(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点面として使用される面積よりも、台材との接合面として使用される面積を小さくし、かつ接点面と接合面のそれぞれと接続している側面が傾斜した形状の接点とすることによって、接点と台材をろう付け接合する際に、接点側面に形成されるろう材の立ち上がり量を抑制することができるようにした電気接点であって、接点側面と接合面との面角度が９１°〜１１５°であることを特徴とする電気接点。
【請求項２】
接点面として使用される面積よりも、台材との接合面として使用される面積を小さくし、かつ接点面と接合面のそれぞれと接続している側面が傾斜した形状の接点とすることによって、接点と台材をろう付け接合する際に、接点側面に形成されるろう材の立ち上がり量を抑制することができるようにした電気接点であって、接合面に対する垂直断面から見たときに、逆台形の形状または前記逆台形の形状に対し接点面が全面に丸みを帯びた形状もしくは前記逆台形の形状に対し接点側面が接点面や接合面と成す角部にＲ加工を付与した形状であることを特徴とする電気接点。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットスイッチ、ブレーカーやリレーなどに用いることができる電気接点に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネットスイッチ、ブレーカーやリレーなどに用いられる電気接点は、接点を台材に接合される際に、接点と台材の間にろう材を挟み、ガスろう付けや、炉中ろう付け、高周波ろう付け、スポットろう付けなどの手法を用いて、ろう材を溶融させて台材と接合させるのが一般的である(例えば、特許文献１、特許文献２)。
ろう材を用いて接点を台材と接合する際、ろう材の溶融状態が接点と台材との接合状態に大きく関与し、その接合状態が電気接点の使用時の寿命にも大きく関与することが知られている。
【０００３】
特に、接点側面へのろう材の立ち上がり（フィレットという。）については、その立ち上がりが高すぎると、電気的開閉を繰り返して接点が消耗することにより接点面がフィレット部の立ち上がりの高さに達した際に、耐消耗性に劣るフィレット部で開閉時の消耗が大きくなり、接点の耐久性に悪影響を及ぼす。
このため、フィレットの良し悪しが後の電気接点の寿命の長短にもつながることから最適なフィレット量の管理が求められてきた。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４１５９６公報
【特許文献２】特開２００８−１５２９７１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ろう材自体が溶融時においてとても流動性の良い素材であるため、最適なフィレット量の管理には作業者の高度な熟練技能が必要とされ、ろう付け作業の標準化はもとより、品質の均一化が容易ではなかった。
特に、フィレットの高さの調整は難しく、フィレットが高くなりすぎてろう材が接点面へ流れてしまうと、電気接点の電気的開閉時を行った際に溶着が発生してしまう危険性があるため、ろう付け作業における製品歩留りを低下させる原因にもなる。
【０００６】
このフィレットが高くなりすぎてろう材が接点面へ流れる傾向は、接点面に微細な凹凸の多いＡｇ−酸化物系接点材料に顕著である。これは、微細な凹凸により表面張力が生じ、ろう材が広がりやすくなるためである。
本発明は、フィレットの立ち上がりの高さを最適な量に制御することを目的とし、効果的に電気接点の寿命を延ばすことを目的とする。
さらに、溶融したろう材が接点面へろう流れすることにより起こる電気的開閉時の溶着について、その危険性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明は、接点面として使用される面積よりも、台材との接合面として使用される面積を小さくし、かつ接合面に対する垂直断面を側面から見たときに逆台形の形状とすることで、接点と台材をろう付け接合する際に、接点側面に形成されるろう材の立ち上がり量を抑制するように構成した。
すなわち、接点の側面と台材と接合される接合面との面角度が、直角ではなく、鈍角となっていることを特徴とする。
