TW202414470A - 鉚釘接點及電氣接點以及電氣接點的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種電氣接點，其係藉由電氣接點構件所形成，該電氣接點構件由鉚釘接點與端子構件所成，該鉚釘接點係具備：在表面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持頭部一邊被插入在端子構件的足部，該端子構件係具有用以插入鉚釘接點的足部的插入孔，且固定鉚釘接點。接著，在鉚釘接點係在頭部與足部之間，形成有比成為鉚接量的足部更為寬幅的凸緣部，在端子構件係形成有用以嵌入凸緣部的柱坑孔。本發明之電氣接點係將鉚釘接點的凸緣部鉚接在端子構件的柱坑孔，藉此在密接性良好的狀態下予以製造。

Description

鉚釘接點及電氣接點以及電氣接點的製造方法

本發明係關於具有鉚釘形狀的鉚釘接點及與適於適用在該鉚釘接點的端子構件的組合、以及由該等所構成的電氣接點。尤其，關於鉚釘接點與端子構件的密接性良好且放熱性優異，可確保安定動作的電氣接點及其製造方法。

以裝載於繼電器或開關等的電氣接點(固定接點及可動接點)而言，自以往以來使用呈鉚釘形狀的鉚釘接點。鉚釘接點係由：作為電氣接點發揮作用的頭部、及用以一邊支持頭部一邊固定在端子構件的足部所成。鉚釘接點係除了以Ag合金等接點材料構成頭部及足部的全體者(無垢接點)之外，近年來為了減低材料成本，廣為使用將接點材料的適用部位作為頭部的全體或表面等的一部分，其他部分則適用Cu系材料(基底材料)者(張展接點)(專利文獻1、2)。

當將鉚釘接點固定在端子構件而構成電氣接點時，在預先穿設在端子構件的插入孔插入鉚釘型接點的足部之後，將朝裏側突出的足部進行壓縮加工(鉚接加工)。藉由該壓縮加工，插入孔內的足部擴徑而密接於插入孔的壁面，並且足部的端部成為比插入孔更為大徑。關於以上工程及所製造的電氣接點的構造，例示圖21。

但是，以在繼電器等電氣接點中自以往以來所關注的事項而言，有起因於驅動中的發熱的動作不良。構成接點構件的接點材料及基底材料的材料係電氣導電性相對較高，惟即使如此，仍具有作為電阻體的特性，並無法完全抑制通電時的發熱。電氣接點中的發熱量係與接點材料的接觸電阻值及電流的平方成正比。因此，在將高電流作開閉的高容量繼電器等中，發熱量的增大會造成問題。若發熱量過度變大，有接點材料變形或變質之虞，最差的情況下會造成發火或燒損等要因。

接著，以使用鉚釘接點的電氣接點中的發熱問題的對應措施之一而言，列舉因鉚釘接點與端子構件的密接性提升所致之放熱性改善。

圖23係將習知之鉚釘接點固定至端子構件的電氣接點的剖面照片。關於該電氣接點的製造，與圖21同樣地進行將鉚釘接點的足部的下端進行了壓縮的鉚接加工。由圖23可知在該電氣接點中，在接點構件的頭部的底面與端子構件的表面之間存在有間隙。在習知之電氣接點所觀看之如上所示之間隙係成為阻礙在頭部發生的熱傳熱至端子構件的要因。尤其，在發熱量高的電氣接點，在已成為高溫的頭部與端子構件的間隙生成氧化膜而阻礙傳熱。若對端子構件傳熱受到阻礙，透過端子構件的接點構件的放熱性降低而難以抑制溫度上升。由此預測藉由使在鉚釘接點，尤其其頭部與端子構件之間的間隙消失而使密接性提升，可使放熱性提升而抑制發熱。

以改善鉚釘接點與端子構件的密接性的電氣接點而言，有專利文獻3所記載的電氣接點。在藉由該先前技術所得之電氣接點中，有在端子構件之固定鉚釘接點的頭部的位置形成柱坑孔方面具有特徵。接著，在將鉚釘接點的頭部嵌入在該柱坑孔的狀態下將足部進行鉚接加工，之後，如圖22所示將端子構件的柱坑孔的周圍進行壓縮加工。藉由該柱坑孔周邊的壓縮加工，達成鉚釘接點與端子構件的密接性提升。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平5-282957號公報 [專利文獻2] 日本新型登記第3098834號公報 [專利文獻3] 日本特開2007-122931號公報

(發明所欲解決之問題)

但是，藉由本發明人等的研究，在上述電氣接點中，鉚釘接點與端子構件的密接性並不一定充分。若將端子構件表面的鉚釘接點頭部的周邊部分進行加工，關於該加工的部分的密接性可謂為提升。但是，以該加工形式可謂為難以消除接點頭部的底面或側面與柱坑孔的內面之間的間隙之故。

此外，上述專利文獻3的電氣接點的製造工程係除了鉚釘接點的足部的鉚接加工之外，端子構件表面的鉚釘接點頭部的周邊部的加工工程亦成為必要。前者的足部的鉚接加工係自以往以來所進行的工程，在專利文獻3的電氣接點的製造工程中，在以往工程需要更進一步的加工工程。如此追加的加工工程係對電氣接點的製造效率造成影響。

