WO2020170683A1 - シャント抵抗器の実装構造 - Google Patents

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WO2020170683A1
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shunt resistor
terminal
mounting structure
resistor
substrate
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保 遠藤
一裕 原
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Koa株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C1/00—Details
    • H01C1/01—Mounting; Supporting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/148—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors the terminals embracing or surrounding the resistive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C13/00—Resistors not provided for elsewhere

Definitions

  • the present invention relates to a shunt resistor mounting structure.
  • a shunt resistor is used to detect the current in a semiconductor power module mounted on an electric vehicle.
  • a shunt resistor described in Patent Document 1 as a shunt resistor that can be attached easily and does not require an excessive attachment space and can detect current with high accuracy.
  • the shunt resistor described in Patent Document 1 is made of a conductive metal material, and has a first plane and a second plane, and an outer peripheral surface around the first plane and a second terminal, respectively, and the first terminal. And a first terminal of each of the second terminals are opposed to each other, and are connected to the respective first planes, a resistor connecting the first terminal and the second terminal, and the resistor, The bonding area of each of the first planes is smaller than the area of the first plane, and the first terminal and the second terminal have holes penetrating from the first plane to the second plane. Parts are formed.
  • the shunt resistor having such a structure is also referred to as "shunt (resistor)".
  • the shunt resistor described in Patent Document 1 has a structure in which the lead-out terminal for the output signal voltage is drawn out from each side surface of the first terminal and the second terminal.
  • the resistance value can be adjusted by adjusting the diameter and the length of the resistor that becomes the support.
  • Inverters are used in various vehicles such as electric cars, electric boats, and recently flying cars (large drones). Miniaturization is an important factor in these mobile bodies. Also in the current sensor, miniaturization is desired, and in particular, a bushing shunt (see Patent Document 1) that can be used in a high temperature environment due to electromechanical integration is useful.
  • the present invention aims at downsizing (lower height) of a mounting structure using a shunt resistor as a current sensor.
  • a shunt resistor mounting structure in which a shunt resistor is mounted on a pattern-embedded substrate having a voltage signal extraction pattern built-in, wherein a through-hole formed in a thickness direction of the pattern-embedded substrate.
  • a shunt resistor mounting structure is provided.
  • the through hole that defines the accommodating portion has a size that allows insertion of the resistor, and a wiring current that also serves as the second terminal (lower terminal) of the shunt resistor below the pattern-embedded substrate. It is preferable that a bar is arranged.
  • a metal material having a resistivity lower than that of the resistor is connected to the second terminal side of the resistor, and the metal material and the wiring current bar are connected.
  • the through hole that defines the accommodating portion has a size that allows insertion of the second terminal.
  • the second terminal is connected to the wiring current bar.
  • a bus bar is arranged on the first terminal side of the shunt resistor, and a fixing means for fixing the bus bar and the first terminal is provided.
  • the fixing means may further fix the pattern-embedded substrate and the wiring current bar.
  • the present specification includes the disclosure content of Japanese Patent Application No. 2019-027379, which is the basis of priority of the present application.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a mounting structure of the shunt resistor according to the first embodiment of the present invention. It is a sectional side view of a mounting structure (fixed structure). It is a perspective view which shows the structural example of a board
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a mounting structure of a shunt resistor according to a second embodiment of the present invention. It is a sectional side view of a mounting structure (fixed structure). It is an exploded perspective view showing a mounting structure of a shunt resistor by a 3rd embodiment of the present invention. It is a sectional side view of a mounting structure (fixed structure).
  • FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example of the substrate (FIG. 8A) and the voltage signal extraction pattern (FIG. 8B) built in the substrate according to the present embodiment. It is a disassembled perspective view which shows the mounting structure of the shunt resistor by the 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 10A is an exploded perspective view (view seen from below) showing the mounting structure of the shunt resistor according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is a bottom view seen from below. It is a figure. It is the perspective view seen from the lower surface side of the mounting structure by the 4th Embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a current drawing section according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mounting structure (fixed structure) of the shunt resistor according to the present embodiment.
  • FIG. 13A is a diagram showing a structure in which the resistive material is formed up to the tip of the resistive element.
  • FIG. 13B is a diagram showing a structure in which a conductive material is connected to the tip of the resistor.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a mounting structure of a shunt resistor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side sectional view of a mounting structure (fixed structure).
  • FIG. 3 is a perspective view of a configuration example of the substrate (FIG. 3A) and the voltage signal extraction pattern (FIG. 3B).
