JP2011003694A - Shunt resistor, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流検出用のシャント抵抗器に係り、特に抵抗合金板材からなる抵抗体の両端部に金属板材からなる主電極を接合した大電流用途のシャント抵抗器に関する。 The present invention relates to a shunt resistor for current detection, and more particularly to a shunt resistor for large current applications in which a main electrode made of a metal plate is joined to both ends of a resistor made of a resistance alloy plate.
従来から、前記構造のシャント抵抗器(例えば特許文献1参照)が車載用バッテリーの充放電の電流を監視する等の大電流の電流検出用途に広く用いられている。これらのシャント抵抗器は、抵抗合金板材からなる抵抗体と、その両端に固着した銅材からなる主電極とを備えており、主電極の適当な場所に検出電極部を設け、例えばそこにアルミワイヤーを接続することにより抵抗体両端部で発生した電圧を検出する。 Conventionally, a shunt resistor having the above-described structure (see, for example, Patent Document 1) has been widely used for large current detection applications such as monitoring charging / discharging current of a vehicle-mounted battery. These shunt resistors are provided with a resistor made of a resistance alloy plate and a main electrode made of a copper material fixed to both ends thereof, and a detection electrode section is provided at an appropriate location of the main electrode, for example, an aluminum electrode there. The voltage generated at both ends of the resistor is detected by connecting the wires.
このようなシャント抵抗器では、大電流の検出精度に優れていること、温度ドリフトが小さいこと、大電流が印加されても過剰な発熱をしないこと、1mΩ以下の低抵抗値であること、などが要求される。このような低抵抗値の抵抗器に生じる電圧を高精度且つ温度ドリフトを小さく検出するには、抵抗合金材料の種類や抵抗器の形状、構造の他、抵抗体両端部に生じる電圧を検出する端子の位置が大きく関係する。 Such a shunt resistor has excellent detection accuracy of a large current, a small temperature drift, no excessive heat generation even when a large current is applied, a low resistance value of 1 mΩ or less, etc. Is required. In order to detect the voltage generated in such a low-resistance resistor with high accuracy and small temperature drift, the voltage generated at both ends of the resistor is detected in addition to the type of the resistance alloy material, the shape and structure of the resistor. The position of the terminal is largely related.
すなわち、主電極における前記端子の位置は主電極上であれば抵抗体両端部に生じる電圧は一応検出可能であるが、1mΩ以下の低抵抗値の抵抗器では主電極内部抵抗を無視できないこと、主電極にワイヤーを固定する検出端子の場合、固定位置が明確に定まらないためにワイヤーの取り付け位置にバラツキが生じ、検出精度が安定しないという問題がある。 That is, if the position of the terminal on the main electrode is on the main electrode, the voltage generated at both ends of the resistor can be detected, but the internal resistance of the main electrode cannot be ignored with a resistor having a low resistance value of 1 mΩ or less, In the case of the detection terminal for fixing the wire to the main electrode, the fixing position is not clearly determined, so that there is a variation in the mounting position of the wire and there is a problem that the detection accuracy is not stable.
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、1mΩ以下の低抵抗値の大電流検出用途の抵抗器において、電流の検出精度を向上させたシャント抵抗器を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a shunt resistor with improved current detection accuracy in a resistor for large current detection having a low resistance value of 1 mΩ or less. .
本発明のシャント抵抗器は、抵抗合金板材からなる抵抗体と、該抵抗体の両端部に固定された所定の厚みを有する金属板材からなる一対の主電極と、該一対の主電極は互いに向かい合う対向面を有し、該対向面から突出した検出電極と、を備えたことを特徴とする。 The shunt resistor of the present invention includes a resistor made of a resistance alloy plate, a pair of main electrodes made of a metal plate having a predetermined thickness fixed to both ends of the resistor, and the pair of main electrodes facing each other. And a detection electrode protruding from the opposing surface.
また、本発明のシャント抵抗器の製造方法は、所定の厚みと幅を有する抵抗合金板材と、所定の厚みと幅を有する金属板材とを準備し、前記金属板材の両側に一対の主電極と、前記金属板材の中央部に前記一対の主電極を連結する連結部と、前記一対の主電極の互いに対向する面からその垂直方向に突出する検出電極とを形成し、前記一対の主電極に跨るように前記抵抗合金板材の両端部を、前記一対の主電極に接合し、前記連結部を切断して除去する、ことを特徴とする。 Further, the shunt resistor manufacturing method of the present invention comprises preparing a resistance alloy plate having a predetermined thickness and width and a metal plate having a predetermined thickness and width, and a pair of main electrodes on both sides of the metal plate. A connecting portion for connecting the pair of main electrodes to a central portion of the metal plate material, and a detection electrode projecting in a vertical direction from mutually opposing surfaces of the pair of main electrodes, Both ends of the resistance alloy sheet are joined to the pair of main electrodes so as to straddle, and the connecting portion is cut and removed.
