JPS6355732B2 - - Google Patents
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- JPS6355732B2 JPS6355732B2 JP17889982A JP17889982A JPS6355732B2 JP S6355732 B2 JPS6355732 B2 JP S6355732B2 JP 17889982 A JP17889982 A JP 17889982A JP 17889982 A JP17889982 A JP 17889982A JP S6355732 B2 JPS6355732 B2 JP S6355732B2
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Description
(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。 (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。そしてガラス管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、接触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、ロジウム、銅または金系合金（Au−
Co、Au−Ni）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析出
するようにしている。 ところがこの方法は、粘着は多少軽減される反
面次のような欠点が生じる。 (1) パーマロイ中のFeのために接点の表面が酸
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。 (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。つまり動作回数の増大
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。その理由は、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高温になるため、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推積
し、窪みと隆起を更に促進する。そしてこの窪
みに隆起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。 このような拡散処理を行なう方法のほかに、金
のメツキ液に３％程度のCoを混入して合金メツ
キを行なうことにより、接点材料の金表面に３％
のCoが混在したいわゆる硬質金が得られ、耐粘
着性が向上する。しかも接点表面に酸化しやすい
Feが現れないので、パーマロイと金メツキ間を
拡散処理したものより、接触抵抗も改善される。 しかしながら拡散処理したものと違つて、合金
メツキされた接点と下地の52アロイとの結合が弱
く、温度変化を繰り返し受けることによつて、接
点の剥離が起きやすい。特に52アロイの電気抵抗
率は、35μΩcmと高いため、接点を通る電流によ
る発熱が大きく、高温の温度サイクルを受けるこ
になり、接点とリード片との密着性に悪影響を与
える。 (d) 発明の目的 本発明は、従来のリードスイツチにおけるこの
ような問題を解消し、リード片と接点との密着性
が良く、且つ粘着が発生しにくく、接触抵抗も低
いリードスイツチを実現することを目的とする。 (e) 発明の構成 本発明はこの目的を達成するために、Fe（10〜
18％）−Co（残）合金の強磁性材料からなるリー
ド片と該リード片に設けた接点材料を拡散させ
て、接点材料の表面にCoを３〜10％原子量析出
させたリード片を、不活性ガス中で封入容器に封
入した構成を採つている。 (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。第
２図は本発明によるリードスイツチを示した断面
図である。リード片２，３は、52アロイに代えて
Fe（10〜18％）−Co（残）合金で構成した。この
Fe（10〜18％）−Co（残）合金のリード片３，２の
先端に、金接点材料を設けた。そしてこのリード
片２，３を、炉に入れて800±100℃の温度で、15
〜60分間、水素H2中で熱処理し、接点表面にCo
を３〜10％原子量拡散させた。６はこのようにし
て表面にCoを析出させた金接点である。またガ
ラス管１内には、窒素またはアルゴンの不活性ガ
スが封入されている。 このようにしてリード片中のCoを金接点の表
面まで拡散させたときの、Co析出量と粘着特性
および接触抵抗との関係を第４図に示す。横軸は
金接点表面へのCo析出量（％）、縦軸は粘着特性
（磁歪試験開放値変化率）と接触抵抗値である。
Coの拡散量が３％以上になると磁歪試験開放値
変化率が20％以下になり、粘着性が非常に向上す
