WO2014092173A1 - リベット型接点及びその製造方法 - Google Patents

リベット型接点及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014092173A1
WO2014092173A1 PCT/JP2013/083421 JP2013083421W WO2014092173A1 WO 2014092173 A1 WO2014092173 A1 WO 2014092173A1 JP 2013083421 W JP2013083421 W JP 2013083421W WO 2014092173 A1 WO2014092173 A1 WO 2014092173A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
head
rivet
contact
type contact
foot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/083421
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正夫 黒田
弘 白幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tanaka Kikinzoku Kogyo KK filed Critical Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority to JP2013556692A priority Critical patent/JP6023092B2/ja
Priority to CN201380065246.0A priority patent/CN104871273B/zh
Priority to US14/649,263 priority patent/US10490376B2/en
Priority to DE112013005976.2T priority patent/DE112013005976B4/de
Publication of WO2014092173A1 publication Critical patent/WO2014092173A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US16/692,227 priority patent/US11145478B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021—Composite material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/041—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
    • H01H11/042—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion by mechanical deformation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021—Composite material
    • H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2203/00—Form of contacts
    • H01H2203/004—Rivet

Definitions

  • the present invention relates to a rivet type contact and a manufacturing method thereof.
  • the present invention relates to a rivet-type contact that can reduce the amount of contact material such as an Ag alloy and has a good durability life.
  • rivet type contacts are used as fixed and movable contacts for relays and switches.
  • the rivet type contact includes a head that acts as an electrical contact and a foot that is caulked and deformed when fixed to various devices.
  • the foot part of the rivet type contact is inserted into a hole previously drilled in the pedestal and pressed from the back side (foot part side) with a caulking jig.
  • the diameter of the foot portion increases and adheres to the wall surface of the hole, and the end portion of the foot portion becomes larger in diameter than the hole and is fixed.
  • rivet-type contacts were entirely made of contact materials, but contact alloys such as Ag alloys are expensive, so some parts of contact materials are applied to reduce material costs.
  • the use of a two-layer rivet type contact using a relatively low cost material (base material) such as copper or copper alloy is generally used for the part.
  • the head has a two-layer structure
  • the upper surface portion of the head portion is made of a contact material
  • the lower surface portion of the head portion and the foot portion are made of a base material such as Cu.
  • a base material such as Cu.
  • the two-layer rivet type contact has a two-layer structure of the head as described above, and also includes a structure in which the entire head is composed of a contact material and a foot is composed of a base material (FIG. 7B).
  • Patent Document 2 This type of two-layer rivet type contact is manufactured by brazing a columnar foot (base material) to a disk-shaped head (contact material).
  • the conventional two-layer rivet type contact is satisfactory from the viewpoint of achieving both the material cost and the contact function.
  • the conventional two-layer rivet type contact has a problem that the durability life is inferior compared with a single layer rivet type contact and is damaged relatively early.
  • the form of damage that occurs in the conventional two-layer rivet-type contact is mainly peeling or dropping off of the head accompanying consumption of the contact material portion of the head.
  • a stationary contact (rivet-type contact) in an electrical device such as a relay is subjected to a load of arc heat and Joule heat in contact with the movable contact.
  • As the contact material an Ag-based alloy having wear resistance is applied in consideration of the thermal load and friction, but the wear cannot be completely eliminated.
  • the present invention provides a rivet-type contact having a two-layer structure and having excellent durability life without causing the contact material to be peeled off or dropped off.
  • the present inventors reexamined the problems of the two-layer rivet type contact in order to solve the above problems.
  • the problem with the rivet-type contact in which the upper surface of the head is made of a contact material is that the contact material that has become thin due to uneven wear is peeled off from the end portion, so that the base material is exposed on the side surface of the head. I thought it would be good to avoid such a structure.
