JP2004296130A - Electrical contact and thermal protector using the same - Google Patents

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JP2004296130A
JP2004296130A JP2003083486A JP2003083486A JP2004296130A JP 2004296130 A JP2004296130 A JP 2004296130A JP 2003083486 A JP2003083486 A JP 2003083486A JP 2003083486 A JP2003083486 A JP 2003083486A JP 2004296130 A JP2004296130 A JP 2004296130A
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electrical contact
contact
thermal protector
conductive
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Hikoharu Okuyama
彦治 奥山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical contact unmelts it even at the end of its service life, and a thermal protector using the contact and having extremely improved reliability and safety. <P>SOLUTION: An electrical contact 10 having a first main face and a second main face opposite each other is used for the thermal protector, wherein a conductive layer 13 is formed between the first and the second main faces 11, 12; a surface layer 13a on the side of the first main face 11 of the conductive layer 13 mainly contains a conductive substance; and a surface layer 13d on the side of the second main face 12 of the conductive layer 13 contains an electrical insulating substance and the conductive substance by a volume ratio of 30:70-70:30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐溶着性を改善した電気接点およびそれを用いたサーマルプロテクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、小型モータなどの電気機器の異常時に生じる熱的変化を検知して接点を開閉することにより電気機器を保護する装置としてサーマルプロテクタが使用されている。
【0003】
図3は、従来のガラス封止型のサーマルプロテクタの一部切欠断面図である。図3に示したサーマルプロテクタ30では、ガラス容器31内に、先端部に固定側接点32を備えた固定側内部リード線33と、先端部に可動側接点34を備え、他端部に可動側内部リード線35が接続された熱応動素子36とが対向して配置され、かつ固定側接点32と可動側接点34とが接離可能に配置されている。固定側内部リード線33および可動側内部リード線35はガラスビード37にて支持され、かつ封止部31a内において固定側内部リード線33および可動側内部リード線35は、固定側外部リード線38および可動側外部リード線39に溶接などによりそれぞれ接続されている。固定側外部リード線38および可動側外部リード線39の一端はガラス容器31の外部に導出されている。
【0004】
このような従来のサーマルプロテクタは、小型モータなどの電気機器に使用され、機器異常時の過電流による自己発熱および雰囲気温度の上昇により、熱応動素子の反転復帰動作で固定側接点と可動側接点との開閉を行って電流を遮断することにより機器を保護している。
【0005】
本来、電気接点は開閉頻度が高くなるにつれてアーク放電による表面損傷が進み、従来のサーマルプロテクタにおいても寿命末期まで開閉動作を繰返した場合、その故障モードが接点の不導通か溶着かは予測できないのが現状である。ここで、接点の溶着が発生すると、保護すべき電気機器に障害を与える危険がある。
【0006】
このため、サーマルプロテクタの最終の故障モードを不導通にするため、絶縁性繊維を内部に挟み込んだ構成の接点を備えたサーマルプロテクタが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
