JPH0127532B2 - - Google Patents
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- JPH0127532B2 JPH0127532B2 JP58056401A JP5640183A JPH0127532B2 JP H0127532 B2 JPH0127532 B2 JP H0127532B2 JP 58056401 A JP58056401 A JP 58056401A JP 5640183 A JP5640183 A JP 5640183A JP H0127532 B2 JPH0127532 B2 JP H0127532B2
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- alloy
- contact
- reed
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はガラス管の中に両端から磁性材料のリ
ード片を封入し、リード片の互いにオーバラツプ
する部分で接点の開閉を行なわせるリードスイツ
チ、特に大電流用のリードスイツチに関する。Detailed Description of the Invention (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to a reed switch in which reed pieces of magnetic material are enclosed from both ends in a glass tube, and contacts are opened and closed at mutually overlapping portions of the reed pieces; In particular, it relates to reed switches for large currents.
(b) 技術の背景
通常のリードスイツチは第1図イに示すよう
に、ガラ管1の両端から1対のリード片2,3を
挿入した状態で、不活性ガスの雰囲気中で封止す
ることによつて製造される。そしてガラス管1の
外部に配置された励磁コイル4に通電すると、両
リード片2,3を通る磁束で、リード片のオーバ
ラツプした接点6の部分のギヤツプ5が閉じてス
イツチ・オンする。次に励磁コイル4を非通電状
態にすると、接点ギヤツプ5の磁気吸引力が消失
して接点ギヤツプ5が開き、スイツチ・オフとな
る。(b) Background of the technology As shown in Figure 1A, a normal reed switch is sealed in an inert gas atmosphere with a pair of lead pieces 2 and 3 inserted from both ends of a glass tube 1. Manufactured by When the excitation coil 4 disposed outside the glass tube 1 is energized, the magnetic flux passing through both the reed pieces 2 and 3 closes the gap 5 at the overlapping contact 6 of the reed pieces, turning on the switch. Next, when the excitation coil 4 is de-energized, the magnetic attraction force of the contact gap 5 disappears, the contact gap 5 opens, and the switch is turned off.
リード片内端の接点部は、ロのようにリード片
3,2の先端に貴金属材料や高融点材料からなる
接点6を設けて、接触抵抗が小さく且つ長寿命と
なるようにしている。リード片の磁性材料として
は、通常パーマロイ特に52アロイと呼ばれる52%
ニツケルと48%鉄の合金材が広く用いられてい
る。接点材料としては、金、銀、銅または金系合
金(Au―Co,Au―Ni)などが用いられる。 For the contact portion at the inner end of the lead piece, a contact point 6 made of a noble metal material or a high melting point material is provided at the tip of the lead pieces 3, 2 as shown in (b), so that the contact resistance is small and the life is long. The magnetic material of the reed piece is usually permalloy, especially 52% alloy called 52 alloy.
An alloy of nickel and 48% iron is widely used. Gold, silver, copper, gold-based alloys (Au--Co, Au--Ni), etc. are used as the contact material.
(c) 従来技術とその問題点
ところで通常のリードスイツチは大電流用でも
1A程度しかオン・オフできなかつたが、最近リ
ードスイツチの用途が拡大するにつれて1A以上
の電流をオン・オフできるものが要求されてい
る。大きな接点通電電流を扱えるようにするに
は、次のようなことが問題となる。(c) Conventional technology and its problems By the way, ordinary reed switches are not suitable for large currents.
It used to be possible to turn on and off only about 1A, but as the uses of reed switches have recently expanded, there is a demand for devices that can turn on and off currents of 1A or more. In order to be able to handle large contact currents, the following issues arise.
