接点付き電極および接点付き電極用容器ならびに接点装置
【課題】 接触が良好で電気的切断を容易にでき、かつ電極と接点との接合信頼性の高い、長期にわたって正常に機能する接点付き電極を提供すること。
【解決手段】 接点付き電極５は、金属体から成る電極１と、電極１の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点２を具備している。接点２は剛性が高くなり、磨耗や変形することが少なく、良好な電気的接触を維持することができる。
【解決手段】 接点付き電極５は、金属体から成る電極１と、電極１の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点２を具備している。接点２は剛性が高くなり、磨耗や変形することが少なく、良好な電気的接触を維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー負荷用リレーあるいは電磁開閉器等に適した主に封止された接点装置およびそれに用いられる接点付き電極および接点付き電極用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワー負荷用リレー，電磁開閉器，20Ａ以上の電流が流れるブレーカー，マグネットスイッチ等には図３に示すような接点付き電極が用いられていた。
【０００３】
この接点付き電極において、接点102は銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ），Ｃｕ合金やＡｇ合金等の板状部材の接触子から成るものであり、金属体から成る電極101の上面にＡｇロウ等のロウ材103を介してロウ付け接合されることによって、接点付き電極が形成されていた。そして、このような接点付き電極は、封止された接点装置に用いられていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平９−45208号公報
【特許文献２】特開2003−100190号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の接点付き電極は、接点装置等に組み込んで長期間に亘って使用し、電気的接続の断続を繰り返すと、軟質金属から成る接点102が磨耗したり変形したりしやすく、接点102を接続する際に接触不良を起こすという問題点や、接点102の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点102の上面の磨耗した箇所や変形した箇所を起点にして大きくなるとともに消弧され難くなってしまい、接点102の電気的な接続を完全に切断するのが困難になるという問題点があった。即ち、接点102における電気的接続の断続を確実なものとすることができなくなるという問題点があった。
【０００５】
従って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、接触が良好で電気的切断を容易にでき、長期にわたって正常に機能する接点付き電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の接点付き電極は、金属体から成る電極と、該電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明の接点付き電極用容器は、上面に凹部が形成されるとともに該凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、該基体の上面の前記凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、前記貫通孔に挿通固定された上記本発明の接点付き電極とを具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の接点装置は、外周面にコイルを巻回した筒体と、該筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、該可動鉄芯の下端から延出して下端部が前記筒体の下面から突出するとともに前記下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、前記筒体を内部に収容するとともに前記軸部を下面の貫通穴に挿通させて前記可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、前記コイルに電流を流して前記可動鉄芯を磁化させることによって前記可動鉄芯を移動させる駆動部と、前記接点が前記可動接点に対向するようにして前記枠体が前記容器の下面の外周部に接合されている上記本発明の接点付き電極用容器とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の接点付き電極は、金属体から成る電極と、この電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることにより、接点が含有しているセラミック粉末によって接点の剛性が増し、電気的接続を断続しても、接点が磨耗したり変形したりし難くなるので、接点の接続を長期間良好に保つことができるとともに、接点の接続を切断する際に生じるアーク放電が消弧されやすくなる。
【００１０】
また、接点の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする金属接点に比べて小さく、電極との熱膨張差により接点が変形するのが抑制されるので、接点の上面を所定の形状に保つことができ、接点の電気的な断続を最適なものに維持できる。
【００１１】
即ち、電気的接続の断続を確実に行なえる接点付き電極とすることができる。
【００１２】
本発明の接点付き電極用容器は、上面に凹部が形成されるとともにこの凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、この基体の上面の凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、貫通孔に挿通固定された上記本発明の接点付き電極とを具備していることから、本発明の接点付き電極により、接点の接触が良好で、かつ接点の接続を容易に切断でき、接続信頼性に優れたものとできる。
【００１３】
また、本発明の接点装置は、外周面にコイルを巻回した筒体と、筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、この可動鉄芯の下端から延出して下端部が筒体の下面から突出するとともに下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、筒体を内部に収容するとともに軸部を下面の貫通穴に挿通させて可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、コイルに電流を流して可動鉄芯を磁化させることによって可動鉄芯を移動させる駆動部と、接点が可動接点に対向するようにして枠体が容器の下面の外周部に接合されている本発明の接点付き電極用容器とを具備していることから、上記本発明の接点付き電極用容器により、接点の接触が良好で、かつ接点の接続を容易に切断でき、接合信頼性に優れたものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の接点付き電極、接点付き電極用容器および接点装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の接点付き電極および接点付き電極用容器を具備する接点装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は本発明の接点付き電極の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【００１５】
