KR0150217B1 - 대금을 가진 전기접점 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

대금을 가진 전기접점

제1도(a)는 본 발명의 실시예1의 단면도.

제1도(b)는 (a)도의 B 부분의 확대도.

제2도는 제1도의 접점의 접점재를 대금에 저항 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제3도(a)는 본 발명의 실시예2의 단면도.

제3도(b)는 (a)도의 B 부분의 확대도.

제4도는 제3도의 접점의 접점재를 대금에 저항 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제5도는 제3도의 홈부 단면의 금속조직을 표시하는 확대사진.

제6도는 본 발명의 실시예3의 대금요부의 사시도.

제7도는 본 발명의 실시예4의 대금요부의 사시도.

제8도는 본 발명의 실시예5의 대금요부의 사시도.

제9도는 본 발명의 실시예6의 대금요부의 사시도.

제10도는 본 발명의 실시예7의 접점재를 대금에 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제11도는 제10도의 접점재를 압축성형한 상태의 단면도.

제12도는 제10도의 대금요부의 사시도.

제13도는 본 발명의 실시예8의 대금요부의 사시도.

제14도는 본 발명의 실시예9의 대금요부의 사시도.

제15도는 본 발명의 실시예10의 대금요부의 사시도.

제16도는 본 발명의 실시예11의 대금요부의 사시도.

제17도는 본 발명의 실시예12의 대금요부의 사시도.

제18도는 본 발명의 실시예13의 접점재를 대금에 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제19도는 제18도의 접점재를 압축성형한 상태의 단면도.

제20도는 제18도의 대금요부의 사시도.

제21도는 본 발명의 실시예14의 대금요부의 사시도.

제22도는 본 발명의 실시예15의 대금요부의 사시도.

제23도는 본 발명의 실시예16의 대금요부의 사시도.

제24도는 본 발명의 실시예17의 접점재를 대금에 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제25도(a)는 제24도의 접점재를 압축성형한 상태의 단면도.

제25도(b)는 (a)도의 B 부분의 확대도.

제26도는 제24도의 대금요부 및 본 발명의 실시예19의 대금요부의 사시도.

제27도는 본 발명의 실시예18 및 실시예20의 대금요부의 사시도.

제28도는 본 발명의 실시예21 및 실시예23의 대금요부의 사시도.

제29도는 본 발명의 실시예22 및 실시예24의 대금요부의 가시도.

제30도는 본 발명의 실시예25의 접점재를 대금에 용접하는 상태를 도시한 단면도.

제31도는 제30도의 접점재를 압축성형한 상태의 단면도.

제32도는 제30도 및 본 발명의 실시예27의 대금요부의 사시도.

제33도는 본 발명의 실시예26 및 실시예28의 대금요부의 사시도.

제34도는 접점재의 저항용접을 설명하는 단면도.

제35도는 제34도의 접점재를 압축성형한 상태의 단면도.

제36도는 종래의 대금으로부터 박리하는 상황을 설명하는 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 접점재 2 : 대금

1a : 심재 1b : 피복재

3 : 용접부 8 : 홈

9 : 접점 10 : 돌기

11 : 절제부 12 : 요함부

13, 14 : 구멍

본 발명은 전자접촉기 등의 스위치에 있어서, 전류의 개폐에 이용되는 대금을 가진 전기접점에 관한 것이다.

종래의 이러한 전기접점(이하 접점이라 함) 재료로서는 Ag, Ag - Ni 등의 비산화물계 접점재료, 또는 Ag 중에 Cd, Sn, Sb, In, Zn, Mn, Te, Bi 등의 산화물을 분산시킨 Ag - 산화물계 접점재료가 알려져 있었다. 특히 Ag - 산화물계 접점재료는 내용착성, 내소모성 등의 접점특성이 우수하면 주로 중간부하(中負荷) 영역에서 사용되고 있다.

근래, 각 산업분야에서 합리화, 자동화는 눈부시게 발전한 바 있으며, 이에따라 기계장치는 점차 대형화, 복잡화해가는 경향에 있다. 한편, 이들을 제어하는 스위치에 있어서는 소형화, 대용량화, 동작의 고빈도화가 요구되며, 그 접점은 기계의 빈번한 운전하에서 가동시에는 개폐에 따른 아크열이나 주울열에 의하여 국부적으로 용융할 정도의 고열로 가열되고, 정지시에는 실온까지 냉각되는 고온과 저온의 열사이클을 반복하여 받게된다.

접점은 일반적으로 대금에 접합하여 사용하나, 그 접합방법으로는 납땜등에 의하여 야금적으로 접합하는 방법과, 접점재와 대금의 접촉부에 전류를 흘려 그 접촉부의 발열을 이용하여 접점재를 대금에 순간적으로 접합하는 소위 저항용접의 방법이 있다.

납땜에 의한 접합은 대금과 접점을 높은 온도로 가열하여 대금을 연화 시키기 때문에 대금의 판두께를 크게 하여야 하므로 스위치를 소형화하기 위한 방법으로서는 바람직하지 못하며 또 접합작업의 자동화가 곤란하기 때문에 스위치를 양산하는 방법으로서도 적합하지 못하다.

이에대하여 저항용접은 대금 등에 대한 열적영향이 적고 자동화도 용이하여 매우 우수한 방법이다. 저항용접에 의하여 대금에 접합한 접점재는 다시 성형형(成形型)에 의하여 위쪽에서 압축하여 원형, 4각형 등의 소정형상의 접점으로 성형된다.