しかし、上記構成のサーマルプロテクタでは、絶縁性繊維という異物を挟み込んで接点を作製しているため、接点の機械的強度が劣り、また絶縁性繊維の終端が接点外部に露出しているため、接点の開閉に伴い繊維くずが接点間に脱落し、サーマルプロテクタが十分正常な状態にあるにも拘わらず接点が不導通になり、サーマルプロテクタを装着した電気機器が作動しなくなるという問題があった。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−311574号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
電気機器の異常により一旦作動したサーマルプロテクタは、その異常要因が解除されるまで一定周期で接点の開閉を繰り返す。本来、電気接点は開閉頻度が高くなるにつれて表面が消耗し、最終的には互いに溶着するという危険を孕んでいる。しかし、仮にサーマルプロテクタの接点が高頻度の開閉動作により溶着すると、安全素子としての機能が失われるため、電気機器に障害を与えるおそれがある。
【0010】
本発明は、このような問題を解決するもので、寿命末期に至っても溶着することのない電気接点およびそれを用いたサーマルプロテクタを提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する第1の主面と第2の主面とを備えた電気接点であって、
前記第1の主面と前記第2の主面との間に導電層が形成され、
前記導電層は、前記第1の主面側に導電性物質を主体として含む層を含み、
前記導電層は、前記第2の主面側に電気絶縁性物質と導電性物質とを含む層を含むことを特徴とする電気接点を提供する。
【0012】
また、本発明は、先端に電気接点を備えた導体部と、先端に電気接点を備えた熱応動素子とを含み、前記導体部の電気接点と、前記熱応動素子の電気接点とが接離可能に配置されたサーマルプロテクタであって、
前記導体部の電気接点および前記熱応動素子の電気接点から選ばれる少なくとも一つに、上記電気接点を用い、かつ前記第1の主面を接点面としたことを特徴とするサーマルプロテクタを提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の電気接点は、第1の主面側に導電性物質を主成分として含む層を含み、第2の主面側に電気絶縁性物質と導電性物質とを含む層を含んでいる。これにより、開閉の繰り返しによって接点の表面層が摩耗するにつれて接点表面部の電気絶縁性物質の割合が高まり、最終的に接点間は不導通の状態となり、寿命末期での接点の溶着を回避することができる。ここで、導電性物質を主成分として含むとは、体積比で80体積%以上含むことをいう。
【0014】
また、第2の主面側の層に含まれる電気絶縁性物質と導電性物質との体積比は30:70〜70:30であることが好ましく、より好ましくは45:55〜65:35である。この範囲内であれば、正常時における電気接点の導電性を確保しつつ、寿命末期での溶着をより確実に防止できるからである。
【0015】
また、上記導電層は、第1の主面側の層から第2の主面側の層に向かって段階的に電気絶縁性物質の量が増加する複数の層を含むことができる。
【0016】
また、導電層中の電気絶縁性物質の割合は、第1の主面側から第2の主面側へと連続的に増加させることもできる。
【0017】
なお、導電層中の電気絶縁性物質の濃度勾配は、段階的あるいは連続的に傾斜させずとも本発明の効果が得られるが、熱応力緩和の観点から電気絶縁性物質を傾斜配置した傾斜材料とすることが好ましい。
【0018】
さらに、本発明のサーマルプロテクタは、上記本発明の電気接点を用い、かつ第1の主面を接点面としているため、上述のようにサーマルプロテクタの寿命末期には接点が不導通状態となり、接点溶着を回避することで機器の安全を確保することができる。
【0019】
なお、本発明の電気接点は、サーマルプロテクタの対向する接点の両方に用いてもよいし、またはいずれか一方に用いてもよい。特に、直流電源の機器などでは接点の消耗具合が接点の極性に大きく左右されることがあるため、具体的な配置方法は機器の状況に合わせて決定することが望ましい。
【0020】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0021】
図1は、本発明の電気接点の一例を示す斜視図(A)とその一部拡大断面図(B)である。図1に示すように、本実施形態の電気接点10は、対向する第1の主面11と第2の主面12とを備え、第1の主面11と第2の主面12との間に導電層13が形成されている。導電層13は、例えば、第1の主面11側から第2の主面12側に向かって組成の異なる複数の層13a、13b、13c、13dから形成されている。また、層13aは導電性物質から形成され、この層13aから、層13dに向けて、段階的に各層13b、13c、13d中の電気絶縁性物質の割合が増加し、層13d中の電気絶縁性物質と導電性物質との体積比は、例えば50:50としている。即ち、導電層13は、段階的に電気絶縁性物質の割合が増加している傾斜材料から形成されている。また、導電層13中の電気絶縁性物質の割合は、第1の主面11側から第2の主面12側へと連続的に増加させることもできる。ただし、第1の主面11側に導電性物質を主体として含む層を含み、第2の主面12側に電気絶縁性物質と導電性物質とを含む層を含んでいればよく、必ずしも傾斜材料を用いる必要はない。
【0022】
導電性物質としては、例えば、Ag、Wなどの単独金属粉末、またはAg−Ni、Ag−Cd、Ag−W、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Sn、Cu−Wなどの合金粉末などが使用できる。また、電気絶縁性物質としては、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、チタニアなどの酸化物の粉末を単体あるいは2種以上の混合物として用いることができるし、絶縁性を現出するためには酸化物に限らず窒化物などを用いても差し支えない。
