JP2016100128A - リミットスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】接触信頼性を向上させたリミットスイッチを提供する。
【解決手段】リミットスイッチ１は、可動接点１１２と固定接点１１３および１１４とが、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されることによって、接点対に印加する荷重をあげることにより接触面積を大きくでき接触信頼性、耐粘着性を改善できるという効果を奏する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リミットスイッチに関する。

従来、マイクロスイッチおよびリミットスイッチなどの開閉器に使用される種々の電気接点材料が提案され、広く実用に供されている。

例えば、下掲の特許文献１には、耐粘着性および接触特性（接触信頼性）に優れた電気接点材料として、Ａｇ５〜３０重量％、Ｐｄ２〜１０重量％またはＰｔ３〜１５重量％、Ｎｉ０．５〜５重量％残部Ａｕからなることを特徴とする電気接点材料が提案されている。

特開平６−３３８２３５号公報（１９９４年１２月６日公開）

しかしながら、上記のような従来の電気接点材料をリミットスイッチに適用した場合、該電気接点同士からなる接点対に印加する接触荷重を大きくすると耐粘着性が低下し、逆に、該接触荷重を小さくすると接触信頼性が低下し、またはリミットスイッチの耐振動および耐衝撃性が低下してしまうという問題が生じ得る。

本発明の目的は、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチについて、接触信頼性をさらに向上させたリミットスイッチを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るリミットスイッチは、固定接点と可動接点とが、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されている。

本発明の上記態様によれば、接触信頼性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係るスイッチング機構の要部を説明する図である。 図１のスイッチング機構を含むリミットスイッチの斜視図である。 図１のスイッチング機構を含むリミットスイッチの断面図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３に基づいて詳細に説明する。

（リミットスイッチ１の概要）
まず、本実施形態に係るリミットスイッチ１の概要について、図２および図３を用いて説明する。図２はリミットスイッチ１の斜視図であり、図３はリミットスイッチ１の断面図である。リミットスイッチ１は、位置、変化、移動または通過等を検出し、検出の有無に応じたＯＮ（オン）信号／ＯＦＦ（オフ）信号を出力するためのスイッチである。

図２に示されるように、リミットスイッチ１は、ハウジング３と、装着ブロック５と、アクチュエータ７とを備える。

ハウジング３は、その内部空間にスイッチング機構１１が配置され、当該スイッチング機構１１を外力、水、油、ガス、塵埃などから保護するためのものである。ハウジング３は、内部空間にスイッチング機構１１を組み込むための開口を有するハウジング本体３ａと、当該開口を閉じるための蓋部３ｂとからなる。ハウジング３の材質は特に限定されるものではなく、樹脂、金属等を用いることができる。

装着ブロック５は、ハウジング３の上部に取り付けられている。また、装着ブロック５には、アクチュエータ７が摺動変位可能（回転可能）に取り付けられている。アクチュエータ７は、回転軸７ａ、アーム（レバー）７ｂ、物体（被検知物）が接触するローラ７ｃを備えている。

アクチュエータ７は、装着ブロック５から突出しており、物体との接触による外部からの力が加えられていないときの位置が定位置（つまり、アクチュエータ７が物体に接触しておらず回転していない状態）である。ここでは、アクチュエータ７の定位置を、時計の０時の方向を向く位置として示している。

図２において、アクチュエータ７は、左方向から力が加えられると、定位置を基準に時計周りに回転し、その後、力が取り除かれると定位置に戻る。一方、アクチュエータ７は、右方向から力が加えられると、定位置を基準に反時計周りに回転し、その後、力が取り除かれると定位置に戻る。後述するように、アクチュエータ７の回転により、スイッチング機構１１が動作するように設定されている。

図３において、１３はプランジャ、１５は操作軸、１７はコイルばねである。プランジャ１３はハウジング本体３ａの内部に上下に移動可能に支持されており、アクチュエータ７の回転軸７ａの端部が、プランジャ１３の長手方向の一端と接触している。

