特開 2024-58986 温度センサーおよび電流検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058986

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】温度センサーおよび電流検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/16 20060101AFI20240422BHJP

   G01R 15/00 20060101ALI20240422BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20240422BHJP

   G01R 19/32 20060101ALI20240422BHJP

   G01K 1/14 20210101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

G01K7/16 Z

G01R15/00 500

G01R19/00 B

G01R19/32

G01K1/14 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166445

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】豊田 進

(72)【発明者】

【氏名】仲村 圭史

(72)【発明者】

【氏名】赤羽 泰

【テーマコード（参考）】

2F056

2G025

2G035

【Ｆターム（参考）】

2F056CL07

2G025AA08

2G025AB05

2G025AC01

2G035AA03

2G035AA27

2G035AB02

2G035AC02

2G035AD00

2G035AD10

2G035AD13

2G035AD20

2G035AD28

2G035AD65

(57)【要約】

【課題】端子を接続する工程をより簡素化することができる温度センサーおよび電流検出装置を提供する。
【解決手段】シャント抵抗器の温度を測定するための温度センサーは、第１面および第２面を有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの第１面側に設けられ、感温部となる第１導電パターンと、前記樹脂フィルムの前記第１面側または第２面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャント抵抗器の温度を測定するための温度センサーであって、
第１面および第２面を有する樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの第１面側に設けられ、感温部となる第１導電パターンと、
前記樹脂フィルムの前記第１面側または第２面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンと、
を備えた、温度センサー。

【請求項2】

前記一対の第２導電パターンは前記第１面側に設けられる、請求項１に記載の温度センサー。

【請求項3】

前記一対の第２導電パターンは前記第２面側に設けられる、請求項１に記載の温度センサー。

【請求項4】

前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備えた、請求項２に記載の温度センサー。

【請求項5】

前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層は前記一対の第２導電パターンの一部である、
請求項３に記載の温度センサー。

【請求項6】

シャント抵抗器と、温度センサーと、電流検出回路と、を備えた電流検出装置であって、
前記シャント抵抗器は、抵抗体と、前記抵抗体の両側に接続された一対の電極とを備え、
前記温度センサーは、第１面および第２面を有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの前記第１面側に設けられ、感温部となる第１導電パターンとを備え、
前記電流検出回路は、前記一対の電極および前記第１導電パターンと電気的に接続され、
前記抵抗体および前記第１導電パターンは、絶縁層を介して隣接して配置されている、
電流検出装置。

【請求項7】

前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの前記第１面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンをさらに備え、
前記一対の電極および前記電流検出回路は、前記一対の第２導電パターンを介して電気的に接続されている、
請求項６に記載の電流検出装置。

【請求項8】

前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンをさらに備え、
前記一対の電極および前記電流検出回路は、前記一対の第２導電パターンを介して電気的に接続されている、
請求項６に記載の電流検出装置。

【請求項9】

前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層と前記電流検出回路のグランドラインとが電気的に接続されている、請求項６または７に記載の電流検出装置。

【請求項10】

前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層は前記一対の第２導電パターンの一部であり、
前記一対の第２導電パターンの一方と、前記電流検出回路のグランドラインとが電気的に接続されている、請求項８に記載の電流検出装置。

【請求項11】

前記電流検出装置は、フレキシブル配線基板をさらに備え、
前記フレキシブル配線基板は、前記第１導電パターンと電気的に接続される一対の第３導電パターンと、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第４導電パターンと、を有し、
前記一対の第４導電パターンと前記一対の電極とが電気的に接続され、
前記一対の第３導電パターンおよび前記一対の第４導電パターンと、前記電流検出回路とが電気的に接続されている、
請求項６に記載の電流検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は温度センサーおよび電流検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シャント抵抗器は、電流検出精度を向上させるために、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対値が小さい抵抗材料を使用し、環境温度や自己発熱によりシャント抵抗器の温度が変化しても電流検出精度を良好に保つ様に工夫されている。また、数百Ａの様な大電流を検出するために使用されるシャント抵抗器は、極めて低い抵抗値（例えば、５０μΩ以下）にする必要がある。しかし、抵抗値が極めて低くなると、電極の抵抗成分が影響し、シャントのＴＣＲはプラス側へ大きくなる傾向がある。

【0003】

そこで大電流用のシャント抵抗器では温度測定を行い、その温度に合わせて抵抗値の補正を行うことで、電流検出精度を向上させることが求められる。

【0004】

シャント方式の電流センサーでは、ホール素子方式よりも優れた特性を実現するために、電流検出の高精度化が重要視されている。そのため、シャント抵抗器の温度を正確に測定し、その値とＴＣＲに基づいて検出電圧を補正して、電流を算出することが必要となる。検出電圧を高精度に温度補正するためには、シャント抵抗器の抵抗体の温度を直接測定することが求められるので、電気的に絶縁した状態でシャント抵抗器の抵抗体に貼り合わせて使用するような温度センサーが好適である。

