JP4389563B2 - 高導電性を有する小寸化電磁リレー用内部酸化銀−酸化物系材料製電気接点 - Google Patents
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Description
上記電磁リレーが、例えば図3(a),(b)に概略縦断面図で示される通り、鉄心磁極とコイルからなる電磁石、接極子、および電気接点がそれぞれ一方側の先端部に対向配置された状態で固着された固定接点バネと可動接点バネで構成され、さらに前記電磁石のコイルに電流を流すと図1(b)の状態、すなわち前記接極子の一方端部が鉄心磁極に磁気吸着され、これによって前記接極子の他方端部が前記可動接点バネの一方端部を上方に変位させ、これの先端部に固着された電気接点が前記固定接点バネの先端部に固着された電気接点と接触して電流が流れ、リレーが機能する状態となり、一方前記電磁石のコイルの通電を停止すると、図1(a)に示される状態となって、前記電気接点が開離し、リレー機能が停止するようになる作動機能をもつことも知られている。
上記構造の電磁リレーの場合、例えば自動車用であれば、電源電圧:直流14V、定格電流:20〜30Aの負荷条件で用いられ、この場合の電気接点の寸法は通常のリッベト形状のもので頭経が3〜5mmのものが一般である。
また、上記構造の電磁リレーの電気接点には各種の材料が実用され、かつ提案されているが、中でも以下に示す材料、すなわち、質量%で(以下、%は質量%を示す)、
Sn:3〜12%、
In:2〜15%、
Cu:0.1〜8%、
を含有し、残りがAgと不可避不純物からなる組成を有するAg合金を内部酸化処理、すなわち酸化雰囲気中、650〜750℃に15〜30時間保持の条件で処理して、Agの素地に超微粒のSn系酸化物とIn系酸化物が析出した組織としてなる内部酸化銀−酸化物系材料が注目されている。
上記の従来電気接点を構成する内部酸化処理前のAg合金の合金成分であるSn、In、およびCuの含有量を、
Sn:5.1〜9%、
In:1.5〜5%、
Cu:0.05〜0.5%、
に特定し、さらに必要に応じてNiを0.03〜0.5%含有させた上で、これに同じく合金成分として、
Bi:0.005〜0.06%、
を含有させ、このBi含有のAg合金に上記の通常の条件で内部酸化処理を施した後で、大気雰囲気中、900〜960℃に10〜20時間保持の条件で熱処理を施すと、合金成分として含有させたBi成分の作用で、内部酸化処理で析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が前記熱処理で拡散集合して成長し、粗粒化して、複合酸化物粗粒となり、これがAg素地に分散分布した組織をもつようになり、前記Ag素地には内部酸化処理で析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が存在しないものとなり、この結果接点自身の導電性が著しく向上し、小径化による高電流密度での実用に際しても発熱が著しく抑制されることから、接点間の溶着現象がなくなり、長期に亘ってすぐれた接点特性を発揮するようになり、さらにNiの作用で強度が向上し、電気接点の小径化に一段と寄与するようになる、という研究結果を得たのである。
Sn:5.1〜9%、
In:1.5〜5%、
Cu:0.05〜0.5%、
Bi:0.005〜0.06%、
を含有し、さらに必要に応じて、
Ni:0.03〜0.5%、
を含有し、残りがAgと不可避不純物からなる組成を有するAg合金の内部酸化処理材に、析出酸化物拡散集合成長熱処理を施して、前記内部酸化処理材のAg素地に析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物を拡散集合して成長させ、粗粒化してなる複合酸化物粗粒がAg素地に分散分布し、前記超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が存在しない組織を有するものとした内部酸化銀−酸化物系材料で構成してなる小寸化電磁リレーに用いるのに適した高導電性電気接点に特徴を有するものである。
(a)Sn
Sn成分には、内部酸化処理で熱的に安定なSn系酸化物を形成し、接点の開離性と耐溶着性を向上させる作用があるが、その含有割合が5.1%未満では、析出するSn系酸化物の割合が十分でないために、前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有割合が9%を越えると、硬さが急激に上昇し、伸線加工性およびヘッダ加工性が損なわれるようになることから、その含有割合を5.1〜9%と定めた。