如以上所示，關於解決適用鉚釘接點的電氣接點的密接性提升的問題，未進行充分對策乃為現況。因此，本發明係關於適用鉚釘接點的電氣接點，提供鉚釘接點與端子構件的密接性被改善至以往以上的電氣接點及用以構成此的鉚釘接點，並且清楚可知適合該鉚釘接點的端子構件的構成。接著，本發明係提供藉由前述電氣接點構件的組合所得之電氣接點及其製造方法。 (解決問題之技術手段)

如上所述，在藉由習知之鉚釘接點所得之電氣接點中，鉚釘接點的頭部與端子構件的密接性不足。本發明人等係針對該密接性的問題，研究藉由對供鉚釘接點固定用的足部進行壓縮加工(鉚接加工)時由足部傳播至頭部的應力所得之對策。接著，對鉚釘接點及端子構件的各個的構成施加變更，思及適用具有以藉由前述足部加工的應力而密接於端子構件的方式予以塑性加工的部位的鉚釘接點及對應該鉚釘接點的端子構件。

亦即，解決上述課題的本案發明係一種鉚釘接點，其係具備：在上面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊插入在端子構件的足部，其特徵為：在前述頭部與前述足部之間，形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部。

在上述鉚釘接點中，較佳為凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比為1.1以上4以下者。

此外，本發明係關於一種電氣接點構件的組合，其係由鉚釘接點與端子構件所成的電氣接點構件的組合，該鉚釘接點係具備：在表面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊被插入在端子構件的足部，該端子構件係具有用以插入前述鉚釘接點的前述足部的插入孔，且固定前述鉚釘接點，其特徵為：在前述鉚釘接點，係在前述頭部與前述足部之間形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部，在前述端子構件係形成有用以嵌入前述凸緣部的柱坑孔。

在該情形下，亦較佳為鉚釘接點的凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比為1.1以上4以下。此外，較佳為鉚釘接點凸緣部的高度h與端子構件的柱坑孔的深度H的比為0.5以上5以下者。

接著，本發明係提供適用上述鉚釘接點的電氣接點。該電氣接點係由鉚釘接點與端子構件所成，該鉚釘接點係具備：在上面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊被插入在端子構件的足部，該端子構件係具有用以插入前述鉚釘接點的前述足部的插入孔，且固定前述鉚釘接點，前述足部被插入在前述插入孔之後，前述足部的下端部被鉚接加工，藉此前述鉚釘接點被固定在前述端子構件，其特徵為：前述鉚釘接點係在前述頭部與前述足部之間，形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部，前述端子構件係形成有用以嵌入前述凸緣部的柱坑孔，前述凸緣部係被嵌入在前述柱坑孔且被鉚接。

本發明之電氣接點係鉚釘接點與端子構件的密接性優異。具體而言，較佳為在鉚釘接點的凸緣部的側面及底面、與柱坑孔的側面及底面的接合界面中的任意區域的密接面積率為50%以上者。

此外，本發明係關於使用上述電氣接點構件的組合的電氣接點的製造方法。亦即，為使用上述電氣接點構件的組合的電氣接點的製造方法，其係包含：將鉚釘接點插入在端子構件的工程；及將前述鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工而將前述鉚釘接點固定在前述端子構件的工程。

在上述方法中，在將鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工的工程中，一邊拘束鉚釘接點的頭部及凸緣部的上面一邊壓縮前述鉚釘接點的足部的下端部，藉此鉚接前述足部，並且將凸緣部鉚接在端子構件的柱坑孔。

接著，較佳為在將上述鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工的工程中，將前述足部的加工率設為10%以上。

此外，在本發明之電氣接點的製造方法中，可以上述所謂足部的壓縮加工的一工程來確保鉚釘接點與端子構件的密接性，惟亦可進行之後的加工。亦即，本發明係可在上述將鉚釘接點固定在前述端子構件的工程之後，包含至少將鉚釘接點的凸緣部的上面進行壓縮加工的工程。 (發明之效果)

本發明之鉚釘接點係具備成為鉚接量的凸緣部，且該凸緣部被鉚接在端子構件的柱坑孔，藉此密接性提升。藉此可形成為放熱性良好的電氣接點。

此外，本發明之鉚釘接點的凸緣部的鉚接加工係可與至此為止同樣進行的鉚釘接點的足部的鉚接加工同時進行。可在該一工程中使鉚釘接點與端子構件相密接，因此本發明係可有助於提升電氣接點的製造效率。

以下針對本發明之詳細內容，連同其實施形態一起說明。圖1係說明本發明之鉚釘接點及端子構件的一態樣的圖。本發明之鉚釘接點係與習知之鉚釘接點不同，在具備接點材料的頭部與足部之間，具備對端子構件固定時成為鉚接量的凸緣部。其中一方端子構件係與習知同樣地具有插入鉚釘接點的足部的插入孔，在鉚釘接點頭部側的表面形成有柱坑孔。端子構件的柱坑孔係鉚釘接點的凸緣部可嵌入。

