JPH0570890B2 - - Google Patents
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- JPH0570890B2 JPH0570890B2 JP60238430A JP23843085A JPH0570890B2 JP H0570890 B2 JPH0570890 B2 JP H0570890B2 JP 60238430 A JP60238430 A JP 60238430A JP 23843085 A JP23843085 A JP 23843085A JP H0570890 B2 JPH0570890 B2 JP H0570890B2
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
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- Contacts (AREA)
Description
〔技術分野〕
この発明は、電気接点材料に関する。
〔背景技術〕
各種接点材料が電磁接触機、リレー、ブレーカ
などに使用されている。これらの接点材料には、
消耗が少なく、溶着しにくく、かつ接点抵抗が低
いという特性が要求される。しかし、現実には、
これら３つの特性を同時に満足する材料を求める
ことは困難である。 近年、比較的電流容量の多い接点を備えたリレ
ーが、回路や装置の入出力の制御に多く使用され
ている。入力の制御に使用されるときは、容量性
負荷の制御が目的であり、出力の制御に使用され
るときは、モータやランプ等の制御が目的であ
る。そのため、リレーの接点に突入電流が流れ、
接点が溶着するという問題が起こつている。この
ようなことも含めて、現在、耐溶着特性のよい電
気接点材料への要求が高まつてきている。 しかしながら、耐溶着特性に主眼をおいて電気
接点材料を作ると、導電性が悪くなるなどして接
点としたときの接触抵抗があがるため、結果的
に、接点の電流容量の向上には結びつかないとい
う問題がある。 〔発明の目的〕 この発明は、上記の事情に鑑み、良好な導電性
を維持しつつ、耐溶着特性もすぐれている電気接
点材料を提供することを目的とする。 〔発明の開示〕 前記目的を達成する、この発明は、導電性の良
い材料からなる層の上に前記材料よりも硬度の高
い材料からなる層が設けている電気接点材料にお
いて、導電性の良い材料がAgであり、硬度の高
い材料が、SnO2およびIn2O3、Al2O3、MnOから
なる金属酸化物がAg中に分散されていて、Agと
InとSnの合計重量に対してInとSnの合計重量が
10重量％以上であり、Agと全ての金属元素との
合計量に対してAlとMnの合計重量が0.5重量％以
下であることを特徴とする電気接点材料を要旨と
する。 以下、この発明にかかる電気接点材料を、その
一実施例をあらわす図面を参照しながら説明す
る。 第１図は、この発明の一例の電気接点材料（以
下、単に「接点材料」と記す）の縦断面をあらわ
したものである。接点材料１は上層２と下層３の
２層構造となつている。上層２の方は下層３より
も厚みが薄くなつている。上層２は硬度の高い材
料からなつており、耐溶着特性にすぐれている。
下層３は導電性の良い材料からなつている。接点
として働くときの接触面は上層表面２ａであるか
ら、硬度の高い上層を持つこの接点材料１の耐溶
着特性はすぐれたものとなつている。しかも、厚
み方向の大部分は導電性の良い領域であることか
ら、接点材料１自体の電導度が良好な値に維持さ
れることになる。このように、接点材料１は、耐
溶着特性にすぐれていて、しかも、良好な導電性
も維持しているので、電流容量の大きい接点を作
成するのに適したものとなるのである。 つぎに、上層２と下層３の具体的材料について
説明をおこなう。 下層３にはAgを用いる。このAgは、もちろ
ん、非常に優れた導電性を有する材料である。上
層２には、SnO2およびIn2O3が分散されている
Agを用いる。ここで、SnO3およびIn2O3の分散
は硬度を高めるためであるが、SnO2とIn2O3が使
われるのは導電性があり電導度の低下が抑えられ
るからである。 SnO2とIn2O3とが併用されている理由は、つぎ
の通りである。SnO2だけでは必要量をAg中に分
散含有させることは難しく、In2O3だけでは硬度
向上に必要な適切な分散状態（Ag中で微細な形
で分散した状態）が実現されず、両者の併用によ
り、始めて必要な量の酸化物がAg中に適切な状
