JPH11126531A

JPH11126531A - 接点材料及び接点

Info

Publication number: JPH11126531A
Application number: JP9306649A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hirasawa; 壮史平澤; Kiyoshi Yamamoto; 潔山本; Yasukazu Ohashi; 泰和大橋
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電気伝導性がよく、アーク放電による消耗が
小さく、溶着、粘着が起こり難く、安価で動作寿命が長
く、安定している接点材料を提供する。【解決手段】Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの
群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、ま
たはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３
０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種
が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなる接点材料で
あり、例えば、この接点材料は、被覆層２として基材１
の上に形成され封入接点として用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接点材料及び接点
に係り、特にリードスイッチ、封入型リレーなどの封入
接点材料及び封入接点に関する。

【０００２】

【従来の技術】封入接点は、ガラスやプラスチックなど
で作られる封入容器の中に接点部が密封された構造にな
っているもので、その封入接点の材料としては、電気伝
導性がよく、アーク放電による消耗移転が小さく、溶
着、粘着が起こり難いものが要求されている。従来の封
入接点材料としては、Ｎｉ−Ｆｅ合金等で接点基材を構
成し、まずＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の金属をめっきし、さら
にその上にＲｈ、Ｒｕ等をメッキして製造されたＲｈ、
Ｒｕ接点等が知られている。また、接点基材としてＮｉ
−Ｆｅ合金等を用い、この接点基材上にＣｕ−Ｎｉ拡散
層を形成したＣｕ−Ｎｉ接点材料が知られている（特開
昭５７−１９１９１２）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のＮｉ−Ｆｅ合金の接点基材の表面がＲｈ、Ｒｕ
で被覆された接点材料は、高価なＲｈ、Ｒｕを用いるた
め、材料コストが高くなるという問題があり、またＮｉ
−Ｆｅ合金の接点基材上にＣｕ−Ｎｉ拡散層を形成した
接点材料は、低負荷〜中負荷で用いられており、高負荷
まで用いる場合には、接点材の消耗移転が激しくなると
いう問題があった。このＣｕ−Ｎｉ拡散層を形成した接
点材料は、高負荷での消耗移転の問題を解決するには、
Ｒｈ、Ｒｕ層を形成する必要があり、これは工数が多く
生産性に劣り、またＲｈ、Ｒｕ等を用いるため、材料コ
ストが高くなるという問題があった。そこで、本発明の
目的は、安価で動作寿命が長く、安定している接点材料
であり、電気伝導性がよく、アーク放電による消耗が小
さく、溶着、粘着が起こり難い接点材料、特に封入接点
材料を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの群から選ばれる少なくとも１
種が０．５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢｉの群から選ばれる少
なくとも１種が０．５〜３０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群か
ら選ばれる少なくとも１種が５９ａｔ％以上、及び不可
避元素からなることを特徴とする接点材料である。また
本発明は、接点材料が、基材の上に形成された被覆層の
薄膜であり、その厚さが、０．１μｍ〜２０μｍである
ことを特徴とするものである。

【０００５】また本発明は、接点材料の組成が、厚さ方
向での変動が、±５ａｔ％以内の均質なものであること
を特徴とする接点材料である。また本発明は、接点材料
の組成が、厚さ方向でその組成比に勾配を付けたもので
あり、その全体の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ま
たはＮｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４
０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａ
ｓ、Ｓｂ、またはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種
が０．５〜３０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少
なくとも１種が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からな
るものであることを特徴とする接点材料である。

【０００６】また本発明は、接点材料が、その組成比の
異なる層を組み合わせた多層構造のものであることを特
徴とするものである。

【０００７】また本発明は、多層構造の接点材料の少な
くとも１つの層の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉの群から選ばれる少なくとも１種が、０．５〜４０ａ
ｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ｂｉの群から選ばれる少なくとも１種が、０〜３０
ａｔ％含まれ、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも
１種が５９ａｔ％以上、その他不可避不純物なり、接点
材料の組成が全体で、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、または
Ｎｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａ
ｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、またはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．
５〜３０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくと
も１種が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなること
を特徴とする接点材料である。