【0005】

特許文献１では、回路基板上の裏面に温度センサーを備え、温度センサーがシャント抵抗部の中央部に来るよう配置して温度を測定する構造が開示されている。特許文献１では、温度センサーは回路基板に接続されており、測定される温度は回路基板の温度が支配的となる。また、製造時に温度センサーがシャント抵抗部に接触して機械的に破損しないよう配置する必要があり、温度センサーとシャント抵抗部にはある程度の間隔を確保する必要がある。さらに、回路基板の熱容量が大きいとシャント抵抗部の熱が回路基板へ放熱されるため、シャント抵抗部の温度を正確に測定することができない。とくに、瞬時の温度変化に追従した温度測定ができない。

【0006】

特許文献２では、抵抗素子上に半導体素子を備え、半導体素子は温度センサーを含むことが開示されている。半導体素子では、半導体素子自身が発熱することと、抵抗素子全体の一部分しか測定できないことにより、正確な温度測定ができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－１２４８５９号公報

【特許文献2】特開２００３－２７０２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の技術では、薄型の温度センサーをシャント抵抗器に使用する場合、電圧検出端子および温度センサー端子をそれぞれ回路基板に接続する工程が必要であり、接続に手間がかかるという課題があった。また、このために、製造コストが増大するという課題があった。

【0009】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、端子を接続する工程をより簡素化することができる温度センサーおよび電流検出装置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】

【0010】

本発明に係る温度センサーの一例は、
シャント抵抗器の温度を測定するための温度センサーであって、
第１面および第２面を有する樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの第１面側に設けられ、感温部となる第１導電パターンと、
前記樹脂フィルムの前記第１面側または第２面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンと、
を備える。

【0011】

一例において、前記一対の第２導電パターンは前記第１面側に設けられる。
一例において、前記一対の第２導電パターンは前記第２面側に設けられる。
一例において、前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備える。
一例において、前記樹脂フィルムの前記第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層は前記一対の第２導電パターンの一部である。

【0012】

本発明に係る電流検出装置の一例は、
シャント抵抗器と、温度センサーと、電流検出回路と、を備えた電流検出装置であって、
前記シャント抵抗器は、抵抗体と、前記抵抗体の両側に接続された一対の電極とを備え、
前記温度センサーは、第１面および第２面を有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの前記第１面側に設けられ、感温部となる第１導電パターンとを備え、
前記電流検出回路は、前記一対の電極および前記第１導電パターンと電気的に接続され、
前記抵抗体および前記第１導電パターンは、絶縁層を介して隣接して配置されている。

【0013】

一例において、前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの前記第１面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンをさらに備え、
前記一対の電極および前記電流検出回路は、前記一対の第２導電パターンを介して電気的に接続されている。
一例において、前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの第２面側に設けられ、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第２導電パターンをさらに備え、
前記一対の電極および前記電流検出回路は、前記一対の第２導電パターンを介して電気的に接続されている。
一例において、前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層と前記電流検出回路のグランドラインとが電気的に接続されている。
一例において、前記温度センサーは、前記樹脂フィルムの第２面側に設けられ、導電性を有するシールド層をさらに備え、
前記シールド層は前記一対の第２導電パターンの一部であり、
前記一対の第２導電パターンの一方と、前記電流検出回路のグランドラインとが電気的に接続されている。
一例において、前記電流検出装置は、フレキシブル配線基板をさらに備え、
前記フレキシブル配線基板は、前記第１導電パターンと電気的に接続される一対の第３導電パターンと、前記シャント抵抗器の電圧を検出するための一対の第４導電パターンと、を有し、
前記一対の第４導電パターンと前記一対の電極とが電気的に接続され、
前記一対の第３導電パターンおよび前記一対の第４導電パターンと、前記電流検出回路とが電気的に接続されている。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る温度センサーおよび電流検出装置によれば、温度センサーに電圧検出パターンを設けることで、電圧検出端子と温度センサー端子とを同時に回路基板へ接続させることができ、容易に取り付けることができるので、接続時の手間が省ける。

【0015】

一例では、樹脂フィルムが可撓性を有するため、シャント抵抗器の抵抗体に隙間なく密着させることができ、正確な温度測定が可能となる。とくに、瞬時の温度変化にも追従して測定ができる。

【0016】

一例では、感温部と抵抗部との間隔を１４０μｍ以下にすることができ、さらに好ましくは７０μｍ以下にすることができ、間隔が狭いので正確な温度測定ができる。なお、抵抗部の面に温度センサーの樹脂フィルムにおける感温部側の面を向かい合わせで貼り付けた場合には、間隔は１０～２０μｍとなり、抵抗部の面に樹脂フィルムにおける感温部とは反対側の面を貼り付けた場合でも、間隔は１４０μｍ以下とすることが可能である。

【0017】

一例では、温度センサーは容易に感温部の大きさを変えて製造できるので、感温部の大きさを抵抗体の大きさに合わせて調整できる。このため、抵抗体の上面を広く覆うことができ、正確な温度測定が可能となる。より好ましくは、感温部が抵抗体の上面の５０％以上を覆うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の基本構造。

【図2】本発明の実施例１に係る温度センサー２０の構成。

【図3】実施例１に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０を取り付けた状態。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図。

