JPS5968117A - リードスイッチの製造方法 - Google Patents

リードスイッチの製造方法

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JPS5968117A
JPS5968117A JP17890082A JP17890082A JPS5968117A JP S5968117 A JPS5968117 A JP S5968117A JP 17890082 A JP17890082 A JP 17890082A JP 17890082 A JP17890082 A JP 17890082A JP S5968117 A JPS5968117 A JP S5968117A
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茂 斉藤
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小熊 俊郎
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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】 (a1発明の技術分野 本発明はガラス管の中に両端から磁性材料のリード片を
封入し、リード片の互いにオーバラップする部分で接点
の開閉を行なわ−Vるリードスイッチに関する。
fbl技術の背景 通常のリードスイッチは第1図(イ)に示すように、ガ
ラス管lの両端から1対のリード片2”、3゛が挿入さ
れ、不活性ガスの雰囲気中で封止されている。そしてガ
ラス管1の外部に配置された励磁コイル4に通電すると
、両リート片2°、3°を通る磁束で、リード片のオー
バラップした接点部分のギャップ5が閉じ°ζスイッヂ
オンする。次に励磁コイル4を非通電状態にすると、接
点ギャップ5の磁気吸引力が消失して接点ギャップ5が
開き、スイッチオフとなる。
リード片の内端の接点部は、(ロ)のようにリード片3
’ (2’)の先端に貴金属材料からなる接点6”を設
け”ζ、接触抵抗が小さくなるようにしている。リード
片の磁性材料としては、通常パーマロイ特に5270イ
と呼ばれる52%ニッケルと48%鉄の合金相が広く用
いられる。接点材料としては金、銀、ロジウム、銅また
は金糸合金(Au−co、、Au−N1)などの材料が
用いられる。
(C1従来技術とその問題点 ところが金や銀などのような軟い材料を接点ltA料と
して用いた場合、接点材料同士の粘着現象によって、励
磁コイル4を非通電状態にして励磁磁界を取り去っても
、接点ギャップ5が閉じたままとなり易い。これを防止
するために、リード片に接点材料をメッキした後、水素
雰囲気の電気炉中で20分程度の熱処理を行ない5.下
地金属と接点材料を拡散して、下池金属が接点の表面に
一部析出するようにしている。
ところがこの方法は、粘着は多少軽減される反面次のよ
うな欠点が生じる。
(11パーマロイ中のFeのために接点の表面が酸化し
易く、接触抵抗が不安定になり易い。即ちFe−Niの
酸化皮膜が形成され鉄と酸素が共存するため境界抵抗(
皮膜抵抗)が高くなり、ロジウム(Rh)接点に比べて
接触抵抗のレベルが高(なる。
(2)リートスイッチのガラス管内の微量の残留酸素に
よって、無負荷動作の場合に接点閉止時のiE突エネル
ギーで酸化皮膜が形成され、かつ動作回数と共に増大す
る。つまり動作回数の増大と共に、ブリッジ消耗即ちp
ip &craterを生成し、接触抵抗増大、粘着(
s ticking)などの接触障害を引き起す。その
理由は、閉じた接点間に電流が流れると、そのときのジ
ュール熱で温度が上昇し、接点表面が軟化して粘性が低
下する。しかも正側が負側より高温になるため、正側の
軟化した接点材料が低温の負側の接点に粘着し、正側が
ブリッジ消耗して窪みができる。また通電時のショート
・アークによって負側に発生したイオンが正側の接点表
面に衝突し、そのとき発生した粉末が負側の接点表面に