【０００８】また本発明は、多層構造の接点材料の少な
くとも１つの層の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉの群から選ばれる少なくとも１種が、０〜４０ａｔ
％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ｂｉの群から選ばれる少なくとも１種が、０．５〜
３０ａｔ％含まれ、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なく
とも１種が５９ａｔ％以上、その他不可避不純物からな
り、接点材料の組成が全体で、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、またはＮｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．
５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢｉの群から選ばれる少なくと
も１種が０．５〜３０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ば
れる少なくとも１種が５９ａｔ％以上、及び不可避元素
からなることを特徴とする接点材料である。

【０００９】また本発明は、多層構造の接点材料の少な
くとも１つの層の組成が、厚さ方向でその組成比に勾配
を付けたものであることを特徴とする接点材料である。

【００１０】さらに本発明は、接点材料が、封入接点材
料として用いられるものである。さらに、また本発明
は、上記した接点材料が、接点基材の上に形成されてい
ることを特徴とする接点である。

【００１１】

【作用】本発明の接点材料は、高導電性を有し、アーク
損傷時には被覆層表面で容易に溶融して接点間の接触部
で潤滑効果をもたらし、粘着による動作不良を防止し、
寿命向上が図られるものである。

【００１２】本発明の接点材料の組成を限定した理由を
説明する。まず、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくと
も１種が、ベース金属であり、５９ａｔ％以上含有する
ことにより、接点材料、例えば薄膜の被覆層が高導電性
を有するものである。

【００１３】Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａ
ｓ、Ｓｂ、またはＢｉ（以下「本発明の耐粘着性成分」
という）は、粘着による開閉不良を抑えたものであり、
これらはいずれも比較的低融点であるため、アーク損傷
時には表面で容易に溶融し、これが接点間の接触部で潤
滑効果をもたらすため、粘着による動作不良を防止す
る。その含有量は、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢｉの群から選ばれる少なくと
も１種が０．５〜３０ａｔ％であり、０．５ａｔ％未満
では粘着による開閉不良を抑えことができず、また３０
ａｔ％を越えると接点材料、例えば薄膜の被覆層の導電
性、アーク損傷に悪影響を与えることになる。

【００１４】Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉ（以
下「本発明の損傷分散成分という）は、アーク放電を分
散させるもので、部分的な損傷を防止するものである。
その含有量は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの
群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％で
あり、０．５ａｔ％未満ではアーク放電を分散させ部分
的な損傷を防止することができず、また４０ａｔ％を越
えると、接点材料、例えば薄膜の被覆層の導電性、粘着
による開閉不良に悪い影響を与えることになる。

【００１５】すなわち、本発明は、接点材料、例えば薄
膜の被覆層が安価で高導電性を有するベース金属である
Ｃｕ、Ａｇを有しているが、これらＣｕ及び／又はＡｇ
のみの被覆層では粘着に起因する動作不良が生ずるの
で、このような動作不良を抑えるために、本発明の耐粘
着性成分と本発明のアーク損傷分散成分を含有させたも
のである。

【００１６】ここで、本発明の耐粘着性成分はいずれも
比較的低融点であるため、アーク損傷時には被覆層表面
で容易に溶融し、これが接点間の接触部で潤滑効果をも
たらすため、粘着による動作不良を防止し、寿命向上に
寄与するものである。また、ベース金属と耐粘着性成分
だけの接点では、アーク放電が一個所に集中し、この場
所の接点基材が露出した時点で動作不良が発生するが、
アーク損傷を分散させる効果のある本発明の損傷分散成
分を含有させることで、接点を広い範囲で均一に損傷さ
せることができるため、接点基材が露出するまでの回数
が飛躍的に高まり、結果として寿命向上を果たすことが
できる。