【図5】実施例１に係る温度センサー２０と電流検出回路とを接続するためのコネクタ部３０の構成。

【図6】実施例１に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図。

【図8】図６を別の方向から見た斜視図。

【図9】実施例１に係る電流検出装置１００の構成。

【図10】本発明の実施例２に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の基本構造。

【図11】実施例２に係る温度センサー２０の構成。

【図12】実施例２に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態。

【図13】図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図。

【図14】図１２のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図。

【図15】実施例３に係る温度センサー２０の構成。

【図16】実施例４に係る温度センサー２０の構成。

【図17】実施例４に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態。

【図18】図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図。

【図19】実施例５に係る温度センサー２０の構成。

【図20】実施例５に係る温度センサー２０とシャント抵抗器１０との接続部分の断面図。

【図21】実施例６に係る温度センサー２０の構成。

【図22】実施例６に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態。

【図23】図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿った断面図。

【図24】実施例６に係る電流検出装置１００の構成。

【図25】実施例７に係る温度センサー２０の構成。

【図26】実施例８に係る温度センサー２０の構成。

【図27】実施例８に係る電流検出装置１００の構成。

【図28】実施例８の変形例に係る電流検出装置１００の構成。

【図29】実施例９に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の構成。

【図30】実施例９に係るシャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態。

【図31】図３０のＸＸＸＩ－ＸＸＸＩ線に沿った断面図。

【図32】実施例１０に係る温度センサーが利用可能な面実装タイプのシャント抵抗器１０の構成。

【図33】実施例１０に係る温度センサー２０をシャント抵抗器１０に接続した構成。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【0020】

［実施例１］
図１に、本発明の実施例１に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の基本構造を示す。シャント抵抗器１０は、抵抗体１２と、抵抗体１２の両側に接続された一対の電極１１とを備える。各電極１１において、抵抗体１２と当該電極１１との接続部近辺に電圧検出部１１ａがある。抵抗体１２にはたとえばＣｕ－Ｍｎ系（例えばマンガニン（登録商標）、ゼラニン（登録商標））、Ｃｕ－Ｎｉ系、Ｎｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ－Ｎｉ系などの合金が用いられ、電極１１にはたとえば銅が用いられている。抵抗体１２と電極１１は突合せ溶接にて接合されており、電圧検出部１１ａは銅電極内に存在する電圧検出に適したエリアを表す。

【0021】

図２に、本発明の実施例１に係る温度センサー２０の構成を示す。温度センサー２０は、シャント抵抗器の温度を測定するための温度センサーであり、たとえば図１のシャント抵抗器１０の温度を測定することができる。

【0022】

温度センサー２０は、樹脂フィルム２１と、第１接着層２２と、感温素子パターン２３と、電圧検出パターン２４と、第２接着層２５とを備える。図２（ａ）は、温度センサー２０の裏側において第２接着層２５を省略した状態の図であり、図２（ｂ）は温度センサー２０の裏側において第２接着層２５を含む図である。図示の便宜上、図２（ｂ）において第２接着層２５はハッチングにより透過的に示す。

【0023】

本明細書において、「裏側」とは、シャント抵抗器１０に対向する側をいい、「表側」とは、裏側と反対の側（すなわちシャント抵抗器１０に対向しない側）をいう。

【0024】

第１接着層２２は、樹脂フィルム２１の一方の面（本実施例では裏側面）に設けられる。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１において第１接着層２２が設けられた側の面に、第１接着層２２を介して設けられる。ここで、樹脂フィルム２１は表側面および裏側面という２つの面を有するが、これらの面のうち、感温素子パターン２３が設けられる側の面を「第１面」と呼び、反対側の面を「第２面」と呼ぶ。本実施例では、裏側面が第１面であり、表側面が第２面である。

【0025】

感温素子パターン２３は感温部となる第１導電パターンである。感温素子パターン２３はたとえばＴｉ箔を用いて形成することができる。

【0026】

本実施例では、電圧検出パターン２４も、樹脂フィルム２１の裏側に、第１接着層２２を介して設けられる。電圧検出パターン２４は、シャント抵抗器１０の電圧を検出するための一対の第２導電パターンである。電圧検出パターン２４はたとえばＴｉまたはＣｕ等の導電材料を用いて形成することができる。

【0027】

図３に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０を取り付けた状態を示す。図４に、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図を示す。上述のように、本実施例では、感温素子パターン２３と電圧検出パターン２４とが樹脂フィルム２１に対して同じ側に設けられる。このような構造をフォトリソグラフィおよびエッチングで形成する場合には、電圧検出パターン２４の材料を感温素子パターン２３の材料と同一とすると生産しやすい。たとえばＴｉを用いることができる。

【0028】

感温素子パターン２３は、シャント抵抗器１０の幅方向（シャント抵抗器１０に流れる電流と直交する方向）に長くすることで、シャント抵抗器１０に流れる電流による電磁誘導ノイズを低減することができる。

【0029】

第１接着層２２および第２接着層２５の材料は、絶縁性を有し、熱伝導性の高い接着剤が好ましい。本実施例ではシリコン系樹脂を使用する。このような構成は、エッチング剤にフッ素系エッチング剤を使用する場合に適している。

