JP6509022B2 - シャント抵抗器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電流値検出用に用いられるシャント抵抗器の製造方法に関する。
シャント抵抗器は、電流値の検出対象となる電気回路に直列接続され、当該シャント抵抗器を挟んだ両側の電圧値を測定することによって、前記回路の電流値を検出する際に利用される部材であり、回転電動機におけるバスリング（バスバー）等の種々の分野において広く利用されている。
例えば、下記特許文献１には、所定厚み及び幅を有するＣｕ等の金属板材から一対の電極部と前記一対の電極部を連結する連結部とを一体的に有する中間体を形成し、前記一対の電極部に跨がるようにＣｕ−Ｍｎ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金又はＣｕ−Ｎｉ合金等の抵抗合金板材を前記一対の電極部に接合し、その後に、前記連結部を切断除去するシャント抵抗器の製造方法が提案されている。
また、下記特許文献２には、絶縁基板上で対向配置された一対の電極導体を接続するように厚膜抵抗体を前記一対の電極導体に接合させると共に、前記厚膜抵抗体をレーザトリミングすることで所定の抵抗値を得る方法が提案されている。
前記特許文献１に記載の製造方法は、抵抗合金板材の一対の電極部に対する取付姿勢の安定化を図り得る点において有用である。
また、前記特許文献２に記載の方法は、抵抗値を高精度に調整できる点において有用である。
また、前記特許文献２に記載の方法は、抵抗値を高精度に調整できる点において有用である。
ところで、一般的に、種々の抵抗値のシャント抵抗器が製造され、電流値の検出対象となる電気回路の仕様に応じて、適切な抵抗値のシャント抵抗器が利用される。
この際、シャント抵抗器は、抵抗値毎に管理されているが、一のシャント抵抗器の抵抗値を直ちに確認することができれば、一のシャント抵抗器を電気回路に取り付ける際の作業に際しシャント抵抗器の選択ミスを可及的に防止することができる。
しかしながら、前記特許文献１及び２を含み、斯かる観点に着目した先行技術は見当たらない。
本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、設定抵抗値を使用者に確実に知らしめることができるシャント抵抗器を効率良く製造し得る製造方法の提供を目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、前記設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工であって、削り取り深さが所定の基準深さとなるようなレーザー出力値でレーザー加工を行う基準出力レーザー加工工程と、前記文字列パターンが基準深さを有する状態の前記抵抗合金板材の文字列パターン基準深さ状態抵抗値を測定する工程と、前記初期抵抗値及び前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値に基づき、１回の基準出力レーザー加工によって変化する抵抗合金板材の基準変化抵抗値を算出する工程と、文字列パターン基準深さ状態抵抗値及び設定抵抗値の差違の大きさと基準変化抵抗値とに基づいて算出される必要回数だけ基準深さレーザー加工を行う工程とを含むシャント抵抗器の製造方法を提供する。
また、本発明は、互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／レーザー出力に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な所定表面積の文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとレーザー出力の大きさとの関係を示す変化抵抗値／レーザー出力に関するデータを用いて、前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させ得る大きさのレーザー出力値を算出し、前記レーザー出力値のレーザーで前記文字列パターンを形成する領域に対してレーザー加工を行う工程とを含むシャント抵抗器の製造方法を提供する。
さらに、本発明は、互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を所定の基準出力値のレーザーによって削り取るレーザー加工を行う際の前記文字列パターンの表面積と前記レーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとの関係を示す変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータを用いて、前記所定基準出力値のレーザーによるレーザー加工によって前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させる為に必要な文字列パターンの表面積を算出し、算出された表面積を有するように前記基準出力値のレーザーによって前記文字列パターンを形成する工程とを含むシャント抵抗器の製造方法を提供する。
本発明に係るシャント抵抗器の第１の製造方法によれば、設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように抵抗合金板材の表面のうち文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工であって、削り取り深さが所定の基準深さとなるようなレーザー出力値でレーザー加工を行う基準出力レーザー加工工程と、前記文字列パターンが基準深さを有する状態の前記抵抗合金板材の文字列パターン基準深さ状態抵抗値を測定する工程と、前記抵抗合金板材の初期抵抗値及び前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値に基づき、１回の基準出力レーザー加工によって変化する抵抗合金板材の基準変化抵抗値を算出する工程と、文字列パターン基準深さ状態抵抗値及び設定抵抗値の差違の大きさと基準変化抵抗値とに基づいて算出される必要回数だけ基準深さレーザー加工を行う工程とを含んでいるので、設定抵抗値を示す文字列パターンが形成されたシャント抵抗器を効率良く製造することができる。
