JP6386876B2 - Manufacturing method and structure of resistor for current detection - Google Patents
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Description
本発明は、電流検出用抵抗器の製造方法等に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a current detection resistor and the like.
電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さいチップ抵抗器を用いることは良く知られている。抵抗体と電極との接合について開示した先行文献として以下の特許文献1がある。
It is well known to use a chip resistor having a very small resistance value of about milliohm for current detection. There is the following
抵抗体と電極との端面同士を突き合せた突合せ構造を用いると、構造が簡単になる等の利点があるが、特許文献1には突合せ構造に関する開示はない。
本発明は、突合せ構造の電流検出用抵抗器の量産に適した製造方法を提供することを目的とする。
The use of a butt structure in which the end faces of the resistor and the electrode are butted has advantages such as a simplified structure. However,
An object of this invention is to provide the manufacturing method suitable for mass production of the current detection resistor of a butt structure.
本発明の一観点によれば、抵抗材料からなるフープ状または板状の抵抗材と、抵抗材料よりも高導電率のフープ状または板状の電極材と、を準備する工程と、前記抵抗材に、厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とを形成する工程と、前記電極材に、複数の貫通孔を形成し、第1部分と前記貫通孔を嵌め合せて、抵抗材と電極材を接合する工程と、前記第1部分においてその両端に前記電極材が配置されるように打ち抜きまたは切断することで、前記第1部分の端面と前記電極材の端面とを突合せて接合した電流検出用抵抗器を形成する工程とを有する電流検出用抵抗器の製造方法が提供される。嵌めあわせる部分のサイズは同程度に設定しておくと良い。 According to one aspect of the present invention, a step of preparing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material and a hoop-shaped or plate-shaped electrode material having a higher conductivity than the resistance material; and the resistance material Forming a plurality of first portions having a large thickness and a second portion having a thickness smaller than the first portion; and forming a plurality of through holes in the electrode material; and the first portion and the through holes. And joining the resistance material and the electrode material, and punching or cutting so that the electrode material is disposed at both ends of the first portion, and the end surface of the first portion and the electrode material And forming a current detecting resistor which is bonded to the end face of the current detecting resistor. A method for manufacturing the current detecting resistor is provided. The size of the fitting part should be set to the same level.
前記電極材に、前記貫通孔の深さよりも浅い第3部分を形成する工程を有することが好ましい。
前記抵抗材と前記電極材とを接合するときに、前記第2部分と前記第3部分とが嵌め合されるようにしても良い。嵌め合された構造として両面とも面一にすることができる。
前記第1部分と前記第2部分とを、ライン状又はマトリックス状に形成することが好ましい。
It is preferable to have a step of forming a third portion shallower than the depth of the through hole in the electrode material.
The second portion and the third portion may be fitted together when the resistance material and the electrode material are joined. Both surfaces can be flush with each other as a fitted structure.
The first portion and the second portion are preferably formed in a line shape or a matrix shape.
また、本発明は、抵抗材料からなるフープ状または板状の抵抗材を加工した第1の構造体であって、厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とが交互に整列配置されている第1の構造体である。
また、本発明は、電極材料からなるフープ状または板状の電極材を加工した第2の構造体であって、厚みの薄い複数の第1部分と、貫通孔とが交互に整列配置されている第2の構造体である。
また、本発明は、抵抗材料からなるフープ状または板状の抵抗材を加工した第1の構造体であって、厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とが交互に整列配置されている第1の構造体と、電極材料からなるフープ状または板状の電極材を加工した第2の構造体であって、厚みの薄い複数の第1部分と貫通孔とが交互に整列配置されている第2の構造体とが嵌め合わされている構造体であっても良い。
In addition, the present invention is a first structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material, and includes a plurality of thick first portions and a second thickness that is thinner than the first portions. This is a first structure in which the portions are alternately arranged.
Further, the present invention is a second structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped electrode material made of an electrode material, and a plurality of thin first portions and through-holes are alternately arranged. This is the second structure.
In addition, the present invention is a first structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material, and includes a plurality of thick first portions and a second thickness that is thinner than the first portions. And a second structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped electrode material made of an electrode material, the plurality of first portions having a small thickness, It may be a structure in which the second structure in which the through holes are alternately arranged is fitted.
本発明によれば、突合せ構造の電流検出用抵抗器を量産することができる。 According to the present invention, a current detection resistor having a butt structure can be mass-produced.