  • the mounting structure X of the shunt resistor according to the present embodiment has a built-in shunt resistor A and a voltage signal extraction pattern arranged on the mounting surface side (downward in the figure).
  • the shunt resistor A comprises, for example, a first terminal (electrode) 1 and a second terminal (electrode) 3, and a plurality of columnar resistors 5 provided so as to be interposed therebetween.
  • the bonding area between the resistor 5 and the first terminal (electrode) 1 and the second terminal (electrode) 3 is smaller than the area of the terminal itself.
  • This structure is also called a bushing shunt structure.
  • the first terminal 1 and the second terminal 3 are made of a conductive metal material such as Cu.
  • the resistor 5 is made of a metal material (alloy) having a resistivity higher than that of the terminal, such as Cu—Ni based, Cu—Mn based, or Ni—Cr based.
  • the substrate 51 is formed with a through hole 51a through which the second terminal (electrode) 3 can pass and which has a side length of L13 (L11>L13>L12) and which penetrates from the upper surface to the lower surface.
  • the through hole 51a defines the accommodation portion 52 of the shunt resistor A. That is, when the shunt resistor A is inserted into the through hole 51a of the substrate 51 from the second terminal (electrode) 3 side, the second terminal (electrode) 3 and the resistor 5 are accommodated through the through hole 51a. It is housed in the section 52.
  • the shunt resistor A is inserted by the lower surface of the first terminal (electrode) 1 contacting the upper surface of the substrate 51. Stops. As shown in FIG. 2, when the resistor 5 is housed substantially in the substrate 51 in the longitudinal direction, the shunt resistor A can be housed in the housing 52 of the substrate 51.
  • the substrate 51 has a voltage signal extraction pattern 61 built therein.
  • the voltage signal lead-out pattern 61 is formed of a conductive material such as Cu and is integrally molded with the substrate 51 formed of resin or the like.
  • the voltage signal extraction pattern 61 has the following configuration. 1) Voltage detection signal extraction terminal 67 (first voltage detection terminal 67a, second voltage detection terminal 67b). 2) A first electrode surface 63 that is connected to the first voltage detection terminal 67a and is formed on the outer peripheral portion of the through hole 51a on the upper surface of the substrate 51. 3) A second electrode surface 65 that is connected to the second voltage detection terminal 67b and is formed on the lower surface of the substrate 51 in a region excluding the through holes 51a.
  • the first electrode surface 63 has an opening 63a in which an electrode having substantially the same shape as the through hole 51a is not formed.
  • the second electrode surface 65 has an opening 65a in which an electrode having substantially the same shape as the through hole 51a is not formed. Both electrode surfaces 63 and 65 are exposed from the surface of the substrate 51.
  • a first bus bar 81 is provided above the shunt resistor A, and the upper surface of the first terminal 1 contacts the lower surface of the first bus bar 81.
  • the first bus bar 81 is formed with a through hole 81a penetrating the shaft portion 71a of the mounting screw 71.
  • the first terminal 1 is formed with 1a with which the shaft portion 71a of the mounting screw 71 is screwed.
  • the length L1 of the mounting screw 71 is the thickness of the first bus bar 81 and the first terminal 1.
  • a second bus bar 91 is provided below the substrate 51, and the lower surface of the second terminal 3 contacts the upper surface of the second bus bar 91. Further, the electrode surface 65 also contacts the upper surface of the second bus bar 91.
  • the first bus bar 81 and the shunt resistor A can be fixed with the mounting screw 71 (fixing means).
  • the length of the shaft portion 71a is L1, and only the first bus bar 81 and the first terminal 1 of the shunt resistor A can be fixed.
  • the first bus bar 81 By bonding the lower surface of the first terminal 1 and the electrode surface 63, and the second terminal 3 and the upper surface of the second bus bar 91 with solder or a conductive adhesive, respectively, the first bus bar 81 to the second bus bar 81 It is possible to adopt a mounting structure in which up to the bus bar 91 is fixed.
  • the resistance of the shunt resistor A is accommodated by accommodating the shunt resistor A in the accommodating portion 52 defined by the through hole 51a in the substrate 51.
  • the height (thickness) in the mounting structure of the thickness portion of the body 5 can be reduced.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the mounting structure of the shunt resistor according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a side sectional view of the mounting structure (fixed structure).
  • the mounting structure of the shunt resistor according to the present embodiment is different from the mounting structure of the shunt resistor according to the first embodiment in the following points.
  • the second terminal 3 of the shunt resistor B according to the present embodiment is provided with the through hole 3a having a diameter larger than that of the first terminal 1. Thereby, even if the length L2 of the shaft portion 71b of the mounting screw 71 is increased, it is possible to prevent the shaft portion 71b from coming into contact with the second terminal 3.
