特許 7490351 シャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】シャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/00 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

G01R15/00 500

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019202170

(22)【出願日】2019-11-07

(65)【公開番号】P2021076435

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100121049

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 正義

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 保

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０７２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１５３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７４９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１７８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０１２１５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１５１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４３３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４０－０２１６７７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００５－１８８９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８８９３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第１の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第２の電極と、を備えた平板状のシャント抵抗器と、
前記第１の電極に電気的に接続されるとともに、前記第２の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する板状の導電部材と、を具備し、
前記導電部材により形成された、前記第１の電極、前記第２の電極および前記抵抗体と並列した前記電流経路において、前記第１の電極及び前記第２の電極と並列する距離よりも、前記抵抗体と並列する距離が短く、
前記抵抗体の両側部に電圧検出端子が形成され、
前記電圧検出端子が形成された面に電流計測回路に接続する基板が配置された、
ことを特徴とするシャント抵抗モジュール。

【請求項2】

前記第２の電極及び前記抵抗体と、前記導電部材との間に、絶縁部材が介在していることを特徴とする請求項１に記載のシャント抵抗モジュール。

【請求項3】

前記第２の電極から前記第２の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて、貫通孔が形成されており、前記貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャント抵抗モジュール。

【請求項4】

前記導電部材は、バスバーを兼ねることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシャント抵抗モジュール。

【請求項5】

前記第２の電極の端部と前記導電部材の端部にそれぞれ貫通した貫通孔が形成され、且つ、前記第２の電極の端部と前記導電部材の端部とが近接して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシャント抵抗モジュール。

【請求項6】

シャント抵抗モジュールと電流計測回路とパワー半導体モジュールを有し、前記シャント抵抗モジュールと前記電流計測回路と前記パワー半導体モジュールを接続したシャント抵抗モジュールの実装構造であって、
前記シャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第１の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第２の電極と、を備えた平板状のシャント抵抗器と、前記第１の電極に電気的に接続されるとともに、前記第２の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する板状の導電部材と、を具備し、
前記第１の電極、前記第２の電極および前記抵抗体と並列した前記導電部材による前記電流経路において、前記第１の電極及び前記第２の電極と並列する距離よりも、前記抵抗体と並列する距離が短く、
前記第２の電極の端部には貫通孔が形成され、
前記シャント抵抗モジュールの前記第２の電極と対向する位置に前記パワー半導体モジュールの外部接続端子が配置され、
前記貫通孔に、前記シャント抵抗モジュールを前記外部接続端子に固定する固定部材が挿通されて、前記第２の電極が前記外部接続端子に電気的に接続固定されることを特徴とするシャント抵抗モジュールの実装構造。

【請求項7】

前記抵抗体の両側部に電圧検出端子が形成され、前記電圧検出端子が形成された面に前記電流計測回路に接続する基板が配置されたことを特徴とする請求項６に記載のシャント抵抗モジュールの実装構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シャント抵抗器を備えたシャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、パワー半導体装置等の電流を検出するために、シャント抵抗器が用いられる。

【0003】

特許文献１には、抵抗体とその両側に電極（配線部材）を備えたシャント抵抗器の構造が開示されており、電極にはバスバーが接続されている。また、シャント抵抗器には、電極間の電圧値を測定する電圧検出端子が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２１７８２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、シャント抵抗器に電流が流れた際に磁束が生じるが、この磁束の影響を、電圧検出端子が受けると、電圧値が変動し、正確な電流値を計測できない問題が生じた。

【0006】

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、精度良く電流検出を行うことができるシャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造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】