圖2係說明藉由圖1的鉚釘接點及端子構件所為之電氣接點的製造工程的圖。在圖2中，鉚釘接點係將其足部插入在端子構件的插入孔且將凸緣部嵌入在柱坑孔，藉此處於被暫時固定在端子構件的狀態。由該狀態，以鉚釘接點的頭部與凸緣部的上面的雙方受到拘束的方式，抵接/固定鉚接臼等治具，且將足部的端部進行壓縮加工。該壓縮加工本身係可以與習知之鉚釘接點的鉚接加工相同的加工方法進行。足部端部的壓縮加工係一邊將由足部的端子表面突出的區域弄壞而使其變形一邊密接於端子表面，並且使端子構件的插入孔內的足部擴徑而與內壁密接。以上之足部的端部中的變形/密接與插入孔內部的擴徑/密接係與習知之鉚釘接點的鉚接加工相同。

接著，如圖2中所示，處於藉由柱坑孔而被埋設在端子構件的狀態的鉚釘接點的凸緣部係接受以足部端部為應力源的應力傳播及藉此所致之塑性流動。在壓縮加工工程中，鉚釘接點的頭部及凸緣部的上面係處於拘束狀態，因此發生水平方向及垂直方向的塑性流動而凸緣部擴徑。藉此，發生凸緣部的側面與柱坑孔的內壁的密接及凸緣部的底面與柱坑孔的底面的密接。如以上所示，在本發明中，藉由足部端部的壓縮加工，除了鉚釘接點的足部的塑性加工(鉚接加工)之外，進行凸緣部的塑性加工(鉚接加工)，藉此使針對鉚釘接點與端子構件相接觸的區域全體的密接性提升。

其中，在圖2中，針對鉚釘接點的足部離端子構件背面的突出長度，將壓縮加工前的突出長度設為L1且壓縮加工後的突出長度設為L2時，將足部的變化率亦即(L1-L2)/L1×100(%)在本發明中稱為加工率。

在此，為確認本發明之鉚釘接點與端子構件的密接性，本發明人等係針對藉由本發明之鉚釘接點所得之電氣接點、與藉由習知之鉚釘接點所得之電氣接點及上述專利文獻3的電氣接點，進行模擬了加工過程的應力解析，且確認上述鉚釘接點與端子構件的密接性提升的效果。在該應力解析中，將鉚釘接點及端子構件的形狀/尺寸作為共通，將對足部端部賦予相同壓縮應力而進行了鉚接加工之後的應力分布進行解析/映射(mapping)。其中，在專利文獻3的電氣接點的解析中，模擬在進行了足部的鉚接加工之後至將端子構件的柱坑孔周圍壓縮加工為止且進行了應力解析。在該等應力解析中所適用的模擬條件係如下所述。

(1)鉚釘接點 ・本發明 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 凸緣部尺寸：直徑6mm×高度1.1mm 足部尺寸：直徑4mm×長度3mm ・習知技術及專利文獻3 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 足部尺寸：直徑4mm×長度4mm ・構成材料均將接點材料設為Ag、基底材料設為Cu。 (2)端子構件 ・尺寸：30mm×30mm、厚度3mm 關於本發明，柱坑孔尺寸：直徑6mm×深度1mm 關於專利文獻3，柱坑孔尺寸：直徑5mm×深度0.2mm ・構成材料均設為Cu。 (3)壓縮加工條件 至由端子構件的背面突出的足部的長度(1mm)成為一半為止，將足部端面以桿銷(碳鋼)進行壓縮加工。 關於專利文獻3，在足部加工後壓縮加工至端子構件的柱坑孔周邊1mm部分壓入0.1mm為止。 (4)解析軟體 ・ANSYS Inc.製ANSYS Mechanical(ver.2022R1) ・解析類型：時間歷程響應構造解析(網目(mesh)作成條件：程式控制(預設值)) ・以解析用的材料參數而言，輸入各構件的構成材料的密度/蒲松比(Poisson's ratio)/楊氏模數/摩擦係數來進行解析。

根據上述條件，將本發明之鉚釘接點接合在端子構件之時的應力分布的解析結果示於圖3~圖5。在該等解析結果中，將鉚釘接點與端子構件的密接所需應力假定為5000MPa以上，在各圖中以深色顯示發生了5000MPa的應力的範圍。其中，5000MPa的基準值係將供鉚釘接點與端子構件相密接用的塑性加工量假定為0.05mm，由該變形量與基底材料的構成材料亦即Cu的楊氏模數算出。

由圖3可確認在適用本發明之鉚釘接點的電氣接點的實施形態中，在凸緣部的全體中發生充分的應力，確保與端子構件的柱坑孔內壁的密接性。另一方面，在藉由圖4的一般鉚釘接點所得之電氣接點中，在頭部的側面及底面看到應力不足。接著，在如圖5的專利文獻3般將柱坑孔周邊進行了壓縮的電氣接點中，亦若與藉由一般的鉚釘接點所得之電氣接點相比較，規定應力的範圍變較大，惟在鉚釘接點的頭部係發生應力不足。

由以上模擬的結果亦可知，本發明之具備凸緣部的鉚釘接點係可一邊將凸緣部形成為鉚接量一邊高度密接於端子構件。接著，本發明之鉚釘接點對端子構件的固定係可以與習知之鉚釘接點相同的一個工程達成。

針對本發明之鉚釘接點，關於其構成材料或頭部及足部的構成，基本上可形成為與習知之鉚釘接點相同。頭部若在其表面的一部分結合接點材料即可。此外，將鉚釘接點接合在端子構件之後，形成接點對(可動接點與固定接點的組合等)時，若頭部可與相對向的電氣接點接觸即可。接著，足部係可插入在端子構件的插入孔的形狀，若形成為支持頭部即可。其中，本發明之鉚釘接點及電氣接點係可適用於繼電器等的可動接點及固定接點之雙方，本發明係適用於可動接點及固定接點之任一方或雙方。

