JPH03127415A - リードスイッチ - 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】 （概　要〕 リード片封入型リードスイッチの新規構成に関し、 低レベル信号領域におけるスイッチング寿命の向上を図
ることを目的とし、 長手方向端部に接点が形成されている２個の磁性材料か
らなるリード片を、該接点が所定の微小間隔を保って対
向するように直状ガラス管の両端面で封入固定したリー
ドスイッチであって、上記リード片がコバルト・鉄（Ｃ
ｏ　−Ｆｅ）合金からなり、また上記接点を銅・ニッケ
ル（Ｃｕ−Ｎｉ）拡散層で形成して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はリード片封入型リードスイッチの新規構成に係
り、特に低レベル信号領域におけるスイッチング寿命の
向上を図ったリードスイッチに関する。

一般にリードスイッチは、先端に接点が被着形成された
一対の磁性材料からなるリード片を、上記接点が所定の
微小間隔を保って対向するように不活性ガスと共に直状
のガラス管の両端部に封入固定して形成したもので、該
ガラス管の周囲から適当な外部磁界を付与することで上
記リード片を動作させて近接配置した接点間でスイッチ
ング動作を行わしめるものである。

かかるリードスイッチは、大気中の塵埃や有害ガス、湿
度等に影響されないため信頼性が高く、該リードスイッ
チに永久磁石等の駆動手段を組み合わせたリードリレー
は電磁リレーよりも小型軽量であり、且つ高速に動作す
るため各分野に広く利用されている。

この場合、リード片の材料や接点を形成する材料２手段
等によってリードスイッチとしての特性が大きく変化す
ることから種々の構成になるリードスイッチが実用化さ
れている。

（従来の技術） 第３図および第４図は従来のリードスイッチの模式断面
図であり、いずれも接点部を拡大して表わしている。

第３図でリードスイッチ１は、先端にロジウム（Ｒｈ）
からなる接点２をメツキ手段で被着形成した一対の磁性
材料すなわち５２７０イ合金にッケルＮｉ５２％、鉄Ｆ
ｅ　４８％）からなるリード片３を、上記接点２が微小
間隔を保って対面するように不活性ガス（例えば窒素Ｎ
２）４と共に直状のガラス管５０両端部で封入して形成
したものである。

なお該リード片３のガラス管５の両端部に露出する部分
には、図示されない外部回路との接続の容易化を図るた
め半田メツキ層３ａを施している。

かかるリードスイッチ１では、接点２にかかる負荷レベ
ルが例えば電圧ＤＣ５〜１００Ｖ、電流０゜１〜０．５
Ａ程度と比較的大きいときには安定したスイッチング特
性を示すメリットがある。

しかし、白金族に属する貴金属ロジウム（Ｒｈ）接点を
使用するため価格的に高く、また接点にかかる負荷レベ
ルが電圧ＤＣ５〜１２Ｖ、電流１〜３０ｍＡ程度の低レ
ベル信号領域である場合には該接点部の発熱によって該
接点部に凹凸消耗を起こし易く例えば１億回程度のスイ
ッチング動作で接点間に融着現象が発生することがある
。

第４図に示すリードスイッチ１１は、第３図で説明した
リードスイッチ１を価格的に安くすると共に上記低レベ
ル信号領域でのスイッチング特性の長寿命化を図ったも
ので、対をなすリード片１２には第３図の場合と同様の
５２アロイ合金を使用し、また該リード片１２の先端に
被着形成する接点１３はニッケル（Ｎｉ）１３ａと銅（
Ｃｕ）１３ｂの複合メツキ層を熱拡散処理して形成した
ものである。

なお５がガラス管を示し、また上記リード片１２の露出
する端部には半田メツキ層１２ａが形成されていること
は第３図と同様である。

かかる構成になるリー　ドスイッチ１１では、低価格化
が実現できると共に低レベル信号領域では第３図の場合
に比較して３倍程度のスイッチング動作の長寿命化を達
成することができる。

しかし、最近の顧客要求は更なる長寿命化（例えば低レ
ベル領域で１０億回程度）が要求されるようになって来
ており、かかる要求には対応することができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のリードスイッチの構成では、低レベル信号領域に
おけるスイッチング特性向上に対する顧客要求に対応す
ることができないと言う問題があった。

〔課題を解決するための手段］ 上記問題点は、長手方向端部に接点が形成されている２
個の磁性材料からなるリード片を、該接点が所定の微小
間隔を保って対向するように直状ガラス管の両端面で封
入固定したリードスイッチであって、 上記リード片がコバルト・鉄（Ｃｏ−Ｆｅ）合金からな
り、また上記接点が銅・ニッケル（Ｃｕ−Ｎｉ＞拡散層
で形成されているリードスイッチによって解決される。

［作　用〕 一般にリード片に導体抵抗が小さくまた熱伝導係数が大
きい磁性材料を使用すると、ジュール熱による発熱量が
小さくなると共に接点部で発生する熱の放熱が容易とな
る。

また磁気変態点が従来の５２７０イ合金より高い材料で
は、接点部の温度上昇に対する磁気的損失を従来の５２
７０イ合金より少なくすることができて、効果的なスイ
ッチングを実現することができる。