以下、本発明の実施形態について、図1乃至図5を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same or equivalent member or element.
図1に示すように、このシャント抵抗器は、所定の厚みと幅を有する抵抗合金板材からなる抵抗体11の両端部に、所定の厚みと幅を有する金属板材からなる一対の主電極12a,12bが圧接等により固定されている。ここで、抵抗合金板材には、Cu−Mn系合金、Ni−Cr系合金、Cu−Ni合金などの板材が用いられ、主電極を構成する金属板材にはCu材が好適である。
As shown in FIG. 1, this shunt resistor has a pair of
そして、一対の主電極12a,12bは互いに向かい合う対向面A,Bを有し、該対向面からその垂直方向に突出した検出電極14a,14bを備える。検出電極14a,14bと主電極12a,12bとは一体であり、検出電極14a,14bは主電極12a,12bの一部分となっている。検出電極14a,14bには開孔Hを備え、電圧検出端子であるワイヤー15a,15bが開孔Hに挿入され、溶接等により固定される。
The pair of
検出電極14a,14bの上面は主電極12a,12bの上面(裏面)と同一面をなし、検出電極14a,14bの下面は主電極の抵抗体11が接合した下面(表面)と離隔している。そして、検出電極14a,14bは一対の主電極12a,12bの電流方向の中心軸線CC上に設けられている。
The upper surfaces of the
主電極12a,12bと一体のタブである検出電極14a,14bを設けることによって、ワイヤー15a,15bの固定位置が明確になる。このため、ワイヤー15a,15bの固定位置のばらつきによる検出精度の低下を抑制できる。そして、検出電極14a,14bを主電極12a,12bと一体とすることで、それらを別体で固着する構造に比べて特性が安定する。また機械的強度も高いので、ワイヤー固着時に主電極が変形することを抑えることができる。
By providing the
そして、検出電極14a,14bは、主電極12a,12bの対向面A、Bから突出していることで、抵抗体11の両端に生じる電圧を正確に検出することが可能となる。すなわち、抵抗値が1mΩ以下の低抵抗値の抵抗器では主電極内部の抵抗成分によって生じる電圧分布を無視できず、この電圧分布を考慮すると、電圧検出端子(ワイヤー15a,15b)の固定位置が、主電極の対向面A、Bから外側に離れるほど、抵抗値が高くなり且つTCRも増加することが明らかである。
The
従って、主電極の対向面A,Bにおいて電圧を検出することが理想的であり、上記構成によりこれを可能にする。ちなみに、従来の電圧検出端子(ワイヤー15a,15b)を主電極12a,12bに溶接等により固定する場合には、ワイヤー15a,15bを対向面A,Bに配置することは事実上困難であり、主電極内部の抵抗成分によって生じる電圧分布を含まない対向面A,Bにおける電圧検出は不可能である。
Therefore, it is ideal to detect the voltage on the opposing surfaces A and B of the main electrode, and this is possible with the above configuration. Incidentally, when fixing the conventional voltage detection terminals (
なお、主電極12a,12bには、ボルト締め用の貫通孔16a,16bを備える。貫通孔は形成しなくてもよいし、貫通孔内にボルトによる締め付け固定用のネジ溝を形成したり、金属板材20にボルトを突出形成させたり等、基台等への固定方法に応じて種々変更可能である。
The
次に、このシャント抵抗器の製造方法について、図2を参照して説明する。まず、図2(a)に示すように、所定の厚みと幅を有する金属板材20を準備する。金属板材20の概略寸法は一例として、長さ80mm程度、幅20mm程度、厚さ3mm程度である。
Next, the manufacturing method of this shunt resistor is demonstrated with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, a
次に、図2(b)に示すように、金属板材20の中間部分に、プレス加工や切削加工などの方法で、連結部13a,13bと検出電極14a,14bとを形成する。すなわち、金属板材20の両端に所定の厚みと幅を有する一対の主電極12a,12bと、該主電極同士を連結する一対の連結部13a,13bを形成し、さらに主電極同士の対向面A,Bに該対向面A,Bから突出する検出電極14a,14bを形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the connecting
連結部13a,13bと検出電極14a,14bは、金属板材20の中間部を表面から厚み方向に沿って研削し、表面からその厚み方向に一定距離研削して凹面を形成した後、プレスにより連結部13a,13bと検出電極14a,14bを残してその他の部分を打ち抜き除去する。そして、連結部13a,13bの裏面は一対の主電極12a,12bのそれぞれの裏面と同一面をなし、連結部13a,13bの側面は一対の主電極12a,12bのそれぞれの側面と同一面をなしている。なお、連結部13a,13bはプレス加工で形成してもよい。
The connecting