また、本発明に係るシャント抵抗器の第２の製造方法によれば、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／レーザー出力に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な所定表面積の文字列パターンが形成されるように抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとレーザー出力の大きさとの関係を示す変化抵抗値／レーザー出力に関するデータを用いて、前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させ得る大きさのレーザー出力値を算出し、前記レーザー出力値のレーザーで前記文字列パターンを形成する領域に対してレーザー加工を行う工程を含んでいるので、設定抵抗値を示す文字列パターンが形成されたシャント抵抗器を効率良く製造することができる。
また、本発明に係るシャント抵抗器の第３の製造方法によれば、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を所定の基準出力値のレーザーによって削り取るレーザー加工を行う際の前記文字列パターンの表面積と前記レーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとの関係を示す変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータを用いて、前記所定基準出力値のレーザーによるレーザー加工によって前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させる為に必要な文字列パターンの表面積を算出し、算出された表面積を有するように前記基準出力値のレーザーによって前記文字列パターンを形成する工程を含んでいるので、設定抵抗値を示す文字列パターンが形成されたシャント抵抗器を効率良く製造することができる。
以下、本発明に係るシャント抵抗器の一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係るシャント抵抗器１の平面図を示す。
又、図２に、図１におけるII-II線に沿った前記シャント抵抗器１の断面図を示す。
図１に、本実施の形態に係るシャント抵抗器１の平面図を示す。
又、図２に、図１におけるII-II線に沿った前記シャント抵抗器１の断面図を示す。
図１及び図２に示すように、前記シャント抵抗器１は、互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材１０、１０と、前記一対の電極板材１０、１０を連結する抵抗合金板材２０とを備えている。
前記電極板材１０は導電性部材とされ、例えば、Ｃｕの金属板材が好適に利用される。
図１及び図２に示すように、前記一対の電極板材１０、１０には、両者の間を連結する前記抵抗合金板材２０の近傍に位置するように一対の検出用端子１５、１５が設けられている。
なお、図１及び図２中の符号１８は、前記シャント抵抗器を所定位置に固定する為に用いられる締結用の貫通孔である。
図１及び図２に示すように、前記一対の電極板材１０、１０には、両者の間を連結する前記抵抗合金板材２０の近傍に位置するように一対の検出用端子１５、１５が設けられている。
なお、図１及び図２中の符号１８は、前記シャント抵抗器を所定位置に固定する為に用いられる締結用の貫通孔である。
前記抵抗合金板材２０は、所定の設定抵抗値を有するものとされる。
前記抵抗合金板材２０は、例えば、Ｃｕ−Ｍｎ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ系合金が好適に利用される。
前記抵抗合金板材２０は、例えば、Ｃｕ−Ｍｎ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ系合金が好適に利用される。
本実施の形態においては、図１に示すように、前記抵抗合金板材２０の表面には、レーザー加工によって形成された文字列パターン２５であって、当該抵抗合金板材２０の設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターン２５が設けられている。
図示の形態においては、前記抵抗合金板材２０は抵抗値が０．１ｍΩとされており、その為、文字列パターン２５として「０．１ｍΩ」がレーザー加工によって形成されている。
詳しくは、前記文字列パターン２５の表面積及び削り取り深さを調整することによって、前記抵抗合金板材２０の抵抗値が初期抵抗値（レーザー加工前の状態の抵抗値）から設定抵抗値へ調整されている。
即ち、所定表面積を有する前記文字列パターン２５をレーザー加工によって所定深さだけ削り取ることによって、前記抵抗合金板材２０の断面積が減少し、この断面積の減少に応じて前記抵抗合金板材２０の抵抗値が初期抵抗値から設定抵抗値まで上昇することになる。
斯かる構成の前記シャント抵抗器１によれば、前記文字列パターン２５の表面積及び削り取り深さを調整することによって、前記抵抗合金板材２０の抵抗値を所望の設定抵抗値に一致させるように構成されているので、製造コストの高騰を招くこと無く前記シャント抵抗器１を所望の設定抵抗値に調整させることができ、さらに、前記抵抗合金板材２０の設定抵抗値を使用者に確実に知らしめることができる。