  • the present inventors have confirmed that the cause of head dropout occurs during the caulking process for fixing the rivet type contact. That is, during caulking, stress is concentrated from a plurality of directions at the base of the foot. This stress concentration part is a part corresponding to the joint interface between the head part (contact material) and the foot part (base material). However, since their workability and hardness are different, as shown in FIG. A caulking wrinkle occurs near the base of the part. This caulking is a starting point of cracking in the process of use after fixing the contact. Then, as the crack grows, the head falls off (FIG. 1).
  • the present inventors have (i) the base material on the side surface of the head. It was considered preferable to apply the two structures of not being exposed and (ii) not forming a bonding interface of different materials at the base of the foot. Then, the present invention has been conceived as a two-layer rivet type contact having these conditions.
  • the present invention is a rivet type contact comprising a head made of a contact material and a foot that is narrower than the head and deforms when fixed, and the foot is an end on the head side.
  • the heel portion is embedded in the head so that the lower end surface of the heel portion and the lower end surface of the head portion are substantially flat.
  • the length (l) between the head and the foot starting point is a rivet-type contact where l ⁇ L with respect to the length (L) between the extreme end of the head and the foot starting point.
  • the rivet type contact according to the present invention forms a heel portion having a diameter larger than that of the foot portion at the end portion on the head side with respect to the shape of the foot portion.
  • the head and foot are joined to form a rivet-type contact.
  • the rivet type contact according to the present invention has a length (l) between the extreme end of the heel and the foot starting point at the lower end surface of the head so that the extreme end of the head and the foot starting point are L ⁇ L with respect to the length (L) between.
  • the base material is not exposed on the side surface of the head by making the width of the collar smaller than the width of the head and embedding the entire collar in the head. Thereby, peeling due to consumption of the contact material can be suppressed.
  • the width l of the collar is too large, the possibility that the base material is exposed increases and the possibility of peeling occurs.
  • the width l of the buttocks is 0.5 L ⁇ l ⁇ 0.9 L.
  • the burial depth (x) of the buttocks is 1/10 to 1/3 of the height (Y) of the head. If the embedding depth is too shallow, bonding may be insufficient and the foot may drop off. Conversely, if the embedding depth is too deep, the contact material becomes thinner and the durability is insufficient. Therefore, the above range is preferable from the balance between the bonding strength and the securing of the thickness of the contact material. In addition, about the burial depth of a collar part, when the collar part upper surface as mentioned later is a curved surface, let the deepest part be a burial depth.
  • the side may be parallel to the side of a head (Drawing 2), but may be inclined (Drawing 3 (a)).
  • the upper surface of the collar portion may be flat, but may have a recess (FIG. 3B), and the upper surface of the collar portion may be arcuate (FIG. 3 ( c)).
  • the contact material forming the head is preferably an Ag-based contact material. Specifically, it is pure Ag or an Ag alloy (Ag—Ni alloy, Ag—Cu alloy, etc.). As the Ag alloy, an oxide-dispersed Ag alloy (Ag—SnO 2 alloy, Ag—SnO 2 —In 2 O 3 alloy, Ag—ZnO alloy, etc.) can also be applied. Further, Cu or a Cu alloy (Cu—Ni alloy, Cu—Sn alloy, or the like) can be applied as a base material constituting the foot portion having the heel portion.
  • a foot portion with a heel portion and a head portion with a recess for embedding the heel portion may be respectively produced and joined together.
  • this method cannot be said to have good production efficiency, and there is a possibility that the joint strength between the foot and the head cannot be secured.
  • a bonding material is manufactured by abutting and pressing a first billet made of a contact material and a second billet made of a base material, and having a concave space
  • a joining die having a cylindrical space is formed to form a rivet-shaped space, and the joining material is press-fitted into the joining punch space from the lower part of the joining die, and the joining punch is inserted into the joining punch space. While the head is formed while filling one billet, a part of the second billet is embedded in the head to form a collar portion.
