JP6606548B2 - 電気部品を製造するための複合材料ストリップ、製造方法、電気部品、およびバスバー装置 - Google Patents

電気部品を製造するための複合材料ストリップ、製造方法、電気部品、およびバスバー装置 Download PDF

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Description

本発明は、電気部品、特に抵抗器、例えば低抵抗の電流測定用抵抗器(“シャント”)を製造するための複合材料ストリップに関する。さらに、本発明は、それに対応する製造方法およびそれに対応する電気部品に関する。
欧州特許出願公開第0605800号には、導体(導電)材料(例えば銅)製の2つのプレート(板)状の接続部と、それらの間に挿入された抵抗材料(例えばマンガニン(Manganin(登録商標)))製の同様にプレート状の抵抗素子とからなる低抵抗の(niederohmigen)電流測用定抵抗器が開示されている。この既知の電流測定抵用抗器は、長手方向の継ぎ目(シーム)に沿って溶接された3つの材料ストリップからなる複合材料ストリップ(band:帯板、テープ、リボン)から経済的に製造してもよい。ここで、その2つの外側の材料ストリップは導体材料(例えば銅)からなり、一方、その中間の材料ストリップは抵抗材料(例えばマンガニン(Manganin(登録商標)))からなる。個々の電流測定用抵抗器は、複合材料ストリップからストリップ長手方向に横方向にパンチされ(ausgestanzt:押抜かれた、打抜かれた)てもよい。ここで、述べるべきこととして、複合材料ストリップにおける個々の材料ストリップは電子ビーム溶接(ウェルディング)によって共にまたは一緒に接続される。これは、一方の抵抗材料(例えばマンガニン(Manganin(登録商標)))と、他方の導体材料(例えば銅)とを共に容易に溶接することができるので、容易に可能である。
しかし、幾つかの適用例では、一側部にアルミニウム製の接続部を有する電流測定用抵抗器を構成する技術的なニーズ(必要性)がある。これは、電子ビーム溶接では不可能である。その理由は、一方の側のアルミニウムと他方の側の銅またはマンガニン(Manganin(登録商標))は共に溶接することができないか、共に溶接することが困難だからである。従って、全ての熱溶接プロセス(例えば、WIG溶接(WIG:Wolfram Inert Gas:タングステン不活性ガス)、レーザ溶接、電子ビーム溶接、等)では、アルミニウムと銅の間に金属間相(intermetallische Phase:金属間化合物相)が形成され、この金属間相は極めて脆い。その溶接継ぎ目の脆性は、結果的に強度が低くなるので、この方法は工業的用途には適さない。
冷間圧接プロセス(例えば、摩擦溶接)は、実に、アルミニウム部材と銅部材の間のこの破壊的な金属間結合の発生を防止する。しかし、これらの溶接プロセスは、多層複合材料ストリップの製造には適していない。既知の摩擦溶接は、通常、単一片にだけ機能するので、比較的労働集約的でありコストがかかる。
アルミニウム部材への接続が有用なのは、例えば、比較的高い定常電流で動作するハイブリッド自動車および電気自動車においてであり、バスバー(Stromschienen:導体レール、母線)は、内燃機関を備えた通常の車両よりもかなりより大きい断面を有していなければならない。しかし、同様のことは他の全ての近代的な自動車にも当てはまり、それは、ますます多くの機能が電動アクチュエータ(バルブ、モータ)を介して実装され、それによって大型車両における平均定常電流が既に200Aに近づいているからである。従って、重量とコストを理由として、バスバーはますますアルミニウムで形成されるようになる。しかし、接地側と電圧側(バッテリまたはオルタネータ(交流発電機))の両方において、アルミニウム製バスバーと通常銅製の各部品との間で遷移部(Uebergang:移行部)が形成されなければならない。
独国特許出願公開第102012006641号には、アルミニウム製の被着物(einlage)が銅製の平坦な部分の上にメッキされたケーブル接続要素が開示されている。銅部分およびアルミニウム部分は、ここでは、互いに平行に平面状に配置され、複合材ストリップから製造することは排除される。
同様のことが、米国特許第3895851号にも当てはまる。この刊行物には、銅部分にアルミニウム被覆が施されたケーブル接続要素が開示されている。また、この構造は、複合材料ストリップから製造することを排除する。
米国特許第3157735号および独国特許出願公開第102004009651号においても、アルミニウム部分および銅部分は互いに平行な平面状に配置され、それによって複合材料ストリップから製造することが排除される。
さらに、従来技術として独国特許出願公開第4243349号および独国特許出願公開第102012013036号が参照される。
欧州特許出願公開第0605800号明細書 独国特許出願公開第102012006641号明細書 米国特許第3895851号明細書 米国特許第3157735号明細書 独国特許出願公開第102004009651号明細書 独国特許出願公開第4243349号明細書 独国特許出願公開第102012013036号明細書
従って、本発明は、アルミニウム部材から銅部材へのそのような遷移または移行を可能にするという目的に基づくものである。