図１，図２において、１は金属体から成る電極、２は銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点、３は接点２を電極１の上面に接合するロウ材である。これら電極１および電極１に接合された接点２で本発明の接点付き電極５が構成される。また、図１において、５は本発明の接点付き電極、10は本発明の接点付き電極用容器、11は接点付き電極用容器10の基体、12は接点付き電極用容器10の枠体、20は本発明の接点装置の駆動部である。これら接点付き電極５および基体11ならびに枠体12で接点付き電極用容器10が構成され、接点付き電極用容器10および駆動部20が、接点２が駆動部20の可動接点22に対向するようにして枠体12が駆動部20の容器27の下面の外周部に接合されて本発明の接点装置となる。
【００１６】
本発明の接点付き電極５は、金属体から成る電極１と接点２とを具備しており、接点２は電極１の上面にロウ材３等により接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させたものである。
【００１７】
電極１は、金属体から成る円柱状や直方体状等の柱状であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金、その他、ＣｕやＡｇ，Ｆｅ，ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属のインゴットに圧延加工や切削加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。電極１の材質は、電極１が取り付けられる基体11の熱膨張率等の特性に応じて選択すればよい。電極１の上面には、Ａｇロウ，Ａｇ−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材３のプリフォームが載置され、その上に接点２が載置され、ロウ材３を溶融させることによってロウ付けされる。
【００１８】
接点２は、上面が円弧状の曲面となった円板状であり、下面は電極１の上面に接合される接合部とされ、上面は外部の接点と接続される接点部となる。接点２は、銅または銅を主成分とする合金にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス，炭化珪素（ＳｉＣ）質セラミックス，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質セラミックス等のセラミック粉末が含有されている。
【００１９】
接点２がセラミック粉末を含有することにより、接点２の剛性が増すとともに、接点２の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする合金より小さくなり、熱膨張係数の小さな電極１であっても熱膨張差による熱応力が小さくなり接点２が変形するのが抑制されるので、接点２の上面を所定の形状に保つことができる。その結果、接点２が磨耗したり変形したりし難くなるので、接点２の接続を長期間良好に保つことができるとともに、接点２の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくならず消弧され易くなり、接点２の電気的な接続を完全に切断し易くすることができる。即ち、接点２の電気的接続の断続を確実に行なえるものとすることができる。
【００２０】
このような接点２は、例えば、Ａｌ２Ｏ３質セラミックスを含有して成る場合は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤，分散剤等を混合添加して顆粒状の混合物と成し、約1600℃で焼成して得られたセラミックス粉末の表面に金属層を被着させた後に、これを加圧成形して接点２の所定形状にしたセラミックス多孔体を得、しかる後に、このセラミックス多孔体に銅または銅を主成分とする合金を含浸させることによって得ることができる。接点２がその他のセラミック粉末を含有して成る場合も同様にして得ることができる。
【００２１】
このような銅または銅合金にセラミック粉末を含有する接点２は、剛性として縦弾性係数が銅の約100ＧＰａに対して約140ＧＰａとなるが、電気抵抗値は銅の1.55Ω・ｍに対して約1.24Ω・ｍ〜1.48Ω・ｍであり、電気材料として充分使用可能なものである。また、熱膨張係数は18×10-6〜20×10-6である。
【００２２】
なお、接点２の作製に用いられる銅または銅を主成分とする合金は、銅が90％以上含まれる銅材、または、銅を主成分とする合金としては青銅，黄銅，リン青銅等が挙げられる。接点２に用いるものとしては、無酸素銅が電極１とのロウ付け時にロウ材３を酸化させない点で好ましい。
【００２３】
本発明において、好ましくは、図２に示すように、電極１は、上面の中央部に凹部１ａが設けられた金属体から成る円柱状や直方体状等の柱状であっても良く、この場合、凹部１ａの内面には、Ａｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材３のプリフォームが挿入され、その上に接点２に設けられた脚部２ａが挿入され、ロウ材３を溶融させることによってロウ付けされる。ロウ付けの際に脚部２ａの下面で溶融したロウ材３は、毛細管現象によって脚部２ａの側面を上昇し、電極１と接点２との接合面積を拡大させる。
【００２４】
接点２は、凹部１ａの深さよりも長く、凹部１ａの内寸法よりも小さい太さの脚部２ａおよび凹部１ａの開口よりも大きい頭部２ｂを有するリベット状であり、脚部２ａは電極１の凹部１ａに接合される接合部とされ、頭部２ｂは外部の接点と接続される接点部となる。なお、通常は頭部２ｂの上面は円弧状の曲面とされるが、平面でもよい。接点２は、接点２のリベット状の所定形状に加圧成形したセラミックス多孔体に銅または銅を主成分とする合金を含浸させて製作される。
【００２５】
ここで、脚部２ａは、凹部１ａの深さより長く、凹部１ａの内寸法よりも小さい太さにされている。この構成により、脚部２ａが凹部１ａに挿入されて凹部１ａの内壁との間でロウ付けされるとともに、電極１の上面から脚部２ａの側面および頭部２ｂの下面にかけてこれらの面にロウ材３が沿うようにしてロウ付けされたときに、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間に空間４を形成することができ、電極１と接点２とをロウ付けする際に、溶融したロウ材３が接点２の側面にあふれ出すのを防止できる。その結果、接点２の上面にロウ材３の溜りが形成されるのを防止でき、接点２を接続させる際の接触が良好で、接点２の接続を切断させる際にアーク放電を小さいものとし、接点２の接続を容易に切断できるようにできる。
【００２６】
また、電極１の上面とロウ材３との間の空気、および接点２の下面とロウ材３の間の空気は、電極１と接点２とをロウ付けするときにロウ材３を溶融させた際に、空気が凹部１ａと脚部２ａとの間から上方に抜け出易くなり、ロウ材３内部にボイドが発生するのを防止することができる。その結果、電極１と接点２との接合を強固なものとして電極１と接点２との接合信頼性を向上させることができる。
【００２７】
さらに好ましくは、脚部２ａの長さは凹部１ａの深さより0.5ｍｍ〜５ｍｍ長くするのがよく、この構成により、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間に高さ0.5ｍｍ〜５ｍｍの空間４を設けることができ、空間４において、溶融したロウ材３の毛細管現象が生じ難くなるので、ロウ付けの際に脚部２ａの下面で溶融したロウ材３が接点２の頭部２ｂの上面にはい上がるのを有効に防止するとともに、ロウ材３内部の空気が凹部１ａと脚部２ａとの間から上方に抜け出易くなり、ロウ材３内部にボイドが発生するのを有効に防止することができる。脚部２ａの長さが凹部１ａの深さに比べて0.5ｍｍ未満のときは、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間において、溶融したロウ材３が毛細管現象によって接点２の側面にあふれ出し、そのロウ材３が接点２の上面にはい上がって、その結果、接点２の上面にロウ材３の溜りが形成され易くなる。一方、脚部２ａの長さが凹部１ａの深さに比べて５ｍｍを超えて長くなると、凹部１ａより上側に突出した脚部２ａが長くなりすぎて、頭部２ｂに外部の接点を接続させる際に外力が加わると脚部２ａに変形が生じやすくなる。