【0007】

本発明の一態様のシャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第１の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第２の電極と、を備えた平板状のシャント抵抗器と、前記第１の電極に電気的に接続されるとともに、前記第２の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する板状の導電部材と、を具備し、前記導電部材により形成された、前記第１の電極、前記第２の電極および前記抵抗体と並列した前記電流経路において、前記第１の電極及び前記第２の電極と並列する距離よりも、前記抵抗体と並列する距離が短く、前記抵抗体の両側部に電圧検出端子が形成され、前記電圧検出端子が形成された面に電流計測回路に接続する基板が配置された、ことを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様のシャント抵抗モジュールの実装構造は、シャント抵抗モジュールと電流計測回路とパワー半導体モジュールを有し、前記シャント抵抗モジュールと前記電流計測回路と前記パワー半導体モジュールを接続したシャント抵抗モジュールの実装構造であって、前記シャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第１の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第２の電極と、を備えた平板状のシャント抵抗器と、前記第１の電極に電気的に接続されるとともに、前記第２の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する板状の導電部材と、を具備し、前記第１の電極、前記第２の電極および前記抵抗体と並列した前記導電部材による前記電流経路において、前記第１の電極及び前記第２の電極と並列する距離よりも、前記抵抗体と並列する距離が短く、前記第２の電極の端部には貫通孔が形成され、前記シャント抵抗モジュールの前記第２の電極と対向する位置に前記パワー半導体モジュールの外部接続端子が配置され、前記貫通孔に、前記シャント抵抗モジュールを前記外部接続端子に固定する固定部材が挿通されて、前記第２の電極が前記外部接続端子に電気的に接続固定されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明のシャント抵抗モジュールによれば、シャント抵抗器に間隔を空けて導電部材を対向配置し、このとき、シャント抵抗器の第１の電極と導電部材とを電気的に接続した。これにより、シャント抵抗器と導電部材に互いに逆向きの電流経路を形成でき、磁束をキャンセルすることができるため、精度良く電流検出を行うことが可能である。

【0010】

本発明のシャント抵抗モジュールの実装構造によれば、シャント抵抗器と導電部材とで逆向きの電流経路を損なうことなく、シャント抵抗モジュールを電流計測回路に適切に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態のシャント抵抗モジュールを備えたパワー半導体モジュールの斜視図である。

【図2】本実施の形態のシャント抵抗モジュールの分解斜視図である。

【図3】本実施の形態のシャント抵抗モジュールのパワー半導体モジュールへの接続構造を拡大して示した分解斜視図である。

【図4】本実施の形態のシャント抵抗モジュールの断面図である。

【図5】別の実施の形態を示すシャント抵抗モジュールの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るシャント抵抗モジュールについて説明する。

【0013】

＜本実施の形態のシャント抵抗モジュール１＞
例えば、パワー半導体モジュールに取り付けた電流検出用のシャント抵抗器に電流が流れると、右ねじの法則により磁束が生じる。このとき、シャント抵抗器には大電流が流れることで、大きな磁束が発生し、この磁束が、シャント抵抗器の電極間の電圧値を変動させる。その結果、精度良く電流値を検出できない不具合が生じる。そこで本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、シャント抵抗器に電流が流れた際に生じる磁束をキャンセル可能な構造を開発するに至った。

【0014】

すなわち、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１は、以下の特徴点を有している。
（１）抵抗体５と、抵抗体５の一方の端部に設けられた第１の電極６と、抵抗体５の他方の端部に設けられた第２の電極７と、を備えたシャント抵抗器２を備えること。
（２）第１の電極６に電気的に接続されるとともに、第２の電極７及び抵抗体５との間に間隔を空けて配置され、シャント抵抗器２に流れる電流経路Ｃ１と逆向きの電流経路Ｃ２を構成する導電板４を備えること。
以下、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１の構造を具体的に説明する。

【0015】

図１は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１を備えたパワー半導体モジュール１０の斜視図である。図２は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１の分解斜視図である。図３は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１のパワー半導体モジュール１０への接続構造を拡大して示した分解斜視図である。図４は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１の断面図である。

【0016】

図１に示すパワー半導体モジュール１０は、筐体１５内に半導体素子等が配置されており、筐体１５の表面にドライブ基板１６が配置されている。また、筐体１５のＹ方向の両端には、複数の外部接続端子１０ａ～１０ｄが設けられ、例えば、シャント抵抗モジュール１は外部接続端子１０ａに取り付けられる。また、外部接続端子１０ａ～１０ｄのＸ方向の両側には、パワー半導体モジュール１０を、外部の放熱フィン等に固定するためにボルト等を挿通可能な固定穴１７が設けられている。

【0017】

図１に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１及びバスバー１１を、パワー半導体モジュール１０の外部接続端子１０ａ上に重ねて、固定部材１８にて固定することができる。