(イ) まずリード片の電気抵抗率が低いことが必要
である。リード片の電気抵抗率が高いと、リー
ド片における電圧降下が大きく、かつ発熱によ
つて接点部まで高温となり、接点の特性を低下
させる。また接点部の接触抵抗が小さいことが
肝要である。接触抵抗は、集中抵抗Rcと被膜
抵抗Rfの和である。接触抵抗が大きいと、接
触通電電流が大きいほど接点部における電圧降
下も大きくなるので、大電流用リードスイツチ
の場合は、接触抵抗を極力小さくすることが要
求される。(a) First, the electrical resistivity of the lead piece must be low. If the electrical resistivity of the lead piece is high, the voltage drop across the lead piece will be large, and the contact portion will also reach a high temperature due to heat generation, deteriorating the characteristics of the contact point. It is also important that the contact resistance of the contact portion be small. Contact resistance is the sum of lumped resistance Rc and film resistance Rf. If the contact resistance is large, the voltage drop at the contact point will also increase as the contact energizing current increases, so in the case of a reed switch for large currents, it is required to reduce the contact resistance as much as possible.
(ロ) 電流が流れている状態で接点が開離する際
に、アークが発生する。即ち接点が開離する際
の放電は、電流密度が高く、数千度という高温
を伴うアーク放電となる。従つてアークの継続
時間が長いと接点の消耗が激しく、接点の寿命
を縮める。従つてアーク継続時間を可能な限り
短かくすることが必要である。(b) An arc occurs when the contacts open while current is flowing. That is, the discharge when the contacts open becomes an arc discharge with a high current density and a high temperature of several thousand degrees. Therefore, if the arc continues for a long time, the contact wears out rapidly, shortening the life of the contact. It is therefore necessary to keep the arc duration as short as possible.
(ハ) 接点通電電流が大きくなると、接点の開離時
の接点のチヤタリング現象、つまりEMB
(Electro Magnetic Bounce)が発生しやす
い。即ち接点開離時にリード片の接点が開離し
て来ると、電流は流れ難くなり、リード片の接
点間の磁束が増大して吸引力が増し、接点を閉
成する力が発生する。その結果接点が閉じて来
ると、再び接点通電電流が流れ始めるので、今
度は接点通電電流の磁界で接点の接触力が低下
して、接点が開離するように作用する。このよ
うな動作の繰り返しで、接点がチヤタリング現
象を起す。このEMBは、接点通電電流に依存
するので、大電流用のリードスイツチでは厄介
な問題である。(c) When the contact current increases, contact chattering phenomenon occurs when the contact opens, that is, EMB.
(Electro Magnetic Bounce) is likely to occur. That is, when the contacts of the reed pieces open when the contacts are opened, it becomes difficult for current to flow, the magnetic flux between the contacts of the reed pieces increases, the attractive force increases, and a force to close the contacts is generated. As a result, when the contact closes, the contact current starts flowing again, and the contact force of the contact decreases due to the magnetic field of the contact current, causing the contact to open. Repeating this operation causes the contacts to chattering. This EMB is a troublesome problem for large current reed switches because it depends on the contact current.
大電流を扱うリードスイツチにおいては、この
ような新な問題が発生するので、これらを解決す
ることが必要となる。 These new problems arise in reed switches that handle large currents, and it is necessary to solve them.
(d) 発明の目的
本発明は大電流用のリードスイツチにおけるこ
のような問題を解消し、リード片の電気抵抗率が
低く、かつ接点の寿命を縮めるアークの継続時間
が短かく、EMBも少ない大電流用リードスイツ
チを実現することを目的とする。(d) Purpose of the Invention The present invention solves these problems in reed switches for large currents, has low electrical resistivity of the reed pieces, shortens the life of the contacts, shortens the duration of the arc, and reduces EMB. The purpose is to realize a large current reed switch.
(e) 発明の構成
この目的を達成するために講じた本発明による
技術的手段は、2A以上の直流をオン・オフする
リードスイツチにおいては、リード片に、Fe(10
〜18%)―Co(残)合金からなる磁性材料を用
い、内部封入ガスとして、He,N2または両者の
混合ガスを用いた構成を採つている。(e) Structure of the Invention The technical means of the present invention taken to achieve this object is that in a reed switch that turns on and off a direct current of 2A or more, the reed piece is equipped with Fe (10
~18%) - Co (remainder) alloy is used, and the internally sealed gas is He, N 2 or a mixture of both.
