(57)【要約】【課題】  品質のばらつきの少ない抵抗器等を提供する。【解決手段】  まず、導電体５ａを抵抗体３の上に、隙間を空けて配置する。例えば、導電体５ａを抵抗体３に対して一方が近くなるように斜めに配置する。導電体５ａの上面（抵抗体３との対向面とは逆側の面）には爆薬７を配置する。爆薬７は、例えば粉末状である。また、爆薬７の起爆装置である電管９を配置する。電管９に電気を流して爆薬７を起爆すると、起爆側から、導電体５ａが抵抗体３の対向面に高速で圧着される。なお、この際、導電体５ａと抵抗体３との衝突面にはいわゆるメタルジェットが発生し、それぞれの表面の酸化物等が除去される。また、この際、抵抗体３と導電体５ａとの界面は、圧着進行方向に対して波形状となる。【選択図】図２
2016201386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体の一方の面に対して、間隔をあけて第１の導電体を配置する工程ａと、
前記抵抗体と前記第１の導電体とを衝撃圧着する工程ｂと、
前記抵抗体の他方の面に対して、間隔をあけて第２の導電体を配置する工程ｃと、
前記抵抗体と前記第２の導電体とを衝撃圧着する工程ｄと、
を具備することを特徴とする抵抗器の製造方法。
【請求項２】
前記工程ｂおよび前記工程ｄは、爆発圧着工程であって、
前記工程ｂの前に、前記第１の導電体上に爆薬粉末を配置する工程ｅを具備し、
前記工程ｂは、前記爆薬粉末を、前記第１の導電体の端部で起爆し、前記抵抗体と前記第１の導電体とを衝撃圧着する工程であり、
前記工程ｄの前に、前記第２の導電体上に爆薬粉末を配置する工程ｆを具備し、
前記工程ｄは、前記爆薬粉末を、前記第２の導電体の端部で起爆し、前記抵抗体と前記第２の導電体とを衝撃圧着する工程であることを特徴とする請求項１記載の抵抗器の製造方法。
【請求項３】
前記第１の導電体と前記第２の導電体は銅製であり、前記抵抗体は、銅８６質量％、マンガン１２質量％、ニッケル２質量％からなる合金であり、前記抵抗器はシャント抵抗であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の抵抗器の製造方法。
【請求項４】
一対の導電体で抵抗体が挟み込まれて圧着された積層構造を有し、
前記導電体と前記抵抗体との界面が、断面において波形であることを特徴とする抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電体と抵抗体とからなる抵抗器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シャント抵抗などのような低抵抗の抵抗器は、抵抗体と導電体とを接合することで製造される。抵抗体と導電体との接合方法としては、例えばスポット溶接などによる方法がある。
【０００３】
しかし、溶接は、金属を溶融して接合するものであるため、接合部に導電体成分と抵抗体成分の溶融による合金領域が形成され、品質が不安定になりやすい。また、例えば、電子ビーム溶接などは高真空を要するため生産性が悪く、設備コストも大きくなるという問題がある。そこで、溶接以外の方法で抵抗体と導電体とを接合する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、接合対象の抵抗体と導電体とを突き合せた状態で、回転しながら移動可能なツールを挿入して、融点以下の温度で接合を行う摩擦撹拌法による接合方法がある。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されたような摩擦撹拌接合は、ツールの先端部の挿入代で接合対象を撹拌することから、厚み方向に垂直な面同士の接合はできても、例えば、板状部材の平面部同士を接合することはできない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、品質のばらつきの少ない抵抗器等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、抵抗体の一方の面に対して、間隔をあけて第１の導電体を配置する工程ａと、前記抵抗体と前記第１の導電体とを衝撃圧着する工程ｂと、前記抵抗体の他方の面に対して、間隔をあけて第２の導電体を配置する工程ｃと、前記抵抗体と前記第２の導電体とを衝撃圧着する工程ｄと、を具備することを特徴とする抵抗器の製造方法である。
【０００９】
前記工程ｂおよび前記工程ｄは、爆発圧着工程であって、前記工程ｂの前に、前記第１の導電体上に爆薬粉末を配置する工程ｅを具備し、前記工程ｂは、前記爆薬粉末を、前記第１の導電体の端部で起爆し、前記抵抗体と前記第１の導電体とを衝撃圧着する工程であり、前記工程ｄの前に、前記第２の導電体上に爆薬粉末を配置する工程ｆを具備し、前記工程ｄは、前記爆薬粉末を、前記第２の導電体の端部で起爆し、前記抵抗体と前記第２の導電体とを衝撃圧着する工程であってもよい。
【００１０】
また、前記第１の導電体と前記第２の導電体は銅製であり、前記抵抗体は、銅８６質量％、マンガン１２質量％、ニッケル２質量％からなる合金であり、前記抵抗器はシャント抵抗であってもよい。