제34도는 종래의 일반적인 대금에 접점재를 저항 용접하는 상태를 도시하고, 또 제35도는 저항 용접한 접점재를 압축성형한 접점을 도시한 것이다.

제34도에 있어서, 1은 원형단면의 선재를 일정길이로 절단한 접점재이며, 이 접점재(1)를 대금(2)의 소정위치에 눕힌 상태로 놓고 전극(4A)(4B) 사이에 끼워서 전류를 흐르게 한다. 이렇게 하면 접점재(1)와 대금(2)의 접촉부에는 접촉저항에 의한 주울열이 발생하여 접촉부가 용융되며, 접점재(1)와 대금(2)은 용접부(3)의 범위에서 용접된다. 대금(2)에 저항 용접된 접점재(1)는 도시되어 있지 않은 성형형으로 위쪽에서 압축하여 제35도에 도시한 바와같은 원판형접점(5)으로 성형한다.

이와같은 저항용접에 의한 접점의 접합은 이미 설명한 바와같이 다른 접합법, 예를들면 납땜에 비교하여 자동화가 용이하며 생산성이 좋은 등의 이점이 있다. 그런데 저항용접에 의한 경우는 접점 전면을 대금에 접합하는 것이 곤란하며, 제35도에서도 알 수 있는 바와같이 용접부(3)는 성형후의 원판형접점(5)의 중심부에만 존재하기 때문에 큰 전류를 반복하여 개폐하면 원 판형접점(5)이 활형상으로 만곡변형하여 대금(2)으로 부터 떨어지는 문제가 있었다.

이 박리의 상황을 제36도에 도시한다. 제36도는 저항용접한 접점을 전자접촉기에 조립하여 대전류를 개폐하였을때의 상태를 도시한 것으로, 5는 원판형접점, 6은 가동접점이다. 도면에서 원판형 및 가동접점(5)(6) 개리시(開離時)에 발생한 아크(7)에 의해 가열된 원판형접점(5)은 아크(7)가 소멸되면 냉각되지만, 냉각되는 과정에서 접점표면이 수축하므로, 원판형 접점(5)에는 그 외주로부터 박리시키려고 하는 힘이 가해진다. 일단 박리가 발생하면 대금(2)의 열전달이 나빠지므로 원판형접점(5)은 점점 가열과 박리가 촉진되며 결국에는 이상 소모되거나 대금(2)으로 부터 떨어지게 된다.

또한 아크는 발생해서 소멸하는 동안에 자력에 의해 일정방향(예를들면 제36도의 화살표 P방향)으로 구동되는 것이 많고, 이 경우에 박리는 아크가 이동하는 종단방향으로 치우치는 경향이 있다. 또 저항용접에서의 접합면적을 크게 하는 방법으로 용접전류를 크게 하는 것이 생각되어지나, 용접전류를 크게 하면 전류를 공급하는 전극의 소모가 증가하여 전극을 수리하는 빈도가 증가하고 저항용접 본래의 이점인 생산성의 향상이 손상되게 되므로 이 방법에도 한도가 있다.

위에서 설명한 접점의 박리는 각종 접점재료에서 어느정도 발생하지만, 특히 Ag - CdO, Ag - SnO₂등의 Ag - 산화물계 접점재료에서 그 경향이 현저하다. 이들 Ag - 산화물계 접점재료는 아크에 강한 대전류용에 적합한 특징을 가지고 있는 반면, 대금과의 계면에 존재하는 산화물 때문에 저항용 접시의 접합강도가 비산화물계 접점재료에 비하여 매우 적게 되는 난점이 있다. 그러므로 박리가 예상되는 사용조건에서 종래에는 접점칩에 은층을 도금하여 이 접점칩을 대금에 납점하는 수단을 강구하여 왔다. 그러나 이와 같은 방법은 노력과 시간을 요하기 때문제 양산에 적합하지 않고 원가가 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 대금에 대한 열적영향이 적고 생산성이 우수한 저항용접을 이용하여 접점재를 대금에 접합시킨 박리에 강한 전기접점을 제공하는 것을 목적으로한 것이다.

또한 본 발명은 전기적 특성이 우수한 Ag - 산화물계 접점재료의 접점재를 대금에 저항용접한 박리에 강한 전기접점을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 대금에 저항용접한 접점재를 소정의 형상으로 압축성형하여 형성한 대금부 전기접점에 있어서 본 발명은 적어도 접점재의 대금과의 접합면을 비산화물계 접점재로 구성하는 동시에 압축성형한 접점재의 일부를 대금에 압접시킨 것이다.

접점재를 압축성형할 때 그 일부를 대금에 압접시키는 수단으로 대금의 접점재 용접개소 근처에 홈을 설치함으로서 압축성형한 접점재를 이 홈에 코오킹 시킬 수 있다.

또 접점재의 일부를 대금에 압접시키는 다른 수단으로서 대금의 접점재 용접개소 근처에 구멍을 설치함으로서 압축성형한 접점재를 이 구멍에 코오킹 시킬 수가 있다.