る。一方接触抵抗は、Coの拡散量が少なくて金
部分の方が好ましいが、析出量が６％以下であれ
ば金のみの場合の30Ωと殆ど変わらない。10％程
度までは60Ω以下となり、実用上さほど支障はな
い。 第５図はFe（10〜18％）−Co（残）合金の拡散処
理温度、時間とCoの析出量との関係を示す図で、
横軸はアニール温度、縦軸はCo析出量である。
前記のように粘着性も接触抵抗も許容値を示す
Co析出量は３〜10％程度であるが、この程度の
Co析出量を得るには、アニール時間が15分の場
合は、700〜900℃程度の温度が適当で、60分の場
合は、760℃以下が適当である。 第６図はFe−Co合金の熱膨張率を示す図で、
横軸はコバルトCo中の鉄Feの含有率、縦軸は熱
膨張率である。Fe−Co合金のリード片３，２を
直接ガラス管１に封着するため該リード片３，２
が従来の52アロイなど同様に、ガラス管１に封着
した場合にガラス管にクラツクが発生したりしな
いように、リード片３，２とガラス管１との熱膨
張率が等しいことが要求される。Fe−Co合金の
場合は、Feの含有率によつて、ガラス管とほぼ
等しい熱膨張率が得られる。 即ちガラス管の熱膨張率は117.5±2.5×10-7／
℃程度であるが、本発明で用いられるFe−Co合
金は、Feの含有率が8.5〜20％の領域では、ガラ
スと同程度の熱膨張率となつている。 第７図はFe−Co合金の電気抵抗率を示す図で、
横軸はコバルトCo中の鉄Feの含有率、縦軸は電
気抵抗率である。ガラスとの熱膨張率が等しい
8.5〜20％Feの領域では、電気抵抗率は12〜14μΩ
cm程度で、従来量も多く使用されているリード片
材料である52アロイの電気抵抗率の35μΩcmより
はるかに優れている。このようにFe−Co合金は
電気抵抗率も低いため、通電した際の温度上昇が
小さく、52アロイより優れていることが確認され
た。 第８図は12％Fe−88％Co合金と52アロイとの、
電流値に対する抵抗変化率を示す図で、12％Fe
−88％Co合金の方が52アロイより優れている。
第９図は12％Fe−88％Co合金の磁気特性を示す
ヒステリシスカーブである。 以上の各特性をまとめると表・１の通りであ
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。そしてガラス管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、接触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、ロジウム、銅または金系合金（Au−
Co、Au−Ni）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析出
するようにしている。 ところがこの方法は、粘着は多少軽減される反
面次のような欠点が生じる。 (1) パーマロイ中のFeのために接点の表面が酸
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。 (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。つまり動作回数の増大
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。その理由は、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高温になるため、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推積
し、窪みと隆起を更に促進する。そしてこの窪
みに隆起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。 このような拡散処理を行なう方法のほかに、金
のメツキ液に３％程度のCoを混入して合金メツ
キを行なうことにより、接点材料の金表面に３％
のCoが混在したいわゆる硬質金が得られ、耐粘
着性が向上する。しかも接点表面に酸化しやすい
Feが現れないので、パーマロイと金メツキ間を
拡散処理したものより、接触抵抗も改善される。 しかしながら拡散処理したものと違つて、合金
メツキされた接点と下地の52アロイとの結合が弱
く、温度変化を繰り返し受けることによつて、接
点の剥離が起きやすい。特に52アロイの電気抵抗
率は、35μΩcmと高いため、接点を通る電流によ
る発熱が大きく、高温の温度サイクルを受けるこ
になり、接点とリード片との密着性に悪影響を与
える。 (d) 発明の目的 本発明は、従来のリードスイツチにおけるこの
ような問題を解消し、リード片と接点との密着性
が良く、且つ粘着が発生しにくく、接触抵抗も低
いリードスイツチを実現することを目的とする。 (e) 発明の構成 本発明はこの目的を達成するために、Fe（10〜
18％）−Co（残）合金の強磁性材料からなるリー