【００２８】
また好ましくは、電極１の凹部１ａの側面と接点２の脚部２ａの側面との間には0.05ｍｍ〜0.25ｍｍのわずかな隙間が設けられるのがよく、ロウ材３を毛細管現象で凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間を完全に埋め込んで、電極１と接点２とを極めて強固にロウ付け接合することができる。隙間が0.05ｍｍ未満であると、凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間が狭くなりすぎて、ロウ材３を毛細管現象で良好に流すことが困難となる。隙間が0.25ｍｍを超えると、凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間が広くなりすぎて、ロウ材３を毛細管現象で流すことが困難となる。
【００２９】
ロウ材３はＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等をプリフォームしたものを使用するのが好ましい。ロウ材３をプリフォームしたものは、幅が凹部１ａの内寸法よりも0.02ｍｍ程度小さく、厚さが0.08ｍｍ〜0.2ｍｍ程度の板状とするのが好ましい。このプリフォームされたロウ材３を、凹部１ａに挿入し、次に接点２の脚部２ａを挿入し、ロウ材３の溶融温度まで加熱するとロウ材３が溶融して毛細管現象で凹部１ａと脚部２ａとの隙間を埋めて流れ、電極１の上面まで達して、電極１の上面から脚部２ａの側面および頭部２ｂの下面にかけてこれらの面にロウ材３が沿うようにして流れる。そして接点２は毛細管現象により流れ出たロウ材３の量に応じてロウ材３の中に沈みこみ、電極１と接点２とが所望の状態にロウ付けされる。
【００３０】
次に、本発明の接点付き電極用容器10について詳細に説明する。本発明の接点付き電極用容器10は、上面に凹部が形成されるとともにこの凹部の底面に貫通孔11ａが形成された絶縁体から成る基体11と、この基体11の上面の凹部の周囲に接合された金属製の枠体12と、貫通孔11ａに挿通固定された上記本発明の構成の接点付き電極５とを具備するものである。
【００３１】
基体11は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体等の耐熱性を有する絶縁体やエポキシ樹脂，ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のエンジニアリングプラスチックスから成る絶縁性の凹状の容器であり、図１に示すように底面に２箇所の貫通孔11ａが形成されている。
【００３２】
基体11の上面の凹部の周囲には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作された枠体12がＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材を介して接合されている。そして、貫通孔11ａには接点２が基体11の内側になるようにして接点付き電極５が挿通され、Ａｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材によってロウ付けされている。接点付き電極５において好ましくは、図１に示すように、電極１の下端部には鍔部１ｂが形成されており、鍔部１ｂの上面が貫通孔11ｂの周囲の基体11下面に接合されているのがよく、この構成により、電極１の先端に接合された接点２の上下方向の位置を正確に位置合わせすることができる。なお、鍔部１ｂとともに、または鍔部１ｂに代わって貫通孔11ａの内壁と電極１の側面とがロウ付けされてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
電極１および枠体12は、上記したように基体11とロウ付け接合するため、基体11と熱膨張係数が近似した材料であるのがよい。これによって、ロウ付けするときの収縮量の違いによる熱応力が基体11に大きく作用するのを防止し、基体11にクラック等の破損が生じたり、枠体12と基体11の接合が外れたりするのを有効に防止することができる。例えば、基体11がＡｌ２Ｏ３質焼結体から成る場合、電極１および枠体12はＡｌ２Ｏ３質焼結体とロウ付けするときの熱膨張係数が近似したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金から成るのがよい。
【００３４】
なお、接点付き電極用容器10は枠体12の上側で気密に封止されることによって、内部が気密に封止された容器となる。接点付き電極用容器10内部には、例えば水素やヘリウム，アルゴン，窒素，６弗化イオウ（ＳＦ６）等を主体としたガスが２気圧程度で封入され気密に封止される。
【００３５】
次に、本発明の接点装置について詳細に説明する。本発明の接点装置は、外周面にコイル26を巻回した筒体23と、この筒体23の貫通孔23ａに上下に移動可能に挿入された可動鉄芯21ｂと、この可動鉄芯21ｂの下端から延出して下端部が筒体23の下面から突出するとともに下端部に可動接点22が設けられた可動接触子21ａを有する軸部21と、筒体23を内部に収容するとともに軸部21を下面の貫通穴27ａに挿通させて可動接触子21ａを下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器27とを有しており、コイル26に電流を流して可動鉄芯21ｂを磁化させることによって可動鉄芯21ｂを移動させる駆動部20と、接点２が可動接点22に対向するようにして枠体12が容器27の下面の外周部に接合されている上記本発明の構成の接点付き電極用容器10とを具備している。
【００３６】
なお、前記したように、接点付き電極用容器10内部には、例えば水素やヘリウム，アルゴン，窒素，６弗化イオウ（ＳＦ６）等を主体としたガスが２気圧程度でもって封入され気密に封止される。
【００３７】
この構成において、接点装置が作動していない場合、コイル26に電圧が印加されず、軸部21が上方側に押し上げられており、可動接触子21ａが上方側に引き上げられ、可動接点22が接点２から離れており、可動接点22と接点２とが電気的に接続されない状態とされている。接点装置が作動すると、コイル26に電流が流れてコイル26が励磁され、可動鉄芯21ｂが磁化されて磁気的にバランスが取れる位置に移動するようにコイル26の中へ引き込まれ、軸部21が下方に移動する。そして、可動接点22が接点２に接触し、可動接点22と接点２とが接続された状態とされる。
【００３８】
ここで、好ましくは、軸部21の上端部には復帰用のバネ24を介して可動鉄芯21ｂが固定されており、軸部21の下端部には圧接用のバネ25によって下方に付勢されて可動接触子21ａが配置されているのがよい。接点装置は、この構成からなることによって、コイル26に電流が流れていない場合には、復帰用のバネ24の弾性力で可動鉄芯21ｂが上方側に押し上げられ、軸部21が上方側に押し上げられる。一方、圧接用のバネ25の弾性力で可動接触子21ａが下方に付勢されているが、復帰用のバネ24の弾性力が圧接用のバネ25の弾性力よりも大きい。このため、軸部21が上方側に押し上げられることにより、可動接触子21ａが上方側に引き上げられ、可動接点22が接点２から離れている。
【００３９】
そして、コイル26に電流を流してコイル26を励磁すると、可動鉄芯21ｂが磁化されて下方に引き込まれるように移動し、軸部21が復帰用のバネ24の弾性力に抗して下方に移動する。そして、可動接点22が接点２に接触する。
