JP2017530561A - 抵抗器、特に低抵抗の電流測定用抵抗器 - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｕ字状の抵抗器（１）、特に低抵抗の電流測定用抵抗器（１）に関する。抵抗器は、電流（Ｉ）を抵抗器（１）に流入させるための第１の電流接触面を有する導体材料からなる第１の接続部分（２）を含み、抵抗器（１）から電流（Ｉ）を流出させるための第２の電流接触面を有する導体材料からなる第２の接続部分（３）を含み、また、抵抗器材料からなる抵抗素子（４）を含む。抵抗素子（４）は、電流（Ｉ）が電気抵抗器（１）を通って流れるように、第１の接続部分（２）と第２の接続部分（３）の間に電流方向に配置される。電流（Ｉ）は、外面を介して接続部分（２、３）に入りまたはそこから出る。さらに、電圧タップが、Ｕ字状の抵抗器（１）の内側に取り付けられ、接続部分（２、３）に、抵抗素子（４）への移行部付近で接触する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、抵抗器、特に低抵抗の（niederohmigen）電流測定用抵抗器に関する。

低抵抗の電流測定用抵抗器（“シャント”（分路））は、欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１で知られており、複合材料ストリップ（band：帯板、テープ、リボン）から分離することができものであり、それによって経済的な製造が可能になる。この既知の電流測定用抵抗器は、導体材料（例えば、銅）で形成された２つのプレート（板）状の平坦な接続部分（部品）と、間に配置され抵抗材料（例えば、銅−マンガン−ニッケル合金）で形成された同様にプレート状の平坦な抵抗素子とで構成される。この配置において、測定すべき電流は、一方の接続部分を介して電流測定用抵抗器に流れ、次いで他方の接続部分を介して電流測定用抵抗器から流出して、測定すべき電流が抵抗素子を通って流れるようになる。この配置において、実際の電流測定は、既知の４端子（４線、４導体）技法（Vierleitertechnik）によって、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定することによって行われ、その測定された電圧降下はオームの法則に従って抵抗素子を通って流れる電流を表す（再現する）。

駆動技術（Antriebstechnik）の分野、特に電子移動度（Elektromobilitaet）の分野におけるそのような電流測定用抵抗器のより最近の適用例において、パワー・エレクトロニクス・パッケージ用のコンパクトで安価な構築または構造設計に関する要求（要件）が、非常に重要である。また、この場合、最適化された構造および接続法には、現在、電流測定用抵抗器用の新しい構造形状または設計および対応する測定法のための解決法が必要である。しかし、上述の既知の電流測定用抵抗器はこれらの要求を完全に満たすものではない。

さらに、プレート状の電流測定用抵抗器は、欧州特許出願公開第０６０５８００号Ａ１および独国出願公開第１０２００９０３１４０８号Ａ１で知られおり、プレート平面上でＵ字状である。この配置において、各電流接触面および各電圧タップは、それぞれプレート状の電流測定用抵抗器の同じ側に配置され、例えば、プレート状の電流測定用抵抗器の上側部に配置される。従って、電流測定用抵抗器のこの構造設計も上述の欠点を有する。

さらに、従来技術として、米国特許出願公開第２０１０／００６６３５１号Ａ１、独国特許第２１１４４６６号Ｃ、米国特許第４５８００９５号、独国特許出願公開第１０２０１００３７２３５号Ａ１、独国実用新案出願公開第２０２０１３０１１６９０号Ｕ１、および独国特許出願公開第１０２０１１１２１９０２号Ａ１が挙げられる。

欧州特許出願公開第０６０５８００号明細書 独国出願公開第１０２００９０３１４０８号明細書 米国特許出願公開第２０１０／００６６３５１号明細書 独国特許第２１１４４６６号明細書 米国特許第４５８００９５号明細書 独国実用新案出願公開第１０２０１００３７２３５号明細書 独国特許出願公開第２０２０１３０１１６９０号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１１２１９０２号明細書

従って、本発明の目的は、適切に改良された電流測定用抵抗器を形成することである。

この目的は、主要請求項に記載の本発明による抵抗器によって達成される。

最初に、従来技術と同様に、本発明による抵抗器は、電流をその抵抗器に流入させその抵抗器から流出させるよう伝導するための２つの接続部分を有する。

２つの接続部分は、４端子法による電圧測定（値）が両接続部分内での電圧降下によってできるだけ歪ま（verfaelscht：変造され、低品質化され）ないように、良導体の導電性材料（例えば、銅または銅合金、またはアルミニウム）で構成される。

２つの接続部分は、それぞれ、電流を内部および外部へ流し伝導させるための電流接触面を有し、その電流接触面によって、対応する低い接触抵抗（Uebergangswiderstand：中継抵抗、移行抵抗）で電流を面状（平面状）に（flaechige）内部および外部へと流し伝導させることができる。これは、従来のように殆ど点状または線状の各電流接触を介して電流を内部および外部へと流し伝導させることと、区別されなければならない。

本発明によれば、電流を内部および外部へ流すための各電流接触面は、それぞれ、２つの接続部分の外側に位置する。これは、電流の内部および外部への伝導または流れが、抵抗器の両側または対向面で生じることを意味する。この配置において、２つの電流接触面への電流方向は一方向であることが好ましく、即ち、電流は、一方の電流接触面上で抵抗器へと或る方向に流入し、それと同じ方向に他方の電流接触面上で抵抗器から流出する。