另一方面，成為本發明之鉚釘接點的特徵的凸緣部係比形成在頭部與足部之間的足部更為寬幅的部位。關於該凸緣部比足部更為寬幅之點，較佳為當設為凸緣部的寬幅W及足部的直徑D時，兩者的比W/D為1.1以上4以下(參照圖6)。關於W/D，可藉由足部及凸緣部的構成材料(基底材料)、足部的長度、具體的數值尺寸等，在前述範圍內進行設定。但是，若W/D的值過大，亦即，若凸緣部比足部過度寬幅，加工時對凸緣部的應力傳播成為不充分，有與端子構件(柱坑孔)的密接性不足的情形。W/D係以形成為1.1以上2.5以下較佳。

其中，凸緣部的側面亦可為垂直，亦可傾斜為錐形狀。此時的凸緣部的寬幅(W)係設為與端子構件柱坑孔相接觸的底面的寬幅。此外，關於頭部的尺寸，係將凸緣部設為鉚接量，因此必須使頭部的寬幅小於凸緣部的寬幅，惟並無除此之外的尺寸限制。頭部的寬幅亦可與足部的直徑相同，亦可為較小。此外，足部的長度係依藉由繼電器等的規格尺寸所決定的端子構件來設定，因此並無特別限制。

關於鉚釘接點的構成材料，頭部的接點材料係使用一般使用在繼電器接點等的接點材料。以在繼電器接點等為較適接點材料而言，已知Ag系接點材料。以Ag系接點材料而言，具體而言，列舉純Ag或Ag合金(Ag-Ni合金、Ag-Cu合金等)。此外，Ag合金係除了固溶合金之外，亦可適用氧化物分散型的Ag合金(Ag-SnO ₂系合金、Ag-SnO ₂-In ₂O ₃系合金、Ag-ZnO系合金等)。此外，以構成接點材料以外的頭部、凸緣部、足部的基底材料而言，若為導電性金屬/合金，並沒有特別限定的情形。以鉚釘接點的基底材料而言，大多使用Cu、Cu合金(Cu-Ni合金、Cu-Sn合金等)的Cu系材料。Cu系材料係導電性良好且加工性良好，因此將上述鉚釘接點鉚接加工在端子構件時，可形成良好的接合狀態。其中，接點材料以外的頭部、凸緣部、足部較佳為一體化形成。此外，接點材料若接合在頭部的表面的至少一部分即可，關於其厚度，並無特別限制。接點材料的種類或尺寸係根據裝載電氣接點的繼電器等的規格來決定。

為了構成電氣接點，與本發明之鉚釘接點加以組合的端子構件係與習知技術相同地具有用以插入鉚釘接點的插入孔。接著，本發明中的端子構件係形成用以嵌合鉚釘接點的凸緣部的柱坑孔。端子構件亦可形成有2以上的插入孔及柱坑孔。

柱坑孔係對應鉚釘接點的凸緣部的形狀/尺寸而形成。柱坑孔的內徑若可收容凸緣部即可。較佳為柱坑孔的內徑D2係以與凸緣部的寬幅W的比(W/D2)成為1/2以上、未達1/1為佳(參照圖6)。W/D2更佳為7/10以上、未達1/1。

此外，關於柱坑孔的深度H與鉚釘接點的凸緣部的高度h的關係，以h/H為0.5以上5以下為佳(參照圖6)。關於該h/H的範圍，以0.8以上2.2以下為較佳。其中，若h/H超過1，有在將鉚釘接點接合在端子構件之後在凸緣部與端子構件表面之間發生段差的情形，惟有無段差對電氣接點的功能並沒有特別的問題。此外，如後所述，在本發明中亦可在鉚釘接點接合後，追加地進行將凸緣面的上面進行加壓/壓縮的加工工程，因此即使h/H超過1，亦可減低或消除段差。

關於端子構件的構成材料，亦適用與習知之端子構件相同者。具體而言，使用Cu系材料或Fe系材料等。此外，亦有在該等金屬進行鍍敷(Sn鍍敷、Ni鍍敷、Ag鍍敷等)的情形。

藉由以上說明的鉚釘接點與端子構件，構成本發明之電氣接點的組合。接著，使用該電氣接點的組合，藉由上述方法，製造電氣接點。在上述本發明之電氣接點的製造方法中，一邊拘束鉚釘接點的頭部及凸緣部的上面一邊壓縮鉚釘接點的足部，藉此鉚釘接點的足部與凸緣部被鉚接而接合固定在端子構件。鉚釘接點的頭部及凸緣部的上面的拘束係將具有鉚接臼等鉚釘接點的頭部及與凸緣部的上面相嵌合的形狀的凹部的治具抵接於鉚釘接點，以該治具不移動的方式進行固定。對鉚接臼等治具，係容許用以拘束鉚釘接點的頭部的應力賦予，惟並不需要進行如將頭部加工般的應力的賦予。在本發明中，無須將頭部、尤其接點材料加工，即使鉚釘接點與端子構件的密接性提升的方法。