【００１７】また、不可避元素としては例えば酸素が挙
げるれる。これは製法上接点材料に酸素が混入する場合
がある。例えば、薄膜である被覆層をマグネトロンスパ
ッタ法により基材に形成する場合に、チャンバーに付着
している酸素、あるいは雰囲気中に存在する酸素が被覆
層に不可避的に含まれることがある。

【００１８】このように接点材料、例えば薄膜の被覆層
中に酸素が混入する場合でも、酸化されていない部分の
組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの群から
選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、
Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢ
ｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３０ａｔ
％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が５９
ａｔ％以上の被覆層であれば、動作寿命への影響はな
く、上記したように、耐粘着性、損傷分散性、高導電性
等の要求される機能を有するものである。このように、
製法上接点材料、例えば薄膜である被覆層中に酸素が不
可避的に混入する場合があっても許容できるので、簡便
な装置の使用や、様々な製造環境での製作などが可能と
なる。

【００１９】また、接点材料が基材の上に形成する被覆
層では、その厚さが、０．１μｍ〜２０μｍであり、好
ましくは０．１μｍ〜１０μｍ、より好ましくは０．１
μｍ〜５μｍである。これは、０．１μｍ未満では、耐
粘着性、アーク損傷分散性、高導電性等の効果が充分に
得られないためである。また２０μｍを越えてもその効
果は飽和し、Ｉｎ、Ａｇ等の高価な金属を使用する場合
はコスト面から見ても２０μｍ以下が好ましい。尚、本
接点材料は、基材上に被覆層として形成するのではな
く、接点材料単体として用いることも可能である。この
場合は、機械的強度の点から、０．１〜０．５ｍｍ程度
の厚さであることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の接点材料は、その組成
が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの群から選ば
れる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢｉ
の群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３０ａｔ
％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が５９
ａｔ％以上、及び不可避元素からなるものであり、接点
材料全体として、前記の組成であればよい。すなわち接
点材料の組成が、厚さ方向でその組成比に勾配を付けた
ものであっても接点材料全体として、前記の組成であれ
ばよく、また接点材料が、その組成比の異なる層を組み
合わせた多層構造のものであっても接点材料全体とし
て、前記の組成であればよい。

【００２１】また、本発明（請求項２）の接点材料は薄
膜で基材の上に被覆層として形成されものであるが、そ
の場合用いられる接点の基材は格別限定されるものでは
なく、従来から封入接点用の基材として用いられている
ものであればよい。例えば、材料のコストを低減させる
ことを意図して、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ
−Ｆｅ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｔ
ｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、炭素鋼、リン青銅、洋白、黄
銅、ステンレス鋼、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｔｉ等を
用いることができる。

【００２２】本発明の接点材料が薄膜で被覆層の場合に
ついて、その被覆層の形態について、図１、図２を参照
して説明する。図１は、接点基材（１）の上に被覆層
（２）が形成された構造の断面図である。図２は、接点
基材（１）の上に形成された被覆層（２）が、基材側の
層（３）と表面側の層（４）の組成比の異なる層を組み
合わせた多層構造の断面図である。

【００２３】図１に示す接点基材（１）及び被覆層
（２）よりなる封入接点材料において、被覆層（２）
は、その全体の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、また
はＮｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０
ａｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、
Ｓｂ、またはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が
０．５〜３０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少な
くとも１種が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなる
ものである。

【００２４】図１に示す被覆層（２）の厚さ方向の組成
について、被覆層（２）の基材側ｔ₁ 、中間部のｔ₂ 、
表面側のｔ₃ ３点で説明する。本発明において、被覆層
の厚さ方向の組成変動が、±５ａｔ％以内の均質なもの
とは、被覆層（２）のｔ₁ の組成、ｔ₂ の組成、ｔ₃ の
組成の変動が、±５ａｔ％以内で、基材側ｔ₁ 、中間部
のｔ₂ 、表面側のｔ₃ の厚さ方向のいずれの位置でもほ
ぼ均質な組成になっているもので、最も単純な構造を有
するものある。