  • the second bus bar 91 is provided with a through hole 91a. 3)
  • the shaft portion 71b of the mounting screw 71 has a length L2 that can be inserted into the through hole 91a of the second bus bar 91.
  • the mounting structure of the shunt resistor according to the present embodiment, the mounting structure in which the first bus bar 81 to the second bus bar 91 are fixed by the fixing means using the mounting screws 71 can be adopted. it can.
  • the diameter of the through hole 81a formed in the first bus bar 81 is set to be larger than the outer diameter of the shaft portion 71a of the mounting screw 71 so that the mounting screw 71 does not come into contact with the first bus bar 81. By doing so, a long screw can be used as the mounting screw 71.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the mounting structure of the shunt resistor according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a side sectional view of the mounting structure (fixed structure).
  • FIG. 8 is a perspective view showing a configuration example of the substrate and the voltage signal extraction pattern built in the substrate according to the present embodiment.
  • the mounting structure of the shunt resistor according to the present embodiment is different from the mounting structure of the shunt resistor according to the first embodiment in the following points.
  • the shunt resistor C is provided with the first terminal 1, but unlike the first embodiment, the second terminal is not provided before fixing. That is, no electrode is provided at the mounting end of the resistor 5.
  • the substrate 51 is provided with a plurality of through holes 51b through which the respective ends of the shunt resistor C on the side where the resistors 5 are mounted penetrate. For example, in FIG. 6, since the shunt resistor C has four columnar resistors 5, four through-holes 51b are provided to penetrate each. 3) Further, the voltage signal extraction pattern is different from the voltage signal extraction pattern of the first embodiment shown in FIG. 3, as shown in FIG.
  • the substrate 51 has a built-in voltage signal extraction pattern.
  • the voltage signal lead-out pattern 61 is formed of a conductive material such as Cu and is integrally molded with the substrate 51 formed of resin or the like.
  • the voltage signal extraction pattern 61 has a voltage detection signal extraction terminal 67 (first voltage detection terminal 67a, second voltage detection terminal 67b).
  • the first voltage detection terminal 67a is not connected to the first electrode surface 63 formed on the outer peripheral portion of the through hole 51a on the upper surface of the substrate 51, but is illustrated in FIG. As shown in FIG. 8A, for example, it is drawn out from a contact 63b provided at a position exposed on the upper surface of the substrate 51 at a position between the two through holes 51b.
  • the first electrode surface 63 formed outside the four through-holes 51b on the upper surface of the substrate 51 has a contact between the first terminal 1 and the first electrode surface 63 when the shunt resistor C is mounted. It is electrically connected to both 63b.
  • the second electrode surface 65 which is connected to the second voltage detection terminal 67b and which is formed in a region excluding the plurality of through holes 51ab on the lower surface of the substrate 51 (region excluding the holes 65b).
  • the first electrode surface 63 has an opening 63a having substantially the same shape as the outer circumference of the resistor 5 and having no electrode 65 formed therein.
  • the second electrode surface 65 has a plurality of openings 65b in which electrodes having substantially the same shape as the plurality of resistors 5 are not formed. Both of the electrode surfaces 63 and 65 are exposed from the surface of the substrate 51 together with the contact 63b.
  • a first bus bar 81 is provided above the shunt resistor C, and the upper surface of the first terminal 1 contacts the lower surface of the first bus bar 81.
  • the first bus bar 81 and the first terminal 1 of the shunt resistor C are formed with a screw hole 1a into which the shaft portion 71a of the mounting screw 71 is screwed.
  • a second bus bar 91 is provided below the substrate 51, and the lower end surface of the resistor 5 contacts the upper surface of the second bus bar 91.
  • the first bus bar 81 and the shunt resistor C can be fixed with the mounting screw 71 (fixing means). 6 and 7, the length of the shaft portion 71a may be such that only the first bus bar 81 and the first terminal 1 of the shunt resistor A can be fixed.
  • the first bus bar 81 can be removed from the first bus bar 81. It is possible to have a mounting structure in which the two bus bars 91 are fixed. Further, in the present embodiment, since second bus bar 91 also serves as the second terminal, it is not necessary to provide the second terminal, and the height can be further reduced by that amount.
  • the shunt resistor mounting structure As described above, in the shunt resistor mounting structure according to the present embodiment, by accommodating the shunt resistor C in the accommodating portion 52 in the substrate 51, the thickness portion of the resistor 5 of the shunt resistor C is reduced. The height (thickness) in the mounting structure can be reduced. Therefore, it is possible to downsize the mounting structure of the shunt resistor.
