(57)【要約】  【課題】マグネットやリレー等の開閉機器については、機器の利便性を向上させることを目的として、その小型化が進むと共に、コストダウンの要求から接点形状自体を小さく設計する傾向があり、接点の寿命を短くしてしまう状況になっている。【解決手段】プレス打ち抜き加工により多角形状の電気接点材料を得る際に、角部分においてＲ０．３〜Ｒ３．０の角Ｒを設けてプレス打ち抜き加工を行い、プレス打ち抜き加工時に角部分に発生する微細なクラック、ワレ、カケの発生を抑止し、さらに内部酸化処理時の膨張において、プレス打ち抜き加工時に発生する微細なクラック、ワレ、カケがさらに大きなワレ、カケに発展することを防止するようにしたことを特徴とする電気接点材料。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス打ち抜き加工により多角形状の電気接点材料を得る際に、角部分においてＲ０．３〜Ｒ３．０の角Ｒを設けてプレス打ち抜き加工を行い、プレス打ち抜き加工時に角部分に発生する微細なクラック、ワレ、カケの発生を抑止し、さらに内部酸化処理時の膨張において、プレス打ち抜き加工時に発生する微細なクラック、ワレ、カケがさらに大きなワレ、カケに発展することを防止するようにしたことを特徴とする電気接点材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１の製造方法により、多角形状の接点材料の角部分にＲ０．３〜Ｒ３．０の角Ｒを設けたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項３】
請求項２において、多角形状を三角形にしたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項４】
請求項２において、多角形状を四角形にしたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項５】
請求項２において、多角形状を五角形にしたことを特徴とする電気接点材料。
【請求項６】
請求項２において、多角形状を六角形にしたことを特徴とする電気接点材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットやリレー等の開閉機器に用いられる電気接点材料の製造方法およびそれによる電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マグネットやリレー等の開閉機器において、機器の長寿命化は市場が求める重要な要件である。このため、これら開閉機器に用いられる接点材料は、長寿命化が求められ、接点材料の耐消耗性能の向上に関する研究開発が鋭意追求されている。
このことは、接点材料の製造方法において、従来から追い求められた経緯があり、銀系の接点材料においては、添加元素の追加、内部酸化条件の工夫など様々な製造方法の改良へとひろがっている。
【０００３】
そのなかでも、特にマグネットスイッチやリレー等のような、開閉頻度が高く、その使用条件から長寿命化が強く求められる場合において、使用初期の段階での接点の消耗を抑制することがその後の接点の長寿命化に大きく寄与することが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】『電気材料マニアル』（大林豊明著、株式会社新技術開発センター、１９７８年、７６２頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、近時、マグネットやリレー等の開閉機器については、機器の利便性を向上させることを目的として、その小型化が進むと共に、コストダウンの要求から接点形状自体を小さく設計する傾向があり、接点の寿命を短くしてしまう状況になっている。
このような状況の中でも、接点材料に対しては従来以上に長寿命化が求められている。すなわち、接点材料の耐消耗性能の向上が期待されるが、それを実現することは非常に困難である。
【０００６】
ここで、接点材料がマグネットやリレー等の開閉機器に用いられ、電気的な開閉にさらされたときにおこる消耗形態について説明する。
開閉の際に、接触子において電流が物理的に遮断されるために、接点表面において非常に高温なアークが発生する。これは瞬間的に電気の流れる経路が遮断されるため、可動接点と固定接点のギャップ（空間）においてアークが発生するという現象であり、そのアークには、可動接点と固定接点に含まれる成分が揮発したものが含まれる。この非常に高温なアークが接点表面を消耗させるとともに接点近傍の台材や消弧室の部材等も劣化させることになる。
【０００７】
このとき発生するアークを、アークホーン等で誘導することで接触子や台材の消耗を防いだり、あるいは、アークが駆動する方向の接点の角部分において、台材に凸部分を設けることで接点が溶融しにくくするような工夫が行われている。
しかし、これらの方法は、消弧室のスペースが十分に確保できることや、台材のボリュームが十分に確保できる場合のみに実現可能な方法であるために、機器が小型化される場合には、これらの方法が必ずしも適用できるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、接点材料の消耗形態に注目し、特に消耗が進行し易い接点の角部分における消耗を抑制することにより、接点材料の耐消耗性能を向上させることを実現した。
着目したのは接点の角部分であり、その消耗形態をつぶさに観察すると、開閉回数が少ない初期段階において、微細なクラックが発生し、それを起点として接点のワレ、カケへと発展していくことが確認された。
【０００９】
この微細なクラックについて調査して見ると、あらかじめ圧延加工して得た銀合金からなる素材を用いて、それを所望の角形状にプレス打ち抜き加工する際に、角部分において、微細なクラック、ワレ、カケなどが発生していることがわかり、さらにこれを内部酸化処理した際の膨張により、いっそうクラックやワレ、カケを助長してしまい、それが、接点として使用された際の初期の段階での消耗を大きくしていることにつながっていることがわかった。