【0018】

図２に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１は、図２に示すように、シャント抵抗器２と、絶縁部材としての絶縁シート３と、導電部材としての導電板４を具備する。なお、図２に示すＸ１－Ｘ２方向と、Ｙ１－Ｙ２方向は、平面上にて直交する２方向である。

【0019】

（シャント抵抗器２）
図２及び図４に示すように、シャント抵抗器２は、Ｘ１－Ｘ２方向の幅寸法よりもＹ１－Ｙ２方向に長い平板状であり、抵抗体５と、抵抗体５の一方の端部（Ｙ１側端部）に設けられる第１の電極６と、抵抗体５の他方の端部（Ｙ２側端部）に設けられる第２の電極７を有して構成される。第１の電極６及び第２の電極７は、抵抗体５より電気抵抗値が低い。材質を限定するものではないが、例えば、抵抗体５は、Ｃｕ－Ｎｉ系、Ｃｕ－Ｍｎ系、或いは、Ｎｉ―Ｃｒ系等の金属であり、電極６、７は、Ｃｕ等の金属である。

【0020】

図２や図４に示すように、第１の電極６のＹ１－Ｙ２方向の長さ寸法Ｌ１は、第２の電極７のＹ１－Ｙ２方向の長さ寸法Ｌ２よりも短い。ここで「長さ寸法」は、第１の電極６及び第２の電極７に形成される電流経路Ｃ１と平行な方向の長さを示す。第２の電極７は、外部接続端子１０ａの位置からドライブ基板１６の表面にまで延出する長さ寸法を有している。これにより、第２の電極７を、外部接続端子１０ａに接続できるとともに、後述する第２の電極７に設けられたピン状の電圧検出端子８ｂを、パワー半導体モジュール１０のドライブ基板１６の表面に形成された接続穴１６ｂに適切に挿入することができる。一方、第１の電極６は、導電板４と電気的に接続し、且つ電圧検出端子８ａを配置できる面積を有していればよく、第１の電極６の長さ寸法Ｌ１を第２の長さ寸法Ｌ２より短くすることができる。これにより、シャント抵抗器２の大型化を抑制しつつ、パワー半導体モジュール１０に適切且つ確実に接続固定することが可能になる。

【0021】

図２及び図４に示すように、第２の電極７には、貫通孔２ａが形成されている。この貫通孔２ａは後述するように、固定部材１８を挿通するための固定穴である。

【0022】

図２及び図４に示すように、第１の電極６及び第２の電極７の下面（パワー半導体モジュール１０に対向する側）には、電圧検出端子８ａ、８ｂが形成されている。これら電圧検出端子８ａ、８ｂは、例えば、パワー半導体モジュール１０の方向に突き出すピン形状である。電圧検出端子８ａ、８ｂを、第１の電極６及び第２の電極７の下面に溶接などにより取り付けることができる。

【0023】

（絶縁シート３）
図２及び図４に示すように、平板状のシャント抵抗器２上に重ねて、絶縁シート３が配置される。「シート」とは、薄い板状であることを意味しており、絶縁シート３の材質やシート構造は、第２の電極７及び抵抗体５と、導電板４とが電気的に絶縁されることを条件に、特に限定されるものではない。一例であるが、絶縁シート３は、ポリエチレン系等の絶縁性高分子からなるシートである。また、絶縁シート３は、一枚でなく、複数に分離等されてもよい。また、絶縁シート３は、可撓性の有無を問わない。

【0024】

図４に示すように、絶縁シート３の長さ寸法Ｌ３は、シャント抵抗器２の長さ寸法Ｌ４よりも短い。図４に示すように、絶縁シート３により、第２の電極７及び抵抗体５の表面は覆われる一方、第１の電極６の表面のＹ１側端部６ａは、絶縁シート３に覆われず露出した状態とされる。