(f) 発明の実施例
次に本発明によるリードスイツチが実際上どの
ように具体化されるかを実施例で説明する。本発
明では、リード片の材料と封入ガスの点から改良
を行なつている。即ちリード片として、従来主流
を占めている。52アロイに代つて、CoとFeとの
合金材料を用いている。即ちFeが10〜18%、Co
が残りの82〜90の磁性材料を用いる。このような
組成の磁性材料は、本発明の出願人から先に出願
された特願昭57―91377号にも記載されているよ
うに、電気抵抗率が極めて低く、大電流用リード
スツチのリード片として最適である。第2図は
Fe―Co合金の電気抵抗率を示す図で、横軸はコ
バルト(Co)中の鉄(Fe)の含有率、縦軸は電
気抵抗率である。ガラスとの熱膨張率が等しい
8.5〜20%Feの領域では、電気抵抗率は12〜14μΩ
cm程度で、従来最も多く利用されているリード片
材料である52アロイの電気抵抗率の35μΩcmより
はるかに優れている。(f) Embodiments of the Invention Next, examples will explain how the reed switch according to the present invention is actually implemented. In the present invention, improvements have been made in terms of the material of the lead piece and the gas enclosed. That is, it has conventionally been the mainstream as a lead piece. Instead of 52 alloy, an alloy material of Co and Fe is used. That is, Fe is 10-18%, Co
The remaining 82 to 90 magnetic materials are used. As described in Japanese Patent Application No. 57-91377 previously filed by the applicant of the present invention, magnetic materials with such a composition have extremely low electrical resistivity and are suitable for lead pieces of large current lead strings. It is most suitable as Figure 2 is
This is a diagram showing the electrical resistivity of Fe—Co alloys, where the horizontal axis is the content of iron (Fe) in cobalt (Co), and the vertical axis is the electrical resistivity. Same coefficient of thermal expansion as glass
In the region of 8.5-20% Fe, the electrical resistivity is 12-14 μΩ
cm, which is far superior to the 35μΩcm electrical resistivity of 52 alloy, the most commonly used lead material.
本発明はこのようなFe(10〜18%)―Co(残)
合金をリード片として用いると共に、封入ガスと
してHe,N2または両者の混合ガスを用いてい
る。本発明の発明らは先に特願昭57―178900号と
して、アルゴンを封入すると粘着障害が改善され
ることを提案したが、2A以上の大電流用の場合
は、He,N2または両者の混合ガスが極めて有効
であることが判明した。 The present invention uses such Fe (10~18%)-Co (remainder)
An alloy is used as the lead piece, and He, N 2 or a mixture of both is used as the filler gas. The inventors of the present invention previously proposed in Japanese Patent Application No. 178900/1987 that adhesion problems could be improved by filling in argon. Mixed gases have been found to be extremely effective.
第3図はFe(10〜18%)―Co(残)合金のリー
ド片と52アロイのリード片とのアーク継続時間
を、各封入ガスごとに比較した図で、封入ガスと
してAr,He,N2をそれぞれ用い、接点通電電流
としてDC100V(抵抗負荷)の条件で三角波で100
回駆動して測定した。横軸は接点通電電流、縦軸
は平均アーク継続時間である。この特性図からも
明らかなように、封入ガスとしたArを用いた場
合は、Co―Fe合金が52アロイよりアーク継続時
間が短いものの、HeやN2を封入したものに比べ
ると、アーク継続時間は極めて長い。またHeを
封入した場合は、52アイに比べてCo―Fe合金の
方が、アーク継続時間が極めて短い。N2を封入
した場合は、Heを封入したCo―Fe合金には劣る
が、それでもCo―Fe合金の場合は、Heを封入し
た52アロイやN2を封入した52アロイよりはるか
に優れている。このようにCo―Fe合金は、アー
ク継続時間においても、52アロインより優れてい
る。さらにCo―Fe合金のリード片において、封
入ガスとしてHeやN2を用いると一層改善され
る。 Figure 3 is a diagram comparing the arc duration of a Fe (10-18%)-Co (remainder) alloy lead piece and a 52 alloy lead piece for each filled gas. Using N2 , the contact current is 100 VDC (resistive load) with a triangular wave.