  • FIG. 9 and 10 are exploded perspective views showing a mounting structure of the shunt resistor according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a perspective view of the mounting structure seen from below
  • FIG. 12 is a mounting view. It is the perspective view which looked at the structure from diagonally above.
  • the mounting structure of the shunt resistor according to the present embodiment is different from the mounting structure of the shunt resistor according to the third embodiment in the following points.
  • the columnar resistor 5 is made of a resistor material that is connected to the resistor 5a formed of a resistor material on the first terminal 1 side and the tip (bottom surface) of the resistor 5a. Also has a lower conductor 5b having a low resistivity.
  • the lower conductor 5b is formed of, for example, a metal material such as Cu, and is connected to the tip (bottom surface) of the resistor 5a by brazing or the like.
  • the lower conductor 5b is inserted into a through hole (not shown) penetrating the resistors formed in the substrate 51 and the second bus bar 91, respectively.
  • the second bus bar 91 is fixed to the second bus bar 91 by a soldering portion 101a or the like.
  • the mounting screw 71 is the same as the third embodiment in that the first bus bar 81 and the first terminal 1 are fixed by screwing.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the current drawing unit according to the present embodiment.
  • the configuration shown in FIG. 12 is different from the configuration shown in FIG. 8 in that a through hole 91c through which the shaft portion 71a of the mounting screw 71 penetrates is formed.
  • FIG. 13 is a sectional view showing a mounting structure (fixed structure) of the shunt resistor D according to the present embodiment.
  • FIG. 13A is a diagram showing a structure in which the tip of the resistor 5 is formed of a resistance material.
  • FIG. 13B is a diagram showing a structure in which a conductive material is connected to the tip of the resistor 5.
  • the lower conductor 5b made of a metal material such as Cu having a low resistivity is formed on the bottom surface of the resistor 5, the current is evenly distributed as shown by the current I3. Easy to flow. Therefore, local heat generation is suppressed. Further, it is possible to prevent the resistance value of the shunt resistor D from becoming unstable.