【００４０】
そして、コイル26の電流を遮断して励磁を解くと、圧接用のバネ25の弾性力よりも大きい復帰用のバネ24の弾性力により、可動鉄芯21ｂが上方側に押し上げられ、軸部21が上方側に移動する。そして、可動接点22が接点２から離れる。
【００４１】
このようにして、可動接点22と接点２とが接続される状態と、接続されない状態とにすることができる。
【００４２】
可動接点22は、Ａｇ，Ａｇ合金，Ｃｕ，Ｃｕ合金や接点２と同様の銅または銅を主成分とする合金にＡｌ２Ｏ３質セラミックス，ＡｌＮ質セラミックス，ＳｉＣ質セラミックス，Ｓｉ３Ｎ４質セラミックス等のセラミック粉末が含有されている材料等の電気抵抗の低い良導体である金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作され、予め可動接触子21ａにＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材によって接合固定されている。
【００４３】
好ましくは、可動接点22は接点２と同様の銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末が含有されている材料から成り、金属体の可動接触子21ａに接合された本発明の接点付き電極であるのがよく、可動接点22がセラミック粉末を含有することにより剛性が増すとともに、可動接点22の熱膨張係数が可動接触子21ａの熱膨張係数より大きくなりすぎるのを抑制でき可動接点22の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする合金より小さく、可動接触子21ａとの熱膨張差による熱応力が加わっても可動接点22が変形するのが抑制されるので、可動接点22の上面を所定の形状に保つことができる。その結果、可動接点22が磨耗したり変形したりし難くなるので、可動接点22の接触を長期間良好に保つことができるとともに、可動接点22の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくならず消弧され易くなり、可動接点22の電気的な接続を完全に切断しやすくすることができ、可動接点22の寿命も長くなる。そして、可動接点22の電気的接続の切断をより確実なものとすることができる。
【００４４】
また好ましくは、可動接触子21ａには電極１と同様に凹部を設け、可動接点22を接点２と同様に、可動接触子21ａの凹部の深さより長く、可動接触子21ａの凹部の内寸法よりも小さい太さの脚部および可動接触子21ａの凹部の開口よりも大きい頭部を有するリベット状として、可動接点22の脚部が可動接触子21ａの凹部に挿入されて可動接触子21ａにロウ付けされる構成とするのがよい。
【００４５】
可動接触子21ａと可動接点22とをロウ付け接合する際に、溶融したロウ材が可動接点22の側面にあふれ出すのを防止できる。その結果、可動接点22の上面にロウ材の溜りが形成されるのを防止できる。また、可動接触子21ａとロウ材との間の空気、および可動接点22とロウ材との間の空気は、可動接触子21ａと可動接点22とをロウ付けするときにロウ材を溶融させた際に、空気が凹部と脚部との間から抜け出易くなり、ロウ材内部にボイドが発生するのを防止することができる。その結果、可動接触子21ａと可動接点22との接合を強固なものとして可動接触子21ａと可動接点22との接合信頼性を向上させることができる。
【００４６】
接点２と可動接点22とを接触させる際に、接点２に外力が加わるが、電極１と接点２との接合が強固なものとされているので電極１と接点２との接合信頼性を向上させ、接点２が電極１から取れてしまうのを防止できる。また、可動接触子21ａに電極１と同様に凹部を設け、可動接点22を接点２と同様に、可動接触子21ａの凹部の深さより長く、可動接触子21ａの凹部の内寸法よりも小さい太さの脚部および可動接触子21ａの凹部の開口よりも大きい頭部を有するリベット状として、可動接点22の脚部が可動接触子21ａの凹部に挿入されて可動接触子21ａにロウ付けされる構成とした場合、可動接点22に外力が加わっても、可動接触子21ａと可動接点22との接合が強固なものとされているので可動接触子21ａと可動接点22との接合信頼性を向上させ、可動接点22が可動接触子21ａから取れてしまうのを防止できる。その結果、接点装置を長期にわたって正常に機能し得るものとすることができる。
【００４７】
また、接点装置が作動されなくなると、軸部21が上方側に移動する。そして、可動接点22が接点２から離れるが、その際に接点２と可動接点22との間にアーク放電が発生する。このアーク放電を接点装置の外側の磁気手段（図示せず）により引き伸ばし消弧させることによって、接点２と可動接点22との電気的接続が切断されることとなる。好ましくは、接点２および可動接点22の表面は凸の曲面状であるのがよく、この構成によって、接点２，可動接点22間で発生するアーク放電を抑制できる。
【００４８】
なお、接点２が磨耗したり変形したりし難くでき、接点２を接続させる際に接触を良好とするとともに、接点２の接続を切断させる際に生じるアーク放電が接点２の上面に接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくなるのを防止してアーク放電を消弧し易くし、接点２の電気的な接続を完全に切断させ易くすることができることから、接点２と可動接点22とを接続させる際の両者の接触が良好で、かつ接点の接続を切断させる際に接点２と可動接点22との間で生じるアーク放電を小さいものとし、接点２の電気的接続の断続を確実なものとできる。
【００４９】
尚、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、電極１の上面に接点２がロウ付けにより接合されている例を示したが、接点２が溶接により接合されたり、電極１の凹部１ａに焼嵌されて接合されたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の接点付き電極，接点付き電極用容器，接点装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の接点付き電極の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】従来の接点付き電極の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：電極
２：接点
３：ロウ材
５：接点付き電極
10：接点付き電極用容器
11：基体
11ａ：貫通孔
12：枠体
21：軸部
21ａ：可動接触子
21ｂ：可動鉄芯
22：可動接点
23：筒体
23ａ：貫通孔
26：コイル
27：容器
27ａ：貫通穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー負荷用リレーあるいは電磁開閉器等に適した主に封止された接点装置およびそれに用いられる接点付き電極および接点付き電極用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワー負荷用リレー，電磁開閉器，20Ａ以上の電流が流れるブレーカー，マグネットスイッチ等には図３に示すような接点付き電極が用いられていた。
【０００３】
この接点付き電極において、接点102は銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ），Ｃｕ合金やＡｇ合金等の板状部材の接触子から成るものであり、金属体から成る電極101の上面にＡｇロウ等のロウ材103を介してロウ付け接合されることによって、接点付き電極が形成されていた。そして、このような接点付き電極は、封止された接点装置に用いられていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平９−45208号公報
