流検出用抵抗器１１〜１３を用いて各相に流れる電流値を検出しモータ１５への入力電流を制御する。この際、電流検出用抵抗器１１〜１３の無効抵抗を小さくすることにより、インバータ装置の損失を少なくすることが可能である。

実施例４のインバータモジュールを図６に示す。銅箔パターン２０に流れる電流を電流検出用抵抗器１８により検出することによりインバータ出力を制御する。この際、電流検出用抵抗器の無効抵抗を小さくすることにより、インバータモジュールの損失を少なくすることが可能である。

電流検出用抵抗器の実施方法を示した説明図である。（実施例１）スリット高さと無効抵抗値の関係図である。電流検出用抵抗器の実施方法を示した説明図である。（実施例２）図３の電流検出用抵抗器を平面上に伸ばした図である。電流検出用抵抗器を有する制御装置の回路図である。（実施例３）電流検出用抵抗器を有する制御装置の回路図である。（実施例４）

符号の説明

１ａ，１ｂ，１１〜１３，１８…電流検出用抵抗器、２ａ，２ｂ…基板、３…半田層、４…端子部、５ａ〜５ｄ…脚部、６…天板部、７ａ〜７ｄ…検出部、８ａ〜８ｄ…スリット、９…直流電源、１０…電解コンデンサ、１４ａ〜１４ｆ，１６…半導体素子、１５…モータ、１７…半田、１９…銅、２０…銅箔パターン、２１…絶縁シート、２２…ベース基板、Ｌ１…抵抗器の脚部の高さ、Ｌ２…抵抗器のスリット高さ、Ｌ３…抵抗器の通電方向全長、Ｌ４…抵抗器の端子部からスリットまでの長さ。

Claims

抵抗器を備える電流検出器であって、前記抵抗器は２点間の電圧を検出するための２つの電流検出部、基板に対して凸になるように湾曲した天板部、前記天板部の両端に設けた脚部および前記脚部の端部に設けられ前記基板に半田により接続される一対の端子部を有し、前記電流検出部は前記脚部から折り曲げられ、電流検出部と脚部との間にはスリットが設けられており、前記スリットの高さは前記脚部分の二分の一以下の位置に設けられていることを特徴とする電流検出用抵抗器。
抵抗器を備える電流検出器であって、前記抵抗器は２点間の電圧を検出するための２つの電流検出部、基板に対して凸になるように湾曲した天板部、前記天板部の両端に設けた脚部および前記脚部の端部に設けられ前記基板に半田により接続される一対の端子部を有し、前記電流検出部は前記天板部から折り曲げられ、電流検出部と天板部との間にはスリットが設けられており、前記抵抗器を板状に伸ばしたときの前記端子部の一端側から前記スリットの一端側までの通電方向の長さは、前記抵抗器の通電方向の全長の３割以下であることを特徴とする電流検出用抵抗器。
請求項１において、前記電流検出部は前記抵抗器の通電方向一端側の脚部分から折り曲がる部分および通電方向他端側の脚部分から折り曲がる部分を有することを特徴とする電流検出用抵抗器。
請求項１または２において、前記折り曲げ部は前記抵抗器に通電方向とは交差する方向に対して一端側と他端側に設けられていることを特徴とする電流検出用抵抗器。
請求項１または２において、前記端子部分は、通電方向とは直交する方向の幅に関し、前記脚部分または前記天板部分より大きく形成されていることを特徴とする電流検出用抵抗器。
請求項１または２において、前記電流検出部は通電方向とは直交する方向の幅に関し、前記天板部分より小さく形成されていることを特徴とする電流検出用抵抗器。
抵抗器を備える電流検出器を有する制御装置であって、前記抵抗器は２点間の電圧を検出するための２つの電流検出部、基板に対して凸になるように湾曲した天板部、前記天板部の両端に設けた脚部および前記脚部の端部に設けられ前記基板に半田により接続される一対の端子部を有し、前記電流検出部は前記脚部から折り曲げられ、電流検出部と脚部との間にはスリットが設けられており、前記スリットの高さは前記脚部分の二分の一以下の位置に設けられていることを特徴とする制御装置。
抵抗器を備える電流検出器を有する制御装置であって、前記抵抗器は２点間の電圧を検出するための２つの電流検出部、基板に対して凸になるように湾曲した天板部、前記天板部の両端に設けた脚部および前記脚部の端部に設けられ前記基板に半田により接続される一対の端子部を有し、前記電流検出部は前記天板部から折り曲げられ、電流検出部と天板部との間にはスリットが設けられており、前記抵抗器を板状に伸ばしたときの前記端子部の一端側から前記スリットの一端側までの通電方向の長さは、前記抵抗器の通電方向の全長の３割以下であることを特徴とする制御装置。
請求項７において、前記電流検出部は前記抵抗器の通電方向一端側の脚部分から折り曲がる部分および通電方向他端側の脚部分から折り曲がる部分を有することを特徴とする制御装置。
請求項７または８おいて、前記電流検出部は通電方向とは交差する方向に対して一端側と他端側に設けられていることを特徴とする制御装置。
請求項７または８において、前記端子部分は、通電方向とは直交する方向の幅に関し、前記脚部分または天板部分より大きく形成されていることを特徴とする制御装置。
請求項７または８において、前記電流検出部は、通電方向とは直交する方向の幅に関し、前記天板部分より小さく形成されていることを特徴とする制御装置。