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公開番号2024087330
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202094
出願日2022-12-19
発明の名称銅合金材料およびシャント抵抗器
出願人KOA株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類C22C 9/05 20060101AFI20240624BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】低い体積抵抗率、低いTCR、小さい対銅熱起電力を有する銅合金材料およびこれによって形成される抵抗体を備えたシャント抵抗器を提供する。
【解決手段】銅-マンガン系の銅合金材料は、マンガンを4.5～5.5質量%、鉄を0.1～0.3質量%、スズを0.1～0.5質量%含み、残部が銅からなる。体積抵抗率が15～25μΩ・cmである。TCRの絶対値が150×10^-6/K以下である。対銅熱起電力が1μV/K以下である。175℃、3000時間の耐熱試験において、抵抗値変化が-0.3～0%である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
銅－マンガン系の銅合金材料であって、
マンガンを４．５～５．５質量％、鉄を０．１～０．３質量％、スズを０．１～０．５質量％含み、残部が銅からなる銅合金材料。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
体積抵抗率が１５～２５μΩ・ｃｍである、請求項１に記載の銅合金材料。
【請求項３】
ＴＣＲの絶対値が１５０×１０
－６
／Ｋ以下である、請求項１に記載の銅合金材料。
【請求項４】
対銅熱起電力が１μＶ／Ｋ以下である、請求項１に記載の銅合金材料。
【請求項５】
１７５℃、３０００時間の耐熱試験において、抵抗値変化が－０．３～０％である、請求項１に記載の銅合金材料。
【請求項６】
抵抗体および電極を備える電流検出用のシャント抵抗器であって、
前記抵抗体は、銅－マンガン系の銅合金材料によって形成され、
前記銅合金材料は、マンガンを４．５～５．５質量％、鉄を０．１～０．３質量％、スズを０．１～０．５質量％含み、残部が銅からなる、
電流検出用のシャント抵抗器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は銅合金材料およびシャント抵抗器に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
シャント抵抗器に用いられる主な抵抗合金として、銅－マンガン系合金（マンガニン（登録商標）：銅－マンガン－ニッケル）、銅－ニッケル系合金、ニッケル－クロム系合金、鉄－クロム系合金がある。シャント抵抗器用の抵抗合金は、高い電流検出精度を得る為に、ＴＣＲ（抵抗温度係数）の絶対値が小さく、銅に対して熱起電力の絶対値が小さい銅－マンガン系合金を用いることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０４０５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の銅合金材料では、低い体積抵抗率（たとえば約２０μΩ・ｃｍ程度以下または１５～２５μΩ・ｃｍ）、低いＴＣＲ（たとえば１００×１０
－６
／Ｋ以下または１５０×１０
－６
／Ｋ以下）、小さい対銅熱起電力（たとえば１μＶ／Ｋ以下）を有する抵抗合金を構成することが困難であった。
【０００５】
銅－マンガン系合金としては、約２９μΩ・ｃｍの体積抵抗率を持つ銅－マンガン－スズ系合金が存在する。この抵抗合金を用いて小型のシャント抵抗器を設計すると、低抵抗化のためには抵抗体板厚を厚くする必要があり、その場合、プレス加工が困難となる。一方、電極間距離を小さくして低抵抗化した場合、銅からなる電極のＴＣＲの寄与が大きくなるため、シャント抵抗器の製品全体としてのＴＣＲが増加することになる。
【０００６】
体積抵抗率が低い銅－ニッケル系合金（体積抵抗率約２０μΩ・ｃｍ）をシャント抵抗器の抵抗材料として使用することも考えられるが、一般に、この抵抗合金が持つＴＣＲが大きいため、製品にしたときのＴＣＲも大きくなる。また、対銅熱起電力も大きいため、シャント抵抗器の抵抗合金としては適さない。
【０００７】
特許文献１には、銅－マンガン系の金属に、鉄、ケイ素を添加することで対銅熱起電力を改善した抵抗合金が開示されているが、さらなる特性改善が望まれている。
【０００８】
なお、対銅熱起電力を下げる目的で鉄を添加することで、耐熱試験の電気的性能が悪化する。この性能低下を防ぎつつＴＣＲを低くすることが望ましい。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、低い体積抵抗率（たとえば約２０μΩ・ｃｍ程度以下または１５～２５μΩ・ｃｍ）、低いＴＣＲ（たとえば１００×１０
－６
／Ｋ以下または１５０×１０
－６
／Ｋ以下）、小さい対銅熱起電力（たとえば１μＶ／Ｋ以下）を有する銅合金材料およびこれによって形成される抵抗体を備えたシャント抵抗器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】
本発明に係る銅－マンガン系の銅合金材料の一例は、マンガンを４．５～５．５質量％、鉄を０．１～０．３質量％、スズを０．１～０．５質量％含み、残部が銅からなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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