  • the current flows evenly in the lower part (bottom part) of the resistor. Therefore, it is possible to reduce the number of locations where current is concentrated, and it is possible to prevent problems such as local heat generation and unstable resistance.
  • the present invention can be used for a shunt resistor mounting structure.

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Abstract

電圧信号引出しパターンを内蔵したパターン内蔵基板にシャント抵抗器が実装されたシャント抵抗器の実装構造であって、前記パターン内蔵基板の厚さ方向に形成された貫通孔により画定され、前記シャント抵抗器の実装側とは反対側から順に設けられた第１の端子と第２の端子との間に設けられた抵抗体の少なくとも一部を収容する収容部が設けられている、シャント抵抗器の実装構造。

Description

シャント抵抗器の実装構造
　本発明は、シャント抵抗器の実装構造に関する。
　例えば、電気自動車に搭載されている半導体パワーモジュール等における電流を検出するため、シャント抵抗器が用いられる。取付け作業が簡便で、過大な取付けスペースも必要とせず、高精度の電流検出が可能なシャント抵抗器として、特許文献１に記載のものがある。
　特許文献１に記載のシャント抵抗器は、導電性の金属材からなり、第１平面および第２平面と、その周囲の外周面を、それぞれ備える第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記第２端子とのそれぞれの第１平面が対向しており、それぞれの第１平面に接続されて、前記第１端子と前記第２端子とを接続した抵抗体と、前記抵抗体と、それぞれの前記第１平面との接合面積は、前記第１平面の面積よりも小さく、かつ、前記第１端子と前記第２端子とには、前記第１平面から前記第２平面へ貫通する孔部が形成されている。以下において、このような構造のシャント抵抗器を、「シャント（抵抗器）」とも称する。
特開２０１７－２１２２９７号公報
　上記特許文献１に記載のシャント抵抗器においては、第１端子と第２端子とのそれぞれの側面から出力信号電圧の引き出し端子を引出す構造を用いている。ところで、特許文献１に記載のシャントにおいては、支柱となる抵抗体の径、長さを調整することで、抵抗値を調整することができる。
　電気自動車、電動ボート、最近では空飛ぶ自動車(大型ドローン)など様々な乗り物にインバータが使用されている。これらの移動体などにおいては、小型化が重要な要素となっている。電流センサにおいても、小型化が望まれており、特に機電一体化による高温な環境にも使用できるブッシングシャント（特許文献１参照）が有用である。
　本発明は、シャント抵抗器を電流センサとして用いた実装構造の小型化（低背化）を目的とする。
　本発明の一観点によれば、電圧信号引出しパターンを内蔵したパターン内蔵基板にシャント抵抗器が実装されたシャント抵抗器の実装構造であって、前記パターン内蔵基板の厚さ方向に形成された貫通孔により画定され、前記シャント抵抗器の実装側とは反対側から順に設けられた第１の端子と第２の端子との間に設けられた抵抗体の少なくとも一部を収容する収容部が設けられている、シャント抵抗器の実装構造が提供される。
　前記収容部を画定する前記貫通孔は、前記抵抗体の挿入を許す大きさを有し、前記パターン内蔵基板の下方に前記シャント抵抗器の前記第２の端子（下部端子）を兼ねる配線用電流バーが配置されていることが好ましい。
　前記抵抗体の前記第２の端子側に、前記抵抗体よりも抵抗率の低い金属材が接続され、前記金属材と前記配線用電流バーとが接続されていることが好ましい。
　前記収容部を画定する前記貫通孔は、前記第２の端子の挿入を許す大きさを有することが好ましい。
　前記第２の端子が前記配線用電流バーと接続されていることが好ましい。
　前記シャント抵抗器の前記第１の端子側にバスバーが配置されており、前記バスバーと前記第１の端子を固定する固定手段を備える、ことが好ましい。
　前記固定手段は、さらに、前記パターン内蔵基板と前記配線用電流バーとを固定するようにしても良い。
　本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2019-027379号の開示内容を包含する。
　本発明によれば、大電流基板と一体化された電流検出器の実装構造の小型化が可能である。
本発明の第１の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図である。 実装構造（固定構造）の側断面図である。 基板（図３（ａ））と電圧信号引き出しパターン（図３（ｂ））の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図である。 実装構造（固定構造）の側断面図である。 本発明の第３の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図である。 実装構造（固定構造）の側断面図である。 本実施の形態による基板（図８（ａ））および基板に内蔵される電圧信号引き出しパターン（図８（ｂ））の一構成例を示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図である。 