JPH0746553B2

JPH0746553B2 - 密封型接点装置の製法

Info

Publication number: JPH0746553B2
Application number: JP30438686A
Authority: JP
Inventors: 亮介丸山; 亨桑田; 隆児大谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS63158718A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は密封型接点装置の製法に関する。

〔背景技術〕

電磁開閉器、あるいは、パワーリレーなどに用いる接点
装置として、水素を含む混合ガスが封入されている容器
内に、可動・固定両接点を備えた密封型の接点装置が開
発された。封入された水素は、その熱伝導率が大きく、
アークを冷却する作用が強いので、接点開離時に発生す
るアークを短時間で消滅させることができる。そのた
め、接点の消耗が少なくなり、接点寿命を延ばすことが
できる。窒素は水素を含むことにより起こる絶縁性の低
下を補う。また、密封型の接点装置が、接点の酸化が進
み難いという利点もある。

この接点装置には、一側に可動接点を有し他側が容器外
に出ている接点端子が可動接点を固定接点と離接させる
方向に移動可能に設けられている。接点端子の移動に伴
い接点離接動作がなされるようになっているのである。
この接点端子と容器の間は、金属ベローズにより気密に
塞がれている。ベローズと接点端子は、レーザー溶接や
ろう接などの溶接により接合されている。

しかしながら、この接点装置は、ベローズと接点端子の
接合個所付近が破損し易いという問題がある。ベローズ
にクラックなどが発生するのである。クラックが発生す
るという現象は、製造工程のみならず、使用状態におい
ても見られる。クラックが生ずると、密封状態が損なわ
れ封入された混合ガスが漏れてしまう。そのため、アー
クが短時間で消滅しなくなり、接点消耗が激しくなって
しまう。

〔発明の目的〕

この発明は、前期の事情に鑑み、製造工程のみならず、
製造後も、ベローズと接点端子の接合個所まわりの破損
を抑えることができる密封型接点装置の製法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の開示〕

前記の目的を達成するため、この発明は、クラック発生
の原因を究明するべく検討を行った結果、ベローズが極
く薄いものであるから、溶接の際、ベローズのみが溶融
・蒸発してしまってクラック等が生じ易いということ
と、金属ベローズ（ベローフラム）と接点端子の間に隙
間があるとクラックが生じ易いということを見出した。

このような知見に基づいて、クラック発生を防ぐ方途を
案出するべく検討を続けた結果、金属ベローズにおける
接合部分を間に挟み付けるようにしてカラー状金属部材
を接点端子へ被着させておいて、この金属部材の上から
溶接を行えば、クラックの発生を著しく減少させられる
ことを見出し、この発明を完成させるに至ったのであ
る。

したがって、この発明は、固定接点と可動接点が容器に
収容され、一側に前記可動接点を有し他側が容器外に出
ている接点端子が前記可動接点を前記固定接点と離接さ
せる方向に移動可能に設けられていて、この接点端子の
移動により接点離接動作がなされるようになっており、
前記容器と接点端子の間を気密に塞ぐ金属ベローズが前
記接点端子へ溶接により接合されているとともに、水素
を含む混合ガスが前記容器に封入されてなる密封型接点
装置を得るにあたり、前記金属ベローズの接合個所を間
に挟み付けるようにしてカラー状金属部材を前記接点端
子へ被着させておいて、この金属部材の上から前記溶接
を行うことを特徴とする密封型接点装置の製法を要旨と
する。

以下、この発明にかかる密封型接点装置の製法を、一実
施例により製造された密封型接点装置を示す図面を参照
しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる製法の一実施例により製造
された密封型接点装置（以下、「接点装置」と記す）の
断面をあらわしたものである。第２図は、第１図におけ
るII−II断面をあらわしたものである。