【0030】

温度センサー２０は、第２接着層２５を介してシャント抵抗器１０に貼り付けられる。たとえば、抵抗体１２および感温素子パターン２３は、絶縁層である第２接着層２５を介して隣接して配置される。また、電圧検出パターン２４の一部（パターン露出部２４ａ）は、第２接着層２５によって覆われず露出した状態で存在し、このパターン露出部２４ａが、電極接続層２６（はんだ付けや溶接等によって形成される）を介して、シャント抵抗器１０の電圧検出部１１ａ（図１参照）と電気的に接続される。

【0031】

樹脂フィルム２１の厚さは、取り扱いを考慮して決定することができる。樹脂フィルム２１の厚さが２０μｍ未満の場合には、材料が柔らかすぎて取り扱いが難しくなり、１００μｍ以上の厚さになると、硬すぎて柔軟性が得られなくなってしまう。以上より、樹脂フィルム２１の厚さは２０～８０μｍが推奨され、２５～５０μｍがより好ましい。

【0032】

また、樹脂フィルム２１は、ある程度の耐熱性（２００℃程度）が要求される場合があり、比較的耐熱性の高いポリイミドやエポキシなどの樹脂を用いることが好ましい。この場合は、感温素子パターン２３と樹脂フィルム２１を貼り合わせる第１接着層２２を設けることが好適である。第１接着層２２はできる限り薄い方が好ましく、１０～２０μｍの厚さが好ましい。

【0033】

また、樹脂フィルム２１に熱可塑性の樹脂を用いることで、感温素子パターン２３と樹脂フィルム２１とを熱圧着させることが可能であり、熱可塑性の樹脂を選定すると第１接着層２２が不要となる。熱可塑性樹脂としては、比較的耐熱性の高いポリアミドイミドやポリカーボネート、テフロン（登録商標）などを用いることが好ましい。

【0034】

樹脂フィルム２１は可撓性を有することが好ましい。樹脂フィルム２１を可撓性とすると、シャント抵抗器１０の抵抗体１２に隙間なく密着させることができ、正確な温度測定が可能となる。とくに、瞬時の温度変化にも追従して測定ができる。

【0035】

感温素子パターン２３にＴｉ箔を用いる場合、膜厚を３μｍより薄く設定すると、加工が技術的に難しく、コストが増加する。また、膜厚を１０μｍより厚く設定すると、高い抵抗値を得ることが難しく、必要な抵抗値を得ることができなくなる。以上より、感温素子パターン２３にＴｉ箔を用いる場合、感温素子パターン２３の厚さは３～１０μｍが好ましく、５μｍ程度がより好ましい。

【0036】

感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１上で使用されることを考えると、曲げても断線しないことが求められるため、ある程度広い幅のパターンが求められる。一方で、温度センサー２０としてはある程度高い抵抗値（たとえば２００Ω程度）が求められるため、小型のセンサーを作製する場合は、パターンの幅をある程度狭くする必要がある。Ｔｉ箔を用いる場合、厚さを５μｍに設定すると、２００Ω程度の抵抗値を実現するには、パターンの幅を１５０μｍ以下にすることが好適である。また、機械的強度を確保することを考慮すると、パターンの幅を５０μｍ以上にすることが好適である。以上より、感温素子パターン２３にＴｉ箔を用いる場合、感温素子パターン２３のパターン幅は、５０～１５０μｍが好ましく、エッチングによるパターン形成の難易度を考慮すると１００μｍ程度がより好ましい。

【0037】

温度測定の精度を向上させるために、感温素子パターン２３と抵抗体１２との間隔は１４０μｍ以下にすると好適であり、さらに７０μｍ以下にするとより好適である。なお、本実施例のように、抵抗体１２に温度センサー２０の樹脂フィルム２１の第１面（裏側面、すなわち感温素子パターン２３側の面）を向かい合わせで貼り付けた場合には、感温素子パターン２３と抵抗体１２との間隔を１０～２０μｍにすることができる。

【0038】

図５に、温度センサー２０と電流検出回路とを接続するためのコネクタ部３０の構成を示す。図６に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態を示す。図７に、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図を示す。図８に、図６を別の方向から見た斜視図を示す。

【0039】

コネクタ部３０は、フレキシブル配線基板３１およびコネクタ３３を備える。フレキシブル配線基板３１は、複数の配線パターン３２を有する。温度センサー２０の感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４は、それぞれ対応する配線パターン３２と電気的に接続される。配線パターン３２は、後述の配線パターン３２ａおよび配線パターン３２ｂを含む。

【0040】

図７に示すように、フレキシブル配線基板３１は、感温素子パターン２３と電気的に接続される一対の配線パターン３２ａ（第３導電パターン）と、電圧検出パターン２４と電気的に接続される一対の配線パターン３２ｂ（第４導電パターン）とを有する。とくに、配線パターン３２ｂは、電圧検出パターン２４を介して、シャント抵抗器１０の電極１１と電気的に接続される。

【0041】

感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４と、配線パターン３２との間の導通は、たとえば異方性導電シート３４を介して接続することで、絶縁が必要とされるパターン間（感温素子パターン２３と電圧検出パターン２４との間）の絶縁を維持しつつ容易に実現することができる。

【0042】

このように、温度センサー２０に、感温素子パターン２３のみならず電圧検出パターン２４をも設けることにより、電圧検出用の端子と、温度検出用の端子とを、同時にコネクタ部３０に接続することができる。このため接続作業が容易に行え、接続時の手間が省ける。