この目的は、従属請求項に記載の、複合材料ストリップ、製造方法、および対応する部品または装置によって達成される。
本発明は、一方の側のアルミニウム部材と他方の銅含有部材の間のそのような接続が、特別な接合方法、例えばロール・プレイティング(Walzplattieren:ロール圧接、ロール接合、ロールめっき)法(例えば、レーザ誘導ロール・プレイティングまたはレーザ・ロール・プレイティング)、または超音波溶接によって達成することができるという、技術的物理的知識に基づいている。そのような第1にアルミニウム部材と第2に銅含有部材の間の接続は、遷移接合(Transition Joint:移行接合)とも称される。しかし、本発明は、使用される接合方法に関してこれらの例に限定されるものではなく、アルミニウム含有部材を銅含有部材に接続させる他の接合方法でも実現することができる。
レーザ誘起(励起)ロール・プレイティング(ロール圧接)は、従来技術で知られており、従って詳細に説明する必要はない。単なる一例として、独国特許出願公開第102008036435号を参照する。
超音波溶接も従来技術で知られており、従って、より詳細に説明する必要はない。
本発明は、最初に、例えば抵抗器、特に欧州特許出願公開第0605800号で知られている低抵抗の電流測定用抵抗器のような、電気部品(elektrischen Bauelements)を製造するための複合材料ストリップを含んでいる。欧州特許出願公開第0605800号で知られている複合材料ストリップによる、本発明による複合材料ストリップは、まず、長手方向の継ぎ目に沿って対で共に接続された幾つかの金属ストリップからなる。ここで、複合材料ストリップにおける第1の材料ストリップは、銅含有材料、特に銅含有導体材料からなり、後で電気部品の第1の接続部を形成するのに役立つ。しかし、複合材料ストリップにおける第2の材料ストリップは、後で電気部品の第2の接続部を形成するのに役立ち、第1の材料ストリップおよび第2の材料ストリップは、長手方向の継ぎ目に沿って電気的および機械的に共に接続される。本発明による複合材料ストリップは、第2の材料ストリップがアルミニウム含有材料、特にアルミニウム含有導体材料からなる点で、欧州特許出願公開第0605800号で既知の複合材料ストリップと異なる。従って、本発明による複合材料ストリップは、少なくとも2つの材料ストリップからなり、その第1の材料ストリップは銅含有材料からなり、第2の材料ストリップはアルミニウム含有材料からなる。アルミニウム含有材料と銅含有材料とのこの接合は、適した接合方法の使用によって、本発明の文脈において可能である。ここで、適した方法は、例えば、既知のロール・プレイティング(例えば、レーザ誘起ロール・プレイティングまたはレーザ・ロール・プレイティング)および超音波溶接が知られている。
本発明の文脈において使用されるように、隣接する材料ストリップ相互間の長手方向の継ぎ目という概念は、隣接する材料ストリップが共通平面内にあることを意味することが好ましい。従って、隣接する材料ストリップは、長手方向の継ぎ目によって、好ましくはそれらの長手方向の各端縁部に沿って、共に接続される。これは、例えばプレイティングまたはメッキに存在する材料ストリップの平面的な平行配置と区別される。
本発明の文脈において使用される“接続部”(Anschlussteils)という用語は、接続部が抵抗素子に機械的および電気的に接続されていることを意味する。また、接続部は、例えば、電流を導入または放電するため、または4導体(4端子)技術に従って電圧を測定するための、電気接続接触または接点として機能することが好ましい。しかし、接続部という概念は、本発明の文脈において広く一般的に解釈されるべきであり、従って、それは、電圧測定のためにまたは電流の導入または放電のために直接役立たないが、 単に実際の接続接点に接続されるような、複数の接続部を含むものである。
本発明の好ましい例示的な実施形態において、複合材料は、また、抵抗材料(例えば、銅−マンガン−ニッケル合金)からなる第3の材料ストリップを含み、第3の材料ストリップは、後で完成部品の抵抗素子を形成するのに役立つ。次いで、第3の材料ストリップは、銅含有導体材料からなる第1の材料ストリップに、長手方向の継ぎ目に沿って電気的および機械的に接続される。
本発明の1つの例示的な実施形態において、本発明による複合材料ストリップは、また、銅含有導体材料からなり後で部品の第3の接続部を形成するのに役立つ第4の材料ストリップも含んでいる。次いで、この第4の材料ストリップは、その長手方向の端縁部に沿って抵抗材料製の第3の材料ストリップへと、電気的および機械的に接続される。
銅含有材料からなる第1の材料ストリップは、ここでは、単一の材料ストリップからなるものであってもよい。しかし、代替形態として、銅含有材料からなる第1の材料ストリップは、好ましくは電子ビーム溶接によって、長手方向の継ぎ目に沿って接合された2つの材料ストリップからなるものとすることも可能である。
アルミニウム含有材料からなる第2の材料ストリップは、また、単一の材料ストリップからなるものであってもよい。しかし、代替形態として、アルミニウム含有材料からなる第2の材料ストリップも、好ましくは電子ビーム溶接によって、2つの材料ストリップで組み立てることも可能である。
2つ以上の材料ストリップからそれぞれ第1または第2の材料ストリップを組み立てる際に、接合される材料ストリップが同じ厚さを有するようにすることができる。しかし、代替形態として、接合される材料ストリップが異なる厚さを有するようにすることもできる。