【0023】
上記傾斜材料の作製方法としては、粉末冶金・セラミック製造プロセスを主体として種々の方法がすでに広く知られており、例えば、シート積層法、粉末充填プレス法、遠心鋳造法、めっき法、薄膜法、プラズマ法などを採用することができる。また、表面に曲率を有する電気接点を作製する場合などは、粉末充填プレス法などでその作製が可能である。
【0024】
図2は、本発明のサーマルプロテクタの一例を示す一部切欠断面図である。図2に示すように、本実施形態のサーマルプロテクタ20は、ガラス容器21内に、先端部に固定側接点22を備えた固定側内部リード線23と、先端部に可動側接点24を備え、他端部に可動側内部リード線25が接続された熱応動素子26とが対向して配置され、かつ固定側接点22と可動側接点24とが接離可能に配置されている。固定側内部リード線23および可動側内部リード線25はガラスビード27にて支持され、かつ封止部21a内において固定側内部リード線23および可動側内部リード線25は、固定側外部リード線28および可動側外部リード線29に溶接などによりそれぞれ接続されている。固定側外部リード線28および可動側外部リード線29の一端はガラス容器21の外部に導出されている。
【0025】
固定側接点22には、上記図1に示した本実施形態の電気接点が用いられ、第1の主面11を接点面とし、第2の主面12を熱応動素子26との接続面としている。また、可動側接点24は、例えば、Ag−Ni、Ag−Cd、Ag−W、Ag−Cu、Ag−Pd、Ag−Sn、Cu−Wなどの合金、またはAg、Wなどの単独金属などから形成できる。
【0026】
上記熱応動素子26には、熱膨張率の異なる金属板を2枚貼り合わせたバイメタル、または3枚貼り合わせたトリメタルなどが含まれる。一般に、低膨張側の金属としてはNi−Fe合金などが主に使用できる。また、高膨張側の金属には、Ni−Cr−Fe、Ni−Mn−Fe、Ni−Mo−Fe、Ni−Cu−Mnなどの各種の合金が使用できる。
【0027】
【実施例】
次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例には限定されない。
【0028】
(実施例1)
先ず、以下のようにシート積層法を用いて電気接点を作製した。
【0029】
導電性物質として平均粒径4μmの銀粉を準備し、電気絶縁性物質として平均粒径2μmのアルミナ粉を準備した。この銀粉とアルミナ粉とを、4種類の体積比で混合した混合物を準備した。このそれぞれの混合物100質量部に、バインダとしてブチラールを3質量部、分散剤としてポリアクリル酸アンモニウムを0.1質量部、溶剤として酢酸ブチルを30質量部加えて4種類のスラリーを調製した。アルミナ粉と銀粉との体積比(アルミナ粉/銀粉)は、0/100、10/90、30/70、50/50の4種類とした。
【0030】
各スラリーをポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの上に塗布し、厚さ約100μmの4種類のシートを作製した。このシートからPETフィルムを剥がし取り、所定の大きさのシート片に切断した。ここで、アルミナ粉/銀粉の体積比が、0/100のものをシート片A、10/90のものをシート片B、30/70のものをシート片C、50/50のものをシート片Dとする。続いて、シート片Aを4枚積層してシート層Aを形成した。同様にして、シート層B、シート層C、シート層Dを形成した。
【0031】
次に、これらのシート層をA、B、C、Dの順に、順次積層プレスして積層成形体を作製した後に切断して、縦2.5mm、横2.5mm、厚さ1.5mmのチップを得た。得られたチップを電気炉内で400℃に加熱して脱バインダし、次いで800℃で2時間焼成して電気接点を作製した。
【0032】
次に、図2に示すように、この電気接点を固定側接点と可動側接点との両方に用い、アルミナ粉/銀粉の体積比が0/100の層が相互に対向するように配置してサーマルプロテクタを作製した。なお、熱応動素子としては、Ni−Fe合金板とNi−Cr−Fe合金板とを貼り合わせたバイメタルを用いた。また、リード線の材料としては、Mn−Ni線を用いた。
【0033】
(実施例2)
可動側接点として従来のAg−Ni合金から形成した電気接点を用いた以外は、実施例1と同様にしてサーマルプロテクタを作製した。
【0034】
(実施例3)
固定側接点として従来のAg−Ni合金から形成した電気接点を用いた以外は、実施例1と同様にしてサーマルプロテクタを作製した。
【0035】
(比較例)
固定側接点および可動側接点の両方をAg−Ni合金から形成した以外は、実施例1と同様にしてサーマルプロテクタを作製した。
【0036】
次に、これらの実施例1、実施例2、実施例3および比較例のサーマルプロテタをそれぞれ30個用いてライフエンドに至るまでの寿命試験を行った。寿命試験は、AC120V、10A、力率80%の条件で行った。
【0037】
その結果、実施例1、実施例2、実施例3および比較例のいずれのサーマルプロテクタにおいてもライフエンドまでの接点の開閉回数には一定のバラツキがあったものの、比較例では30個のサンプルのうち12個が接点溶着を起こしてライフエンドに至ったのに対し、実施例1、実施例2および実施例3では接点溶着は一切起こらず、すべて接点が不導通状態でのライフエンドとなった。このように本発明に係る実施例1〜3のサーマルプロテクタでは、寿命末期まで接点の開閉が繰り返されても、最終的には接点の不導通状態が確保できることが実証された。
