JPH01264121A - 電気接点とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般的には電気接点、特にランプで使用される
電気接点に関する。

（従来技術） 例えば外科用ランプのようなランプは倒立位置で使用さ
れることが極めて多く、そのためランプビン／ソケット
接点の境界面で過度の高温を発生させ、ランプビンやソ
ケットの腐蝕を生じさせたり、腐蝕を促進させる可能性
がある。空気含有の有機性材料の残留物から形成された
腐触性フィルムがその厚さを増し、遂にはフィルムの破
壊ポテンシャルが適用ポテンシャルを越えてしまう。こ
れらフィルムの電気抵抗が増すことにより接触抵抗によ
り発生する熱とランプのフィメントからの熱とにより接
触点での温度を上昇させる。腐食は主として低電圧の破
壊アークによって生じる。

通常、銀メツキのニッケル、あるいは銀メツキの黄銅製
ソケット接点と共に、ランプ用ニッケルメッキの黄銅ビ
ンが用いられる。銀メツキはランプの挿入中、ランプの
取り替え中に、あるいは供給された電圧や、その結果の
電流が接点フィルムを焼ききることにより発生するアー
クにより摩耗する。試験結果によれば、黄銅製のランプ
のビンを軟化させるに十分な接触温度がランプビン／ソ
ケットの境界面に存在することを示している。

フィルム形成特性は使用するタイプの金属によって変わ
る。金属は、長期間その環境に露出した後のそれらのフ
ィルム電圧絶縁破壊にしたがって分類されてきた。ニッ
ケルと銅（あるいは黄銅）は１メガオームまでのフィル
ム抵抗を有し、１０から１００ボルトのフィルム波浪電
圧を翁し、これは外科用ランプに用いる供給電圧より大
きいことが多い、金、銀およびロジウムの典型的なフィ
ルム抵抗は、それぞれ１オーム、１００オームオ６よび
１００オームであり、フィルム破壊電圧はそれぞれ０．
１ボルト以下および１がら１０ボルトである。それらの
破壊電圧は典型的には外科用ランプに供給される電圧よ
り低い。

フィルム生長速度は、接点近くの空気の温度、湿Ｊｌ、
有機性汚染度および接点でのアーク度につれて増加する
。ソケットの接点での温度は、タングステン−ハロゲン
ランプを用いた外科用ランプの場合９３．３°Ｇ（２０
０°Ｆ）から３１５．６℃（６００下）の間である。ラ
ンプの周りを冷却しようとすれば、タングステン−ハロ
ゲンサイクルを阻害し、そのためランプの性能や寿命を
劣化させうる。しかしながら、ランプのビン／〉フット
の境界面の温度やアーク度を低減させることにより有機
性残留物の形成速度やフィルムの形成速度を低下させる
。外科用ライトに利用する場合、ランプのビン／ソケッ
トの接点材料の要件としては高度の導電性と伝熱性、３
１５．６°Ｇ（６００下）の作動温度に耐える力、高度
の耐腐触性および高度の耐摩耗性を含む。

現在入手しうるランプのビン／ソケット接点用材料は前
記の要件の全ては満足させていない。あるタイプの外科
用ライトにおけるランプソケットの故障比率は営業や現
場作業者の報告するところでは極めて容認しがたいもの
であることが判明している。現場でのソケットあるいは
ソケット組立体の交換頻度は典型的には約９ケ月に１回
の割である。ソケットの故障の態様としては主としてソ
ケット接点のエロージョンおよび／または腐食によるも
のであって、そのため電気回路を破壊する。

したがって、前述の基準を全て満足に充たすランプビン
／ソケット接点組立体に対する要求がある。

（発明の目的） 本発明は、摩耗並びは熱特性の優れた改良電気接点を提
供することを目的としている、（発明の構成） 本発明に係る電気接点は対象温度において機城強度を提
供する導電性の母材から構成さハている。

前記母材がニッケルから構成されている場合、金の層を
ニッケル上に溶着させ、前記金の少なくとも一部がニッ
ケルへ拡散するように処理される。

母材がニッケルでない場合、該母材はまずニッケルノ層
でメツキすべきである。その後ニッケルの層に金の層を
メツキすえ。金の層は、金の少なくとも一部がニッケル
へ拡散するように処理される。