상기 접점에 있어서는 접점재로서 Ag - 금속산화물계 접점재료로 된 심재(芯材)의 외주에 비산화물계 접점재료를 피복접합한 복합선재를 이용하여 내용착성, 내소모성을 높일수가 있다. 이때 복합 선재의 단면적에서 차지하는 비산화물계 접점재료의 면적비율을 5 - 35%로 하는 것이 있다. 그리고 압축성형 후에 개폐면의 표충을 연마하여 심재를 노출시키면 좋다.

이들의 어느 접점에 있어서나 대금의 접점재 용접개소에 돌기를 설치하면 이 돌기부에 접점재를 용접하는 것에 의하여 용접강도를 안정시킬수가 있다.

이상의 어느 접점에 있어서나 대금의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부를 형성하여 이 절제부의 저부에 접점재를 용접하는 동시에 압축성형한 접점재의 측면을 절제부 내벽에 압접시키면 접점의 박리방지 효과를 좋게할 수 있다.

같은 원리로 대금의 접점부착부에 요함부를 형성하여 이 요함부의 저부에 접점재를 용접하는 동시에 압축성형한 접점재의 측면을 요함부의 내벽에 압접시키면 접점의 박리방지 효과를 좋게할 수 있다.

접점재를 저항용접한 후에 압축성형한 접점은 이미 설명한 바와같이 중심부만이 용접되어 있기 때문에 열변형에 의하여 표면을 오목한 면으로 하는 만곡변형이 발생하게 되면 용접되어 있지 않은 접점부 주변부가 박리하게 된다. 그러므로 중심 용접부의 주변 일부를 대금에 압접시키면 이 압접부가 만곡 변형될 때 대금에 걸리기 때문에 접점주변부의 박리가 발생하지 않게 된다. 접점주변부를 대금에 압접시키기 위해서 접점재의 용접점 근처에 홈 또는 구멍을 설치하므로서 압축성형시에 접점재의 일부가 이 홈 또는 구멍에 확실하게 코오킹 된다. 또한 홈은 위쪽에서 보아 점의 연속으로 해도 좋다.

이때 접점재의 대금과의 접합면은 Ag, Ag - Ni 등의 비산화물계 접점재료로 구성하고, 접점중심부의 용접강도를 확보하여 두는 것이 필요하다.

즉, 접점주변부의 압접부는 용접부를 중심으로 하는 활형만곡에는 저항하나, 용접부가 박리한 후의 축방향의 박리에는 거의 저항을 나타내지 않는다. 또 접점재의 대금과의 접합면을 연질의 Ag, Ag 합금으로 구성되는 것에 의하여 홈 또는 구멍의 코오킹이 용이하게 되어 압접성능이 좋게 된다.

접점재료로서는 Ag, Ag - Ni 등의 비산화물계 접점재료만으로 접점 전체를 구성할 수가 있다. 그러나 이 경우는 접점의 접합강도는 얻어지나 전기적 개폐성능이 떨어지므로 이러한 점에서의 사용조건의 제약에 유의하여야 한다.

전기적 개폐성능과 접합강도를 양쪽 다 만족시키는데는 접점의 개폐면을 Ag - CdO, Ag - SnO₂등의 Ag - 산화물계 접점재료로 구성하고, 대금과의 접합면을 Ag, Ag - Ni 등의 비산화물계 접점재료로 구성한다. 이와같은 접점구성으로 하는 데는 접점재로서 Ag - 산화물계 접점재료로 된 심재의 외주에 비산화물계 접점재료를 피복접합한 복합선재를 이용하면 좋다. 이와같은 복합선재는 심재외주의 Ag 또는 Ag 합금의 존재에 의하여 개금에서의 용접성능이 높아지며, 용접후의 압축성형에서 대금으로의 압접이 양호하게 되는 동시에 경질(硬質)의 Ag - 산화물계 접점재료의 외주가 Ag 또는 Ag 합금의 피복으로 포위, 보호되는 것에 의하여 접점의 성형가공이 용이하게 된다.

상기 복합선재의 단면적에서 차지하는 비산화물계 접점재료의 면적비율을 5 - 35%로 하는 이유를 설명하면, 5% 미만에서는 심재의 피복효과가 적고, 용접시에 심재가 노출될 가능성이 있으며, 대금의 압접량이 적게 되어 접합강도의 향상을 충분히 기대할 수 없다. 또 35%를 초과하면 Ag 또는 Ag 합금이 너무 많아서 접점특성의 범위, 특히 내용착성(耐溶着性)이 문제로 된다. 복합선재를 이용하였을 때의 내용착성을 더 개선하기 위해서는 접점재를 압축성형한 후, 그 개폐면의 표충을 연마하여 심재를 노출시킨다. 이렇게 하면 특히 초기의 내용착성이 향상된다.

또한 대금의 접점재 용접개소에 돌기를 설치하므로서 통전개시점이 일정하여 용접강도가 안정된다.

그리고 대금의 접점부착부를 좌우로 횡단하는 절제부 또는 요함부를 형성하고, 그 저부에 접점재를 용접하는 동시에 압축성형한 접점재의 주연을 절제부 또는 요함부의 벽면에 압접시키도록 하므로서 접점의 활형만곡시에 그 주연이 벽면에서 압접되므로 박리방지상 유리하게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다. 또한 이하의 실시예에 있어서 제34도 내지 제36도와 동일 내지 대응하는 부분은 모두 동일부호로 표시한다.