以下、本発明の実施の形態による電流検出用抵抗器の製造技術等について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、突合せ構造を有する抵抗器の一構成例を示す斜視図である。図1に示す抵抗器は、抵抗体1と、その両端面1a、1bにおいて、それぞれの一端面が接続されている電極5a、5bとを有している。
Hereinafter, a manufacturing technique of a current detection resistor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a resistor having a butt structure. The resistor shown in FIG. 1 has a
図2は、突合せ構造の抵抗器を実装した構成例を示す斜視図である。図1に示す抵抗器の電極5a、5bの底面が、ランド3a、3bにハンダなどにより接着されている。電圧検出配線12a、12bの先端と、抵抗器の両端の電圧検出位置とが、ボンディングワイヤー9a、9bにより接続される。抵抗器には検出電流Iが流れ、検出電流Iに抵抗器の抵抗値Rを乗じた電圧Vが電圧検出配線12a、12bから図示しない電圧検出回路に取り出される。
尚、図3は、図2の変形例であり、電極5a、5bの抵抗体1側領域が上側(ランド3a、3bとは反対側)に持ち上げられた構造を有しており、その段差が、例えばΔh1で示される。
以上に説明した抵抗器は、高精度の電流検出に適した構造である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example in which a resistor having a butt structure is mounted. The bottom surfaces of the
FIG. 3 is a modification of FIG. 2 and has a structure in which the region on the
The resistor described above has a structure suitable for highly accurate current detection.
以下に、上記のような突合せ構造を有する抵抗器を製造するための、本実施の形態による電流検出用抵抗器の製造方法について詳細に説明する。 Below, the manufacturing method of the resistor for electric current detection by this Embodiment for manufacturing the resistor which has the above butt | matching structures is demonstrated in detail.
(第1の実施の形態)
まず、本発明の第1の実施の形態による電流検出用抵抗器の製造方法について詳細に説明する。本実施の形態による製造方法によれば、突合せ構造をライン状に複数形成することができる。
(First embodiment)
First, the manufacturing method of the current detection resistor according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. According to the manufacturing method of the present embodiment, a plurality of butt structures can be formed in a line shape.
図4Aは、Cuなどの電極材5の斜視図である。電極材5は、抵抗材料よりも高導電率なフープ状または板状の長尺材であり、厚さΔtを有する。また、一側辺に沿って位置合わせ穴71を備えている。図4Bは、図4Aの電極材5を加工した後の構造体21を示す斜視図である。例えば、電極材5において、位置合わせ穴71が並んでいる方向(第1方向と称する。)と同じ方向に、プレス、切削、レーザー加工などの方法により構造体21を形成する。
FIG. 4A is a perspective view of an
構造体21は、例えば電極材5の一面(ベース領域)5cからみて、第1方向に、第1の構造部7a、第2の構造部7bが、交互に並んでいる。第1の構造部7aは、構造体21によって分かれた両側の帯状部分を連結する連結部である。第1の構造部7aは、幅W1、長さL1の矩形の領域であり、電極材5の厚さΔtを薄くしている(後述するように厚さΔt1<Δt)。第2の構造部7bは、幅W1、長さL2の矩形の領域であり、電極材5を貫通している貫通孔である。第1方向に沿って、第1の構造部7a(第3部分)、第2の構造部7b、が交互に並んでいる。
In the
図5Aは、Cu−Mn系、Cu-Ni系、Ni-Cr系などの抵抗材1xの斜視図である。抵抗材1xは、厚さがΔtで、幅がW1の細長い帯状材であり、例えば板状の抵抗材を幅W1に切断したり、線状の長尺材料を断面が角形になるように加工する等により形成することができる。
抵抗材1xに、厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とを交互に形成する。
FIG. 5A is a perspective view of a
A plurality of thick first portions and second portions thinner than the first portions are alternately formed on the
