JP2024058790A - Shunt resistor and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shunt resistor capable of satisfying a desired resistance-temperature characteristic.
SOLUTION: A shunt resistor 1 comprises a pair of electrodes 6 and 7 connected with both ends of a resistive element 5. The pair of electrodes 6 and 7 have a pair of voltage detectors 20 and 21. The resistive element 5 between the pair of voltage detectors 20 and 21 has a hole 70.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、シャント抵抗器およびシャント抵抗器の製造方法に関する。 The present invention relates to a shunt resistor and a method for manufacturing a shunt resistor.

従来から、シャント抵抗器は、電流検出用途に広く用いられている。このようなシャント抵抗器は、板状の抵抗体と、抵抗体の両端に接合された板状の電極と、を備えている。このような抵抗体は、銅・ニッケル系合金、銅・マンガン系合金、鉄・クロム系合金、ニッケル・クロム系合金などの合金で構成されており、このような電極は、銅などの高導電性金属から構成されている。 Conventionally, shunt resistors have been widely used for current detection purposes. Such shunt resistors include a plate-shaped resistive element and plate-shaped electrodes joined to both ends of the resistive element. Such resistive elements are made of alloys such as copper-nickel alloys, copper-manganese alloys, iron-chromium alloys, and nickel-chromium alloys, and such electrodes are made of highly conductive metals such as copper.

特開２０２１－１７６１９５号公報JP 2021-176195 A

このようなシャント抵抗器では、温度変動の影響が小さい電流検出を可能とするために、抵抗温度係数（ＴＣＲ）ができるだけ０に近いことが要請されている。抵抗温度係数（ＴＣＲ）とは、温度変化による抵抗値の変化の割合を示す指標であり、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が０に近づくほど抵抗値の変化が小さくなる。シャント抵抗器のＴＣＲを改善するために、例えば、マンガニン（登録商標）などのＴＣＲが小さい合金が抵抗体の材料として使用されている。しかしながら、抵抗体材料の選定によるＴＣＲの調整（改善）には限界がある。 In such shunt resistors, in order to enable current detection that is less affected by temperature fluctuations, it is required that the temperature coefficient of resistance (TCR) is as close to 0 as possible. The temperature coefficient of resistance (TCR) is an index that indicates the rate of change in resistance value due to temperature change, and the closer the temperature coefficient of resistance (TCR) is to 0, the smaller the change in resistance value becomes. To improve the TCR of shunt resistors, alloys with low TCR, such as Manganin (registered trademark), are used as the resistor material. However, there are limits to adjusting (improving) the TCR by selecting the resistor material.

特許文献１は、突出部の突出量を調整することによってＴＣＲを調整するシャント抵抗器を開示している。しかしながら、特許文献１で開示されたシャント抵抗器では、突出部の突出量によってＴＣＲを調整するため、ロット毎または単体毎に製品の外形寸法が変わってしまう問題がある。 Patent Document 1 discloses a shunt resistor that adjusts the TCR by adjusting the amount of protrusion of the protrusion. However, the shunt resistor disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the external dimensions of the product change for each lot or each individual unit because the TCR is adjusted by the amount of protrusion of the protrusion.

特許文献１で開示されたシャント抵抗器では、材料ロット毎の特性ばらつき、突出部の寸法ばらつき、電圧検出端子を接続するときの位置ばらつきによって、ロット毎または単体毎でＴＣＲにばらつきが生じてしまう場合がある。例えば、材料ロット毎の特性ばらつきによってＴＣＲにばらつきが生じても、ＴＣＲを調整するために、後から突出部の寸法や電圧検出端子の位置を容易に調整することはできない。 In the shunt resistor disclosed in Patent Document 1, variations in the TCR may occur from lot to lot or from unit to unit due to variations in characteristics between material lots, variations in the dimensions of the protrusions, and variations in the position when connecting the voltage detection terminal. For example, even if variations in the TCR occur due to variations in characteristics between material lots, it is not possible to easily adjust the dimensions of the protrusions or the position of the voltage detection terminal later in order to adjust the TCR.

そこで、本発明は、製品のサイズ寸法を変えることなく、ＴＣＲを容易に調整することができる、すなわち所望の抵抗温度特性を満たすことができるシャント抵抗器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a shunt resistor whose TCR can be easily adjusted without changing the size dimensions of the product, i.e., which can meet the desired resistance-temperature characteristics.

本発明は、所望の抵抗温度特性を満たすことができるシャント抵抗器の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a method for manufacturing a shunt resistor that can meet the desired resistance-temperature characteristics.

一態様では、電流検出に用いられるシャント抵抗器が提供される。シャント抵抗器は、抵抗体と、前記抵抗体の両端に接続する一対の電極と、を備え、前記一対の電極は、それぞれ前記抵抗体に隣接する一対の電圧検出部を有し、前記一対の電圧検出部の間の前記抵抗体に穴を設けた。 In one aspect, a shunt resistor for use in current detection is provided. The shunt resistor includes a resistor and a pair of electrodes connected to both ends of the resistor, each of the pair of electrodes having a pair of voltage detection parts adjacent to the resistor, and a hole is provided in the resistor between the pair of voltage detection parts.