さらに、また、従来技術に準じて（in Ueberstimmung）、本発明による抵抗器に抵抗素子が設けられ、その抵抗素子は、電流が電気抵抗器を通って流れるように２つの接続部分の間の電流方向に配置される。この配置において、抵抗素子は抵抗材料（例えば、銅−マンガン−ニッケル合金）で構成され、抵抗材料の固有の電気抵抗（率）は、各接続部分の導体（導電）材料の固有の電気抵抗（率）よりもかなり大きい。

本発明は、抵抗器の少なくとも１つの部分が断面が基本的または実質的にＵ字状であることを特徴とする。これは、２つの接続部分で形成された（２つの）脚部と、抵抗素子で形成された１つの基部とを有する、実質的にほぼＵ字状に曲がった断面を有する全体の抵抗器によって達成されることが好ましい。

本発明の範囲内で使用されるＵ字状という用語は、プレート状抵抗器の場合、またはプレート状接続部分またはプレート状抵抗素子を有する抵抗器の場合、プレート平面に直角な断面（の形状）を表すことが好ましい。従って、本発明による抵抗器は、例えば、抵抗器がプレート平面上でＵ字状である欧州特許出願公開公報第０６０５８００号および独国特許出願公開第１０２００９０３１号公報によるＵ字状の抵抗器とも異なる。

これに関して、言及すべきこととして、本発明の範囲内で使用されるＵ字状の抵抗器という用語は、断面が正確にＵ字状である抵抗器、即ち、基部と各脚部の間が直角でかつ基部と各脚部の間に丸みを有する、断面がＵ字状である抵抗器、に限定されない。むしろ、本発明の範囲内で使用されるＵ字状という用語は、Ｕ字状の基部と両脚部の間がその他の角度のものをも含む。さらに、本発明の範囲内で使用されるＵ字状という用語は、Ｕ字状の基部と両脚部の間に丸みのないＵ字状のものをも含む。さらに、また本発明の範囲内で使用されるＵ字状に関して言及すべきこととして、この用語は、抵抗器全体がＵ字状であることを必要（前提）としない。むしろ、本発明は、抵抗器の少なくとも１つの部分だけが断面がＵ字状であるような各変形例の保護を求める。

欧州特許出願公開公報第０６０５８００号による、最初に説明した従来の電流測定用抵抗器において、各電流接触面を有する各接続部分は、共通平面上にある。しかし、この既知の配置の電流測定用抵抗器は、最適化された構造および接続方法の（最適化の）可能性に関して未だ最適ではない。本発明は、２つの接続部分の２つの電流接触面が、互いに離間した２つの接触面において、少なくとも部分的に、互いに、実質的に平行に配列され、特に面平行に配列される、という構成を実現することが好ましい。

上述したように、電流測定用抵抗器によって、既知の４端子技法による電流測定が可能になり、それに（４端子技法）には、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定する少なくとも２つの電圧タップが必要である。従って、単一対の電圧タップにおいて、一方の電圧タップが、１つの接続部分に、接続部分と抵抗素子の間の移行部（接合部）にできるだけ近い位置で接触し、また、他方の電圧タップは同様に他の接続部分に接触する。本発明による電流測定抵抗器において、これらの電圧タップは２つの接続部分の内側に設けられる。

さらに、言及すべきこととして、２つの接続部分における電流密度は空間的に変化し得るが、これは、各接続部分の各接触面上の各電流供給点が変化し得るからであり、各接続部分の導体（導電）材料の固有の導電率が無限大ではないからである。その結果、４端子技法を用いる電圧測定は、各電圧タップの空間的配置に応じて変動する。しかし、各電圧タップの空間的配置に関連するそのような変動は、測定結果を歪ませる（を変造する、に誤差を与える）。従って、本発明の変形例では、２つの接続部分にそれぞれ複数の電圧タップが接触し、それらの電圧タップが電流方向に互いに隣接して配置され、それらの接続部分の幅にわたって分散配置される。従って、抵抗素子の両端間の電圧降下の測定が、電流方向に互いに隣接して配置されそれらの接続部分の幅にわたって分散配置された複数対の電圧タップによって、行われることが好ましい。次いで、相異なる複数対の電圧タップが、抵抗素子の両端間の電圧降下の相異なる測定値を供給し、相異なる測定値から、例えば平均電圧形成によって、正しい値を計算することができる。

この目的のために、それらの電圧タップは個々の平衡（バランス用）抵抗器を介して測定接続部に接続することができ、それらの平衡抵抗器は、適切に調節された各抵抗値によって、それらの接続部分およびその抵抗素子における電流密度の非対称性を補償する。この複数の電圧タップは抵抗器の内側の空間に配置されることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態において、測定装置の一部分は、それらの接続部分によって囲まれた抵抗器の内側空間にも配置され、その装置は、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定するために設置される。

測定装置のこの部分は、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定するために測定回路を支持することができるプリント回路基板であることが、好ましい。

この測定回路は、例えば、欧州特許出願公開公報第１３６３１３１号で既知の特定顧客向け（kundenspezifische：顧客固有の、カスタム）回路（ＡＳＩＣ：Application-Specific Integrated Circuit）とすることができる。

さらに、プリント回路基板は、周囲（環境）との間で直流的に絶縁された通信を可能にするために、フォトカプラまたは誘導性もしくは容量性の結合器を保持することもできる。代替形態として、抵抗素子の両端間の電圧降下を表す（再現する）電圧信号を、結合器を介して出力または送出することができる。