ド片と該リード片に設けた接点材料を拡散させ
て、接点材料の表面にCoを３〜10％原子量析出
させたリード片を、不活性ガス中で封入容器に封
入した構成を採つている。 (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。第
２図は本発明によるリードスイツチを示した断面
図である。リード片２，３は、52アロイに代えて
Fe（10〜18％）−Co（残）合金で構成した。この
Fe（10〜18％）−Co（残）合金のリード片３，２の
先端に、金接点材料を設けた。そしてこのリード
片２，３を、炉に入れて800±100℃の温度で、15
〜60分間、水素H2中で熱処理し、接点表面にCo
を３〜10％原子量拡散させた。６はこのようにし
て表面にCoを析出させた金接点である。またガ
ラス管１内には、窒素またはアルゴンの不活性ガ
スが封入されている。 このようにしてリード片中のCoを金接点の表
面まで拡散させたときの、Co析出量と粘着特性
および接触抵抗との関係を第４図に示す。横軸は
金接点表面へのCo析出量（％）、縦軸は粘着特性
（磁歪試験開放値変化率）と接触抵抗値である。
Coの拡散量が３％以上になると磁歪試験開放値
変化率が20％以下になり、粘着性が非常に向上す
る。一方接触抵抗は、Coの拡散量が少なくて金
部分の方が好ましいが、析出量が６％以下であれ
ば金のみの場合の30Ωと殆ど変わらない。10％程
度までは60Ω以下となり、実用上さほど支障はな
い。 第５図はFe（10〜18％）−Co（残）合金の拡散処
理温度、時間とCoの析出量との関係を示す図で、
横軸はアニール温度、縦軸はCo析出量である。
前記のように粘着性も接触抵抗も許容値を示す
Co析出量は３〜10％程度であるが、この程度の
Co析出量を得るには、アニール時間が15分の場
合は、700〜900℃程度の温度が適当で、60分の場
合は、760℃以下が適当である。 第６図はFe−Co合金の熱膨張率を示す図で、
横軸はコバルトCo中の鉄Feの含有率、縦軸は熱
膨張率である。Fe−Co合金のリード片３，２を
直接ガラス管１に封着するため該リード片３，２
が従来の52アロイなど同様に、ガラス管１に封着
した場合にガラス管にクラツクが発生したりしな
いように、リード片３，２とガラス管１との熱膨
張率が等しいことが要求される。Fe−Co合金の
場合は、Feの含有率によつて、ガラス管とほぼ
等しい熱膨張率が得られる。 即ちガラス管の熱膨張率は117.5±2.5×10-7／
℃程度であるが、本発明で用いられるFe−Co合
金は、Feの含有率が8.5〜20％の領域では、ガラ
スと同程度の熱膨張率となつている。 第７図はFe−Co合金の電気抵抗率を示す図で、
横軸はコバルトCo中の鉄Feの含有率、縦軸は電
気抵抗率である。ガラスとの熱膨張率が等しい
8.5〜20％Feの領域では、電気抵抗率は12〜14μΩ
cm程度で、従来量も多く使用されているリード片
材料である52アロイの電気抵抗率の35μΩcmより
はるかに優れている。このようにFe−Co合金は
電気抵抗率も低いため、通電した際の温度上昇が
小さく、52アロイより優れていることが確認され
た。 第８図は12％Fe−88％Co合金と52アロイとの、
電流値に対する抵抗変化率を示す図で、12％Fe
−88％Co合金の方が52アロイより優れている。
第９図は12％Fe−88％Co合金の磁気特性を示す
ヒステリシスカーブである。 以上の各特性をまとめると表・１の通りであ
る。
【表】
【表】
第２図はFe−Co合金のリード片に直接接点材
料を備えているが、第３図のようにFe−Co合金
のリード片と金やロジウムなどの接点材料６との
間に、リード片に銅Cuメツキを行なうなどの方
法で、銅層７を介在させると、接点材料が節減さ
れる。銅メツキは接点部分だけ、あるいは図のよ
うにリード片の全面に行なつてもよい。 (g) 発明の効果 以上の各特性図からも明らかなように、Fe（10
〜18％）−Co（残）合金はガラス管との封着性、
電気的特性および磁気特性などのいずれも極めて
優れており、リード片としての特性は、52アロイ
よりも有望である。本発明はこのようなFe（10〜
18％）−Co（残）合金に金などの接点材料をメツ
キなどの手段で設け、両者を拡散させて接点材料
の表面にCoを３〜10％原子量析出させた構成に
なつている。そのため、52アロイなどと違つて、
接触抵抗を悪化させるFeの析出量が少なく酸化
に対し安定なCoが析出しているので、接触抵抗
は極めて低く且つ長寿命となる。また接点表面ま
でコバルトが析出しているので接点の粘着性も改
善され、リード片と接点材料とが拡散されるの
で、接点材料とリード片との密着性も極めて優れ
ている。
料を備えているが、第３図のようにFe−Co合金
のリード片と金やロジウムなどの接点材料６との
間に、リード片に銅Cuメツキを行なうなどの方
法で、銅層７を介在させると、接点材料が節減さ
れる。銅メツキは接点部分だけ、あるいは図のよ
