JPS5811050B2 - リ−ドスイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリードスイッチに関する。

公知リードスイッチは第１図図示のガラス管１に一対の
リード片２と２′を不活性ガスあるいは接点保護ガス中
で封入して接点保護を行ない接触抵抗の安定化並に高信
頼化をはかつている。

しかして接点保護ガスの組成と封入圧力及びリード片に
対する接点表面処理は共に該スイッチ性能に関係する重
要な要因であり、現在猶予数の改良報告がなされている
。

本発明は前者、ガス組成と封入圧力について提示したも
のである。

従来、ガス組成に就いては例えば特公昭４７−４３８０
では主ガス窒素（Ｎ２）に酸素（Ｏ２）添付の空気組成
不活性ガスが指摘され、それによれば酸素含有量５％濃
度（単位容積当り）を最良とし、更に該濃度範囲とし１
〜２０％の出願がある。

しかし封入圧力に就いては何らの指摘がなく、これは多
分１気圧（７６０トール）弱のものと推測される。

他方、封入圧力に関しては管内真空とする出願が多数あ
るが、真空を何ら定量的に示していないのみならず、該
スイッチの封入機構に対しても真空状態を寿命期間保証
する然るべき構造とは考えられない。

事実、リードスイッチに通常の真空対しをするとすれば
封入構造の改善を要し又封入にさいし高度の封入設備を
要し、これに伴いコスト的に高価なスイッチにならざる
をえず問題である。

ところで、前記封入機構の接合強度としてはヘリウム（
Ｈｅ）原子による洩れ検知で評価する方法があり、従来
スイッチにつきこの気密度評価の結果は１Ｏ−９ＣＣ／
ａｔｍ・ｓｅｃを満たすものである。

（ＣＣ／ａｔｍ・ｓｅｃは１秒間１絶対気圧差における
接合壁を洩れる容積立方センチ米で表示する単位）かか
る封入接合強度のもとでは１０−５ト一ル以上の真空対
しはともかく、以下記述の減圧封じに対してはスイッチ
使用の動作条件（温度サイクル等の熱ストレス変化を含
む）を考慮しても初期封入時のガス組成及び封入圧力を
寿命期間２０年間有効に維持するものである。

本発明は現用封入ガスになる窒素を主成分とし他に酸素
等若干含有の保護ガス組成を有し、又封入圧は４００〜
４６０トールとするスイッチ性能と同等或はそれ以上の
ものを経済的に実現せんと意図してなされたものである
。

その特徴とするところは、封入ガス体積成分比が窒素（
Ｎ２）４に対し酸素（Ｏ２）１とし、かつ封入圧が０．
１〜８０トールとする所謂大気減圧条件下で封入された
スイッチである。

これにより封入処理に用いた窒素ガス源は不要となった
。

尚、封入圧８０トールとは第１図配置の設定空間がほぼ
十分の一気圧に排気あるいは減圧してスイッチ封止する
事を意味する。

以下、本発明になる減圧封止スイッチにつき従来封止ス
イッチ等と比較しながら性能具現の状況を説明する。

該性能としてスイッチの接触抵抗、接点間耐圧及び寿命
性能を例示し説明する。

第２図はスイッチ接触抵抗Ｒｃについての正規確率分布
特性を示す。

図の横軸はＲｃをｍΩ（十分の１オーム）単位で表し、
縦軸は正規確率目盛（単位％）で表示したもので、これ
は平均値及びそのバラツキ評価によく利用される表示法
である。

尚、供試スイッチ数はＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ何れのスイッチ
も２６個である。

図中、Ａスイッチの特性は１気圧下封止になる封入圧４
００〜４６０トールのもの、Ｂスイッチの特性は前記Ａ
より更に減圧封止になる封入圧２００〜２６０トールの
もの、Ｃスイッチの特性は本発明になる封入圧０．１〜
８０トールのものである。

そしてＤスイッチの特性は従来の主成分ガス窒素充填に
なるもので、封入圧は前記４００〜４６０トールである
。

Ｃ特性はＤ特性と略一致した品質性能が具備されている
事は明瞭である。

接触抵抗値はＲｃ＝７０ｍΩ以下の安定なスイッチ性能
かえられた。

尚、Ａ〜Ｄ各特性に使用した一対のリード片に対する接
点表面金属はロジウム（Ｒｈ）めっきのものを使用した
。

第３図はスイッチの接点間耐圧性能について第２図同様
の分布特性図である。

図の横軸は商用交流を昇圧して接点間絶縁破壊となる電
圧値Ｖａｃ（単位ボルト）で表示する。

Ｃスイッチ並にＤスイッチの各封止条件は前記記述のと
おりであり、Ｄスイッチの耐圧が２５０〜４００Ｖａｃ
範囲であるが、本発明になるＣスイッチは３６０〜５６
０Ｖａｃと高耐圧性能かえられた。

もちろんガス組成並に封入圧を除き、ＣとＤとは共に接
点間間隙等の封入設定条件は同一である。

前記の如き性能の向上かえられた理由としては（１）接
触抵抗については関与する接点金属ロジウムに多分に依
存する処であるが、減圧封止の酸素成分が寄与し、ロジ
ウムとの化学反応が有効に作用した結果、カーボン（Ｃ
）ポリマーの形成が妨げられた事による（ポリマー形成
は接点面に絶縁皮膜生成に関係する）。

（２）耐電圧の向上は接点近傍における電離分子数の絶
対値が減圧度に応じて減少した為放電破壊が抑止された
事による。

と推察される。

本発明スイッチの寿命性能に就き第４図累積故障率（Ｃ
ｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｒａｔｅ ＣＦ
Ｒと略す、単位％）特性を例示する。

図示横軸のＮは以下説明の負荷条件下で別に指示した故
障判定基準をこえる迄の耐用開閉動作回数である。

本寿命試験は負荷条件とし特定の接点負荷抵抗８００Ω
、開閉電圧（交流）２４０Ｖと高レベルの遮断・投入を
与え、又その駆動速度は１００回／秒である。

Ｃ並にＤ特性は夫々本発明品並に従来同様の封止になる
もので、Ｅ特性は１．５気圧封止になる他社製品になる
スイッチである。

供試数は何れも５個と少数サンプルであるが顕著な寿命
性能の改良が実現された事を証明している。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知リードスイッチのガラス管並にリード片の
封入配置図、第２図は該スイッチの接触抵抗分布特性図
、第３図は耐電圧分布特性図、第４図は累積故障率特性
図である。 特性図中、Ｃ特性が本発明になるスイッチ、又り特性は
従来品のスイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 接点保護ガスと共にロジウムめっき処理がされたス
   イッチリード片を封入するリードスイッチにおいて、該
   スイッチの封入ガス成分比（体積）が窒素（Ｎ２）４に
   対し酸素（Ｏ２）１とし、かつ封入圧が０．１〜８０ト
   ール（ｍｍＨｇ）である事を特徴とするリードスイッチ
   。