JP2015204315A

JP2015204315A - 金属板抵抗器

Info

Publication number: JP2015204315A
Application number: JP2014081563A
Authority: JP
Inventors: 仲村　圭史; Keiji Nakamura; 圭史仲村; 健司亀子; Kenji Kishi
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-11-16
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: JP6305816B2; US20170125142A1; US10157698B2; DE112015001789T5; WO2015156247A1

Abstract

【課題】バスバー等に金属板抵抗器をボルト締めにより固定するに際して、抵抗体と電極の接合面に生じる剥がれを抑制できるように強度を高めた金属板抵抗器を提供する。【解決手段】金属材からなる抵抗体１１と、該抵抗体よりも高導電率の金属材からなる電極１２と、抵抗体１１と電極を接合することで構成される金属板抵抗器１０であり、電極１２における抵抗体１１との接合側端面部分に形成された凹部１３と、電極１２に形成されたボルトを挿通可能な固定孔１４と、を備え、凹部１３に抵抗体１１の端部が嵌め込まれた。凹部１３は、固定孔１４の貫通方向と略直角の方向であって、抵抗体１１の幅方向の両側部に壁部Ａを備える。凹部１３は、電極１２の第１面と端面とに開口している。【選択図】図１

Description

本発明は、金属材からなる抵抗体の両端に金属材からなる電極を接合した金属板抵抗器に関する。

金属板抵抗器は大電流の高精度の検出が可能で、バッテリーの充放電電流の検出等の用途に広く用いられている。金属板抵抗器をワイヤーハーネスやバスバー等に接続して固定する場合に、ボルト締めにより固定することが行われている。しかし、ボルト締めにより固定する場合、取付部に段差があると、この段差に追従する形に抵抗器が変形し、特性が変動し信頼性の劣化が懸念される。そこで、ボルト締めによる変形が可能な電極変形部を備えた金属板抵抗器が提案されている（特許文献１参照）。

さらに、バスバー等に金属板抵抗器をボルト締めにより固定する際に、締め付けトルクによる応力がボルトの回転方向に印加された場合、抵抗体と電極の接合部に引き剥がし方向の応力が加わり、抵抗体と電極の接合部の一部が剥がれて損傷する可能性がある。

特開２００９−２６６９７７号公報

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、バスバー等に金属板抵抗器をボルト締めにより固定するに際して、抵抗体と電極の接合面に生じる剥がれを抑制できるように強度を高めた金属板抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の金属板抵抗器は、金属材からなる抵抗体と、該抵抗体よりも高導電率の金属材からなる電極と、前記抵抗体と前記電極を接合することで構成される金属板抵抗器であり、前記電極における前記抵抗体との接合側端面部分に形成された凹部と、前記電極に形成されたボルトを挿通可能な固定孔と、を備え、前記凹部に前記抵抗体の端部が嵌め込まれた、ことを特徴とする。

前記凹部は、前記固定孔の貫通方向と略直角の方向であって、前記抵抗体の幅方向の両側部に壁部を備える。前記凹部は、前記電極の第1面と端面とに開口している。前記凹部には底面があり、該底面には前記第１面と反対側の第２面に貫通する端子孔があり、該端子孔に電圧測定が可能であって第２面側に突出する端子を挿通することが好ましい。前記端子は、一方の終端が、前記底面に当接するフランジ状であることが好ましい。

本発明の第１実施例の抵抗器の斜視図である。上記抵抗器の分解斜視図であり、電圧検出端子を装着する前の図である。上記抵抗器の分解斜視図であり、電圧検出端子を装着した後の図である。上記抵抗器をバスバーに固定する段階の分解斜視図である。上記抵抗器をバスバーに固定した段階の断面図である。本発明の作用効果を示す説明図である。凹部の寸法例の斜視図である。本発明の第２実施例の抵抗器の斜視図である。上記抵抗器の分解斜視図である。本発明の第３実施例の抵抗器の平面図である。本発明の第４実施例の抵抗器の平面図である。本発明の第４実施例の変形例の抵抗器の平面図である。本発明の第４実施例の変形例の抵抗器の平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図１３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。

図１は本発明の第１実施例の金属板抵抗器を示す。この抵抗器１０は、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ系等の金属材からなる平板状の抵抗体１１と、該抵抗体よりも高導電率のＣｕ等の金属材からなる一対の平板状の電極１２，１２で構成される。そして、抵抗体１１と電極１２はそれぞれの接合側端面が溶接または圧接により接合された電流検出用の金属板抵抗器である。