【００１１】
第１の発明によれば、導電体と抵抗体とを衝撃圧着によって接合するため、溶接等により導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域が厚く形成されることがなく、品質のばらつきが生じにくい。また、導電体と抵抗体とを確実に面接合することができる。
【００１２】
このようにして、抵抗体が導電体で挟み込まれるようにして接合された抵抗器は、例えばシャント抵抗として利用することができる。この際、抵抗体としては、例えばマンガニン（登録商標）を用いることで、安定した性能を得ることができる。
【００１３】
第２の発明は、一対の導電体で抵抗体が挟み込まれて圧着された積層構造を有し、前記導電体と前記抵抗体との界面が、断面において波形であることを特徴とする抵抗器である。
【００１４】
第２の発明によれば、導電体と抵抗体との接合面が波形となるため、接合強度が高く、また、接触面積も大きくなるため、安定した性能を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、品質のばらつきの少ない抵抗器等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】抵抗器１を示す図で、（ａ）は厚み方向の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図。
【図２】抵抗体３の一方の面に導電体５を接合する工程を示す図。
【図３】抵抗体３の他方の面に導電体５を接合する工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態にかかる抵抗器１について説明する。図１（ａ）は、抵抗器１の概略断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大図である。抵抗器１は、例えばシャント抵抗であり、抵抗体３の両面に導電体５（５ａ、５ｂ）が接合される。
【００１８】
抵抗体３は、例えばマンガニン（登録商標）であって、銅８６質量％、マンガン１２質量％、ニッケル２質量％からなる合金である。マンガニン（登録商標）は、抵抗値が長期にわたって安定であり、抵抗の温度係数も小さいため望ましい。なお、以下の例では、抵抗体３として、マンガニン（登録商標）の板材（厚さ５ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ）を用いるが、抵抗体３の材質は、上述した例には限られず、例えば、Ｃｕ−Ｍｎ系、Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｎｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金などを適用することができる。
【００１９】
導電体５は、例えば銅などの金属製である。導電体５は、抵抗器１の端子となる。なお、抵抗体３の厚さは、抵抗器１の要求特性に対応して適宜設定されるが、例えば０．２〜３０ｍｍ程度、好ましくは１〜１５ｍｍ程度とすることができる。なお、以下の例では、導電体５として、りん脱酸銅の板材（Ｃ１２２０Ｐ  １／４ｈ：厚さ３ｍｍ、５ｍｍで、試験の都合上、抵抗体３の両面に同じ厚さの導電体５を配置する）を用いるが、他の純銅系材料などを用いてもよい。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、導電体５と抵抗体３との接合界面には、抵抗体３の材料と導電体５の材料との溶融等による合金領域が形成されることがなく、また、導電体５と抵抗体３との接合界面には、接合時に発生する金属ジェットの発生により、波形の形状が現れる。接合界面には、金属間化合物などが存在するが、この金属間化合物は、導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域とは異なり、抵抗器１の特性に悪影響を与えるものではない。
【００２１】
次に、抵抗器１の製造方法について説明する。ここでは、いわゆる爆発圧着による方法を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、導電体５ａを抵抗体３の上に、隙間を空けて配置する。例えば、図示したように、導電体５ａを抵抗体３に対して一方が近くなるように斜めに配置する。
【００２２】
導電体５ａの上面（抵抗体３との対向面とは逆側の面）には爆薬７を配置する。爆薬７は、例えば粉末状である。また、爆薬７の起爆装置である電管９を配置する。図示した例では、導電体５ａと抵抗体３とが近くなる辺側の端部近傍に電管９を配置する。
【００２３】
電管９に電気を流して爆薬７を起爆すると、図２（ｂ）に示すように、起爆側から、導電体５ａが抵抗体３の対向面に高速で圧着される（図中矢印Ｂ）。なお、この際、導電体５ａと抵抗体３との衝突面にはいわゆるメタルジェットが発生し、それぞれの表面の酸化物等が除去される。また、この際、抵抗体３と導電体５ａとの界面は、圧着進行方向に対して波形状となる。
【００２４】