図１０（ａ）は、本発明の第４の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図（下方から見た図）であり、図１０（ｂ）は、下方から見た底面図である。 本発明の第４の実施の形態による実装構造の下面側から見た斜視図である。 本実施の形態による電流引き出し部の一構成例を示す斜視図である。 本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造（固定構造）を示す断面図である。図１３（ａ）が、抵抗体の先端まで抵抗材料により形成されている構造を示す図である。図１３（ｂ）が、抵抗体の先端に導電材料を接続した構造を示す図である。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図であり、図２は、実装構造（固定構造）の側断面図である。図３は、基板（図３（ａ））と電圧信号引き出しパターン（図３（ｂ））の構成例を斜視図である。
　図１および図２に示すように、本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造Ｘは、シャント抵抗器Ａと、その実装面側（図の下方）に配置される電圧信号引き出しパターンを内蔵した電圧信号引き出しパターン内蔵基板（以下、「基板」と称する。）５１と、を有している。
　シャント抵抗器Ａは、例えば、第１端子（電極）１および第２端子（電極）３と、その間に介在するように設けられる例えば円柱状の複数本の抵抗体５とからなる。抵抗体５と、第１端子（電極）１および第２端子（電極）３との接合面積は、端子自体の面積よりも小さくなっている。この構造は、ブッシングシャント構造とも称する。第１端子１および第２端子３は、例えばＣｕなどの導電性の金属材からなる。抵抗体５は、端子よりも抵抗率が高い、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ系、Ｃｕ－Ｍｎ系、Ｎｉ－Ｃｒ系などの金属材料（合金）からなる。
　図１に示すシャント抵抗器Ａでは、第１端子（電極）１の面積（例えば、一辺の長さがＬ１１の正方形）の方が第２端子（電極）３の面積（例えば、正方形とした場合には一辺の長さがＬ１２（Ｌ１１＞Ｌ１２））よりも広い。
　基板５１には、第２端子（電極）３を通すことができる、一辺の長さがＬ１３（Ｌ１１＞Ｌ１３＞Ｌ１２）の、上面から下面まで貫通する貫通孔５１ａが形成されている。この貫通孔５１ａがシャント抵抗器Ａの収容部５２を画定する。すなわち、基板５１の貫通孔５１ａ内に第２端子（電極）３側からシャント抵抗器Ａを挿入していくと、第２端子（電極）３と抵抗体５とが貫通孔５１ａを通って収容部５２内に収容されていく。シャント抵抗器Ａは、第１端子（電極）１の一辺Ｌ１１が貫通孔５１ａの一辺Ｌ１３よりも長いため、第１端子（電極）１の下面が基板５１の上面に当接することで、挿入動作が止まる。図２に示すように、抵抗体５はその長さ方向において、ほぼ基板５１内に収容されるようにすると、シャント抵抗器Ａをほぼ基板５１の収容部５２内に収めることができる。
　図３に示すように、基板５１には、電圧信号引き出しパターン６１が内蔵されている。電圧信号引き出しパターン６１は、例えばＣｕなどの導電性材料により形成され、樹脂などにより形成される基板５１と一体成型される。図３に示す例では、電圧信号引き出しパターン６１は、以下の構成を有する。
１）電圧検出信号取り出し端子６７（第１の電圧検出端子６７ａ，第２の電圧検出端子６７ｂ）。
２）第１の電圧検出端子６７ａと接続され、基板５１の上面において貫通孔５１ａの外周部に形成される第１の電極面６３。
３）第２の電圧検出端子６７ｂと接続され、基板５１の下面において貫通孔５１ａを除いた領域に形成される第２の電極面６５。
　第１の電極面６３は、貫通孔５１ａと略同じ形状の電極が形成されていない開口部６３ａを有する。第２の電極面６５は貫通孔５１ａと略同じ形状の電極が形成されていない開口部６５ａを有する。いずれの電極面６３，６５も、基板５１面から露出している。
　以上の構成により、シャント抵抗器Ａを基板５１内の収容部５２に収容した際には、第１端子１の下面は電極面６３に接触する。
　シャント抵抗器Ａの上部には、第１のバスバー８１が設けられ、第１端子１の上面は第１のバスバー８１の下面に接触する。第１のバスバー８１には、取付ネジ７１の軸部７１ａを貫通する貫通孔８１ａが形成されている。第１端子１には、取付ネジ７１の軸部７１ａが螺合する１ａが形成されている。例えば、取付ネジ７１の長さＬ１は、第１のバスバー８１と第１端子１の厚み分となっている。
　基板５１の下部には、第２のバスバー９１が設けられ、第２端子３の下面は第２のバスバー９１の上面に接触する。さらに、電極面６５も第２のバスバー９１の上面に接触する。
　取付ネジ７１により、第１のバスバー８１とシャント抵抗器Ａとを固定することができる（固定手段）。図１，２においては、軸部７１ａの長さはＬ１であり、第１のバスバー８１とシャント抵抗器Ａの第１端子１のみを固定することができる。
　第１端子１の下面と電極面６３および第２端子３と第２のバスバー９１の上面とを、それぞれ、はんだ又は導電性の接着剤などにより接着することで、第１のバスバー８１から第２のバスバー９１までを固定した実装構造とすることができる。
　以上のように、本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造においては、基板５１内に貫通孔５１ａにより画定される収容部５２にシャント抵抗器Ａを収容することによって、シャント抵抗器Ａの抵抗体５の厚さ部分の実装構造における高さ（厚さ）を低くすることができる。
　従って、シャント抵抗器の実装構造の小型化が可能である。
（第２の実施の形態）
