JP2017123285A

JP2017123285A - 複合電気接点

Info

Publication number: JP2017123285A
Application number: JP2016002194A
Authority: JP
Inventors: 大槻　真人; Masato Otsuki; 真人大槻; 吉田　明; Akira Yoshida; 明吉田; 康弘関野; Yasuhiro Sekino; 正幸渋田; Masayuki Shibuta
Original assignee: Nidec Sankyo CMI Corp
Current assignee: Nidec Material Corp
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2017-07-13
Also published as: WO2017119356A1

Abstract

【課題】接点材として高酸化物系の銀合金を用いた場合においても台座部と従来よりも高い接合強度で一体化させることができる複合電気接点を提供する。
【解決手段】接点開閉が行われる接点部と、この接点部と一体化されて台金への固定部分となる台座部とを備えた複合電気接点において、上記接点部を形成する接点材として銀または銀合金を用い、上記台座部を形成する台座材として黄銅を用いた。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種のリレーやスイッチにおいて電気的接点として用いられる複合電気接点に関するものである。

従来から、リレーやスイッチ等においては、台金に固定されて電気的接点となる各種の複合電気接点が用いられている。
例えば、リレーやスイッチ等においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すようなリベット型の複合電気接点（以下、リベット型接点と略す。）１０が用いられ、サーモスタットやサーマルリレー等においては、図８（ａ）、（ｂ）に示すようなディスク型の複合電気接点（以下、ディスク型接点と略す。）１５が用いられている。

このリベット型接点１０は、接点開閉が行われる端面が凸曲面や平面の円板状の頭部１１と、この頭部１１よりも小径な円柱状の台座部１２とからなるものであり、台座部１２が図示されない台金に形成された孔部に挿入されて先端面１２ａが加締められることにより当該台金に取り付けられるものである。

一般的に、上記構成からなるリベット型接点１０においては、直接的に接点開閉が行われる頭部１１の接点部１１ａに、導電性および放熱性に優れる銀やAg−Ni系等の銀合金が用いられ、台金と接触する頭部１１の基端部１１ｂおよび台座部１２に、導電性や展延性に優れる銅が用いられている（下記特許文献１参照）。

また、上記ディスク型接点１５は、接点開閉が行われる端面が凸曲面の円板状頭部１６と、この頭部１６の他端面に一体成形されて溶接部となる複数（図では７個）のプロジェクション１７とからなるもので、図示されない台金（バイメタル）にプロジェクション１７がスポット溶接（抵抗溶接）されることにより取り付けられるものである。

このようなディスク型接点１５にあっても、直接的に接点開閉が行われる頭部１６の接点部１６ａには、同様に導電性および放熱性に優れる銀やAg−Ni系等の銀合金が用いられ、頭部１６の基端部１６ｂおよび台金にスポット溶接されるプロジェクション１７には、導電性および溶接性に優れる銅ニッケル合金が用いられている。

特開平１１−１６２２７６号公報

ところで、近年、上記リベット型接点１０やディスク型接点１５にあっては、各種リレーやスイッチ等の高性能化に伴い、接点部１１ａ、１６ａを構成する銀合金として、高耐久性に優れるAg−Sn系、Ag−Zn系、Ag−Sn−In系等の高酸化物系を採用することが主流になるとともに、頭部１１、１６の基端部１１ｂ、１６ｂとの接合強度を高めることが要請されている。

そこで、本発明者等は、接点材として従来の銀やAg−Ni系等の銀合金の他、特に上述した高酸化物系の銀合金を用いた場合にも、頭部１１、１６の基端部１１ｂ、１６ｂとの接合強度を高めることができる複合電気接点を開発すべく鋭意研究を行った結果、頭部１１、１６の基端部１１ｂ、１６ｂ等を構成する固定部として黄銅（銅亜鉛合金）を用いた場合に、リベット型接点として容易に台金に加締めることができ、またディスク型接点としての溶接性を有するとともに、所望の導電性が得られ、かつ従来よりも高い接合強度が得られるとの知見を得るに至った。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、接点材として高酸化物系の銀合金を用いた場合においても台座部と従来よりも高い接合強度で一体化させることができる複合電気接点を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、接点開閉が行われる接点部と、この接点部と一体化された台金への固定部とを備えた複合電気接点において、上記接点部を形成する接点材として銀または銀合金を用い、上記固定部を形成する台座材として黄銅を用いたことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記接点部と上記固定部とは、冷間圧造加工により接合されていることを特徴とするものである。