【0025】

図２に示すように、例えば、絶縁シート３の幅寸法（Ｘ１－Ｘ２方向の長さ寸法）は、シャント抵抗器２の幅寸法と同程度で形成されるが、幅寸法を限定するものではない。

【0026】

図２、図４に示すように、絶縁シート３には、第２の電極７に形成された貫通孔２ａと重なる位置に、同程度の大きさの貫通孔３ａが形成されている。

【0027】

また、本実施の形態では、絶縁部材の一例として絶縁シート３を説明したが、第２の電極７及び抵抗体５と導電板４との間を絶縁する構成として、絶縁層を、第２の電極７及び抵抗体５の表面に塗布などして形成することもできる。ただし、絶縁シート３を用いることが、第２の電極７及び抵抗体５と導電板４との間をより確実に電気的に絶縁することができ、また、シャント抵抗モジュール１の組み立ても煩雑にならず好ましい。

【0028】

（導電板４）
図２及び図４に示すように、絶縁シート３上に重ねて導電板４が配置される。この実施の形態では、導電板４は、シャント抵抗器２と同程度の長さ寸法Ｌ５を有している。導電板４は、シャント抵抗器２よりＹ１－Ｙ２方向に長く形成されてもよい。このとき、導電板４は、シャント抵抗器２の第２の電極７のＹ２側端部からＹ２方向に延出される。導電板４の材質を限定するものではないが、導電性に優れた材質であることが好ましく、例えば、導電板４には、電極６、７と同じ材料、或いは、主成分を同じとした材料を選択でき、具体的には、導電板４を、Ｃｕ板で形成することができる。

【0029】

図４に示すように、導電板４のＹ１側端部４ｂは、絶縁シート３に覆われずに露出した第１の電極６のＹ１側端部６ａに当接し、電気的に接続される。このとき、第１の電極６と電気的に接続しやすいように、導電板４のＹ１側端部４ｂを、第１の電極６の方向（図４に示す図示下方向）に突出する凸部状とすることが好ましい。

【0030】

図２及び図４に示すように、導電板４には、貫通孔２ａ、３ａと厚さ方向にて重なる位置に、同程度の大きさの貫通孔４ａが形成されている。

【0031】

導電板４は、平板状であり、シャント抵抗器２と同様に、Ｙ１－Ｙ２方向に長く形成されている。導電板４は、平板状以外の形態であってもよいが、平板状とすることで、第１の電極６と精度良く電気的に接続させることができ、また、シャント抵抗モジュール１の薄型化を実現することができる。

【0032】

（シャント抵抗モジュール１の組み立て）
上記したシャント抵抗器２、絶縁シート３及び導電板４を厚み方向に重ね合わせ、このとき、各貫通孔２ａ、３ａ、４ａが厚み方向に連続するように位置を合わせつつ、導電板４のＹ１側端部４ｂと第１の電極６を溶接等で接合する。これにより、導電板４と第１の電極６は電気的に接続されるとともに、第２の電極７及び抵抗体５と導電板４の間には、絶縁シート３が介在し、電気的に絶縁された状態とされる。接合方法は、溶接に限定するものでなく、導電性接着剤の使用や、はんだ接合等であってもよい。また、後述する他の実施の形態で示すように、第１の電極６と導電板４間を、ねじ止めすることも可能である。上記接合により、導電板４のＹ１側端部４ｂと第１の電極６を、確実に電気的接続することができる。シャント抵抗モジュール１の第２の電極７から導電板４にかけて貫通する貫通孔１ａ（以下、連続する各貫通孔２ａ、３ａ、４ａを一つの貫通孔と見做して記載する）は、シャント抵抗器２、絶縁シート３及び導電板４を重ね合わせ、導電板４のＹ１側端部４ｂと第１の電極６を接合した後に、一度に形成することもできる。

【0033】

導電板４のＹ１側端部４ｂと第１の電極６の接合領域以外では、図４に示すように、貫通孔１ａにネジ等の固定部材１８を挿通して固定するため、第２の電極７の位置も、絶縁シート３及び導電板４とともに固定することができる。なお、シャント抵抗器２と絶縁シート３、及び、絶縁シート３と導電板４間を接着剤等を用いて接合してもよい。

【0034】

＜シャント抵抗モジュール１の実装構造＞
図３は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１のパワー半導体モジュール１０への接続構造を拡大して示した分解斜視図である。図３に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１は、例えば、パワー半導体モジュール１０の外部接続端子１０ａに取り付けられる。