  • a first billet made of a contact material and a second billet made of a base material are pressure-welded to form a bonding material.
  • This manufacturing process of the bonding material is an essential process for manufacturing the rivet type contact according to the present invention.
  • the flange portion can be formed by following the deformation of the first billet (head) at the time of the next head forming step. . Therefore, it is preferable that the load at the time of this pressure contact be 0.5 to 2.0 ton ⁇ f.
  • the rivet-type contact can be made by press-fitting the manufactured bonding material into a mold formed by a combination of a bonding punch and a bonding die.
  • the first billet press-fitted into the space of the joining punch is deformed by the wall surface of the joining punch to become a head shape, and the joining surface of the joining material follows this deformation and is parted together with a part of the second billet.
  • the load in the press-fitting of the bonding material may be any load that can deform and process the first billet, and can be adjusted according to the type of contact material of the first billet.
  • the above manufacturing of the joining material and molding by press-fitting can be performed at room temperature. And about the rivet type
  • the rivet type contact according to the present invention has a two-layer structure in which the contact material and the base material are combined.
  • mold contact The figure explaining the structure of the 2 layer rivet type
  • FIG. 4 illustrates a manufacturing process of the rivet type contact according to the present embodiment.
  • a cylindrical first billet (dimensions: ⁇ 1.4 mm, 0.87 mm) is cut out from a wire of an Ag alloy (Ag—SnO 2 —In 2 O 3 alloy), and a cylindrical second billet (from a Cu wire) Dimensions: ⁇ 1.4 mm, 1.10 mm) were cut out.
  • the first billet and the second billet were overlapped and inserted into a joining die, and both were pressed to form a joining material.
  • the joining die has a hole diameter of 1.45 mm made of cemented carbide.
  • the load for this joining was 0.9 ton ⁇ f.
  • the first billet and the second billet are inserted into the joining die and joined.
  • the hole diameter of the die for inserting the first billet and the second billet is preferably 0.05 to 0.15 mm larger than the billet diameter.
  • a joining punch was set on the joining die, and the joining material was processed into a rivet shape.
  • the joining punch is made of cemented carbide and has a disk-shaped space with curved side surfaces (dimensions: upper surface ⁇ 1.68 mm, lower surface ⁇ 1.8 mm, height 0.7 mm).
  • the bonding material was pressed into the space of the bonding punch from below the bonding die to deform the first billet portion into a head shape.
  • the joining surface of the joining material was also deformed following the deformation of the first billet portion to form the outer shape of the collar portion.
  • the joining punch was moved, and the upper surface of the head was pressed and molded.
  • the dimensions of the rivet type contact manufactured as described above are as follows: the head is ⁇ 2.5 mm thick, 0.35 mm, the foot is ⁇ 1.5 mm, and the length is 0.8 mm, and the heel is ⁇ 2.0 mm at the lower end surface of the head. The height was 0.1 mm.
  • a rivet type contact was attached as a fixed contact to a hinge-type AC general-purpose relay, and the open / close operation was repeated under the condition of energized load, and the number of endurance life switching until failure occurred was measured.
  • a test was also performed on a rivet-type contact having the same shape as FIG. 7A and having the same Ag alloy as that of the present embodiment joined as a contact material to a Cu base material. Test conditions in the evaluation test are as follows.
  • Test voltage AC100V Test current: 10A Load: Resistance load switching frequency: 1 second ON / 10 seconds OFF Contact force: 1.96 ⁇ 10 ⁇ 1 N (20 gf) Moving contact dimensions: ⁇ 3.0mm x t0.35mm
  • FIG. 6 is an enlarged photograph of the head of the rivet type contact of the comparative example after the durability test. The end of the contact material is heavily consumed, and the contact material is peeled off.
  • the contact material is prevented from being peeled off or dropped off during use.
  • an improvement in the durability life is added to the original characteristic of the two-layer rivet type contact that reduces the amount of the contact material used and suppresses the member cost.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