堆積し、窪みと隆起を更に促進する。そしてこの窪みに
隆起が嵌入するとロックされると共に粘着し、励磁磁界
を取り去ったときの接点の開離が困難になる。これらの
現象ば特に50V1100m八程度の領域で発生し易い
このような拡散処理を行なう方法のほかに、金のメッキ
液に3%程度のCOを混入して合金メッキを行なうこと
により、接点材料の全表面に3%のCOが混在したいわ
ゆる硬質金が得られ、耐粘着性が向上する。しかも接点
表面に酸化しゃずいFeが現れないので、52アロイと
金メツキ間を拡散処理したものより、接触抵抗も改善さ
れる。
しかしながら拡散処理したものと違って、合金メッキさ
れた接点と下地の5270イとの結合が弱く、温度変化
を繰り返し受けることによって、接点の剥離が起きやす
い。特に5270イの電気抵抗率は、35μΩ・cmと
高いため、接点を通る電流による発熱が大きく、高温の
温度サイクルを受けることになり、一層剥離し易い。
本発明の出願人は、このような問題を解消するために、
下地自身が多量のCOを含むリート片材料としてFe(
10〜18%)−Co(残)合金を提案した。この磁性
材料を用いるとCoが82〜90%含まれ−ζいるため
、接点材料として金メッキを行なった後拡散処理すれば
、酸化し易いFeは析出せずCOが析出するので、酸化
して接触抵抗を高くすることはなく、かつ接点材料とり
一ト片との密着性も向上する。
しかしながらFe(10〜18%) −Co (残)合
金を用いた場合、別の問題として、メブキ処理の前段階
で行なわれるパリ取りを電解研摩で行なった場合は、接
点材料とり一ト片との密着が悪化し、期待した効果が得
られない。即ちり−1”片は第2図に示すように、丸棒
7の一部をプレスで平に潰して板状に形成し、この板状
部71の先端に接点を設りるが、プレス加工時や切断時
に発生したバリア2やカエリがリード片先端に残ってい
ると、接点の開閉動作に支障をきたし、接点動作の信頼
性が低下する。このパリを除去するために、機械的方法
として、研摩材と一緒に掻きまぜるノくレル研摩がある
が、この方法ではり−1・片目体が変形する恐れがある
。またバレル研摩時はり一ト片がバラバラになっており
且つ研摩材と混合されているので、バレル研摩からメ・
ノキ工程へ移行する際のハンドリングが困難で作業性が
悪い。これに対し電解研摩法は、電解液中に浸漬するだ
けでよいので機械的に攪拌するバレル研摩のようにリー
ド片同士が衝突して変形をきたすことはなく、且つ一定
の状態で保持できるので、次のメ・ノキ工程へ移行する
際のハンドリングは容易で作業性も優れている。
ところで5270イの電解研摩は、リン酸濃度が50〜
70%のリン酸液(FI3PO1)が電解研摩液として
行なわれるが、同様のリン酸液でFeが20%以下のF
e (10〜18%> −CO<残)合金を電解研摩す
ると、研摩面が荒れやすく、電解ピット即ぢ微小な窪み
が生じやすい。そのため折角COを多く含有したFe(
10〜18%)−Go (残)合金を利用しても、次の
メブキ処理における接点材料とリード片との密着性を阻
害し、所期の目的を達成できない。
(d)発明の目的 本発明は、従来のり一ドスイソチにおけるこのような問
題を解消し、リード片と接点との密着性が良く、且つ粘
着が発生しにりく、接触抵抗も低いリードスイッチを実
現することを目的とする。
te1発明の構成 本発明はこの目的を達成するために、リン酸濃度が90
%以上のリン酸液で電解研摩してパリ取りしたFe  
(10〜18%)−Co  (残)合金の強磁性材料か
らなるリード片がその接点部に接点を被着して密封容器
に封入されている構成を採っている。
(f1発明の実施例 次に本発明によるリードスイ・ノチが実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する。第3図は本発明に
よるリードスイッチを示した断面図である。リード片2
.3は、52ア1コイに代えζFe(10〜18%)−
Co(残)合金で構成した。そしてこのり−1!片2.