（発明の効果） 本発明の教示により構成された電気接点は、従来の金メ
ツキ法によるものと比咬して耐摩耗性が改良され、一方
では耐腐触性と、高度の伝熱、および導電性を保ってい
る。本発明のこれらおよびその他の利点については以下
の好適実施例に関する詳細説明から明らかとなる。

（実施例） 金メツキしたニッケルは、金の耐摩耗性が低いコトヲ除
いては外科用ライトのランプビン／ソケット接点の境界
面材として適した、極めて好ましい特性を有しているこ
とが判明している。しかしながら、もしニッケルに金を
付与し、金がニッケルの表面に拡散するとすれば、金の
優れた導電性と伝熱性並びに耐腐触性を保ちながら表面
耐摩耗性が著しく向上することが判明した。ニッケルを
ベースとした材料はランプピン／ソケット接点の境界面
における温度に耐えるに必要な機械的強度を提供する。

ニッケルベースの材料に金の層を溶着し、次いで表面の
金の層が金−ニッケル合金に変換するよう焼鈍される方
法がインコアロイズインタナショナル社（Ｉｎｃｏ　Ａ
１１ｏｙｓ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）から市販さ
れている。インコアロイズ社はその方法を用いてＮｉＧ
ＯＬＤなる商標として知られる新規なコイン用材料を作
っている。Ｎ１ＧＯＬＪ）コイン用材を作る方法（以下
ｒｓ　ｉ　ＧＯＬＤプロセス」と称する）は金の輝きを
有し、しかも耐摩耗性の極めて高い新規なコイン用材料
への願望の結果として開発された。本発明の発明者はＮ
　ｉ　ＧＯＬＤ材を電気用に用いて得られる利点を認識
した最初の者である。そのような用途において、Ｎ　ｉ
　ＧＯＬＤ材で構成した接点は良好な耐摩耗性および導
電性を示したのみならず、予想外に優れた熱特性を示し
た。そのような熱特性を認識したのは本発明の発明者が
最初である、 本発明の教示により構成した電気接点は色々な用途に用
いうる。本発明の教示により構成した電気接点を第１図
に示す外科用ライトに関して説明する。外科用ライト１
０に関しての本発明の説明は限定的なものではない。逆
に、本発明による電気接点は、良好な耐摩耗性、高度の
伝熱性と導電性、フィルムの形成に対する抵抗性を有］
７、高温で作動しうる電気接点を必要とする多様の用途
で用いることができる、 ライトユニット１０は、第１図に示すようにランプ１４
を担持するランプホルダ１２を含む。前記ライトユニッ
ト１０は、ランプ１４とランプホルダ１２とを挿入する
開口１６を有する。第２図と第４図とに示すランプホル
ダ１２は、第１の電気接点２０と第２の電気接点２２と
を有するランプソケット１８を含む。第１の電気接点２
０と第２の電気接点２２とはそれぞれ電８ｓ２４および
２６を介して電源に接続されている。

ランプ１２は第１図と第２図とに最もよく示されている
キャップ２８を含む。前記キャップ２８は第２図に示す
ように熱だめマウント６０を担持している。前記熱だめ
マウント６０は大きい熱だめ３２を担持する。いずれか
の適当な材料の熱ガスケット６４が大きい熱だめ６２と
熱だめマウント３０との間に介在する。大きい熱だめ６
２は小さい熱だめ３６を担持している。小さい熱だめ３
６と大きい熱だめ６２は第２図に示すようにランプソケ
ット１８を担持する形状とされている、本明細書に記載
のタイプの２個のランプホルダ１２には、試験を行う目
的で、本発明の教示により構成された電気接点２０と２
２とが嵌入されている。接点はＮｉＧＯＬＤ材で構成さ
れ、即ちそれらはインコアロイズ社でＮｉ　ＧＯＬＤ法
で処理されたニッケル接点である。

第３図を参照すれば、伝熱性ＲＴＶを用いてランプソケ
ット１８、大きい熱だめ３２および小さい熱だめ６６の
間の接触面を全てシールした。ランプソケット１８の裏
側の面すなわち接点の空洞には何らＲＴＶを置かなかっ
た。空洞から全ての空気を排出するために、第２図と第
３図とに示すソケット端子の絶縁体３８をソケット組立
体１８の電線に滑り込ませる前に、特に第４図に示すよ
うに接点タブ／クリンプ接続３７の両側にＲＴＶを付与
した。ソケット端子絶縁体ろ８をランプソケット１８の
本体に対して押圧し余分のＲＴＶを絞り出して除去した
。次いでＲＴＶを用いてソケット端子絶縁体３８の外側
を覆った。試検した第６番目のランプホルダ１２は、標
準的なニッケル製電気接点を有する標準的なプール（Ｂ
ｕｈｌ）のＱＥＷ−０ランプソケツトであった。