【0038】
なお、傾斜材料を用いた接点の材料設計にあたり、電気接点の機能を確保するために電気絶縁性物質を最も多く含む層においても所定の導電性が必要となる。本実施例では、電気絶縁性物質を最も多く含む層中のアルミナ粉の体積%は50体積%としたが、アルミナ粉の体積%が70体積%以下の範囲ではサーマルプロテクタの品質に影響のない導電性を確認している。
【0039】
また、従来構造の接点では抵抗溶接による接合を容易にするため、Cu−Ni合金などからなる比較的高抵抗の接合層をリード線側に設ける場合があるが、本実施例ではアルミナ粉50体積%の層を固定側内部リード線側に配置することにより、抵抗値の適度な上昇効果が現出し、上記接合層がなくとも抵抗溶接が容易となることがわかり、本発明の副次的効果も確認できた。
【0040】
最後に、本発明はガラス容器型サーマルプロテクタを使用して説明したが、樹脂容器型サーマルプロテクタにおいても同様の効果が得られるのは明らかであり、さらに本発明の電気接点は接点溶着のリスクを負うあらゆる有接点継電機器に適用できるものである。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、寿命末期に至っても溶着することのない電気接点およびそれを用いた信頼性・安全性が大幅に向上したサーマルプロテクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気接点の一例を示す斜視図(A)とその一部拡大断面図(B)である。
【図2】本発明のサーマルプロテクタの一例を示す断面図である。
【図3】従来のサーマルプロテクタの断面図である。
【符号の説明】
10 電気接点
11 第1の主面
12 第2の主面
13 導電層
13a、13b、13c、13d 層
20、30 サーマルプロテクタ
21、31 ガラス容器
21a、31a 封止部
22、32 固定側接点
23、33 固定側内部リード線
24、34 可動側接点
25、35 可動側内部リード線
26、36 熱応動素子
27、37 ガラスビード
28、38 固定側外部リード線
29、39 可動側外部リード線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrical contact with improved welding resistance and a thermal protector using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a thermal protector has been used as a device that protects an electric device by detecting a thermal change occurring when an electric device such as a small motor is abnormal and opening and closing a contact.
[0003]
FIG. 3 is a partially cutaway sectional view of a conventional glass-sealed thermal protector. In the thermal protector 30 shown in FIG. 3, a fixed inner lead wire 33 having a fixed contact 32 at the tip and a movable contact 34 at the tip and a movable contact 34 at the other end are provided in the glass container 31. The thermally responsive element 36 to which the internal lead wire 35 is connected is arranged to face the same, and the fixed contact 32 and the movable contact 34 are arranged so as to be able to contact and separate from each other. The fixed-side internal lead 33 and the movable-side internal lead 35 are supported by a glass bead 37, and the fixed-side internal lead 33 and the movable-side internal lead 35 are fixed to a fixed-side external lead 38 in the sealing portion 31a. And the movable side external lead wire 39 by welding or the like. One ends of the fixed external lead wire 38 and the movable external lead wire 39 are led out of the glass container 31.