操作軸１５には、コイルばね１７により、プランジャ１３を基準位置に戻すための付勢力が加わっている。操作軸１５がコイルばね１７によって限界まで上方に持ち上げられた状態で、操作軸１５によってプランジャ１３が保持された位置が、プランジャ１３の基準位置である。

このとき、アクチュエータ７の回転によって回転軸７ａの端部も回転し、プランジャ１３に対して、プランジャ１３の長手方向に力を加えることができる。

その結果、プランジャ１３は、基準位置から、その長手方向に沿って変位し、スイッチング機構１１の天井面から露出した操作軸１５の上端部１５ａを下方に駆動させ、操作軸１５を押し下げる。

アクチュエータ７が定位置に戻ると、コイルばね１７の付勢力により、プランジャ１３も基準位置に戻る。このようなプランジャ１３および操作軸１５の変位によって、スイッチング機構１１が備える接点（図示せず）が開閉される。

なお、詳細は後述するが、操作軸１５はスイッチング機構１１の一部をなしており、操作軸１５に加えられた外力が後述する可動ばね１１１に伝わることによって、可動接点１１２が動き、スイッチが開閉する。

以下、スイッチング機構１１について、図１を用いて詳細を説明する。

（スイッチング機構について）
図１は、スイッチング機構１１の要部を説明する図である。

図１に示すように、スイッチング機構１１は、可動ばね１１１（接圧バネ）、可動接点１１２（可動接点）、常閉固定接点１１３（固定接点）、常開固定接点１１４（固定接点）、および可動接触片１１５を備える。

常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４は対向して固定されている。

常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４に接離する可動接点１１２は、可動接触片１１５の先端部１１５ａに固定されている。また、可動接触片１１５の基端部１１５ｂに、操作軸１５が配設されている。

詳細は表１を用いて後述するが、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、常開固定接点１１４は、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されるのが好ましい。

可動ばね１１１は、スイッチの接点を切り換えるものであり、例えば導電ばね材である。可動ばね１１１は、可動接点１１２を、常閉固定接点１１３と接触している状態から常開固定接点１１４と接触している状態へと切り換え、または、常開固定接点１１４と接触している状態から常閉固定接点１１３と接触している状態へと切り換える。

詳細は表１を用いて後述するが、可動ばね１１１は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に、４０ｇｆ以上の接触荷重を印加するのが好ましい。

ここで、図３を用いて説明したように、アクチュエータ７の回転によってプランジャ１３が基準位置から図３の下方向に変位することにより、プランジャ１３は操作軸１５を下方向に押圧する。操作軸１５が下方向に押圧され、可動ばね１１１に抗して可動接触片１１５が押し下げられると、可動ばね１１１のばね反力で可動接触片１１５が反転動作して、可動接点１１２は常閉固定接点１１３から常開固定接点１１４にその接触状態がスナップアクションで切り換えられる。また、操作軸１５の押圧力を解除すると、上記可動接点１１２は常開固定接点１１４から常閉固定接点１１３にその接触状態がスナップアクションで切り換えられ、図示の状態に復帰する。

なお、図１においては、スイッチング機構１１について、双断形のスイッチング機構１１を例示したが、スイッチング機構１１は、双投形であってもよい。

また、上記実施例において、可動接点１１２が常開固定接点１１４および常閉固定接点１１３に接触するマイクロスイッチについて説明したけれども、上記常開固定接点１１４および常閉固定接点１１３の一方を省略してもよい。

以下、リミットスイッチ１の接触信頼性および耐粘着性等について、詳細を説明する。

（リミットスイッチ１の特性について）
本願発明の発明者（以下、「本発明者」と略記する）は、リミットスイッチの接触信頼性を向上させることを目的として、リミットスイッチ１を開発した。ここで、「リミットスイッチの接触信頼性」とは、リミットスイッチの可動接点（例えば、可動接点１１２）と固定接点（例えば、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）とが確実に導通し、導通の失敗がないことを意味する。すなわち、「リミットスイッチの接触信頼性」とは「回路が確実に切り替えられる」ことを意味する。

リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させるために、本発明者は、以下の２つの方法を採用した。すなわち、本発明者は、第一に、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を大きくした。本発明者は、第二に、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料について、硬度を下げ、上記接点のそれぞれを柔らかくした。上記接点対に印加する接触荷重を大きくし、また、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料の硬度を下げることにより、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４との接触面積の拡大させることができ、リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させることができる。

また、本発明者は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４との接触面積の拡大に加えて、以下の理由から、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を大きくした。

すなわち、リミットスイッチ１には、上記接点対に印加する接触荷重を小さくすると、リミットスイッチ１が、振動および衝撃に対して弱くなってしまう、つまり、耐振動および耐衝撃性が低下してしまうという特性がある。この現象は、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１は、マイクロスイッチに比べて慣性力も大きいため、上記接点対に印加する接触荷重を小さくすると、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とが直ぐに乖離してしまうことが原因となって発生していた。

一般に、リミットスイッチは、マイクロスイッチに比べて、質量が大きく、そのため慣性力も大きい。例えば、リミットスイッチ１は、図１に示す、可動ばね１１１、可動接点１１２、および可動接触片１１５の質量が、マイクロスイッチの場合よりも大きい。具体的には、可動ばね、可動接点、および可動接触片の質量の合計が、マイクロスイッチは５０ｇ程度であるに対して、リミットスイッチ１は２５０ｇ以上である。したがって、リミットスイッチ１が必要とする接触荷重は、マイクロスイッチが必要とする接触荷重よりも大きい。

そこで、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１について、本発明者は、上記接点対に印加する接触荷重の下限値、および可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料についての研究を進めた。その結果、本発明者は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４にＡｕ含有量が９７重量％であって、Ｎｉ含有量が３重量％であるＡｕ−Ｎｉ合金を用い、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を６０ｇｆにしたリミットスイッチ１が、振動および衝撃につよく、かつ、最も接触信頼性が高いことを発見した。本発明者は、リミットスイッチ１について、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料（接点材料）、および可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重の大きさについて検討するため、表１に整理する実験を行なった。以下、表１を用いて、上記接点対に印加する接触荷重の大きさ、および、上記各接点（可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４）に用いる材料について、本発明者が行った実験の詳細を説明する。

（表１の概要）

表１は、リミットスイッチ１の可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いた材料の成分（接点材質）、および可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重（接触荷重）との組合せに応じて、リミットスイッチ１について導通試験を行なった結果を、「接触信頼性（故障回数）」および「耐粘着性」のそれぞれについて示す図である。なお、「接点材質」の項目に示している数値の単位は「重量％」であり、「接触荷重」の項目に示している数値の単位は「ｇｆ」である。また、導通試験は、リミットスイッチ１の開閉（リミットスイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替）を２００万回繰り返し行なう方式とした。

「接触信頼性」の項目には、上記導通試験において、リミットスイッチ１の回路が導通しなかった回数である「故障回数」が示されている。

また、「耐粘着性」の項目には、「ＮＧ」と「ＯＫ」という結果が示されている。「ＯＫ」という結果は、上記導通試験において、「可動接点１１２と、常閉固定接点１１３または常開固定接点１１４との粘着がまったく起こらなかった、または、粘着が発生したものの実使用上は問題ない」ことを意味している。「ＮＧ」という結果は、上記導通試験において、「何回か開閉を繰り返すと、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３または常開固定接点１１４との粘着が発生してしまい、実使用上の問題が発生した」ことを意味している。

さらに、表１に示す上記導通試験においては、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ、その他の金属（Ｏｔｈｅｒ）を材料として用いた。

以下、「接点材質」と「接触荷重」とのそれぞれについて、さらに詳細を説明する。

（接点に用いる材料について）
本発明者は、Ｎｏ．１〜３の試料とＮｏ．６の試料とを比較することによって、リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させるための「接点材質」として、Ａｕ合金を用いることが好ましいことを発見した。すなわち、本発明者は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４との接触面積を拡大させ、リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させるために、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に、Ａｕ合金を用いることが好ましいことを発見した。