本発明の範囲内で、プリント回路基板は、はんだ付け（Verloeten）、焼結（Sintern）または接着（Verkleben）のときに、両接続部分、抵抗素子およびプリント回路基板で形成された複合体、および抵抗器を機械的または力学的に安定化するために、はんだ（付け）支持面（Loetstuetzflaechen）を有することもできる。

また、プリント回路基板は、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定するために各接続部分と電気的に接触する、複数の電圧タップとしての複数の接続パッド、を有することができる。従って、この配置において、プリント回路基板上の各接続パッドは、抵抗素子の両端間の電圧降下を測定するための複数の電圧タップを直接的に形成することが好ましい。

また、言及すべきこととして、プリント回路基板は多層化することができ、各接続パッドおよび各はんだ支持面は、それぞれ、プリント回路基板のより外側の各層に配置することができる。プリント回路基板の複数の接続パッドとの電気的接続は複数のストリップ・ラインによって形成されることが好ましく、その複数のストリップ・ラインは、プリント回路基板の内側の各層に配置され、各貫通孔によって接続パッドに接続される。この配置において、複数のストリップ・ラインが、スプリアス放射（Stoerstrahlung：迷放射、不要放射、妨害放射）の入力結合を最小化するために、内側の層の対向位置の両側（両面）で（対向位置の両側の内側の層で）互いに（一方が他方の上を）覆って延在する場合、それは好ましい。

この配置において、プリント回路基板は、抵抗器がプリント回路基板と共に複合体を形成するように、機械的接続によって抵抗器に接続されることが好ましい。この接続は、例えば、はんだ付け接続、焼結接続、プレス接続（Pressverbindung：プレスフィット接続、圧着接続）、または導電性接着剤での接着性接続とすることができる。

さらに、プリント回路基板の文脈では、言及すべきこととして、プリント回路基板は、剛性または可撓性があり、高温に対する耐熱性があり、例えば、少なくとも温度（最高温度）＋１５０℃、＋２００℃、または＋２５０℃（のいずれか）までの耐性がある。但し、プリント回路基板は多層セラミックで構成することが可能である。

本発明の変形例において、抵抗素子は、純粋な長方形状から逸脱した電流方向に垂直な断面を有する。例えば、抵抗素子は、各接続部分との組立後の抵抗器が内側空間を包囲し少なくとも部分的に囲むように、多重に曲げられまたは角度付けすることができる。この配置において、抵抗器は、電流方向に伸び内向きに内側空間に突出する少なくとも１つの脚部を有することができる。例えば、３つのウェブは、抵抗器の内部空間内に突出する。この配置において、脚部の少なくとも１つに、その自由端部で複数の電圧タップの１つが電気的に接触する場合、それは有利であり得る。但し、複数の脚部の１つ以上のものに、それぞれ複数の電圧タップの１つがその基部で電気的に接触する場合、それはさらに有利であり得る。

一般的に、言及すべきこととして、各接続部分および抵抗素子はプレート状であることが好ましい。これは、好ましくは、各接続部分および抵抗素子が相対的に薄く、上側および下側が互いに平行に伸び、特に面平行に伸びること、を意味する。この配置において、抵抗素子および各接続部分は、任意に平坦であるまたは屈曲しているものとすることができる。

各接続部分の導体（導電）材料について、言及すべきこととして、これは銅または銅合金であることが好ましい。

抵抗素子の抵抗材料について、言及すべきこととして、それは、例えば、銅−マンガン−ニッケル合金（例えば、Ｍａｎｇａｎｉｎ（登録商標）、即ちＣｕ８６Ｍｎ１２Ｎｉ２）のような銅−マンガン合金とすることができる。しかし、別の可能性として、抵抗材料は、ニッケル−クロム合金または他の合金で構成することも可能である。

さらに、言及すべきこととして、抵抗素子の抵抗材料は低抵抗を有することが好ましいが、それは、各接続部分の導体（導電）材料よりも著しく大きい固有の電気抵抗を有する。

例えば、抵抗素子の抵抗材料は、１・１０^−７Ωｍ乃至５０・１０^−７Ωｍの範囲内の固有の電気抵抗を有することができる。

抵抗器は、全体として、本発明の範囲内の、例えば、０．１μΩ乃至１０００μΩの範囲内にある抵抗値を有することができる。

さらに、言及すべきこととして、本発明による抵抗器は、少なくとも、１００Ａ、１ｋＡ、２ｋＡ、５ｋＡ、または１０ｋＡの高い連続的電流供給能力（強度）を有することが好ましい。

簡単に上述したように、各接続部分の電流接触面によって、面電流が内外へと伝導する（流入および流出する）ことができ、それは、対応して低い接触（移行）抵抗（Uebergangswiderstand）に関連付けられる。従って、各電流接触面は、充分に広く、それぞれが、抵抗器の外表面全体の少なくとも、３０％、６０％、または少なくとも９０％を占めることが好ましい。例えば、電流接触面の大きさは、少なくとも、５ｃｍ^２、１０ｃｍ^２、１５ｃｍ^２、２０ｃｍ^２、２５ｃｍ^２、または少なくとも３０ｃｍ^２である。

さらに、言及すべきこととして、本発明による電流測定用抵抗器の配置では、結果的に、第１の接続部分における電流方向が第２の接続部分における電流方向と反対であることが好ましく、それによって、対応して低い抵抗器インダクタンスを有する擬似バイファイラ（pseudo-bifilaren、２本巻）電流路が得られる。従って、抵抗器のインダクタンスは、例えばそれぞれ５ｎＨ、２ｎＨまたは１ｎＨ、未満とすることができる。