[0004]
Such conventional thermal protectors are used for electrical equipment such as small motors. When the equipment malfunctions, the self-heating due to overcurrent and the rise in ambient temperature cause the fixed contact and movable contact to return by reversing the thermal response element. The device is protected by opening and closing to shut off the current.
[0005]
Originally, as the frequency of opening and closing of electrical contacts increases, the surface damage due to arc discharge progresses, and it is not possible to predict whether the failure mode of the conventional thermal protector is non-conducting or welding when the switching operation is repeated until the end of its life. Is the current situation. Here, if the welding of the contacts occurs, there is a danger of damaging the electrical equipment to be protected.
[0006]
For this reason, in order to make the final failure mode of the thermal protector non-conductive, there has been proposed a thermal protector including a contact having a configuration in which insulating fibers are sandwiched inside (for example, see Patent Document 1).
[0007]
However, in the thermal protector having the above-described configuration, the contact is made by sandwiching a foreign substance called insulating fiber, so that the mechanical strength of the contact is inferior, and the end of the insulating fiber is exposed outside the contact. With the opening and closing of the device, fiber waste falls between the contacts, and the contacts become non-conductive even though the thermal protector is in a sufficiently normal state, so that there is a problem that the electric device equipped with the thermal protector does not operate.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-311574 A
[Problems to be solved by the invention]
The thermal protector that has been activated once due to an abnormality in the electrical equipment repeatedly opens and closes the contacts at a constant cycle until the cause of the abnormality is eliminated. Essentially, the electrical contacts have the danger that their surface wears out as the switching frequency increases and eventually fuses with each other. However, if the contacts of the thermal protector are welded by a frequent opening / closing operation, the function as a safety element is lost, and there is a possibility that electrical equipment may be damaged.
[0010]
The present invention solves such a problem and provides an electric contact that does not weld even at the end of life and a thermal protector using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an electrical contact comprising a first main surface and a second main surface facing each other,
A conductive layer is formed between the first main surface and the second main surface;
The conductive layer includes a layer mainly containing a conductive substance on the first main surface side,
The conductive layer may include a layer containing an electrically insulating material and a conductive material on the second main surface side.
[0012]
Further, the present invention includes a conductor portion having an electric contact at a tip thereof, and a thermo-responsive element having an electric contact at a tip, wherein the electric contact of the conductor portion and the electric contact of the thermo-responsive element are separated from each other. A thermal protector that is arranged as possible,
A thermal protector is provided, wherein the electrical contact is used for at least one selected from an electrical contact of the conductor portion and an electrical contact of the thermally responsive element, and the first main surface is a contact surface. .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The electric contact of the present invention includes a layer containing a conductive material as a main component on a first main surface side, and includes a layer containing an electric insulating material and a conductive material on a second main surface side. As a result, as the surface layer of the contact wears due to the repetition of opening and closing, the proportion of the electrically insulating material on the contact surface increases, and finally the contact is in a non-conductive state, thereby avoiding welding of the contact at the end of life. be able to. Here, containing a conductive material as a main component means containing at least 80% by volume in volume ratio.
[0014]
The volume ratio between the electrically insulating substance and the conductive substance contained in the layer on the second main surface side is preferably 30:70 to 70:30, more preferably 45:55 to 65:35. is there. Within this range, welding at the end of life can be more reliably prevented while ensuring the electrical conductivity of the electrical contact in normal operation.
[0015]
Further, the conductive layer may include a plurality of layers in which the amount of the electrically insulating substance increases stepwise from the layer on the first main surface side to the layer on the second main surface side.
[0016]
Further, the proportion of the electrically insulating substance in the conductive layer can be continuously increased from the first main surface side to the second main surface side.