一態様では、前記シャント抵抗器は、電流の一部が迂回して流れる迂回電流流路部を備え、前記迂回電流流路部は、前記抵抗体の一部および前記一対の電極の一部からなり、前記電圧検出部は、前記迂回電流流路部の前記一対の電極に設けられ、前記穴は前記迂回電流流路部の前記抵抗体に設けられている。
一態様では、前記迂回電流流路部は、前記シャント抵抗器の長さ方向に平行な面に設けられた突出部である。
一態様では、前記シャント抵抗器は、前記電極と電気的に接続し、前記一対の電圧検出部の所定の位置にそれぞれ設けられた一対の電圧検出端子を備え、前記穴は、前記シャント抵抗器の使用温度範囲に対して所定の抵抗温度特性範囲を満たす位置および大きさで設けられ、且つ、前記一対の電圧検出端子の接続位置を通る直線上にかかる位置および大きさで設けられた。 In one aspect, the shunt resistor has a bypass current flow path portion through which a portion of the current flows in a bypass manner, the bypass current flow path portion consisting of a portion of the resistor and a portion of the pair of electrodes, the voltage detection portion being provided on the pair of electrodes of the bypass current flow path portion, and the hole being provided in the resistor of the bypass current flow path portion.
In one aspect, the bypass current flow path portion is a protrusion provided on a surface parallel to the longitudinal direction of the shunt resistor.
In one embodiment, the shunt resistor has a pair of voltage detection terminals electrically connected to the electrodes and respectively provided at predetermined positions of the pair of voltage detection portions, and the hole is provided at a position and with a size that satisfies a predetermined resistance-temperature characteristic range for the operating temperature range of the shunt resistor, and is provided at a position and with a size that falls on a straight line passing through the connection positions of the pair of voltage detection terminals.

一態様では、抵抗体と、前記抵抗体の両端に接続し、かつ前記抵抗体に隣接する一対の電圧検出部を有する一対の電極と、を備えたシャント抵抗器の製造方法が提供される。シャント抵抗器の製造方法は、前記一対の電圧検出部の間の前記抵抗体に穴を設ける工程を含み、前記穴の位置および大きさによって抵抗温度特性を調整する。 In one aspect, a method for manufacturing a shunt resistor is provided that includes a resistor and a pair of electrodes that are connected to both ends of the resistor and have a pair of voltage detection parts adjacent to the resistor. The method for manufacturing a shunt resistor includes a step of providing holes in the resistor between the pair of voltage detection parts, and the resistance temperature characteristics are adjusted by the position and size of the holes.

抵抗体に形成された穴を備えるシャント抵抗器は、所望の抵抗温度特性を満たすことができる。 Shunt resistors with holes formed in the resistor body can meet the desired resistance temperature characteristics.

シャント抵抗器の一実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates an embodiment of a shunt resistor. シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。FIG. 13 illustrates another embodiment of a shunt resistor. 突出部の拡大図である。FIG. 穴の直径を変えたときの温度変化によるシャント抵抗器の抵抗値の変化率を示すグラフである。13 is a graph showing the rate of change in resistance of a shunt resistor due to temperature change when the diameter of a hole is changed. 図５（ａ）はシャント抵抗器の突出部側面から穴までの距離を示す図であり、図５（ｂ）は突出部側面から穴までの距離を変えたときの温度変化によるシャント抵抗器の抵抗値の変化率を示すグラフである。FIG. 5(a) is a diagram showing the distance from the side of the protrusion of the shunt resistor to the hole, and FIG. 5(b) is a graph showing the rate of change in the resistance value of the shunt resistor due to temperature change when the distance from the side of the protrusion to the hole is changed. 図６（ａ）乃至図６（ｇ）は、抵抗体に形成された穴の変形例を示す図である。6(a) to 6(g) are diagrams showing modified examples of holes formed in the resistor. シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。FIG. 13 illustrates another embodiment of a shunt resistor. シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。FIG. 13 illustrates another embodiment of a shunt resistor. 比較例に係るシャント抵抗器と、本実施形態に係るシャント抵抗器と、の違いを説明するための図である。10A and 10B are diagrams for explaining the difference between a shunt resistor according to a comparative example and the shunt resistor according to the present embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下で説明する複数の実施形態において、特に説明しない一実施形態の構成は、他の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings described below, identical or corresponding components will be given the same reference numerals and duplicated explanations will be omitted. In the multiple embodiments described below, the configuration of one embodiment that is not specifically described is the same as the other embodiments, so duplicated explanations will be omitted.