接点部と固定部とを接合一体化するに際して、接合強度を向上させるためには接点材と台座材との材種の相性が重要な要素となる。そして、請求項１または２に記載の発明によれば、台座材として黄銅（銅亜鉛合金）を用いることにより、接点材として高酸化物系の銀合金を用いた場合においても従来よりも高い接合強度で接合一体化させることが可能になる。

しかも、固定部を形成する黄銅は、所望の展延性および溶接性を有しているために、リベット型接点とした場合においても容易に台金に加締めることができるとともに、ディスク型接点とした場合にも容易に台金にスポット溶接によって固定することができる。

本発明に係る複合電気接点をリベット型接点に適用した実施形態を示すもので、（ａ）は一部断面視した正面図、（ｂ）は底面図である。本発明に係る複合電気接点をディスク型接点に適用した実施形態を示すもので、（ａ）は一部断面視した正面図、（ｂ）は底面図である。図１のリベット型接点の製造方法を説明するための工程図である。図２のディスク型接点の製造方法を説明するための工程図である。実施例におけるせん断試験の方法を説明するための模式図である。実施例の結果を示す図表である。従来のリベット型接点を示すもので、（ａ）は一部断面視した正面図、（ｂ）は底面図である。従来のディスク型接点を示すもので、（ａ）は一部断面視した正面図、（ｂ）は底面図である。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る複合電気接点を図７に示した従来のものと同形状のリベット型接点１に適用した一実施形態を示すもので、同様に接点開閉が行われる端面が凸曲面または平面の接点部２ａを備えた円板状の頭部２と、この頭部２よりも小径な円柱状の台座部（固定部）３とからなるものである。

このリベット型接点１も、台座部３が図示されない台金に形成された孔部に挿入されて先端面３ａが加締められることにより当該台金に取り付けられるものである。

そして、このリベット型接点１においては、接点開閉が行われる頭部２の接点部２ａに、導電性および放熱性に優れる銀（Ag）またはAg−Ni系、Ag−Sn系、Ag−Zn系、Ag−Sn−In系等の銀合金が用いられ、台金側と接触する頭部２の基端部２ｂおよび台座部３に、黄銅（銅亜鉛合金）が用いられている。

また、図２は、本発明に係る複合電気接点を図８に示した従来のものと同形状のディスク型接点５に適用した一実施形態を示すもので、このディスク型接点５も、接点開閉が行われる端面が凸曲面の接点部６ａを備えた円板状頭部６と、この頭部６の他端面に一体成形されて溶接部となる複数（図では７個）のプロジェクション７とからなるもので、図示されない台金（バイメタル）にプロジェクション７がスポット溶接（抵抗溶接）されることにより取り付けられるものである。

上記ディスク型接点５も、直接的に接点開閉が行われる頭部６の接点部６ａには、同様に導電性および放熱性に優れる銀（Ag）またはAg−Ni系、Ag−Sn系、Ag−Zn系、Ag−Sn−In系等の銀合金が用いられ、頭部６の基端部（固定部）６ｂおよび台金にスポット溶接されるプロジェクション７には、黄銅（銅亜鉛合金）が用いられている。

ここで、上記台座部３および頭部６の基端部６ｂに用いられる黄銅としては、合金番号C2400（Cu：78.5％〜81.5％）、C2600（Cu：68.5％〜71.5％）、C2700（Cu：63.0％〜67.0％）、C2720（Cu：62.0％〜64.0％）、C2800（Cu：59.0％〜63.0％）などを用いることが好適である。なお、同種材には、微量ながら環境負担物質の一つである鉛（Pb）が含有されているが、昨今、鉛（Pb）レスの代替材も開発されており、当該代替品を用いてもよい。