鉚釘接點的足部的鉚接加工與凸緣部的加工係將足部的端面壓縮加工來進行。壓縮加工係將桿銷等壓縮構件抵接於鉚釘接點足部的端面加壓來進行。壓縮構件的表面亦可為平坦，亦可具有抑制鉚釘接點足部偏離的凹部。藉由使用附凹部的壓縮構件，有凸緣部與柱坑孔的密接性提升的情形。

供鉚釘接點足部的壓縮加工用的加壓力係可藉由從端子構件的背面突出的足部的加工率(破壞量)來調整。關於加工率的意義，在上述已作說明。在本發明中，藉由在該一個工程中所賦予的壓縮應力的傳播與塑性流動，使鉚釘足部及凸緣部的變形/擴徑同時發生。接著，由於使凸緣部變形而密接於端子構件的柱坑孔的內壁，因此較佳為以加工率成為10%以上的方式進行壓縮加工。加工率係以30%以上為較佳，以50%以上為更佳。其中，在足部的壓縮加工中，亦可加壓至變形的足部端部埋沒在端子構件為止。因此，以加工率的上限而言，容許至100%為止。

藉由使足部的加工率增加而鉚釘接點的凸緣部的變形能提升之點亦可由針對上述具體的尺寸/材質的鉚釘接點及端子構件所進行的模擬的結果來推定。將上述模擬結果中的加工率與凸緣部及柱坑孔的尺寸的關係的檢討結果顯示於圖7、8。圖7係顯示使足部壓縮時的加工率增加時之鉚釘接點的凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比(W/D)的設定範圍的圖。此外，圖8係顯示使足部壓縮時的加工率增加時之鉚釘接點的凸緣部的高度h與柱坑孔的深度H的比(h/H)的設定範圍的圖。由該等圖可知，藉由使加工時的足部的加工率增加，凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比(W/D)及凸緣部的高度h與柱坑孔的深度H的比(h/H)的設定範圍加大。

在本發明之電氣接點的製造方法中，藉由上述足部的加工工程，可將鉚釘接點的足端部與凸緣部之雙方鉚接在端子構件，藉此可將鉚釘接點強固地接合/固定。進行該1次壓縮加工工程之後，亦可如習知技術(專利文獻3)般未進行端子表面的加工。

但是，在鉚釘接點固定在端子構件後，可附加對凸緣部的追加的加工工程。例如，鉚釘接點的凸緣部的高度大於端子構件的柱坑孔的深度時(h＞H)，有在凸緣部與端子構件之間形成段差的情形。為了減低或消除該段差，亦可至少針對凸緣上面追加性地壓縮加工。此外，亦有藉由進行追加性的壓縮加工，可更加提高凸緣部與端子構件的密接性的情形。在該追加的加工工程中，係至少僅將凸緣部的上面部分進行壓縮加工而將凸緣部進行塑性加工。但是，亦可在使頭部不變形的範圍內將凸緣部的上面部分與頭部的雙方進行壓縮。以具體方法而言，以上述中所使用的鉚接臼等壓縮構件將鉚釘接點進行加壓、或以對應凸緣部的上面的形狀的壓縮構件將凸緣部的上面進行加壓，藉此可將凸緣部加工。

在由藉由以上說明的方法所製造的鉚釘接點與端子構件所構成的電氣接點中，鉚釘接點的凸緣部的側面與底面處於高度密接於端子構件的柱坑孔的內壁及底面的狀態。該密接狀態係針對凸緣部的側面與柱坑孔的側面(內壁)的接合界面及凸緣部的底面與柱坑孔的底面的接合界面，觀察任意區域時，觀察區域中的密接面積率以成為50%以上為佳，以70%以上為較佳。密接面積率係指以凸緣部與柱坑孔相接觸的區域全體的面積為基準，凸緣部與柱坑孔在無間隙的狀態下相接觸的範圍的面積的比例。在本發明中，間隙係指形成為寬幅3μm以上的空間。密接面積率係測定接合界面中的間隙的面積率，可計算「100(%)-經測定出的間隙的面積率」來求出。此外，在間隙的面積率的測定中，針對電氣接點的剖面，以金屬顯微鏡或電子顯微鏡(SEM)來觀察任意區域極為簡便。接著，可測定觀察像中的接合界面的長度與間隙的長度，且將兩者的比設為間隙的面積率。觀察接合界面係指以針對凸緣部的側面及底面的2部位各個設定觀察區域為佳。此外，較佳為在各部位的各個進行複數部位的觀察。

此外，鉚釘接點與端子構件的接合界面中的間隙的有無亦可將電氣接點進行高溫加熱，由在接合界面有無形成氧化物層來確認。此時，若將電氣接點在大氣/氧化性氣體環境中以200℃以上進行加熱，在與氣體環境相連通的間隙，端子構件及/或鉚釘接點的表面氧化而形成氧化物。如此之氧化物係比間隙本身更相對容易觀察，因此可確認有無間隙。可將與上述間隙的觀察方法同樣地進行測定後的氧化物層的面積率作為間隙的面積率。 [實施例]

實施例1：說明本發明之鉚釘接點及電氣接點的具體實施例。本實施例的鉚釘接點的構成材料係接點材料為Ag系氧化物材料，足部及凸緣部的基底材料為Cu。該鉚釘接點係將接點材及基底材藉由冷鍛加工而加工為接點形狀來製造。此外，端子構件為Cu製，將Cu板切削加工而形成柱坑孔，且將柱坑孔的中心進行穿孔加工而形成插入孔。鉚釘接點及端子構件的各部的尺寸係如以下所示。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 凸緣部尺寸：直徑(寬幅W)7mm×高度(H)1mm 足部尺寸：直徑(D)4mm×長度3mm W/D=1.75 ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度3mm 柱坑孔尺寸：直徑7.1mm×深度(h)1mm h/H=1.0