【0035】

このとき、図３や図４に示すように、外部接続端子１０ａと、パワー半導体モジュール１０の表面に位置するドライブ基板１６との間には段差が生じている。このため、シャント抵抗モジュール１と外部接続端子１０ａの間に、高さ調整用の導電リング（台座）２２を介在させてシャント抵抗モジュール１の高さが、ドライブ基板１６の表面と同程度の高さとなるように調整することが好ましい。また、シャント抵抗モジュール１と外部接続端子１０ａとの間は、導電リング２２を介して電気的に接続される。

【0036】

図３に示すように、バスバー１１を、シャント抵抗モジュール１の上面に重ね合わせる。このとき、バスバー１１に形成された貫通孔１１ａを、シャント抵抗モジュール１の貫通孔１ａに位置合わせした状態で、例えば、絶縁ワッシャ２３、ワッシャ２４及びスプリングワッシャ２５を介して、固定部材１８を貫通孔１ａ、１１ａに挿通する。固定部材１８の先端はねじ部１８ａであり、同様に、外部接続端子１０ａにもネジが切られている。よって、固定部材１８を貫通孔１ａ、１１ａに挿通するととおに、外部接続端子１０ａにねじ止めすることができ、これにより、シャント抵抗モジュール１及びバスバー１１を、外部接続端子１０ａに固定支持することができる。

【0037】

図３に示すように、固定部材１８の周囲表面には、先端のねじ部１８ａを除いて、例えば、絶縁チューブ２６が取り付けられている。絶縁チューブ２６を固定部材１８に挿入し収縮させることで、固定部材１８の周囲に固定することができる。図４に示すように、絶縁チューブ２６は、固定部材１８を貫通孔１ａに挿通した状態では、シャント抵抗器２、絶縁シート３、導電板４及び、バスバー１１にまで至っている。このため、外部接続端子１０ａとバスバー１１間に、シャント抵抗モジュール１を介して電流が流れる際、電流が固定部材１８を介して流れる不具合を防止することができる。絶縁チューブ２６を用いる構成以外に、例えば、絶縁材料を固定部材１８の表面に塗装、スプレー、或いは、蒸着等して絶縁層を形成してもよい。

【0038】

図３に示すように、パワー半導体モジュール１０のドライブ基板１６の表面には、シャント抵抗モジュール１の電圧検出端子８ａ、８ｂと対向する位置に、ピン状の電圧検出端子８ａ、８ｂを挿入可能な接続穴１６ａ、１６ｂが形成されている。電圧検出端子８ａ、８ｂを接続穴１６ａ、１６ｂに挿入することで、電圧検出端子８ａ、８ｂを接続穴１６ａ、１６ｂ内に配置された電流計測回路の接続部２７ａ、２７ｂに電気的に接続することができる。

【0039】

以上により、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１を、パワー半導体モジュール１０の外部接続端子１０ａに取り付けることができるとともに、電圧検出端子８ａ、８ｂを、電流計測回路の接続部２７ａ、２７ｂに電気的に接続することができる。

【0040】

電流計測の際には、シャント抵抗モジュール１を介して、パワー半導体モジュール１０とバスバー１１間に電流が流れた際に、電圧検出端子８ａ、８ｂ間の電圧値、すなわちシャント抵抗器２の電極６、７間の電圧値を計測する。このとき、シャント抵抗器２の抵抗体５の抵抗値は既知であるため、オームの法則により、電流値を検出することができる。このように、シャント抵抗モジュール１を、電流検出装置として用いることができる。

【0041】

＜本実施の形態の効果について＞
本実施の形態のシャント抵抗モジュール１によれば、シャント抵抗器２の厚み方向に間隔を空けて導電板４を配置するとともに、シャント抵抗器２の第１の電極６と導電板４を電気的に接続した。これにより、図１のように、シャント抵抗モジュール１を、パワー半導体モジュール１０に取り付けて電流計測を行うと、シャント抵抗モジュール１に流れる電流経路は、シャント抵抗器２と導電板４とで折り返される。このため、図４に示すように、シャント抵抗器２に形成される電流経路Ｃ１と、導電板４に形成される電流経路Ｃ２は、逆向きとなる。このとき、シャント抵抗器２及び導電板４には、右ねじの法則により、磁束（磁場）が生じるが、電流経路Ｃ１、Ｃ２が互いに逆向きであるため、シャント抵抗器２及び導電板４にて生じる磁束は逆回りとなり、磁束を互いに打ち消す（キャンセルする）ことができる。その結果、第１の電極６及び第２の電極７に設けられた電圧検出端子８ａ、８ｂに対する磁束の影響を抑制することができ、電流検出を精度良く行うことが可能になる。

