JPH0425650B2 - - Google Patents
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- JPH0425650B2 JPH0425650B2 JP22909982A JP22909982A JPH0425650B2 JP H0425650 B2 JPH0425650 B2 JP H0425650B2 JP 22909982 A JP22909982 A JP 22909982A JP 22909982 A JP22909982 A JP 22909982A JP H0425650 B2 JPH0425650 B2 JP H0425650B2
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Landscapes
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Contacts (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 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ツプ
する部分で接点の開閉を行なわせるリードスイツ
チに関する。
ード片を封入し、リード片の互いにオーバラツプ
する部分で接点の開閉を行なわせるリードスイツ
チに関する。
(b) 技術の背景
通常のリードスイツチは第１図イに示すよう
に、ガラス管１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。そしてガラス間１の外部に配置された励磁
コイル４に通電すると、両リード片２，３を通る
磁束で、リード片のオーバラツプした接点部分の
ギヤツプ５が閉じてスイツチオンする。次に励磁
コイル４を非通電状態にすると、接点ギヤツプ５
の磁気吸引力が消失して接点ギヤツプ５が開き、
スイツチオフとなる。
に、ガラス管１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。そしてガラス間１の外部に配置された励磁
コイル４に通電すると、両リード片２，３を通る
磁束で、リード片のオーバラツプした接点部分の
ギヤツプ５が閉じてスイツチオンする。次に励磁
コイル４を非通電状態にすると、接点ギヤツプ５
の磁気吸引力が消失して接点ギヤツプ５が開き、
スイツチオフとなる。
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
けて、触媒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
52アロイと呼ばれる52％ニツケルと48％鉄の合金
材が広く用いられる。接点材料としては、金、
銀、銅または金系合金（Au−Co、Au−Ni）、ロ
ジウム、ルテニウム、レニウムなどの材料が用い
られる。
片３，２の先端に貴金属材料からなる接点６を設
けて、触媒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
52アロイと呼ばれる52％ニツケルと48％鉄の合金
材が広く用いられる。接点材料としては、金、
銀、銅または金系合金（Au−Co、Au−Ni）、ロ
ジウム、ルテニウム、レニウムなどの材料が用い
られる。
(c) 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材
料として用いた場合、接点材料同士の粘着現象に
よつて、励磁コイル４を非通電状態にして励磁磁
界を取り去つても接点ギヤツプ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
点材料をメツキした後、水素雰囲気の電気炉中で
20分程度の熱処理を行ない、下地金属と接点材料
を拡散して、下地金属が接点の表面に一部露出す
るようにしている。
料として用いた場合、接点材料同士の粘着現象に
よつて、励磁コイル４を非通電状態にして励磁磁
界を取り去つても接点ギヤツプ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
点材料をメツキした後、水素雰囲気の電気炉中で
20分程度の熱処理を行ない、下地金属と接点材料
を拡散して、下地金属が接点の表面に一部露出す
るようにしている。
ところがこの方法は、粘着は軽減される反面次
のような欠点が生じる。
のような欠点が生じる。
(1) 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くなる。
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くなる。
(2) リードスイツチのガラス管内の微量の残留酸
素によつて、無負荷動作の場合に接点閉止時の
衝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。即ち動作回数の増大と
共に、ブリツジ消耗即ちpip＆craterを生成し、
接触抵抗増大、粘着（sticking）などの接触障
害を引き起す。第２図はこのブリツジ現象を説
明する断面図である。リード片への通電時の極
性が、図上左のリード片２側が負、右のリード
片３側が正とすると、正側の接点材料が負側の
接点材料に移動して、正側の接点材料が消耗し
て窪み（crater）７ができ負側に隆起（pip）
８ができる。これはジユール熱とシヨート・ア
ークによつて起きる。即ち閉じた接点間に電流