【００１０】
上記の見地から、銀合金からなる素材をプレス打ち抜き加工して角形状の接点を得る際に、角部分において、プレス打ち抜き加工時の応力の集中しにくいようにＲ０．３〜Ｒ３．０の角Ｒを設けることにより、応力の集中による素材のクラック、ワレ、カケを抑え、その後の内部酸化処理時の膨張によるクラック、ワレ、カケの助長を防止し、その結果接点の使用初期における接点の角部分からの消耗を抑制することを見出した。
【００１１】
なお、ここで、角ＲをＲ０．３〜Ｒ３．０とした理由は、Ｒ０．３未満では応力の集中により発生するクラック、ワレ、カケを抑制する効果が見られず、また、Ｒ３．０を超えると、Ｒを付けたことによるボリュームダウンが大きいため、接点自体のボリュームが減少してしまい、目的とする効果が得られないためである。なお、多角形状の接点材料１個の各角部分のＲ状態は、上記の範囲内であればすべて同じＲ状態でなくてもよい。
また、接点材料の形状としては、三角形、四角形、五角形、六角形を対象とする。その理由は、七角形以上の多角形については、丸形状に近いために、角Ｒの効果が得られなくなるためである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のようにした製造方法による接点によると、各形状の接点材料をプレス打ち抜き加工により得る際に、角部分において各々Ｒ０．３〜Ｒ３．０の角Ｒ設けることで、プレス打ち抜き加工時に角に発生する微細なクラックおよびワレ、カケを防止することができ、その後の内部酸化処理時の膨張において、プレス打ち抜き加工時の微細なクラック、ワレ、カケがさらに大きなワレ、カケに発展することを防止することができる。
【００１３】
また、このようにして製造された電気接点材料は、耐消耗性能について実機評価を行った結果、角からの消耗を抑制することができ、従来品と比較して接点消耗量を約１０％〜２０％軽減することができた。
さらに、そのときの耐溶着性能や温度特性を損なうことなく耐消耗性能を向上させることが可能となる。
さらに、接点材料の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】四角形の接点材料の平面図
【図２】四角形の接点材料の側面図
【図３】三角形の接点材料の平面図
【図４】三角形の接点材料の側面図
【図５】五角形の接点材料の平面図
【図６】五角形の接点材料の側面図
【図７】六角形の接点材料の平面図
【図８】六角形の接点材料の側面図
【図９】従来例の平面図
【図１０】従来例の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
溶解法で得られた銀合金材料を、圧延、焼鈍を繰り返し、所望の板を得る。その板の片面に、純銀の層を複合し、得られた複合材料を圧延し、板厚１．５ｍｍに仕上げる。
その板素材から、プレス打ち抜き加工により、１０ｍｍ角の四角形の接点材料１を得る。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図１に示す如く、角部分２にＲ０．３の角Ｒを設ける。
そのようにして得られた接点材料１について、バレル研磨、内部酸化処理を施した後、台材とろう付け接合して接触子とした。
【実施例２】
【００１７】
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、１０ｍｍ角の四角形の接点材料を得る。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図１に示す如く、角部分にＲ１．０の角Ｒを設ける。
そのようにして得られた接点材料について、バレル研磨、内部酸化処理を施した後、台材とろう付け接合して接触子とした。
【実施例３】
【００１８】
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、１０ｍｍ角の四角形の接点材料を得る。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図１に示す如く、角部分にＲ３．０の角Ｒを設ける。
そのようにして得られた接点材料について、バレル研磨、内部酸化処理を施した後、台材とろう付け接合して接触子とした。
【００１９】
従来例
実施例１と同様の方法で得られた板素材から、プレス打ち抜き加工により、１０ｍｍ角の四角形の接点材料３を得る。
そのプレス打ち抜き加工の際に、図９に示す如く、角部分４において、上記各実施例で行ったプレス時の応力集中を避けるための角Ｒを設けることなくプレス加工を行う。
そのようにして得られた接点材料について、バレル研磨、内部酸化処理を施した後、台材とろう付け接合して接触子とした。
【００２０】
上記各実施例１〜３と従来例によって作製された接触子を定格８０Ａのマグネットスイッチに使用して、耐消耗性能について実機評価を行った結果を表１に示す。なお、実機評価の条件については、ＪＩＳで定めるところのＡＣ３試験を行うものとして、開閉回数については、１００万回まで実施するものとした。
その結果、実施例１〜３においては、いずれについても従来例と比較して接点の消耗量が約１０％〜２０％軽減されることが確認され、接点の耐消耗性能が向上することが実証された。
【００２１】
【表１】
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【符号の説明】
【００２２】
１  接点材料
２  角部分
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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