【特許文献２】特開2003−100190号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の接点付き電極は、接点装置等に組み込んで長期間に亘って使用し、電気的接続の断続を繰り返すと、軟質金属から成る接点102が磨耗したり変形したりしやすく、接点102を接続する際に接触不良を起こすという問題点や、接点102の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点102の上面の磨耗した箇所や変形した箇所を起点にして大きくなるとともに消弧され難くなってしまい、接点102の電気的な接続を完全に切断するのが困難になるという問題点があった。即ち、接点102における電気的接続の断続を確実なものとすることができなくなるという問題点があった。
【０００５】
従って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、接触が良好で電気的切断を容易にでき、長期にわたって正常に機能する接点付き電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の接点付き電極は、金属体から成る電極と、該電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明の接点付き電極用容器は、上面に凹部が形成されるとともに該凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、該基体の上面の前記凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、前記貫通孔に挿通固定された上記本発明の接点付き電極とを具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の接点装置は、外周面にコイルを巻回した筒体と、該筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、該可動鉄芯の下端から延出して下端部が前記筒体の下面から突出するとともに前記下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、前記筒体を内部に収容するとともに前記軸部を下面の貫通穴に挿通させて前記可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、前記コイルに電流を流して前記可動鉄芯を磁化させることによって前記可動鉄芯を移動させる駆動部と、前記接点が前記可動接点に対向するようにして前記枠体が前記容器の下面の外周部に接合されている上記本発明の接点付き電極用容器とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の接点付き電極は、金属体から成る電極と、この電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることにより、接点が含有しているセラミック粉末によって接点の剛性が増し、電気的接続を断続しても、接点が磨耗したり変形したりし難くなるので、接点の接続を長期間良好に保つことができるとともに、接点の接続を切断する際に生じるアーク放電が消弧されやすくなる。
【００１０】
また、接点の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする金属接点に比べて小さく、電極との熱膨張差により接点が変形するのが抑制されるので、接点の上面を所定の形状に保つことができ、接点の電気的な断続を最適なものに維持できる。
【００１１】
即ち、電気的接続の断続を確実に行なえる接点付き電極とすることができる。
【００１２】
本発明の接点付き電極用容器は、上面に凹部が形成されるとともにこの凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、この基体の上面の凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、貫通孔に挿通固定された上記本発明の接点付き電極とを具備していることから、本発明の接点付き電極により、接点の接触が良好で、かつ接点の接続を容易に切断でき、接続信頼性に優れたものとできる。
【００１３】
また、本発明の接点装置は、外周面にコイルを巻回した筒体と、筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、この可動鉄芯の下端から延出して下端部が筒体の下面から突出するとともに下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、筒体を内部に収容するとともに軸部を下面の貫通穴に挿通させて可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、コイルに電流を流して可動鉄芯を磁化させることによって可動鉄芯を移動させる駆動部と、接点が可動接点に対向するようにして枠体が容器の下面の外周部に接合されている本発明の接点付き電極用容器とを具備していることから、上記本発明の接点付き電極用容器により、接点の接触が良好で、かつ接点の接続を容易に切断でき、接合信頼性に優れたものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の接点付き電極、接点付き電極用容器および接点装置について以下に詳細に説明する。図１は本発明の接点付き電極および接点付き電極用容器を具備する接点装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図２は本発明の接点付き電極の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【００１５】
図１，図２において、１は金属体から成る電極、２は銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点、３は接点２を電極１の上面に接合するロウ材である。これら電極１および電極１に接合された接点２で本発明の接点付き電極５が構成される。また、図１において、５は本発明の接点付き電極、10は本発明の接点付き電極用容器、11は接点付き電極用容器10の基体、12は接点付き電極用容器10の枠体、20は本発明の接点装置の駆動部である。これら接点付き電極５および基体11ならびに枠体12で接点付き電極用容器10が構成され、接点付き電極用容器10および駆動部20が、接点２が駆動部20の可動接点22に対向するようにして枠体12が駆動部20の容器27の下面の外周部に接合されて本発明の接点装置となる。
【００１６】
本発明の接点付き電極５は、金属体から成る電極１と接点２とを具備しており、接点２は電極１の上面にロウ材３等により接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させたものである。
【００１７】
電極１は、金属体から成る円柱状や直方体状等の柱状であり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金、その他、ＣｕやＡｇ，Ｆｅ，ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属のインゴットに圧延加工や切削加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作される。電極１の材質は、電極１が取り付けられる基体11の熱膨張率等の特性に応じて選択すればよい。電極１の上面には、Ａｇロウ，Ａｇ−銅（Ｃｕ）ロウ等のロウ材３のプリフォームが載置され、その上に接点２が載置され、ロウ材３を溶融させることによってロウ付けされる。
【００１８】