まず、接点装置１の構成を先に説明しておいて、その
後、接点端子とベローズの接合について説明する。

接点装置１は、例えば、タングステンで形成された略円
板状の固定接点２と可動接点３が収容されている容器を
備えている。固定接点２と可動接点３は、両者を接触さ
せたとき、その頂部において線接触するように配設され
ている。この実施例では、容器は、胴部４、下板５、上
板６および支持筒７から構成されている。これら各部材
が気密に結合されていることはいうまでもない。胴部２
は、アルミナなどのセラミックで形成され、下板５およ
び上板６は、例えば、無酸素胴、または、42アロイのよ
うな導電性金属材料で形成されている。下板５と上板６
の内側には、それぞれ、絶縁部材10、22が設けられてい
る。

固定接点２は、無酸素胴などからなる接点端子８の略Ｖ
字状に開いた先端に固着されている。接点端子８は下板
５にカシメ止め固定されている。下板５には、混合ガス
の封止に用いられた導電性の通気管９が取着されてい
る。固定接点２は、固定端子８、下板５および通気管９
の３つの導電性部材を通して外部と電気的に接続されて
いる。この実施例では、通気管９が導電性端子として利
用されているのである。

可動接点３は無酸素銅からなる接点端子21の略Ｖ字状の
先端（一側）に固着されている。接点端子21の後端（他
側）は、孔22aと孔6aを通って容器外に出ている。容器
の一部である支持筒７と接点端子21の間はベローズ23に
より気密に塞がれている。ベローズ23の一端23aは支持
筒７へ、他端23bは接点端子21に接合されている。この
接点装置１では、ベローズ23の他端23bと接点端子21の
接合は、後ほど詳しく述べるように、クラックの発生が
阻止できる信頼性の高いものである。接点端子21は可動
接点３を固定接点２と離接させる方向に移動可能になっ
ている。接点端子21が矢印Ａ方向に移動すると、可動接
点３が引き上げられ、接点開離がなされる。。リレーな
どの場合、接点端子21は電磁石（図示省略）により移動
させられる構成となっている。

混合ガスは、通気管９内から下板５の通孔5aと絶縁材10
の通孔10aを経て密封空間11に到る経路で導入される。
混合ガスの導入が終わると、通気管９は気密に封止され
る。混合ガスは、例えば、水素と窒素からなるガスが用
いられる。この場合、窒素の混合比率が20〜97％内に調
整されることが望ましい。

なお、下板５の伸延端5bに配設されている永久磁石24、
25は、その磁力でもって、接点開離時に発生するアーク
を固定接点２の先端から下側に移動させる。そうすると
アーク電圧が高くなり、アーク消滅が早められる。

続いて、接点端子21とベローズ23の接合工程について説
明する。

この実施例のベローズ23は、Ni（ニッケル）−Cu（銅）
−Niの３層構造で、例えば、電着により層構造が形成さ
れた厚み30μｍの材料からなる金属ベローズが用いられ
る。Ni層の厚みは12〜14μｍである。ベローズ23が銅の
みで形成されていると、強度が十分でないことがあるの
で、Ni層が設けられる。Au（金）が用いられてもよい
が、コスト面からは実用的でない。

まず、溶接する前に、第３図（ａ）に示した接点端子2
1、金属ベローズ23、および、カラー（カラー状金属部
材）24の３つの部品を、第３図（ｂ）に示すように組み
つける。

この組みつけは、例えば、次のようにしてなされる。円
筒状カラー24の内径が接点端子の接合個所21aの外径よ
りも大きい。ベローズ23の接合個所である一端23bが間
になるようにしてカラー24を接合部21aに嵌め、それか
らカラー24をカシメ止めする。つまり、金属ベローズ23
の接合個所23bを、接点端子21とカラー24で挟むように
してカラー24を接点端子21へ被着させるのである。この
状態では、カラー24で押さえられた金属ベローズ23の部
分は当然隙間なく、接点端子21に密着している。そして
このカラー24の上からレーザーLSを照射して溶接を行
う。溶接がカラー24の上からなされた場合、その個所で
は、上にカラー24があるので、ベローズ23が蒸発飛散し
ない。しかも、接点端子21とベローズ23の間は隙間がな
いので、この点でも、クラック発生は抑えられる。