表１に示すように、Ｎｏ．１〜３の試料と、Ｎｏ．６の試料とは、「接触荷重」が「６０ｇｆ」で共通している。そして、「接点材質」にＡｕが含まれている、つまり、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４の材料としてＡｕ合金を用いたＮｏ．１〜３の試料の「故障回数」が「０回」である。これに対し、「接点材質」にＡｕが含まれていない、つまり、上記各接点の材料としてＡｇを用いたＮｏ．６の試料の「故障回数」は「１０６回」である。したがって、本発明者は、上記各接点にＡｕ合金を用いることが好ましいことを発見した。

ここで、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４にＡｕ合金を用いることにより、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４を柔らかくすることができる。Ａｕは、柔らかく（ビッカース硬度ＨＶ２５〜６５）、また、耐食性に極めて優れており、微小負荷用として用いられることも多い。

また、本発明者は、Ｎｏ．１〜３の試料とＮｏ．６（およびＮｏ．７、８）の試料との比較から、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料（接点材質）について、硬度を上げた場合（つまり、Ａｕの含有量を下げた場合）、故障回数が増加し、つまり接触信頼性が低下することを発見した。

さらに、本発明者は、Ｎｏ．１および２の試料とＮｏ．３の試料との比較によって、上記各接点に用いるＡｕ合金について、Ａｕの含有量を上げた場合、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４との粘着が発生し、つまり耐粘着性が低下することを発見した。すなわち、「接触荷重」が「６０ｇｆ」で共通しているＮｏ．１〜３の試料について、上記各接点の材料のＡｕ含有率が「９９．９９９重量％」であるＮｏ．１の試料、およびＡｕ含有率が「９８重量％」であるＮｏ．２の試料については、「耐粘着性」が「ＮＧ」である。これに対し、Ａｕ含有率が「９７重量％」であるＮｏ．３の試料については、「耐粘着性」が「ＯＫ」である。したがって、本発明者は、上記各接点に用いるＡｕ合金について、Ａｕの含有量を上げると耐粘着性が低下することを確認した。

つまり、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４のＡｕ含有量を増やすと、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４の硬度が低下する。その結果、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）とが粘着してしまう可能性が高くなり、つまり、リミットスイッチ１の「耐粘着性」が低下する。

Ａｕ含有量の増加による耐粘着性の低下という現象は、接触信頼性の向上と耐振動・耐衝撃性の維持とを同時に満たすために接触荷重を大きくした場合には、さらに顕著となる。このことは、Ｎｏ．１の試料とＮｏ．５の試料とについて、「耐粘着性」に係る実験結果を比較することから明らかとなる。すなわち、Ｎｏ．１およびＮｏ．５の試料は、「接点材質」が「Ａｕ含有量：９９．９９９重量％」で共通している。しかしながら、Ｎｏ．１の試料の「接触荷重」が「６０ｇｆ」であるのに対し、Ｎｏ．５の試料の「接触荷重」は「３０ｇｆ」である。その結果、Ｎｏ．１の試料の「耐粘着性」は「ＮＧ」であるのに対し、Ｎｏ．５の試料の「耐粘着性」は「ＯＫ」である。

したがって、接触信頼性の向上と耐振動および耐衝撃性の維持とを同時に満たすために「接触荷重」を大きくした場合、「接点材質」について、Ａｕ含有量を増やすと、リミットスイッチ１の耐粘着性が著しく低下してしまう。耐粘着性の低下の原因は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料について、Ａｕの含有量を増やすことにより、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４が柔らかくなり過ぎるためであった。

そこで、本発明者は、Ａｕを電気接点に用いる場合にＡｕに期待される硬度以外の特性を低下させることがなく、かつ極めて硬度が高い物質であるＮｉを、Ａｕに添付して、上記各接点の材料とすることに思い至った。すなわち、上記各接点に用いる材料としては、Ａｕ−Ｎｉ合金が好適であることを本発明者は発見した。

本発明者は、耐粘着性の低下という問題を解決するため、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料として、Ａｕ−Ｎｉ合金を採用した。Ｎｉは、極めて硬度が高く、また、Ａｕを電気接点に用いる場合にＡｕに期待される硬度以外の特性を低下させることがない。したがって、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料として、Ａｕ−Ｎｉ合金を採用することによって、Ａｕの特性を落とさずに、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４の硬度を高めることができる。