[실시예 1]

제1도(a)는 대금에 접합한 접점의 단면도, (b)는 (a)도의 B 부분의 확대도, 제2도는 대금에 접점재를 용접하는 상태를 도시한 단면도이다. 제2도에 있어서, 접점재(1)는 직경 2.6mm의 Ag - Ni 선재를 길이 2.6mm로 절단한 것으로, 이 접점재(1)를 용접개소 근처에 홈(8)을 설치한 두께 1.5mm, 폭 7.0mm 의 대금(2)위에 놓고 전극(4A)(4B)을 통전시켜 도시한 바와같이 용접부(3)의 범위에서 용접하였다. 그후 접점재(1)를 성형형에 의하여 압축성형하여 제1도에 도시한 직경 4.7mm의 평탄한 표면의 환형의 접점(9)으로 하였다. 제1도에 도시한 바와같이 압축성형된 접점재(1)는 홈(8)에 코오킹되어 있다. 대금(2)에 설치한 홈(8)으로는 다음의 2종류를 사용하였다. 하나는 깊이 0.4mm, 폭 0.8mm의 V 홈을 접점재(1)의 양측에 3mm 간격으로 2개 설치한 것(도시한 것), 또 하나는 같은 깊이와 폭으로 직경 3mm의 링형의 V홈을 접점재(1)를 감싸게 설치한 것이다. 그리고 비교시험용으로 다른 조건은 동일하고 홈이 없는 것을 준비하였다. 이들 3종류의 접점을 정격전류 20A의 전자접촉기에 고정접점으로 조립하여 200v, 115A 로 개폐시험을 하였다.

이 결과는 홈이 없는 것은 약 20,000회의 개폐로 접점의 탈락이 시작되었으나, 실시예의 접점은 어느홈의 것도 35,000회의 개폐를 하였어도 탈락은 발생하지 않았다.

[실시예 2]

제3도 및 제4도는 실시예1의 제1도 및 제2도에 각각 상당하고, 제5도는 홈(8)을 가진 단면의 금속조직을 나타내는 확대사진이다. 이 실시예 2에서는 접점재(1)로서 Ag - CdO로 되는 심재(1a)에 두께 0.1mm의 은의 피복재(1b)를 접합한 직경 2.6mm의 복합선재를 사용한 점이 실시예1과 상이하고, 대금(2)의 치수, 홈(8)의 종류 및 형상, 치수, 압축 성형후의 접점(9)의 형상, 치수는 동일하다.

제5도의 홈(8)을 가진 단면의 사진에 의하면, 접점재(1)의 일부, 특히 은의 피복재(1b)가 홈(8)에 완전하게 코오킹 되어 있는 것를 알 수 있다.

실시예 2에서도 비교시험용으로 다른 조건은 동일하고 홈이 없는 것을 준비하여 3종류의 접점을 실시예1의 경우와 동일조건하에서 개폐시험하였다.

그 결과 홈이 없는 것은 약 15,000회의 개폐로 접점의 탈락이 시작되었으나, 실시예의 접점은 어느 홈의 것도 35,000회의 개폐를 하였어도 접점의 탈락은 전혀 발생하지 않았다.

실시예 1및 실시예 2에 있어서, 제1도(b) 또는 제3도(b)에 도시한 홈(8)의 외측벽면과 대금상면의 각도(α)는 약 90도로 되어있다. 박리방지 효과를 높이기 위해서는 이 α는 작은 것이 좋다. 그러나 α가 90도 이상 되면 펀치에 의해 용이하게 홈(8)을 형성할 수 있으나, 90도 미만으로 되면 가공이 곤란하게 된다. 전류개폐빈도, 접점의 크기, 접점의 재질 등 여러 가지 조건과 홈가공의 작업성을 결합하여 결정하는 것이 좋다.

또 상기 실시예 1,2에서는 2개의 평행홈 및 링형 홈의 경우를 도시하였으나, 아크의 구동방향이 일정한 경우에는 아크구동의 종단부측에 1개만 홈을 설치하여도 그만큼 효과는 있다. 홈의 개수를 더 증가시키는데 대해서는 각도(α)와 동일하게 모든 조건을 감안하여 결정하는 것이 좋다. 그리고 상기 실시예 1, 2에서는 비산화물계 접점재료의 피복재(1b)로서 은의 경우를 도시하였으나, 피복재(1b)의 작용은 이미 설명한 바와같이 접점재(1)의 용접성의 개선과 홈(8)에 압접하는 것을 돕는 점에 있으므로, 용접성이 좋고 심재(1a)보다도 연질의 은합금도 피복재(1b)로 사용하는 것이 가능하다.

각종 복합접점재와 대금형상을 조합시킨 여러 가지의 실시예에 대하여 Ag - 산화물계 접점재료 단일의 비교 접점재를 사용한 비교예와 대비하여 시험 결과를 제시한다.

복합접점재(1 - 6)에 대해서 설명한다.

(복합접점재 1)

Ag 8,670g 과 Cd 2,330g의 합계 10,000g을 고주파 용해로에서 용해하고 용탕을 물분무하여 86.7% Ag - Cd 합금의 분말체로 하였다. 이 분말체를 내부산화후 직경 80mm, 길이 200mm 의 환봉으로 성형 소결하였다.