態で分散され、必要な硬度向上が果たせるのであ
る。 Ag中に含まれるSnO2およびIn2O3の量が増加
するにつれて硬度が高くなり耐溶着性は向上する
けれども、SnO2およびIn2O3はAgほど優れた導
電性を有するわけではないため、電導度は悪くな
つてくる。接点の電流容量が大きいリレー（パワ
ーリレー）に用いる点を考慮すれば電導度が約
40IACS％（100IACS％が純銅の電導度となる）
以上あることが必要となつてくる。したがつて、
電導度が上記40IACS％を上回ようにしながら硬
度も増すように、上下の両層２，３の厚みおよび
電導度の調整をおこなう。上層２の厚みは、負荷
条件にもよるけれども、開閉に伴う消耗量を考慮
すると、10〜200μｍ程度が適当である。耐溶着
性の見地から、SnO2とIn2O3は金属元素に換算し
て、AgとInとSnの合計重量が10重量％以上とな
るようにする。10重量％を下まわると必要な耐溶
着性の向上効果が得られないからである。 上層２には、SnO2とIn2O3に加えて、Al2O3と
MnOもAg中に分散させている。AlおよびMnは、
SnO2とIn2O3の微細分散に寄与しており、これが
あつて始めてSnO2とIn2O3が適当な分散状態とな
る。後述の実施例のように、Ag、Sn、In、Alお
よびMnの合金を内部酸化処理すると、Alおよび
Mnの働きで微細なSnO2および微細なIn2O3がAg
中に生じるのである。そして、Al2O3とMnOを併
用する理由は、いずれか一方では必要な微細分散
効果が得られないからである。 Ag中に分散されるAl2O3とMnOの添加量は、
Ag中の金属酸化物はすべて金属元素に換算する
こととして、Agと金属元素との合計量にたいし、
AlとMnの合計重量が0.5重量％以下となるように
する。これは、AlとMnの合計重量が0.5重量％を
越えるほどAl2O3とMnOがAg中に含まれている
と電導度が低下して必要な耐溶着性が確保できな
いからである。 接点材料の製造は、例えば、つぎのようにして
行われる。被酸化金属元素を含んだ合金と、導電
性の良い材料からなる金属板を、接合したのち、
圧延するか、圧延と同時に接合をおこない所望の
厚みの板材に仕上げる。そのあと、内部酸化法に
よる酸化処理をおこなつて、合金内の被酸化金属
を酸化し、合金の部分の硬度を高くする。つま
り、合金の部分が硬度の高い材料からなる層とな
るのである。 続いて、より具体的な実施例と比較例の説明を
おこなう。 実施例１、２および比較例１、２ Ag、Sn、In、Al、Mnの元素を適宜選択秤量
した。それをアルゴンガス雰囲気中で高周波炉を
用いて溶解し、金型に鋳込んで、第１表に示すよ
うに、それぞれ、異なる組成の合金インゴツトを
得た。これらの合金インゴツトに純Ag材を熱間
圧接により接合して張り合せ金属材を得た。さら
に、圧延工程で厚み１mmの板体に成形し、抜き成
形工程を経て、固定接点はφ5mm、可動接点はφ5
mm×12mmＲの形状とした。これらを酸素雰囲気中
で、700°、100時間、の加熱処理し、内部酸化さ
せて、５種類の接点試料を得た。なお、合金イン
ゴツトに接合される純Ag材の厚みは、圧延工程
のあと、第１表にみるような厚みとなるようにあ
らかじめ選ばれる。 上記のようにして得られた各例の接点試料３対
に対しASTM型接点試験機を用いて開閉試験を
おこなうとともに電導度の測定を行つた。試験条
件は、以下のとおりであつた。 電圧 ；交流100V 電流 ；突入118A、定常20A 接触力 ；100g 開離力 ；150g 開閉回数；10000回 この試験方法により、耐溶着特性を溶着回数で
評価した。すなわち、溶着回数が少ないものほど
耐溶着特性に優れていることを示す。接点試料の
溶着回数の測定結果を各例３対の平均値をとつて
第１表に示した。 第１表にみるように、この発明の接点材料を使
用した実施例１、２は、いずれも、比較例１、２
と比べて、耐溶着特性が向上していることがわか
る。同時に、電導度は飛躍的に向上している。 なお、この発明にかかる電気接点材料は、これ
までに例示した構造や材料に限定されるものでは
なく、同様の効果を奏するものであれば何でもよ
いことは言うまでもないことである。例えば、導
電性の良い材からなる層がAg−Ni系材のもので
もよい。
などに使用されている。これらの接点材料には、
消耗が少なく、溶着しにくく、かつ接点抵抗が低
いという特性が要求される。しかし、現実には、
これら３つの特性を同時に満足する材料を求める
