(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点対を開閉する電磁継電器の接点構造において、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の前記略純金層の一部を転写した転写部が形成されたことを特徴とする電磁継電器の接点構造。
【請求項２】
前記金属層の表面部位にビッカース硬さが３５以上である金属材料を用いたことを特徴とする請求項１記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項３】
前記金属材料を銀・パラジウム合金又は銀・ニッケル合金又は銀・銅合金としたことを特徴とする請求項２記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項４】
前記略純金層の厚みを５±３〔μｍ〕の範囲としたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項５】
前記転写部は、前記接点の金属層の表面に点在するまだら状に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項６】
前記転写部は、前記接点の金属層の表面に薄膜状に形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項７】
開離時にアークが生じないような電圧及び電流が前記接点対に印加されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電磁継電器の接点構造。
【請求項８】
接点対を開閉する電磁継電器の接点構造の製造方法であって、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記接点対の開閉が繰り返されて前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の純金層の一部が転写されることを特徴とする電磁継電器の接点構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁継電器の接点構造並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、微少な電流・電圧を開閉する通信用の電磁継電器では、小型化に伴って接点圧並びに接点開離力が約１０グラム以下というような非常に小さな値になってきている。このような従来の電磁継電器の接点構造は、図７に示すように金・銀合金の第１層３０ａ，３１ａと、純銀の第２層３０ｂ，３１ｂと、銅・ニッケル合金の第３層３０ｃ，３１ｃとで各接点３０，３１が構成され、電磁継電器の通電状態に応じて各接点３０，３１が第１層３０ａ，３１ａの表面で接触開離するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、常閉側の接点対に上記従来の接点構造が用いられた場合、あるいは常開側の接点対に上記従来の接点構造が用いられ且つ接点対が接触状態で長時間保持された場合、接点開離力が小さいために外部からの振動によって接触状態の接点間が融着（スティック）してしまい、接点開離不能、又は接点開閉不良が生じるという問題がある。
【０００４】
上記問題を解決するために、第１層３０ａ，３１ａの銀の含有率を増大することが考えられる。しかしながら、銀の含有率を増やすと空気中の硫黄や塩素と銀が結合することで接点に有機被膜が形成され、この有機被膜が第１層３０ａ，３１ａの接触面に存在することで接点間の接触抵抗が増大するという問題が生じる。
【０００５】
一方、接点の開離時に生じるアークによって上記有機被膜を除去する方法が考えられるが、例えば上述の通信用の電磁継電器のようにアークが生じない程度の負荷条件で使用される場合には、アークによる有機被膜の除去は不可能である。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、接触抵抗の増大を防いで安定化できるとともに耐スティック性の向上が図れる電磁継電器の接点構造及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、接点対を開閉する電磁継電器の接点構造において、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の前記略純金層の一部を転写した転写部が形成されたことを特徴とし、接点対は略純金層と略純金層の一部を転写した転写部とで接触導通することとなり、接触抵抗の増大を防いで安定化できるとともに、転写部が表面の硬い金属層の当該表面に部