　次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図であり、図５は、実装構造（固定構造）の側断面図である。
　本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造は、第１の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造と以下の点で相違している。
１）本実施の形態によるシャント抵抗器Ｂの第２端子３に、第１端子１よりも大きな径の貫通孔３ａを設けている。これにより、取付ネジ７１の軸部７１ｂの長さＬ２を長くしても、軸部７１ｂが第２端子３に接触することを防止することができる。
２）第２のバスバー９１に、貫通孔９１ａを設けている。
３）取付ネジ７１の軸部７１ｂを、第２のバスバー９１の貫通孔９１ａに挿入可能な長さＬ２とする。
　以上のように、本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造によれば、第１のバスバー８１から第２のバスバー９１までを取付ネジ７１を用いた固定手段により固定した実装構造とすることができる。
　尚、第１のバスバー８１に形成される貫通孔８１ａの径を取付ネジ７１の軸部７１ａの外径よりも大きくしておくことで、取り付けネジ７１が第１のバスバー８１に接触しないようにすることで、取り付けネジ７１として長目のネジを使用することができる。
（第３の実施の形態）
　次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図であり、図７は、実装構造（固定構造）の側断面図である。図８は、本実施の形態による基板および基板に内蔵される電圧信号引き出しパターンの一構成例を示す斜視図である。
　本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造は、第１の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造と以下の点で相違している。
１）シャント抵抗器Ｃには、第１端子１が設けられているが、第１の実施の形態と異なり、固定前において、第２の端子は設けられていない。すなわち、抵抗体５の実装側の端部には、電極が設けられていない。
２）基板５１には、シャント抵抗器Ｃの抵抗体５の実装側のそれぞれの端部が貫通する複数の貫通孔５１ｂが設けられている。例えば、図６では、シャント抵抗器Ｃが４本の柱状の抵抗体５を有するため、それぞれが貫通する４つの貫通孔５１ｂが設けられている。
３）さらに、電圧信号引き出しパターンが、図８に示すように、図３に示す第１の実施の形態の電圧信号引き出しパターンとは異なる。
　図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、本実施の形態でも、基板５１には、電圧信号引き出しパターンが内蔵されている。電圧信号引き出しパターン６１は、例えばＣｕなどの導電性材料により形成され、樹脂などにより形成される基板５１と一体成型される。図８に示す例では、電圧信号引き出しパターン６１は、電圧検出信号取り出し端子６７（第１の電圧検出端子６７ａ，第２の電圧検出端子６７ｂ）を有している。
　図３とは異なり、図８においては、第１の電圧検出端子６７ａは、基板５１の上面において貫通孔５１ａの外周部に形成される第１の電極面６３と接続されるのではなく、図８（ａ）に示すように、例えば、２つの貫通孔５１ｂの間の位置において基板５１の上面に露出する位置に設けられた接点６３ｂから引き出される。
　２本の抵抗体５の間の位置から第１の電圧信号を取り出すことにより、安定した電圧信号を取り出すことができる。
　尚、基板５１の上面において４つの貫通孔５１ｂの外側に形成される第１の電極面６３は、シャント抵抗器Ｃを実装した場合に、第１端子１は、第１の電極面６３と接点６３ｂとの両方と電気的に接続されている。
　一方、第２の電圧検出端子６７ｂと接続され、基板５１の下面において複数の貫通孔５１ａｂ除いた領域（孔部６５ｂを除いた領域）に形成される第２の電極面６５を有する。
　第１の電極面６３は、抵抗体５の外周と略同じ形状を有し電極６５が形成されていない開口部６３ａを有する。第２の電極面６５は複数の抵抗体５と略同じ形状の電極が形成されていない複数の開口部６５ｂを有する。いずれの電極面６３，６５も、接点６３ｂとともに、基板５１面から露出している。
　以上の構成により、シャント抵抗器Ｃを基板５１内の収容部５２に収容した際には、第１端子１の下面は電極面６３に接触する。
　シャント抵抗器Ｃの上部には、第１のバスバー８１が設けられ、第１端子１の上面は第１のバスバー８１の下面に接触する。第１のバスバー８１とシャント抵抗器Ｃの第１端子１には、取付ネジ７１の軸部７１ａが螺合するネジ孔１ａが形成されている。
　基板５１の下部には、第２のバスバー９１が設けられ、抵抗体５の下端面は第２のバスバー９１の上面に接触する。
　取付ネジ７１により、第１のバスバー８１とシャント抵抗器Ｃとを固定することができる（固定手段）。図６，７においては、軸部７１ａの長さは、第１のバスバー８１とシャント抵抗器Ａの第１端子１のみを固定することができる長さで良い。
　第１端子１の下面と電極面６３および抵抗体５の下面と第２のバスバー９１の上面とを、それぞれ、はんだ又は導電性の接着剤などにより接着することで、第１のバスバー８１から第２のバスバー９１までを固定した実装構造とすることができる。また、本実施の形態では、第２のバスバー９１が第２の端子を兼ねるため、第２の端子を設ける必要がなく、その分だけ、より一層の低背化が可能である。