The measurement was performed by driving the device twice. The horizontal axis is the contact current, and the vertical axis is the average arc duration time. As is clear from this characteristic diagram, when Ar is used as the filler gas, the arc duration is shorter for Co-Fe alloy than for 52 alloy, but the arc duration is shorter than for those filled with He or N2 . The time is extremely long. Furthermore, when He is sealed, the arc duration time of Co-Fe alloy is extremely short compared to 52 eye. Although N 2 encapsulated is inferior to He encapsulated Co-Fe alloy, Co-Fe alloy is still far superior to He encapsulated 52 alloy and N 2 encapsulated 52 alloy. . In this way, the Co--Fe alloy is superior to 52 aloin in terms of arc duration. Furthermore, when using He or N 2 as the filler gas in a Co--Fe alloy lead piece, further improvement can be achieved.
なおCo―Fe合金の方が52アロイよりアーク継
続時間が短いのは、前記のようにCo―Fe合金は
52アロイに比べて電気抵抗率が低いために発熱が
少ないことに起因する。つまり52アロイかなるリ
ード片の接点は、過熱によつて容易に沸点に到達
し易く、アーク放電も発生し易い。これに対し
Co―Fe合金のリード片は、接点の温度上昇が低
いためにアーク放電が発生し難い。 The reason why Co-Fe alloy has a shorter arc duration than 52 alloy is because Co-Fe alloy has a shorter arc duration than 52 alloy.
This is due to the fact that it generates less heat due to its lower electrical resistivity than 52 alloy. In other words, the contact points of any 52 alloy lead piece easily reach the boiling point due to overheating, and arc discharge is also likely to occur. In contrast to this
Co--Fe alloy lead pieces have a low temperature rise at the contact points, making it difficult for arc discharge to occur.
ただしこのような優れた特性が認められるの
は、接点通電電流が2A以上の場合であつて、1A
以下になると、差異はほとんど認められない。従
つて2A以上の大電流用のリードスイツチには、
リード片としてCo―Fe合金を用い、Heまたは
N2を封入すると極めて有効である。 However, such excellent characteristics are observed only when the contact current is 2A or more, and only when the contact current is 1A.
Below, the difference is hardly noticeable. Therefore, for reed switches for large currents of 2A or more,
Co-Fe alloy is used as the lead piece, and He or
Enclosing N2 is extremely effective.
第4図は接点が開離する際のEMB特性を示す
図で、第3図の場合と同じ条件で、1回駆動あた
りの平均バウンス回数を測定したものである。横
軸は接点通電電流、縦軸は平均バウンス回数であ
る。この場合も1Aの場合は、顕著な差異は認め
られないが、2A以上になると、封入ガスがAr,
He,N2のいずれの場合も、リード片としてCo―
Fe合金を用いたものがはるかに優れている。た
だし封入ガススとしてArを用いたものは、Heや
N2を封入した52アロイのリード片より幾分悪い。
したがつてCo―Fe合金をリード片とし、Heか
N2を封入したものがEMBも優れている。 FIG. 4 is a diagram showing the EMB characteristics when the contacts open and open, and the average number of bounces per drive was measured under the same conditions as in FIG. 3. The horizontal axis is the contact current, and the vertical axis is the average number of bounces. In this case, too, there is no noticeable difference when the current is 1A, but when the voltage exceeds 2A, the filled gas becomes Ar,
In both He and N2 cases, Co- is used as the lead piece.
The one using Fe alloy is much better. However, when using Ar as the filler gas, He or
Somewhat worse than a 52 alloy reed piece filled with N2 .
Therefore, using Co--Fe alloy as the lead piece, He or
EMB is also better if it contains N2 .