【0042】

本実施の形態では、図２及び図４に示すように、第２の電極７及び抵抗体５と、導電板４との間に、絶縁シート３を介在させている。これにより、第２の電極７及び抵抗体５と、導電板４との間を、確実に、電気的に絶縁することができ、シャント抵抗器２及び導電板４に逆向きの電流経路Ｃ１、Ｃ２を精度良く形成でき、磁束のキャンセル効果を高めることができる。

【0043】

また、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール１には、第２の電極７から、第２の電極７と厚み方向で対向する導電板４にかけて、貫通孔１ａが形成されており、貫通孔１ａに、絶縁された固定部材１８が挿通される。これにより、シャント抵抗モジュール１を適切に固定支持することができるとともに、固定部材１８を介して、シャント抵抗器２と導電板４間に電流が流れる不具合を防止することができる。また、固定部材１８により、バスバー１１をシャント抵抗モジュール１に接続することができる。

【0044】

また、本実施の形態では、第１の電極６及び第２の電極７には、導電板４側とは逆側（図４の図示下側）に電圧検出端子８ａ、８ｂが設けられている。これにより、電圧検出端子８ａ、８ｂを、適切に形成することができる。特に、シャント抵抗モジュール１の実装構造において、電圧検出端子８ａ、８ｂを、簡単且つ確実に、電流計測回路に接続することが可能になる。

【0045】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１の実装構造においては、シャント抵抗モジュール１の第２の電極７と対向する位置に外部接続端子１０ａを有し、固定部材１８が挿通されることで、シャント抵抗モジュール１が外部接続端子１０ａに固定されるとともに、第２の電極７が外部接続端子１０ａに電気的に接続される。このように、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール１の固定支持と、外部接続端子１０ａへの電気的接続を同時に行うことができる。

【0046】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュール１の実装構造においては、シャント抵抗モジュール１の外部接続端子１０ａへの固定とともに、電圧検出端子８ａ、８ｂが電流計測回路に接続される。本実施の形態では、パワー半導体モジュール１０のドライブ基板１６には、電圧検出端子８ａ、８ｂを挿入可能な接続穴１６ａ、１６ｂが設けられており、接続穴１６ａ、１６ｂ内に位置する接続部２７ａ、２７ｂは、電流計測回路に接続されている。このため、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール１を外部接続端子１０ａに取り付けた際に、電圧検出端子８ａ、８ｂを接続穴１６ａ、１６ｂに挿入することができ、電圧検出端子８ａ、８ｂを電流計測回路に接続することができる。このように本実施の形態では、シャント抵抗モジュール１のパワー半導体モジュール１０への取付と同時に、簡単且つ確実に、電圧検出端子８ａ、８ｂを電流計測回路に接続することができる。

【0047】

以上のように、本実施の形態では、パワー半導体モジュール１０へのシャント抵抗モジュール１及びバスバー１１の取付を、容易且つ確実に行うことが可能である。

【0048】

＜別の実施の形態のシャント抵抗モジュールの形態＞
図５は、別の実施の形態を示すシャント抵抗モジュール３０の断面図である。図５に示すシャント抵抗モジュール３０は、シャント抵抗器３１と導電板３２とを具備するが、図２及び図４に示す絶縁シート３は設けられていない。なお、図２や図４と同じ符号の部分は、実質的に同じ構成である。図５に示すように、導電板３２のＹ１側端部３２ｂを、シャント抵抗器３１の方向（図示した方向）に突出する凸部状として、第２の電極７と導電板３２との間に所定の間隔を空けている。