うにリード片の全面に行なつてもよい。 (g) 発明の効果 以上の各特性図からも明らかなように、Fe（10
〜18％）−Co（残）合金はガラス管との封着性、
電気的特性および磁気特性などのいずれも極めて
優れており、リード片としての特性は、52アロイ
よりも有望である。本発明はこのようなFe（10〜
18％）−Co（残）合金に金などの接点材料をメツ
キなどの手段で設け、両者を拡散させて接点材料
の表面にCoを３〜10％原子量析出させた構成に
なつている。そのため、52アロイなどと違つて、
接触抵抗を悪化させるFeの析出量が少なく酸化
に対し安定なCoが析出しているので、接触抵抗
は極めて低く且つ長寿命となる。また接点表面ま
でコバルトが析出しているので接点の粘着性も改
善され、リード片と接点材料とが拡散されるの
で、接点材料とリード片との密着性も極めて優れ
ている。
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図は本発明によるリード
スイツチの第１実施例を示す断面図、第３図は第
２実施例を示す断面図、第４図以下は本発明によ
るリードスイツチの諸特性を示すもので、第４図
は粘着特性と接触抵抗特性を示す図、第５図はア
ニール温度・時間とCo析出量の関係を示す図、
第６図はFe含有量と熱膨張率との関係を示す図、
第７図はFe含有率と電気抵抗率との関係を示す
図、第８図は12Fe、Co合金の抵抗変化率を示す
図、第９図は12Fe、Co合金のヒステリシスカー
ブを示す図である。 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は金
接点、７は銅層をそれぞれ示す。
点部を示す断面図、第２図は本発明によるリード
スイツチの第１実施例を示す断面図、第３図は第
２実施例を示す断面図、第４図以下は本発明によ
るリードスイツチの諸特性を示すもので、第４図
は粘着特性と接触抵抗特性を示す図、第５図はア
ニール温度・時間とCo析出量の関係を示す図、
第６図はFe含有量と熱膨張率との関係を示す図、
第７図はFe含有率と電気抵抗率との関係を示す
図、第８図は12Fe、Co合金の抵抗変化率を示す
図、第９図は12Fe、Co合金のヒステリシスカー
ブを示す図である。 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は金
接点、７は銅層をそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ Fe（10〜18％）−Co（残）合金の強磁性材料か
らなるリード片と該リード片に設けた接点材料を
拡散させて、接点材料の表面にCoを３〜10％原
子量析出させたリード片を、不活性ガス中で封入
容器に封入してなるリードスイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17889982A JPS5968116A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | リ−ドスイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17889982A JPS5968116A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | リ−ドスイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968116A JPS5968116A (ja) | 1984-04-18 |
| JPS6355732B2 true JPS6355732B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=16056629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17889982A Granted JPS5968116A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | リ−ドスイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968116A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200214U (ja) * | 1986-06-10 | 1987-12-19 |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP17889982A patent/JPS5968116A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5968116A (ja) | 1984-04-18 |
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