図１は、シャント抵抗器の一実施形態を示す図である。図１に示すように、シャント抵抗器１は、所定の厚みと幅を有する抵抗合金板材からなる抵抗体５と、第１方向における抵抗体５の両端（すなわち、両側接続面）５ａ，５ｂに接続された高導電性金属からなる一対の電極６，７と、を備えている。 Figure 1 shows one embodiment of a shunt resistor. As shown in Figure 1, the shunt resistor 1 includes a resistor 5 made of a resistive alloy plate material having a predetermined thickness and width, and a pair of electrodes 6, 7 made of a highly conductive metal connected to both ends (i.e., both connection surfaces) 5a, 5b of the resistor 5 in the first direction.

電極６は、抵抗体５の一端（一方の接続面）５ａに接合する接合面６ａを有しており、電極７は、抵抗体５の他端（他方の接続面）５ｂに接合する接合面７ａを有している。電極６，７には、シャント抵抗器１を検出する電流の経路へ接続する際に、ねじなどで固定するためのボルト穴８，９がそれぞれ形成されている。 The electrode 6 has a joint surface 6a that is joined to one end (one connection surface) 5a of the resistor 5, and the electrode 7 has a joint surface 7a that is joined to the other end (the other connection surface) 5b of the resistor 5. The electrodes 6 and 7 are each formed with bolt holes 8 and 9 for fixing with screws or the like when connecting the shunt resistor 1 to the path of the current to be detected.

上記第１方向は、抵抗体５の長さ方向であり、シャント抵抗器１の長さ方向に相当する。シャント抵抗器１の長さ方向は、電極６、抵抗体５、および電極７がこの順に配置される方向である。この第１方向に垂直な方向は、第２方向である。第２方向は、シャント抵抗器１の幅方向である。図１に示すように、電極６，７は、同一の構造を有しており、抵抗体５に関して対称的に配置されている。 The first direction is the length direction of the resistor 5, which corresponds to the length direction of the shunt resistor 1. The length direction of the shunt resistor 1 is the direction in which the electrode 6, resistor 5, and electrode 7 are arranged in this order. The direction perpendicular to the first direction is the second direction. The second direction is the width direction of the shunt resistor 1. As shown in FIG. 1, the electrodes 6 and 7 have the same structure and are arranged symmetrically with respect to the resistor 5.

抵抗体５の両端５ａ，５ｂのそれぞれは、電極６，７のそれぞれに溶接（例えば、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接、または、ろう接）などの手段によって接合されている。抵抗体５の材質の例として、Ｃｕ－Ｍｎ系合金、Ｃｕ－Ｎｉ系合金、Ｎｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｃｒ系合金などの低抵抗合金材を挙げることができる。電極６，７の材質の例として、銅（Ｃｕ）を挙げることができる。このような構造および材料で構成されたシャント抵抗器１は、概ね１０μΩから５００μΩの抵抗値を有している。 Each of the ends 5a, 5b of the resistor 5 is joined to the electrodes 6, 7 by means of welding (for example, electron beam welding, laser beam welding, or brazing). Examples of materials for the resistor 5 include low-resistance alloy materials such as Cu-Mn alloys, Cu-Ni alloys, Ni-Cr alloys, and Fe-Cr alloys. Examples of materials for the electrodes 6, 7 include copper (Cu). A shunt resistor 1 constructed with such a structure and materials has a resistance value of approximately 10 μΩ to 500 μΩ.

一対の電極６，７は、それぞれ抵抗体５に隣接する一対の電圧検出部２０，２１を有している（図１の網掛け参照）。電圧検出部２０，２１は、シャント抵抗器１の第２方向に沿って延びている。 The pair of electrodes 6, 7 each have a pair of voltage detection parts 20, 21 adjacent to the resistor 5 (see the shaded areas in Figure 1). The voltage detection parts 20, 21 extend along the second direction of the shunt resistor 1.

シャント抵抗器１は、電圧検出部２０，２１上の所定の位置に配置された一対の電圧検出端子３８，３９を備えている。本実施形態では、電圧検出端子３８，３９は、電圧検出部２０，２１の表面からそれぞれ垂直に延びる導電性のピンである。例えば、電圧検出端子３８，３９は、溶接や圧着などの手法により、電圧検出部２０，２１にそれぞれ接続されている。 The shunt resistor 1 has a pair of voltage detection terminals 38, 39 arranged at predetermined positions on the voltage detection units 20, 21. In this embodiment, the voltage detection terminals 38, 39 are conductive pins that extend vertically from the surfaces of the voltage detection units 20, 21, respectively. For example, the voltage detection terminals 38, 39 are connected to the voltage detection units 20, 21, respectively, by a technique such as welding or crimping.

電圧検出端子３８，３９のそれぞれに導線（例えば、アルミワイヤー）を接続する手段や、回路基板に形成したスルーホールに電圧検出端子３８，３９を挿通して、回路基板に形成した配線と導通接続する手段等により、電圧検出端子３８，３９の間の電圧が測定される。このような構成により、シャント抵抗器１に流れる電流を検出するための電圧を測定することができる。 The voltage between the voltage detection terminals 38, 39 is measured by connecting a conductor (e.g., aluminum wire) to each of the voltage detection terminals 38, 39, or by inserting the voltage detection terminals 38, 39 into through holes formed in the circuit board and electrically connecting them to wiring formed on the circuit board. With this configuration, it is possible to measure the voltage for detecting the current flowing through the shunt resistor 1.