【００２５】本発明において、接点材料が厚さ方向でそ
の組成比に勾配を付けた場合を、被覆層が基材側から表
面に向けてその組成比に勾配を付けたものを例に図１で
説明する。被覆層（２）の厚さ方向の組成比が、被覆層
（２）のｔ₁ の組成、ｔ₂ の組成、ｔ₃ の組成を勾配を
付けて、被覆層内で連続的に組成を変化させたものであ
る。例えば、損傷分散成分を基材側から表面に向けて連
続的に増加させた被覆層を形成し、被覆層に含まれる損
傷分散成分が少量でも、アーク損傷の分散をより効率よ
く実現させることができる。

【００２６】また、耐粘着性成分を基材側から表面に向
けて次第に連続的に減少させた被覆層を形成して、耐粘
着性成分自身がもたらす動作初期の粘着を抑えつつ、そ
の効果をさらに持続させることができる。また、損傷分
散成分を基材側から表面に向けて連続的に増加させ、耐
粘着性成分を基材側から表面に向けて次第に連続的に減
少させた被覆層を形成することもできる。さらに、損傷
分散成分を基材側から表面に向けて連続的に減少させ、
耐粘着性成分を基材側から表面に向けて連続的に増加さ
せた被覆層を形成することもできる。

【００２７】具体的例を、損傷分散成分がＭｎ、耐粘着
性成分がＰｂ、ベース金属がＡｇである場合について、
図１を参照して示すと、接点基材（１）上の被覆層
（２）の基材側ｔ₁ の組成は、損傷分散成分のＭｎ：０
ａｔ％で基材側ｔ₁ から連続的に増加させ、中間部ｔ₂
では１０ａｔ％、表面側ｔ₃ では２０ａｔ％とする。一
方、耐粘着性成分Ｐｂは、基材側ｔ₁ の組成は、２０ａ
ｔ％で基材側ｔ₁ から次第に連続的に減少させ、中間部
ｔ₂ では１０ａｔ％、表面側ｔ₃ では０ａｔ％とする。
そして被覆層（２）の全体の組成は、損傷分散成分Ｍ
ｎ：１０ａｔ％、耐粘着性成分Ｐｂ：１０ａｔ％、ベー
ス金属Ａｇ：８０ａｔ％である。

【００２８】本発明の被覆層が、組成比の異なる層を組
み合わせた多層構造のものについて図２を参照して説明
する。図２は、接点基材（１）上に基材側の層（３）と
表面側の層（４）の組成比の異なる層を組み合わせた２
層構造の被覆層（２）が形成されたものである。基材側
の層（３）は損傷分散成分が少なく耐粘着性成分が多い
層、表面側の層（４）は耐粘着性成分が少なく損傷分散
成分が多い層として、このように組成の異なる層を組み
合わせた２層構造のものである。これによりアーク損傷
の分散をより効率よく実現させ、耐粘着性成分自身がも
たらす動作初期の粘着を抑えつつ、その効果をさらに持
続させることができる。

【００２９】具体的例を、損傷分散成分がＮｉ、耐粘着
性成分がＺｎ、ベース金属がＣｕである場合について、
図２を参照して示すと、接点基材（１）上の基材側の層
（３）は、損傷分散成分Ｎｉ：２０ａｔ％、耐粘着性成
分Ｚｎ：１５ａｔ％、Ｃｕ：６５ａｔ％であり、表面側
の層（４）は耐粘着性成分Ｚｎ：０ａｔ％、損傷分散成
分Ｎｉ：２５ａｔ％、Ｃｕ：７５ａｔ％であり、そして
被覆層（２）の全体の組成は、損傷分散成分Ｎｉ：２
２．５ａｔ％、耐粘着性成分Ｚｎ：７．５ａｔ％、Ｃ
ｕ：７０ａｔ％である。

【００３０】また、図２に示す組成比の異なる基材側の
層（３）と表面側の層（４）を組み合わせた２層構造の
ものにおいて、封入接点の使用条件に対応して、基材側
の層（３）及び／又は表面側の層（４）に組成比の勾配
を付け、被覆層内で連続的に組成を変化させ、その効果
をさらに持続させることができる。