3は、プレス加]二後に、リン酸濃度が90%以上のリ
ン酸液で電解研摩してパリ取りして表面状態を良くして
から、接点材料をメッキし、且つ拡散されている。6は
このようにしてFB (10〜18%) −Co (残
)合金のり−I′片2.3の先端に金メッキと拡散処理
で作成された接点である。またガラス簀1申には、不活
性ガスとしてアルゴンが封入されている。
第4図はこのリードスイッチの製造方法を工程順に示す
ブロック図である。まずFe(10〜18%)−CO<
残)合金の丸棒をプレスして、ガラス管1内に封入され
る部分を平に潰して所定の弾性特性を得る。次に所定の
長さに切断した後、プレスによる磁気特性の劣化を回復
するために、所定の条件で熱処理(アニール)を行なう
そして本発明の方法でリード片2.3の電解研摩を行な
う。電解研摩の条件は、リン酸濃度が90%以上のリン
酸液を用いて行なう。
即ち5270イと同じ条件で電解研摩すると表面状態が
悪化するのは、Fe−Co合金が、52アロイに比べて
陽極酸化によって生じる酸化膜の均一性が劣り、COの
溶出が激しくなるためと考えられる。そこで電解研摩液
の組成を、リン酸濃度が90%以上の濃リン酸液(If
fi PO+ )とし、更に必要に応じてエチレングリ
コール等を主成分とする添加剤を加える。そしてリード
片を陽極にして、電解研摩を行なう。
このような濃リン酸液でFe(10〜18%)−Co 
(残)合金を電解研摩してパリ取りしたところ、従来の
電解研摩液で電解研摩したものに比べて、ピントは発生
せず表面荒れのない均一な状態が得られた。
こうしてハリ取りしたリード片に、金などの接点材料を
メッキする。前記のようにリート片は濃リン酸液によっ
て表面状態が均一になっ“ζいるので、メッキの密着性
は充分である。接点材料がメッキされたリード片を更に
熱処理して、接点材料とリ−(・片間の拡散を行なう。
即ち接点材料がメッキされたり一ト片2.3を、炉に入
れζ800±100 ’cの温度で、15〜60分間、
水素(I(2)中で熱処理し、接点表面にCoを3〜l
O%原子量拡散させる。前記のように濃リン酸液でパリ
取りしたごとによりメッキの密着が向上し、更にリード
片と接点材料間が拡散処理されるので、リー1”片と接
点材料との密着は一層確実となる。
最後にアルゴンガスの雰囲気中でガラス管中に封着し、
検査を行なうことによって、全製造工程が終了する。
前記のようにしてリード片中のGoを全接点の表面まで
拡散させたときの、Co析出量と粘着特性および接触抵
抗との関係を第5図に示す。横軸は全接点表面へのCo
析出量(%)、縦軸は粘着特性(磁歪試験開放値変化率
)と接触抵抗値である。Coの拡散量が3%以上になる
と磁歪試験開放値変化率が20%以下になり、粘着性が
非常に向上する。一方接触抵抗は、COの拡散量が少な
くて全部金の方が好ましいが、析出量が6%以下であれ
ば金のみの場合の30Ωと殆ど変わらない。
10%程度までは60Ω以下となり、実用上さほど支障
はない。
第6図はFe(10〜18%)−Go(残)合金の拡t
i&処理温度、時間とCOの析出量との関係を示す図で
、横軸はアニール温度、縦軸はCo析出量である。前記
のように粘着性も接触抵抗も許容値を示すc o +i
a量は3〜10%程度であるが、この程度のCo析出量
を得るには、アニール時間が15分の場合は、700〜
900°C程度の温度が適当で、60分の場合は、76
0℃以下が適当である。
第7図は]?e−Co合金の熱膨張率を示す図で、横軸
はコハルl−(Co)中の鉄(Fe)の含有率、縦軸ば
熱膨張イシである。Fe−Co合金のり−1・片2.3
を直接ガラス管lに封着するため、該リーl”片2.3
を従来の5270イなどと同様にガラス管1に封着した
場合にガラス管にクランクが発生したりしないように、
ソー1′片2.3とガラス管1との熱膨張率が等しいこ
とが要求される。
Fe−Co合金の場合は、Feの含有率によって、ガラ
ス管とほぼ等しい熱膨張率がi8られる。
7 即ちガラス管の熱膨張率は117.5±2.5X 10
/°C程度であるが、本発明で用いられるFe−C。
合金は、Feの含有率が8.5〜20%の領域では、ガ
ラスと同程度の熱膨張率となっている。
第8図はFe−Co合金の電気抵抗率を示J図で、横軸
はコバルト(Co)中の鉄(Fe)の含有率、縦軸は電
気抵抗率である。ガラスとの熱膨張率が等しい8.5〜
20%Feの領域では、電気抵抗率は12〜14μΩc
m程度で、従来量も多く使用されているリート片祠料で
ある52アロイの電気抵抗率の35μΩcmよりはるか
に優れている。このようにFe−Co合金は電気抵抗率
も低いため、通電した際の温度上昇が小さく、52アロ