さらに、本発明による抵抗器の特性に関して、言及すべきこととして、抵抗器は、それぞれ１００ｐｐｍ／Ｋ、５０ｐｐｍ／Ｋまたは２０ｐｐｍ／Ｋ、未満の低い温度係数を有することが好ましい。

それと対照的に、２つの接続部分の電流接触面の間の熱耐性または熱抵抗は、それぞれ１０Ｋ／Ｗ、５Ｋ／Ｗ、２Ｋ／Ｗまたは１Ｋ／Ｗ、未満であることが好ましい。

本発明による電流測定用抵抗器の製造は、例えば、複合材料ストリップから分離して折り曲げることによって行うことができる。しかし、抵抗器は少なくとも３つの分離した部分で形成されることが、可能でもあり、或る実施形態では必要である。

さらに、言及すべきこととして、本発明による抵抗器において、各電流接触面および２つの接続部分はサンドイッチ状に互いに挟まれることが好ましい。

本発明による抵抗器の各寸法に関して、可能性として、電流方向に垂直な幅および電流方向の長さはそれぞれ２０ｍｍ〜１００ｍｍとし、さらに厚さは３ｍｍ〜２０ｍｍとすることができ、これらの寸法の幅広い変形も可能である。

最後に、本発明は、本発明による、個々の部品としての、前述の抵抗器の保護を求めるだけではない。むしろ、本発明は、バス・バー構成（配置）の保護を求めるものであり、そのバス・バー構成は、電流を供給し流出させるため２つのバス・バーまたは電流レールを有し、また、２つのバス・バー（母線、電流レール）の間に配置されかつ２つのバス・バーが電気的に接触する本発明による抵抗器を含む。その２つのバス・バーは、本発明による抵抗器の２つの接続部分の各電流接触面に接触する。

そのようなバス・バー構成の変形例では、２つのバス・バーはそれぞれＬ字状であり、抵抗器は、２つのＬ字状のバス・バーの２つの脚部によって囲まれている。

これと対照的に、そのようなバス・バー構成の別の変形例では、２つのバス・バーの一方はＬ字状であり、その他方のバス・バーは基本的または実質的にプレート状（板状）で平坦である。この配置において、本発明による抵抗器は、一方の平坦なプレート状のバス・バーと、他方のＬ字状のバス・バーの脚部との間に囲まれている。

これと対照的に、そのようなバス・バー構成のさらに別の変形例では、２つのバス・バーは、プレート状で平坦であり、両者の間に本発明による抵抗器を囲んでまたは含んでいる。

一方のそれらのバス・バーと、他方の抵抗器との間の接続は、例えば、はんだ付け接続、接着接続または焼結接続によるものとすることができる。

代替形態として、バネ・クランプ（締め具）を、抵抗器と各バス・バーで形成された複合体と共に両端から押し付けるように設けることができる。そのバネ・クランプは、少なくとも一方の側部に電気的絶縁性が形成される。

さらに、本発明の他の有利な実施形態は、従属請求項に記載され、または図面を参照して本発明の好ましい実施形態の説明と共に詳細に説明される。

図１Ａは、複合材料ストリップから製造された、本発明によるＵ字状に曲げられた電流測定用抵抗器の断面図である。図１Ｂは、図１Ａの変形であり、３つの部分からなる電流測定用抵抗器を示している。 図２Ａは、別のプリント回路基板を有し２つのバス・バーの間に配置された、図１Ａの電流測定用抵抗器の変形である。 図２Ｂは、図２Ａの電流測定用抵抗器のプリント回路基板の上面図である。 図３は、電流密度の空間的な変動を補償するための複数対の電圧タップを有する、本発明による電流測定用抵抗器の概略図である。 図４は、電流方向に垂直に複数回曲げられ角度が付けられた、本発明による電流測定用抵抗器の抵抗素子の別の変形である。 図５は、内向きに突出する複数のウェブを有する、図４による抵抗素子の変形の断面図である。 図６Ａ〜６Ｃは、本発明による電流測定用抵抗器を有するバス・バー構成の相異なる変形例である。

図１Ａは、既知の４端子技法による電流測定のための、本発明による電流測定用抵抗器１の断面図を示している。電流抵抗器１は、複合材料ストリップ（band：帯板、テープ、リボン）から製造される。

電流測定用抵抗器１は、例えば銅または銅合金のような導体（導電）材料で構成される、電流Ｉを流入させるための接続部分２を有する。

さらに、電流測定用抵抗器１は、電流測定用抵抗器から外部へ電流Ｉを流すために、接続部分２と同じまたは異なる導体材料からなる別の接続部分３を有する。

抵抗素子４が、接続部分２と接続部分３の間に電流方向に配置され、その抵抗素子は、低抵抗の抵抗材料（例えば、銅−マンガン−ニッケル合金）からなる。

さらに、言及すべきこととして、電流Ｉの内部および外部への伝導は、電流接触面５、６を介した広い面積にわたる。広い電流接触面５、６によって、低い接触（移行）抵抗（Uebergangswiderstand）が可能になり、それが高い測定精度および低損失に寄与する。

本発明による電流測定用抵抗器１の特別な特徴は、電流方向に垂直な断面においてＵ字状である構造設計の点にある。従って、２つの接続部分２、３は、それぞれＵ字状の脚部を形成し、一方、抵抗素子４はＵ字状の基部に配置される。電流接触面５、６は、２つの接続部分２、３の外側にある互いに反対側（両面）に位置する。