【００３１】本発明において、接点基材の上に被覆層を
形成する手段としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオ
ンプレーティング法が挙げられる。また、接点基材に被
覆層を形成するにあたり、接点材料と被覆層との間に、
構成元素の拡散を防止するための中間層、例えば薄いＮ
ｉ膜、Ａｕ膜等を設けてもよい。

【００３２】

【実施例１】本発明の実施例１は、接点材料が薄膜であ
る被覆層について、図３及び表１、表２を参照して説明
する。図３（ａ）（ｂ）は、実施例１の接点基材の上に
被覆層を形成する手段である３元ＲＦマグネトロンスパ
ッタ法を説明する図であり、図３（ａ）は側面図、図３
（ｂ）は（ａ）の断面図である。

【００３３】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、排気部
（１６）、ガス導入部（１７）が設けられたチャンバ
（１５）内の回転する基板ホルダ（５）に接点基材
（１）がセットされる。またベース金属のターゲット
（６）、耐粘着性成分のターゲット（７）、損傷分散成
分のターゲット（８）が配置される。ベース金属のター
ゲット（６）にはマッチングボックス（９）、ＲＦ電源
（１２）が接続され、耐粘着性成分のターゲット（７）
にはマッチングボックス（１０）、ＲＦ電源（１３）が
接続され、損傷分散成分のターゲット（８）にはマッチ
ングボックス（１１）、ＲＦ電源（１４）が接続されて
いる。またＲＦ電源（１２）（１３）（１４）は、回転
基板ホルダにも接続されている。

【００３４】まず、接点基材（１）として、５２％Ｎｉ
−Ｆｅ合金からなる、縦１ｍｍ、横１ｍｍ、厚さ０．５
ｍｍの板を封入接点の接点基材として用意した。この接
点基材（１）の表面を、アセトンを用いて５分間超音波
洗浄し、さらにリン酸電解研磨して表面洗浄を行った。
次に、接点基材（１）を真空チャンバ（１５）の中にセ
ットし、チャンバ（１５）内を２×１０^-4Ｐａ以下まで
排気部（１６）より真空ポンプで排気した後、真空ポン
プのバルブを半開状態にして排気コンダクタンスを小さ
くしながら、ガス導入部（１７）よりＡｒガスを導入
し、チャンバ（１５）内が１×１０^-1Ｐａで安定するよ
うにした。その後、ＲＦ電流の極性を入れ替え逆スパッ
タを行い、基板基材（１）の表面をＡｒガスでスパッタ
し清浄にした。

【００３５】この接点基材（１）を真空チャンバ（１
５）の中にセットしたまま、０．６６ＰａのＡｒガスを
導入した。また接点基材の温度を４００℃に保持した。
ベース金属をターゲット（６）として、耐粘着性成分を
ターゲット（７）として、損傷分散成分をターゲット
（８）として、３元ＲＦマグネトロンスパッタ法を用
い、それぞれのターゲットに接続されているＲＦ電源に
より、蒸着レートを種々変化させる。それぞれのターゲ
ットにＲＦを印加し、その際ターゲットの誘電率により
効率良くプラズマが発生するインピーダンスが異なるの
で、マッチングボックスでＬ（インダクタンス）、Ｃ
（キャパシタンス）を調整して、接点基材（１）に表１
の本発明例品、表２の比較例品に示す接点被覆層を成膜
した。

【００３６】成膜後一対の各被覆層を形成した接点材料
を用いて、封入ガスがＮ₂である封入型接点を製造し、
室温下においてアーク放電の発生する負荷である１００
Ｖ−０．５Ａを選択し、試験を行った。４０ＡＴ（Ａｍ
ｐｅｒｅＴｕｒｎ）の駆動磁界により封入型接点の開
閉動作を反復し、障害発生までの動作回数を計測した。
障害発生の時点は、開閉不良が現れた時点とした。それ
ぞれの水準に対して１０サンプルずつ試験を行った。そ
の結果を表１に示す。またその比較例を表２に示す。