ことは困難である。 近年、比較的電流容量の多い接点を備えたリレ
ーが、回路や装置の入出力の制御に多く使用され
ている。入力の制御に使用されるときは、容量性
負荷の制御が目的であり、出力の制御に使用され
るときは、モータやランプ等の制御が目的であ
る。そのため、リレーの接点に突入電流が流れ、
接点が溶着するという問題が起こつている。この
ようなことも含めて、現在、耐溶着特性のよい電
気接点材料への要求が高まつてきている。 しかしながら、耐溶着特性に主眼をおいて電気
接点材料を作ると、導電性が悪くなるなどして接
点としたときの接触抵抗があがるため、結果的
に、接点の電流容量の向上には結びつかないとい
う問題がある。 〔発明の目的〕 この発明は、上記の事情に鑑み、良好な導電性
を維持しつつ、耐溶着特性もすぐれている電気接
点材料を提供することを目的とする。 〔発明の開示〕 前記目的を達成する、この発明は、導電性の良
い材料からなる層の上に前記材料よりも硬度の高
い材料からなる層が設けている電気接点材料にお
いて、導電性の良い材料がAgであり、硬度の高
い材料が、SnO2およびIn2O3、Al2O3、MnOから
なる金属酸化物がAg中に分散されていて、Agと
InとSnの合計重量に対してInとSnの合計重量が
10重量％以上であり、Agと全ての金属元素との
合計量に対してAlとMnの合計重量が0.5重量％以
下であることを特徴とする電気接点材料を要旨と
する。 以下、この発明にかかる電気接点材料を、その
一実施例をあらわす図面を参照しながら説明す
る。 第１図は、この発明の一例の電気接点材料（以
下、単に「接点材料」と記す）の縦断面をあらわ
したものである。接点材料１は上層２と下層３の
２層構造となつている。上層２の方は下層３より
も厚みが薄くなつている。上層２は硬度の高い材
料からなつており、耐溶着特性にすぐれている。
下層３は導電性の良い材料からなつている。接点
として働くときの接触面は上層表面２ａであるか
ら、硬度の高い上層を持つこの接点材料１の耐溶
着特性はすぐれたものとなつている。しかも、厚
み方向の大部分は導電性の良い領域であることか
ら、接点材料１自体の電導度が良好な値に維持さ
れることになる。このように、接点材料１は、耐
溶着特性にすぐれていて、しかも、良好な導電性
も維持しているので、電流容量の大きい接点を作
成するのに適したものとなるのである。 つぎに、上層２と下層３の具体的材料について
説明をおこなう。 下層３にはAgを用いる。このAgは、もちろ
ん、非常に優れた導電性を有する材料である。上
層２には、SnO2およびIn2O3が分散されている
Agを用いる。ここで、SnO3およびIn2O3の分散
は硬度を高めるためであるが、SnO2とIn2O3が使
われるのは導電性があり電導度の低下が抑えられ
るからである。 SnO2とIn2O3とが併用されている理由は、つぎ
の通りである。SnO2だけでは必要量をAg中に分
散含有させることは難しく、In2O3だけでは硬度
向上に必要な適切な分散状態（Ag中で微細な形
で分散した状態）が実現されず、両者の併用によ
り、始めて必要な量の酸化物がAg中に適切な状
態で分散され、必要な硬度向上が果たせるのであ
る。 Ag中に含まれるSnO2およびIn2O3の量が増加
するにつれて硬度が高くなり耐溶着性は向上する
けれども、SnO2およびIn2O3はAgほど優れた導
電性を有するわけではないため、電導度は悪くな
つてくる。接点の電流容量が大きいリレー（パワ
ーリレー）に用いる点を考慮すれば電導度が約
40IACS％（100IACS％が純銅の電導度となる）
以上あることが必要となつてくる。したがつて、
電導度が上記40IACS％を上回ようにしながら硬
度も増すように、上下の両層２，３の厚みおよび
電導度の調整をおこなう。上層２の厚みは、負荷
条件にもよるけれども、開閉に伴う消耗量を考慮
すると、10〜200μｍ程度が適当である。耐溶着
性の見地から、SnO2とIn2O3は金属元素に換算し
て、AgとInとSnの合計重量が10重量％以上とな
るようにする。10重量％を下まわると必要な耐溶
着性の向上効果が得られないからである。 上層２には、SnO2とIn2O3に加えて、Al2O3と
MnOもAg中に分散させている。AlおよびMnは、
SnO2とIn2O3の微細分散に寄与しており、これが
あつて始めてSnO2とIn2O3が適当な分散状態とな
る。後述の実施例のように、Ag、Sn、In、Alお
よびMnの合金を内部酸化処理すると、Alおよび
Mnの働きで微細なSnO2および微細なIn2O3がAg