【０００８】
このように接点を、側面に傾斜のついた形状にすることによって、ろう付け接合時の溶融したろう材が接点側面に立ち上がり量の大きいフィレットの形成を抑制し、かつ、この傾斜によりろう流れを制御しやすくすることでフィレット形状を最適な高さに保ちやすくし、さらに、表面張力の影響により接点面までろう材が濡れ広がっていくことを防ぐことができる。 
【０００９】
なお、接点の側面と接合面との面角度は、９１°〜１１５°であることが好ましい。
つまり、９１°未満では、フィレットの高さを抑制する効果が十分でなくなり、また、１１５°を超えると、接点が電気的開閉により摩耗する際に、側面の傾斜が急になるほど接点面の面積が小さくなる速度も速くなるため、側面の傾斜が９０°のものと比べて摩耗する速度が増加する傾向が顕著になり、好ましくない。このため、より好ましくは９１°〜１０５°である。
【００１０】
なお、接点の接合面と台材との接合強度が不足する場合には、接合面としてＡｇやＡｇ合金等の接合層をクラッド法や内部酸化法により設け、接合強度を向上させるとよい。
また、接点を接点面および接合面から見たときの形状に特に制限はなく、楕円や円形であっても良いし、三角形、四角形、六角形等の多角形の形状であってもよい。さらには、曲線や直線を組み合わせた複雑形状でもよい。これらの形状は対称形状に限らず非対称の形状も含まれる。
これは、これらの接点形状が接点側面へのろう材の立ち上がり量には特に影響しないためである。
【００１１】
接合面に対する垂直断面から見たときの接点形状に関しては、逆台形の形状もしくはそれに近い形状であればよい。それに近い形状とは、接点面が全面に丸みを帯びた形状や、接点側面が接点面や接合面と成す角部にＲ加工等を付与した形状などが挙げられる。
これらの形状は対称形状に限らず非対称の形状も含まれる。なお、これら接点形状についても、接点側面へのろう材の立ち上がり量には特に影響しない。
【００１２】
ろう付け使用するろう材の材質に関しては、接点に一般的に使用される既存のものであれば特に制限はないが、銀ろうやりん銅ろうなどが好ましいものとして挙げられる。
本発明のろう付け方法に関しては、抵抗ろう付け、高周波ろう付け、トーチろう付け、炉中ろう付けなどが例示されるが、本発明の主旨を逸脱しない範囲においては、どのようなろう付け方法でも良い。
【００１３】
ろう材の形状に関しては、特に制限はないが、接点接合面の面積よりも小さいことが好ましい。これは、接合面におけるろう材の面積が、接点接合面の面積よりも大きくなればなるほど、立ち上がり量が大きくなるためである。
ろう材の厚みに関しては、接点の厚み、使用するろう材や必要な接合強度等によって適宜選択されるため、特に制限はないが、接点総厚に対するろう材の厚みの百分率は一般的に２〜１０％程度である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、電気接点を、その側面が上方に向けて広がるように傾斜のついた形状にすることによって、ろう付け接合時の溶融したろう材が接点側面に立ち上がり量の大きいフィレットの形成を抑制し、かつ、この傾斜によりろう流れを制御しやすくすることでフィレット形状を最適な高さに保ちやすくし、さらに、表面張力の影響により接点面までろう材が濡れ広がっていくことを防ぐことができる。 
これによって、ろう付け作業において、最適なフィレット量の管理を容易にしてろう付け作業の標準化を図ることができると共に品質の均一化を図ることが可能となる。
ひいては、電気接点の寿命を延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による接点の断面を示す説明図
【図２】本発明による接点と台材とをろう付け接合した接触子の断面を示す説明図
【図３】本発明による接点の断面における逆台形に近い形状を示す説明図
【図４】従来技術による接点の断面を示す説明図
【図５】従来技術による接点と台材とをろう付け接合した接触子の断面を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施例を説明する。
実施例１
溶解法で得られたＡｇ合金材料(９０．８質量％Ａｇ−６質量％Ｓｎ−３質量％Ｉｎ−０．２質量％Ｎｉ)を、圧延、焼鈍を繰り返し、所望の板を得る。その板の片面に、純Ａｇの層を複合し、得られた複合材料を圧延し、板厚１．５ｍｍとする。