図5Bは、図5Aの抵抗材1xを加工した後の構造体31を示す斜視図である。最終的に、構造体21と組み合わせた際に、うまく嵌合するように、プレス、切削、レーザー加工などの方法により構造体31を形成する。すなわち、構造体31は、抵抗材1xの延在する方向に、第3の構造部11b(第2部分)、第4の構造部11a(第1部分)が並ぶように(ライン状に)形成されている。第3の構造部11bは、例えば幅がW1、長さがL1であり、厚さがΔt2である(Δt2=Δt−Δt1)。第4の構造部11aは、幅がW1、長さがL2であり、厚さがΔtである。
FIG. 5B is a perspective view showing the
以上のように、電極材5と抵抗材1xとについて中間構造体(図4B、図5B)を形成した後に、図6Aに示すように、図4Bに示す第1の中間構造体と図5Bに示す第2の中間構造体とを組み合わせる。すなわち、構造体21と構造体31とが面方向にはめ込まれるように配置し、実際にはめ込み工程を行う。第1の構造部7aと第3の構造部11bが対面し(第2部分と第3部分のはめ合わせ)、第2の構造部7bである貫通孔内に第4の構造部11aがはめ込まれる。相対する部分の幅及び長さがほぼ同じになっているため、構造体31を構造体21に簡単にはめ込むことができる。すると、全ての領域で厚さがΔtとなる。
As described above, after forming the intermediate structure (FIGS. 4B and 5B) for the
図6Bは構造体21と構造体31を嵌め合せた構造体を示し、図6B(a)は図6Aに対応する斜視図であり、図6B(b)はその裏面側を示す。図6B(b)には、第2の構造部7b(貫通孔)から露出した第4の構造部11aが示されている。次いで、かかる構造体を構成した後、例えば、レーザービーム(L51、L52)又は電子ビームなどで接合部分の溶接を行う。レーザービーム(L51、L52)による溶接は図6B(a)に示す側から、構造体31と構造体21との接合部分に沿って照射する。または、図6B(b)に示す側から、構造体31と構造体21との接合部分に沿って照射する。または、図6B(a)(b)の両側から照射してもよい。他の方法として、構造体に対して上下方向(厚み方向)および/または左右方向(幅方向)から圧力を加え、圧延などにより接合するようにしても良い。特に、構造体21と構造体31との第1方向に沿う当接面を主として接合する。更には、第4の構造部11aにおける第1方向に沿った側面と構造体21との良好な接合が行われるようにする。これにより、第3の中間構造体(図6B)が形成される。図示したように、かかる構造体の上下面は平坦である。また、第3の構造部11bと第1の構造部7aとが面で接触しているため、図6Bの第3の中間構造体のはめ込み構造における位置ずれ等を防止することができ、溶接前においても安定したはめ込み構造を維持することができる。
6B shows a structure in which the
次いで、第1部分11aにおいてその両端に電極材が配置されるように打ち抜きまたは切断する。例えば、図6Cに示すように、構造体の配列方向である第1方向と直交する方向に突出するくし歯状の領域を残すように、第3の中間構造体を加工する。位置決め穴が形成されているベース領域5cから、電極5b、抵抗体11a、電極5aが、それぞれの側面が接合されている突出領域が複数形成される。次いで、ベース領域5cから、電極5b-抵抗体11a-電極5aの部分を切断して個片化することで、図6Dに示すように、図1と同様な突合せ構造の抵抗器を形成する。
Next, the
尚、加工の順番や加工する領域等は適宜変更可能である。抵抗材と電極材の嵌め合わせる部分のサイズは同程度に設定しておくと良いが、接合部分をレーザー加工により形成する処理を行う場合と、圧接等の機械的なはめ込みにより接合処理を行う場合とで、前者より後者の方が、きつくはめ込まれるように寸法を設計するようにしても良い。 Note that the order of processing, the region to be processed, and the like can be changed as appropriate. The size of the part where the resistance material and the electrode material are fitted should be set to the same level, but when the processing to form the joint portion by laser processing or when the joint processing is performed by mechanical fitting such as pressure welding Thus, the dimensions may be designed so that the latter is more tightly fitted than the former.
上記の製造工程によれば、突合せ構造の抵抗器を簡単な工程により多数製造することができる。量産が可能なため、製造コストを低減することができる。また、抵抗体と電極材とを固定した状態で抵抗器を切断するため、寸法精度の良い抵抗器を製造することができる。 According to the above manufacturing process, a large number of resistors having a butt structure can be manufactured by a simple process. Since mass production is possible, manufacturing costs can be reduced. Further, since the resistor is cut in a state where the resistor and the electrode material are fixed, a resistor with good dimensional accuracy can be manufactured.