が流れると、そのときのジユール熱で温度が上
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温度になるため、正側の軟
化した接点材料が低温の負側の接点に粘着し、
正側がブリツジ消耗して窪みができる。また通
電時のシヨート・アークによつて負側に発生し
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
７と隆起８を更に促進する。そしてこの窪み７
に隆起８が嵌入するとロツクされると共に粘着
し、励磁磁界を取り去つたときの接点の開離が
困難になる。これらの現象は特に50V、100ｍ
Ａ程度の領域で発生し易い。
素によつて、無負荷動作の場合に接点閉止時の
衝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。即ち動作回数の増大と
共に、ブリツジ消耗即ちpip＆craterを生成し、
接触抵抗増大、粘着（sticking）などの接触障
害を引き起す。第２図はこのブリツジ現象を説
明する断面図である。リード片への通電時の極
性が、図上左のリード片２側が負、右のリード
片３側が正とすると、正側の接点材料が負側の
接点材料に移動して、正側の接点材料が消耗し
て窪み（crater）７ができ負側に隆起（pip）
８ができる。これはジユール熱とシヨート・ア
ークによつて起きる。即ち閉じた接点間に電流
が流れると、そのときのジユール熱で温度が上
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温度になるため、正側の軟
化した接点材料が低温の負側の接点に粘着し、
正側がブリツジ消耗して窪みができる。また通
電時のシヨート・アークによつて負側に発生し
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
７と隆起８を更に促進する。そしてこの窪み７
に隆起８が嵌入するとロツクされると共に粘着
し、励磁磁界を取り去つたときの接点の開離が
困難になる。これらの現象は特に50V、100ｍ
Ａ程度の領域で発生し易い。
炉拡散の場合は、接点部表面に磁性材料の鉄
（Fe）などの酸化物が存在すること、また機械
的な摩耗によつて皮膜が破壊され、他の不導体
部分によりこの導体部に電流が集中して流れる
ことにより、前記のようなジユール熱とシヨー
ト・アークが一層発生しやすい。
（Fe）などの酸化物が存在すること、また機械
的な摩耗によつて皮膜が破壊され、他の不導体
部分によりこの導体部に電流が集中して流れる
ことにより、前記のようなジユール熱とシヨー
ト・アークが一層発生しやすい。
(3) 炉拡散によつて異物が混入し易く、接触障害
を引き起こし易い。
を引き起こし易い。
(4) 加熱温度による中間レベルで寿命特性が顕著
に低下して、ユーザの要求を満足できない。
に低下して、ユーザの要求を満足できない。
(d) 発明の目的
本発明は、従来のリードスイツチの製造方法に
よるこのような問題を解消し、特に接触抵抗の安
定化と中間レベルでの寿命特性の向上を目的とす
る。
よるこのような問題を解消し、特に接触抵抗の安
定化と中間レベルでの寿命特性の向上を目的とす
る。
(e) 発明の構成
本発明はこの目的を達成するために、金、銀、
銅または金系合金を、接点材料としてリード片に
メツキし、該リード片を不活性ガスの雰囲気で封
入管に封入封止し、その後、接点間に交流電圧を
印加してグロー放電を生じさせることによつて、
前記メツキした金、銀、銅または金系合金をリー
ド片に拡散させるようにしている。
銅または金系合金を、接点材料としてリード片に
メツキし、該リード片を不活性ガスの雰囲気で封
入管に封入封止し、その後、接点間に交流電圧を
印加してグロー放電を生じさせることによつて、
前記メツキした金、銀、銅または金系合金をリー
ド片に拡散させるようにしている。
(f) 発明の実施例
次に本発明によるリードスイツチの製造方法が
実際上どのように具体化されるかを実施例で説明
する。
実際上どのように具体化されるかを実施例で説明
する。
実施例 １
第３図イはリードスイツチのグロー放電拡散回
路を示す図、ロはリード片の接点部の拡大断面図
である。接点材料として金を用い、52アロイの磁
性材料リード片２，３にメツキ厚2.0μｍのメツキ
を施して接点材料６を付けた。そしてH2雰囲気
で加熱温度800℃、20分間の熱処理を行なつた後、
N2雰囲気でガラス管１に封入し、イのようなリ
ードスイツチを作成した。この後両リード片２，
３間に交流電源９を接続して、交流電圧3500V、
15ｍＡを25秒間印加し、金の接点材料６と磁性材
料の52アロイを拡散させて接点を完成した。
路を示す図、ロはリード片の接点部の拡大断面図
である。接点材料として金を用い、52アロイの磁
性材料リード片２，３にメツキ厚2.0μｍのメツキ
を施して接点材料６を付けた。そしてH2雰囲気
で加熱温度800℃、20分間の熱処理を行なつた後、
N2雰囲気でガラス管１に封入し、イのようなリ
ードスイツチを作成した。この後両リード片２，
３間に交流電源９を接続して、交流電圧3500V、
15ｍＡを25秒間印加し、金の接点材料６と磁性材
料の52アロイを拡散させて接点を完成した。
こうして製造したリードスイツチの特性を従来
例と比較する。なお従来方法で製造された比較用
のリードスイツチは、同じメツキ厚のリード片を
従来の拡散用電気炉により水素雰囲気中で800℃、
20分間拡散処理を行なつて製造されたものを用い