接点２は、上面が円弧状の曲面となった円板状であり、下面は電極１の上面に接合される接合部とされ、上面は外部の接点と接続される接点部となる。接点２は、銅または銅を主成分とする合金にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス，炭化珪素（ＳｉＣ）質セラミックス，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質セラミックス等のセラミック粉末が含有されている。
【００１９】
接点２がセラミック粉末を含有することにより、接点２の剛性が増すとともに、接点２の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする合金より小さくなり、熱膨張係数の小さな電極１であっても熱膨張差による熱応力が小さくなり接点２が変形するのが抑制されるので、接点２の上面を所定の形状に保つことができる。その結果、接点２が磨耗したり変形したりし難くなるので、接点２の接続を長期間良好に保つことができるとともに、接点２の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくならず消弧され易くなり、接点２の電気的な接続を完全に切断し易くすることができる。即ち、接点２の電気的接続の断続を確実に行なえるものとすることができる。
【００２０】
このような接点２は、例えば、Ａｌ２Ｏ３質セラミックスを含有して成る場合は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤，分散剤等を混合添加して顆粒状の混合物と成し、約1600℃で焼成して得られたセラミックス粉末の表面に金属層を被着させた後に、これを加圧成形して接点２の所定形状にしたセラミックス多孔体を得、しかる後に、このセラミックス多孔体に銅または銅を主成分とする合金を含浸させることによって得ることができる。接点２がその他のセラミック粉末を含有して成る場合も同様にして得ることができる。
【００２１】
このような銅または銅合金にセラミック粉末を含有する接点２は、剛性として縦弾性係数が銅の約100ＧＰａに対して約140ＧＰａとなるが、電気抵抗値は銅の1.55Ω・ｍに対して約1.24Ω・ｍ〜1.48Ω・ｍであり、電気材料として充分使用可能なものである。また、熱膨張係数は18×10-6〜20×10-6である。
【００２２】
なお、接点２の作製に用いられる銅または銅を主成分とする合金は、銅が90％以上含まれる銅材、または、銅を主成分とする合金としては青銅，黄銅，リン青銅等が挙げられる。接点２に用いるものとしては、無酸素銅が電極１とのロウ付け時にロウ材３を酸化させない点で好ましい。
【００２３】
本発明において、好ましくは、図２に示すように、電極１は、上面の中央部に凹部１ａが設けられた金属体から成る円柱状や直方体状等の柱状であっても良く、この場合、凹部１ａの内面には、Ａｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材３のプリフォームが挿入され、その上に接点２に設けられた脚部２ａが挿入され、ロウ材３を溶融させることによってロウ付けされる。ロウ付けの際に脚部２ａの下面で溶融したロウ材３は、毛細管現象によって脚部２ａの側面を上昇し、電極１と接点２との接合面積を拡大させる。
【００２４】
接点２は、凹部１ａの深さよりも長く、凹部１ａの内寸法よりも小さい太さの脚部２ａおよび凹部１ａの開口よりも大きい頭部２ｂを有するリベット状であり、脚部２ａは電極１の凹部１ａに接合される接合部とされ、頭部２ｂは外部の接点と接続される接点部となる。なお、通常は頭部２ｂの上面は円弧状の曲面とされるが、平面でもよい。接点２は、接点２のリベット状の所定形状に加圧成形したセラミックス多孔体に銅または銅を主成分とする合金を含浸させて製作される。
【００２５】
ここで、脚部２ａは、凹部１ａの深さより長く、凹部１ａの内寸法よりも小さい太さにされている。この構成により、脚部２ａが凹部１ａに挿入されて凹部１ａの内壁との間でロウ付けされるとともに、電極１の上面から脚部２ａの側面および頭部２ｂの下面にかけてこれらの面にロウ材３が沿うようにしてロウ付けされたときに、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間に空間４を形成することができ、電極１と接点２とをロウ付けする際に、溶融したロウ材３が接点２の側面にあふれ出すのを防止できる。その結果、接点２の上面にロウ材３の溜りが形成されるのを防止でき、接点２を接続させる際の接触が良好で、接点２の接続を切断させる際にアーク放電を小さいものとし、接点２の接続を容易に切断できるようにできる。
【００２６】
また、電極１の上面とロウ材３との間の空気、および接点２の下面とロウ材３の間の空気は、電極１と接点２とをロウ付けするときにロウ材３を溶融させた際に、空気が凹部１ａと脚部２ａとの間から上方に抜け出易くなり、ロウ材３内部にボイドが発生するのを防止することができる。その結果、電極１と接点２との接合を強固なものとして電極１と接点２との接合信頼性を向上させることができる。
【００２７】
さらに好ましくは、脚部２ａの長さは凹部１ａの深さより0.5ｍｍ〜５ｍｍ長くするのがよく、この構成により、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間に高さ0.5ｍｍ〜５ｍｍの空間４を設けることができ、空間４において、溶融したロウ材３の毛細管現象が生じ難くなるので、ロウ付けの際に脚部２ａの下面で溶融したロウ材３が接点２の頭部２ｂの上面にはい上がるのを有効に防止するとともに、ロウ材３内部の空気が凹部１ａと脚部２ａとの間から上方に抜け出易くなり、ロウ材３内部にボイドが発生するのを有効に防止することができる。脚部２ａの長さが凹部１ａの深さに比べて0.5ｍｍ未満のときは、電極１の上面と接点２の頭部２ｂの下面との間において、溶融したロウ材３が毛細管現象によって接点２の側面にあふれ出し、そのロウ材３が接点２の上面にはい上がって、その結果、接点２の上面にロウ材３の溜りが形成され易くなる。一方、脚部２ａの長さが凹部１ａの深さに比べて５ｍｍを超えて長くなると、凹部１ａより上側に突出した脚部２ａが長くなりすぎて、頭部２ｂに外部の接点を接続させる際に外力が加わると脚部２ａに変形が生じやすくなる。
【００２８】
また好ましくは、電極１の凹部１ａの側面と接点２の脚部２ａの側面との間には0.05ｍｍ〜0.25ｍｍのわずかな隙間が設けられるのがよく、ロウ材３を毛細管現象で凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間を完全に埋め込んで、電極１と接点２とを極めて強固にロウ付け接合することができる。隙間が0.05ｍｍ未満であると、凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間が狭くなりすぎて、ロウ材３を毛細管現象で良好に流すことが困難となる。隙間が0.25ｍｍを超えると、凹部１ａの側面と脚部２ａの側面との間が広くなりすぎて、ロウ材３を毛細管現象で流すことが困難となる。
【００２９】
ロウ材３はＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等をプリフォームしたものを使用するのが好ましい。ロウ材３をプリフォームしたものは、幅が凹部１ａの内寸法よりも0.02ｍｍ程度小さく、厚さが0.08ｍｍ〜0.2ｍｍ程度の板状とするのが好ましい。このプリフォームされたロウ材３を、凹部１ａに挿入し、次に接点２の脚部２ａを挿入し、ロウ材３の溶融温度まで加熱するとロウ材３が溶融して毛細管現象で凹部１ａと脚部２ａとの隙間を埋めて流れ、電極１の上面まで達して、電極１の上面から脚部２ａの側面および頭部２ｂの下面にかけてこれらの面にロウ材３が沿うようにして流れる。そして接点２は毛細管現象により流れ出たロウ材３の量に応じてロウ材３の中に沈みこみ、電極１と接点２とが所望の状態にロウ付けされる。