ここで、本発明者は、Ａｕ含有量が９６重量％であって、Ｎｉ含有量が４重量％であるＡｕ−Ｎｉ合金は、耐食性が著しく低下することを発見した。また、本発明者は、Ａｕ−Ｎｉ合金に対するＮｉの添加量を、４重量％以上にした場合、上記各接点の硬度が上昇し過ぎ、接触信頼性が低下することを確認した。したがって、本発明者は、上記各接点に用いるＡｕ−Ｎｉ合金について、Ｎｉ含有量は４重量％未満にするのが好ましいことを発見した。Ａｕ−Ｎｉ合金に添加するＮｉを４重量％未満とすることにより、Ａｕ合金の硬度を向上させつつ、耐粘着性および耐食性を向上させることができる。

また、本発明者は、Ｎｏ．１および２の試料とＮｏ．３の試料との比較によって、Ａｕ−Ｎｉ合金に添加するＮｉを２重量％以下にした場合、Ａｕ合金の硬度の向上に対するＮｉの寄与が少なくなり、上記各接点が柔らかくなり過ぎ、耐粘着性が悪化することを確認した。すなわち、「接触荷重」が「６０ｇｆ」で共通しているＮｏ．１〜３の試料について、上記各接点の材料のＮｉ含有率が「０重量％」であるＮｏ．１の試料、およびＮｉ含有率が「２重量％」であるＮｏ．２の試料については、「耐粘着性」が「ＮＧ」である。これに対し、Ｎｉ含有率が「３重量％」であるＮｏ．３の試料については、「耐粘着性」が「ＯＫ」である。

以上の検討により、本発明者は、上記各接点に用いるＡｕ−Ｎｉ合金について、Ａｕ含有量を９７重量％以上にすることによって、リミットスイッチ１の接触信頼性が向上し、かつ耐粘着性に問題が発生しないことを発見した。

なお、Ｎｏ．３の試料は、「接点材質」が「Ａｕ含有量：９７重量％であって、Ｎｉ含有量：３重量％」である可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４について、「接触荷重」を「６０ｇｆ」とした場合、「故障回数：０回」、「耐粘着性：ＯＫ」となることを示している。

同様に、Ｎｏ．４の試料は、「Ａｕ含有量：９７重量％であって、Ｎｉ含有量：３重量％」である可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４について、「接触荷重」を「５０ｇｆ」とした場合、「故障回数：０回」、「耐粘着性：ＯＫ」となることを示している。

本発明者は、表１のＮｏ．６〜Ｎｏ．８の試料に示すように、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いる材料として、Ａｕを用いない場合、およびＡｕ−Ｎｉ合金以外のＡｕ合金を用いた場合についても、上記導通試験を行った。

Ｎｏ．６の試料は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４にＡｇを用い（Ａｇ含有量：１００重量％）、「接触荷重」を「６０ｇｆ」とした場合を示している。Ｎｏ．６の試料を、「接触荷重」が「６０ｇｆ」であって、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いた材料のみが異なるＮｏ．３の試料と比較することにより、以下の結果を得る。すなわち、Ｎｏ．３の試料とＮｏ．６の試料とは、「接触荷重」が「６０ｇｆ」で共通している。しかしながら、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４にＡｇを用いたＮｏ．６の試料は、「故障回数」が「１０６回」であるのに対し、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に「Ａｕ含有量：９７重量％であって、Ｎｉ含有量：３重量％」のＡｕ−Ｎｉ合金を用いたＮｏ．３の試料は、「故障回数」が「０回」である。したがって、接触信頼性の向上と耐振動・耐衝撃性の維持とを同時に満たすために「接触荷重」を大きくした場合、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４には、Ａｕ−Ｎｉ合金を用いるのが望ましい。

Ｎｏ．７の試料は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に「Ａｕ含有量：６９重量％、Ａｇ含有量：２５重量％、その他金属含有量：６重量％」の組成の材料を用いて、「接触荷重」を「２０ｇｆ」とした場合を示している。