次に、図2(c)に示すように、抵抗合金板材(抵抗体)11の位置決め用の凹み17a,17bを研削加工等により形成する。そして、図2(d)に示すように、凹み17a,17bに嵌合するように抵抗合金板材11を位置合わせして載置し、抵抗合金板材11の両端を主電極12a,12bの表面に跨るように接合する。抵抗合金板材11と主電極12a,12bとの接合には、電子ビーム溶接、パルス通電接合、熱圧着、冷間圧接、抵抗溶接、ハンダなどによるろう接など、種々の方法を適用可能であるが、接合状態や抵抗値等の特性の安定性から、パルス通電接合、熱圧着などを利用した拡散接合を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 2C,
図2(e)はこれを裏返した図である。金属板材20の主電極12a,12bを裏面側で連結する連結部13a,13bは、主電極12a,12bの表面からその厚み方向に離間した位置に配置され、この連結部13a,13bを切断して除去する。切断には、グラインダや、ニッパー等を使う。
FIG. 2 (e) is a reverse view. The connecting
これにより、図2(f)に示すように、主電極12a,12bは電気的にも機械的にも分離され、主電極12a,12bにはそれぞれこれと一体の検出電極14a,14bを備える。検出電極14a,14bには適宜ワイヤー接続用の開孔Hを設ける。なお、開孔Hは図2(b)の段階で設けてもよい。
As a result, as shown in FIG. 2 (f), the
このシャント抵抗器では、上述のように、両主電極12a,12b間を連結部13a,13bにより連結した状態で、抵抗合金板材11の両端部を両主電極12a,12bの表面に圧接等により接合する。このため、接合時に電極間の距離がずれることがなく、プレス加工や、研削加工等の金属加工技術を用いて高い平行度および間隔の寸法精度を維持した状態でシャント抵抗器を製造できる。
In this shunt resistor, as described above, both the
従って、抵抗合金板材11の幅および厚さを精度よく加工しておくことで、抵抗器の抵抗値は抵抗体の電極間長さと幅と厚さで決まってくるので、その対向面A,Bの電圧を検出することで高精度の抵抗値が得られる。これにより、例えば、目標抵抗値0.1mΩに対して、抵抗値調整をすることなく、特性のばらつきが殆ど無いシャント抵抗器を安定して生産することが可能となる。
Accordingly, by processing the width and thickness of the
図3は本発明の第2実施例のシャント抵抗器を示す。第1実施例との相違点は検出電極14c,14dが主電極12a,12bの対向面A,Bから突出して上方に垂直に折り曲げられている点にある。これにより、スリーブ等を利用して電圧検出端子(ワイヤー15a,15b、図1参照)を検出電極14c,14dに圧着できる。また、基板にスルーホールが形成され、そのスルーホールが電圧検出パターンとして構成されている場合、上記検出電極をスルーホールに差し込んで半田付けするようにもできる。
FIG. 3 shows a shunt resistor according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the
このシャント抵抗器は、第1実施例の製造工程(図2(f))において、主電極12a,12bの対向面A,Bから突出した検出電極14a,14bを上方に垂直に(対向面と平行に)折り曲げることで製造可能である。
This shunt resistor is configured so that the
図4は本発明の第3実施例のシャント抵抗器を示す。第1実施例および第2実施例との相違点は検出電極14e,14fが主電極12a,12bの対向面A,Bの幅方向端部から突出して、側方に垂直に折り曲げられている点にある。これにより、上記と同様にスリーブ等を利用して電圧検出端子(ワイヤー15a,15b、図1参照)を検出電極14e,14fに圧着できる。また、基板にスルーホールが形成され、そのスルーホールが電圧検出パターンとして構成されている場合、上記検出電極をスルーホールに差し込んで半田付けするようにもできる。
FIG. 4 shows a shunt resistor according to a third embodiment of the present invention. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the
図5はこのシャント抵抗器の製造工程例を示す。図5(a)に示すように、所定の厚みと幅を有する金属板材20を準備することは第1実施例と同様である。次に、図5(b)に示すように、金属板材20の中央部に凹部を形成し、両端部を残して貫通孔Oをプレス加工や研削加工により形成する。これにより、金属板材20の両端に一対の主電極12a,12bと、この主電極同士を連結する一対の連結部13a,13bを金属板材20の下面および側面に沿って、且つ連結部13a,13bの上面が主電極12a,12bの下方に位置するように形成する。なお、連結部13bは後述するように検出電極14e,14fとなる。
FIG. 5 shows an example of the manufacturing process of this shunt resistor. As shown in FIG. 5A, the preparation of a
次に、図5(c)に示すように、抵抗合金板材11の位置決め用の凹み17a,17bを主電極12a,12bの上面にプレス加工や研削加工等により形成する。そして、図5(d)に示すように、位置決め用凹み17a,17bに嵌合するように抵抗合金板材11を位置合わせして載置し、抵抗合金板材11を主電極12a,12bの上面に接合する。