この抵抗器１０は、電極１２における抵抗体１１との接合側端面部分に形成された凹部１３を備え（図２−３参照）、該凹部に抵抗体１１の端部が嵌め込まれて、接合されている。そして、電極１２に形成されたボルトを挿通可能な固定孔１４を備え、バスバー等にボルト締めにより固定することが可能となっている。

なお、凹部１３は、電極１２の第１面（上面）と端面とに開口している。そして、凹部１３は、固定孔１４の貫通方向と略直角の方向であって、抵抗体１１の幅方向の両側部に壁部Ａを備える。従って、電極の凹部１３に抵抗体１１の端部を嵌め込むことで、接合が強固になり、後述するようにボルト締めの応力に対して強くなる。すなわち、ボルトの回転方向に対して、両側から抵抗体１１を支える壁部Ａがあるため、ボルト締めの際に、抵抗体と電極の接合面に印加される応力が低減し、接合面が剥がれにくくなる。

図２はこの抵抗器自体の分解斜視図である。凹部１３が電極１２における抵抗体１１との接合側端面部分に形成され、凹部１３は抵抗体１１の幅方向の両側部に壁部Ａを備え、長手方向の端面部に壁部を備え、両側部の壁部Ａと端面部の壁部に囲まれた底面部１３ｂを備える。抵抗体１１の端部が凹部１３に嵌め込まれ、溶接または圧接により底面部１３ｂおよび両側部の壁部Ａと端面部の壁部に接合される。

ろう接は、Ｃｕろう、Ａｇろう等を凹部１３内に塗布し、抵抗体１１の端部を嵌着し、加熱して冷却することで、ろう材により抵抗体と電極の接着面を接合する。溶接は、レーザービーム溶接または電子ビーム溶接等を用い、抵抗体と電極の接着面を接合する。

凹部１３の底面部１３ｂには第１面（表面）と反対側の第２面（裏面）に貫通する端子孔１３ｃがあり、該端子孔に電圧測定が可能であって第２面（裏面）側に突出する端子１５を挿通可能としている。これにより、第２面（裏面）側への電圧検出端子１５の立設が容易になる。また、端子孔１３ｃの位置を変更することによって、電圧検出精度を向上させることができる。例えば、端子孔１３ｃの位置を電極１２の抵抗体側端面に接近させ、電圧検出端子１５を抵抗体側端面に接近させることで、電極の抵抗成分の影響を低減した電圧検出を行うことができる。

電圧検出端子１５は、一方の終端が、底面部１３ｂに当接するフランジ状であることが好ましい。これにより、電圧検出端子１５の位置決め、抜けの防止が可能となる。図３は端子孔１３ｃに電圧検出端子１５を装着した状態を示す。端子孔１３ｃは電圧検出端子１５のフランジ部に係合する凹部を備え、該凹部に電圧検出端子１５のフランジ部を挿着し、その表面が底面部１３ｂと略同一平面となるようにする（図５参照）。そして、電圧検出端子を嵌めて平坦となった底面部１３ｂを抵抗体１１の端部で被覆し、ろう接または溶接することで、電圧検出端子１５の抜けや引っ込みを防止できる。この状態で、電圧検出端子１５は第２面（裏面）側へ突出する。

図４はこの抵抗器の組み付け段階の分解斜視図であり、図１の抵抗器の裏面側を表面側にした図である。電極１２の抵抗体側端面近傍には電圧検出端子１５が立設され、抵抗体１１に流れる被測定電流によって生じる電圧を外部に取り出して検出できるようになっている。電極１２の固定孔１４およびバスバー１６の固定孔１７にボルト１８が挿通して、ナット１９を締め付けることで、抵抗器の電極１２をバスバー１６に固定することができる。

図５は抵抗器の電極１２をバスバー１６に、ボルト１８をナット１９に締め付けることで組み付けた状態を示す。すなわち、抵抗体１１の両端部が電極１２の端面部分に形成された凹部１３に嵌め込まれ、ろう接または溶接により接合して固定されている。抵抗体１１は凹部１３の底面部１３ｂにも接合して固定されるので、図中の上下方向の応力に対して強い。一対の電極１２の抵抗体側の端面近傍には、電圧検出端子１５がそのフランジ部１５ａを抵抗体１１に接触させて電極の第２面側に突出している。