【0043】

なお、感温素子パターン２３は容易に大きさを変えて製造できるので、感温素子パターン２３の大きさを抵抗体１２の大きさに合わせて調整できる。このため、抵抗体１２の上面を感温素子パターン２３によって広く覆うことができ、正確な温度測定が可能となる。とくに、感温素子パターン２３（より厳密には、感温素子パターン２３の最外縁によって覆われる範囲）が抵抗体１２の上面の５０％以上を覆うようにすると好適である。

【0044】

図９に、実施例１に係る電流検出装置１００の構成を示す。電流検出装置１００は、シャント抵抗器１０と、温度センサー２０と、コネクタ部３０と、電流検出回路４０とを備える。図示の便宜上、図９において、温度センサー２０については感温素子パターン２３のみを示し、コネクタ部３０についてはコネクタ３３に配置されるコネクタ端子３３ａのみを示す。

【0045】

電流検出回路４０は、コネクタ端子３３ａを介して、配線パターン３２（配線パターン３２ａおよび配線パターン３２ｂを含む）と電気的に接続される。このようにして、電流検出回路４０は、コネクタ端子３３ａ、配線パターン３２ｂおよび電圧検出パターン２４を介してシャント抵抗器１０の電極１１（電圧検出部１１ａ）と電気的に接続され、コネクタ端子３３ａおよび配線パターン３２ａを介して温度センサー２０の感温素子パターン２３と電気的に接続される。

【0046】

電流検出回路４０は、一対の抵抗器４１と、コンデンサ４２と、絶縁アンプ４３と、Ａ／Ｄ変換器４４と、マイコン４５とを備える。マイコン４５はコネクタ端子３３ａを介して感温素子パターン２３に接続され、感温素子パターン２３の抵抗値に基づいて温度を算定する。また、絶縁アンプ４３は、一対の入力端子間に配置されたコンデンサ４２、抵抗器４１およびコネクタ端子３３ａを介して電圧検出部１１ａに接続され、検出される電圧を増幅する。増幅された電圧は、Ａ／Ｄ変換器４４を介してマイコン４５に入力され、これによって電圧が算定される。

【0047】

マイコン４５は、算定された電圧を、算定された温度に基づいて補正し、これによって電流値を算定する。このようにして電流検出装置１００はシャント抵抗器１０に流れる電流を検出する。ここで、温度に応じて電流値が補正されるので、環境温度およびシャント抵抗器１０の発熱による電流検出精度の低下を抑制することができる。

【0048】

［実施例２］
以下、本発明の実施例２について説明する。実施例１と共通する部分については、説明を省略する場合がある。

【0049】

図１０に、実施例２に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の基本構造を示す。電極１１には、表面から突出する電圧検出端子１１ｂが形成されている。

【0050】

図１１に、本発明の実施例２に係る温度センサー２０の構成を示す。図１１（ａ）は表側から見た図であり、図１１（ｂ）は裏側から見た図である。実施例１とは異なり、第１接着層２２および感温素子パターン２３は樹脂フィルム２１の表側に設けられる（すなわち本実施例では表側面が第１面となり、裏側面が第２面となる）。第２接着層２５は裏側に設けられる。樹脂フィルム２１および第１接着層２２は、電圧検出端子１１ｂを挿通させるための挿通孔となるスルーホール２０ａを有する。

【0051】

図１２に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態を示す。図１３に、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図を示す。スルーホール２０ａに電圧検出端子１１ｂが挿通されている。電極接続層２６によって、電圧検出端子１１ｂと、電圧検出パターン２４（とくにスルーホール２０ａの周辺または近傍の部分）とが導通する。

【0052】

本実施例では、実施例１とは異なり感温素子パターン２３と抵抗体１２との間に樹脂フィルム２１が配置されるが、樹脂フィルム２１等の厚さを適切に設計することにより、感温素子パターン２３と抵抗体１２との間隔は１４０μｍ以下とすることが可能である。

【0053】

図１４に、図１２のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図を示す。実施例１（図７）に対して表裏が逆転している。

【0054】

実施例２に係る温度センサー２０によれば、温度センサー２０のスルーホール２０ａに電極１１の電圧検出端子１１ｂを挿通させて取り付けることにより、取り付け位置を容易に合わせることができる。

【0055】

［実施例３］
以下、本発明の実施例３について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。

【0056】

図１５に、実施例３に係る温度センサー２０の構成を示す。図１５は裏側から見た図である。感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられる（すなわち本実施例では裏側面が第１面となり、表側面が第２面となる）。

【0057】

本実施例では、一対の電圧検出パターン２４の相互間隔が、実施例１（図２）に比べて狭くなっている。一対の電圧検出パターン２４は、感温素子パターン２３の内側に配置されているので、相互間隔を要件に応じて狭くすることができ、外部ノイズ（寄生インダクタンス）による電圧検出の誤差を低減することができる。

【0058】

なお、本実施例（図１５）と実施例１（図２等）を比較すると、本実施例ではノイズを低減して電圧検出の誤差を低減することができるが、本実施例では、感温素子パターン２３が電圧検出パターン２４の外側に配置されることによって、部分的に電極１１と隣接してしまうので、温度測定の精度は実施例１のほうが高くなる。