上述したように、電流測定用抵抗器１によって、既知の４端子技法による電流測定が可能になる。この目的のために、少なくとも２つの電圧タップ７が設けられ、これ（電圧タップ７）が、２つの接続部分２、３に、抵抗素子４への移行部（接触部）にできるだけ近くで（近い位置で）電気的に接触し、また、ここで概略的にだけ表された電圧測定計８に接続される。従って、電圧測定計８は抵抗素子４の両端間の電圧降下を測定し、その測定された電圧降下は、オームの法則に従って電流Ｉを表す（再現する）。

さらに、言及すべきこととして、電流Ｉは、２つの接続部分２、３において互いに反対方向に流れ、それによって、対応して低いインダクタンスを有する擬似バイファイラ電流路（pseudo-bifilaren）が形成される。

図１Ｂは図１Ａの変形を示しており、繰り返しを避けるために前述の説明が参照される。

この変形の特別な特徴は、電流測定用抵抗器１が、複合材料ストリップから製造されるのではなく、３つの部分、即ち２つの接続部分２、３および抵抗素子４で構成される点にある。

図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａおよび１Ｂによる実施形態の変形を示しており、繰り返しを避けるために、対応する詳細部分に同じ参照符号を用いて前述の説明が参照される。

第一に、図２Ａは、電流測定用抵抗器１に２つのバス・バー（Stromschienen：母線）９、１０が電気的に接触し、バス・バー９、１０が、それぞれＬ字状であり、それぞれ２つの直角の角度が付けられた脚部１１、１２および１３、１４を有すること、を示している。

この配置において、電流測定用抵抗器１は、２つの脚部１２、１４の間に配置され、２つの脚部１２、１４が電気的に接触する。これ対して、バス・バー９、１０の２つの脚部１１、１３は、同じ平面上に位置して、電流Ｉを供給し流出させるよう機能する。

第二に、図２Ａから分かることとして、プリント回路基板１５が、図２Ｂの上面図に示されているように、２つの接続部分２、３の間の内側の空間に配置されている。

プリント回路基板１５は、その上面と下面の双方に複数の接続パッド１６を有し、それらは接続部分２、３の電気的接触のための電圧タップを形成する。この配置において、複数の接続パッド１６は、全て、電流方向に垂直に、互いに隣接して配置されている。従って、この配置において、電流測定用抵抗器１は複数対の電圧タップを有し、その複数対は電流測定用抵抗器１の幅にわたって分散配置され電流方向に対して垂直に（横方向）分散配置され、従って相異なる電圧測定値を与える。その理由は、接続部分２、３の導体材料の導電率が無限大ではないので、電流密度（分布）が接続部分２、３内でも空間的に一定ではないからである。しかし、複数対の電圧タップによる測定によって、電圧測定値におけるこれらの空間的変動を、測定方法を用いて補償することができる。

さらに、プリント回路基板１５は、はんだ付け、焼結または接着のときに、電流測定用抵抗器の複合体全体を機械的または力学的に安定化させるための複数のはんだ支持面１７を有する。

さらに、言及すべきこととして、プリント回路基板１５は、測定方法を用いて各電圧タップ（接続パッド１６）の各電圧測定値を分析または評価するために測定回路（図示せず）を支持することが好ましい。例えば、この測定回路は、欧州特許出願公開公報第１３６３１３１号で知られている特定顧客向け（kundenspezifische）回路（ＡＳＩＣ：Application-Specific Integrated Circuit）として構成することができる。

さらに、プリント回路基板１５は、周囲との間の直流的に絶縁された通信を可能にするために、フォトカプラまたは誘導性若しくは容量性の結合器（図示せず）を支持することもできる。代替形態として、抵抗素子４の両端間の電圧降下を表す（再現する）電圧測定値を、フォトカプラを介して送出または放出してもよい。

図３は、本発明による電流測定用抵抗器の変形を示しており、繰り返しを避けるために、対応する詳細部分に同じ参照符号を用いて前述の説明が参照される。

この配置において、電流測定用抵抗器１は、複数対または多数対の電圧タップ７を有し、それらの電圧タップ７は、電流測定用抵抗器１の幅にわたって分散配置され電流方向に対して垂直に分散配置され、それぞれ、２つの接続部分２および３に接触する。それらの電圧タップ７は相異なる電圧測定値を与える。それは、電流密度（分布）が接続部分２、３において正確に空間的に一定ではないからである。従って、各電圧タップは、各平衡抵抗器１８を介して電圧測定計８に接続される。この配置において、個々の平衡抵抗器１８の各抵抗値は、各電圧タップ７の空間的配置に適合化されて、各電圧測定値における空間的変動が補償される。

図４は上述の複数の実施形態の変形を示しており、繰り返しを避けるために前述の説明が参照される。この配置において、図は、投影面に方向付けられた電流方向に垂直な、抵抗素子４を通る断面を示している。

接続部分２、３は、この配置に示されておらず、投射面の正面側または背面側において伸びる。プレート状の接続部分２、３は、投射面に平行に伸び、従って、両側（両反対面）において、図面に示された抵抗素子４の端面、即ち投射面の正面側または背面側に電気的に接触する。