[0017]
The concentration gradient of the electrically insulating substance in the conductive layer can be obtained without the effect of the present invention even if the gradient is stepwise or continuously inclined. It is preferable that
[0018]
Furthermore, since the thermal protector of the present invention uses the electrical contact of the present invention and uses the first main surface as a contact surface, the contact becomes nonconductive at the end of the life of the thermal protector as described above, Avoiding welding can ensure the safety of the equipment.
[0019]
In addition, the electrical contact of the present invention may be used for both of the opposed contacts of the thermal protector, or may be used for any one of them. In particular, in the case of a device with a DC power supply, the degree of wear of the contacts may be greatly affected by the polarity of the contacts.
[0020]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a perspective view (A) showing an example of the electric contact of the present invention and a partially enlarged sectional view (B) thereof. As shown in FIG. 1, the electric contact 10 of the present embodiment includes a first main surface 11 and a second main surface 12 facing each other, and the first main surface 11 and the second main surface 12 are opposed to each other. The conductive layer 13 is formed between them. The conductive layer 13 is formed, for example, from a plurality of layers 13a, 13b, 13c, 13d having different compositions from the first main surface 11 side to the second main surface 12 side. The layer 13a is formed of a conductive material. From this layer 13a, toward the layer 13d, the ratio of the electrically insulating material in each of the layers 13b, 13c, and 13d increases stepwise, and the electrical insulation in the layer 13d is increased. The volume ratio between the conductive material and the conductive material is, for example, 50:50. That is, the conductive layer 13 is formed of a graded material in which the proportion of the electrically insulating substance increases stepwise. Further, the ratio of the electrically insulating substance in the conductive layer 13 can be continuously increased from the first main surface 11 side to the second main surface 12 side. However, it is sufficient that the first main surface 11 side includes a layer mainly including a conductive substance and the second main surface 12 side includes a layer including an electrically insulating substance and a conductive substance. There is no need to use materials.
[0022]
As the conductive material, for example, a single metal powder such as Ag and W, or an alloy powder such as Ag-Ni, Ag-Cd, Ag-W, Ag-Cu, Ag-Pd, Ag-Sn, and Cu-W Can be used. As the electrically insulating material, for example, oxide powder of alumina, silica, magnesia, zirconia, titania, etc. can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Not only oxides but also nitrides may be used.
[0023]
As a method for producing the above-mentioned gradient material, various methods are already widely known mainly for a powder metallurgy / ceramic manufacturing process, for example, a sheet laminating method, a powder filling press method, a centrifugal casting method, a plating method, a thin film method, A plasma method or the like can be employed. In the case where an electric contact having a surface with a curvature is produced, it can be produced by a powder filling press method or the like.
[0024]
FIG. 2 is a partially cutaway sectional view showing an example of the thermal protector of the present invention. As shown in FIG. 2, the thermal protector 20 of the present embodiment includes a fixed inner lead wire 23 having a fixed contact 22 at a distal end in a glass container 21 and a movable contact 24 at a distal end. A thermally responsive element 26 having a movable internal lead wire 25 connected to the other end thereof is disposed to face, and the fixed contact 22 and the movable contact 24 are disposed so as to be able to contact and separate from each other. The fixed-side internal lead 23 and the movable-side internal lead 25 are supported by a glass bead 27, and the fixed-side internal lead 23 and the movable-side internal lead 25 are fixed to a fixed-side external lead 28 in the sealing portion 21a. And to the movable external lead wire 29 by welding or the like. One ends of the fixed external lead 28 and the movable external lead 29 are led out of the glass container 21.
[0025]
As the fixed contact 22, the electric contact of the present embodiment shown in FIG. 1 described above is used, and the first main surface 11 is used as a contact surface, and the second main surface 12 is used as a connection surface with the thermally responsive element 26. I have. The movable contact 24 is made of, for example, an alloy such as Ag-Ni, Ag-Cd, Ag-W, Ag-Cu, Ag-Pd, Ag-Sn, or Cu-W, or a single metal such as Ag or W. Can be formed from
[0026]
The thermally responsive element 26 includes a bimetal in which two metal plates having different coefficients of thermal expansion are bonded, or a trimetal in which three metal plates are bonded. Generally, a Ni-Fe alloy or the like can be mainly used as the metal on the low expansion side. Further, as the metal on the high expansion side, various alloys such as Ni-Cr-Fe, Ni-Mn-Fe, Ni-Mo-Fe, and Ni-Cu-Mn can be used.