上で既に簡単に言及したように、銅含有材料製の第1の材料ストリップは、アルミニウムと銅の接合を可能にする適切な接合プロセスによって、アルミニウム含有材料製の第2の材料ストリップに接合されてもよい。例えば、ロール・プレイティング(ロール圧接)、特にレーザ誘起ロール・プレイティングまたはレーザ・ロール・プレイティングの既知のプロセスが適している。アルミニウムと銅を接合するための別の適切な接合プロセスは、既知の超音波溶接である。
しかし、銅含有材料(例えば、銅、銅−マンガン−ニッケル合金)からの材料ストリップの組立て、および2つのアルミニウム含有ストリップの接合は、通常の溶接プロセスを用いて行われてもよく、既知のビーム溶接は特に有利であることが証明されている。
従って、本発明の好ましい例示的な実施形態では、一方のアルミニウム含有部材と、他方の銅含有部材の間の長手方向の各継ぎ目だけが、特別な溶接プロセス(例えば、レーザ誘起ロール・プレイティング)によって形成され、一方、他の全ての長手方向の継ぎ目は電子ビーム溶接によって形成されることが好ましい。
銅含有材料は、例えば銅または銅合金のような導体材料であることが好ましい。
また、アルミニウム含有材料は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金のような導体材料であることが好ましい。
しかし、既に上述した抵抗材料は、導体材料より大きい電気比抵抗を有することが好ましい。抵抗材料の電気比抵抗は、例えば、1・10−8Ωm乃至50・10−7Ωmの範囲にあり、この値の範囲内では種々の値が可能である。
抵抗材料の一例は、銅−マンガン合金、特に銅−マンガン−ニッケル合金(例えばマンガニン(Manganin(登録商標)))である。しかし、抵抗材料の別の例はニッケル−クロム合金である。
さらに言及すべきこととして、抵抗材料からなる材料ストリップは、好ましくは同じ厚さを有する他の材料ストリップより薄くてよい。
上述した本発明による複合材料ストリップと同様に、本発明は、例えば電気抵抗器(例えば、低抵抗の電流測定用抵抗器)のような、電気部品を製造するための対応する製造方法も含んでいる。
本発明による製造方法では、第1に、2つの幅の狭い(細いまたは薄い)材料ストリップが、それらの長手方向の継ぎ目に沿って電気的および機械的に共に接続され、第1の材料ストリップは銅含有材料(好ましくは導体材料)で形成され、一方、第2の材料ストリップはアルミニウム含有材料(好ましくは導体材料)で形成される。その接続は、前述のロール・プレイティング、特にレーザ誘起ロール・プレイティングまたはレーザ・ロール・プレイティングを用いて形成されることが好ましい。次に、他のアルミニウムまたは銅含有ストリップ(抵抗材料を含む)が、既知の試験された電子ビーム溶接プロセスを用いて、そのそれぞれの自由状態にある(freien:接続のない)銅またはアルミニウムの側部(側面)に溶接されてもよい。
本発明による製造方法において、第3の材料ストリップは、例えば銅−マンガン−ニッケル合金のような、抵抗材料からなる。この第3の材料ストリップは、後で部品の抵抗素子の形成に役立つ。本発明による製造方法において、この第3の材料ストリップは、例えば電子ビーム溶接によって、銅含有導体材料製の第1の材料ストリップに電気的および機械的に接続される。
さらに、製造される部品の接続部を後で形成するために、銅含有材料からなる第4の材料ストリップを加えてもよい。次に、この第4の材料ストリップは、抵抗材料製の第3の材料ストリップに接合される。また、第5のストリップとしてのアルミニウム含有ストリップ、好ましくは導体材料は、製造される部品の第2の接続部を後で形成するために、また電子ビーム溶接によって第1の複合材料のアルミニウム側に溶接される。その結果、複合材料ストリップは、それらの材料ストリップの順を、アルミニウム−銅−マンガニン(Manganin(登録商標))−銅の順序で有してもよい。
本発明の変形例において、複合材料ストリップは、接合された3つの材料ストリップを有するトリストリップ(Tri-Band:三種帯板)と、接合された2つの材料ストリップを有するバイストリップ(Bi-Band:二種帯板)とから組み立てられる。ここでは、トリストリップは、銅含有導体材料製の2つの外側材料ストリップと、抵抗材料製の中間材料ストリップとを含んでいる。しかし、バイストリップは、銅含有導体材料製の材料ストリップと、アルミニウム含有導体材料製の材料ストリップとを含んでいる。トリストリップがバイストリップに接合されるとき、トリストリップの銅含有材料ストリップは、次いで、バイストリップの銅含有材料ストリップに接合される。これによって、トリストリップをバイストリップに接合するのに、例えば電子ビーム溶接のような通常の接合方法を使用することができる。
最後に、製造される部品の第2の接続部を後で形成するために、第5のストリップとしてのアルミニウム含有ストリップ(好ましくは、導体材料製のもの)が、複合材料ストリップのアルミニウム側に、同様に電子ビーム溶接によって、溶接される。