この実施形態の特別な特徴は、電流測定用抵抗器１が、断面が正確にＵ字状ではなく、従って、好ましくは３つの部分で形成されていることである。

図５は本発明による実施形態の他の変形を示し、繰り返しを避けるために、対応する詳細部分に同じ参照符号を用いて前述の説明が参照される。

この実施形態の特別な特徴は、各ウェブ１９が内側に抵抗素子４から突出する点である。

ここで、各電圧タップ７は、２つの接続部分２、３に、それぞれ抵抗素子４に近接して、例えばウェブ１９の中の１つのウェブの基部上で、接触する。各接続点の位置は、設計および測定要件に適合化させることができる。

図６Ａ乃至６Ｃは、２つのバス・バー２０、２１によって電気的に接触された本発明による電流測定用抵抗器１を有する、本発明によるバス・バー構造の相異なる変形例を示している。

図６Ａによる変形例において、２つのバス・バー２０、２１は、それぞれ、互いに向き合うように角度を付けられた２つの直角の脚部２２、２３および２４、２５を有するＬ字状である。この配置において、電流測定用抵抗器１は、２つの脚部２３、２５の間に挟まれまたは囲まれ、一方、他の２つの脚部２２、２４は、同一平面上にあり、電流Ｉを供給し流出させるように機能する。

さらに、図６Ａは、バス・バー２０、２１の２つの脚部２３、２５を電流測定用抵抗器の電流接触面５、６上に押圧する（drueckt：圧着する、プレスする）バネ・クランプ（クリップ）２６を示している。バネ・クランプ２６は、少なくとも一側部（側面）で電気的に絶縁されている。

図６Ｂによる変形例において、バス・バー２０だけが、断面がＬ字状であり、他方のバス・バー２１はプレート状で平坦である。

図６Ｃによる変形例において、２つのバス・バー２０、２１は、プレート状であり、電流測定用抵抗器１から相異なる方向に突出して伸びる。

本発明は、上述の好ましい実施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の思想を利用する複数の代替形態および変形が、可能であり、従って保護の範囲に入る。特に、本発明は、例えば主要請求項の特徴部分を引用し即ち主要請求項の特徴部分をも有する各請求項に関係なく、各従属請求項の構成および特徴の保護をも求めるものである。

１ 電流測定用抵抗器
２ 電流を流入伝導させるための接続部分
３ 電流を流出伝導させるための接続部分
４ 抵抗素子
５ 電流接触面
６ 電流接触面
７ 電圧タップ
８ 電圧測定計
９ バス・バー
１０ バス・バー
１１ バス・バー９の脚部
１２ バス・バー９の脚部
１３ バス・バー１０の脚部
１４ バス・バー１０の脚部
１５ プリント回路基板
１６ 接続パッド
１７ はんだ支持面
１８ 平衡抵抗器
１９ ウェブ
２０ バス・バー
２１ バス・バー
２２ バス・バー２０の脚部
２３ バス・バー２０の脚部
２４ バス・バー２１の脚部
２５ バス・バー２１の脚部
２６ バネ・クランプ
Ｉ 電流

Claims (12)