また、Ｎｏ．８の試料は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に「Ａｕ含有量：６９重量％、Ａｇ含有量：２５重量％、Ｎｏ．７の試料に用いた材料に置けるとは別のその他金属含有量：６重量％」の組成の材料を用いて、「接触荷重」を「２０ｇｆ」とした場合を示している。

なお、Ｎｏ．７の試料とＮｏ．８の試料とは、表１において、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いた材料のうち「Ｏｔｈｅｒ（Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ以外の金属）」の含有量が同じく「６重量％」となっている。しかし、Ｎｏ．７の試料における「Ｏｔｈｅｒ」の金属と、Ｎｏ．８の試料における「Ｏｔｈｅｒ」の金属とは異なっており、Ｎｏ．７の試料とＮｏ．８の試料とでは、上記導通試験の結果のうち「故障回数」が異なっている。すなわち、上記導通試験の結果のうち「故障回数」が、Ｎｏ．７の試料については「２２６４４回」であるのに対し、Ｎｏ．８の試料については「８８回」である。

Ｎｏ．７の試料とＮｏ．８の試料とは、「接触荷重」が「２０ｇｆ」で共通している。そして、上記導通試験に対する「故障回数」は、Ｎｏ．７の試料については「２２６４４回」であり、Ｎｏ．８の試料については「８８回」である。したがって、Ｎｏ．７の試料とＮｏ．８の試料に対する上記導通試験の結果から、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重が「２０ｇｆ」である場合、「接触信頼性」が低い（故障が発生する）ことが判明した。

また、Ｎｏ．５の試料に示されているように、Ａｕ含有量が９９．９９９重量％であっても、接触荷重が３０ｇｆである場合には、「耐粘着性：ＯＫ」である。しかしながら、Ｎｏ．５の試料に対する上記導通試験のうち「接触信頼性」に注目すると、Ｎｏ．５の試料は、「４５回」の故障を発生させている。すなわち、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を小さくすることによって、「耐粘着性」には問題が発生しないが、「接触信頼性」が低下する。以下、「接触荷重」の下限値について、詳細を説明していく。

（接触荷重の大きさについて）
Ｎｏ．１〜４の試料とＮｏ．５〜８の試料とを比較すると、Ｎｏ．１〜４の試料については「故障回数」が「０回」である（「接触信頼性」が十分高い）のに対し、Ｎｏ．５〜８の試料については「故障回数」が「４５〜２２６４４回」であり、「接触信頼性」が低い。

ここで、Ｎｏ．６の試料とＮｏ．３の試料との比較により先ほど明らかにした通り、Ｎｏ．６の試料の「故障回数」が「４５回」であるのは、Ｎｏ．６の試料が、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４にＡｇを用いていることが原因と考えられる。つまり、Ｎｏ．６の試料の「故障回数」が「４５回」であることの原因は、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いた材料（接点材質）にあると考えられる。したがって、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を検討するに際し、以下の説明では、Ｎｏ．１〜４の試料と、Ｎｏ．５、７および８の試料とを比較することによって行っていく。

表１において、「故障回数」が「０回」であるＮｏ．１〜４の試料の「接触荷重」は「５０〜６０ｇｆ」であるのに対し、「故障回数」が「４５〜２２６４４回」であるＮｏ．５、７および８の試料の「接触荷重」は「２０〜３０ｇｆ」である。つまり、「接触荷重」が「５０〜６０ｇｆ」である場合には「接触信頼性」は十分高く、「接触荷重」は「２０〜３０ｇｆ」である場合には「接触信頼性」が低い。上記の結果から、本発明者は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重は、「５０ｇｆ」と「３０ｇｆ」との間の「４０ｇｆ」以上であることが好ましいことを発見した。

以下、表１に示す上記導通試験の結果に対する、本発明者の考察を整理して説明する。

（表１の実験結果に対する考察の整理）
本発明者は、Ｎｏ．１〜３の試料とＮｏ．６の試料との比較によって、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に、Ａｕ合金を用いることが好ましいことを発見した。