しかし、代替形態として、本発明による複合材料ストリップを2つのバイストリップから組み立てることも、可能である。その第1のバイストリップは、銅含有導体材料製の材料ストリップと、アルミニウム含有導体材料製の材料ストリップとを含んでいる。しかし、その第2のバイストリップは、抵抗材料製の材料ストリップと、銅含有導体材料製の材料ストリップとを含んでいる。次いで、その2つのバイストリップは、それぞれ、それらの銅含有材料ストリップが互いに接合されるように、共に接合される。また、これによって、例えば電子ビーム溶接のような通常の接合プロセスの使用が可能になる。
最後に、製造される部品の第2の接続部を後で形成するために、第5のストリップとしてのアルミニウム含有ストリップ(好ましくは、導体材料製のもの)が、複合材料ストリップのアルミニウム側に、再び電子ビーム溶接によって溶接される。
本発明による製造方法の一部として、個々の電気部品は、複合材料ストリップの横方向に複合材料ストリップから分離されることが好ましい。このために、個々の電気部品は、例えばパンチング(押抜き、打抜き)によって、ストリップの長手方向に対して横方向に切断される。
次いで、その分離された各部品は、例えば、ストリップの長手方向に対して横方向に、曲げられてもよい。
別の方法における工程は、複合材料ストリップから切断された抵抗器の電気抵抗値を調整することからなるものであってもよい。このために、例えば、レーザを用いて、所望の電気抵抗値を調整するために、抵抗素子においてノッチ(切り目、窪み)を切ってもよい。
最後に、本発明は、対応する電気部品、特に電気抵抗器、例えば低抵抗の電流測定用抵抗器を含んでいる。電気部品は、電気的かつ機械的に共に接合または結合された2つの接続部を含んでいる。ここで、第1の接続部は、銅含有材料、特に銅製の導体材料からなる。しかし、第2の接続部は、アルミニウム含有材料、特に導体材料からなる。その2つの接続部は、例えばレーザ誘起ロール・プレイティングによって互いに接続されてもよい。
さらに、本発明による部品は、抵抗材料(例えば、マンガニン(Manganin(登録商標)))製の抵抗素子を含むことが好ましく、その抵抗素子は、例えば通常の電子ビーム溶接によって、銅含有導体材料製の第1の接続部に電気的および機械的に接続される。ここで、部品(抵抗器)は、また、銅含有導体材料製の第3の接続部を含み、その銅含有導体材料製の第3の接続部は、例えば電子ビーム溶接によって、抵抗素子に接続される。従って、ここで、その抵抗素子は、銅含有導体材料製の第1接続部と、銅含有導体材料製の第3の接続部との間の電流流路に位置する。
さらに言及すべきこととして、その各接続部および/またはその抵抗素子はプレート(板)状であることが好ましい。これは、その各接続部またはその抵抗要素が、相対的に薄く、平行な上面および底面を有することを意味する。
その各接続部およびその抵抗要素は、ここでは、それ自体が従来技術で知られている平坦なまたは曲がったものであってもよい。
銅含有導体材料は、銅または銅合金であることが好ましい。
しかし、アルミニウム含有材料は、純粋なアルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。
抵抗材料の例は、銅−マンガン合金、特に銅−マンガン−ニッケル合金(例えばマンガニン(Manganin(登録商標)))およびニッケル−クロム合金である。
さらに言及すべきこととして、抵抗素子の抵抗材料は、導体材料より大きい電気比抵抗を有することが好ましい。
しかし、抵抗素子の抵抗材料は、低抵抗であることが好ましい。これは、抵抗材料が、例えば1・10−8Ωm乃至50・10−7Ωmの範囲にあり得る電気比抵抗を有することが好ましいことを意味する。
しかし、完全な抵抗器の抵抗値は0.1μΩ乃至1mΩの範囲にあることが好ましい。
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またはさらには10kAの定常電流強度を有してもよい。
しかし、本発明による抵抗器の厚さ(太さ)は、0.2mm乃至20mmの範囲にあることが好ましく、この値の範囲内で特定の値とすることが可能である。
さらに言及すべきこととして、本発明による抵抗器は、相対的に温度が一定であることが好ましい。従って、本発明による抵抗器の抵抗値は、500ppm/K、200ppm/Kまたは50ppm/K、より小さい(未満の)温度係数を有することが好ましい。
さらに、本発明による抵抗器のインダクタンスは、10nH、3nH、またはさらに1nH、より小さい(未満)であることが好ましい。
本発明による抵抗器の電流方向の長さは、10mm乃至150mmであることが好ましく、その幅は5mm乃至20mmの範囲にあることが好ましい。
さらに、本発明は、また、アルミニウム含有導体材料製の第1のバスバーと、本発明によるその部品とを有するバスバー装置(配置)を含んでいる。アルミニウム含有導体材料からなる部品の第2の接続部は、ここでは、アルミニウム含有導体材料からなる第1のバスバーに電気的および機械的に接続される。例えば、この接続は、ネジ接続、リベット接続または溶接によって形成されてもよい。このようにして、いわゆる銅の世界と所謂アルミニウムの世界との間に接続が形成されてもよい。
さらに、銅含有導体材料製の第2のバスバーを設けてもよい。次に、本発明による部品は、第1にアルミニウム・バスバーに接触し、第2に銅バスバーに接触する。
最後に、本発明によるバスバー装置は、また、例えばアルミニウム含有導体材料製の接触領域を有するアルミニウム電解コンデンサ(Elko)のような、キャパシタまたはコンデンサを含んでもよい。