　本発明のリベット型接点は、接点材料からなる頭部と、前記頭部より幅狭であり固定時において変形する足部よりなり、前記足部は、前記頭部側の端部に足部より大径の鍔部を備え、前記鍔部は、その下端面と頭部の下端面とが略フラットになるように、頭部に埋接されており、前記鍔部の最端部と足部起点との間の長さ（ｌ）が、前記頭部の最端部と足部起点との間の長さ（Ｌ）に対してｌ＜Ｌとなっているものである。具体的には、ｌがＬに対して、０．５Ｌ≦ｌ≦０．９Ｌであるものが好ましい。

Description

リベット型接点及びその製造方法
　本発明は、リベット型接点及びその製造方法に関する。特に、Ａｇ合金等の接点材料の使用量を低減することができると共に、耐久寿命が良好なリベット型接点に関する。
　リレーやスイッチ等の固定接点及び可動接点として、従来からリベット型接点が使用されている。リベット型接点は、電気接点として作用する頭部と、各種装置に固定させる際にカシメ変形させる足部とからなる。そして、リベット型接点の固定の際には、予め台座に穿設された孔にリベット型接点の足部を挿入し、裏側（足部側）からカシメ治具で押圧する。このカシメ加工により、足部の径が増大して孔の壁面に密着し、また、足部の端部が穴よりも大径となり固定がなされる。
　リベット型接点は、古くは、全体を接点材料で構成していたが、接点材料であるＡｇ合金等は高価であることから、材料コスト低減のため接点材料の適用箇所を一部とし、他の部分は銅や銅合金等の比較的低コストの材料（ベース材料）を適用した２層リベット型接点の使用が一般的となっている。
　２層リベット型接点の構成としては、例えば、頭部を２層構造とし、頭部の上面部分を接点材料で構成し、頭部の下面部分及びと足部をＣｕ等のベース材料にしたものが知られている（図７（ａ）、特許文献１参照）。この２層リベット型接点の製造工程では、まず柱状の接点材料とベース材料とを圧接して一体化し、予備加工及び成型加工を行って２層構造の頭部及び足部を形成している。
　また、２層リベット型接点には、上記のような頭部を２層構造としたものの他、頭部全体を接点材料とし足部をベース材料で構成するものもある（図７（ｂ）、特許文献２参照）。この種の２層リベット型接点は、円盤状の頭部（接点材料）に柱状の足部（ベース材料）をろう付等して製造される。
特開平５－２８２９５７号公報 実用新案登録第３０９８８３４号公報
　従来の２層リベット型接点は、部材コストと接点機能との両立の観点では満足できるものである。しかしながら、本発明者等によれば、従来の２層リベット型接点は単層のリベット型接点と比較すると耐久寿命が劣り比較的早期に損傷するという問題がある。
　従来の２層リベット型接点において生じる損傷の形態としては、主に、頭部の接点材料部分の消耗に伴う頭部の剥離や脱落である。リレー等の電気機器における固定接点（リベット型接点）は、可動接点との接触の際にアーク熱・ジュール熱の負荷を受ける。接点材料はこの熱負荷と摩擦を考慮して耐摩耗性を有するＡｇ系合金が適用されているが、それでも消耗を完全に排除することはできない。
　そして、リレー等の固定接点では、その構造により端部に負荷がかかることが多く、その部分での消耗が激しい。そのため、頭部の上面を接点材料で構成するリベット型接点（図７（ａ））では、端部から接点材料が消耗して薄くなり、その部分から接点材料が剥離することがある。これによりベース材料に可動接点が接触して機器の故障の要因となる場合がある。
　また、頭部全体を接点材料で構成した場合（図７（ｂ））、端部が優先的に消耗してもベース材料（足部）が露出することはない。そのため、上記のような接点材料の剥離が生じることはない。しかし、この形態のリベット型接点では、接点材料の消耗の有無によらず頭部全体が脱落することがある。この接点材料の脱落は常に生じるわけではないものの、機器の重大な故障に繋がるものである。
　以上のような２層リベット型接点における問題は、異種材料を組み合わせて構成したことにより生じるものと想定されるが、そうはいっても部材コストを考慮すれば合理的な構成であって、要はその耐久性に配慮すれば良い。そこで本発明は、リベット型接点について、２層構成を有しつつ、上記のような接点材料の剥離・脱落が発生せず耐久寿命に優れたものを提供する。
　本発明者等は、上記課題を解決するため、２層リベット型接点の問題点について再検討した。ここで、頭部の上面を接点材料で構成するリベット型接点についての問題は、偏摩耗により薄くなった接点材料が端部から剥離するというものであるから、頭部側面についてベース材料が露出するような構造を回避すれば良いと考えた。