이 빌레트(billet)를 대기중에서 800℃로 가열하고, 열간 압출기를 사용하여 직경 20mm의 환봉으로 압출하였다. 이때의 Ag의 정량분석치는 약 85.0%(또Ag - CdO)로 하였다. 이것은 산소의 증가분이 가해진 것이다. 이 Ag - CdO의 환봉에 두께 1.0mm, 내경 20.1mm의 Ag 파이프를 끼워 800℃로 가열하여 열간 가공에 의하여 Ag와 Ag - CdO를 접합하여 복합환봉으로 하였다.

이 복합환봉을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 직경 3.0mm의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag 층의 면적비율은 약 17% 였다. 이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 1로 하였다.

(복합접점재 2)

Ag 분말 9,000g 과 산화 Sn 분말1,000g의 합계 10,000g을 V형 밀에서 혼합하여 이 혼합분말을 직경 80mm, 길이 약 20mm의 환봉으로 성형, 소결하였다.

이 빌레트를 대기중에서 850℃로 가열하고, 열간 압출기에 의하여 직경 20mm의 환봉(904g - SnO₂)으로 압출하였다.

이 Ag - SnO₂의 환봉에 두께 2mm, 내경 20.1mm 의 99.8중량%의 Ag-Ni 합금제 파이프를 끼워 850℃로 가열하고 열간가공에 의하여 Ag와 Ag - SnO₂를 접합하였다.

이것을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 3mm의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag합금층의 면적비율은 30%였다. 이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 2로 하였다.

(복합접점재 3)

Ag 9,120g 과 Cd 880g의 합계 10,000g을 고주파 용해로에서 용해하고 용탕을 물분무하여 91.2% Ag - Cd 합금의 분말체로 하였다. 이 분말체를 내부산화후 직경 80mm, 길이 200mm 의 환봉으로 성형 소결하였다.

이 빌레트를 대기중에서 800℃로 가열하고, 열간 압출기를 사용하여 직경 20mm의 환봉으로 압출하였다. 이때의 Ag의 정량분석치는 약 90%(90Ag - CdO)였다. 이것은 산소의 증가분이 가해진 것이다. 이 Ag -CdO의 환봉에 두께 1.5mm, 내경 20.1mm의 Ag 파이프를 끼워 800℃로 가열하고 열간 가공에 의하여 Ag와 CdO를 접합하였다.

이 복합환봉을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 직경 3.0m의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag 층의 면적비은 약 24%였다.

이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 3으로 하였다.

(복합접점재 4)

Ag 분말 8,800g 산화 Cd 분말 800g및 산화 Sn 분말 400g 합계 10,000g V형 밀에서 혼합하여 이 혼합분말을 직경 80mm, 길이 약 200mm의 환봉으로 성형, 소결하였다.

이 빌레트를 대기중에서 850℃로 가열하여 열간 압출기에 의하여 직경 20mm의 환봉(88Ag -8CdO - SnO₂)으로 압출하였다.

다음에 두께 0.5mm, 내경 20.1mm 의 99.5중량%의 Ag - Cu 합금제 파이프를 Ag - CdO - SnO₂의 환봉에 끼워서 850℃로 가열하여 Ag - Cu 와 Ag - CdO - SnO₂를 열간가공에 의하여 접합하였다.

이것을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 3mm의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag합금층의 면적비율은 9%였다. 이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 4로 하였다.

(복합접점재 5)

Ag 8,800g 과 Cd 1,200g의 합계 10,000g을 고주파 용해로에서 용해하고 용탕을 물분무하여 88.0% Ag - Cd 합금분말체로 하였다. 이 분말체를 내부산화후 직경 80mm, 길이 200mm 의 환봉으로 성형 소결하였다.

이 빌레트를 대기중에서 800℃로 가열하고, 열간 압출기를 사용하여 직경 200mm의 환봉으로 압출하였다. 이때의 Ag의 정량분석치는 약 86.5%(86.5 Ag - CdO)로 하였다. 이것은 산소의 증가분이 가해진 것이다.

이 Ag - CdO의 환봉에 두께 1.0mm, 내경 20.1mm의 Ag제 파이프를 끼워 800℃로 가열하여 열간 가공에 의하여 Ag와 Ag - CdO를 접합하여 복합환봉으로 하였다.

이 복합환봉을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 직경 3.0mm의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag 층의 면적비율은 약 9%였다.

이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 5로 하였다.

(복합접점재 6)

Ag 분말 8,800g 과 산화 Sn 분말 1,200g의 합계 10,000g을 V형 밀에서 혼합하여 이 혼합분말을 직경 80mm, 길이 약 200mm의 환봉으로 성형, 소결하였다.

이 빌레트를 대기중에서 850℃로 가열하여 열간 압출기에 의하여 직경 20mm의 환봉(88 Ag - SnO₂)으로 압출하였다.

이 Ag - SnO₂의 환봉에 두께 2mm, 내경 20.1mm 의 99.5중량%의 Ag- Ni와 Ag - SnO₂를 열간가공에 의하여 접합하였다.

이것을 소둔과 스웨징 가공을 반복하여 3mm의 복합선재로 하였다. 이 복합선재의 단면적을 차지하는 Ag 합금층의 면적비율은 30%였다. 이 복합선재를 길이 3mm로 절단하여 복합접점재 6으로 하였다.

또한 상기 복합접점재 1 - 6에서는 심재로서 Ag - CdO 및 Ag - SnO₂를 이용한 것을 제시하였으나, 기타 Cd, Sn, Sb, In, Zn, Mn, Te, Bi 등의 여러가지의 산화물을 다수 종류 첨가한 Ag- 산화물계 접점재료를 이용할수도 있다.