中に生じるのである。そして、Al2O3とMnOを併
用する理由は、いずれか一方では必要な微細分散
効果が得られないからである。 Ag中に分散されるAl2O3とMnOの添加量は、
Ag中の金属酸化物はすべて金属元素に換算する
こととして、Agと金属元素との合計量にたいし、
AlとMnの合計重量が0.5重量％以下となるように
する。これは、AlとMnの合計重量が0.5重量％を
越えるほどAl2O3とMnOがAg中に含まれている
と電導度が低下して必要な耐溶着性が確保できな
いからである。 接点材料の製造は、例えば、つぎのようにして
行われる。被酸化金属元素を含んだ合金と、導電
性の良い材料からなる金属板を、接合したのち、
圧延するか、圧延と同時に接合をおこない所望の
厚みの板材に仕上げる。そのあと、内部酸化法に
よる酸化処理をおこなつて、合金内の被酸化金属
を酸化し、合金の部分の硬度を高くする。つま
り、合金の部分が硬度の高い材料からなる層とな
るのである。 続いて、より具体的な実施例と比較例の説明を
おこなう。 実施例１、２および比較例１、２ Ag、Sn、In、Al、Mnの元素を適宜選択秤量
した。それをアルゴンガス雰囲気中で高周波炉を
用いて溶解し、金型に鋳込んで、第１表に示すよ
うに、それぞれ、異なる組成の合金インゴツトを
得た。これらの合金インゴツトに純Ag材を熱間
圧接により接合して張り合せ金属材を得た。さら
に、圧延工程で厚み１mmの板体に成形し、抜き成
形工程を経て、固定接点はφ5mm、可動接点はφ5
mm×12mmＲの形状とした。これらを酸素雰囲気中
で、700°、100時間、の加熱処理し、内部酸化さ
せて、５種類の接点試料を得た。なお、合金イン
ゴツトに接合される純Ag材の厚みは、圧延工程
のあと、第１表にみるような厚みとなるようにあ
らかじめ選ばれる。 上記のようにして得られた各例の接点試料３対
に対しASTM型接点試験機を用いて開閉試験を
おこなうとともに電導度の測定を行つた。試験条
件は、以下のとおりであつた。 電圧 ；交流100V 電流 ；突入118A、定常20A 接触力 ；100g 開離力 ；150g 開閉回数；10000回 この試験方法により、耐溶着特性を溶着回数で
評価した。すなわち、溶着回数が少ないものほど
耐溶着特性に優れていることを示す。接点試料の
溶着回数の測定結果を各例３対の平均値をとつて
第１表に示した。 第１表にみるように、この発明の接点材料を使
用した実施例１、２は、いずれも、比較例１、２
と比べて、耐溶着特性が向上していることがわか
る。同時に、電導度は飛躍的に向上している。 なお、この発明にかかる電気接点材料は、これ
までに例示した構造や材料に限定されるものでは
なく、同様の効果を奏するものであれば何でもよ
いことは言うまでもないことである。例えば、導
電性の良い材からなる層がAg−Ni系材のもので
もよい。
以上詳述したように、この発明にかかる接点材
料は、導電性の良い材料からなる層の上に前記材
料よりも硬度の高い材料からなる層が設けられて
いる電気接点材料において、導電性の良い材料が
Agであり、硬度の高い材料が、SnO2および
In2O3、Al2O3、MnOからなる金属酸化物がAg中
に分散されていて、AgとInとSnの合計重量に対
してInとSnの合計重量が10重量％以上であり、
Agと全ての金属元素との合計量に対してAlと
Mnの合計重量が0.5重量％以下である構成となつ
ている。そのため、良好な導電性を維持しつつ、
耐溶着特性がすぐれたものとなるので、電流容量
の大きい接点に使われた場合でも、容易に接点の
溶着が起こらず、接触抵抗値も低い値を維持する
ことができる。
料は、導電性の良い材料からなる層の上に前記材
料よりも硬度の高い材料からなる層が設けられて
いる電気接点材料において、導電性の良い材料が
Agであり、硬度の高い材料が、SnO2および
In2O3、Al2O3、MnOからなる金属酸化物がAg中
に分散されていて、AgとInとSnの合計重量に対
してInとSnの合計重量が10重量％以上であり、
Agと全ての金属元素との合計量に対してAlと
Mnの合計重量が0.5重量％以下である構成となつ
ている。そのため、良好な導電性を維持しつつ、
耐溶着特性がすぐれたものとなるので、電流容量
の大きい接点に使われた場合でも、容易に接点の
溶着が起こらず、接触抵抗値も低い値を維持する
ことができる。
第１図は、この発明にかかる接点材料の一実施
例の断面図である。 １……接点材料、２……上層（硬度の高い材料