また、頭部２、６の接点部２ａ、６ａに、銀（Ag）またはAg−Ni系（Ni：10％未満）の銀合金のように比較的軟質の接点材を用いた場合には、上記黄銅のうち亜鉛の含有量が比較的少ないものを用いることが好ましく、Ag−Sn系、Ag−Zn系、Ag−Sn−In系の銀合金のように高酸化物系の比較的硬質の接点材を用いた場合には、上記黄銅のうち亜鉛の含有量が比較的多いものを用いることが好ましい。

上記構成からなるリベット型接点１を製造するには、図３に示すように、先ず銀または銀合金からなる接点用丸線材から、リベット型接点１の接点部２ａを形成するための長さ寸法を切り出して、冷間圧造ヘッダー機の加工軸へ移送して型内に挿入する。これと併行して、黄銅からなる台座用丸線材から、リベット型接点１の頭部２の基端部２ａおよび台座部３を形成するための長さ寸法を切り出して、同様に加工軸へ移送して型内に挿入する。

次いで、上記冷間圧造ヘッダー機によって、順次一次成形（予備成形）および二次成形（本成形）を行って、上記接点用丸線材および台座用丸線材を接合するとともに、リベット型接点１に形状に加工し、型から排出する。

また、図２に示したディスク型接点５を製造するには、図４に示すように、先ず銀または銀合金からなる接点用丸線材から、ディスク型接点５の接点部６ａを形成するための長さ寸法を切り出して、冷間圧造ヘッダー機の加工軸へ移送して型内に挿入する。これと併行して、黄銅からなる台座用丸線材から、ディスク型接点５の頭部６の基端部６ｂおよびプロジェクション７を形成するための長さ寸法を切り出して、同様に加工軸へ移送して型内に挿入する。

次いで、同様に上記冷間圧造ヘッダー機によって、順次一次成形（予備成形）および二次成形（本成形）を行って、上記接点用丸線材および台座用丸線材を接合するとともに、ディスク型接点の頭部６およびプロジェクション７の形状に加工し、型から排出する。

本発明に係るリベット型接点（複合電気接点）として、接点材にAg−Sn−In系銀合金（Mx0：6〜18％、Ag：Bal）を用い、台金材に黄銅（合金番号2700）を用いたリベット型接点を１０個製造した。また、比較例として、接点材に同一のAg−Sn−In系銀合金（Mx0：6〜18％、Ag：Bal）を用い、台座材に従来の銅を用いたリベット型接点を１０個製造した。

そして、これらのリベット型接点について、図５に示すせん断測定器を用いて、固定ダイ２０の凹部２０ａ内に各々のリベット型接点を挿入してせん断刃２１により接合部分Ｃのせん断強度を測定した。

図６は、その結果を示すものである。
同図から、台座材に黄銅を用い本発明に係るリベット型接点においては、台座材に従来の銅を用いた比較例のリベット型接点と比較して、接合強度が大幅に向上していることが判る。

以上説明したように、上記リベット型接点１またはディスク型接点５によれば、台座材として黄銅（銅亜鉛合金）を用いることにより、接点材として高酸化物系の銀合金を用いた場合においても、従来よりも高い接合強度で接点材２ａ、６ａを頭部２、６の基端部２ｂ、６ｂに接合一体化させることができる。

加えて、黄銅は所望の展延性および溶接性を有しているために、リベット型接点１においては台座部３の端面３ａを加締めて容易に台金に加締めることができるとともに、ディスク型接点５においては、容易にプロジェクション７におけるスポット溶接によって台金に固定することができる。

１リベット型接点（複合電気接点）
２頭部
２ａ接点部
２ｂ基端部
３台座部（固定部）
３ａ先端面
５ディスク型接点（複合電気接点）
６頭部
６ａ接点部
６ｂ基端部（固定部）
７プロジェクション

Claims

接点開閉が行われる接点部と、この接点部と一体化された台金への固定部とを備えた複合電気接点において、
上記接点部を形成する接点材として銀または銀合金を用い、上記固定部を形成する台座材として黄銅を用いたことを特徴とする複合電気接点。
上記接点部と上記固定部とは、冷間圧造加工により接合されていることを特徴とする請求項１に記載の複合電気接点。