　一方、頭部全体を接点材料とした２層リベット型接点で頭部全体が脱落する事象に関しては、まず、接合面積が少ないことがその要因として考えられる。もっとも、接合面積が少ないとしても、その製造工程において、十分な接合強度を得ることができるような条件設定がなされていることから、そう容易に頭部脱落の現象は生じないはずである。そこで、本発明者等は、更に検討を行った結果、リベット型接点の固定のためのカシメ加工の際に頭部脱落の原因が生じることが確認された。即ち、カシメ加工時には足部の付け根部分で複数方向からの応力集中を受ける。この応力集中部は、頭部（接点材料）と足部（ベース材料）との接合界面に対応する部分であるが、それらの加工性・硬度が相違するため、図１で示すように、足部の付け根付近にカシメ皺が発生する。このカシメ皺は、接点固定後の使用過程において割れの起点となる。そして、割れが成長することで頭部が脱落する（図１）。
　本発明者等は、以上の検討結果から、接点材料とベース材料とを組み合わせた２層リベット型接点の構成について、その耐久性を確保するためには、（ｉ）頭部側面にベース材料が露出していないこと、及び、（ｉｉ）足部の付け根部分について、異種材料の接合界面を形成させないこと、の２つの構造を適用することが好ましいと考えた。そして、これらの条件を具備する２層リベット型接点として本願発明に想到した。
　即ち、本発明は、接点材料からなる頭部と、前記頭部より幅狭であり固定時において変形する足部よりなるリベット型接点であって、前記足部は、前記頭部側の端部に足部より大径の鍔部を備え、前記鍔部は、その下端面と頭部の下端面とが略フラットになるように、頭部に埋接されており、前記鍔部の最端部と足部起点との間の長さ（ｌ）が、前記頭部の最端部と足部起点との間の長さ（Ｌ）に対してｌ＜Ｌであるリベット型接点である。
　本発明に係るリベット型接点は、図２のように足部の形状について、頭部側の端部に足部より大径の鍔部を形成し、この鍔部を頭部に埋接させて頭部と足部とを接合しリベット型接点とする。これにより足部の付け根部分に異種材料の接合界面は存在せず、カシメ加工時のカシメ皺の発生が抑制される。
　また、本発明に係るリベット型接点は、頭部の下端面において、鍔部の最端部と足部起点との間の長さ（ｌ）が、頭部の最端部と足部起点との間の長さ（Ｌ）に対してｌ＜Ｌとなっている。このように、鍔部の幅を頭部の幅より小さくして鍔部全体を頭部に埋接することで、頭部側面にベース材料が露出することは無い。そして、これにより接点材料の消耗による剥離を抑制することができる。但し、頭部が偏摩耗した場合、鍔部の幅ｌが大き過ぎるとベース材料が露出する可能性が高くなり剥離のおそれが生じる。一方、鍔部の幅ｌが小さすぎると接合面積が減り頭部から足部が脱落するおそれが生じる。これらの均衡を考慮すると、鍔部の幅ｌは、０．５Ｌ≦ｌ≦０．９Ｌとするのが好ましい。
　また、鍔部の埋接深さ（ｘ）は、頭部の高さ（Ｙ）に対して１／１０～１／３にするのが好ましい。埋接深さが浅すぎると接合が不足して足部が脱落するおそれが生じ、逆に深すぎるとその分接点材料が薄くなり耐久性が不足する。そこで、接合強度と接点材料の厚さの確保とのバランスから上記範囲とするのが好ましい。尚、鍔部の埋接深さについては、後述のような鍔部上面が曲面となっている場合、最も深い部分を埋接深さとする。
　そして、鍔部の形状について、その側面は頭部の側面と平行であっても良いが（図２）、傾斜していても良い（図３（ａ））。また、鍔部の上面は平坦であっても良いが、窪みを有していても良く（図３（ｂ））、また、鍔部の上面が円弧状となっていても良い（図３（ｃ））。
　頭部を形成する接点材料は、Ａｇ系の接点材料が好ましい。具体的には、純ＡｇやＡｇ合金（Ａｇ－Ｎｉ合金、Ａｇ－Ｃｕ合金等）である。Ａｇ合金としては、酸化物分散型のＡｇ合金（Ａｇ－ＳｎＯ２系合金、Ａｇ－ＳｎＯ２－Ｉｎ２Ｏ３系合金、Ａｇ－ＺｎＯ系合金等）も適用できる。また、鍔部を有する足部を構成するベース材料は、Ｃｕ、Ｃｕ合金（Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ｓｎ合金等）が適用できる。
　本発明に係るリベット型接点の製造方法としては、鍔部が形成された足部と、鍔部を埋接するための凹部が形成された頭部をそれぞれ作製して、両者を接合しても良い。但し、この方法は生産効率が良いものとは言えない上に、足部と頭部との接合強度を確保できないおそれがある。
　そこで、本発明に係るリベット型接点の製造方法としては、接点材料からなる第１ビレットとベース材料からなる第２ビレットとを突き合わせて圧接して接合材を製造し、凹状の空間を有する接合パンチと、筒状の空間を有する接合ダイスとを組み合わせてリベット形状の空間を形成し、前記接合材を、前記接合ダイスの下部から前記接合パンチの空間に圧入し、前記接合パンチ内の空間に第１ビレットを充填しつつ頭部を形成すると共に、第２ビレットの一部を頭部に埋接して鍔部を形成するものである。
　本発明に係るリベット型接点の製造方法では、まず、接点材料からなる第１ビレットとベース材料からなる第２ビレットとを圧接して接合材とする。この接合材の製造工程は、本発明に係るリベット型接点を製造するために必須の工程である。第１ビレットと第２ビレットとを強固に接合することで、次の頭部の形成工程の際、接合面を第１ビレット（頭部）の変形に追従させて鍔部を形成することができる。そのため、この圧接時の荷重は、０．５～２．０ｔｏｎ・ｆとするのが好ましい。
