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JPS5942580B2 - 電気接点の製造方法 - Google Patents

電気接点の製造方法

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JPS5942580B2
JPS5942580B2 JP56029906A JP2990681A JPS5942580B2 JP S5942580 B2 JPS5942580 B2 JP S5942580B2 JP 56029906 A JP56029906 A JP 56029906A JP 2990681 A JP2990681 A JP 2990681A JP S5942580 B2 JPS5942580 B2 JP S5942580B2
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hole
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正昭 石栗
六郎 菊地
昭雄 大山
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/58—Making machine elements rivets
    • B21K1/62—Making machine elements rivets special rivets, e.g. with electrical contacts
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気接点の製造方法に係り、特に異種金属の
結合等に好適な電気接点の制御方法に関する。
一般にスタータ用マグネットスイッチ等の固定接点は、
棒状の金属接点母材の一端に、該母材より低い硬度の良
導体金属を固着している。
その一例として、例えば特公昭５０−９９８１号公報の
ように頭付ボルトの頭部に接点材を溶接固定し、それを
加圧成形して所望の接点部品を得る方法と、実開昭５２
−１４００７２号公報のように接点母材の頭部に予め開
口穴を形成し、この穴内に接点材を押圧充満させて加締
固定する手法等が知られている。
ところが前記手法は、ろう付等により接点材を接点母材
に固着するため、比較的容易に行うことができる反面、
結合時の熱影響により接点材が軟化変質し易く接点とし
た場合耐摩耗性が低下するといった問題点を含んでいる
。
一方後記手法は、接点母材に設けた開口穴に接点材を押
圧し、充満密着させて加締固定しているが、・その状態
では両部材が部分的に接触する程度であり、抑圧により
発生した残留応力がなくなると剥離し、間隙が生じる。
従って接点とした場合、使用時の通電、遮断の繰返しに
よる発熱、冷却サイクルを受ける度に経時的に残留応力
が減少し、両部材間が剥離して間隙が生じる恐れがある
。
又この手法では、開口穴形状は本質的に変形しないため
、加締固定前に発生した金属酸化膜が残存したままで加
締固定されることになり、両部材間の導電性が妨げられ
る。
更に接点は異種金属の結合であり、熱膨張率も異なる。
従って両者を加締固定した場合前記の如く残留応力の経
時的減少や、境界面に介在する酸化物により接触固定が
完全に行かず、通電、遮断を繰返す度に熱膨張率の差に
より両者の接触面にすべりが生じ、変形が繰返されて両
部材間の間隙の進行を助長することになる。
この間隙は、最終的には両者の境界面で通電時に火花放
電を発生する等接点本来の機能を著しく低下させ、製品
の信頼性を失う恐れがある等の問題点を含んでいる。
本発明の目的は、金属を加圧した時の塑性変形の性質を
利用して結合強度の高い電気接点の製造方法を提係する
にある。
本発明は、金属からなる接点母材の一方面に、該母材の
硬度と同等以下の硬度を有した接点材を結合する電気接
点に関し、接点母材の一方面に開口穴を形成し、該開口
穴にその穴の内容積とほぼ等しい体積を有する接点材を
抑圧充満させ、更に上記両部材を穴の軸線方向から上型
で押圧することによって両部材を同時に加圧変形し、両
部材を強固に密着結合させるものである。
以下本発明の実施例を図面に従い説明する。
第１図は、スクータ用マグネットスイッチの固定接点の
斜視図である。
図において、接点母材１は比較的硬度の低い軟鉄等から
なる頭付棒状体で、頭部１ａには良電導体（銅）である
接点材２が密着固定されてい゛る。
上記固定接点の製法は、第２図イに示す通り、頭部上面
に円筒開口穴１ｂを形成した接点母材１の頭部下面を下
型Ｉに載置し、かつ棒状部分１ｃを下型Ｉ、ＩＡによっ
て周囲が拘束されるように配置して接点母材を位置決め
する。
そして前記開口穴１ｂには、該穴の内容積とほぼ等しい
体積を有する接点材２が周囲に多少の隙間をもって挿入
されている。
従って接点材２は前記頭の表面より突出して配置されて
いる。
次にイに示す上型■を徐々に下降させると先ず接点材２
が開口穴１ｂに充満し、更に下降させると口に示すよう
に頭部１ａは圧縮され、両部材が半径方向に拡がると共
に接点母材が接点材を包み込むように塑性変形し、接点
母材の断面形状は略等脚台形状に整形される。
次に上記結合の原理を第３図に示す。
イは接点母材（軟鉄）１の一端開口’Ｒ１ｂに接点材（
銅）２を嵌入して断面した状態を示す。
この断面には材料の流動による変形状況をみるための目
盛を施しである。
第３図イに示した両部材を図中の上方から押圧して圧縮
せしめると口の如く塑性変形する。
即ち、目盛のうち材料中心点Ｏ６を通る縦軸線はＯ１２
−０７２線を中心として太鼓状に膨らんでいる。
これは圧縮に使用する工具（上型、下型）と金属材料間
の摩擦係数ｆが、実際上ｆ＝ｏになり得ないために生ず
るものである。
従って軸方向から上記材料を押圧すると圧縮後、接点母
材１と接点材２の境界面Ｂ／ Ｃ／ Ｄ／の伸びに