従って、前記シャント抵抗器を抵抗値毎に管理する際の管理作業を効率良く行うことができ、さらに、前記シャント抵抗器を電気回路に連結させる際の前記シャント抵抗器の選択ミスを可及的に防止することができる。
次に、前記シャント抵抗器１の製造方法について説明する。
まず、第１の製造方法について説明する。
第１の製造方法は、前記一対の電極板材１０、１０が前記抵抗合金板材２０によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、前記抵抗合金板材２０の初期抵抗値を測定する工程と、前記設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターン２５（例えば、０．１ｍΩ）が形成されるように前記抵抗合金板材２０の表面のうち文字列パターン２５を形成する領域を削り取るレーザー加工であって、削り取り深さが所定の基準深さとなるようなレーザー出力値でレーザー加工を行う基準出力レーザー加工工程と、前記基準出力レーザー加工を行うことによって前記文字列パターン２５が基準深さを有する状態とされた前記抵抗合金板材２０の抵抗値（文字列パターン基準深さ状態抵抗値）を測定する工程と、前記初期抵抗値及び前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値に基づき、１回の基準出力レーザー加工によって変化する抵抗合金板材の基準変化抵抗値を算出する工程と、文字列パターン基準深さ状態抵抗値及び設定抵抗値の差違と基準変化抵抗値とに基づいて算出される必要回数だけ基準深さレーザー加工を行う工程とを含むものとされる。
まず、第１の製造方法について説明する。
第１の製造方法は、前記一対の電極板材１０、１０が前記抵抗合金板材２０によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、前記抵抗合金板材２０の初期抵抗値を測定する工程と、前記設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターン２５（例えば、０．１ｍΩ）が形成されるように前記抵抗合金板材２０の表面のうち文字列パターン２５を形成する領域を削り取るレーザー加工であって、削り取り深さが所定の基準深さとなるようなレーザー出力値でレーザー加工を行う基準出力レーザー加工工程と、前記基準出力レーザー加工を行うことによって前記文字列パターン２５が基準深さを有する状態とされた前記抵抗合金板材２０の抵抗値（文字列パターン基準深さ状態抵抗値）を測定する工程と、前記初期抵抗値及び前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値に基づき、１回の基準出力レーザー加工によって変化する抵抗合金板材の基準変化抵抗値を算出する工程と、文字列パターン基準深さ状態抵抗値及び設定抵抗値の差違と基準変化抵抗値とに基づいて算出される必要回数だけ基準深さレーザー加工を行う工程とを含むものとされる。
例えば、前記設定抵抗値が０．１００ｍΩである場合において、前記抵抗器素材の初期抵抗値（レーザー加工を行う前の状態の抵抗値）が０．０５ｍΩであり、前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値が０．０６ｍΩであったとする。
この場合には、前記基準変化抵抗値は０．０１ｍΩ（＝０．０６ｍΩ−０．０５ｍΩ）となり、文字列パターン基準深さ状態抵抗値（０．０６ｍΩ）及び設定抵抗値（０．１００ｍΩ）の差違（０．０４ｍΩ）と基準変化抵抗値（０．０１ｍΩ）とに基づいて算出される必要回数である４回だけ前記基準深さレーザー加工を行うことで、前記抵抗合金板材２０の抵抗値を設定抵抗値である０．１００ｍΩとすることができる。
前記第１の製造方法によれば、所望の設定抵抗値を有し且つ当該設定抵抗値を使用者に確実に知らしめることができる前記シャント抵抗器１を確実に且つ効率良く製造することができる。
前記第１の製造方法に代えて、下記構成の第２の製造方法によっても前記シャント抵抗器１を製造することができる。
前記第２の製造方法は、前記抵抗器素材を用意する工程と前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程とを有し、これらの工程の後に、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／レーザー出力に関するデータを用いて、レーザー加工する際のレーザー出力値を算出し、前記レーザー出力値のレーザーを用いて前記文字列パターン２５を形成するレーザー加工工程を備えるものとされる。
前記変化抵抗値／レーザー出力に関するデータは、設定抵抗値を示す視認可能な所定表面積の文字列パターン２５が形成されるように前記抵抗合金板材２０の表面のうち前記文字列パターン２５を形成する領域を削り取るレーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとレーザー出力の大きさとの関係を示すデータであり、予め実験等によって得られている。
前記第２の製造方法における前記レーザー加工工程においては、初期設定値と設定抵抗値との差違に基づき得られる変化させるべき抵抗値と前記変化抵抗値／レーザー出力に関するデータとに応じて後続するレーザー加工時において必要とされるレーザー出力値を算出し、前記レーザー出力値のレーザーで前記文字列パターン２５を形成する領域に対してレーザー加工を行う。
前記第２の製造方法においても、所望の設定抵抗値を有し且つ当該設定抵抗値を使用者に確実に知らしめることができる前記シャント抵抗器１を確実に且つ効率良く製造することができる。
前記第１及び第２の製造方法に代えて、下記構成の第３の製造方法によっても前記シャント抵抗器１を製造することができる。