図１に示すように、シャント抵抗器１は、一対の電圧検出部２０，２１の間の抵抗体５に形成された穴７０を備えている。穴７０は、シャント抵抗器１の側面１ａから離間して配置されている。穴７０を形成することにより、シャント抵抗器１の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を調整することができる。 As shown in FIG. 1, the shunt resistor 1 has a hole 70 formed in the resistor 5 between a pair of voltage detection units 20, 21. The hole 70 is disposed away from the side surface 1a of the shunt resistor 1. By forming the hole 70, the temperature coefficient of resistance (TCR) of the shunt resistor 1 can be adjusted.

穴７０は、貫通した穴であってもよく、または抵抗体５の表面に形成された窪みであってもよい。本実施形態では、穴７０は貫通した穴である。穴７０は、一対の電圧検出端子３８，３９の接続位置を通る直線上に配置されている。言い換えれば、一対の電圧検出端子３８，３９および穴７０は、シャント抵抗器１の第１方向に沿って一直線上に配列されている。穴７０は、例えば、ドリル、パンチ、レーザーなどの手段によって形成可能である。このような手段によって、穴７０の位置および大きさを容易に変更可能であり、ロット毎および単体毎に、シャント抵抗器１のＴＣＲを容易に調整することができる。 The hole 70 may be a through hole or a depression formed on the surface of the resistor 5. In this embodiment, the hole 70 is a through hole. The hole 70 is arranged on a straight line passing through the connection positions of the pair of voltage detection terminals 38, 39. In other words, the pair of voltage detection terminals 38, 39 and the hole 70 are arranged on a straight line along the first direction of the shunt resistor 1. The hole 70 can be formed by means such as a drill, a punch, or a laser. By such means, the position and size of the hole 70 can be easily changed, and the TCR of the shunt resistor 1 can be easily adjusted for each lot and each unit.

図２は、シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。図２に示すように、シャント抵抗器１は、シャント抵抗器１の側面１ａに形成された突出部１１と、シャント抵抗器１の側面１ｂに形成された凹部１２と、を有している。 Figure 2 is a diagram showing another embodiment of a shunt resistor. As shown in Figure 2, the shunt resistor 1 has a protrusion 11 formed on a side surface 1a of the shunt resistor 1 and a recess 12 formed on a side surface 1b of the shunt resistor 1.

突出部１１は、側面１ａから外側に延びており、凹部１２は、側面１ｂから内側に（シャント抵抗器１の中心部に向かって）延びている。突出部１１と凹部１２は、共に同じ方向（第２方向）に延びている。突出部１１および凹部１２は、上から見たとき（第１方向および第２方向の両方に垂直な方向からみたとき）、矩形状の形状を有している。 The protrusion 11 extends outward from the side surface 1a, and the recess 12 extends inward (toward the center of the shunt resistor 1) from the side surface 1b. Both the protrusion 11 and the recess 12 extend in the same direction (the second direction). When viewed from above (when viewed from a direction perpendicular to both the first direction and the second direction), the protrusion 11 and the recess 12 have a rectangular shape.

側面１ａは、第１方向に平行なシャント抵抗器１の面であり、電極６の側面６ｃと、電極７の側面７ｃと、を有している。側面１ｂは、第１方向に平行なシャント抵抗器１の面であり、かつ側面１ａの反対側の面である。側面１ｂは、電極６の側面６ｂと、電極７の側面７ｂと、を有している。側面６ｂ，７ｂは、側面６ｃ，７ｃに平行な面である。本実施形態では、突出部１１と凹部１２は同じ寸法である。 Side 1a is a surface of shunt resistor 1 parallel to the first direction, and includes side 6c of electrode 6 and side 7c of electrode 7. Side 1b is a surface of shunt resistor 1 parallel to the first direction, and is the surface opposite side 1a. Side 1b includes side 6b of electrode 6 and side 7b of electrode 7. Sides 6b, 7b are surfaces parallel to sides 6c, 7c. In this embodiment, protrusion 11 and recess 12 have the same dimensions.

図３は、突出部の拡大図である。図３に示すように、シャント抵抗器１は、電流の一部が迂回して流れる迂回電流流路部８０を備えている。図３に示す実施形態では、迂回電流流路部８０は、抵抗体５の一部および一対の電極６，７のそれぞれの一部から構成されており、突出部１１に相当する。電圧検出部２０，２１は、迂回電流流路部８０（すなわち、突出部１１）の一対の電極６，７に設けられており、穴７０は、迂回電流流路部８０（すなわち、突出部１１）の抵抗体５に設けられている。 Figure 3 is an enlarged view of the protrusion. As shown in Figure 3, the shunt resistor 1 has a bypass current flow section 80 through which a portion of the current flows in a bypass manner. In the embodiment shown in Figure 3, the bypass current flow section 80 is composed of a portion of the resistor 5 and a portion of each of the pair of electrodes 6, 7, and corresponds to the protrusion 11. The voltage detection units 20, 21 are provided in the pair of electrodes 6, 7 of the bypass current flow section 80 (i.e., the protrusion 11), and the hole 70 is provided in the resistor 5 of the bypass current flow section 80 (i.e., the protrusion 11).