た。
例と比較する。なお従来方法で製造された比較用
のリードスイツチは、同じメツキ厚のリード片を
従来の拡散用電気炉により水素雰囲気中で800℃、
20分間拡散処理を行なつて製造されたものを用い
た。
第４図は無負荷動作時の接触抵抗特性を示す。
この図から明らかなように、従来方法で製造され
たリードスイツチは、動作回数と共に接触抵抗
Rcが増大する。これは接点の機械的な消耗によ
り磁性材料の鉄（Fe）と内部に含まれている微
量酸素によつて酸化物を形成するためである。本
発明方法で製造されたリードスイツチは、動作回
数が増大しても安定した接触抵抗を示している。
しかもロジウム接点と比較しても同等の特性を示
す。従つて低レベル領域でも使用可能となる。
この図から明らかなように、従来方法で製造され
たリードスイツチは、動作回数と共に接触抵抗
Rcが増大する。これは接点の機械的な消耗によ
り磁性材料の鉄（Fe）と内部に含まれている微
量酸素によつて酸化物を形成するためである。本
発明方法で製造されたリードスイツチは、動作回
数が増大しても安定した接触抵抗を示している。
しかもロジウム接点と比較しても同等の特性を示
す。従つて低レベル領域でも使用可能となる。
このように優れた効果を奏するのは、グロー放
電による接点の洗浄化作用と、メツキ部を汚染し
ているカーボンなどと残留酸素がグロー放電によ
り接点外に酸化物を形成することの相乗効果によ
るものと思われる。このようにして発生した酸化
物はガラス管内に残るが、それが飽和状態になつ
ておれば、再度分解して接点表面に再付着するよ
うな恐れはない。さらにグロー放電によつてイオ
ンが飛散し且つ相手側はイオンで衝撃されるため
接点表面が梨地状に粗らされ、微細な凹凸が無数
にできた状態となるので、接点動作で突起が摩耗
しても次々と他の凸部で良好な接触が維持され、
動作回数が増大しても接触抵抗は高くならない。
電による接点の洗浄化作用と、メツキ部を汚染し
ているカーボンなどと残留酸素がグロー放電によ
り接点外に酸化物を形成することの相乗効果によ
るものと思われる。このようにして発生した酸化
物はガラス管内に残るが、それが飽和状態になつ
ておれば、再度分解して接点表面に再付着するよ
うな恐れはない。さらにグロー放電によつてイオ
ンが飛散し且つ相手側はイオンで衝撃されるため
接点表面が梨地状に粗らされ、微細な凹凸が無数
にできた状態となるので、接点動作で突起が摩耗
しても次々と他の凸部で良好な接触が維持され、
動作回数が増大しても接触抵抗は高くならない。
また従来の拡散方法は、粒界に沿つて磁性材料
と拡散が進行し、金過剰の部分が存在するが、本
発明のグロー放電拡散方法では、均一な拡散が行
なわれる。
と拡散が進行し、金過剰の部分が存在するが、本
発明のグロー放電拡散方法では、均一な拡散が行
なわれる。
グロー放電を発生させるための交流電圧は、
2500〜4500V、電流１〜100ｍＡ程度が適当であ
る。第７図は、第８図に示すようなトランス特性
（電源）をもつた放電拡散装置で拡散処理を行な
つた場合の、放電領域特性を示すもので、2500〜
4500V程度で、約10秒間以上放電させた領域が優
れている。第９図にも示すように、約10秒間以上
放電を行なつた方が、寿命特性に優れている。な
おこの図は、Auメツキ厚2μｍで、電気炉拡散
（H2雰囲気中にて、800℃、20分間）を行なつた
後、放電拡散（AC3500V、25秒間、電流ピーク
値15ｍＡ）を行なつた場合の特性である。
2500〜4500V、電流１〜100ｍＡ程度が適当であ
る。第７図は、第８図に示すようなトランス特性
（電源）をもつた放電拡散装置で拡散処理を行な
つた場合の、放電領域特性を示すもので、2500〜
4500V程度で、約10秒間以上放電させた領域が優
れている。第９図にも示すように、約10秒間以上
放電を行なつた方が、寿命特性に優れている。な
おこの図は、Auメツキ厚2μｍで、電気炉拡散
（H2雰囲気中にて、800℃、20分間）を行なつた
後、放電拡散（AC3500V、25秒間、電流ピーク
値15ｍＡ）を行なつた場合の特性である。
第５図に中間レベル50V、100ｍＡ、抵抗負荷
（直流）での寿命特性を示す。横軸が動作回数、
縦軸が接触不良の発生率である。本発明のグロー
放電拡散法で製造されたリードスイツチは、従来
のリードスイツチと比較して約８倍以上の寿命特
性を示している。
（直流）での寿命特性を示す。横軸が動作回数、
縦軸が接触不良の発生率である。本発明のグロー
放電拡散法で製造されたリードスイツチは、従来
のリードスイツチと比較して約８倍以上の寿命特
性を示している。
第６図は50V、0.5ｍＡ、DCで５ｍのケーブル
負荷の場合の寿命特性を示す。このレベルでも、
従来のリードスイツチと比較して約４倍以上の寿
命特性を示す。
負荷の場合の寿命特性を示す。このレベルでも、
従来のリードスイツチと比較して約４倍以上の寿
命特性を示す。
なおリード片は、パーマロイに限らず他の磁性
材料を適用しても同様な効果が得られる。
材料を適用しても同様な効果が得られる。
(g) 発明の効果
以上のように本発明によれば、金材料などの接
点を備えたリード片を、不活性ガスの雰囲気でガ
ラス管に封入封止した後、対応する接点間に交流
電圧を印加しガロー放電を起こさせることによつ
て、接点材料をリード片の磁石材料に拡散させる
ようにしている。そのため接点表面の接触抵抗が
長期にわたつて小さく且つ安定する。かつブリツ
ジ現象も発生し難くなり、寿命が長くなる。
点を備えたリード片を、不活性ガスの雰囲気でガ