イより優れていることが確認された。
第9図は12%Fe−88%CO合金と52アロイとの
、電流値に対する抵抗変化率を示す図で、12%FG−
88%Co合金の方が52アロイより優れている。第1
0図は12%Fe−88%C。
合金の磁気特性を示すヒステリシスカーブである。
以上の各特性をまとめると表・1の通りである。
表・1 第11図は従来の5270イと本発明によるFe(10
〜18%)−Co(残)合金ノり一ト片との寿命特性を
、窒素(N2)封入の場合と本発明によるアルゴン(A
r)封入の場合を比較する図である。この図から明らか
なように、本発明のFe(10〜18%)−Co(残)
合金を用いたり−Fスイッチは、窒素封止した場合でも
従来のアルゴン封止したものより優れており、Fe  
(10〜18%) −Co (残)合金の緒特性の効果
が現れている。またアルゴン封止したFe(10〜18
%)−Co(残)合金のり一トスイソチは、窒素封止し
たものより更に寿命が向上している。
(g1発明の効果 以上の各特性図からも明らかなように、Fe(10〜1
8%) −Co (残)合金はガラス管との封着性、電
気的特性および磁気特性などのいずれも極めて優れてお
り、リード片としての特性は、52アロイよりも有望で
ある。本発明はこのようなFe (10〜18%)−〇
〇 (残)合金のり一1−片のパリ取りを濃リン酸液の
電解研摩で行ない、表面状態を均一にしたり−ト片に接
点材料をノ・ツキし拡nt処′理した構成になっている
。そのため、5270イなどと違って、接触抵抗を悪化
させるFeの析出量が少なく酸化に対し安定なCOが析
出するので、接触抵抗は極めて低く、且つアルゴン封止
により酸化が一層抑制され極めて長寿命となる。また接
点表面までコバルトが析出しているので接点の粘着性も
改善され、リード片のハリ取り時の表面荒れが改善され
、且つIJ −1−片と接点材料とが拡散されるので、
接点材料とリード片との密着性も極めて優れ、一層長寿
命となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は通電のリードスイッチの全体構成と接点部を示
す断面図、第2図はリード片のパリ取り工程を示す図、
第3図は本発明によるリードスイッチを示す断面図、第
4図は本発明によるリードスイッチの製造]2程を示す
工程図である。第5図以下は本発明によるリードスイッ
チの緒特性を示すもので、第5図は粘着特性と接触抵抗
特性を示す図、第6図はアニール温度・時間とCO析出
量の関係を示す図、第7図はFe含有量と熱膨張率との
関係を示す図、第8図はFe含有率と電気抵抗率との関
係を示す図、第9図は12Fe、C。 合金の抵抗変化率を示す図、第10図は12Fe、Co
合金のヒステリシスカーブを示す図、第11図は封入ガ
スの違いによる寿命特性を示す図である。 図において、■はガラス管、2.3はり−1−片、4は
励磁コイル、5は接点ギャップ、6は全接点、71はり
−1−片の平板状部、72はパリをそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11リン酸濃度が90%以上のリン酸液で電解研摩し
    てパリ取りしたFe(10〜18%) −C。 (残)合金の強磁性材料からなるリード片がその接点部
    に接点を被着して密封容器に封入されていることを特徴
    としたリードスイッチ。 (2)前記密封容器にはアルゴンガスが封入されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(11項記載のり一
    ]Sスイッチ。
JP17890082A 1982-10-12 1982-10-12 リードスイッチの製造方法 Granted JPS5968117A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017014000A1 (ja) * 2015-07-17 2017-01-26 住友電気工業株式会社 リードスイッチ用線材、リードスイッチ用リード片及びリードスイッチ

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US10731235B2 (en) 2015-07-17 2020-08-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wire for reed switch, reed piece for reed switch, and reed switch

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