【0059】

なお実施例３の変形例として、感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４を表側に設けることも可能である。その場合には、適宜、スルーホール２０ａ（図１１）のようなスルーホールを設けることにより導通を実現することができる。

【0060】

［実施例４］
以下、本発明の実施例４について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。

【0061】

図１６に、実施例４に係る温度センサー２０の構成を示す。図１６（ａ）は表側から見た図であり、図１６（ｂ）は裏側から見た図である。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１の表側に設けられ、電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられる（すなわち本実施例では表側面が第１面となり、裏側面が第２面となる）。

【0062】

本実施例では、実施例１～３とは異なり、樹脂フィルム２１において、一対の電圧検出パターン２４は、感温素子パターン２３が設けられている側（第１面側）とは反対の側（第２面側）に設けられる。

【0063】

温度センサー２０の裏側には感温接続パッド２３ａが設けられ、感温接続パッド２３ａはスルーホール２０ｂを介して感温素子パターン２３と導通する。このようにすると、温度センサー２０の接続端子がすべて同一面（裏側面）に配置されるので、接続作業が容易である。

【0064】

電圧検出パターン２４がＣｕからなる場合には、温度センサー２０を製造する際に、予め樹脂フィルム２１の裏側面にＣｕ箔を形成しておいてもよい。このようにすると、エッチング等により電圧検出パターン２４と感温接続パッド２３ａとを同時に形成することができる。

【0065】

なお、Ｃｕ箔の形成方法としては、接着剤による貼り付け、キャスティング法、スパッタで下地（Ｎｉなど）を形成して電解Ｃｕめっきを行う方法、熱ラミネーションによる貼り付け（熱可逆性樹脂フィルムの場合）、無電解めっきで下地（Ｎｉなど）を形成して電解Ｃｕめっきを行う方法、などがある。

【0066】

図１７に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態を示す。図１８に、図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図を示す。本実施例では、感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４がそれぞれ異なる面に設けられているので、それぞれに対応して第１接着層２２が樹脂フィルム２１の両面に設けられる。

【0067】

電圧検出パターン２４は、電極接続層２６を介して電極１１と電気的に接続される。このように、一対の電極１１と電流検出回路４０（図９）は、一対の電圧検出パターン２４を介して電気的に接続される。

【0068】

実施例４のような構成によれば、実施例１（図２等）のように感温素子パターン２３を抵抗体１２のみに隣接して配置できるので高精度に温度測定ができ、かつ、実施例３（図１５）のように一対の電圧検出パターン２４の相互間隔を狭くできるので外部ノイズによる電圧検出の誤差も低減することができる。

【0069】

［実施例５］
以下、本発明の実施例５について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。

【0070】

図１９に、実施例５に係る温度センサー２０の構成を示す。図１９（ａ）は表側から見た図であり、図１９（ｂ）は裏側から見た図である。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられ、電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の表側に設けられる（すなわち本実施例では裏側面が第１面となり、表側面が第２面となる）。

【0071】

図２０に、温度センサー２０とシャント抵抗器１０との接続部分（図４、図１３および図１８に対応する部分）の断面図を示す。実施例５において、温度センサー２０は電圧検出端子１１ｂを有するシャント抵抗器１０（図１０）に取り付けられ、スルーホール２０ａに電圧検出端子１１ｂを挿通し、電極接続層２６によって、電圧検出端子１１ｂと、電圧検出パターン２４（とくにスルーホール２０ａの周辺または近傍の部分）とが導通する。なお、本実施例では、電圧検出パターン２４はスルーホール２０ａの内周面およびその両端近傍にも形成される。

【0072】

温度センサー２０の裏側には電圧接続パッド２４ｂが設けられ、電圧接続パッド２４ｂはスルーホール２０ｃを介して電圧検出パターン２４と導通する。このようにすると、温度センサー２０の接続端子がすべて同一面（裏側面）に配置されるので、接続作業が容易である。

【0073】

［実施例６］
以下、本発明の実施例６について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例６は、実施例１において、電磁波を遮蔽するためのシールド層を設けたものである。

【0074】

図２１に、実施例６に係る温度センサー２０の構成を示す。図２１（ａ）は表側から見た図であり、図２１（ｂ）は裏側から見た図である。感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられる（すなわち本実施例では裏側面が第１面となり、表側面が第２面となる）。

【0075】

樹脂フィルム２１の表側に、シールド層２７が設けられる。すなわち、樹脂フィルム２１において、シールド層２７は、感温素子パターン２３が設けられている側（第１面側）とは反対の側（第２面側）に設けられる。シールド層２７は導電性を有する。シールド層２７はたとえば金属からなり、具体例としてＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ等を用いることができる。

【0076】

樹脂フィルム２１の裏側にグランド接続パッド２７ａを設けてもよく、シールド層２７はスルーホール２０ｄを介してグランド接続パッド２７ａと導通してもよい。

【0077】

図２２に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態を示す。コネクタ部３０は、グランド接続パッド２７ａと電気的に接続される配線パターン３２ｃ（グランド接続ライン）を有してもよい。

【0078】

図２３に、図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿った断面図を示す。シールド層２７は、樹脂フィルム２１の表側に、第１接着層２２を介して設けられる。

