JP6370602B2 - 電流検出用抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、電流検出用抵抗器に係り、特に金属材からなる抵抗体を備えた金属板抵抗器に関する。

近年、電子機器において電子制御が進んでおり、高電流を高精度で検出できる電流検出用抵抗器の需要が増している。特に金属材からなる抵抗体を備えた金属板抵抗器は、低い抵抗値が得られ、抵抗温度係数が小さく、高電流を高精度で検出できることから、その需要が増している。

しかしながら、高電流検出用の金属板抵抗器においては、金属材からなる抵抗体の発熱によって、信頼性が低下することがあり、また抵抗温度係数による検出精度の低下が問題となることがある。このため、高い放熱特性が要求されていて、金属板抵抗器における抵抗体の発熱・放熱への対策として、以下の２件の特許文献が知られている。

特許文献１は、板状の抵抗体に近接して平行に放熱板を配置し、抵抗体の両端の端子部を面実装可能に設けると共に、放熱板の両端の端子部を面実装可能に設けたものである。これらの両端子部により、抵抗体からの発熱を、放熱板を介して実装基板へ逃がせる。しかしながら、機器の小型化が進行する中で、抵抗器の端子２つに放熱板の端子２つの合計４つの端子による面実装が必要であり、用途が限られるという問題がある。

また、特許文献２は、金属箔からなる抵抗体に絶縁層を介して放熱用のベース板を接着した構造である。しかしながら、ベース板と抵抗体とのクリアランスがばらつくと、放熱効果にばらつきが生じる可能性がある。このため、製造工程において接着材の厚さを高度に管理する必要があり、製造が難しいという問題がある。

国際公開ＷＯ２００９／００５１０８号公報 特開２００９−２８９７７０号公報

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、小型コンパクト化した構造を維持しつつ、ばらつきが小さい熱放散特性を備え、且つ製造が容易な金属板抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の電流検出用抵抗器は、金属材からなる抵抗体と、該抵抗体と電気的に導通する端子部と、抵抗体をカバーするモールド体を備え、抵抗体の一の面であって、中央部分を除く部位に形成されたガイド部材と、該ガイド部材上に載置され、接着材により抵抗体の少なくとも中央部分において接着され、抵抗体の発熱を吸収可能な均熱板と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、均熱板は、抵抗体の一の面に形成されたガイド部材上に載置され、接着材により抵抗体の少なくとも中央部分において接着されるので、均熱板は高い精度のクリアランスで、抵抗体に容易に接着材により接合することができる。これにより、抵抗体と均熱板間のクリアランスのばらつきが小さくなり、ばらつきが小さい良好な熱放散特性を備えた金属板抵抗器を容易に製造できる。

本発明の第１実施例の抵抗器の上面側を見た斜視図である。 上記抵抗器の底面側を見た斜視図である。 上記抵抗器の抵抗体および予備モールド体を底面側から見た平面図である。 上記抵抗器の抵抗体および予備モールド体を上面側から見た平面図である。 図２Ａおよび図２ＢのＡＡ線に沿った断面図である。 上記抵抗器の製造工程の斜視図であり、抵抗体１１の両端に端子部１２を接合した段階を示し、左図は底面側を見た図であり、右図は上面側を見た図である。 同じく、左図は抵抗体の底面側に予備モールド体１６を、右図は抵抗体の上面側に予備モールド体１８を形成した段階を示す。 同じく、抵抗体１１の底面側に接着材１３を塗布した段階を示す。 同じく、抵抗体１１の底面側に均熱板１４を接着した段階を示す。 同じく、抵抗体１１および均熱板１４を被覆するモールド体２０を形成した段階を示し、左図は抵抗器の底面側を見た図であり、右図は抵抗器の上面側を見た図である。 本発明の第２実施例の抵抗器の製造工程において、抵抗体１１の底面側に予備モールド体１６と位置決めガイド１７を形成した段階を示す斜視図である。 上記抵抗器の製造工程において、抵抗体の底面側に均熱板１４を接着した段階を示す斜視図である。 本発明の第３実施例の抵抗器の製造工程において、抵抗体１１の底面側に位置決めガイド１６Ｄを備えた予備モールド体１６を形成した段階を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図１Ａ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。

図１Ａ−１Ｂは本発明の第１実施例の金属板抵抗器の外観を示し、図２Ａ−２Ｃはその内部構造を示す。この抵抗器１０は、Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、等の金属材からなる抵抗体１１と、抵抗体と電気的に導通する抵抗体よりも高導電率のＣｕ等の金属材からなる端子部１２と、抵抗体をカバーするモールド体２０を備える。また、抵抗体１１と端子部１２が単一の抵抗材料からなる一体構造のものでもよく、この場合、モールド体２０から露出した部分が端子部１２となり、端子部１２，１２の間の部分が抵抗体１１となる。端子部１２，１２にはＳｎ等のめっきが施される場合がある。端子部１２はモールド体の端面および底面に沿って折り曲げられ、面実装が可能な端子構造となっている。そして、モールド体２０の上面側にはボス１８Ｃの頂部が露出している。