[0027]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0028]
(Example 1)
First, an electrical contact was manufactured using a sheet lamination method as follows.
[0029]
Silver powder having an average particle diameter of 4 μm was prepared as a conductive substance, and alumina powder having an average particle diameter of 2 μm was prepared as an electrically insulating substance. A mixture was prepared by mixing the silver powder and the alumina powder at four different volume ratios. To 100 parts by mass of each mixture, 3 parts by mass of butyral as a binder, 0.1 part by mass of ammonium polyacrylate as a dispersant, and 30 parts by mass of butyl acetate as a solvent were added to prepare four types of slurries. The volume ratio of alumina powder to silver powder (alumina powder / silver powder) was four types: 0/100, 10/90, 30/70, and 50/50.
[0030]
Each slurry was applied on a polyethylene terephthalate (PET) film to produce four types of sheets having a thickness of about 100 μm. The PET film was peeled off from the sheet and cut into sheet pieces of a predetermined size. Here, the volume ratio of alumina powder / silver powder is 0/100 for sheet A, 10/90 for sheet B, 30/70 for sheet C, and 50/50 for sheet. D. Subsequently, four sheet pieces A were laminated to form a sheet layer A. Similarly, sheet layers B, C, and D were formed.
[0031]
Next, these sheet layers are successively laminated and pressed in the order of A, B, C, and D to produce a laminated molded body, and then cut to obtain a 2.5 mm long, 2.5 mm wide, 1.5 mm thick. I got a chip. The obtained chip was heated to 400 ° C. in an electric furnace to remove the binder, and then fired at 800 ° C. for 2 hours to produce an electric contact.
[0032]
Next, as shown in FIG. 2, this electric contact is used for both the fixed contact and the movable contact, and the layers having a volume ratio of alumina powder / silver powder of 0/100 are arranged so as to face each other. A thermal protector was made. Note that a bimetal in which a Ni-Fe alloy plate and a Ni-Cr-Fe alloy plate were bonded together was used as the thermally responsive element. Further, a Mn-Ni wire was used as a material for the lead wire.
[0033]
(Example 2)
A thermal protector was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a conventional electrical contact formed of an Ag-Ni alloy was used as the movable contact.
[0034]
(Example 3)
A thermal protector was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a conventional electrical contact formed of an Ag-Ni alloy was used as the fixed contact.
[0035]
(Comparative example)
A thermal protector was manufactured in the same manner as in Example 1, except that both the fixed contact and the movable contact were formed from an Ag-Ni alloy.
[0036]
Next, a life test up to the end of life was performed using each of the 30 thermal protectors of Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example. The life test was performed under the conditions of AC 120 V, 10 A, and a power factor of 80%.
[0037]
As a result, in each of the thermal protectors of Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example, there was a certain variation in the number of times the contacts were opened and closed until the life end, but in Comparative Example, 30 samples were used. Twelve of them reached the end of life due to contact welding, whereas in Example 1, Example 2 and Example 3, no contact welding occurred, and all of the contacts reached the life end in a non-conductive state. . Thus, in the thermal protectors of Examples 1 to 3 according to the present invention, it was proved that even if the contacts were repeatedly opened and closed until the end of the service life, the non-conductive state of the contacts could be finally secured.
[0038]
In designing a contact material using an inclined material, a predetermined conductivity is required even in a layer containing the largest amount of an electrically insulating substance in order to secure the function of the electric contact. In this embodiment, the volume% of the alumina powder in the layer containing the largest amount of the electrically insulating substance is set to 50% by volume. However, if the volume% of the alumina powder is within 70% by volume, the quality of the thermal protector is not affected. Confirmed conductivity.