本発明では、リード片の材料に上記の各条件を満足する
コバルト・鉄合金を使用するようにしている。

従って、従来のリードスイッチに比べて低レベル信号領
域での特性向上が実現できるリードスイッチを得ること
ができる。

〔実施例］ 第１図は本発明になるリードスイッチの模式断面図、第
２図は実験結果を示す図である。

第１図でリードスイッチ２１は、先端に接点２３を形成
したコバル）　（Ｃｏ）が８８％、鉄（Ｆｅ）が１２％
の組成を持つコバルト−鉄共晶合金からなるリード片２
２を、第３図同様の直状ガラス管５の両端部から該接点
２３が所定の微小間隔で対向するように封入固定したも
ので、該ガラス管５の内部に不活性ガス（窒素ガスＮＺ
）が封入されていることは第３図と同様である。

特に上記接点２３は、リード片２２の端部所定領域Ａに
、先ず厚さ１．３μｍのニッケル（Ｎｉ）メツキ層２３
ａをまたその上に厚さ１．８μｍの銅（Ｃｕ）メツキ層
２３ｂを通常の手段で形成したのち、９００°Ｃの水素
雰囲気中で該メツキ層２３ａ、２３ｂを拡散させて形成
したものである。

なお、上記リード片２２の露出する端部には半田メツキ
層２２ａが形成されていることは第３図と同様である。

かかる構成になるリードスイッチ２１の場合、リード片
２２の導体抵抗は約１２．５μΩ／ｃｍであって従来の
リード片材料すなわち５２７０イ合金の導体抵抗（約３
５μΩ／ｃｍ）に比して約１／３である。

また熱伝導係数は、５２７０イ合金の０．０１４３　ｃ
ａＱ　／ｃｍ／ｓｅｃ／ｄｅｇに対して０．０４　ｃａ
　１２　／ｃｍ／ｓｅｃ／ｄｅｇと約３倍、磁気変態点
は５２７０イ合金の５４０’Ｃに対して８００〜８５０
　”Ｃと高い。

更に磁束密度が、５２７０イ合金は１３．５　ＫＧ　　
であるがコバルト−鉄合金は１６　ＫＧ　　と大きい。

従って接点部における発熱が少ないと共に、例えば１０
０ｔ（ｚ程度で高速動作させたときに該接点部に発生す
るジュール熱もリード片から効率的に放散されるため該
接点部が特に高熱になることがなく、結果的に例えば低
レベル領域で１０億回程度と言われる顧客要求を満足さ
せることができる。

更に、上述したように磁気変態点が高くなっているため
スイッチングを効率的に行わせることができて生産性の
よいリードスイッチを得ることができる。

実験結果を示す第２図は、第３図のリードスイッチｌと
第４図のリードスイッチ１１および上記第１図のリード
スイッチ２１を同一の低レベル信号領域条件で動作させ
た時の寿命試験結果を比較して示したもので、横軸Ｘに
は動作回数を、また縦軸Ｙには累積故障率をそれぞれと
った図で表わしている。

なお試験条件はいずれも接点部にかかる負荷を、電圧Ｄ
Ｃ１２Ｖ、電流１０ｍＡ　　の抵抗負荷としている。

図で、■はり一ドスイッチ１．■はり一ドスイッチ１１
．また■は本発明になるリードスイッチ２１の実験結果
をそれぞれ示している。

この場合図から明らかな如く、■は■に比較してほぼ１
桁、また■に比較してもほぼ３倍程度寿命が向上してい
る。

このことは低レベル信号領域での寿命が伸びていること
を示しており、結果的に上述した顧客要求例えば「低レ
ベル信号領域での寿命１０億回Ｊをほぼ満足させられる
リードスイ・ンチを得ることができる。

なお上記リードスイッチ２１は、接点２３の形成条件を
ニッケルメッキ厚１．３μｍ、銅メ・ツキ厚１．８μｍ
、拡散処理温度を９００°Ｃとしているが、ニッケルメ
ッキ厚を０．５〜２．５　μｍ、銅メツキ厚を０．５〜
２．５μｍの範囲で形成し、更に拡散温度を６００〜１
０００°Ｃの間で行っても同様の結果が得られることを
実験的に確認している。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、低レベル信号領域におけるス
イッチング寿命を従来のものより長くして顧客要求を満
たすことができるリードスイッチを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるリードスイッチの模式断面図、 第２図は実験結果を示す図、 第３図は従来のリードスイッチの模式断面図、第４図は
従来好子−ドスイ・・チの模式断面図、である。図にお
いて、 ４は不活性ガス、　　　５はガラス管、２１はリードス
イッチ、 ２２はリード片、　　　　２２ａは半田メツキ層、２３
は接点、　　　　２３ａはニッケルメッキ層、２３ｂは
銅メツキ層、 をそれぞれ表わす。 オー是明に７６１１−トスイー、４ｙ＞榎式尉１ガ９冨
　１　図 実媛轄果乞ネイ記 冨２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 長手方向端部に接点（２３）が形成されている２個の磁
   性材料からなるリード片（２２）を、該接点（２３）が
   所定の微小間隔を保って対向するように直状ガラス管（
   ５）の両端面で封入固定したリードスイッチであって、 上記リード片（２２）がコバルト・鉄（Ｃｏ−Ｆｅ）合
   金からなり、また上記接点（２３）が銅・ニッケル（Ｃ
   ｕ−Ｎｉ）拡散層で形成されていることを特徴としたリ
   ードスイッチ。