さらに、本発明の他の有利な改良形態は、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〜1Fは、本発明による複合材料ストリップの製造における種々の連続的な複数の製造段階である。 . 図2A〜2Fは、図1A〜1Fの各方法工程の断面図である。 . 図3は、フロー図形態の図1A〜1Fおよび図2A〜2Fによる製造方法である。 図4A〜4Fは、本発明による複合材料ストリップの代替的な例示的実施形態の製造における種々の製造工程である。 . 図5A〜5Fは、図4A〜4Fの各方法工程の断面図である。 . 図6は、フロー図形態の図4A〜4Fおよび5A〜5Fによる製造方法である。 図7は、電気的接触のための、本発明による部品の概略的な断面図である。 図8は、図7の変形例である。 図9は、3つのストリップを有する複合材料ストリップで形成された電流測定用抵抗器の製造を例示する概略図である。 図10は、4つの材料ストリップを有する複合材料ストリップで形成された電流測定用抵抗器を製造するための概略図である。 図11は、アルミニウム・バスバーと、電流測定用抵抗器を有するバッテリ端子との接続の概略図である。 図12は、アルミニウム・バスバーと、銅バスバーとの接続を示す概略図である。 図13は図12の変形例である。 図14は、アルミニウム・バスバーと、銅バスバーとの接続の概略図である。 図15は図14の変形例である。 図16は、図14および15の変形例である。 図17は、銅バスバーとアルミニウム電解コンデンサとの接続の概略図である。 図18は、図5Fの変形例である。
以下の説明おいて、最初に、図1A〜1F、2A〜2Fおよび3に示されているような第1の例示的な実施形態を説明する。図1A〜1Fは、それぞれ、図1Fに示された最終的な複合材料ストリップ1を製造するための、本発明による製造方法の種々の方法段階を示している。図2A〜2Fは、図1A〜1Fによる個々の方法段階の上面図を示している。しかし、図3は、製造方法をフロー図の形態で示している。
第1の方法工程S1において、最初にバイストリップ2が、例えば長手方向の継ぎ目5に沿ってレーザ誘起ロール・プレイティングによって、アルミニウム・ストリップ3および銅ストリップ4から組み立てられる。
第2の工程S2において、別のバイストリップ6が、例えば電子ビーム溶接によって、マンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ7および銅ストリップ8から組み立てられる。
第3の工程S3において、2つのバイストリップ2、6が、電子ビーム溶接によって共に接合される。ここで、銅ストリップ4はマンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ7に溶接され、それは電子ビーム溶接によって容易に行える。
別の工程S4において、結果的に得られた複合材料ストリップ9は、電子ビーム溶接によって、別のアルミニウム・ストリップ10に接合される。
次の工程S5において、図1Fおよび2Fに示された複合材料ストリップを、例えばストリップ長手方向に対して横方向にパンチすることによって、ストリップ長手方向に対して横方向に個々の電流測定用抵抗に分割する。
次いで、任意(オプション)の工程S6において、分離された電流測定用抵抗器を曲げてもよい。
最後に、工程S7において、分離された電流測定用抵抗器の抵抗値が調整される。これは通常の方法で行われてもよい。
図4A〜4F、5A〜5Fおよび6は、図1A〜1F、2A〜2Fおよび3による上述の例示的な実施形態の変形例を示しており、繰り返しを避けるために、上述の説明を参照し、対応する詳細に同じ参照番号が使用される。
この例示的な実施形態の1つの特徴は、バイストリップ6の代わりに、トリストリップ6’が形成されることである。トリストリップ6’は、銅ストリップ8およびマンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ7に加えて、別の銅ストリップ8’を含んでいる。
図7は、例えばバスバー(Stromschienen:導体レール)の、電気的接触のための、本発明による電気部品11の単純な断面図を示している。
部品11は、2つのプレート状のアルミニウム部材12、13と、2つのプレート状の銅部材14、15とからなる。
2つのアルミニウム部材12、13および2つの銅部材14、15は、それぞれ、電子ビーム溶接によって電気的および機械的に互いに接続される。
しかし、アルミニウム部材13と銅部材14の間の接続は、レーザ誘起ロール・プレイティングによって行われる。
図8は、図7の変形例を示している。ここで、単一のアルミニウム部材12’および単一の銅部材14’から、レーザ誘起ロール・プレイティングによって組み立てられた部材11’が形成される。
図9は、アルミニウム・ストリップ18、銅ストリップ19およびマンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ20からなる複合材料ストリップ17から電流測定用抵抗器16を製造するための概略図を示している。
ここで、電流測定用抵抗器16は、マンガニン(Manganin(登録商標))製の抵抗素子21と、銅製の2つの接続部22、23と、アルミニウム製の2つの接続部24、25とからなる。
従って、ここで、接続部22、24、23、25は、最初に引用した欧州特許出願第0605800号で既知の抵抗素子21と同じ側に配置される。