分的に形成されるものであるから、振動によって略純金層と融着する虞が無く、従来例に比較して耐スティック性の向上が図れる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記金属層の表面部位にビッカース硬さが３５以上である金属材料を用いたことを特徴とし、請求項１の発明と同様の作用を奏する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記金属材料を銀・パラジウム合金又は銀・ニッケル合金又は銀・銅合金としたことを特徴とし、実施形態２の発明の望ましい実施態様である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は２又は３の発明において、前記略純金層の厚みを５±３〔μｍ〕の範囲としたことを特徴とし、請求項１又は２又は３の発明の作用に加えて、転写部の厚み寸法を１〔μｍ〕よりも大きくない程度にできる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記転写部が、前記接点の金属層の表面に点在するまだら状に形成されたことを特徴とし、接点対の接触面積が小さいことから融着の虞が無く、また仮に融着しても僅かな力で剥がすことができるために開閉不良などの不具合が生じることがない。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記転写部が、前記接点の金属層の表面に薄膜状に形成されたことを特徴とし、転写部に対する相手側接点の食い込み量が少ないことから融着の虞が無く、また仮に融着しても僅かな力で剥がすことができるために開閉不良などの不具合が生じることがない。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかの発明において、開離時にアークが生じないような電圧及び電流が前記接点対に印加されることを特徴とし、請求項１〜６の何れかの発明の望ましい実施態様である。
【００１４】
請求項８の発明は、上記目的を達成するために、接点対を開閉する電磁継電器の接点構造の製造方法であって、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記接点対の開閉が繰り返されて前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の純金層の一部が転写されることを特徴とし、接点対は略純金層と略純金層の一部を転写した転写部とで接触導通することとなり、接触抵抗の増大を防いで安定化できるとともに、転写部が表面の硬い金属層の当該表面に部分的に形成されるものであるから、振動によって純金層と融着する虞が無く、従来例に比較して耐スティック性の向上が図れ、しかもこのような転写部が電磁継電器を繰り返し動作させるだけで容易に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図５は本実施形態の接点構造を採用した電磁継電器の一例を示す分解斜視図である。この電磁継電器Ｒｙは、鉄心１が略コ字状に形成され、この鉄心１が両側片１ａを上向きにして配置される。この鉄心１には合成樹脂製のコイルボビン（図示せず）が一体成形される。つまり、鉄心１がコイルボビンにインサート成形される。ここで、鉄心１の磁極となる両側片１ａの先端部はコイルボビンから露呈させてある。このコイルボビンの胴部にはコイル（図示せず）が巻装される。そして、上記鉄心１の両側片１ａの間には直方体状の永久磁石２が取り付けられる。この永久磁石２は中央部と両端部とが異極に着磁されている。以下、鉄心１、コイルボビン、コイル及び永久磁石２からなる部材を電磁石ブロックと呼ぶ。この電磁石ブロックは、端子４と共に合成樹脂でモールドしてボディブロック５として一体形成される。上記端子４は、基端に固定接点６が形成された固定接点端子４1と、基端に後述する接点ばね７のヒンジばね片７ａが固着される共通接点端子４2と、コイルに通電を行うコイル端子４3とからなり、電磁石ブロック３の両側に、固定接点端子４1，共通接点端子４2及びコイル端子４3がそれぞれ植設される。
【００１７】
上記ボディブロック５の永久磁石２上には接極子９が配設される。接極子９は平板状に形成され、下面の中央に形成された突条（図示せず）を揺動支点として、永久磁石２上に揺動（シーソ動）自在に載置される。この接極子９の長手方向両側には一体に接点ばね７が取り付けられる。この接点ばね７は、両端部が二股に分割されるとともに分割された各先端部７ｂの下面（固定接点６に対向する面）に各々可動接点１０が固着されている。一方、接点ばね７の略中央部には、略コ字型に形成されたヒンジばね片７ａが一体に設けてある。