Next, as shown in FIG. 5 (c), dents 17a and 17b for positioning the
図5(e)はこれを裏返した図である。金属板材20の主電極12a,12bを裏面側で連結する連結部13a,13bは、主電極12a,12bの表面からその厚み方向に離間した位置に配置され、この連結部13a全体を切断して除去し、連結部13bはその中央部のみを切断して除去する。そして、連結部13bの両側が検出電極14e,14fとなり、これを対向面A,Bに平行に、主電極12a,12bの側方に折り曲げる。
FIG. 5 (e) is a diagram in which this is reversed. The connecting
これにより、図5(f)に示すように、主電極12a,12bは電気的にも機械的にも分離され、主電極12a,12bにはこれと一体の検出電極14e,14fを備える。検出電極14e,14fには適宜ワイヤー接続用の開孔Hを設けてもよい点も第1実施例と同様である。
As a result, as shown in FIG. 5 (f), the
なお、検出電極14e,14fは主電極12a,12bの側方に折り曲げず、まっすぐのままでもよい。これにより、第1実施例と類似の構成となる。
The
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
本発明は、抵抗合金板材の対向する両端に金属板材からなる主電極を配設したシャント抵抗器、特に大電流用途のシャント抵抗器に好適に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for a shunt resistor in which a main electrode made of a metal plate material is disposed at both opposing ends of a resistance alloy plate material, particularly a shunt resistor for large current applications.
Claims (11)
該抵抗体の両端部に固定された所定の厚みを有する金属板材からなる一対の主電極と、
該一対の主電極は互いに向かい合う対向面を有し、該対向面から突出した検出電極と、を備えたシャント抵抗器。 A resistor made of a resistance alloy plate,
A pair of main electrodes made of a metal plate having a predetermined thickness fixed to both ends of the resistor;
A shunt resistor comprising: a pair of main electrodes having opposed surfaces facing each other, and a detection electrode protruding from the opposed surfaces.
前記金属板材の両側に一対の主電極と、前記金属板材の中央部に前記一対の主電極を連結する連結部と、前記一対の主電極の互いに対向する面からその垂直方向に突出する検出電極とを形成し、
前記一対の主電極に跨るように前記抵抗合金板材の両端部を、前記一対の主電極に接合し、
前記連結部を切断して除去する、シャント抵抗器の製造方法。 Preparing a resistance alloy sheet having a predetermined thickness and width, and a metal sheet having a predetermined thickness and width;
A pair of main electrodes on both sides of the metal plate, a connecting portion for connecting the pair of main electrodes to a central portion of the metal plate, and a detection electrode protruding in the vertical direction from the mutually opposing surfaces of the pair of main electrodes And form the
Bonding both ends of the resistance alloy plate material to the pair of main electrodes so as to straddle the pair of main electrodes,
A method of manufacturing a shunt resistor, wherein the connecting portion is cut and removed.
Furthermore, the manufacturing method of the shunt resistor of Claim 10 which bend | folds the said detection electrode to the side of the said main electrode in parallel with the said opposing surface.
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