次に、図３（ａ）に示すように、導電体５ａが圧着された抵抗体３を裏返し、抵抗体３上（導電体５ａとは逆側の面）に、導電体５ｂを配置する。導電体５ｂは、前述した導電体５ａと同様の方法で配置する。また、導電体５ｂ上には、前述したのと同じ要領で、爆薬７と電管９を配置する。
【００２５】
電管９に電気を流して爆薬７を起爆すると、図３（ｂ）に示すように、起爆側から、導電体５ａが抵抗体３の対向面に高速で圧着される（図中矢印Ｃ）。以上により、抵抗体３の両面に導電体５ａ、５ｂを爆発圧着することができる。すなわち、導電体５ａ、５ｂで抵抗体３を挟み込むことができる。なお、このような爆発圧着は、瞬時に接合が完了するため、爆発熱が導電体５ａ、５ｂに伝わる余裕がないため、実質的に冷間圧着となる。
【００２６】
最後に、要求される抵抗値に応じて、導電体５ａ、抵抗体３、導電体５ｂが積層された積層構造をカットすることで、所望の抵抗器１を得ることができる。
【００２７】
なお、本製法で抵抗器１を製造したところ、導電体５ａ、５ｂの圧着後に肉厚が数％小さくなったが、ばらつきはほぼ生じなかった。また、抵抗体３、導電体５の肉厚によらず、上記接合強度は十分であった。
【００２８】
以上、本実施の形態によれば、爆発圧着によって導電体５ａ、５ｂを抵抗体３の両面に接合することができる。この際、接合界面には導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域が形成されないため、それぞれの接合界面において、実質的に抵抗体３と導電体５の２層となる。このため、この接合界面で生じる熱起電力は実質的に１種のみであり、抵抗値に与える影響が小さい。
【００２９】
また、導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域が形成されないため、合金領域の組成や厚みなどのばらつき等の影響を受けることがない。このため、品質のばらつきを抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明では、爆発圧着に代えて、電磁力衝撃圧着法や電磁シーム溶接法などを適用してもよい。例えば、電磁力衝撃圧着法では、まず、抵抗体３を固定した状態で、抵抗体３の一方の面の下方に間隙をあけて導電体５ａを抵抗体３に重ね合わせるように配置する。さらに、導電体５ａの下方には、絶縁体を介して平板状ワンターンコイルを配置する。この状態で、平板状ワンターンコイルに大電流の放電パルスを流すと、発生する磁束と金属板表面に生じたうず電流の作用により、電磁力を発生させることができる。この電磁力によって導電体５ａが、抵抗体３の一方の面に向かって高速度で移動し、衝撃圧着される。
【００３１】
なお、電磁力衝撃圧着法は、接合に要する時間は数ｍｓと極短時間であり、接合によるマクロ的な温度上昇はない。この点で前述の爆発圧着法と共通している。また、電磁力を発生させるためには導電体５ａの表面にうず電流を発生させる必要があるため、高速移動させる導電体５ａが導電率のよい金属が適しているが、本発明では、導電体５ａは、例えば銅製であるため好適である。
【００３２】
抵抗体３の一方の面に導電体５ａを圧着した後、抵抗体３を固定した状態で、抵抗体３の他方の面の下方に間隙をあけて導電体５ｂを抵抗体３に重ね合わせるように配置する。さらに、導電体５ｂの下方には、絶縁体を介して平板状ワンターンコイルを配置する。この状態で、平板状ワンターンコイルに大電流の放電パルスを流すと、導電体５ｂが、抵抗体３の他方の面に向かって高速度で移動し、衝撃圧着される。
【００３３】
なお、電磁力衝撃圧着した接合材は、通常、同種・異種金属の組合せにかかわらず、引張せん断試験において接合界面から破断することなく母材部で破断するほど強固な接合材を得ることができる。すなわち、接合界面には導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域が形成されないため、それぞれの接合界面において、実質的に抵抗体３と導電体５の２層となる。このため、この接合界面で生じる熱起電力が実質的に１種のみであり、抵抗値に与える影響が小さい。
【００３４】
また、電磁力衝撃圧着した接合材の接合界面には、爆発圧着と同様な波状を呈することが知られている。このように、本発明では、衝撃圧着法で圧着することで、この接合界面で生じる熱起電力が実質的に１種のみであり、抵抗値に与える影響が小さく、また、導電体成分と抵抗体成分との溶融等による合金領域が形成されないため、合金領域の組成や厚みなどのばらつき等の影響を受けることがない。このため、品質のばらつきを抑制することができる。
【００３５】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３６】
１………抵抗器
３………抵抗体
５、５ａ、５ｂ………導電体
７………爆薬
９………電管
【図１】
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【図２】
2016201386.tif 000004
【図３】
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