【0079】

図２４に、実施例６に係る電流検出装置１００の構成を示す。電流検出装置１００は、シャント抵抗器１０と、温度センサー２０と、コネクタ部３０と、電流検出回路４０とを備える。図示の便宜上、図２４において、温度センサー２０については感温素子パターン２３およびシールド層２７のみを示し、コネクタ部３０についてはコネクタ３３に配置されるコネクタ端子３３ａのみを示す。シールド層２７と電流検出回路４０のグランドライン（ＧＮＤ）とが電気的に接続されても良い。

【0080】

シールド層２７を備えることで、外部ノイズによる電圧検出および温度検出の誤差を低減することができる。

【0081】

実施例６は実施例１においてシールド層２７を設けたものであるが、実施例２において同様のシールド層２７を設けることも可能である。その場合には、感温素子パターン２３および電圧検出パターン２４を樹脂フィルム２１の表側に設け、スルーホールを介してこれらをコネクタ部３０に接続することができる。また、実施例３において同様のシールド層２７を設けることも可能である。

【0082】

［実施例７］
以下、本発明の実施例７について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。

【0083】

実施例７は、電圧検出パターン２４がシールド層としても機能するように構成したものであり、電圧検出パターン２４の一部がシールド層２４ｃとなる。電圧検出パターン２４は導電性を有するので、形状および配置によってシールド層２４ｃとして機能させることができる。

【0084】

図２５に、実施例７に係る温度センサー２０の構成を示す。図２５（ａ）は表側から見た図であり、図２５（ｂ）は裏側から見た図である。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられ、電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の表側に設けられる（すなわち本実施例では裏側面が第１面となり、表側面が第２面となる）。

【0085】

図２５の例では、一対の電圧検出パターン２４が、それぞれ互いに線対称となる形状のシールド層２４ｃを有している。シールド層２４ｃの具体的な構成はこれに限らず、シールド層としての機能を発揮する範囲で当業者が適宜設計することができる。

【0086】

樹脂フィルム２１にはスルーホール２０ａおよび２０ｃが設けられており、温度センサー２０とシャント抵抗器１０との接続は、実施例５（図１９および２０）と同様にして実現することができる。

【0087】

実施例７では、電圧検出パターン２４が樹脂フィルム２１の表側に設けられ、感温素子パターン２３は裏側に設けられているが、実施例４のようにこれらを逆にしてもよい。すなわち、電圧検出パターン２４（図２５のようにシールド層としても機能するもの）が裏側に設けられ、感温素子パターン２３は表側に設けられてもよい。

【0088】

［実施例８］
以下、本発明の実施例８について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例８は、実施例７において、一対の電圧検出パターン２４のうち一方のみにシールド層を設けたものである。

【0089】

図２６に、実施例８に係る温度センサー２０の構成を示す。図２６（ａ）は表側から見た図であり、図２６（ｂ）は裏側から見た図である。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１の裏側に設けられ、電圧検出パターン２４は、樹脂フィルム２１の表側に設けられる（すなわち本実施例では裏側面が第１面となり、表側面が第２面となる）。

【0090】

一対の電圧検出パターン２４のうち一方のみがシールド層２４ｃを有する。一対の電圧検出パターン２４のうち、シールド層２４ｃを有するものは、スルーホール２０ｃを介して電圧接続パッド２４ｂの一方およびグランド接続パッド２４ｄと導通する。このようにして、シールド層２４ｃからの電気的出力が分岐する。また、一対の電圧検出パターン２４のうち、シールド層２４ｃを有しないものは、スルーホール２０ｃを介して電圧接続パッド２４ｂの他方と導通する。

【0091】

図２７に、実施例８に係る電流検出装置１００の構成を示す。電流検出装置１００は、シャント抵抗器１０と、温度センサー２０と、コネクタ部３０と、電流検出回路４０とを備える。図示の便宜上、図２７において、温度センサー２０については感温素子パターン２３およびシールド層２４ｃのみを示し、コネクタ部３０についてはコネクタ３３に配置されるコネクタ端子３３ａのみを示す。

【0092】

シールド層２４ｃと電気的に接続される電圧接続パッド２４ｂは、抵抗器４１を介して絶縁アンプ４３の反転入力端子と電気的に接続される。一方、グランド接続パッド２４ｄは、電流検出回路４０のグランドライン（ＧＮＤ）と電気的に接続される。このように、電圧検出パターン２４の一方と、電流検出回路４０のグランドラインとが電気的に接続されている。

【0093】

図２８に、実施例８の変形例に係る電流検出装置１００の構成を示す。実施例８（図２７）では絶縁アンプ４３は正電源（Ｖｃｃ）とグランドラインとの間の電圧によって駆動されるが、図２８の変形例では、負電源（Ｖｅｅ）が設けられており、絶縁アンプ４３は正電源（Ｖｃｃ）と負電源（Ｖｅｅ）との間の電圧によって駆動される。正電源および負電源は、それぞれコンデンサ４６を介してグランドラインと電気的に接続される。

【0094】

このような変形例によれば、絶縁アンプ４３の信号出力において、負側に増幅可能な範囲をより広くすることができる。

【0095】

［実施例９］
以下、本発明の実施例９について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例９は、実施例１において、一対の電圧検出パターン２４を省略し、電圧検出部１１ａがコネクタ部３０に直接的に接続されるようにしたものである。