【００３０】
次に、本発明の接点付き電極用容器10について詳細に説明する。本発明の接点付き電極用容器10は、上面に凹部が形成されるとともにこの凹部の底面に貫通孔11ａが形成された絶縁体から成る基体11と、この基体11の上面の凹部の周囲に接合された金属製の枠体12と、貫通孔11ａに挿通固定された上記本発明の構成の接点付き電極５とを具備するものである。
【００３１】
基体11は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体等の耐熱性を有する絶縁体やエポキシ樹脂，ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のエンジニアリングプラスチックスから成る絶縁性の凹状の容器であり、図１に示すように底面に２箇所の貫通孔11ａが形成されている。
【００３２】
基体11の上面の凹部の周囲には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作された枠体12がＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材を介して接合されている。そして、貫通孔11ａには接点２が基体11の内側になるようにして接点付き電極５が挿通され、Ａｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材によってロウ付けされている。接点付き電極５において好ましくは、図１に示すように、電極１の下端部には鍔部１ｂが形成されており、鍔部１ｂの上面が貫通孔11ｂの周囲の基体11下面に接合されているのがよく、この構成により、電極１の先端に接合された接点２の上下方向の位置を正確に位置合わせすることができる。なお、鍔部１ｂとともに、または鍔部１ｂに代わって貫通孔11ａの内壁と電極１の側面とがロウ付けされてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
電極１および枠体12は、上記したように基体11とロウ付け接合するため、基体11と熱膨張係数が近似した材料であるのがよい。これによって、ロウ付けするときの収縮量の違いによる熱応力が基体11に大きく作用するのを防止し、基体11にクラック等の破損が生じたり、枠体12と基体11の接合が外れたりするのを有効に防止することができる。例えば、基体11がＡｌ２Ｏ３質焼結体から成る場合、電極１および枠体12はＡｌ２Ｏ３質焼結体とロウ付けするときの熱膨張係数が近似したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金から成るのがよい。
【００３４】
なお、接点付き電極用容器10は枠体12の上側で気密に封止されることによって、内部が気密に封止された容器となる。接点付き電極用容器10内部には、例えば水素やヘリウム，アルゴン，窒素，６弗化イオウ（ＳＦ６）等を主体としたガスが２気圧程度で封入され気密に封止される。
【００３５】
次に、本発明の接点装置について詳細に説明する。本発明の接点装置は、外周面にコイル26を巻回した筒体23と、この筒体23の貫通孔23ａに上下に移動可能に挿入された可動鉄芯21ｂと、この可動鉄芯21ｂの下端から延出して下端部が筒体23の下面から突出するとともに下端部に可動接点22が設けられた可動接触子21ａを有する軸部21と、筒体23を内部に収容するとともに軸部21を下面の貫通穴27ａに挿通させて可動接触子21ａを下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器27とを有しており、コイル26に電流を流して可動鉄芯21ｂを磁化させることによって可動鉄芯21ｂを移動させる駆動部20と、接点２が可動接点22に対向するようにして枠体12が容器27の下面の外周部に接合されている上記本発明の構成の接点付き電極用容器10とを具備している。
【００３６】
なお、前記したように、接点付き電極用容器10内部には、例えば水素やヘリウム，アルゴン，窒素，６弗化イオウ（ＳＦ６）等を主体としたガスが２気圧程度でもって封入され気密に封止される。
【００３７】
この構成において、接点装置が作動していない場合、コイル26に電圧が印加されず、軸部21が上方側に押し上げられており、可動接触子21ａが上方側に引き上げられ、可動接点22が接点２から離れており、可動接点22と接点２とが電気的に接続されない状態とされている。接点装置が作動すると、コイル26に電流が流れてコイル26が励磁され、可動鉄芯21ｂが磁化されて磁気的にバランスが取れる位置に移動するようにコイル26の中へ引き込まれ、軸部21が下方に移動する。そして、可動接点22が接点２に接触し、可動接点22と接点２とが接続された状態とされる。
【００３８】
ここで、好ましくは、軸部21の上端部には復帰用のバネ24を介して可動鉄芯21ｂが固定されており、軸部21の下端部には圧接用のバネ25によって下方に付勢されて可動接触子21ａが配置されているのがよい。接点装置は、この構成からなることによって、コイル26に電流が流れていない場合には、復帰用のバネ24の弾性力で可動鉄芯21ｂが上方側に押し上げられ、軸部21が上方側に押し上げられる。一方、圧接用のバネ25の弾性力で可動接触子21ａが下方に付勢されているが、復帰用のバネ24の弾性力が圧接用のバネ25の弾性力よりも大きい。このため、軸部21が上方側に押し上げられることにより、可動接触子21ａが上方側に引き上げられ、可動接点22が接点２から離れている。
【００３９】
そして、コイル26に電流を流してコイル26を励磁すると、可動鉄芯21ｂが磁化されて下方に引き込まれるように移動し、軸部21が復帰用のバネ24の弾性力に抗して下方に移動する。そして、可動接点22が接点２に接触する。
【００４０】
そして、コイル26の電流を遮断して励磁を解くと、圧接用のバネ25の弾性力よりも大きい復帰用のバネ24の弾性力により、可動鉄芯21ｂが上方側に押し上げられ、軸部21が上方側に移動する。そして、可動接点22が接点２から離れる。
【００４１】
このようにして、可動接点22と接点２とが接続される状態と、接続されない状態とにすることができる。
【００４２】
可動接点22は、Ａｇ，Ａｇ合金，Ｃｕ，Ｃｕ合金や接点２と同様の銅または銅を主成分とする合金にＡｌ２Ｏ３質セラミックス，ＡｌＮ質セラミックス，ＳｉＣ質セラミックス，Ｓｉ３Ｎ４質セラミックス等のセラミック粉末が含有されている材料等の電気抵抗の低い良導体である金属のインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定形状に製作され、予め可動接触子21ａにＡｇロウ，Ａｇ−Ｃｕロウ等のロウ材によって接合固定されている。
【００４３】
好ましくは、可動接点22は接点２と同様の銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末が含有されている材料から成り、金属体の可動接触子21ａに接合された本発明の接点付き電極であるのがよく、可動接点22がセラミック粉末を含有することにより剛性が増すとともに、可動接点22の熱膨張係数が可動接触子21ａの熱膨張係数より大きくなりすぎるのを抑制でき可動接点22の熱膨張係数が銅または銅を主成分とする合金より小さく、可動接触子21ａとの熱膨張差による熱応力が加わっても可動接点22が変形するのが抑制されるので、可動接点22の上面を所定の形状に保つことができる。その結果、可動接点22が磨耗したり変形したりし難くなるので、可動接点22の接触を長期間良好に保つことができるとともに、可動接点22の接続を切断する際に生じるアーク放電が接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくならず消弧され易くなり、可動接点22の電気的な接続を完全に切断しやすくすることができ、可動接点22の寿命も長くなる。そして、可動接点22の電気的接続の切断をより確実なものとすることができる。