図10は、図9による例示的な実施形態の変形を示しており、繰り返しを避けるために、最初に図9の上の説明を参照し、対応する詳細について同じ参照番号を使用する。
この例示的な実施形態の1つの特徴は、第1に、複合材料ストリップ17が、また、別の銅ストリップ26を含むことである。ここで、2つの接続部23、22は、従って、欧州特許出願第0605800号で既知の抵抗素子21の両側(対辺)に配置される。
図11は、アルミニウム・コネクタ28を介した、アルミニウム・バスバー27と、バッテリ31の負極30のバッテリ端子29との電気的接続を示す概略図である。
ここで再び、一方のアルミニウム・バスバー27のアルミニウムの世界と、他方のバッテリ端子29の銅の世界との間に接続が形成されてもよい。
図12は、アルミニウム・バスバー32と銅バスバー33との、ねじ継ぎ手またはねじ連結器34、電流測定用抵抗器35および溶接接続部36を介した接続のための概略図を示している。
図13は、電流測定用抵抗器35が単一の銅バスバー37で置き換えられた、図12の変形例を示している。
図14〜16は、アルミニウム・バスバー38、39と、銅バスバー40との接続のための相異なる変形例を示している。
ここで、2つのアルミニウム・バスバー38、39は、それぞれ、溶接接続部41の相異なる変形例を介して共に接続される。
図17は、アルミニウム銅部材43による銅バスバー42とアルミニウム電解コンデンサ44との接続の概略図を示している。
最後に、図18は図2Fの変形例を示し、繰り返しを避けるために、上の説明を参照する。
この変形の1つの特徴は、アルミニウム・ストリップ10(3)が他のストリップよりも薄いことである。
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、各従属請求項の構成および特徴の保護をも、それが引用する各請求項に関係なく、求めるものである。
1 複合材料ストリップ
2 バイストリップ
3 アルミニウム・ストリップ
4 銅ストリップ
5 長手方向シーム
6 バイストリップ
6’ トリストリップ
7 マンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ
8’ 銅ストリップ
8 銅ストリップ
9 複合材料ストリップ
10 アルミニウム・ストリップ
11 部品
11’ 部材
12 アルミニウム部材
12’ アルミニウム部材
13 アルミニウム部材
14 銅部材
14’ 銅部材
15 銅部材
16 電流測定用抵抗器
17 複合材料ストリップ
18 アルミニウム・ストリップ
19 ストリップ
20 マンガニン(Manganin(登録商標))ストリップ
21 抵抗素子
22 銅製の接続部
23 銅製の接続部
24 銅製の接続部
25 銅製の接続部
26 銅ストリップ
27 アルミニウム・バスバー
28 アルミニウム・コネクタ
29 バッテリ端子
30 バッテリの負極
31 バッテリ
32 アルミニウム・バスバー
33 銅バスバー
34 ねじ継ぎ手
35 電流測定用抵抗器
36 溶接接続
37 銅バスバー
38 アルミニウム・バスバー
39 アルミニウム・バスバー
40 銅バスバー
41 溶接接続
42 銅バスバー
43 アルミニウム銅部材
44 アルミニウム電解コンデンサ

Claims (7)

  1. 電気部品製造するための複合材料ストリップ(1)であって、
    (a)含有導体材料製の2つの外側の材料ストリップ(8’、8)および抵抗材料製の1つの中間材料ストリップ(7)を含む接合された3つの材料ストリップ(8’、7、8)を有するトリストリップ(6)と、
    (b)前記銅含有導体材料製の材料ストリップ(4)およびアルミニウム含有導体材料製の材料ストリップ(3)を含む接合された2つの材料ストリップ(3、4)を有するバイストリップ(2)と、
    を有し
    (c)前記複合材料ストリップ(1)は前記トリストリップ(6)および前記バイストリップ(2)で形成されており、
    (d)前記バイストリップ(2)の前記銅含有導体材料製の前記材料ストリップ(4)は前記トリストリップ(6)の前記銅含有導体材料製の前記2つの外側の材料ストリップの一方(8’)に接合されているものである、
    複合材料ストリップ。
  2. (a前記抵抗材料は電気比抵抗を有し、前記電気比抵抗が、
    1)50・10−7Ωm、20・10−7Ωm、10・10−7Ωmまたは5・10−7Ωm、未満であり、および/または
    2)1・10−8Ωm、5・10−8Ωm、1・10−7Ωm、2・10−7Ωmまたは4・10−7Ωm、より大きく、
    および/または
    )前記抵抗素子の前記抵抗材料は、前記銅含有導体材料および前記アルミニウム含有導体材料より大きい電気比抵抗を有し、および/または
    )前記抵抗材料銅−マンガン合金であ
    ことを特徴とする、請求項に記載の複合材料ストリップ。
  3. 電気部品製造するための製造方法であって、
    (a)含有導体材料製の2つの外側の材料ストリップ(8’、8)および抵抗材料製の1つの中間材料ストリップ(7)を含む接合された3つの材料ストリップ(8’、7、8)を有するトリストリップ(6)を含む複合材料ストリップ供給する工程と、
    (b)前記複合材料ストリップ(1)の横方向に前記複合材料ストリップ(1)から電気部品を分離する工程と、
    を含み、
    特徴として、