図６は図４における組み付けの際の応力の分布を示す。ボルト１８を回転方向に締め付けると、図中の回転方向にＦθで示す応力が生じる。これにより、抵抗体１１と電極１２の接合面の近傍で、抵抗体１１の長手方向に対して垂直方向に応力Ｆαが生じる。これに対して、電極１２の凹部１３は抵抗体１１の幅方向の両側部に壁部Ａを備えるので、ボルト１８の回転方向の応力Ｆθに対して、両側から抵抗体１１の端部を支える壁部Ａがある。このため、ボルト締めの際の応力Ｆαは抵抗体１１と電極１２の接合面に作用しない。従って、ボルト締めに際して、抵抗体１１と電極１２の接合面が剥がれる恐れが無くなり、抵抗器の信頼性を高めることができる。

図７は好ましい凹部の寸法例を示す。凹部１３の長さＸは抵抗体１１の厚みの０．５から２倍程度が好ましい。壁部Ａの幅Ｙは抵抗体１１の厚みの０．５倍以上が好ましい。凹部１３の高さＺも抵抗体１１の厚みの０．５倍以上が好ましい。これらの寸法は、ボルト締めによって発生する応力Ｆαが電極１２と抵抗体１１の接合面に影響しないように、壁部Ａで補強するのに適するように設定する。

図８および図９は本発明の第２実施例の金属板抵抗器１０ａを示す。この実施例においては、凹部２３は第１面と第２面の間を貫通していて底面を有さない。すなわち、抵抗体１１の厚みは電極１２の厚みと同じで、凹部２３は、固定孔１４の貫通方向と略直角の方向であって、抵抗体１１の幅方向の両側部に壁部Ａを備える。従って、抵抗体１１の両端部が凹部２３の一対の壁部Ａに支えられた構造となっていて、ボルト締めに対して第１実施例よりも強い構造となっている。また、凹部２３が第１面と第２面の間を貫通しているので、抵抗体１１の位置決めも容易である。抵抗体１１と電極１２の接合がろう接または溶接により形成される点も第１実施例と同様である。

図１０は本発明の第３実施例の金属板抵抗器１０ｂを示す。この実施例では、凹部１３の底面１３ｂに電圧検出端子１５の挿入孔１３ｃを複数形成している。これにより、いずれかの孔１３ｃに電圧検出端子１５を挿入することで、電圧検出端子１５を立設することができる。電圧検出端子の配置によって、電流分布に対応した適切な位置に電圧検出端子の立設ができ、ＴＣＲ特性等を調整することが可能となる。開発段階で本実施例の構造を用いて特性の検査を行い、最適な位置を見出し、製品化段階では当該位置にのみ挿入孔を形成するようにしてもよい。

図１１−１３は本発明の第４実施例の金属板抵抗器を示す。これらの実施例では、凹部１３の底面１３ｂに電圧検出端子の挿入孔１３ｃを単数形成し、電圧検出端子１５を挿入し、その電極側に電流の流れを妨げる線状の貫通孔２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを形成したものである。図１１では電流方向に直交する方向の貫通孔２５Ａを形成し、図１２では抵抗体側電極端面から斜めに切り込む貫通孔２５Ｂを形成し、図１３では抵抗体側電極端面から電流方向に切り込み、電流方向に直交する方向にカギの手状に切り込む貫通孔２５Ｃを形成している。貫通孔２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを端子孔１３ｃの外側に形成することで、端子孔１３ｃ近傍で電流が流れないようにすることができ、電極の抵抗成分の影響を低減し、より正確な電流検出が可能となり、さらにＴＣＲ特性等を調整することが可能となる。

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。

本発明は、ボルト締めでバスバー等に固定する金属板抵抗器に好適に利用可能である。

Claims

金属材からなる抵抗体と、該抵抗体よりも高導電率の金属材からなる電極と、前記抵抗体と前記電極を接合することで構成される金属板抵抗器であり、
前記電極における前記抵抗体との接合側端面部分に形成された凹部と、前記電極に形成されたボルトを挿通可能な固定孔と、を備え、前記凹部に前記抵抗体の端部が嵌め込まれた、ことを特徴とする金属板抵抗器。
前記凹部は、前記固定孔の貫通方向と略直角の方向であって、前記抵抗体の幅方向の両側部に壁部を備えることを特徴とする請求項１に記載の金属板抵抗器。
前記凹部は、前記電極の第１面と端面とに開口していることを特徴とする請求項２に記載の金属板抵抗器。
前記凹部には底面があり、該底面には前記第１面と反対側の第２面に貫通する端子孔があり、該端子孔に電圧測定が可能であって第２面側に突出する端子を挿通したことを特徴とする請求項３に記載の金属板抵抗器。
前記端子は、一方の終端が、前記底面に当接するフランジ状であることを特徴とする請求項４に記載の金属板抵抗器。