また、本発明者は、Ｎｏ．１および２の試料と、Ｎｏ．３および４の試料とを比較し、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４の硬度が小さいと、各接点の間に粘着が発生し、つまり「耐粘着性」が低下することを確認した。つまり、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４に用いるＡｕ合金のＡｕ含有量を増やすと、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３または常開固定接点１１４との間に粘着が発生してしまうことを確認した。

特に、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１は、マイクロスイッチに比べて慣性力も大きい。したがって、上記接点対に印加する接触荷重を小さくすると、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とが直ぐに乖離してしまう。したがって、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１について、上記接点対に印加する接触荷重は、マイクロスイッチについて必要とされる接触荷重よりも大きい。ここで、上記接点対に印加する接触荷重を大きくした場合、接点同士が粘着してしまう可能性も高い。

本発明者は、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１について、Ｎｏ．１および２の試料と、Ｎｏ．３および４の試料とを比較し、上記各接点に用いる材料のＡｕ含有量について、９７重量％以上であれば、接触信頼性が向上し、かつ、耐粘着性、耐衝撃性、および耐振動性に問題が発生しないことを発見した。

また、本発明者は、Ｎｏ．１〜４の試料と、Ｎｏ．５、７および８の試料とを比較し、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を小さくした場合、故障回数が増加し、つまり「接触信頼性」が低下することを確認した。

具体的には、本発明者は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重は、「５０ｇｆ」と「３０ｇｆ」との間の「４０ｇｆ」以上であることが好ましいことを発見した。

以上を整理すると、本発明者は、各接点（可動接点１１２、常閉固定接点１１３、および常開固定接点１１４）に用いる材料の硬度を下げることにより、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）との接触面積を拡大させた。具体的には、本発明者は、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）にＡｕ合金を用いることによって、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）との接触面積を拡大させ、リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させた。

具体的には、本発明者は、上記各接点に用いる材料のＡｕ含有量について、９７重量％以上とした。

ただし、リミットスイッチ１は、マイクロスイッチに比べて質量が大きいため、リミットスイッチ１の可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重は、マイクロスイッチの電気接点対に印加される接触荷重に比べて、大きくする必要がある。ここで、接触荷重を大きくすると、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）との間に粘着が発生する可能性が高くなり、つまり耐粘着性が低下する。

そこで、本発明者は、Ａｕを電気接点に用いる場合にＡｕに期待される硬度以外の特性を低下させることがなく、かつ極めて硬度が高い物質であるＮｉを、Ａｕに添付して、上記各接点の材料とすることに思い至った。すなわち、本発明者は、可動接点１１２と固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）に、Ａｕ含有量が９７重量％であるＡｕ−Ｎｉ合金を用いることによって、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１について、耐粘着性を維持しつつ、接触信頼性を向上させることができた。

すなわち、表１の結果から分かるように、Ｎｏ．１および２の試料は、「接触信頼性」については「故障回数」が「０回」であるものの、「耐粘着性」が「ＮＧ」である。また、Ｎｏ．５〜８の試料は、「耐粘着性」は「ＯＫ」であるものの、「接触信頼性」については故障が発生している。これに対し、Ｎｏ．３および４の試料は、「故障回数」が「０回」であり「接触信頼性」を向上させることができ、かつ、「耐粘着性」が「ＯＫ」である。

したがって、リミットスイッチ１について、可動接点１１２、常閉固定接点１１３、常開固定接点１１４は、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されるのが好ましい。

Ａｕ含有量が９７重量％であるＡｕ−Ｎｉ合金は、Ｎｏ．１、２、５〜８の試料に比べて、接触信頼性をより向上させることができ、かつ耐粘着性の低下を回避することができた。

また、本発明者は、Ｎｏ．１〜４の試料と、Ｎｏ．５、７および８の試料とを比較することにより、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を大きくした。上記接点対に印加する接触荷重を大きくすることによって、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４との接触面積を拡大させ、リミットスイッチ１の接触信頼性を向上させた。また、上記接触荷重を大きくすることによって、マイクロスイッチに比べて質量の大きなリミットスイッチ１について、耐振動・耐衝撃性が低下することを回避することができた。