ラス管に封入封止した後、対応する接点間に交流
電圧を印加しガロー放電を起こさせることによつ
て、接点材料をリード片の磁石材料に拡散させる
ようにしている。そのため接点表面の接触抵抗が
長期にわたつて小さく且つ安定する。かつブリツ
ジ現象も発生し難くなり、寿命が長くなる。
第１図は通常のリードスイツチの全体構成と接
点部を示す断面図、第２図は接点のブリツジ現象
を示す断面図、第３図は本発明によるグロー放電
回路と接点部を示す図、第４図は接触抵抗特性を
示す図、第５図は抵抗負荷での寿命特性を示す
図、第６図はケーブル負荷時における寿命特性を
示す図、第７図は放電領域特性を示す図、第８図
は放電装置のトランス特性を示す図、第９図は放
電時間に対する寿命特性を示す図である。 図において、１はガラス管、２，３はリード
片、４は励磁コイル、５は接点ギヤツプ、６は接
点、６は接点材料、７は窪み、８は隆起、９はグ
ロー放電電源をそれぞれ示す。
点部を示す断面図、第２図は接点のブリツジ現象
を示す断面図、第３図は本発明によるグロー放電
回路と接点部を示す図、第４図は接触抵抗特性を
示す図、第５図は抵抗負荷での寿命特性を示す
図、第６図はケーブル負荷時における寿命特性を
示す図、第７図は放電領域特性を示す図、第８図
は放電装置のトランス特性を示す図、第９図は放
電時間に対する寿命特性を示す図である。 図において、１はガラス管、２，３はリード
片、４は励磁コイル、５は接点ギヤツプ、６は接
点、６は接点材料、７は窪み、８は隆起、９はグ
ロー放電電源をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金、銀、銅または金系合金を、接点材料とし
てリード片にメツキし、 該リード片を不活性ガスの雰囲気で封入管に封
入封止し、 その後、接点間に交流電圧を印加してグロー放
電を生じさせることによつて、前記メツキした
金、銀、銅または金系合金をリード片に拡散させ
ること、 を特徴とするリードスイツチの製造方法。 ２ 請求項１記載のリードスイツチの製造方法に
おいて、 金、銀、銅または金系合金をメツキしたリード
片を封入管に封入封止する前に、不活性ガスの雰
囲気中で前記メツキした金、銀、銅または金系合
金をリード片に熱拡散させること、 を特徴とするリードスイツチの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22909982A JPS59117022A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | リ−ドスイツチの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22909982A JPS59117022A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | リ−ドスイツチの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59117022A JPS59117022A (ja) | 1984-07-06 |
| JPH0425650B2 true JPH0425650B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=16886731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22909982A Granted JPS59117022A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | リ−ドスイツチの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59117022A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01260726A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-18 | Fujitsu Ltd | リードスイッチの製造方法 |
| US5892424A (en) * | 1995-02-10 | 1999-04-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Encapsulated contact material and a manufacturing method therefor, and a manufacturing method and a using method for an encapsulated contact |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149373A (en) * | 1976-06-08 | 1977-12-12 | Fujitsu Ltd | Method of cleaning reed switch contact |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP22909982A patent/JPS59117022A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59117022A (ja) | 1984-07-06 |
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