1. 抵抗器（１）、特に低抵抗の電流測定用抵抗器（１）であって、
   （ａ）電流（Ｉ）を前記抵抗器（１）に流入させるための導体材料からなる第１の接続部分（２）と、
   （ｂ）前記抵抗器（１）から電流（Ｉ）を流出させるための導体材料からなる第２の接続部分（３）と、
   （ｃ）抵抗材料からなる抵抗素子（４）であって、この抵抗素子（４）を通って電流（Ｉ）が流れるように、前記第１の接続部分（２）と前記第２の接続部分（３）の間に電流方向に配置された抵抗素子（４）と、
   （ｄ）前記２つの接続部分（２、３）に電気的に接触し前記抵抗素子（４）の両端間の電圧降下を測定する複数の電圧タップ（７、８）と、
   を含み、
   特徴として、
   （ｅ）前記接続部分（２、３）は、電流（Ｉ）を流入させ流出させるための広い面積の電流接接触面（５、６）を有し、
   （ｆ）前記抵抗器（１）の少なくとも一部分は断面が実質的にＵ字状であり、
   （ｇ）前記電圧タップ（７、８）は前記接続部分（２、３）の内側に取り付けられ、
   （ｈ）前記電流接触面（５、６）は前記接触部分（２、３）の外側に設けられているものである、
   抵抗器。
2. （ａ）前記抵抗器（１）の前記Ｕ字状の部分は、前記２つの接続部分（２、３）で形成された複数の脚部と、前記抵抗素子（４）で形成された基部とを有し、および／または
   （ｂ）前記２つの接続部分（２、３）の２つの前記電流接触面は、互いに隔てられた２つの接触面において実質的に互いに平行に、特に面平行に、配置されているものである
   ことを特徴とする、請求項１に記載の抵抗器（１）。
3. （ａ）前記２つの前記接続部分（２、３）には、前記電流方向に隣接して配置され前記接続部分（２、３）の幅にわたって分散配置された複数対の電圧タップ（７、１６）がそれぞれ接触し、および／または
   （ｂ）前記電圧タップ（７、１６）は、平衡抵抗器（１８）を介して信号出力に接続され、前記平衡抵抗器（１８）は、適切に調節された抵抗値を通して、前記抵抗素子（４）における電流密度の非対称性を補償するものである
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の抵抗器（１）。
4. （ａ）前記２つの接続部分（２、３）は、内側の空間を囲み、
   （ｂ）測定装置の少なくとも１つの部分、特にプリント回路基板（１５）が、前記内側の空間に配置され、前記測定装置は、前記抵抗素子（４）の両端間の電圧降下を測定するように取り付けられたものである
   ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の抵抗器（１）。
5. （ａ）前記プリント回路基板（１５）は、前記抵抗器（１）を機械的に安定化するためのはんだ支持面（１７）を有し、および／または
   （ｂ）前記プリント回路基板（１５）は、前記抵抗素子（４）の両端間の電圧降下を測定するために前記接続部分（２、３）に電気的に接触する電圧タップ（７、１６）としての複数の接続パッド（１６）を有し、および／または
   （ｃ）前記プリント回路基板（１５）は多層化されており、前記接続パッド（１６）および前記はんだ支持面（１７）は前記プリント回路基板（１５）の外側の層に配置されており、および／または
   （ｄ）前記プリント回路基板（１５）の外側の層上の前記電圧タップ（７、１６）用の前記プリント回路基板（１５）の前記接続パッド（１６）は、貫通孔によって前記プリント回路基板（１５）の内側の層上の複数のストリップ・ラインに接続され、および／または
   （ｅ）複数のストリップ・ラインが内側の層の両側で互いに覆って伸び、および／または
   （ｆ）前記プリント回路基板（１５）は、
   （ｆ１）はんだ付け接続、
   （ｆ２）焼結接続、
   （ｆ３）プレス接続、
   （ｆ４）導電性接着剤による接着接続
   の中のいずれか１つの接続によって前記接続部分（２、３）に接続され、および／または
   （ｇ）前記プリント回路基板（１５）は剛性または柔軟性があり、および／または
   （ｈ）前記プリント回路基板（１５）は、高温、特に少なくとも、＋１５０℃、＋２００℃または＋２５０℃までの温度に対して耐性があり、および／または
   （ｉ）前記プリント回路基板（１５）は多層セラミックからなり、および／または
   （ｊ）前記プリント回路基板（１５）は、前記抵抗素子（４）の両端間の電圧降下を測定するための測定回路、特にＡＳＩＣ、を支持し、および／または
   （ｋ）前記プリント回路基板（１５）は、データまたはアナログ信号の直流的に絶縁された出力用のフォトカプラを支持する
   ものであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の抵抗器（１）。
6. （ａ）前記抵抗素子（４）は、前記電流方向に垂直な断面が純粋な長方形から逸脱した断面形状を有し、および／または
   （ｂ）前記抵抗素子（４）は、内側の空間を囲み少なくとも部分的に囲むように、前記電流方向に対して垂直に複数回曲げられまたは角度が付けられ、および／または
   （ｃ）前記抵抗素子（４）は、前記電流方向に伸び前記内側の空間に内向きに突出する少なくとも１つの脚部（１９）を有し、および／または
   （ｄ）少なくとも１つの電圧タップ（７）が、前記脚部（１９）の中の１つの近傍において前記接続部分（２、３）の各々に取り付けられているものである
   ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の抵抗器（１）。
7. （ａ）前記接続部分（２、３）はそれぞれプレート状であり、および／または
   （ｂ）前記抵抗素子（２）はプレート状であり、および／または
   （ｃ）前記接続部分（２、３）の前記導体材料は、銅または銅合金またはアルミニウムであり、および／または
   （ｄ）前記抵抗素子は銅−マンガン合金、特に銅−マンガン−ニッケル合金、またはニッケル−クロム合金であり、および／または
   （ｅ）前記抵抗素子（４）の前記抵抗材料は、前記接続部分（２、３）の導体材料より大きい固有の電気抵抗（１）を有し、および／または
   （ｆ）前記抵抗素子（４）の前記抵抗材料は、
   （ｆ１）５０・１０^−７Ωｍ、２０・１０^−７Ωｍ、１０・１０^−７Ωｍまたは５・１０^−７Ωｍ、未満、および／または
   （ｆ２）１・１０^−８Ωｍ、５・１０^−８Ωｍ、１・１０^−７Ωｍ、２・１０^−７Ωｍまたは４・１０^−７Ωｍ、より大きい