    )前記複合材料ストリップ(1)は前記トリストリップ(6)およびバイストリップ(2)から組立てられるものであり、
    (d)前記バイストリップ(2)は、前記銅含有導体材料製の材料ストリップ(4)およびアルミニウム含有導体材料製の材料ストリップ(3)を含む接合された2つの材料ストリップ(3、4)を有し、
    (e)前記バイストリップ(2)の前記銅含有導体材料製の前記材料ストリップ(4)は前記トリストリップ(6)の前記銅含有導体材料製の前記2つの外側の材料ストリップの一方(8’)に接合されるものである、
    製造方法。
  4. (a)前記複合材料ストリップ(1)から分離された前記電気部品を、前記ストリップの長手方向に対して横方向にまたは電流方向に、曲げる工程、および/または
    (b)前記複合材料ストリップ(1)から分離された抵抗器の電気抵抗値を調整する工程、
    を含むことを特徴とする、請求項に記載の製造方法。
  5. 請求項1または2に記載の複合材料ストリップから分離された電気部品(11、16、35)
  6. (a)アルミニウム含有導体材料製第1のバスバー
    (b)請求項に記載の電気部品と、
    を有するバスバー装置。
  7. (a)キャパシタ(44)、特にアルミニウム電解コンデンサに、アルミニウム含有導体材料製の複数の接触タブが設けられ、
    (b)前記アルミニウム含有導体材料製の前記キャパシタ(44)の前記複数の接触タブの少なくとも1つが、前記アルミニウム含有導体材料製の前記第1のバスバー(43)に接続される
    ことを特徴とする、請求項に記載のバスバー装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016000751B4 (de) * 2016-01-25 2019-01-17 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Herstellungsverfahren für einen Widerstand und entsprechende Herstellungsanlage
JP2019036571A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 Koa株式会社 抵抗器の製造方法
EP3527995B1 (en) * 2018-02-20 2023-01-25 Fico Triad, S.A. Shunt resistor and measurement system
DE102018121902A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Herstellungsverfahren für ein elektrisches Widerstandselement und entsprechendes Widerstandselement
DE102020101070A1 (de) * 2020-01-17 2021-07-22 Munich Electrification Gmbh Widerstandsanordnung, Messschaltung mit einer Widerstandsordnung sowie Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Werkstoffverbundes für die Widerstandsanordnung
CN111829683B (zh) * 2020-07-24 2021-05-11 浙江瑞银电子有限公司 一种利用材料间电阻率温度系数差异的间接测温方法
CN114850216B (zh) * 2022-07-04 2022-10-04 太原理工大学 一种电控微爆炸成型制备双金属复合板的方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3157735A (en) * 1961-06-27 1964-11-17 Aluminum Co Of America Metallic particle compositions for mechanically joined electrical conductors
US3895851A (en) * 1973-08-23 1975-07-22 Amp Inc Brittle-surfaced connector
DE4243349A1 (de) * 1992-12-21 1994-06-30 Heusler Isabellenhuette Herstellung von Widerständen aus Verbundmaterial
US5604477A (en) * 1994-12-07 1997-02-18 Dale Electronics, Inc. Surface mount resistor and method for making same
JP2003022901A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Keparu:Kk チップ型抵抗器、チップ型抵抗器の製造方法及び抵抗器
DE10328870A1 (de) * 2003-06-26 2005-01-20 Isabellenhütte Heusler GmbH KG Widerstandsanordnung, Herstellungsverfahren und Messschaltung