【0049】

図５に示すように、第２の電極７と導電板３２に設けられた貫通孔７ａ、３２ａに、第１の固定部材３３が挿通される。これにより、第２の電極７と導電板３２との間の間隔を所定寸法に維持することができる。ただし、第２の電極７と導電板３２の間を空気層とせず、図２及び図４で示す絶縁シート３を、第２の電極７と導電板３２の間に介在させることで、より確実に、第２の電極７と導電板３２の間を電気的に絶縁することが可能である。第１の固定部材３３は、図４に示す固定部材１８と同様に、表面が絶縁された構成である。これにより、第１の固定部材３３を介して、第２の電極７と導電板３２の間に電流が流れる不具合を抑制することができる。

【0050】

また、図５に示す実施の形態では、シャント抵抗モジュール３０の第１の電極６と、導電板３２のＹ１側端部３２ｂに連続する貫通孔３０ａが形成されており、該貫通孔３０ａに第２の固定部材３４を挿通することで、第１の電極６と導電板３２のＹ１側端部３２ｂとを固定支持している。このとき、第１の電極６と導電板３２のＹ１側端部３２ｂの各表面は当接しており電気的に接続される。また、第２の固定部材３４の表面は、導電性であることが好ましい。第２の固定部材３４には、通常のネジを使用することができる。これにより、第１の電極６と導電板３２間を、より確実に電気的に接続することができる。

【0051】

また、図５に示す導電板３２は、バスバーを兼ねており、したがって、導電板３２は、シャント抵抗器２の第２の電極７のＹ２側端部よりもＹ２方向に長く延出して形成されている。このように、導電板３２がバスバーを兼ねることで、部品点数を減らすことができ、シャント抵抗モジュール３０の製造コストを抑えることができる。
以上のように、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0052】

また、本実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【0053】

例えば、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール１の実装構造として、パワー半導体モジュール１０を例に挙げたが、シャント抵抗モジュール１を実装する電子部品は、パワー半導体モジュール１０以外であってもよい。
下記に、上記実施の形態における特徴点を整理する。

【0054】

上記実施の形態に記載のシャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第１の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第２の電極と、を備えたシャント抵抗器と、前記第１の電極に電気的に接続されるとともに、前記第２の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する導電部材と、を具備することを特徴とする。

【0055】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第２の電極及び前記抵抗体と、前記導電部材との間に、絶縁部材が介在していることが好ましい。

【0056】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第２の電極から前記第２の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて、貫通孔が形成されており、前記貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されることが好ましい。

【0057】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記導電部材は、バスバーを兼ねることができる。

【0058】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第１の電極及び前記第２の電極には、前記導電部材側とは逆側に電圧検出端子が設けられていることが好ましい。

【0059】

また、上記実施の形態のシャント抵抗モジュールの実装構造は、シャント抵抗モジュールを電流計測回路に接続する実装構造であって、前記シャント抵抗モジュールの前記第２の電極と対向する位置に外部接続端子を有し、上記に記載の前記固定部材が挿通されて、前記シャント抵抗モジュールが前記外部接続端子に固定されるとともに、前記第２の電極が前記外部接続端子に電気的に接続されることを特徴とする。

【0060】

また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールの実装構造では、前記シャント抵抗モジュールの前記外部接続端子への固定とともに、上記に記載の前記電圧検出端子が前記電流計測回路に接続されることが好ましい。

【産業上の利用可能性】

【0061】

以上説明したように、本発明のシャント抵抗モジュールは、精度良く電流検出を行うことができ、例えば、パワー半導体装置等の制御用途の電流検出、バッテリーのエネルギーマネジメントに適用することができる。

【符号の説明】

【0062】

１、３０ ：シャント抵抗モジュール
１ａ、３０ａ ：貫通孔
２、３１ ：シャント抵抗器
３ ：絶縁シート
４、３２ ：導電板
５ ：抵抗体
６ ：第１の電極
７ ：第２の電極
８ａ、８ｂ ：電圧検出端子
１０ ：パワー半導体モジュール
１０ａ ：外部接続端子
１１ ：バスバー
１５ ：筐体
１６ ：ドライブ基板
１６ａ、１６ｂ ：接続穴
１８ ：固定部材
２２ ：導電リング
２６ ：絶縁チューブ
２７ａ、２７ｂ ：接続部
３３ ：第１の固定部材
３４ ：第２の固定部材
Ｃ１、Ｃ２ ：電流経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】