   固有の電気抵抗（１）を有し、および／または
   （ｇ）前記抵抗器（１）は、
   （ｇ１）少なくとも、０．１μΩ、０．５μΩ、１μΩ、２μΩ、５μΩ、１０μΩ、２０μΩ、および／または
   （ｇ２）最大で、１０００μΩ、５００μΩ、２５０μΩ、１００μΩまたは５０μΩ
   の抵抗値を有し、および／または
   （ｈ）前記抵抗器（１）は、少なくとも、１００Ａ、１ｋＡ、２ｋＡ、５ｋＡまたは１０ｋＡの連続的電流供給能力を有し、および／または
   （ｉ）前記電流接触面は、それぞれ、前記抵抗器（１）の外面全体の少なくとも、３０％、６０％または９０％の大きさを有し、および／または
   （ｊ）前記電流接触面（５、６）は、それぞれ、少なくとも、５ｃｍ^２、１０ｃｍ^２、２０ｃｍ^２、４０ｃｍ^２、８０ｃｍ^２または１６０ｃｍ^２の大きさを有し、および／または
   （ｋ）前記第１の接続部分（２）における電流方向は、前記第２の接続部分（３）における電流方向と反対であり、および／または
   （ｌ）前記抵抗器（１）は、少なくとも、１ｍｍ、２ｍｍまたは４ｍｍ、および／または最大で、２０ｍｍ、１０ｍｍまたは５ｍｍの厚さを有し、および／または
   （ｍ）前記抵抗器（１）は、５００ｐｐｍ／Ｋ、２００ｐｐｍ/Ｋまたは５０ｐｐｍ/Ｋ、未満の温度係数の抵抗値を有し、および／または
   （ｎ）前記抵抗器（１）は１０ｎＨ、３ｎＨまたは１ｎＨ、未満のインダクタンスを有し、および／または
   （ｏ）前記電流接触面相互間の耐熱性は、１０Ｋ／Ｗ、５Ｋ／Ｗ、２Ｋ／Ｗまたは１Ｋ／Ｗ、未満であり、および／または
   （ｐ）前記抵抗素子（４）および前記接続部分（２、３）は、複合材料ストリップから、前記複合材料ストリップの長手方向に垂直に分離されて曲げられ、および／または
   （ｑ）前記２つの抵抗素子（４）は、プレート状に形成され、サンドイッチ状に重ねて互いに挟まれ、半田付け、溶接、接着または焼結によって互いに別々に接続され、および／または
   （ｒ）前記電流接触面（５、６）は互いに対向する接触面に整列しており、および／または
   （ｓ）前記抵抗器（１）は、２０ｍｍ、３０ｍｍまたは４０ｍｍ、より大きい、および/または１００ｍｍ、８０ｍｍまたは７０ｍｍ、未満の電流方向の長さを有し、および／または
   （ｔ）前記抵抗器（１）は、２０ｍｍ、３０ｍｍまたは４０ｍｍ、より大きい、および/または２００ｍｍ、１５０ｍｍまたは７０ｍｍ、未満の電流方向に垂直な幅を有し、および／または
   （ｕ）前記抵抗器（１）は、２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍまたは９ｍｍ、より大きい、および／または５０ｍｍ、２５ｍｍまたは１５ｍｍ、未満の、電流方向に垂直な厚さを有するものである
   ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の抵抗器（１）。
8. （ａ）電流（Ｉ）を供給するための第１のバス・バー（９、２１）と、
   （ｂ）電流（Ｉ）を流出させるための第２のバス・バー（１０、２０）と、
   （ｃ）電流（Ｉ）が通って流れるように前記第１と第２のバス・バー（９、１０；２０、２１）の間に電流方向に配置された電気抵抗器（１）と、
   を有し、
   特徴として、
   （ｄ）前記電気抵抗器（１）は請求項１乃至７のいずれかに記載の抵抗器の構成を有するものである、
   バス・バー構成。
9. （ａ）前記２つのバス・バーは、それぞれ互いに角度を付けられた、特にＬ字状の、２つのバス・バー（２２、２３、２４、２５）を有し、
   （ｂ）前記２つのバス・バー（２０、２１）の第１対の脚部（２２、２４）は、共通平面上にあり、
   （ｃ）前記２つのバス・バー（２０、２１）の第２対の脚部（２３、２５）は、互いに隔てられた平行な面上にあり、
   （ｄ）前記第２対の脚部（２３、２５）は内側で前記電気抵抗器（１）を囲み、前記電気抵抗器に電気的に接触するものである
   ことを特徴とする、請求項８に記載のバス・バー構成。
10. （ａ）前記２つのバス・バー（２０、２１）の一方は、互いに角度を付けられた、特にＬ字状の、２つの脚部（２２、２３）を有し、
    （ｂ）前記２つのバス・バー（２０、２１）の他方は、プレート状で平坦であり、
    （ｃ）角度を付けられた前記バス・バー（２０）の１つの脚部（２３）は、前記プレート状のバス・バー（２１）に対して、平行に、特に面平行に、配置され、
    （ｄ）前記プレート状のバス・バー（２１）および前記角度を付けられたバス・バー（２０）のこのプレート状のバス・バーに平行な前記脚部（２３）は、その内側に前記電気抵抗器（１）を囲み、前記電気抵抗器に電気的に接触するものである
    ことを特徴とする、請求項８に記載のバス・バー構成。
11. （ａ）前記２つのバス・バー（２０、２１）は、それぞれ、少なくとも前記抵抗器（１）と接触する領域においてプレート状で平坦であり、
    （ｂ）前記２つのバス・バー（２０、２１）は、少なくとも前記抵抗器（１）に接触する前記領域において、互いに平行に互いに隔てられて、特に面平行に、配置され
    （ｃ）前記２つのバス・バー（２０、２１）は、その内側に前記抵抗器（１）を囲み、前記抵抗器（１）と接触する領域において前記抵抗器（１）と電気的に接触し、
    （ｄ）前記２つのバス・バー（２０、２１）は、前記２つのバス・バー（２０、２１）において電流方向が同じであるように、互いに反対方向に前記抵抗器（１）から隔てられ、
    （ｅ）前記２つのバス・バー（２０、２１）は、前記２つのバス・バー（２０、２１）における電流方向が反対であるように、同じ方向に前記抵抗器（１）から互いに隔てられているものである
    ことを特徴とする、請求項８に記載のバス・バー構成。
12. （ａ）少なくとも一側部において電気的に絶縁されていて前記２つのバス・バーを両側から押圧するためのバネ・クランプ、および／または
    （ｂ）前記２つのバス・バー（２０、２１）と前記抵抗器（１）の間のはんだ付け接続部、および／または
    （ｃ）前記２つのバス・バーと前記抵抗器（１）の間の接着接続部、および／または
    （ｄ）前記２つのバス・バー（２０、２１）と前記抵抗器（１）の間の焼結接続部
    を含むことを特徴とする、請求項８乃至１１のいずれかに記載のバス・バー構成。

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