２６５ワツトの電力と１１アンペアの電流で試験ヲ行っ
た。この高度の作動パラメータは、ランプの経時変化試
験を早めるために選択した。３９１時間にわたる３個の
ランプホルダに対する電気接点２０．２２での電圧低下
は表１に要約されている。

′−Ｏ＋ｏ　　Ｎ〕　ｒＮ ｏ４ヘヘへ ｃｉ　　ｃ３　　ｃｉ　　ｃ３ つ　ト、　寸　−°°°°°°°９ Ｃ’ＪＮつ　寸　０．　　　　　−　　へ　　の　　！
１４　　Ｎ”）　　ｆｆｉ　　Ｎ’） 電圧測定の他に、接点２０．２２で温度測定を行い、そ
れらを表２に示し、第１図に示すハンドル４０、熱だめ
およびキャップ２８での温度測定を表６に示す。

前 ０寸０　ｈ　０寸ｈＯ寸トドｈ寸０ト 一の０寸寸０寸　ｈｏ）寸り一一寸 （イ）（イ）Ｎ”１Ｍ）罰ト寸　唖哨寸寸り罰寸（イ）
　Ｉ／）　　（イ）　（イ）　（イ）　幻　（イ）　　
　　（イ）　哨　（イ）　（イ）　（イ）　（イ）　（
イ）す 〇 八 １へ ■ 枳 のさくへ寸頃へ闇へ（イ）０−■α℃ ｏ−、０？−ｃ−Ｊ（イ）寸い）ト■さ００−ヘ一へへ
へへヘヘ固へＮＮ（イ）哨（イ）（イ）０　０　　Ｎへ ｉＮ　ｉＮ　＋。

（イ）　ｒリ　Ｎつ Ｎ″）ｔつ　（イ） べ　へ　べ　べ　さ、１／＋＋’−ｂｌ”−ｘｈ　　　
　　　＋’−ｘｌ”−１ト　ト℃　′＋Ｏ＋ｏ　℃　℃
　℃　℃　・つ　く　　　　つ　く　℃　℃ト、ト　　
ト　ト　ｒ＼　（イ） ＋ｏ　′＋Ｏ℃　ｆｆｌ　　−０’０ （イ）　（イ）　Ｎ’）　　団　（イ）　（イ）本発明
の教示により構成した電気接点を有するランプホルダ＃
１と＃２とは、従来技術のニッケル接点を有するランプ
ホルダ＃６のものより優れ　　・た特性を示した。例え
ば、９０時間において、ラ　　・ンプホルダ＃６に対す
る接点２０の電圧低下は　　　−０，１７１ボルトで温
度は５２６’Ｆ（２７４℃）で　　・あった。接点にフ
ィルムが形成されていたのは明らかで、フィルムの抵抗
値は接点にわたって電圧　　し低下を増加させ、かつ接
点の温度を著しく上昇さ　　−せた。９０時間と１０１
時間の作動の間にランプ　　；ホルダ＃６内の接点は焼
付いた、 対照的に、９０時間の作動時、ランプホルダ＃１の接点
２０の電圧低下は０．０２１ボルトで、ラ　　１ンプホ
ルダ＃２の接点２０の電圧低下は０．０４６　　１ボル
トであった。表２から温度はそれぞれ６８３下（１９５
°Ｃ）と６５７下（１８０°Ｃ）であった。

９０時間の作動の後、本発明により構成された接点には
フィルムは極めて少ししか形成されず、接　　・点には
事実上何ら温度上昇のなかったことは明ら　　ｊかであ
る。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〈２
６６時間の作動の後は、ランプホルダ＃２の接点２０の
電圧低下は０．４２８ボルトであることが判る。表２を
参照すれば、そのように電圧低下が高くても、温度は３
９６°Ｆ（２００°Ｃ）で極僅か上昇しただけであった
。このように、試験が進み、接点の電圧低下が増加して
も、温度はニッケル接点を有するランプホルダ４＃６で
は早々と達しｒ、：４００’Ｆ（２０４°Ｃ）のレベル
には決して達せず、当然接点が焼付く直前にランプホル
ダ＃３が達した５００下（２６０℃）のレベルには決し
て間違しないことは明らかである。表１，２および乙に
列挙したデータは、Ｎｉ　ＧＯＬＤ法による接点が憂れ
た熱特性を示すことを明瞭に示している。接薇の電圧低
下が増加してフィルムが発生していることを示しても温
度は合理的な限度内のままである。前記接点の耐摩耗性
、良好な電気特性およびフィルムに対する抵抗性と共に
前述のような予期せぬ熱特性によりそのような特性が必
要とされる用途においてそのような接点を極めて望まし
いもつとする。