抵抗体１１はこの実施例では中央部分にサーペンタインカットを備え、その部分が発熱中心となっている。抵抗器１０は、その内部において、接着材１３により抵抗体１１の少なくとも中央部分において接着され、抵抗体の発熱を吸収可能な均熱板１４を備える（図２Ｃ参照）。均熱板１４は熱伝導性の良好なＣｕ、Ａｌ等の板材である。表面を表面酸化により絶縁処理を施した、例えばアルマイト等を用いてもよい。均熱板１４は抵抗体１１の実装面（底面）側に配置され、端子部１２にオーバーラップしている。

これにより、抵抗体１１の中央部分に高電流による局所的な発熱が生じても、均熱板１４に吸収され、放熱の良好な端子部１２の部分に伝熱することで、高い放熱効果が得られる。なお、均熱板１４を抵抗体１１における実装面（底面）側に配置することで、抵抗体の熱が基板側に伝わり易くなるため好適である。実施例において、均熱板１４を抵抗体１１における実装面側に配置する例を示したが、実装面側と反対の面側（上面側）に配置してもよく、また、抵抗体１１の底面側と上面側の両方に配置してもよい。

また、接着材１３は電気的な絶縁性を有すると共に、良好な熱伝導性を有するフィラーを含む樹脂系接着材であることが好ましい。これにより、抵抗体の発熱を均熱板に良好に伝えることができる。

抵抗体１１の底面側の面であって、抵抗体の中央部分を除く両側の部位に均熱板１４を載置して接着するガイド部材１６Ａを含む予備モールド体１６が形成されている（図２Ａ参照）。均熱板１４の両端を載置するガイド部材１６Ａは、接着材の回り込みを良くするために、図示するように円弧状にしている。

ここで、ガイド部材１６Ａの厚みが抵抗体１１の面と均熱板１４の面の間隔（クリアランス）を規定する。そして、ガイド部材の端面部分１６Ｂが均熱板１４の長手方向両端位置を規定する。従って、均熱板１４は、ガイド部材１６Ａ上に載置され、端面部分１６Ｂにより位置決めされ、接着材１３により、抵抗体１１の少なくとも中央部分に高いクリアランス精度で近接して接着され、抵抗体１１の発熱を効率的に吸収可能である。それ故、ガイド部材１６により、抵抗体１１と均熱板１４のクリアランスが一定に保たれ、これにより良好な放熱特性が、ばらつきが小さく安定して得られる。

予備モールド体１６には、外装樹脂であるモールド体２０の底面を位置決めするためのボス１６Ｃが設けられている。また、抵抗体１１の上面側には、予備モールド体１８が固定され、外装樹脂であるモールド体２０の上面を位置決めするためのボス１８Ｃが設けられている（図３Ｂ参照）。これらの予備モールド体１６，１８は、端子部の貫通孔１２Ａを介して一体に形成され（図２Ｃ参照）、薄い抵抗体１１を挟んで保持し、外装モールド体２０の内部に抵抗体１１および均熱板１４を位置決めする。このため、完成品段階の抵抗器１０において、ボス１６Ｃおよび１８Ｃの頂部がモールド体２０の表面に露出する。

図３Ａ−３Ｅは、抵抗器１０の製造工程を示す。まず、図３Ａに示すように、抵抗体１１の両端に端子部１２を接合する。接合は、抵抗体１１と端子部１２の両端を重ねてシーム溶接等により接合してもよく、また、抵抗体１１と端子部１２の端面同士を突き合わせて、レーザー溶接等により接合してもよい。端子部１２には、抵抗体１１との接合部の近傍に貫通孔１２Ａを備えている。

次に、図３Ｂに示すように、抵抗体１１の実装面（底面）側に予備モールド体１６を、抵抗体１１の上面側に予備モールド体１８を、プリモールド工程により形成する。端子部１２に設けられた貫通孔１２Ａを通じて予備モールド体１６，１８が一体として形成される。具体的には、プリモールド成形の際に、左下の予備モールド体１６側から樹脂が注入され、貫通孔１２Ａを通って裏側（上側）に回り込んで予備モールド体１８が成形され、さらに貫通孔１２Ａを通って右下の予備モールド体１６側に抜けることで、予備モールド体１６，１８が一体として形成される。なお、貫通孔１２Ａより樹脂を抵抗体１１の上下面に充填する例を示したが、例えば、端子部１２や抵抗体１１の側部より抵抗体１１の上下に充填することも可能である。なお、抵抗体１１の側部とした場合、樹脂の充填において抵抗体１１が変形する可能性があるため、端子部１２において上下に充填することが好適である。