　製造した接合材を、接合パンチと接合ダイスとの組合せにより形成される型に圧入することで、リベット型接点とすることができる。この成形工程では、接合パンチの空間に圧入された第１ビレットが接合パンチの壁面により変形しつつ頭部形状となり、接合材の接合面がこの変形に追従して第２ビレットの一部と共に鍔部を形成する。この接合材の圧入における荷重は、第１ビレットを変形・加工できる荷重であれば良く、第１ビレットの接点材料の種類に応じて調整できる。
　以上の接合材の製造及び圧入による成形加工は、常温で行うことができる。そして、頭部と鍔部を形成したリベット型接点については、頭部を適宜にプレス加工して成型しても良い。この成型工程は、頭部の形状・寸法について厳密な規制が必要なときに有用である。
　以上説明したように本発明に係るリベット型接点は、接点材料とベース材料とを組み合わせる２層構造を有しながら、接点材料の剥離・脱落が抑制されており、耐久寿命に優れている。
従来の２層リベット型接点におけるカシメ皺発生を説明する図。 本発明に係る２層リベット型接点の構成を説明する図。 本発明に係る２層リベット型接点の構成の例を説明する図。 本実施形態のリベット型接点の製造工程を説明する図。 本実施形態及び比較例の耐久試験結果を示す図。 耐久試験後の比較例の頭部（接点材料）の写真。 従来の２層リベット型接点の構成を説明する図。
　以下、本発明の好適な実施例を説明する。図４は、本実施形態に係るリベット型接点の製造工程を説明するものである。まず、Ａｇ合金（Ａｇ－ＳｎＯ２－Ｉｎ２Ｏ３合金）のワイヤーから円柱状の第１ビレット（寸法：φ１．４ｍｍ、０．８７ｍｍ）を切り出し、Ｃｕのワイヤーから円柱状の第２ビレット（寸法：φ１．４ｍｍ、１．１０ｍｍ）を切り出した。
　そして、図４（Ａ）のように、第１ビレットと第２ビレットとを重ねて接合ダイスに挿入し、両者を圧接して接合材とした。接合ダイスは、超硬製のφ１．４５ｍｍの孔径を有する。そして、この接合のための荷重は、０．９ｔｏｎ・ｆとした。尚、本実施形態では、第１ビレットと第２ビレットを接合ダイスに挿入して接合を行ったが、これは、そのまま成型加工を行うことができるという利便性の他、横方向について適度な拘束を与えて接合材が過度に変形しないようにするためである。ここで、第１ビレットと第２ビレットを挿入するダイスの孔径は、ビレットの直径に対し０．０５～０．１５ｍｍ大きいものを適用するのが好ましい。
　次に、図４（Ｂ）のように、接合ダイスの上に接合パンチをセットして接合材をリベット形状に加工した。接合パンチは、超硬製であり側面が湾曲した円盤形状の空間（寸法：上面φ１．６８ｍｍ、下面φ１．８ｍｍ、高さ０．７ｍｍ）を有する。この工程では、接合ダイス下方から接合材を接合パンチの空間に一気に圧入して、第１ビレット部分を頭部形状に変形させた。このとき、接合材の接合面も第１ビレット部分の変形に追従して変形し鍔部の外形を形成した。
　金型によるリベット型接点作成後、図４（Ｃ）のように、接合パンチを移動させて、頭部の上面をプレスして成型した。以上により製造したリベット型接点の寸法は、頭部がφ２．５ｍｍ厚さ０．３５ｍｍ、足部がφ１．５ｍｍ長さ０．８ｍｍであり、鍔部は、頭部下端面においてφ２．０ｍｍで高さ０．１ｍｍであった。
　そして、製造したリベット型接点についてその耐久性を評価した。耐久性評価はリベット型接点をヒンジ型交流汎用リレーに固定接点として取付け、通電負荷の状態で開閉動作を繰返し、故障発生までの耐久寿命開閉回数を測定した。この評価試験では、比較例として、図７（ａ）と同一形状であって、本実施形態と同じＡｇ合金を接点材料としてＣｕのベース材料に接合したリベット型接点についても試験を行った。評価試験における試験条件は以下の通りである。
試験電圧：ＡＣ１００Ｖ
試験電流：１０Ａ
負荷：抵抗負荷
開閉頻度：１秒ＯＮ／１０秒ＯＦＦ
接触力：１．９６×１０－１Ｎ（２０ｇｆ）
可動接点寸法：φ３．０ｍｍ×ｔ０．３５ｍｍ
　上記耐久試験は複数のリレー試験機で行い、各リレーで故障した耐久寿命開閉回数をワイブル確率紙上にプロットした。この結果を図５に示す。図５から、各リベット型接点の特性寿命は、本実施形態で約３４万回であり、比較例は約３０万回である。よって、本実施形態のリベット型接点は耐久寿命に優れるものであることが確認できた。
　図６は、耐久試験後の比較例のリベット型接点の頭部の拡大写真である。接点材料の端部において消耗が激しく、接点材料の剥離が見られる。
　本発明に係る２層リベット型接点は、使用過程における接点材料の剥離・脱落が抑制されている。本発明は、接点材料の使用量を低減して部材コストを抑制するという２層リベット型接点本来の特徴に、耐久寿命の改善が付加されている。