このようにCo―Fe合金の方がEMB特性も優れ
ているのは、両者のキユーリーー点の差異に起因
している。即ち52アロイのキユーリー点が540℃
であるのに対しCo―Fe合金のそれは約1000℃と
高いので、52アロイの場合は、リード片の発熱で
リード片先端の磁性が低下し、接点が開離し易
い。Co―Fe合金の場合は1000℃付近までは磁性
が損なわれないので、高温条件でも磁性が低下す
ることはなく、リード片先端の磁気的吸引力に依
存するEMBもCo―Fe合金の方が優れている。 The reason why the Co--Fe alloy has better EMB properties is due to the difference in the Curie point between the two. In other words, the Curie point of 52 alloy is 540℃
On the other hand, that of Co--Fe alloy is as high as about 1000°C, so in the case of 52 alloy, the heat generated by the lead piece reduces the magnetism at the tip of the lead piece, making the contact easily open. Co-Fe alloys do not lose their magnetism up to around 1000℃, so their magnetism does not deteriorate even under high-temperature conditions, and Co-Fe alloys are also better for EMB, which depends on the magnetic attraction force at the tip of the lead piece. Are better.
封入ガスは、アーク継続時間およびチヤタリン
グを総合すると、Heの方が優れているが、Heは
高価なため、HeとN2との混合ガスを使用するの
が実用的で、特性も満足できる。 As for the filler gas, He is better in terms of arc duration and chattering overall, but since He is expensive, it is practical to use a mixed gas of He and N 2 and the characteristics are satisfactory.
(g) 発明の効果
以上のように本発明によれば、リード片に、
Fe(10〜18%)―Co(残)合金からなる磁性材料
を用い、内部封入ガスとして、He、N2または両
者の混合ガスを用いる構成を採つている。そのた
め、接点通電電流が2A以上といつた非常に大き
な電流を扱うリードスイツチにおいても、リード
片の電気抵抗率が低く、かつ接点のアーク継続時
間およびEMBが改善される。その結果接点の寿
命が長く、実用性に富んだリードスイツチを実現
することが可能となる。(g) Effects of the invention As described above, according to the present invention, the lead piece has
A magnetic material made of Fe (10 to 18%) - Co (remainder) alloy is used, and He, N 2 or a mixture of both is used as the internally sealed gas. Therefore, even in a reed switch that handles a very large contact current of 2A or more, the electrical resistivity of the reed piece is low, and the arc duration and EMB of the contact are improved. As a result, it is possible to realize a highly practical reed switch with a long contact life.
第1図はリードスイツチの構成を示す断面図、
第2図はCo―Fe合金の電気抵抗特性を示す図、
第3図は本発明によるリードスイツチと従来のリ
ードスイツチとのアーク継続時間を示す図、第4
図は本発明にるリードスイツチと従来のリードス
イツチとのEMB特性を示す図である。
図において、1はガラス管、2,3はリード
片、4は励磁コイル、5はギヤツプ、6は接点を
それぞれ示す。
Figure 1 is a sectional view showing the structure of the reed switch.
Figure 2 is a diagram showing the electrical resistance characteristics of Co-Fe alloy.
FIG. 3 is a diagram showing the arc duration time of the reed switch according to the present invention and the conventional reed switch.
The figure is a diagram showing the EMB characteristics of the reed switch according to the present invention and the conventional reed switch. In the figure, 1 is a glass tube, 2 and 3 are lead pieces, 4 is an excitation coil, 5 is a gap, and 6 is a contact.
Claims (1)
ツチにおいて、リード片に、Fe(10〜18%)―Co
(残)合金からなる磁性材料を用い、内部封入ガ
スとして、He、N2または両者の混合ガスを用い
たリードスイツチ。1. In reed switches that turn on and off direct current of 2A or more, the lead piece is made of Fe (10 to 18%) - Co.
A reed switch that uses a magnetic material made of (remaining) alloy and uses He, N2, or a mixture of both as the internal gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58056401A JPS59181419A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Lead switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58056401A JPS59181419A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Lead switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181419A JPS59181419A (en) | 1984-10-15 |
| JPH0127532B2 true JPH0127532B2 (en) | 1989-05-30 |
Family
ID=13026167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58056401A Granted JPS59181419A (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Lead switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181419A (en) |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58056401A patent/JPS59181419A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59181419A (en) | 1984-10-15 |
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