상기 복합접점재 1 - 6에서 각각 심재로 한 Ag - 산화물계 접점재료, 즉 85 Ag - CdO, 90 Ag - SnO₂, 90 Ag - CdO, 88 Ag - 8 CdO - SnO2, 86.5 Ag - CdO 및 88 Ag - SnO2 를 직경 20mm의 환봉으로 부터 소둔과 인발가공을 반복하여 직경 3mm의 선재로 하고, 이것을 3mm의 길이로 절단하여 각각 비교접점재 a, b, c, d, e 및 f 로 하였다.

[실시예 3]

제6도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x7.0mm의 대금(2)에 깊이 0.5mm x 폭 1.0mm x 길이 3.0mm 의 V자형의 홈(8)을 3mm 간격으로 2개 설치하여 그 사이에 상기 접점재(1)를 저항용접한 후, 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다. 그리고 이 접점 개폐면의 표층을 연마하여 Ag - CdO 층을 노출시켰다.

[실시예 4]

제7도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x 폭 7.0mm 의 대금(2)에 깊이 0.1mm 폭 0.75mm x 길이 5.0mm 의 V자형의 홈(8)을 2개씩 쌍으로 하여 2mm 간격으로 합계 4개를 설치하여 그 사이에 상기 접점재 2를 저항용접한 후, 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 압축성형하고 개폐편의 표층을 연마하여 Ag - SnO₂층을 노출시켰다.

[실시예 5]

제8도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x7.0mm의 대금(2)에 깊이 0.7mm x 폭 0.2mm x 길이 3.0mm 의 V자형의 홈(8) 4개를 대략 정방형으로 설치하고, 그 사이에 상기 접점재 3을 저항용접한후, 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형하고, 개폐면의 표층을 연마하여 Ag - CdO 층을 노출시켰다.

[실시예 6]

제9도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x 폭 7.0mm 의 대금(2)에 깊이 0.5mm 폭 1.2mm x 길이 2.8mm 의 V자형의 홈(8) 4개를 링형으로 설치하고 그 사이에 상기 접점재 4를 저항용접한후, 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 압축성형하고 개폐편의 표층을 연마하여 Ag - CdO - SnO₂층을 노출시켰다.

[비교예 3]

비교접점재 a를 제6도의 대금(2)에 용접하여 실시예 3과 동일하게 성형, 연마하였다.

[비교예 4]

비교접점재 b를 제7도의 대금(2)에 용접하여 실시예 4와 동일하게 성형, 연마하였다.

[비교예 5]

비교접점재 c를 제8도의 대금(2)에 용접하여 실시예 3과 동일하게 성형, 연마하였다.

[비교예 6]

비교접점재 d를 제9도의 대금(2)에 용접하여 실시예 4와 동일하게 성형, 연마하였다.

이상과 같이하여 얻은 접점을 시판의 전자 접촉기(정격 20A)를 사용하여 전압 AC 200V, 전류 120A 역율 0.35, 개폐빈도 600회/시의 조건에서 20,000회 개폐하여 그 소모상태를 비교하였다. 이 결과를 표1에 표시한다.

이것에서 알수 있는 바와같이 비교예는 어느것이나 접합강도가 약하기 때문에 활형 만곡변형이 생기고 10,000회 미만에서 탈락하였다. 이에대하여 실시예의 것은 활형만곡변형 없이 정상적인 소모상태를 나타내었다.

[실시예 7]

제6도의 대금(2)의 접점재 용접개소에 돌기(10)를 1개 설치한 제12도의 대금에 제10도에 도시한 바와같이 복합접점재 1로 되는 접점재(1)를 프로젝션 용접하고 제11도에 도시한 바와같이 두께 8.0mm × 1변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다.

[실시예 8]

제7도의 대금(2)의 접점재 용접개소에 돌기(10)를 2개 설치한 제13도의 대금(2)에 복합접점재 2를 프로젝션 용접하여 실시예 7과 동일하게 압축성형 하였다.

[실시예 9]

제8도의 대금(2)의 접점재 용접개소에 돌기(10)를 1개 설치한 제14도의 대금(2)에 복합접점재 3을 프로젝션 용접하여 압축성형 하였다.

[실시예 10]

제9도의 대금(2)의 접점재 용접개소에 돌기(10) 1개를 설치한 제15도의 대금(2)에 복합접점재 4를 프로젝션 용접하여 압축성형 하였다.

이들의 실시예 7 - 10과 비교하기 위하여 제12도 내지 제15도의 대금(2)에 비교접점재 a - d 를 각각 프로젝션 용접하고, 두께 0.8mm x 일변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형하여 비교예 7 - 10으로 하였다.

이들을 실시예 3 - 6의 경우와 동일한 조건에서 시험한 결과를 표2에 제시한다. 이 경우도 비교예 7 - 10에서는 활형만곡변형을 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 7 - 10에서는 활형만곡변형 없이 정상적으로 마모하였다.