前記第３の製造方法は、前記抵抗器素材を用意する工程と前記抵抗合金板材２０の初期抵抗値を測定する工程とを有し、これらの工程の後に、想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータを用いて後続する所定基準出力値のレーザーによるレーザー加工を行う際にレーザー加工すべき文字列パターンの表面積を算出し、前記表面積を有するように前記基準出力値のレーザーによって前記文字列パターン２５を形成するレーザー加工工程を備えるものとされる。
前記変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータは、設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターン２５を形成する為に前記抵抗合金板材２０の表面のうち前記文字列パターン２５を形成する領域を前記基準出力値のレーザーによって削り取る際の前記文字列パターン２５の表面積とこのレーザー加工によって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとの関係を示すデータであり、予め実験等によって得られている。
前記第３の製造方法における前記レーザー加工工程においては、初期設定値と設定抵抗値との差違に基づき得られる変化させるべき抵抗値と前記変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータとに応じて、レーザー加工を行うべき文字列パターンの表面積を算出し、前記表面積を有するように前記基準出力値のレーザーによって前記文字列パターン２５が形成される。
前記第３の製造方法においても、所望の設定抵抗値を有し且つ当該設定抵抗値を使用者に確実に知らしめることができる前記シャント抵抗器１を確実に且つ効率良く製造することができる。
１ シャント抵抗器
１０ 電極板材
２０ 抵抗合金板材
２５ 文字列パターン
１０ 電極板材
２０ 抵抗合金板材
２５ 文字列パターン
Claims (3)
- 互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、
前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、
前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、
前記設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工であって、削り取り深さが所定の基準深さとなるようなレーザー出力値でレーザー加工を行う基準出力レーザー加工工程と、
前記文字列パターンが基準深さを有する状態の前記抵抗合金板材の文字列パターン基準深さ状態抵抗値を測定する工程と、
前記初期抵抗値及び前記文字列パターン基準深さ状態抵抗値に基づき、１回の基準出力レーザー加工によって変化する抵抗合金板材の基準変化抵抗値を算出する工程と、
文字列パターン基準深さ状態抵抗値及び設定抵抗値の差違の大きさと基準変化抵抗値とに基づいて算出される必要回数だけ基準深さレーザー加工を行う工程とを含むことを特徴とするシャント抵抗器の製造方法。 - 互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、
前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、
前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、
想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／レーザー出力に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な所定表面積の文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を削り取るレーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとレーザー出力の大きさとの関係を示す変化抵抗値／レーザー出力に関するデータを用いて、前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させ得る大きさのレーザー出力値を算出し、前記レーザー出力値のレーザーで前記文字列パターンを形成する領域に対してレーザー加工を行う工程とを含むことを特徴とするシャント抵抗器の製造方法。 - 互いに対して板面方向に離間された一対の電極板材と前記一対の電極板材を連結し且つ所定の設定抵抗値を有する抵抗合金板材とを備えたシャント抵抗器の製造方法であって、
前記一対の電極板材が前記抵抗合金板材によって連結されてなる抵抗器素材を用意する工程と、
前記抵抗合金板材の初期抵抗値を測定する工程と、
想定される複数の設定抵抗値毎に用意された変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータであって、設定抵抗値を示す視認可能な文字列パターンが形成されるように前記抵抗合金板材の表面のうち前記文字列パターンを形成する領域を所定の基準出力値のレーザーによって削り取るレーザー加工を行う際の前記文字列パターンの表面積と前記レーザー加工を行うことによって変化する抵抗合金板材の変化抵抗値の大きさとの関係を示す変化抵抗値／文字列パターン表面積に関するデータを用いて、前記所定基準出力値のレーザーによるレーザー加工によって前記抵抗合金板材の抵抗値を初期設定値から設定抵抗値まで変化させる為に必要な文字列パターンの表面積を算出し、算出された表面積を有するように前記基準出力値のレーザーによって前記文字列パターンを形成する工程とを含むことを特徴とするシャント抵抗器の製造方法。
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