図6Bの構造で、11bの領域をあらかじめ除去しておくことも可能である。図3のような構造とする場合は、図6Cまたは図6Dの状態等からプレス加工等を行っても折り曲げても良い。
In the structure of FIG. 6B, the
尚、図6Eは、図6Cに示す工程で除去された側の構造体の一例を示す斜視図である。こちらの構造体においても、ベース領域5dが形成されるようにする。電極5a、所望の厚さの抵抗体11a、電極5bを備え、それぞれベース領域5dにより連結した突出領域Lfが複数形成されている(図6E(a))。この構造体においては、抵抗材上の電極部分を選択的に除去することで(L101参照)、電極5a、5bに比べて抵抗体11の高さがΔh1ほど低くなっている抵抗器を製造することが可能である(図6E(b): 図6E(a)のVIb-VIb断面)。例えば、抵抗材上の電極部分を除去する際に、電極5a、5bの一部も除去されるが、等速で除去されるようにすることで両者の厚さの違いにより、図6E(c)に示すように、電極5a’、5b’を残すことができるため、抵抗材11の両端面11a’、11b’に電極5a、5bの端面がつき合わされている突合せ構造の抵抗器を作成することができ、抵抗材を無駄なく利用することもができる。なお、抵抗材11に重なっている抵抗材料部分のみを、切削等により除去してもよい。この場合、電極5a,5bを抵抗体11よりも厚くした構造の抵抗器を得ることができる。
FIG. 6E is a perspective view showing an example of the structure on the side removed in the step shown in FIG. 6C. Also in this structure, the
(第2の実施の形態)
次に、本実施の第2の実施の形態による電流検出用抵抗器の製造方法について詳細に説明する。本実施の形態による製造方法では、突合せ構造を有する抵抗器をマトリックス状に複数形成することができる。図7Aは、Cuなどの電極材5の斜視図である。電極材5は、板状であり、厚さΔtを有する。周辺に位置合わせ穴を備えていても良い。図7Bは、図7Aの電極材5を加工した後の電極構造体5yを示す斜視図である。かかる電極構造体5yは、例えば、プレス、切削、レーザー加工などの方法により、ある第1方向に沿った帯状の構造領域31aを形成する。また、構造領域31aは、第1方向と直交する方向に、ある距離L61だけ離れて並列して形成される。
(Second Embodiment)
Next, a method for manufacturing the current detection resistor according to the second embodiment will be described in detail. In the manufacturing method according to the present embodiment, a plurality of resistors having a butt structure can be formed in a matrix. FIG. 7A is a perspective view of an
構造領域31aは、例えば電極構造体5yの一面からみて、第1方向に、第1の構造部27a、第2の構造部27bが、交互に並んでいる。第1の構造部27aは電極部であり、厚さΔt1の電極材において、幅W11、長さL11の矩形の領域を残した構造である。第2の構造部27bは、W11、長さL12の矩形領域の貫通孔であり、第1方向に第1の構造部27aを挟んで複数並んでいる。第1の構造部27aと電極構造体5yの外周に位置する領域25aは厚さがΔtであり、その他の領域は厚さをΔt1として、Δtよりも薄くされている(図7B参照)。マトリックス状に配列された第1の構造部27aは厚さΔt1の薄板部分(第3部分)により連結されている。
In the
一方、図7C、図7Dは、Cu−Mn系、Cu-Ni系、Ni-Cr系などの抵抗構造体1yの斜視図である。図7Cは抵抗構造体1yの一方の平面側であり、図7Dはその裏側を示す。抵抗構造体1yは、厚さΔtを有する板状の抵抗材(図省略)に対して、例えば、プレス、切削、レーザー加工などの方法により加工を施したものである。抵抗構造体1yは、ある第1方向に沿った構造領域51aを並列に形成したものである。構造領域51aは、第1方向と直交する方向にある距離L61だけ離れて形成され、構造領域51a同士は連結部(領域)31yにより連結されている。
最終的に、電極材5と組み合わせた際に、組み合わせがうまくいくように、プレス、切削、レーザー加工などの方法により加工する。
On the other hand, FIG. 7C and FIG. 7D are perspective views of
Finally, when combined with the
構造領域51aは、第3の構造部41a、第4の構造部41bが、交互に並んでいる。第4の構造部41bは、幅がW11、長さがL11である矩形の領域が貫通された貫通孔である。第3の構造部41a(第1部分)は、第4の構造部41bに挟まれ、幅がW11、長さがL12、厚さはΔtである。第3の構造部41a以外の領域31y(第2部分)は、厚さがΔt−Δt1となるように形成されている。第3の構造部41a(第1部分)は抵抗構造体1yにおいてマトリックス状に形成されている。領域31y(第2部分)は抵抗構造体1yにおいてライン状またはマトリックス状に形成されている。
In the
以上のように、電極材5と抵抗材1xとについてそれぞれの中間構造体を形成した後に、図7Eに示すように、図7Bの第1の中間構造体と図7C(図7D)の第2の中間構造体とを組み合わせる。すなわち、第1の構造部27aと第4の構造部41bとを、また、第3の構造部41a(図7D)と第2の構造部27bとを、はめ込むように配置され、実際にはめ込みを行う。はめ込まれる構造部同士の幅及び長さとがほぼ同じになっているため、合致させてはめ込むことができる。図7Eは組み付け前の分解状態を示しており、図7Fは、はめ込んだ状態を示している。図7Fから、貫通孔である第4の構造部41bから第1の構造部27aが露出していることがわかる。図7Gは、図7Fの裏側を示している。図7Gから、貫通孔である第2の構造部27bから、第3の構造部41aが露出していることがわかる。この構造により、電極構造体5yと抵抗構造体1yとのはめ込み構造における位置ずれ等を防止することができ、溶接前においても安定したはめ込み構造を維持することができる。L53、L54に示すようなレーザービームや電子ビームなどにより、電極材と抵抗材との溶接を行う。また、構造体に対して上下方向(厚み方向)等から圧力を加え、圧延などにより接合するようにしても良い。特に、第3の構造部41aと第1の構造部27aとの当接面において良好な接合が行われるようにする。
As described above, after forming the intermediate structures for the
次いで、図7Hに示すように、第3の構造部41aを中心としてその両側の第1の構造部27aを含めた所定の打ち抜き領域AR1(幅W11以下、長さL21)をレーザー加工などで切り抜いたりプレス加工などで打ち抜いたりすることで、抵抗体の両端面に電極5a、5bが配置された突合せ構造の抵抗器を複数作成することができる。切り取り方法がその他の方法でも良い。
Next, as shown in FIG. 7H, a predetermined punching area AR1 (width W11 or less, length L21) including the