図４は、穴の直径を変えたときの温度変化によるシャント抵抗器の抵抗値の変化率を示すグラフである。図４の横軸は、シャント抵抗器１の温度を示し、図４の縦軸は、シャント抵抗器１の抵抗値変化率をしている。図４に示すグラフは、穴７０が形成されていないシャント抵抗器１の抵抗値変化率と、４種類（具体的には、φ１．２５ｍｍ、φ１．０ｍｍ、φ０．７５ｍｍ、φ０．５ｍｍ）の直径を有する穴７０が形成されたシャント抵抗器１の抵抗値変化率と、を示している。 Figure 4 is a graph showing the rate of change in resistance of a shunt resistor due to temperature change when the diameter of the hole is changed. The horizontal axis of Figure 4 shows the temperature of the shunt resistor 1, and the vertical axis of Figure 4 shows the rate of change in resistance of the shunt resistor 1. The graph shown in Figure 4 shows the rate of change in resistance of a shunt resistor 1 without a hole 70 formed therein, and the rate of change in resistance of a shunt resistor 1 with holes 70 having four different diameters (specifically, φ1.25 mm, φ1.0 mm, φ0.75 mm, and φ0.5 mm) formed therein.

図４に示すシャント抵抗器１の抵抗値変化率の変動幅から明らかなように、シャント抵抗器１は、穴７０を形成することで温度変化による抵抗値変化率の変動幅を調整することができる。すなわち、図４に示す実験結果は、穴７０を形成することにより、抵抗温度係数（ＴＣＲ）を調整することができることを示しており、穴７０を有するシャント抵抗器１は、所望の抵抗温度特性を満たすことができる。 As is clear from the variation range of the rate of change in resistance value of the shunt resistor 1 shown in FIG. 4, the shunt resistor 1 can adjust the variation range of the rate of change in resistance value due to temperature change by forming the hole 70. In other words, the experimental results shown in FIG. 4 show that the temperature coefficient of resistance (TCR) can be adjusted by forming the hole 70, and the shunt resistor 1 having the hole 70 can satisfy the desired resistance temperature characteristics.

さらに、図４に示す実験結果は、穴７０の直径を変えることにより、ＴＣＲを調整することが可能であることを示している。例えば、図４において、シャント抵抗器１の使用温度範囲が－２５℃～＋１００℃の範囲内である場合、穴径φ１．０ｍｍを有する穴７０を形成することにより、抵抗値変化率の変動幅をより小さくすることができ、電流検出精度を向上させることができる（抵抗値変化率：±０．０１％以内）。例えば、図４において、シャント抵抗器１の使用温度範囲が－５０℃～＋１２５℃の範囲内である場合、穴径φ０．７５ｍｍを有する穴７０を形成することにより、抵抗値変化率の変動幅をより小さくすることができ、電流検出精度を向上させることができる（抵抗値変化率：±０．０４％以内）。 Furthermore, the experimental results shown in FIG. 4 show that it is possible to adjust the TCR by changing the diameter of the hole 70. For example, in FIG. 4, when the operating temperature range of the shunt resistor 1 is within the range of -25°C to +100°C, forming a hole 70 with a hole diameter of φ1.0 mm can reduce the fluctuation range of the resistance change rate and improve the current detection accuracy (resistance change rate: within ±0.01%). For example, in FIG. 4, when the operating temperature range of the shunt resistor 1 is within the range of -50°C to +125°C, forming a hole 70 with a hole diameter of φ0.75 mm can reduce the fluctuation range of the resistance change rate and improve the current detection accuracy (resistance change rate: within ±0.04%).

図５（ａ）はシャント抵抗器の突出部側面から穴までの距離を示す図であり、図５（ｂ）は突出部側面から穴までの距離を変えたときの温度変化によるシャント抵抗器の抵抗値の変化率を示すグラフである。図５（ｂ）の横軸は、シャント抵抗器１の温度を示し、図５（ｂ）の縦軸は、シャント抵抗器１の抵抗値変化率をしている。 Figure 5(a) is a diagram showing the distance from the side of the protrusion of the shunt resistor to the hole, and Figure 5(b) is a graph showing the rate of change in the resistance value of the shunt resistor due to temperature change when the distance from the side of the protrusion to the hole is changed. The horizontal axis of Figure 5(b) shows the temperature of the shunt resistor 1, and the vertical axis of Figure 5(b) shows the rate of change in the resistance value of the shunt resistor 1.