なお、この時の純Ａｇの層の厚みは、接点の総厚に対して１０％の厚みとして、台材との接合のための接合層２として使用するものとする。
【００１７】
この板素材から、プレス打ち抜き加工により、１０ｍｍ角の四角形の接点材料１を得た。
またプレス打ち抜き加工の際に、図１に示す如く、接点側面と接合面との角度が９１°、１０５°または１１５°になるようにプレス抜き加工を行う。なお、この接点材料のいずれにおいても、接点面が１０ｍｍ角である。
このようにして得られた接点材料１について、バレル研磨および内部酸化処理を施し、接点とした。
【００１８】
この接点を無酸素Ｃｕの台材４とろう付け接合してフィレット部３を形成し、マグネットスイッチ用の可動接触子と固定接触子を作製した。台材４とのろう付け接合の条件としては、各実施例および従来例との比較評価のために、炉内温度８００℃、炉内保持時間２０分、炉内雰囲気Ｎ2にて、ろう材はＪＩＳ規格ＢＡｇ−８ (７２Ａｇ−Ｃｕ)のφ８ｍｍ×板厚０．１ｍｍを使用して接合条件を統一した。
【００１９】
実施例２
実施例１と同様の方法で得た板素材から、プレス打ち抜き加工により、板厚１．５ｍｍ、φ１０ｍｍの円形の接点材料を得た。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図１に示す如く、接点側面と接合面との角度が９１°、１０５°または１１５°になるようにプレス抜き加工を行って、接点面をφ１０ｍｍとした以外は、実施例1と同様の加工条件および接合条件にて、台材４とろう付け接合してマグネットスイッチ用の可動接触子と固定接触子を作製した。
【００２０】
比較例
実施例１と同様の方法で得た板素材から、プレス打ち抜き加工により、板厚１．５ｍｍ、φ１０ｍｍの円形の接点材料および１０ｍｍ角の四角形の接点材料１を得た。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図４に示す如く、接点側面と接合面との角度が９０°もしくは１１６°になるようにプレス抜き加工を行った以外は、実施例1と同様の加工条件および接合条件にて、台材４とろう付け接合してマグネットスイッチ用の可動接触子と固定接触子を作製した。
【００２１】
本発明と従来技術の比較評価方法
上記、実施例１〜２と比較例の各条件によって可動接触子と固定接触子を各種評価試験について各１０個ずつ作製し、評価を行った結果を表１に示す。
接点面へのろう流れの有無については、各１０個についてろう材の接点面への濡れ広がりがあるか否かの有無を光学顕微鏡で観察した。
【００２２】
接合面からのろう材立ち上がり高さについては、可動接触子および固定接触子の断面を樹脂埋め研磨し、接点面からのろう材立ち上がり高さを測定し、１０個あたりの平均値を算出した。
また、可動接触子および固定接触子の各１０個を市販の定格８０Ａのマグネットスイッチに各々組み込み、実機評価を行った。なお、実機評価の条件については、ＡＣ３級試験（ＪＩＳ  Ｃ  ８２０１−３およびＪＩＳ  Ｃ  ８２０１−４−１による）を行うものとして、電気的開閉回数については、１００万回まで実施した。この試験前後の接触子について質量差異を測定し、その消耗量について１０個あたりの平均値を算出した。
【００２３】
その結果、接点側面と接合面の角度が鈍角になるほど、接合面からのろう材の立ち上がり高さが低くなるため、接点面へのろう材の濡れ広がりがなくなっていることが実証された。また、１１５°を超えると電気的開閉時における接点の消耗速度が顕著に加速することが確認された。
【００２４】
【表１】
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【符号の説明】
【００２５】
１  Ａｇ−酸化物系接点材料(Ａｇ−ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３−ＮｉＯ系合金)
２  接合層(Ａｇ)
３  フィレット部
４  台材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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