【００１８】
ところで、上記接極子９と２本の接点ばね７とを合成樹脂でモールドして接極子ブロック８として一体成形してある。合成樹脂製の成型部８ａから外側へ突出したヒンジばね片７ａは、ボディブロック５の上面中央側縁部に配置された上記共通接点端子４2の固着片４ａにそれぞれ固着され、これにより２本の接点ばね７がそれぞれボディブロック５両側に植設された２本の共通接点端子４2に電気的に接続される。さらに、このヒンジばね片７ａは、接極子９が鉄心１の側片の一方に吸引されたときに生じるたわみにより、接極子９に復帰力を付与する働きもある。そして、ボディブロック５の永久磁石２上に接極子ブロック８を載置し組み立てた状態で、下面が開口する箱状に形成されたケース１１を被嵌して電磁継電器Ｒｙが構成される。
【００１９】
この電磁継電器Ｒｙは、例えば図６に示すように、コイル端子４3間にスイッチＳＷを介して直流電源Ｅが接続され、共通接点端子４2に負荷電源ＬＥの陰極が接続されるとともに、固定接点端子４1に負荷Ｌを介して負荷電源ＬＥの陽極が接続される。ここで、負荷電源ＬＥの電源電圧Ｖｏは１０Ｖ以下、電磁継電器Ｒｙ及び負荷Ｌに流れる負荷電流Ｉが１０ｍＡ以下であって、固定接点６と可動接点１０の開離時にアークが発生しないような条件で電磁継電器Ｒｙを使用する。而して、この電磁継電器Ｒｙでは、スイッチＳＷをオンしてコイルへの通電が行われると磁化の向きに応じて接極子９の長手方向の一端部が鉄心１端部の磁極面に吸引されて接極子ブロック８が揺動し、鉄心１→接極子９→永久磁石２→鉄心１の閉磁路が形成され、２本の接点ばね７のうち揺動中心よりも鉄心１端部に吸引された側にある接点ばね７の先端部７ｂに固着された可動接点１０がボディブロック５の固定接点６と接触し、上記吸引された側と反対側にある接点ばね７の先端部７ｂに固着された可動接点１０が固定接点６と開離する。この状態でコイルへの通電が停止されると、永久磁石２の磁力により上記閉磁路がそのまま維持され、接極子９が鉄心１の一方の磁極面に接触した状態が保たれる。また、コイルへの通電方向を逆向きにすれば、接極子９は鉄心１の他方の端部磁極面に吸引され、固定接点６に接触していた可動接点１０は開離し、反対側の可動接点１０が固定接点６に接触する。この状態においても通電を停止した後、そのままの状態が維持され、いわゆる双安定動作が行われる。
【００２０】
次に、本発明の要旨である電磁継電器Ｒｙの接点構造について説明する。
【００２１】
本実施形態においては、図１に示すように可動接点１０が純金（純度９９．５％以上）の第１層１０ａと、銀・パラジウム合金の第２層１０ｂと、銅・ニッケル合金の第３層１０ｃとで構成され、また固定接点６が銀・パラジウム合金の第１層６ａと、銅・ニッケル合金の第２層６ｂとで構成される。ここで、可動接点１０の純金の第１層１０ａの厚みは５±３μｍ程度とする。また、固定接点６の第１層６ａには、耐スティック性を向上させるために少なくともビッカース硬さが３５以上である高硬度の金属材料を用いるが、本実施形態の銀・パラジウム合金（ＡｇＰａ４０）以外にも銀・ニッケル合金（ＡｇＮｉ１０）や銀・銅合金（ＡｇＣｕ１０）等を用いることができる。
【００２２】
ところで、本実施形態においては、固定接点６の第１層６ａ表面における可動接点１０と接触する部位に可動接点１０の第１層１０ａから転写された純金から成る転写部６ｃが設けてある。図４（ａ）に示すように、上記電磁継電器Ｒｙが組み立てられた直後の初期状態では固定接点６の第１層６ａの表面には転写部６ｃが形成されておらず、組立後に電磁継電器Ｒｙを動作させて固定接点６と可動接点１０の接点対の開閉を数百回程度繰り返すことにより、図４（ｂ）（ｃ）並びに図２に示すように固定接点６の第１層６ａの表面に可動接点１０の第１層１０ａの純金が打痕としてまだら状に転写されて上記転写部６ｃが形成される。但し、接点対の開閉をさらに繰り返すことによって、図３に示すように転写部６ｃを厚みが極めて薄い（例えば、０．１μｍ以下）薄膜状に形成するようにしても良い。
【００２３】
而して、固定接点６の第１層６ａに含まれる銀と電磁継電器Ｒｙの構成部材等から発生する有機ガスに含まれている硫黄や塩素とが結合して第１層６ａの表面に有機被膜が形成されていたとしても、固定接点６の第１層６ａの表面に転写部６ｃを設けたことによって固定接点６と可動接点１０の接触点が純金同士となるから、両接点間の接触抵抗の増大を防いで安定化できる。また、転写部６ｃを形成する純金は微量であるから、振動によって可動接点１０の第１層１０ａと転写部６ｃとが融着（スティック）する虞が無く、従来例に比較して耐スティック性の向上が図れる。しかも、このような転写部６ｃが電磁継電器Ｒｙを繰り返し動作させるだけで容易に形成することができ、製造コストの上昇を招くこと無しに上記効果が得られる。また、転写部６ｃを薄膜状に形成した場合においても、転写部６ｃの厚み寸法が極めて小さく、転写部６ｃに対して可動接点１０の第１層１０ａの表面部位の食い込み量が少ないことから、融着の虞がない、あるいは仮に融着しても僅かな力で剥がれるために接点の開閉不良などの不具合が発生しない。