からなる層）、３……下層（導電性の良い材料か
らなる層）。
例の断面図である。 １……接点材料、２……上層（硬度の高い材料
からなる層）、３……下層（導電性の良い材料か
らなる層）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性の良い材料からなる層の上に前記材料
よりも硬度の高い材料からなる層が設けられてい
る電気接点材料において、導電性の良い材料が
Agであり、硬度の高い材料が、SnO2および
In2O3、Al2O3、MnOからなる金属酸化物がAg中
に分散されていて、AgとInとSnの合計重量に対
してInとSnの合計重量が10重量％以上であり、
Agと全ての金属元素との合計量に対してAlと
Mnの合計重量が0.5重量％以下であることを特徴
とする電気接点材料。 ２ 硬度の高い材料からなる層の厚みが、10〜
200μｍである特許請求の範囲第１項記載の電気
接点材料。 ３ 導電性の良い材料からなる層が、硬度の高い
材料からなる層よりも厚い特許請求の範囲第１項
または第２項記載の電気接点材料。 ４ 硬度の高い材料からなる層が、導電性の良い
材料からなる層に合金層を張り合わせておいてこ
の合金層内の被酸化金属元素を内部酸化法により
酸化物とすることによつて形成されたものである
特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
に記載の電気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23843085A JPS6297213A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23843085A JPS6297213A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 電気接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297213A JPS6297213A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0570890B2 true JPH0570890B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=17030089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23843085A Granted JPS6297213A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6297213A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003217375A (ja) | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電気接点およびそれを用いたブレーカー |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143523A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | 中外電気工業株式会社 | 銀系複合電気接点とその製法 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23843085A patent/JPS6297213A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60143523A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | 中外電気工業株式会社 | 銀系複合電気接点とその製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6297213A (ja) | 1987-05-06 |
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| JPS6214618B2 (ja) | ||
| JP3751327B2 (ja) | 銀−酸化物系電気接点素子 | |
| JPS5938344A (ja) | 電気接点材料 | |
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