【００４４】
また好ましくは、可動接触子21ａには電極１と同様に凹部を設け、可動接点22を接点２と同様に、可動接触子21ａの凹部の深さより長く、可動接触子21ａの凹部の内寸法よりも小さい太さの脚部および可動接触子21ａの凹部の開口よりも大きい頭部を有するリベット状として、可動接点22の脚部が可動接触子21ａの凹部に挿入されて可動接触子21ａにロウ付けされる構成とするのがよい。
【００４５】
可動接触子21ａと可動接点22とをロウ付け接合する際に、溶融したロウ材が可動接点22の側面にあふれ出すのを防止できる。その結果、可動接点22の上面にロウ材の溜りが形成されるのを防止できる。また、可動接触子21ａとロウ材との間の空気、および可動接点22とロウ材との間の空気は、可動接触子21ａと可動接点22とをロウ付けするときにロウ材を溶融させた際に、空気が凹部と脚部との間から抜け出易くなり、ロウ材内部にボイドが発生するのを防止することができる。その結果、可動接触子21ａと可動接点22との接合を強固なものとして可動接触子21ａと可動接点22との接合信頼性を向上させることができる。
【００４６】
接点２と可動接点22とを接触させる際に、接点２に外力が加わるが、電極１と接点２との接合が強固なものとされているので電極１と接点２との接合信頼性を向上させ、接点２が電極１から取れてしまうのを防止できる。また、可動接触子21ａに電極１と同様に凹部を設け、可動接点22を接点２と同様に、可動接触子21ａの凹部の深さより長く、可動接触子21ａの凹部の内寸法よりも小さい太さの脚部および可動接触子21ａの凹部の開口よりも大きい頭部を有するリベット状として、可動接点22の脚部が可動接触子21ａの凹部に挿入されて可動接触子21ａにロウ付けされる構成とした場合、可動接点22に外力が加わっても、可動接触子21ａと可動接点22との接合が強固なものとされているので可動接触子21ａと可動接点22との接合信頼性を向上させ、可動接点22が可動接触子21ａから取れてしまうのを防止できる。その結果、接点装置を長期にわたって正常に機能し得るものとすることができる。
【００４７】
また、接点装置が作動されなくなると、軸部21が上方側に移動する。そして、可動接点22が接点２から離れるが、その際に接点２と可動接点22との間にアーク放電が発生する。このアーク放電を接点装置の外側の磁気手段（図示せず）により引き伸ばし消弧させることによって、接点２と可動接点22との電気的接続が切断されることとなる。好ましくは、接点２および可動接点22の表面は凸の曲面状であるのがよく、この構成によって、接点２，可動接点22間で発生するアーク放電を抑制できる。
【００４８】
なお、接点２が磨耗したり変形したりし難くでき、接点２を接続させる際に接触を良好とするとともに、接点２の接続を切断させる際に生じるアーク放電が接点２の上面に接点の磨耗した箇所または変形した箇所を起点にして大きくなるのを防止してアーク放電を消弧し易くし、接点２の電気的な接続を完全に切断させ易くすることができることから、接点２と可動接点22とを接続させる際の両者の接触が良好で、かつ接点の接続を切断させる際に接点２と可動接点22との間で生じるアーク放電を小さいものとし、接点２の電気的接続の断続を確実なものとできる。
【００４９】
尚、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、電極１の上面に接点２がロウ付けにより接合されている例を示したが、接点２が溶接により接合されたり、電極１の凹部１ａに焼嵌されて接合されたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の接点付き電極，接点付き電極用容器，接点装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の接点付き電極の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】従来の接点付き電極の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：電極
２：接点
３：ロウ材
５：接点付き電極
10：接点付き電極用容器
11：基体
11ａ：貫通孔
12：枠体
21：軸部
21ａ：可動接触子
21ｂ：可動鉄芯
22：可動接点
23：筒体
23ａ：貫通孔
26：コイル
27：容器
27ａ：貫通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属体から成る電極と、該電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることを特徴とする接点付き電極。
【請求項２】
上面に凹部が形成されるとともに該凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、該基体の上面の前記凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、前記貫通孔に挿通固定された請求項１記載の接点付き電極とを具備していることを特徴とする接点付き電極用容器。
【請求項３】
外周面にコイルを巻回した筒体と、該筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、該可動鉄芯の下端から延出して下端部が前記筒体の下面から突出するとともに前記下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、前記筒体を内部に収容するとともに前記軸部を下面の貫通穴に挿通させて前記可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、前記コイルに電流を流して前記可動鉄芯を磁化させることによって前記可動鉄芯を移動させる駆動部と、前記接点が前記可動接点に対向するようにして前記枠体が前記容器の下面の外周部に接合されている請求項２記載の接点付き電極用容器とを具備していることを特徴とする接点装置。
【請求項１】
金属体から成る電極と、該電極の上面に接合されるとともに銅または銅を主成分とする合金にセラミック粉末を含有させて成る接点とを具備していることを特徴とする接点付き電極。
【請求項２】
上面に凹部が形成されるとともに該凹部の底面に貫通孔が形成された絶縁体から成る基体と、該基体の上面の前記凹部の周囲に接合された金属製の枠体と、前記貫通孔に挿通固定された請求項１記載の接点付き電極とを具備していることを特徴とする接点付き電極用容器。
【請求項３】
外周面にコイルを巻回した筒体と、該筒体の貫通孔に上下に移動可能に挿入された可動鉄芯と、該可動鉄芯の下端から延出して下端部が前記筒体の下面から突出するとともに前記下端部に可動接点が設けられた可動接触子を有する軸部と、前記筒体を内部に収容するとともに前記軸部を下面の貫通穴に挿通させて前記可動接触子を下面より下方に露出させるように設置した箱状の容器とを有しており、前記コイルに電流を流して前記可動鉄芯を磁化させることによって前記可動鉄芯を移動させる駆動部と、前記接点が前記可動接点に対向するようにして前記枠体が前記容器の下面の外周部に接合されている請求項２記載の接点付き電極用容器とを具備していることを特徴とする接点装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１２７２９（Ｐ２００６−１２７２９Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９１７４５（Ｐ２００４−１９１７４５）
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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