[실시예 11]

제16도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x 폭 7.0mm의 대금(2)의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부(11)를 절삭가공에 의해 형성하여 그 저부에 제6도와 동일의 V 자형의 홈(8)을 설치하고 그 사이에 상기 복합접점재 5를 저항용접하여 이 접점재를 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다. 이때 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

[실시예 12]

제17도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x폭 7.0mm 의 대금(2)의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부(11)를 압출성형에 의해 형성하여 그 저부에 제7도와 동일의 V자형의 홈(8)을 설치하고 그 사이에 상기 복합접점재 6을 저항용접하여 동일하게 압축성형하여 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

이들의 실시예 11 및 12와 비교하기 위하여 제16도 및 제17도의 대금(2)에 비교접점재 e 및 f 를 용접하고 상기와 동일하게 압축성형하여 그 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켜 비교예 11 및 12로 하였다. 이들을 실시예 3 - 6의 경우와 동일의 조건에서 시험한 결과를 표3에 제시한다. 이 경우도 비교예 11 및 12에서는 활형만곡변형이 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 11 및 12에서는 활형만곡변형 없이 정상적으로 마모하였다.

[실시예 13]

제20도에 도시한 바와같이 두께 1.5mm x폭 7.0mm 의 대금(2)의 접점부착부에 요함부(12)를 압출성형에 의해 형성하고 그 저부에 제6도와 동일한 V자형의 홈(8)을 설치하여 그 사이에 제18도에 도시한 바와같이 상기 복합 접점재 1로 되는 접점재(1)를 저항용접하고, 제19도에 도시한 바와같이 두께 0.8mm x 1변 5.0mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형하고, 요함부(12)의 벽면(12a)에 접점(9)의 주연을 압접시켰다.

[실시예 14]

제21도에 도시한 바와같이 제20도와 동일한 요함부(12)를 형성한 대금(2)에 제7도와 동일한 홈(8)을 설치하여 그 사이에 복합접점재 2를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

[실시예 15]

제22도에 도시한 바와같이 제20도와 동일한 요함부(12)를 형성한 대금(2)에 제8도와 동일한 홈(8)을 설치하여 그 사이에 복합접점재 3을 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

[실시예 16]

제23도에 도시한 바와같이 제20도와 동일한 요함부(12)를 형성한 대금(2)에 제9도와 동일한 홈(8)을 설치하여 그 사이에 복합접점재 4를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

또 이들의 실시예 13 - 16과 비교하기 위하여 제20도 - 제23도의 대금(2)에 비교접점재 a - d 를 각각 용접하여 상기와 동일하게 압축성형하여 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켜 비교예 13 - 16으로 하였다.

이들을 실시예 3 - 6의 경우와 동일한 조건에서 시험한 결과를 표 4에 제시한다. 이 경우도 비교예 13 - 16에서는 활형만곡변형이 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 13 - 16에서는 활형만곡변형 없이 정상적으로 마모하였다.

[실시예 17]

제26도에 도시한 바와같이 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2)에 폭 1.00mm x 길이 2.00mm의 장방형 구멍(13) 2개를 관통시켜 설치하여서 그 사이에 상기 복합접점재 1과 동일성분으로 직경 및 길이만을 2.6mm로 한 복합접점재로 된 접점재(1)를 제24도에 도시한 바와같이 저항용접한 후 제25도에 도시한 바와같이 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점(9)으로 압축성형 하였다.

[실시예 18]

제27도에 도시한 바와같이 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2)에 폭 1.0mm의 원형 구멍(14) 4개를 관통시켜 설치하여 그 사이에 상기 복합접점재 2와 동일성분으로 직경 및 길이를 2.6mm로 한 복합접점재로 된 저항용접한 후 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다(상기 장방형 구멍 13과 원형 구멍 14를 통칭하여 구멍 13, 14 라고도 한다).

[실시예 19]

폭 1.00mm x 길이 2.0mm의 장방형 구멍(13) 2개를 관통시켜 설치한 두께 0.6mm x 6.0mm의 대금(2) (제26도)에 상기 복합접점재 3과 동일성분으로 직경 및 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 저항용접한 후, 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다.

[실시예 20]

직경 1.0mm의 원형 구멍(14) 4개를 관통시켜 설치한 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2) (제29도)에 상기 복합접점재 4와 동일성분으로 직경 및 길이를 2.6mm 로 한 복합접점재를 저항용접한 후, 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점(9)으로 압축성형 하였다.

이들의 실시예 17 - 20과 비교하기 위하여 비교접점재 1 - 4와 각각 동일성분으로 직경 및 길이를 2.6mm로 한 접점재를 제26도 및 제27도의 대금(2)에 실시예 17 - 20과 각각 동일하게 용접성형하여 비교예 17 - 20으로 하였다.

이들을 시판의 전자접촉기(정격 12A)를 사용하여 전압 AC 220V, 전류 78A, 역율 0.35, 개폐빈도 600회/시의 조건에서 20,000회 개폐하여 그 소모상태를 비교하였다. 그 결과를 표 5에 제시한다. 이 경우도 비교예 17 - 20에서는 활형만곡변형은 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 17 - 20에서는 활형만곡변형 없이 정상적으로 마모하였다.