接著，將鉚釘接點插入在端子構件，使具有可與頭部全體相嵌合的凹部的鉚接臼被覆在頭部，以鉚接臼進行固定且拘束鉚釘接點的頭部。在該狀態下將足部的下端部以桿銷進行加壓來壓縮足部。在本實施例中，將壓縮後的足部的加工率設為90%進行壓縮。

此外，在此，以比較例而言，亦製作藉由習知形狀的鉚釘接點所得之電氣接點。接點材料及基底材料係使用與實施例相同的材料。該鉚釘接點的尺寸係設定如以下所示，以與實施例相同的加工方法進行製造。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 足部尺寸：直徑4mm×長度4mm ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度3mm

接著，與實施例1形成為同樣，將鉚釘接點插入在端子構件(無柱坑孔)且將足部壓縮而接合。足部的壓縮係與實施例同樣地將加工率設為90%。

將所製作的實施例1的電氣接點的外觀照片示於圖9。此外，關於該電氣接點，沿著鉚釘接點的頭部的中心線切斷，進行剖面觀察。在圖10中示出剖面照片及其部分放大。

如由圖10所確認，可知在實施例1的電氣接點中，在凸緣部及足部的接合界面幾乎看不到間隙，因此獲得極為良好的密接性。對此，比較例的電氣接點的剖面照片係已作說明的圖23。在藉由習知之鉚釘接點所得之電氣接點中，在鉚釘接點的頭部的底部及足部側面中的接合界面確認出線狀的間隙。該間隙為約4μm的寬幅。其中，本實施例中之鉚釘接點的凸緣部與柱坑孔的接合界面中的密接面積率為95%。另一方面，關於作為比較例的習知形狀的鉚釘接點，測定在頭部的底面與擔載構件的表面的接合界面的密接面積率的結果，幾乎為0%，在大致全面發生了3μm以上的間隙。因此，在本實施例與比較例之間，針對密接性可謂為有明顯差異。

此外，關於實施例1及比較例的電氣接點，亦進行高溫加熱來確認有無形成接合界面中的氧化物。在該加熱試驗中，在管狀爐將電氣接點以500℃(大氣中)加熱60min之後，與上述同樣地觀察剖面。將該結果示於圖11、12，惟在比較例的電氣接點(圖12)中，在鉚釘接點的頭部的底部的接合界面附近形成有黑色的氧化物層。相對於此，在實施例的電氣接點(圖11)中，在接合界面完全未看到氧化物層的形成。因此，根據該氧化物層所存在的區域來推定密接面積率。根據氧化物的存在的密接面積率係測定接合界面中的氧化物層被觀察的區域的面積率，計算「100(%)-被測定到的氧化物層的面積率」來求出。根據該氧化物層的密接面積率為93.5%。

接著，將實施例與比較例的電氣接點組入至繼電器，且確認了使繼電器進行通電動作時的電氣接點的傳熱性能。在該通電試驗中，準備具有2對可動接點與固定接點的接點對的雙斷(double break)構造的繼電器，且在固定端子及可動端子接合實施例及習知例的電氣接點。接著，將各接點連接而以DC100V、200A通電。接著，測定可動端子的溫度作為電氣接點的溫度，進行了由通電開始至經過30min(1800sec)的溫度測定。該通電試驗係針對3個試樣來進行。將該評估結果示於圖13。

由圖13可知，相對於比較例的電氣接點，實施例的電氣接點係溫度上升明確較為減低。30min通電後的溫度上升值係實施例相對於比較例為平均減低21%。實施例的鉚釘接點係因凸緣部的存在而相較於比較例為體積較大，因此亦有藉此所致之放熱性提升的作用，但是因鉚釘接點與端子構件的密接性提升所致之傳熱作用有助於抑制接點的溫度上升。

實施例2：在該實施例中，製造凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比(W/D)成為1.1的鉚釘接點。鉚釘接點的接點材料與足部及凸緣部的基底材料、以及端子構件的材質係與實施例1相同。本實施例的鉚釘接點及端子構件的各部的尺寸係如以下所示。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 凸緣部尺寸：寬幅(W)3.3mm×高度(H)1.1mm 足部尺寸：直徑(D)3mm×長度2.5mm W/D=1.1 ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度3mm 柱坑孔尺寸：直徑3.4mm×深度(h)1mm h/H=1.1

接著，與實施例1形成為相同，將鉚釘接點插入在端子構件，一邊拘束鉚釘接點的頭部，一邊將足部下端部加壓/壓縮。在本實施例中，將壓縮後的足部的加工率設為30%。

關於該實施例2的電氣接點，沿著鉚釘接點的頭部的中心線切斷，進行剖面觀察。在圖14示出剖面照片及其部分放大。在本實施例的電氣接點中，亦可知在凸緣部及足部的接合界面幾乎未看到間隙，得到極為良好的密接性。經測定鉚釘接點的凸緣部與柱坑孔的接合界面中的密接面積率的結果，為85.7%。