【００３７】表１の結果から明らかなように、Ｎｏ．１
〜１５の本発明例品はいずれも動作寿命が長く、且つ突
発的な動作不良などが見られず、非常に安定しているこ
とがわかる。これに対し表２の比較例品では、そのＮ
ｏ．１〜３は耐粘着性元素がないため、４〜６は損傷分
散元素を含有しないため、Ｎｏ．７及び８は耐粘着性元
素が多すぎるため、Ｎｏ．９及び１０は膜厚が薄すぎる
ため、それぞれ本発明例品に対し平均寿命が著しく劣る
など、いずれも課題を含んだ接点であることがわかる。

【表１】

【表２】

【００３８】

【実施例２】本発明の実施例２は接点材料が薄膜である
被覆層について、表３、表４及び表５を参照して説明す
る。上記実施例１と同様に接点基材として、５２％Ｎｉ
−Ｆｅ合金の縦１ｍｍ、横１ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの板
を封入接点の接点基材として用意し、３元ＲＦマグネト
ロンスパッタ法を用い、マッチングボックス、ＲＦ電源
で、表３、表４及び表５に示す被覆層の組成、厚さにな
るように条件毎に操作を行うことにより、積層構造、傾
斜組成構造の被覆層を形成した。

【００３９】表３は、接点基材に被覆層が、組成比の異
なる層を組み合わせた多層構造のもの、即ち積層構造の
被覆層を作製したものである。これら作製した被覆層を
形成した接点材料を用いて、上記実施例１と同様な条件
で開閉動作試験を行い、障害発生までの動作回数を計測
した。その結果を表３に示す。表３において１層は基材
側に位置する層であり、２層は表面側に位置する層であ
る。

【００４０】表４は、被覆層に基材側から表面に向けて
その組成比に勾配を付けたもの、即ち傾斜組成構造のも
ので、これは上記実施例１と同様の操作を、目的の傾斜
組成となるように、ベース金属のターゲット、耐粘着性
成分のターゲット、損傷分散成分のターゲットの投入パ
ワーをＲＦ電源により連続的に変化させ、接点基材に傾
斜組成の被覆層を作製した。これら傾斜組成の被覆層を
形成した接点材料を用いて、上記実施例１と同様な条件
で開閉動作試験を行い、障害発生までの動作回数を計測
した。その結果を表４に示す。表５は、比較例品を示す
ものである。

【００４１】表３の結果から明らかなように、本発明例
品のＮｏ．１６〜２２の積層構造の被覆層を形成した封
入接点材料は、いずれも動作寿命が長く、著しく良好な
ことがわかる。また、表４に示した本発明例品のＮｏ．
２３〜２９の傾斜組成構造の被覆層を形成した封入接点
材料も、いずれも動作寿命が長く、良好なことがわか
る。

【００４２】これら表３、表４の結果に対して表５の比
較例品では、表５のＮｏ．１１は耐粘着性元素を全く含
んでいないため、Ｎｏ．１２は損傷分散元素を全く含ん
でいないため、Ｎｏ．１３は耐粘着性元素及び損傷分散
元素を含んでいないため、Ｎｏ．１４及びＮｏ．１７は
所定の膜厚より薄いため、Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１６は耐
粘着性元素が多すぎるため、いずれも寿命が極端に短
い、また寿命のばらつきが多い、など本発明例品に対し
著しく劣った寿命特性であることがわかる。これらのこ
とより、本発明例品は比較例品に比べいずれも優れてい
ることがわかる。