In成分には、内部酸化処理でのSn系酸化物の析出を促進し、かつ自身も熱的に安定なIn系酸化物を形成して、Sn系酸化物との共存において、開離性と耐溶着性を向上させる作用があるが、その含有割合が1.5%未満では、Sn系酸化物の析出が不十分となり、この結果Sn成分が合金成分として素地中に固溶含有するようになることから、高導電性の確保が困難となり、一方その含有割合が5%を越えると、硬さに上昇傾向が現れ、伸線加工性やヘッダー加工性が低下するようになることから、その含有割合を1.5〜5%と定めた。
Cu成分には、内部酸化処理でのSn系酸化物およびIn系酸化物の析出を促進する作用があるが、その含有割合が0.05%未満では、前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有割合が0.5%を越えると、耐溶着性および耐消耗性が低下するようになることから、その含有割合を0.05〜0.5%と定めた。
Bi成分には、析出酸化物拡散集合成長熱処理で、内部酸化処理で析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物の拡散集合成長を著しく促進し、これらを粗粒化して複合酸化物粗粒を形成するのに不可欠の成分であるが、その含有割合が0.005%未満では、前記超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物の拡散集合成長が満足に行われず、素地に前記超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が残留して、十分な導電性向上効果が得られず、一方その含有割合が0.06%を越えると、複合酸化物粗粒が大きくなり過ぎ、素地の占める面積割合が大きくなり過ぎ、これが耐溶着性低下の原因となることから、その含有割合を0.005〜0.06%と定めた。
Ni成分には、素地のAg結晶粒を微細化して、強度を向上させ、もって接点の一段の薄肉化を可能ならしめる作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有割合が0.03%未満では、所望の強度向上効果が得られず、一方その含有割合が0.5%を越えると、伸線加工性やヘッダ加工性に低下傾向が現れるようになることから、その含有割合を0.03〜0.5%と定めた。
モーターロック負荷方式、
電源電圧:直流14V、
定格電流:28A、
接点接触力:15gf、
接点開離力:15gf、
の条件で開閉試験を行い、開閉不能に至るまでの開閉回数(耐久開閉回数)を測定した。これらの結果を表1,2に示した。なお、表1,2には電気接点の導電性を評価する目的で、電気伝導度(IACS%)の測定結果を示し、さらにマイクロビッカース硬さ(Hv)も示した。
上述のように、この発明の電気接点は、小径化して単位面積当たりの電流密度が高くなっても長期に亘ってすぐれた電気接点特性、すなわち、すぐれた耐溶着性および耐消耗性を発揮するものであり、電磁リレーの小寸化に十分満足に対応できるものである。
Claims (2)
- 質量%で、
Sn:5.1〜9%、
In:1.5〜5%、
Cu:0.05〜0.5%、
Bi:0.005〜0.06%、
を含有し、残りがAgと不可避不純物からなる組成を有するAg合金の内部酸化処理材に、析出酸化物拡散集合成長熱処理を施して、前記内部酸化処理材のAg素地に析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物を拡散集合して成長させ、粗粒化してなる複合酸化物粗粒がAg素地に分散分布し、前記超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が存在しない組織を有するものとした内部酸化銀−酸化物系材料で構成したことを特徴とする小寸化電磁リレーに用いるのに適した高導電性電気接点。 - 質量%で、
Sn:5.1〜9%、
In:1.5〜5%、
Cu:0.05〜0.5%、
Bi:0.005〜0.06%、
Ni:0.03〜0.5%、
を含有し、残りがAgと不可避不純物からなる組成を有するAg合金の内部酸化処理材に、析出酸化物拡散集合成長熱処理を施して、前記内部酸化処理材のAg素地に析出した超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物を拡散集合して成長させ、粗粒化してなる複合酸化物粗粒がAg素地に分散分布し、前記超微粒のSn系酸化物およびIn系酸化物が存在しない組織を有するものとした内部酸化銀−酸化物系材料で構成したことを特徴とする小寸化電磁リレーに用いるのに適した高導電性電気接点。
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