図５（ｂ）に示すように、突出部１１の突出部側面１１ａから穴７０までの距離ＰＬＨ（図５（ａ）参照）を調整することにより、ＴＣＲを調整することができる。図５（ｂ）に示すグラフにおいて、一点鎖線で示す曲線は、距離ＰＬＨが１．５ｍｍであるときのシャント抵抗器１の抵抗値変化率を示し、点線で示す曲線は、距離ＰＬＨが２．０ｍｍであるときのシャント抵抗器１の抵抗値変化率を示し、実線で示す曲線は、距離ＰＬＨが２．５ｍｍであるときのシャント抵抗器１の抵抗値変化率を示している。 As shown in FIG. 5(b), the TCR can be adjusted by adjusting the distance PLH (see FIG. 5(a)) from the protrusion side surface 11a of the protrusion 11 to the hole 70. In the graph shown in FIG. 5(b), the curve shown by the dashed line indicates the rate of change in resistance value of the shunt resistor 1 when the distance PLH is 1.5 mm, the curve shown by the dotted line indicates the rate of change in resistance value of the shunt resistor 1 when the distance PLH is 2.0 mm, and the curve shown by the solid line indicates the rate of change in resistance value of the shunt resistor 1 when the distance PLH is 2.5 mm.

図５（ｂ）に示す実験結果から明らかなように、穴７０の直径を調整するのみならず、距離ＰＬＨを調整することによっても、ＴＣＲの調整が可能である。したがって、穴７０をシャント抵抗器１の使用温度範囲に対して所定の抵抗温度特性範囲を満たす位置および大きさで設けることにより、シャント抵抗器１の電流検出精度を向上させることができる。なお、この場合であっても、穴７０は、一対の電圧検出端子３８，３９の接続位置を通る直線上にかかる位置および大きさで設けられることが好ましい。 As is clear from the experimental results shown in FIG. 5(b), the TCR can be adjusted not only by adjusting the diameter of the hole 70, but also by adjusting the distance PLH. Therefore, by providing the hole 70 at a position and with a size that satisfies a predetermined resistance temperature characteristic range for the operating temperature range of the shunt resistor 1, the current detection accuracy of the shunt resistor 1 can be improved. Even in this case, it is preferable that the hole 70 be provided at a position and with a size that falls on a straight line passing through the connection positions of the pair of voltage detection terminals 38, 39.

ここで、穴７０が貫通した穴である場合、穴７０の大きさは、第１方向および／または第２方向における長さを意味するが、穴７０が窪みである場合、穴７０の大きさは、第１方向および／または第２方向における長さのみならず、穴７０の深さをも含む。 Here, if the hole 70 is a through hole, the size of the hole 70 refers to the length in the first direction and/or the second direction, whereas if the hole 70 is a recess, the size of the hole 70 includes not only the length in the first direction and/or the second direction but also the depth of the hole 70.

図６（ａ）乃至図６（ｇ）は、抵抗体に形成された穴の変形例を示す図である。穴７０は、図６（ａ）に示すような円形状には限定されず、様々な形状を有してもよい。例えば、穴７０は四角形状を有してもよく（図６（ｂ）参照）、シャント抵抗器１の第１方向と平行に延びる長穴であってもよい（図６（ｃ）参照）。一実施形態では、穴７０は、シャント抵抗器１の第２方向と平行に延びてもよい。 Figures 6(a) to 6(g) are diagrams showing modified examples of holes formed in a resistor. The hole 70 is not limited to a circular shape as shown in Figure 6(a) and may have various shapes. For example, the hole 70 may have a square shape (see Figure 6(b)), or may be an elongated hole extending parallel to the first direction of the shunt resistor 1 (see Figure 6(c)). In one embodiment, the hole 70 may extend parallel to the second direction of the shunt resistor 1.

図６（ｄ）に示すように、穴７０は、抵抗体５の一部および電極７（または電極６）の一部に形成されてもよい。言い換えれば、穴７０は、抵抗体５と電極６（または電極７）との境界部分に形成されてもよい。 As shown in FIG. 6(d), the hole 70 may be formed in a part of the resistor 5 and a part of the electrode 7 (or electrode 6). In other words, the hole 70 may be formed in the boundary between the resistor 5 and the electrode 6 (or electrode 7).

図６（ｅ）に示すように、穴７０は、抵抗体５の一部および電極６，７の一部に形成された、第１方向と平行に延びる長穴であってもよい。図６（ｆ）に示すように、複数の穴７０が形成されてもよく、この場合、穴７０は、抵抗体５と電極６（および電極７）との境界部分に形成されてもよい（図６（ｇ）参照）。複数の穴７０を形成する場合、穴７０の数は、必ずしも、電圧検出端子３８，３９の数に対応している必要はない。 As shown in FIG. 6(e), the hole 70 may be a long hole extending parallel to the first direction, formed in a part of the resistor 5 and a part of the electrodes 6 and 7. As shown in FIG. 6(f), multiple holes 70 may be formed, in which case the holes 70 may be formed in the boundary between the resistor 5 and the electrode 6 (and electrode 7) (see FIG. 6(g)). When multiple holes 70 are formed, the number of holes 70 does not necessarily have to correspond to the number of voltage detection terminals 38 and 39.