【表３】

【表４】

【表５】

【００４３】以上で説明した実施例１、２では、接点サ
イズの基材上に被覆層を形成する場合について説明した
が、本発明は大型基材上に被覆層を形成し、これを接点
サイズにサイジングして接点としても同様の効果が得ら
れるものである。また本発明は、広くベース金属である
Ｃｕ、Ａｇが大気中の硫化物と化合して接点特性が劣化
しないような環境に置かれる接点に関してはいずれも有
効で、リードスイッチ、封入型リレー、封入型スイッチ
など様々な分野に応用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よる接点材料によれば、アーク放電の発生する負荷にお
いても動作寿命の長い接点が得られ、高導電性で粘着に
起因する動作不良が抑えられ、アーク損傷時には被覆層
表面で容易に溶融して接点間の接触部で潤滑効果をもた
らし、寿命向上が図られるという効果を有するものであ
る。また、製法上接点材料中に酸素が不可避に混入する
場合があっても許容できるので簡易な装置にて製造が可
能であり、さらに、Ｒｈ、Ｒｕ等高価な材料の使用を抑
えることができるため、封入接点材料の低コスト化が著
しく促され、その工業的価値は大である等の効果が奏さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接点基材に被覆層が形成された構造を
説明する図

【図２】本発明の接点基材に被覆層が形成された構造を
説明する図

【図３】本発明の実施例の被覆層を形成する手段を説明
する図

【符号の説明】１接点基材２被覆層３基材側の層４表面側の層５基板ホルダ６，７，８ターゲット９，１０，１１マッチングボックス１２，１３，１４ＲＦ電源１５チャンバ１６排気部１７ガス導入部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの
群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、ま
たはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３
０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種
が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなることを特徴
とする接点材料。
【請求項２】接点材料が、基材の上に形成された被覆
層の薄膜であり、その厚さが、０．１μｍ〜２０μｍで
あることを特徴とする請求項１に記載の接点材料。
【請求項３】接点材料の組成が、厚さ方向での変動
が、±５ａｔ％以内の均質なものであることを特徴とす
る請求項１または２に記載の接点材料。
【請求項４】接点材料の組成が、厚さ方向でその組成
比に勾配を付けたものであり、その全体の組成が、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの群から選ばれる少
なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉ
ｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、またはＢｉの群か
ら選ばれる少なくとも１種が０．５〜３０ａｔ％、Ｃ
ｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が５９ａｔ％
以上、及び不可避元素からなるものであることを特徴と
する請求項１または２に記載の接点材料。
【請求項５】接点材料が、その組成比の異なる層を組
み合わせた多層構造のものであることを特徴とする請求
項１または２に記載の接点材料。
【請求項６】多層構造の接点材料の少なくとも１つの
層の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの群から選
ばれる少なくとも１種が、０．５〜４０ａｔ％、Ｚｎ、
Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの群
から選ばれる少なくとも１種が、０〜３０ａｔ％含ま
れ、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が５９
ａｔ％以上、その他不可避不純物からなり、接点材料の
組成が全体で、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの
群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、ま
たはＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３
０ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種
が５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなることを特徴
とする請求項５に記載の接点材料。
【請求項７】多層構造の接点材料の少なくとも１つの
層の組成が、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの群から選
ばれる少なくとも１種が、０〜４０ａｔ％、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉの群か
ら選ばれる少なくとも１種が、０．５〜３０ａｔ％含ま
れ、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が５９
ａｔ％以上、その他不可避不純物なり、接点材料の組成
が全体で、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉの群か
ら選ばれる少なくとも１種が０．５〜４０ａｔ％、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、また
はＢｉの群から選ばれる少なくとも１種が０．５〜３０
ａｔ％、Ｃｕ、Ａｇの群から選ばれる少なくとも１種が
５９ａｔ％以上、及び不可避元素からなることを特徴と
する請求項５に記載の接点材料。
【請求項８】多層構造の接点材料の少なくとも１つの
層の組成が、厚さ方向でその組成比に勾配を付けたもの
であることを特徴とする請求項５、６、７のいずれかに
記載の接点材料。
【請求項９】接点材料が、封入接点材料として用いら
れるものであることを特徴とする請求項１乃至８のいず
れかに記載の接点材料。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載の接
点材料が、接点基材の上に形成されていることを特徴と
する接点。