[0039]
In the case of a contact having a conventional structure, a relatively high-resistance joining layer made of a Cu—Ni alloy or the like may be provided on the lead wire side in order to facilitate joining by resistance welding. % Layer on the fixed-side internal lead wire side, a moderate rise in resistance appears, and resistance welding can be easily performed without the above-mentioned bonding layer. Was also confirmed.
[0040]
Finally, although the present invention has been described using a glass container type thermal protector, it is clear that the same effect can be obtained in a resin container type thermal protector, and furthermore, the electric contact of the present invention reduces the risk of contact welding. It can be applied to any contact relay equipment to be borne.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can provide an electrical contact that does not weld even at the end of its life, and a thermal protector using the electrical contact that has greatly improved reliability and safety.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view (A) showing an example of an electric contact of the present invention and a partially enlarged sectional view (B) thereof.
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the thermal protector of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a conventional thermal protector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric contact 11 1st main surface 12 2nd main surface 13 Conductive layer 13a, 13b, 13c, 13d Layer 20, 30 Thermal protector 21, 31 Glass container 21a, 31a Sealing part 22, 32 Fixed side contact 23, 33 Fixed internal lead wire 24, 34 Movable contact 25, 35 Movable internal lead wire 26, 36 Thermal response element 27, 37 Glass bead 28, 38 Fixed external lead wire 29, 39 Movable external lead wire

Claims (5)

対向する第1の主面と第2の主面とを備えた電気接点であって、
前記第1の主面と前記第2の主面との間に導電層が形成され、
前記導電層は、前記第1の主面側に導電性物質を主成分として含む層を含み、
前記導電層は、前記第2の主面側に電気絶縁性物質と導電性物質とを含む層を含むことを特徴とする電気接点。
An electrical contact comprising a first main surface and a second main surface facing each other,
A conductive layer is formed between the first main surface and the second main surface;
The conductive layer includes a layer containing a conductive substance as a main component on the first main surface side,
The electric contact, wherein the conductive layer includes a layer containing an electrically insulating substance and a conductive substance on the second main surface side.
前記第2の主面側の層に含まれる前記電気絶縁性物質と前記導電性物質との体積比が、30:70〜70:30である請求項1に記載の電気接点。2. The electrical contact according to claim 1, wherein a volume ratio between the electrically insulating substance and the conductive substance contained in the layer on the second main surface side is 30:70 to 70:30. 3. 前記導電層が、前記第1の主面側の層から前記第2の主面側の層に向かって段階的に電気絶縁性物質の量が増加する複数の層を含んでいる請求項1または2に記載の電気接点。2. The conductive layer includes a plurality of layers in which the amount of the electrically insulating substance increases stepwise from the layer on the first main surface side toward the layer on the second main surface side. 3. 3. The electrical contact according to 2. 前記導電層中の電気絶縁性物質の割合が、前記第1の主面側から前記第2の主面側へと連続的に増加している請求項1または2に記載の電気接点。3. The electrical contact according to claim 1, wherein a ratio of the electrically insulating substance in the conductive layer continuously increases from the first main surface side to the second main surface side. 4. 先端に電気接点を備えた導体部と、先端に電気接点を備えた熱応動素子とを含み、前記導体部の電気接点と、前記熱応動素子の電気接点とが接離可能に配置されたサーマルプロテクタであって、
前記導体部の電気接点および前記熱応動素子の電気接点から選ばれる少なくとも一つに、請求項1〜4のいずれかに記載の電気接点を用い、かつ前記第1の主面を接点面としたことを特徴とするサーマルプロテクタ。
A thermal section including a conductor portion having an electrical contact at a distal end and a thermoresponsive element having an electrical contact at a distal end, wherein the electrical contact of the conductor portion and the electrical contact of the thermal responsive element are arranged so as to be capable of coming and going. A protector,
At least one selected from the electrical contact of the conductor portion and the electrical contact of the thermally responsive element uses the electrical contact according to any one of claims 1 to 4, and the first main surface is a contact surface. A thermal protector characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104289876A (en) * 2014-10-28 2015-01-21 东莞市中一合金科技有限公司 Machining process for welding strip material with the ultra-thin silver layer

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