【0096】

図２９に、実施例９に関連して利用可能なシャント抵抗器１０の構成を示す。シャント抵抗器１０は、突出部１０ａを備える。電圧検出部１１ａは突出部１０ａに設けられる。

【0097】

図３０に、シャント抵抗器１０に温度センサー２０およびコネクタ部３０を取り付けた状態を示す。コネクタ部３０は、突出部１０ａに接続される。

【0098】

図３１に、図３０のＸＸＸＩ－ＸＸＸＩ線に沿った断面図を示す。感温素子パターン２３は、樹脂フィルム２１の表側に設けられる（すなわち本実施例では表側面が第１面となり、裏側面が第２面となる）。

【0099】

温度センサー２０は、シャント抵抗器１０の突出部１０ａにおいて、第２接着層２５を介して抵抗体１２に貼り付けられる。抵抗体１２および感温素子パターン２３は、絶縁層である第２接着層２５を介して（より厳密には、さらに第１接着層２２および樹脂フィルム２１を介して）隣接して配置されている。感温素子パターン２３は、フレキシブル配線基板３１の一対の配線パターン３２ａと電気的に接続される。

【0100】

本実施例では、温度センサー２０は電圧検出パターン（たとえば図２等の電圧検出パターン２４）を備えない。電圧検出部１１ａは、突出部１０ａにおいて、電極接続層２６（はんだ付けや溶接等によって形成される）を介して、フレキシブル配線基板３１の配線パターン３２ｂに接続される。このように、本実施例においても、配線パターン３２ｂがシャント抵抗器１０の電圧を検出するために用いられる。

【0101】

実施例９に係る電流検出装置は、実施例１（図９）と同様にして構成することができる。すなわち、配線パターン３２ａおよび配線パターン３２ｂと、電流検出回路とが電気的に接続され、これによって、電流検出回路は、電極１１および感温素子パターン２３と電気的に接続される。

【0102】

実施例９に係る温度センサー２０および電流検出装置によれば、シャント抵抗器１０の電圧検出部１１ａと、温度センサー２０の感温素子パターン２３とを、突出部１０ａにおいて同時にフレキシブル配線基板３１に接続することができるので、端子を接続する工程をより簡素化することができる。

【0103】

さらに、実施例９では温度センサー２０内に電圧検出パターンを形成していないため、温度センサー２０自体のコストを削減することができる。なお、温度センサー２０、シャント抵抗器１０およびコネクタ部３０の接続箇所が複雑になる場合があるが、そのような場合には、取り扱い面で工夫すると好適である。

【0104】

［実施例１０］
以下、本発明の実施例１０について説明する。上述の実施例のいずれかと共通する部分については、説明を省略する場合がある。実施例１０は、面実装タイプのシャント抵抗器への応用例である。

【0105】

図３２に、実施例１０に係る温度センサーが利用可能な面実装タイプのシャント抵抗器１０の構成を示す。測定対象物に、シャント抵抗器１０を取り付けるための一対のランド５０が形成されている。一対の電極１１は、それぞれ対応するランド５０と、はんだ付けなどによって形成される電極接続層２６（図示省略）を介して電気的に接続される。

【0106】

電極１１は湾曲部分１１ｃを有し、これによって抵抗体１２が電流測定対象物から離間するように構成されている。

【0107】

図３３に、実施例１０に係る温度センサー２０をシャント抵抗器１０に接続した構成を示す。本実施例では、樹脂フィルム２１は可撓性を有する。このような構成によれば、電極１１の湾曲部分１１ｃに温度センサー２０を隙間なく密着させることができるので、面実装タイプのシャント抵抗器１０についても正確な温度測定が可能となる。とくに、瞬時の温度変化にも追従して測定ができる。

【符号の説明】

【0108】

１０…シャント抵抗器
１０ａ…突出部
１１…電極
１１ａ…電圧検出部
１１ｂ…電圧検出端子
１１ｃ…湾曲部分
１２…抵抗体
２０…温度センサー
２０ａ～２０ｄ…スルーホール
２１…樹脂フィルム
２２…第１接着層（絶縁層）
２３…感温素子パターン（第１導電パターン）
２３ａ…感温接続パッド
２４…電圧検出パターン（一対の第２導電パターン）
２４ａ…パターン露出部
２４ｂ…電圧接続パッド
２４ｃ…シールド層
２４ｄ…グランド接続パッド
２５…第２接着層（絶縁層）
２６…電極接続層
２７…シールド層
２７ａ…グランド接続パッド
３０…コネクタ部
３１…フレキシブル配線基板
３２…配線パターン
３２ａ…配線パターン（一対の第３導電パターン）
３２ｂ…配線パターン（一対の第４導電パターン）
３２ｃ…配線パターン
３３…コネクタ
３３ａ…コネクタ端子
３４…異方性導電シート
４０…電流検出回路
４１…抵抗器
４２…コンデンサ
４３…絶縁アンプ
４４…Ａ／Ｄ変換器
４５…マイコン
４６…コンデンサ
５０…ランド
１００…電流検出装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】