対し、金型との接触面Ａ／−ＥＩ面の伸びが小さく、か
つ接点材２はＢ′点およびＤ′点で最大の伸びとなって
接触面Ａ／ Ｂ／ 、 Ｄ／〜Ｅ′がテーパとなるこ
とが解る。
又接点材２に作用する圧縮力は接点母材１の開口穴１ｂ
を押し拡げようとし、更に接点母材１に作用する圧縮力
は、その開口穴１ｂ内の接点材２を押し縮めようとする
ため両者の境界面に互いに押し合う応力が働らく、従っ
て接点材２および接点母材１間に間隙を生じることなく
、あたかも両者が一体であるが如く塑性流動し、境界面
に働らく応力は均一に分布して接触固定される。
これは一般の加締法とは異なり接点材だけを押圧せしめ
るのではなく、両部材を押圧圧縮するため両者が流体の
如く挙動し、塑性変形することによるものである。
一方、第３図に示した圧縮前後の接点材２と接点母材１
との接触（境界）面積について考案してみると、接点材
２の扁平率（圧縮前の高さり。
／圧縮前の直径ｄ。
）、および圧縮率（圧縮後の高さｈ／圧縮前の高さり。
）と圧縮前後の接点母材１と接点材２との接触面積の関
係が第４図の如くであることが判明した。
第５図中、圧縮前イ図の接触面積Ｓ。
と圧縮後の接触面積Ｓとが等しくなる扁平率と圧縮率と
の関係は、第４図の５−Ｓｏ曲線で表わされる。
この５−Ｓｏ曲線の上方領域では圧縮接触面積が減少し
くＳ＜Ｓ。
）、又５＝Ｓｏ曲線の下方領域では圧縮後、接触面積が
増加（Ｓ＞Ｓｏ）す・ることか解る。
従って、本発明ではグラフのＳ＞Ｓｏ領領域範囲内で用
途に応じて扁平率を選び出し、圧縮率を決めることがで
きる。
上記条件を満して圧縮加工した両部材は接触面積が増加
する。
これにより第５図口に示す圧縮後の接触面積Ｓのうち、
酸化膜等の介在物が残存する接触面積Ｓｏを差引いた接
触面積Δ５＝Ｓ−Ｓｏの部分に相当する新生面が創成さ
れ、接点材２および接点母材１とが清浄な金属面間で接
触結合される。
従って、接点材は酸化膜介在等による著しい接触抵抗の
増大や、電圧降下等がなくなり、導電性を向上させるこ
とができる。
尚、前述の実施例では開口穴の底面が平面であったが略
すり鉢状にすることによって、接触固定する接点材の底
部中央での単位面積当りの電流密度を高めることができ
、接点として好適なものとなる。
又、接点母材に形成された開口穴は必ずしも円筒でなく
とも良く、回りトルクのかかるものにあっては多角形が
好ましく、用途に応じて選定すると良い。
第６図は電気接点を固定する他の方法を示すもので、接
点母材１１の頭部１１ａの端面には底面がすり鉢状の開
口穴１１ｂが形成され、該開口穴１１ｂには穴の内容積
より大きな体積を有する接点材１２が嵌入されている。
一方加工金型の下型■は前述の実施例との相違はないが
、上型■は前記接点材の余剰分の体積に相当する凹部■
を抑圧面■に形成しである。
従って、両部材が同時に加圧されると、第５図口に示す
ように前述の実施例と同様の原理で密着結合されるが、
余剰接点材は上型凹部Ｖに充満する。
この余剰接点材は、更にハに示すように平面抑圧面を有
する上型■で抑圧されると、接点母材の頭部表面にそっ
て伸展され、広い表面積となる。
この手法によって得られる接点は、両部材の結合強度が
優れることは云うまでもなく、接点材の表面積を大きく
取れるので接点部材として好適なものとなる。
以上本発明によれば、異なる材質の接点母材と接点材を
強固に固着できる方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によって得られた電気接点の斜視図、第
２図イ、唱ま本発明の実施例における接点材結合の工程
図、第３図イ、幀ま第２図の原理を示す材料変形状態図
、第４図は第２図における素材の扁平に対する圧縮率を
示す特性図、第５図は第２図における接点母材と接点材
の圧縮前、後の接触面積の関係を示す断面図、第６図イ
２口。 ハは他の実施例における接点材結合の工程図である。 １・・・・・・接点母材、１ａ・・・・・・頭部、１ｂ
・・・・・・開口穴、２・・・・・・接点材、■・・・
・・・下型、■・・・・・・上型。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 金属からなる接点母材の一方面に、該接点母材の硬
    度と同等以下の硬度を有する接点材を結合してなる電気
    接点において、前記母材の一方面に開口穴を形成し、該
    開口穴に接点材を押圧して充満配置した後、前記接点材
    と周囲の接点母材とを軸線方向から同時に抑圧変形して
    密着結合させることを特徴とした電気接点の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、接点母材に設けた
    開口穴の底面を略すり林状とすることを特徴とした電気
    接点の製造方法。 ３ 金属からなる接点母材の一方面に、該接点母材の硬
    度と同等以下の硬度を有する接点材を結合してなる電気
    接点おいて、頭部に開口穴を形成し、該開口穴にその内
    容積以上の体積を有する接点材を配置してその一部を押
    圧充満せしめた後、前記接点母材の棒状周囲および頭部
    下面を下型にて拘束せしめ、前記接点材を開口穴の軸線
    方向から押圧して接点材の余剰金属の接点母材の頭部面
    上に押圧すると共に開口穴の接点材と周囲の接点母材と
    を軸線方向から同時に抑圧変形して密着結合させること
    を特徴とした電気接点の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載において、開口穴の内容
    積を越えた余剰金属の体積に相当する凹部を上型に形成
    し、該上型で接点母材と接点材を同時に押圧し、次に余
    剰金属を千金型で押圧伸展させることを特徴とした電気
    接点の製造方法。
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