この工程により、予備モールド体１６にガイド部材１６Ａ，端面１６Ｂおよびボス１６Ｃ等が形成される。同様に、予備モールド体１８にボス１８Ｃが形成される。このプリモールド工程により、薄くて変形しやすい抵抗体１１が予備モールド体１６，１８に挟持されて保持されるので、製造工程においてその取り扱いが容易となる。なお、貫通孔１８Ｄは、予備モールド体１８を形成する際に、金型でこの部分を抑えるためにできる孔であり、この孔から抵抗体１１が露出している。

次に、図３Ｃに示すように、予備モールド体１６，１６の端面１６Ｂ，１６Ｂ間に接着材１３を塗布する。そして、図３Ｄに示すように、熱伝導性の良好な均熱板１４をガイド部材１６Ａ上に載置し、端面１６Ｂによって位置決めし、接着し、加温硬化して固定する。これにより、抵抗体１１と均熱板１４のクリアランスが均熱板の全面に容易に保たれる。ガイド部材１６Ａは均熱板１４の両端部分に配置し、均熱板の中央部分は接着材１３で抵抗体の中央部分に固定することで、抵抗体の発熱部分をカバーでき、これにより、抵抗体と均熱板間のクリアランスのばらつきが小さくなり、ばらつきが小さい良好な熱放散特性を備えた金属板抵抗器を容易に製造できる。

そして、図３Ｅに示すように、２次モールド工程により抵抗体１１および均熱板１４を被覆するモールド体２０を形成する。この工程に際して、予備モールド体１６，１８はボス１６Ｃ，１８Ｃを備えるので、これらの頂部をモールドキャビティの上端および下端に当接させて２次モールド工程を行うことで、抵抗体１１および均熱板１４をその内部に位置決めしつつ、モールド体２０を簡易に形成できる。

図４Ａ−４Ｂは本発明の第２実施例の抵抗器の製造工程を示す。この実施例では、抵抗体１１の実装面側の面に、ガイド部材１６Ａ，端面１６Ｂおよびボス１６Ｃが形成された予備モールド体１６に加え、抵抗体１１の略中央部の幅方向両側に均熱板１４の位置決めガイド１７を形成したものである（図４Ａ参照）。位置決めガイド１７は、予備モールド体１８の一部として形成される。これにより、均熱板１４の接着固定に際して、均熱板１４を容易に抵抗体１１上に、長手方向には端面１６Ｂにより、幅方向にはガイド１７により位置決めすることができる（図４Ｂ参照）。

図５は本発明の第３実施例の抵抗器の製造工程を示す。この実施例においては、予備モールド体１６は均熱板１４を載置するガイド部材１６Ａの幅方向の両側に均熱板１４の位置決めガイド１６Ｄを備える。そして、その後の工程において、ガイド部材１６Ａおよび抵抗体１１の面上に接着材１３が塗布され（図３Ｃ参照）、均熱板１４が接着固定される（図３Ｄ参照）。均熱板１４はその両端が位置決めガイド１６Ｄおよび端面１６Ｂにより位置決めされ、抵抗体１１の側方および長手方向へのズレが防止される。この実施例においても、均熱板１４はガイド部材１６Ａ上に載置されるので、その厚みに対応した抵抗体１１の面との一定のクリアランスが均熱板の全面に得られ、ばらつきが小さい良好な熱放散特性を備えた金属板抵抗器を容易に製造できることは上述の各実施例と同様である。

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、金属板抵抗器の製造に好適に利用可能である。

Claims (5)

1. 金属材からなる抵抗体と、
   該抵抗体と電気的に導通する端子部と、
   前記抵抗体をカバーするモールド体を備え、
   前記抵抗体の一の面であって、中央部分を除く部位に形成されたガイド部材と、
   該ガイド部材上に載置され、接着材により前記抵抗体の少なくとも中央部分において接着され、前記抵抗体の発熱を吸収可能な均熱板と、を備えた、電流検出用抵抗器。
2. 前記端子部は、前記抵抗体よりも高導電率の金属であり、前記均熱板は、前記端子部にオーバーラップしている、請求項１に記載の電流検出用抵抗器。
3. 前記均熱板は、前記モールド体により被覆された、請求項１に記載の電流検出用抵抗器。
4. 前記均熱板は、前記抵抗体の実装面側に配置された、請求項１に記載の電流検出用抵抗器。
5. 前記ガイド部材は、プリモールドにより形成された、請求項１に記載の電流検出用抵抗器。

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