【００２４】
なお、本実施形態では可動接点１０に純金の第１層１０ａを設けるとともに固定接点６に転写部６ｃを設けているが、これに限定する趣旨ではなく、固定接点６に純金の第１層を設け、可動接点１０に純金を転写させて転写部を形成するようにしても同様の効果を奏することはいうまでもない。また、転写部６ｃを設ける代わりに固定接点６の第１層６ａの表面に１〔μｍ〕程度の厚みの金メッキを予め形成しても良い。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、接点対を開閉する電磁継電器の接点構造において、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の前記略純金層の一部を転写した転写部が形成されたので、接点対は略純金層と略純金層の一部を転写した転写部とで接触導通することとなり、接触抵抗の増大を防いで安定化できるとともに、転写部が表面の硬い金属層の当該表面に部分的に形成されるものであるから、振動によって略純金層と融着する虞が無く、従来例に比較して耐スティック性の向上が図れるという効果がある。
【００２６】
請求項２の発明は、前記金属層の表面部位にビッカース硬さが３５以上である金属材料を用いたので、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００２７】
請求項３の発明は、前記金属材料を銀・パラジウム合金又は銀・ニッケル合金又は銀・銅合金としたことを特徴とし、実施形態２の発明の望ましい実施態様である。
【００２８】
請求項４の発明は、前記略純金層の厚みを５±３〔μｍ〕の範囲としたので、請求項１又は２又は３の発明の効果に加えて、転写部の厚み寸法を１〔μｍ〕よりも大きくない程度にでき、耐スティック性をさらに向上できるという効果がある。
【００２９】
請求項５の発明は、前記転写部が、前記接点の金属層の表面に点在するまだら状に形成されたので、接点対の接触面積が小さいことから融着の虞が無く、また仮に融着しても僅かな力で剥がすことができるために開閉不良などの不具合が生じることがないという効果がある。
【００３０】
請求項６の発明は、前記転写部が、前記接点の金属層の表面に薄膜状に形成されたので、転写部に対する相手側接点の食い込み量が少ないことから融着の虞が無く、また仮に融着しても僅かな力で剥がすことができるために開閉不良などの不具合が生じることがないという効果がある。
【００３１】
請求項７の発明は、開離時にアークが生じないような電圧及び電流が前記接点対に印加されることを特徴とし、請求項１〜６の何れかの発明の望ましい実施態様である。
【００３２】
請求項８の発明は、接点対を開閉する電磁継電器の接点構造の製造方法であって、前記接点対の互いに対向する接点表面部の一方に略純金層が設けられるとともに他方に金や銀よりも表面が硬い金属層が設けられ、前記接点対の開閉が繰り返されて前記金属層の相手側接点との接触面に当該相手側接点の純金層の一部が転写されるので、接点対は略純金層と略純金層の一部を転写した転写部とで接触導通することとなり、接触抵抗の増大を防いで安定化できるとともに、転写部が表面の硬い金属層の当該表面に部分的に形成されるものであるから、振動によって純金層と融着する虞が無く、従来例に比較して耐スティック性の向上が図れ、しかもこのような転写部が電磁継電器を繰り返し動作させるだけで容易に形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す要部の側断面図である。
【図２】同上における固定接点の平面図である。
【図３】同上における固定接点の平面図である。
【図４】同上の製造方法を説明するための説明図である。
【図５】同上における電磁継電器の分解斜視図である。
【図６】同上の電磁継電器を用いた回路図である。
【図７】従来の接点構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
６  固定接点
６ａ  第１層
６ｃ  転写部
１０  可動接点
１０ａ  第１層
【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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