穴７０を形成する工程は、シャント抵抗器１の製造工程に組み込まれている。シャント抵抗器１の製造方法は、一対の電圧検出部２０，２１の間の抵抗体５に穴７０を設ける工程を含み、穴７０の位置および大きさによって抵抗温度係数（ＴＣＲ）を調整する。 The process of forming the hole 70 is incorporated into the manufacturing process of the shunt resistor 1. The manufacturing method of the shunt resistor 1 includes the process of providing the hole 70 in the resistor 5 between the pair of voltage detection units 20, 21, and the temperature coefficient of resistance (TCR) is adjusted by the position and size of the hole 70.

穴７０を形成する工程は、電極６，７、抵抗体５、および電圧検出端子３８，３９の形成後に行われ、ロット毎または単体毎にＴＣＲを実測し、実測された値に基づいて穴７０をシャント抵抗器１の使用温度範囲に対して所定の抵抗温度特性範囲を満たす位置および大きさで設けることが望ましい。こうすることで、材料ロット毎の特性ばらつき、突出部の寸法ばらつき、電圧検出端子を接続するときの位置ばらつきなどにより、ロット毎または単体毎でＴＣＲにばらつきがあったとしても、ばらつきに関係なく容易に調整することが可能である。 The process of forming the hole 70 is carried out after the electrodes 6, 7, resistor 5, and voltage detection terminals 38, 39 are formed, and it is desirable to measure the TCR for each lot or each unit, and based on the measured value, provide the hole 70 at a position and size that satisfies a predetermined resistance-temperature characteristic range for the operating temperature range of the shunt resistor 1. In this way, even if there is variation in the TCR for each lot or each unit due to characteristic variation for each material lot, dimensional variation of the protrusion, or position variation when connecting the voltage detection terminal, it is possible to easily adjust it regardless of the variation.

図７は、シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。図７に示すように、シャント抵抗器１は、一対の電極６，７に形成された一対のスリット９０，９１を有している。これらスリット９０，９１のそれぞれは、シャント抵抗器１の側面１ａから側面１ｂに向かって延びており、迂回電流流路部８０は、スリット９０，９１の間の領域に形成されている。本実施形態においても、電圧検出部２０，２１（および電圧検出端子３８，３９）は迂回電流流路部８０に形成されており、穴７０は電圧検出端子３８，３９の間に形成されている。 Figure 7 is a diagram showing another embodiment of a shunt resistor. As shown in Figure 7, the shunt resistor 1 has a pair of slits 90, 91 formed in a pair of electrodes 6, 7. Each of these slits 90, 91 extends from side surface 1a to side surface 1b of the shunt resistor 1, and the bypass current flow path portion 80 is formed in the region between the slits 90, 91. In this embodiment, too, the voltage detection portions 20, 21 (and the voltage detection terminals 38, 39) are formed in the bypass current flow path portion 80, and the hole 70 is formed between the voltage detection terminals 38, 39.

図８は、シャント抵抗器の他の実施形態を示す図である。図８に示すように、シャント抵抗器１は、一対の電極６，７の中央部分に形成された一対のスリット９０，９１を有してもよい。この場合であっても、迂回電流流路部８０は、スリット９０，９１の間の領域に形成されている。本実施形態においても、電圧検出部２０，２１（および電圧検出端子３８，３９）は迂回電流流路部８０に形成されており、穴７０は電圧検出端子３８，３９の間に形成されている。 Figure 8 is a diagram showing another embodiment of the shunt resistor. As shown in Figure 8, the shunt resistor 1 may have a pair of slits 90, 91 formed in the central portion of the pair of electrodes 6, 7. Even in this case, the bypass current flow path portion 80 is formed in the region between the slits 90, 91. Even in this embodiment, the voltage detection portions 20, 21 (and the voltage detection terminals 38, 39) are formed in the bypass current flow path portion 80, and the hole 70 is formed between the voltage detection terminals 38, 39.

図９は、比較例に係るシャント抵抗器と、本実施形態に係るシャント抵抗器と、の違いを説明するための図である。図９に示す比較例として、特許文献１（特開２０２１－１７６１９５号公報）を挙げることができる。 Figure 9 is a diagram for explaining the difference between a shunt resistor according to a comparative example and a shunt resistor according to this embodiment. An example of the comparative example shown in Figure 9 is Patent Document 1 (JP 2021-176195 A).

図９に示すように、比較例に係るシャント抵抗器の場合、スリットによってＴＣＲを大きく調整する場合、幅Ｗ３を広くし、長さｔ４を長くする必要があり、結果として、スリットの大きさに伴って迂回する電流の流路が制限され、抵抗値も大きく変動してしまう。本実施形態に係るシャント抵抗器１の場合、電圧検出端子３８，３９の間に穴７０を形成することにより、迂回する電流の流路を確保しつつ（矢印参照）、抵抗値の変動を抑え、ＴＣＲを調整することができる。さらに、穴７０の大きさによって、容易にＴＣＲの変動幅を変化させることができる。 As shown in FIG. 9, in the case of the shunt resistor of the comparative example, when the TCR is adjusted significantly by using a slit, the width W3 must be made wider and the length t4 must be made longer, and as a result, the flow path of the bypassing current is restricted depending on the size of the slit, and the resistance value also varies significantly. In the case of the shunt resistor 1 of this embodiment, by forming a hole 70 between the voltage detection terminals 38, 39, it is possible to adjust the TCR by suppressing the variation in the resistance value while ensuring the flow path of the bypassing current (see arrow). Furthermore, the size of the hole 70 makes it easy to change the range of variation in the TCR.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to practice the present invention. Various modifications of the above-described embodiments would naturally be possible for a person skilled in the art, and the technical concept of the present invention may also be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be interpreted in the broadest scope in accordance with the technical concept defined by the scope of the claims.