DE102004009651B4 (de) * 2004-02-27 2008-10-09 BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH Verfahren zum Schweißen artungleicher metallischer Fügepartner, insbesondere von Aluminium-Kupfer-Verbindungsstellen
JP4452196B2 (ja) * 2004-05-20 2010-04-21 コーア株式会社 金属板抵抗器
DE102006019911A1 (de) * 2006-04-28 2007-11-08 Siemens Ag Widerstandsvorrichtung mit Befestigungsbohrung und entsprechendes Herstellungsverfahren
DE102006031839B4 (de) * 2006-07-07 2009-09-03 Auto-Kabel Management Gmbh Elektrisches Kontaktelement
US7911319B2 (en) * 2008-02-06 2011-03-22 Vishay Dale Electronics, Inc. Resistor, and method for making same
DE102008036435B4 (de) 2008-02-13 2010-08-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Werkstoffverbunden und Verbund-Halbzeugen
JP2009252828A (ja) * 2008-04-02 2009-10-29 Koa Corp 金属板抵抗器およびその製造方法
US8242878B2 (en) * 2008-09-05 2012-08-14 Vishay Dale Electronics, Inc. Resistor and method for making same
US8248202B2 (en) * 2009-03-19 2012-08-21 Vishay Dale Electronics, Inc. Metal strip resistor for mitigating effects of thermal EMF
DE102009016842B4 (de) * 2009-04-08 2015-01-22 Tyco Electronics Amp Gmbh Leitungsgitter für Elektronikgehäuse und Herstellungsverfahren
DE202009010319U1 (de) * 2009-07-01 2009-11-19 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Elektronisches Bauelement
US20130200700A1 (en) * 2010-02-24 2013-08-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery module, battery system, electric vehicle, movable body, power storage device, power supply device, and electrical equipment
DE102010013351A1 (de) * 2010-03-30 2011-12-15 Li-Tec Battery Gmbh Kontaktelement für Ableiter galvanischer Zellen
JP6087279B2 (ja) * 2011-05-17 2017-03-01 ローム株式会社 チップ抵抗器の製造方法
JP6030293B2 (ja) * 2011-09-14 2016-11-24 正明 貫洞 電流電圧変換器
JP2013157596A (ja) * 2012-01-06 2013-08-15 Rohm Co Ltd チップ抵抗器、およびチップ抵抗器の製造方法
DE102012006641A1 (de) * 2012-04-03 2013-10-10 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Kraftfahrzeugleiteranschlusselement
DE102012013036B4 (de) 2012-06-29 2015-04-02 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Widerstand, insbesondere niederohmiger Strommesswiderstand, sowie Beschichtungsverfahren hierzu
DE102012213804A1 (de) * 2012-08-03 2014-02-06 Robert Bosch Gmbh Belastungsminimierende elektrische Durchkontaktierung

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