具体的には、本発明者は、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重は、「４０ｇｆ」以上であるのが好ましいことを発見した。すなわち、本発明者は、リミットスイッチ１について、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に、４０ｇｆ以上の接触荷重を印加する可動ばね１１１を用いるのが好ましいことを発見した。

表１の結果から分かるように、Ｎｏ．５、７および８の試料は、上記接点対に印加する接触荷重が「４０ｇｆ」未満、具体的に「２０〜３０ｇｆ」であり、「耐粘着性」は「ＯＫ」であるものの、「接触信頼性」については故障が発生している。これに対し、Ｎｏ．３および４の試料は、上記接点対に印加する接触荷重が「４０ｇｆ」以上、具体的に「５０〜６０ｇｆ」であり、「故障回数」が「０回」であり「接触信頼性」を向上させることができ、かつ、「耐粘着性」が「ＯＫ」である。

したがって、リミットスイッチ１について、可動接点１１２と、常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４とからなる接離可能な接点対に、４０ｇｆ以上の接触荷重を印加する可動ばね１１１を用いるのが好ましい。

（まとめ）
本発明の態様１に係るリミットスイッチ（１）は、固定接点（常閉固定接点１１３および常開固定接点１１４）と可動接点（１１２）とが、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されている。

上記の構成によれば、上記リミットスイッチは、接触信頼性を向上させることができる。すなわち、上記リミットスイッチは、接触故障の発生がない。

さらに、上記リミットスイッチは、耐粘着性が低下することを防ぐことができる。

ここで、一般にリミットスイッチは、マイクロスイッチに比べて質量が大きく慣性力が大きいため、上記可動接点と上記固定接点とからなる接離可能な接点対に印加する接触荷重を、マイクロスイッチについて必要とされる接触荷重よりも大きくする必要がある。しかし、上記接点対に印加する接触荷重を大きくした場合、接点同士が粘着してしまう危険性が増大する。

これに対し、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成された上記固定接点および上記可動接点を備える上記リミットスイッチは、上記固定接点と上記可動接点とが粘着してしまう危険性を抑えることができ、つまり、耐粘着性が低下することを防ぐことができる。

本発明の態様２に係るリミットスイッチは、上記態様１において、上記固定接点と上記可動接点からなる接離可能な接点対に４０ｇｆ以上の接触荷重を印加する接圧バネ（可動ばね１１１）をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、上記リミットスイッチは、マイクロスイッチに比べて質量が大きく慣性力が大きいにもかかわらず、上記接点対に４０ｇｆ以上の接触荷重を印加するため、耐振動および耐衝撃性が低下してしまうことを防ぐことができる。

さらに、上記接点対に４０ｇｆ以上の接触荷重を印加することにより、上記固定接点と上記可動接点との接触面積を拡大し、接触信頼性を向上させることができる。

本発明の態様３に係るリミットスイッチは、上記態様１または２において、上記固定接点と上記可動接点とが、Ａｕ９７重量％以上であって、９８重量％未満のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されていてもよい。

上記の構成によれば、上記リミットスイッチは、上記固定接点および上記可動接点の硬度が低下し上記固定接点と上記可動接点とが粘着してしまう危険性を抑えることができ、つまり、耐粘着性が低下することを防ぐことができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、リミットスイッチに好適に利用することができる。

１ リミットスイッチ
１１１ 可動ばね（接圧バネ）
１１２ 可動接点
１１３ 常閉固定接点（固定接点）
１１４ 常開固定接点（固定接点）

Claims (3)

1. 固定接点と可動接点とが、Ａｕ９７重量％以上のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されている
   ことを特徴とするリミットスイッチ。
2. 上記固定接点と上記可動接点からなる接離可能な接点対に４０ｇｆ以上の接触荷重を印加する接圧バネをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のリミットスイッチ。
3. 上記固定接点と上記可動接点とが、Ａｕ９７重量％以上であって、９８重量％未満のＡｕ−Ｎｉ合金で形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のリミットスイッチ。

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