上記の実施の形態では、各構造がライン状又はマトリックス状に整列配置された例を示したが、それとは異なる配置であっても良い。また、部分の配置の間隔をより密にして、無駄な部分を極力少なくするとよい。 In the above-described embodiment, an example in which the structures are aligned and arranged in a line shape or a matrix shape is shown, but an arrangement different from that may be used. Further, it is preferable that the interval of the arrangement of the parts is made closer and the useless parts are reduced as much as possible.
上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
In the above-described embodiment, the configuration and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to these, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
Each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having a selected configuration is also included in the present invention.
本発明は、抵抗器の製造方法として利用できる。 The present invention can be used as a method for manufacturing a resistor.
1…抵抗体、1a、1b…両端面、5a、5b…電極、7a…第1の構造部(第3部分: 連結部)、7b…第2の構造部(貫通孔)、11b…第3の構造部(第2部分)、11a…第4の構造部(第1部分)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記抵抗材に、厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とを形成する工程と、
前記電極材に、複数の貫通孔を形成し、第1部分と前記貫通孔を嵌め合せて、抵抗材と電極材を接合する工程と、
前記第1部分においてその両端に前記電極材が配置されるように打ち抜きまたは切断することで、前記第1部分の端面と前記電極材の端面とを突合して接合した電流検出用抵抗器を形成する工程と
を有する電流検出用抵抗器の製造方法。 Preparing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material, and a hoop-shaped or plate-shaped electrode material having a higher conductivity than the resistance material;
Forming a plurality of thick first portions and a second portion having a thickness smaller than the first portion on the resistance material;
Forming a plurality of through holes in the electrode material, fitting the first portion and the through hole, and joining the resistance material and the electrode material;
By punching or cutting so that the electrode material is disposed at both ends of the first portion, a current detecting resistor is formed by abutting and joining the end surface of the first portion and the end surface of the electrode material. A method for manufacturing a resistor for current detection, comprising: a step.
厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とが交互に整列配置されている第1の構造体。 A first structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material,
A first structure in which a plurality of first portions having a large thickness and a second portion having a thickness smaller than that of the first portion are alternately arranged.
厚みの薄い複数の第1部分と貫通孔とが交互に整列配置されている第2の構造体。 A second structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped electrode material made of an electrode material,
A second structure in which a plurality of thin first portions and through holes are alternately arranged.
厚みの厚い複数の第1部分と、第1部分よりも厚みの薄い第2部分とが交互に整列配置されている第1の構造体と、
電極材料からなるフープ状または板状の電極材を加工した第2の構造体であって、
厚みの薄い複数の第1部分と貫通孔とが交互に整列配置されている第2の構造体と
が嵌め合わされている構造体。 A first structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped resistance material made of a resistance material,
A first structure in which a plurality of first portions having a large thickness and a second portion having a thickness smaller than the first portion are alternately arranged;
A second structure obtained by processing a hoop-shaped or plate-shaped electrode material made of an electrode material,
A structure in which a plurality of thin first portions and second structures in which through holes are alternately arranged are fitted together.
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