JP4621042B2 - 電流検出用金属板抵抗器 - Google Patents

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Description

本発明は、電流検出用等に用いられる低抵抗値の金属板抵抗器に用いることができる抵抗用合金材料に関するものである。
電流検出用等の用途に用いられる数十ｍΩ以下の低抵抗値の抵抗器としては、一般に、板体状の金属抵抗体と、その両端部に形成された銅材等からなる電極とを備えている。抵抗体には、銅ニッケル合金などの合金材料が用いられる。このような抵抗器によれば、熱放散性に優れ、低抵抗値であるとともに、低ＴＣＲ（抵抗温度係数）の抵抗器が得られる（特許文献１参照）。
特開２００１−１１６７７１号公報
抵抗体として銅ニッケル合金を用い、電極として銅を用いた場合には、抵抗体と電極との接合界面において熱起電力（対銅（Ｃｕ）熱起電力）が生じる。１ｍΩ以下の超低抵抗の抵抗器を構成しようとした場合には、かかる熱起電力が電流検出の大きな誤差要因となる。本発明が解決しようとする課題は、かかる熱起電力を低減することである。
本発明は、銅、ニッケル、及び、鉄を含有した合金材料からなる抵抗体であって、該抵抗体は、銅と、該銅と実質的に同量のニッケルと、０．５〜５．０重量％の範囲で添加された鉄を溶解することにより得られた合金であり、この抵抗体に銅を主成分とする電極を接合した電流検出用金属板抵抗器である。
また本発明は、更に、１〜３ｗｔ％の範囲でアルミニウムを添加することにより得られた合金からなる抵抗体とした電流検出用金属板抵抗器である。
本発明の低抵抗合金材料を用いた場合には、抵抗体と電極との接合界面における熱起電力を低減させることができる。
図１は、本発明に係る金属板抵抗器の一例である。この抵抗器１０は、板体状の抵抗体１１と、この抵抗体１１の両端部に配置された一対の銅を主成分とする電極１２，１３とを備えている。抵抗体１１は、後述の、銅−ニッケル−鉄合金、もしくは、銅−ニッケル−鉄−アルミニウム合金である。抵抗体１１と電極１２，１３とは圧接等の方法で接合されている。抵抗体１１の上面には絶縁膜１５が塗布されており、抵抗体１１の下面の電極１２，１３の間にも絶縁膜１６が塗布されている。電極１２，１３の下面には溶融はんだ層１２ａ，１３ａが形成されている。
次に、抵抗体に用いる合金について説明する。抵抗用合金材料の第１の例としては、銅を５０重量％、ニッケルを５０重量％からなる銅−ニッケル合金に、鉄を添加し、真空誘導加熱によって溶解し、銅−ニッケル−鉄からなる合金を得た。鉄の含有量を、サンプル１は０重量％、サンプル２は０．５重量％、サンプル３は１．０重量％、サンプル４は１．５重量％、サンプル５は３．０重量％、サンプル６は５．０重量％、とした以上６つのサンプルを作成した。
各サンプルの特性を表１に示す。表２から明らかなとおり、銅−ニッケルに対して鉄を添加することにより、対銅（Ｃｕ）熱起電力が低下することが確認された。また、体積抵抗率に関しては鉄の添加による顕著な変化は認められなかった。一方、ＴＣＲ（ＣＴＣＲ（Ｃｏｌｄ ＴＣＲ）および／またはＨＴＣＲ（Ｈｏｔ ＴＣＲ））については、鉄を添加することによって上昇することが確認された。各サンプルの加工性への悪影響は認められなかった。また、鉄の添加により酸化しやすくなる傾向が認められた。
Figure 0004621042
抵抗用合金材料の第２の例としては、銅を４９．２５重量％、ニッケルを４９．２５重量％、および、鉄を１．５重量％からなる銅−ニッケル−鉄合金に、アルミニウムを添加し、アーク溶解によって溶解し、銅−ニッケル−鉄−アルミニウム合金を得た。アルミニウムの含有量を、サンプル７は０重量％、サンプル８は１．０重量％、サンプル９は２．０重量％、サンプル１０は３．０重量％、とした以上４つのサンプルを作成した。
各サンプルの特性を表２に示す。表２から、アルミニウムの添加による対銅（Ｃｕ）熱起電力の顕著な変化は認められなかった。また、アルミニウムの添加によるＴＣＲの低下が認められた。一方、体積抵抗率に関しては若干の上昇が認められた。各サンプルの加工性に対する悪影響は認められなかった。
Figure 0004621042
銅−ニッケル−鉄合金からなる抵抗体とすることにより、熱起電力の発生を抑え、高精度の超低抵抗の電流検出用抵抗器を構成可能である。また、銅−ニッケル−鉄−アルミニウム合金からなる抵抗体とすることにより、熱起電力の発生を抑え、且つＴＣＲも低い、高精度の超低抵抗の電流検出用抵抗器を構成可能である。
本発明の金属板抵抗器の断面図である。
符号の説明
１０ 抵抗器
１１ 抵抗体
１２，１３ 電極
１２ａ，１３ａ 溶融はんだ層
１５，１６ 絶縁膜

Claims (2)

  1. 銅、ニッケル、及び、鉄を含有した合金材料からなる抵抗体であって、該抵抗体は、銅と、該銅と実質的に同量のニッケルと、０．５〜５．０重量％の範囲で添加された鉄を溶解することにより得られた合金であり、この抵抗体に銅を主成分とする電極を接合した電流検出用金属板抵抗器。
  2. 更に、１〜３ｗｔ％の範囲でアルミニウムを添加することにより得られた合金からなる抵抗体であることを特徴とする請求項１に記載の電流検出用金属板抵抗器。
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