[실시예 21]

제28도에 도시한 바와같이 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2)의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부(11)를 절삭가공에 의해 형성하여 그 저부에 제26도와 동일한 장방형 구멍(13)을 설치하여 그 사이에 상기 접점재 1과 동일성분으로 직경 및 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 저항용접하여 이 접점재를 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점으로 압축성형 하였다. 이때 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

[실시예 22]

제29도에 도시한 바와같이 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2)의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부(11)를 절삭가공에 의해 형성하여 그 저부에 제27도와 동일한 원형 구멍(14)을 설치하여 그 사이에 상기 접점재 2와 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 저항용접하여 이 접점재를 동일하게 압축성형하여 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

[실시예 23]

제28도의 대금에 복합접점재 3과 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

[실시예 24]

제29도의 대금에 복합접점재 4와 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 용접하여 밥축성형한 접점의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시켰다.

이들의 실시예 21 - 24와 비교하기 위하여 비교접점재 1 - 4와 각각 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 접점재를 제28도 및 제29도의 대금(2)에 실시예 21 - 24와 각각 동일하게 용접성형하여 비교예 21 - 24로 하였다.

이들을 실시예 17 - 20의 경우와 동일한 조건에서 시험한 결과를 표6에 제시한다. 이 경우도 비교예 21 - 24에서는 활형만곡변형이 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 21 - 24에서는 활형만곡변형 없이 정상적으로 마모하였다.

[실시예 25]

제32도에 도시한 바와같이 두께 0.6mm x 폭 6.0mm의 대금(2)의 접점부착부에 요함부(12)를 압출성형에 의해 형성하여 그 저부에 제26도와 장방형 구멍(13)을 설치하여 그 사이에 상기 복합접점재 1과 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재로 되는 접점재(1)를 제30도에 도시한 바와같이 저항용접하고, 제31도에 도시한 바와같이 두께 0.7mm x 1변 4.5mm의 대략 정방형의 접점(9)으로 압축성형하여 요함부(12)의 벽면(12a)에 접점(9)의 주연을 압접시켰다.

[실시예 26]

제33도에 도시한 바와같이 제32도와 동일한 요함부(12)를 형성한 대금(2)에 제27도와 동일한 원형 구멍(14)을 설치하여 그 사이에 복합접점재 2와 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

[실시예 27]

제32도의 대금에 복합접점재 3과 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

[실시예 28]

제33도의 대금에 복합접점재 4와 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 복합접점재를 용접하여 압축성형한 접점의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시켰다.

이들의 실시예 25 - 28과 비교하기 위하여 비교접점재 1 - 4와 각각 동일성분으로 직경과 길이를 2.6mm로 한 접점재를 제32도 및 제33도의 대금(2)에 실시예 25 - 28과 각각 동일하게 용접, 성형하여 비교예 25 - 28로 하였다.

이들을 실시예 17 - 20의 경우와 동일한 조건에서 시험한 결과를 표7에 제시한다. 이 경우도 비교예 25 - 28에서는 활형만곡변형이 발생하여 10,000회 미만에서 탈락하였으나, 실시예 25 - 28에서는 활형만곡변형 없이 정상으로 마모하였다.

이상 어느 실시예에 있어서도 접점중심부에서의 강고한 용접과 접점주변부의 만곡방지 작용에 의하여 접점의 이상소모, 탈락을 유효하게 저지할 수 있다.

본 발명에 의하면 접점 중심부의 용접강도가 확보되는 동시에 용접되어 있지 않은 접점 주변부의 활형만곡에 의한 박리가 억제되기 때문에 접점의 이상 소모나 탈락이 발생하지 않게 된다. 이때 접점재료로서 Ag - 산화물계 접점재료의 심재에 비산화물계 접점재료를 피복접합한 복합접점재를 이용하면 전기적 특성이 우수하고 보다 수명이 긴 접점을 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 대금(2)에 저항용접한 접점재(1)를 소정의 형상으로 압축성형하여 형성한 대금을 가진 전기접점에 있어서, 접점재(1)의 대금(2)과의 접합면을 비산화물계 접점재료로 무성하는 동시에 압축성형한 상기 접점재(1)의 일부를 대금(2)에 압접시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
2. 제1항에 있어서, 대금(2)의 접점재(1) 용접개소 근처에 홈(8)을 설치하고, 압축성형한 접점재(1)를 이 홈(8)에 코오킹시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
3. 제1항에 있어서, 대금(2)의 접점재(1) 용접개소 근처에 구멍(13)(14)을 설치하고 압축성형한 접점재(1)를 이 구멍에 코오킹시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 접점재로서 Ag - 금속산화물계 접점재료로 되는 심재(13)의 외주에 비산화물계 접점재료를 피복접합한 복합선재를 이용한 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
5. 제4항에 있어서, 복합선재의 단면적을 차지하는 비산화물계 접점재료의 면적비율을 5 - 35%로 한 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
6. 제4항에 있어서, 압축성형후에 개폐면의 표층을 연마하여 심재(13)를 노출시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
7. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 대금(2)의 접점재(1)용접개소에 돌기(10)를 설치하고 이 돌기부에 접점재를 용접한 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
8. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 대금(2)의 접점부착부에 좌우로 횡단하는 절제부(11)를 형성하고 이 절제부(11)의 저부에 접점재(1)를 용접하는 동시에 압출성형한 접점재의 주연을 절제부(11)의 측벽면(11a)에 압접시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.
9. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 대금(2)의 접점부착부에 요함부(12)를 형성하여 이 요함부(12)의 저부에 접점재(1)를 용접하는 동시에 압축성형한 접점재의 주연을 요함부(12)의 벽면(12a)에 압접시킨 것을 특징으로 하는 대금을 가진 전기접점.

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