Claims (8)

  1. 　接点材料からなる頭部と、前記頭部より幅狭であり固定時において変形する足部よりなるリベット型接点であって、
    　前記足部は、前記頭部側の端部に足部より大径の鍔部を備え、
    　前記鍔部は、その下端面と頭部の下端面とが略フラットになるように、頭部に埋接されており、
    　前記鍔部の最端部と足部起点との間の長さ（ｌ）が、前記頭部の最端部と足部起点との間の長さ（Ｌ）に対してｌ＜Ｌであるリベット型接点。
  2. 　ｌがＬに対して、０．５Ｌ≦ｌ≦０．９Ｌである請求項１記載のリベット型接点。
  3. 　鍔部の埋接深さは、頭部の高さに対して１／１０～１／３である請求項１又は請求項２記載のリベット型接点。
  4. 接点材料は、Ａｇ又はＡｇ合金からなる請求項１～請求項３のいずれかに記載のリベット型接点。
  5. 足部は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる請求項１～請求項４のいずれかに記載のリベット型接点。
  6. 　請求項１～請求項３のいずれかに記載のリベット型接点の製造方法であって、
    　接点材料からなる第１ビレットとベース材料からなる第２ビレットとを突き合わせて圧接して接合材を製造し、
    　凹状の空間を有する接合パンチと、筒状の空間を有する接合ダイスとを組み合わせてリベット形状の空間を形成し、
    　前記接合材を、前記接合ダイスの下部から前記接合パンチの空間に圧入し、
    　前記接合パンチ内の空間に第１ビレットを充填して頭部を形成すると共に、第２ビレットの一部を頭部に埋接して鍔部を形成するリベット型接点の製造方法。
  7. 　第１ビレットと第２ビレットとを圧接して接合材とする工程は、０．５～２ｔｏｎ・ｆの荷重による圧接である請求項６記載のリベット型接点の製造方法。
  8. 　頭部及び鍔部を形成後、頭部をプレス加工して成型する工程を含む請求項６又は請求項７記載のリベット型接点の製造方法。
     
PCT/JP2013/083421 2012-12-14 2013-12-13 リベット型接点及びその製造方法 Ceased WO2014092173A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013556692A JP6023092B2 (ja) 2012-12-14 2013-12-13 リベット型接点及びその製造方法
CN201380065246.0A CN104871273B (zh) 2012-12-14 2013-12-13 铆钉型接点及其制造方法
US14/649,263 US10490376B2 (en) 2012-12-14 2013-12-13 Rivet-type contact and method for manufacturing the same
DE112013005976.2T DE112013005976B4 (de) 2012-12-14 2013-12-13 Nietenkontakt und Verfahren zu dessen Herstellung
US16/692,227 US11145478B2 (en) 2012-12-14 2019-11-22 Rivet-type contact and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012273136 2012-12-14
JP2012-273136 2012-12-14

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/649,263 A-371-Of-International US10490376B2 (en) 2012-12-14 2013-12-13 Rivet-type contact and method for manufacturing the same
US16/692,227 Continuation US11145478B2 (en) 2012-12-14 2019-11-22 Rivet-type contact and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014092173A1 true WO2014092173A1 (ja) 2014-06-19

Family

ID=50934454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/083421 Ceased WO2014092173A1 (ja) 2012-12-14 2013-12-13 リベット型接点及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10490376B2 (ja)
JP (1) JP6023092B2 (ja)
CN (1) CN104871273B (ja)
DE (1) DE112013005976B4 (ja)
MY (1) MY169148A (ja)
WO (1) WO2014092173A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2759262T5 (es) 2015-04-13 2022-11-30 Hitachi Energy Switzerland Ag Dispositivo para interrumpir solo corrientes que no son de cortocircuito, en particular seccionador o conmutador de puesta a tierra
US11428257B2 (en) * 2018-09-24 2022-08-30 Liquidmetal Technologies, Inc. Amorphous metal rivet systems
JP6580290B1 (ja) * 2018-11-30 2019-09-25 三菱電機株式会社 電気接触子およびその製造方法
CN109488672A (zh) * 2019-01-16 2019-03-19 佛山市巨隆金属制品有限公司 一种包不锈钢头铆钉及其制作方法
DE102020209161B3 (de) 2020-07-21 2021-11-18 Vitesco Technologies Germany Gmbh Leistungsschalter zur Anordnung in einer Schaltsicherungsbox und Schaltsicherungsbox für ein Kraftfahrzeug
KR20220162465A (ko) * 2021-06-01 2022-12-08 현대자동차주식회사 고내구 전기 접점 구조

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101920A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 田中貴金属工業株式会社 チユ−ブラ接点の製造方法
JPS62163213A (ja) * 1986-09-19 1987-07-20 田中貴金属工業株式会社 複合電気接点