實施例3：在該實施例中，製造凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比(W/D)成為4.0的下述尺寸的鉚釘接點。鉚釘接點及端子構件的材質係與實施例1相同。接著，與實施例1形成為相同，將鉚釘接點插入在端子構件，一邊拘束鉚釘接點的頭部，一邊將足部下端部加壓/壓縮。在本實施例中，將壓縮後的足部的加工率設為10%。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑1.5mm×高度0.3mm 凸緣部尺寸：寬幅(W)4.8mm×高度(H)0.3mm 足部尺寸：直徑(D)1.2mm×長度1.5mm W/D=4.0 ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度0.7mm 柱坑孔尺寸：直徑4.9mm×深度(h)0.2mm h/H=1.5

將實施例3的電氣接點的剖面照片及其部分放大示於圖15。在本實施例的電氣接點中，亦在凸緣部及足部的接合界面幾乎未看到間隙，獲得極為良好的密接性。鉚釘接點的凸緣部與柱坑孔的接合界面中的密接面積率為99.6%。

關於該實施例3的電氣接點，進行高溫加熱來確認有無形成接合界面中的氧化物層。加熱條件係與實施例1同樣地，在500℃加熱60min(大氣中)，且將該剖面觀察的結果示於圖16。在該實施例3亦與實施例1相同地，在接合界面幾乎未看到氧化物層的形成。本實施例中之根據氧化物的密接面積率為98.8%。該值係可近似於在上述藉由間隙的觀察所測定到的密接面積率的值(99.6%)的值。

實施例4、實施例5：在該等實施例中，製造鉚釘接點的凸緣部高度與端子構件的柱坑孔深度的比(h/H)成為0.5的下述尺寸的鉚釘接點。鉚釘接點及端子構件的材質係與實施例1相同。接著，與實施例1形成為相同，將鉚釘接點插入在端子構件，一邊拘束鉚釘接點的頭部，一邊將足部下端部加壓/壓縮。在該等實施例中，將壓縮後的足部的加工率設為20%(實施例4)、10%(實施例5)。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 凸緣部尺寸：寬幅(W)7mm×高度(H)1.1mm 足部尺寸：直徑(D)4mm×長度3mm W/D=1.75 ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度4.2mm 柱坑孔尺寸：直徑7.1mm×深度(h)2.2mm h/H=0.5

將該等實施例的電氣接點的剖面照片及其部分放大示於圖17及圖18。在該等實施例中，在凸緣部的角附近雖然有間隙，在凸緣部的底面中的接合界面並無間隙，確認出有良好的密接性。鉚釘接點的凸緣部與柱坑孔的接合界面中的密接面積率係在實施例4(加工率20%)中為85.0%，在實施例5(加工率10%)中為71.7%。

圖19係關於實施例5的電氣接點的加熱試驗(500℃×60min)的結果。關於該加熱試驗後的實施例5的電氣接點，亦根據氧化物層測定密接面積率的結果，根據氧化物層的密接面積率為76.6%。

實施例6：在該實施例中，製造鉚釘接點的凸緣部高度與端子構件的柱坑孔深度的比(h/H)成為5的下述尺寸的鉚釘接點。接著，與實施例1形成為相同，將鉚釘接點插入在端子構件，一邊拘束鉚釘接點的頭部，一邊將足部下端部加壓/壓縮。在該等實施例中，係將壓縮後的足部的加工率設為10%。 ・鉚釘接點 頭部尺寸：直徑5mm×高度1mm 凸緣部尺寸：寬幅(W)7mm×高度(H)1.1mm 足部尺寸：直徑(D)4mm×長度3mm W/D=1.75 ・端子構件 全體尺寸：40mm×16mm、厚度2.22mm 柱坑孔尺寸：直徑7.1mm×深度(h)0.22mm h/H=5

將該等實施例的電氣接點的剖面照片及其部分放大示於圖20。在該實施例6中，可謂為在凸緣部與柱坑孔相接觸的區域的全面處於密接狀態。鉚釘接點的凸緣部與柱坑孔的接合界面中的密接面積率的測定結果亦為100%。

在下述表1中示出將關於以上的實施例1~實施例6的電氣接點(鉚釘接點及端子構件)的尺寸(W/D、h/H)及密接面積率加以彙整者。

如上所述，實施例1~實施例6的電氣接點均示出高的密接面積率，在鉚釘接點與端子構件之間具有良好的密接性，可期待優異的放熱性。此外，在實施例1、3、5中，將電氣接點進行高溫加熱，且評估根據接合界面的氧化物層的密接面積率，惟該等值係非常近似根據在接合界面被觀察到的間隙的密接面積率的值。氧化物層係成為由鉚釘接點對端子構件傳熱的障礙。本發明之電氣接點係假想適用於發熱量大的高電壓高電流繼電器等，因此在確認有無形成氧化物層上可謂為有較大的意義。接著，如上所述，接合界面中的氧化物層的觀察係比間隙的發現/觀察更為容易，因此藉由測定氧化物層的面積率，可簡便進行密接性的評估。 [產業上可利用性]

本發明之鉚釘接點及電氣接點係可提高鉚釘接點與端子構件的密接性，且將電氣接點驅動時的發熱有效放熱至以往以上。本發明係除了裝載在一般的繼電器或開關等的電氣接點之外，亦有用於高電壓高電流繼電器等的發熱量變更高的電氣接點。