最後に、電力を上げた状態で６９１時間の作動を行った
後でさえも、本発明による接点は依然として作動可能で
、接点や焼付く直前にランプホルダ＃６が達した高温近
くにはならない。効率的な伝熱性およびフィルム形成に
対する抵抗性は本発明の教示により構成した接点はラン
プ寿命に好影響を与え、ランプを高電流レベルでも作動
できるようにする。

ニッケル上に金を溶着させて電気接点を形成するだめの
正確なメカニズムは本発明の重要な特徴とは考えられな
い。状況に応じてスパッタ、蒸着、電気メツキ等の溶着
方法を用いてよい。また、母材として、例えば黄銅ある
いはその他対象温度で高度の機械強度を有する導電性材
料を用いてもよいことが考えられる、このような状況で
は、母材は接点としての希望する形状に成形し、ニッケ
ルでメツキする。メツキ以外の、母材にニッケルを溶着
する方法を用いてもよい。その後、接点をＮｉＧＯＬＤ
法で処理する。しかしながら、Ｎｉ　ＧＯＬＩ）材は母
材により支持され、あるいはもし接点自体をＮ１ＧＯＬ
Ｊ）材で構成している場合、このような電気接点は従来
得ることのできなかった特性を有するものと思われる。

本発明を典型的な実施例に関して説明してきたが、当該
技術分野の専門家にはその他の修正や変更も明らかであ
る。本明細書の開示並びに特許請求の範囲は前述の修正
や変更の全てを網羅する意図である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従い構成した接点をライトユニットに
挿入したランプホルダの部分断面図１、第２図は第１図
に示すランプホルダの側面図、第３図は大きい熱だめと
小さい熱だめとの拡大図、および 第４図は第２図に示すランプホルダの端面図である、 図において、 １０・・・ライトユニット　　　１２・・・ランプホル
ダ１４・・・ランプ　　　　　　　１８・・・ランプソ
ケット２０、２２・・・電気接点　　　　３０．３６・
・・熱だめ図面の浄５！Ｆ（内容に変更なし） Ｆｉｇ、２゜ 手続補正書（方式） 平成　元年　４月呼ｌ°１ 昭和６３年特許願第２８４８１６号 ２、発明の名称 電気接点とその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　アメリカン・ステリライザー・カンパニー４
、代理人 住　所　　東京都千代口１区大手町二丁目２番１号新大
千町ビル　２０６区 ５、補正命令の［］付　　平成１年　３月　７０　溌送
口）６、補正の対象 出願人の代表名名を記載した願書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　機械的強度を提供するニッケルの母材手段と、少な
   くとも一部が前記母材手段へ拡散するように前記母材手
   段に支持された金の層とからなる、耐摩耗性および熱特
   性を改良した電気接点。 ２　ＮｉＧＯＬＤ材で構成された、耐摩粍性および熱特
   性を改良した電気接点。 ３　機械的強度を提供する伝導性母材手段と、前記母材
   手段により支持されたニッケルの層と、少なくとも一部
   が前記ニッケルへ拡散するよう前記のニッケルの層によ
   り支持された金の層とからなる、耐摩耗性および熱特性
   を改良した電気接点。 ４　機械的強度を提供する母材手段と、前記母材手段に
   より支持されたＮｉＧＯＬＤ材の層とからなる、耐摩耗
   性と熱特性を改良した電気接点。 ５　母材を電気接点の希望する形状に形成し、金の層を
   前記母材上に溶着させ、そして 金の少なくとも一部が前記母材へ拡散するよう前記金の
   層を処理する工程を含む電気接点を製造する方法。 ６　特許請求の範囲第５項に記載の方法において、前記
   母材にニッケルの層を溶着する工程をさらに含み、前記
   の金の層が前記のニッケルの層の上に溶着され、前記の
   金の層を処理する工程が金の少なくとも一部を前記ニッ
   ケルに拡散させる、電気接点を製造する方法。