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2032926A (en) 1935-02-01 1936-03-03 Gen Electric Electrical contact
US2181083A (en) 1936-01-02 1939-11-21 Metals & Controls Corp Laminated contact
DE850031C (de) 1943-03-09 1952-09-22 Eugen Dr-Ing Duerrwaechter Bimetallkontakte
US3026603A (en) 1958-10-13 1962-03-27 Kelsey Hayes Co Method of making electrical contacts and the like
US3191276A (en) * 1959-12-01 1965-06-29 Talon Inc Method of making composite electrical contact bodies
US3311729A (en) * 1965-10-04 1967-03-28 Deringer Mfg Company Electrical contact and method of forming the same
US3547334A (en) * 1967-05-25 1970-12-15 Contacts Inc Apparatus for making cold bonded electrical composite contacts
JPS4821863B1 (ja) * 1968-08-02 1973-07-02
US3666160A (en) * 1970-06-30 1972-05-30 Contacts Inc Method and apparatus for feeding discrete parts to a cold heading machine
JPS5542453B2 (ja) * 1973-12-29 1980-10-30
JPS5673826A (en) * 1979-11-22 1981-06-18 Chugai Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing composite electric contact by cold solderless bonding
JPH02227919A (ja) * 1989-03-01 1990-09-11 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk リベット型接点
DE3915192A1 (de) 1989-05-10 1990-11-15 Focke & Co Verfahren und vorrichtung zum herstellen von (folien-)verpackungen sowie (folien-)verpackung
JPH05282957A (ja) 1992-03-27 1993-10-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk リベット型クラッド電気接点の製造方法
JP4024580B2 (ja) 2002-04-12 2007-12-19 三桜工業株式会社 パイプ曲げ加工装置のパイプ曲げ加工ユニット
JP3098834U (ja) 2003-06-26 2004-03-18 中外電気工業株式会社 電気接点
WO2009098836A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. Manufacturing method of electric contact and manufacturing equipment of electric contact
CN102842448A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 三菱综合材料C.M.I.株式会社 复合触点的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101920A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 田中貴金属工業株式会社 チユ−ブラ接点の製造方法
JPS62163213A (ja) * 1986-09-19 1987-07-20 田中貴金属工業株式会社 複合電気接点

Also Published As

Publication number Publication date
US20160217956A1 (en) 2016-07-28
JPWO2014092173A1 (ja) 2017-01-12
CN104871273B (zh) 2017-12-19
DE112013005976T5 (de) 2015-11-26
US20200090890A1 (en) 2020-03-19
US10490376B2 (en) 2019-11-26
CN104871273A (zh) 2015-08-26
DE112013005976B4 (de) 2023-03-16
JP6023092B2 (ja) 2016-11-09
US11145478B2 (en) 2021-10-12
MY169148A (en) 2019-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023092B2 (ja) リベット型接点及びその製造方法
US8723320B2 (en) Power module and manufacturing method thereof
JP6051298B2 (ja) リベット型接点及びその製造方法
JP5948385B2 (ja) 点火プラグ用電極を製造するためのクラッド構造を有するテープ材
US20230021593A1 (en) Terminal, terminal-equipped electric wire, connection structure, and manufacturing method of terminal-equipped electric wire
JP5424811B2 (ja) リレー用電気接点及びその製造方法
JP2013030475A (ja) 複合接点の製造方法
CN103765708A (zh) 火花塞用包层电极及其制造方法
JP5065993B2 (ja) アルミ電線用圧着端子
JP2017107698A (ja) 端子対およびコネクタ
JP4074173B2 (ja) 押釦スイッチ用部材及びその製造方法
JP2014089832A (ja) スイッチの接点構造およびそれを用いた圧力スイッチ
CN111446095A (zh) 一种新型铆钉型三复合电触头成型方法
JPS6023448B2 (ja) 複合接点帯材
JPH05282957A (ja) リベット型クラッド電気接点の製造方法
CN210231055U (zh) 一种引线框架用制备置卷装置
JP2009010070A (ja) コンデンサ用電極箔のリード線接続装置
JP2020095861A (ja) 接点構造、接点構造の製造方法、中間生成物及び電気機器
GB2257832A (en) Electrical contacts.
TW202414470A (zh) 鉚釘接點及電氣接點以及電氣接點的製造方法
JP2997080B2 (ja) 電気接点及びその製造方法
WO2017119356A1 (ja) 複合電気接点
WO2015163439A1 (ja) 端子接点
JP2003006587A5 (ja)
JP2001266692A (ja) 電気接点形状とかしめ成形パンチとその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013556692

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13862025

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14649263

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120130059762

Country of ref document: DE

Ref document number: 112013005976

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13862025

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1