D:足部的直徑 D2:柱坑孔的內徑 H:柱坑孔的深度 h:鉚釘接點的凸緣部的高度 L1:壓縮加工前的突出長度 L2:壓縮加工後的突出長度 W:凸緣部的寬幅

[圖1]係說明本發明之鉚釘接點及端子構件的各構成的圖。 [圖2]係說明藉由本發明之鉚釘接點所得之電氣接點的製造工程的圖。 [圖3]係顯示本發明之電氣接點的製造過程中的應力分布的模擬結果的圖。 [圖4]係顯示習知之電氣接點的製造過程中的應力分布的模擬結果的圖。 [圖5]係顯示習知技術(專利文獻3)的電氣接點的製造過程中的應力分布的模擬結果的圖。 [圖6]係說明本發明之鉚釘接點及端子構件的各部的尺寸的圖。 [圖7]係顯示關於鉚釘接點的凸緣部寬幅與足部寬幅的比(W/D)與加工率的關係的模擬結果之一例的圖。 [圖8]係顯示關於鉚釘接點的凸緣部高度與端子構件的柱坑孔深度的比(h/H)與加工率的關係的模擬結果之一例的圖。 [圖9]係實施例1中所製造的電氣接點的外觀照片。 [圖10]係實施例1中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖11]係將實施例1中所製造的電氣接點進行高溫加熱時的接合界面的照片。 [圖12]係將作為比較例的習知之電氣接點進行高溫加熱時的接合界面與氧化物層的照片。 [圖13]係顯示將實施例1及習知之電氣接點通電時的溫度變化的圖表。 [圖14]係實施例2中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖15]係實施例3中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖16]係將實施例3中所製造的電氣接點進行高溫加熱時的剖面照片。 [圖17]係實施例4中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖18]係實施例5中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖19]係將實施例5中所製造的電氣接點進行高溫加熱時的剖面照片。 [圖20]係實施例6中所製造的電氣接點的剖面照片。 [圖21]係說明習知之鉚釘接點及電氣接點的製造工程的圖。 [圖22]係說明習知技術(專利文獻3)中的鉚釘接點的鉚接加工後所進行的另外的加工工程的圖。 [圖23]係顯示習知之電氣接點(比較例)的剖面與接合界面中的間隙的照片。

Claims (11)

1. 一種鉚釘接點，其係具備：在上面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊插入在端子構件的足部， 其特徵為： 在前述頭部與前述足部之間，形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部。
2. 如請求項1之鉚釘接點，其中，凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比為1.1以上4以下。
3. 一種電氣接點構件的組合，其係由鉚釘接點與端子構件所成的電氣接點構件的組合， 該鉚釘接點係具備：在表面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊被插入在端子構件的足部， 該端子構件係具有用以插入前述鉚釘接點的前述足部的插入孔，且固定前述鉚釘接點， 其特徵為： 在前述鉚釘接點，係在前述頭部與前述足部之間形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部， 在前述端子構件係形成有用以嵌入前述凸緣部的柱坑孔。
4. 如請求項3之電氣接點構件的組合，其中，鉚釘接點的凸緣部的寬幅W與足部的直徑D的比為1.1以上4以下。
5. 如請求項3或請求項4之電氣接點構件的組合，其中，鉚釘接點凸緣部的高度h與端子構件的柱坑孔的深度H的比為0.5以上5以下。
6. 一種電氣接點，其係由鉚釘接點與端子構件所成， 該鉚釘接點係具備：在上面的至少一部分具備接點材料的頭部、及一邊支持前述頭部一邊被插入在端子構件的足部， 該端子構件係具有用以插入前述鉚釘接點的前述足部的插入孔，且固定前述鉚釘接點， 前述足部被插入在前述插入孔之後，前述足部的下端部被鉚接加工，藉此前述鉚釘接點被固定在前述端子構件， 其特徵為： 前述鉚釘接點係在前述頭部與前述足部之間，形成有比成為鉚接量的前述足部更為寬幅的凸緣部， 前述端子構件係形成有用以嵌入前述凸緣部的柱坑孔， 前述凸緣部係被嵌入在前述柱坑孔且被鉚接。
7. 如請求項6之電氣接點，其中，在鉚釘接點的凸緣部的側面及底面、與柱坑孔的側面及底面的接合界面中的任意區域的密接面積率為50%以上。
8. 一種電氣接點的製造方法，其係使用如請求項2之電氣接點構件的組合的電氣接點的製造方法，其係包含： 將鉚釘接點插入在端子構件的工程；及 將前述鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工而將前述鉚釘接點固定在前述端子構件的工程。
9. 如請求項8之電氣接點的製造方法，其中，在將鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工的工程中， 一邊拘束鉚釘接點的頭部及凸緣部的上面一邊壓縮前述鉚釘接點的足部的下端部，藉此鉚接前述足部，並且將凸緣部鉚接在端子構件的柱坑孔。
10. 如請求項8或請求項9之電氣接點的製造方法，其中，在將鉚釘接點的足部的下端部及凸緣部進行塑性加工的工程中， 將前述足部的加工率設為10%以上。
11. 如請求項8或請求項9之電氣接點的製造方法，其中，在將鉚釘接點固定在前述端子構件的工程之後， 包含至少將鉚釘接點的凸緣部的上面進行壓縮加工的工程。