　以上のように、本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造においては、基板５１内の収容部５２にシャント抵抗器Ｃを収容することによって、シャント抵抗器Ｃの抵抗体５の厚さ部分の実装構造における高さ（厚さ）を低くすることができる。
　従って、シャント抵抗器の実装構造の小型化が可能である。
（第４の実施の形態）
　次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図９，図１０は、本発明の第４の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造を示す分解斜視図であり、図１１は、実装構造を下方から見た斜視図、図１２は、実装構造を斜め上方から見た斜視図である。
　本実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造は、第３の実施の形態によるシャント抵抗器の実装構造と以下の点で相違している。
１）シャント抵抗器Ｄにおいて、柱状の抵抗体５は、第１端子１側において抵抗材料により構成される抵抗体５ａと、抵抗体５ａの先端部（底面部）において接続される、抵抗材料よりも低い抵抗率を有する下部導電体５ｂとを有している。下部導電体５ｂは、例えば、Ｃｕなどの金属材により形成され、抵抗体５ａの先端部（底面部）にロウ付けなどにより接続されている。
　図１１に示すように、実装構造においては、下部導電体５ｂは、基板５１および第２のバスバー９１のそれぞれ形成された抵抗体を貫通する貫通孔（図示しない）に挿入されている。第２のバスバー９１の下面（裏面）において、はんだ付け部１０１ａなどにより、第２のバスバー９１に固定されている。
　尚、取付ネジ７１は、第１のバスバー８１と第１端子１とをネジ止めにより固定する点は、第３の実施の形態と同様である。
　図１２は、本実施の形態による電流引き出し部の構成例を示す図である。図１２に示す構成は、図８に示す構成と比較して、取付ネジ７１の軸部７１ａが貫通する貫通孔９１ｃが形成されている。
　図１３は、本実施の形態によるシャント抵抗器Ｄの実装構造（固定構造）を示す断面図である。図１３（ａ）が、抵抗体５の先端まで抵抗材料により形成されている構造を示す図である。図１３（ｂ）が、抵抗体５の先端に導電材料を接続した構造を示す図である。
　図１３（ａ）に示す構造では、抵抗体５内に電流が流れにくく、抵抗体５中を流れる電流Ｉ１は、はんだ付け部１０１ａに接触した部分に電流が集中する（Ｉ２）。従って、局部的に発熱し、また、シャント抵抗器Ｄの抵抗値が不安定になりやすい。
　一方、図１３（ｂ）に示す構造では、抵抗体５の底面において低抵抗率のＣｕなどの金属材からなる下部導電体５ｂが形成されているため、電流Ｉ３に示すように電流が均等に流れやすい。従って、局部的な発熱が抑制される。また、シャント抵抗器Ｄの抵抗値が不安定化することを抑制することができる。
　以上のように、本実施の形態によれば、抵抗体下部（底面部）において電流が均一に流れる。従って、電流の集中箇所を減らすことができ、局部発熱や抵抗値の不安定になる問題を防ぐことができる。
　上記の実施の形態において、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。
　本発明は、シャント抵抗器の実装構造に利用できる。
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ　シャント抵抗器
１　第１端子（電極）
３　第２端子（電極）
５１　基板
５１ａ　貫通孔
５２　収容部
６３　第１の電極面
６３ａ　開口部
６５　第２の電極面
６５ａ　第２の開口部
６１　電圧信号引き出しパターン
６７　電圧検出信号取り出し端子
６７ａ　第１の電圧検出端子
６７ｂ　第２の電圧検出端子
７１　取付ネジ
８１　第１のバスバー
９１　第２のバスバー
　本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (7)

  1. 　電圧信号引出しパターンを内蔵したパターン内蔵基板にシャント抵抗器が実装されたシャント抵抗器の実装構造であって、
    　前記パターン内蔵基板の厚さ方向に形成された貫通孔により画定され、前記シャント抵抗器の実装側とは反対側から順に設けられた第１の端子と第２の端子との間に設けられた抵抗体の少なくとも一部を収容する収容部が設けられている、
    シャント抵抗器の実装構造。
  2. 　前記収容部を画定する前記貫通孔は、前記抵抗体の挿入を許す大きさを有し、
    　前記パターン内蔵基板の下方に前記シャント抵抗器の前記第２の端子を兼ねる配線用電流バーが配置されている、
    請求項１に記載のシャント抵抗器の実装構造。
  3. 　前記抵抗体の前記第２の端子側に、前記抵抗体よりも抵抗率の低い金属材が接続され、前記金属材と前記配線用電流バーとが接続されている、
    請求項２に記載のシャント抵抗器の実装構造。
  4. 　前記収容部を画定する前記貫通孔は、前記第２の端子の挿入を許す大きさを有する、
    請求項１に記載のシャント抵抗器の実装構造。
  5. 　前記第２の端子が前記配線用電流バーと接続されている、
    請求項３に記載のシャント抵抗器の実装構造。
  6. 　前記シャント抵抗器の前記第１の端子側にバスバーが配置されており、
    　前記バスバーと前記第１の端子を固定する固定手段を備える、
    請求項２に記載のシャント抵抗器の実装構造。
  7. 　前記固定手段は、
    　さらに、前記パターン内蔵基板と前記配線用電流バーとを固定する、
    請求項６に記載のシャント抵抗器の実装構造。
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