１ シャント抵抗器
１ａ 側面
１ｂ 側面
５ 抵抗体
５ａ，５ｂ 両端
６，７ 電極
６ａ 接合面
６ｂ 側面
６ｃ 側面
７ａ 接合面
７ｂ 側面
７ｃ 側面
８，９ ボルト
１１ 突出部
１１ａ 突出部側面
１２ 凹部
２０，２１ 電圧検出部
３８，３９ 電圧検出端子
７０ 穴
８０ 迂回電流流路部
９０，９１ スリット 1 Shunt resistor 1a Side 1b Side 5 Resistor 5a, 5b Both ends 6, 7 Electrode 6a Joint surface 6b Side 6c Side 7a Joint surface 7b Side 7c Side 8, 9 Bolt 11 Protrusion 11a Protrusion side 12 Recess 20, 21 Voltage detection portion 38, 39 Voltage detection terminal 70 Hole 80 Bypass current flow path portion 90, 91 Slit

Claims (5)

電流検出に用いられるシャント抵抗器であって、
抵抗体と、
前記抵抗体の両端に接続する一対の電極と、を備え、
前記一対の電極は、それぞれ前記抵抗体に隣接する一対の電圧検出部を有し、
前記一対の電圧検出部の間の前記抵抗体に穴を設けた、シャント抵抗器。 A shunt resistor used for current detection,
A resistor;
A pair of electrodes connected to both ends of the resistor,
The pair of electrodes each have a pair of voltage detection portions adjacent to the resistor,
A shunt resistor, wherein a hole is provided in the resistor between the pair of voltage detection portions. 前記シャント抵抗器は、電流の一部が迂回して流れる迂回電流流路部を備え、
前記迂回電流流路部は、前記抵抗体の一部および前記一対の電極の一部からなり、
前記電圧検出部は、前記迂回電流流路部の前記一対の電極に設けられ、
前記穴は前記迂回電流流路部の前記抵抗体に設けられている、請求項１に記載のシャント抵抗器。 The shunt resistor includes a bypass current flow path portion through which a portion of the current flows in a bypass manner,
the bypass current flow path portion is formed by a part of the resistor and a part of the pair of electrodes,
the voltage detection unit is provided on the pair of electrodes of the bypass current flow path unit,
The shunt resistor according to claim 1 , wherein the hole is provided in the resistor in the bypass current flow path portion. 前記迂回電流流路部は、前記シャント抵抗器の長さ方向に平行な面に設けられた突出部である、請求項２に記載のシャント抵抗器。 The shunt resistor according to claim 2, wherein the bypass current flow path portion is a protrusion provided on a surface parallel to the longitudinal direction of the shunt resistor. 前記シャント抵抗器は、前記電極と電気的に接続し、前記一対の電圧検出部の所定の位置にそれぞれ設けられた一対の電圧検出端子を備え、
前記穴は、前記シャント抵抗器の使用温度範囲に対して所定の抵抗温度特性範囲を満たす位置および大きさで設けられ、且つ、前記一対の電圧検出端子の接続位置を通る直線上にかかる位置および大きさで設けられた、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のシャント抵抗器。 the shunt resistor is electrically connected to the electrodes and includes a pair of voltage detection terminals provided at predetermined positions of the pair of voltage detection sections,
A shunt resistor as described in any one of claims 1 to 3, wherein the hole is provided at a position and with a size that satisfies a predetermined resistance temperature characteristic range for the operating temperature range of the shunt resistor, and is provided at a position and with a size that falls on a straight line passing through the connection positions of the pair of voltage detection terminals. 抵抗体と、前記抵抗体の両端に接続し、かつ前記抵抗体に隣接する一対の電圧検出部を有する一対の電極と、を備えたシャント抵抗器の製造方法であって、
前記一対の電圧検出部の間の前記抵抗体に穴を設ける工程を含み、
前記穴の位置および大きさによって抵抗温度特性を調整する、シャント抵抗器の製造方法。 A method for manufacturing a shunt resistor including a resistor and a pair of electrodes connected to both ends of the resistor and having a pair of voltage detection portions adjacent to the resistor, comprising:
providing a hole in the resistor between the pair of voltage detection portions;
A method for manufacturing a shunt resistor, comprising adjusting the resistance-temperature characteristics by changing the position and size of the hole.
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