カラー24は、NiあるいはNi合金で形成されているNi（ニ
ッケル）系のものが望ましい。一方の接点端子21が、普
通、Cu（銅）系材料で形成されており、例えば、カラー
24の材料がNi系でない場合、溶接を適切に施すことが難
しいからである。

例えば、カラー24の材料がFe（鉄）系である場合、この
FeとCu系接点端子21のCu（銅）が溶融することになる
が、溶接ナゲット部にクラックが生じ易い。第４図にみ
るように、CuとFeの溶融合金は凝固温度範囲が広く、始
めに凝固した部分の歪みが凝固していない箇所に加わ
り、溶接ナゲット部にクラックを生じさせ接合破損の原
因となる。なお、第４図はCuとFeの平衡状態図であり、
図においてＡ−Ｂが液相線であり、Ａ−Ｃが固相線であ
る。

これに対し、カラー24がNi系材料からなる場合、このNi
とCu系接点端子21のCu（銅）が溶融することになるが、
溶接ナゲット部にクラックが生じ難いのである。第５図
にみるように、CuとNiの溶融合金は凝固温度範囲が狭
く、上記のような溶接ナゲット部でのクラック発生が抑
えられるのである。なお、第５図はCuとNiの平衡状態図
であり、図においてＡ′−Ｂ−Ｃ′は液相線であり、
Ａ′−Ｄ−Ｃ′が固相線である。

カラー24は、接点端子21に被着させる前に焼鈍しておく
ことが望ましい。焼鈍するとカラー24の伸びが15〜35％
であったのが、35〜55％に増加し、溶接時の歪みがより
吸収されやすくなるからである。焼鈍は、例えば、真空
中、60分間、800℃の温度下で加熱処理によって行う。

この発明は上記実施例に限らない。接点端子へのカラー
の被着方法は、カシメ止め以外の方法であってもよい。
溶接もレーザー溶接以外の溶接方法が用いられてもよ
い。接点装置が、図示の構造に限らないことは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明にかかる接点装置の製法
は、製造工程のみならず、製造後も、ベローズと接点端
子の接合個所かわりの破損を抑えることができる。その
ため、製造の歩留まりが向上するとともに密封状態が長
期間にわたり維持され接点の消耗が少なく、接点寿命が
長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる製法の一実施例により製造
された接点装置の断面図、第２図は、第１図の切断面II
−IIにおける断面図、第３図は、ベローズと接点端子の
溶接の様子をあらわした模式的説明図、第４図は、Cuと
Feの平衡状態図、第５図は、CuとNiの平衡状態図であ
る。１…接点装置、２…固定接点、３…可動接点、21…接点
端子、23…ベローズ、24…カラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定接点と可動接点が容器に収容され、一
側に前記可動接点を有し他側が容器外に出ている接点端
子が前記可動接点を前記固定接点と離接させる方向に移
動可能に設けられていて、この接点端子の移動により接
点離接動作がなされるようになっており、前記容器と接
点端子の間を気密に塞ぐ金属ベローズが前記接点端子へ
溶接により接合されているとともに、水素を含む混合ガ
スが前記容器に封入されてなる密封型接点装置を得るに
あたり、前記金属ベローズを間に挟み付けるようにして
カラー状金属部材を前記接点端子へ被着させておいて、
この金属部材の上から前記溶接を行うことを特徴とする
密封型接点装置の製法。
【請求項２】カラー状金属部材が焼鈍処理されている特
許請求の範囲第１項記載の密封型接点装置の製法。
【請求項３】カラー状金属部材がNi系材料からなり、接
点端子がCu系材料からなる特許請求の範囲第１項または
第２項記載の密封型接点装置の製法。