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接触面の形・構造

【技術分類】

Ａ−１−１−２−１  接触面の形に特徴があるもの

＜関連技術分類＞

Ｂ−２  スライド操作

【技術の名称】

ナイフエッジ形

【技術内容】

ナイフエッジ形接点は、ロータリスイッチなどで使われている。例えば、ロータリスイッチのセレクタの接点がナイフエッジ状になっていて、摺動しながら平面状の接点に食い込むような形で接触する。ここであげるナイフエッジ形接点は、線上に接点を高い接点圧力で押さえつけるものである。

図１に、スライドスイッチの構造とナイフエッジ接点を示す。スライドスイッチの操作部をＯＦＦからＯＮ操作すると、操作部は可動片上を押圧しながら摺動し可動片は固定片（固定接点）と接触する。図に示すように、可動片は凸凹凸の２山をしており、端面はナイフエッジ形になっている。ＯＮ時は操作部がこの凸部にあって、可動片を強く押さえることにより、固定片と接触している端面部の接点圧力を高める。

【図】

図１  スライドスイッチの構造とナイフエッジ構造

出典：「OTAX  スイッチ総合カタログ  2003」、（2002年10月）、オータックス（株）発行、61頁、図  構造図、56頁、図  ナイフ・エッジハイプレッシャー構造

【出典／参考資料】

「OTAX　スイッチ総合カタログ　2003」、（2002年10月）、オータックス（株）発行、61頁、56頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−１  接触面の形に特徴があるもの

【技術の名称】

クロスバー接点

【技術内容】

クロスバー接点は、100mA以下程度の微少容量接点である。

図１に、クロスバー接点の構造を示す。台形の貴金属接点を、クロス状に接触させる。この方式は、接触面積を小さくできるので単位面積当たりの押圧が大きくなり、確実な導通が得られる。また、接触面積が小さいので、微少ゴミが接点内に挟まって、接触不良を起こす確率が少ない。

【図】

図１  クロスバー接点の模式図

出典：「マイクロスイッチ」、「制御機器の基礎知識  選び方・使い方  スイッチ・表示灯編」、（2001年８月）、社団法人日本電気制御機器工業会発行、162頁、図9.27  接点形状

【出典／参考資料】

「制御機器の基礎知識　選び方・使い方　スイッチ・表示灯編」、（2001年８月）、社団法人日本電気制御機器工業会発行、139〜166頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−１  接触面の形に特徴があるもの

＜関連技術分類＞

Ａ−３−１  クリック感触

Ａ−４−２−２  コイルバネ

Ａ−４−２−３  ドーム、円盤、凸型

Ｂ−１−１  押しボタン

Ｂ−１−７  パネルスイッチ

Ｂ−１−８−２  キーボード

【技術の名称】

面接触

【技術内容】

図１に、面接触接点のスライド機構メンブレンスイッチキーボードの構造を示す。キートップの下部内側には、スライダ・ギャップ・スライダとスライダが２重に設けられ、下から立ち上がったモールドパネルに入り込むようになっている。この下から立ち上がったモールドパネルが、スライダのガイドとなっている。キートップ下部中心部には復帰スプリングと復帰スプリングに押圧されたラバードーム（カップラバー）がある。ラバードームは、ゴム接点で、カップの形状をしており、押下げに従い座屈を起こし、タクティルフィードバック感触を達成する。ラバードームの接触面は面接触である。

【図】

図１  面接触接点のスライド機構メンブレンスイッチキーボードの構造

出典：「FUJITSU  入力デバイス」、（2002年８月）、富士通コンポーネント（株）発行、80頁、図  スイッチ構造

【出典／参考資料】

「FUJITSU　入力デバイス」、（2002年８月）、富士通コンポーネント（株）発行、80頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−１  接触面の形に特徴があるもの

＜関連技術分類＞

Ｂ−４  回転操作（ロータリスイッチ）

【技術の名称】

押圧点接触

【技術内容】

ロータリスイッチの接点機構には、クリップ形やナイフエッジ形などがある。オーディオで用いられているロータリスイッチの多くがクリップ形接点構造である。この他に次に示す押圧点接触の接点がある。

図１に、ロータリスイッチのスチールボール押圧接点切換方式の模式図を示す。ロータを回転してセレクトすると、ロータに付いた足がスチールボールを押圧する。スチールボールにより可動片は固定片に押しつけられ、安定した接触を得ることができる。

【図】

図１  ロータリスイッチのスチールボール押圧接点切換方式の模式図

出典：「OTAX  スイッチ総合カタログ  2003」、（2002年10月）、オータックス（株）発行、56頁、図  スチールボールによる安定した接点切換方式

【出典／参考資料】

「OTAX　スイッチ総合カタログ　2003」、（2002年10月）、オータックス（株）発行、56頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−２  その他

【技術の名称】

金めっき接点

【技術内容】

金は化学的に安定しており接点に用いられる。一般に、機械的特性上から、金接点といっても金ムクであることはなく、金めっきあるいは金クラッド材などが用いられている。金めっきは、例えば、まず接点の形状に打ち抜いたりん青銅に焼きを入れてばね性を持たせ、次にニッケルの下地を施して、２〜３μｍの金めっきをする。めっきにピンホールがある場合、そこから錆び始める（有孔性による腐食という）。腐食を起こす物質がピンホールを通して地金の卑金属と化学的または電気化学反応を起こし、腐食生成物が接触面に蓄積して接触障害を生じる。銅に金めっきをする場合、下地にニッケルめっきを施すのは、これがないと銅が金に対して拡散現象を起こし、金の表面に銅が浸みだしてきて、有孔性による腐食を生じるからである。

図１に、接点材質および金めっきの構造図を示す。基板素材（黄銅または銅）にニッケルめっきの下地処理がなされ、その上に金めっきが施されている。

【図】

図１  金めっき接点

出典：「2002  SWITCHES  CATALOG」、（2001年11月）、（株）フジソク発行、340頁、図  接点材質およびメッキ

【出典／参考資料】

「2002 SWITCHES CATALOG」、（2001年11月）、（株）フジソク発行、340頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−２  その他

＜関連技術分類＞

Ａ−１−１−４−２  スライドによるもの

Ｂ−２  スライド操作

【技術の名称】

金フラッシュ接点

【技術内容】

金は化学的に安定しており接点に用いられる。一般に、機械的特性上から、金接点といっても金ムクであることはなく、金めっきあるいは金フラッシュ、金クラッド材などが用いられている。金フラッシュは薄めっき0.1〜0.5μｍを施したもので、金めっきの厚み２〜３μｍより薄い。接点母材の保管中の保護に使われるが、ある程度の接触安定性を得ることができる。金めっきより電気的寿命が短い。

図１に、金フラッシュ接点用いたスライドスイッチの構造図を示す。接触部に金フラッシュが施されている。

【図】

図１  金フラッシュ接点用いたスライドスイッチの構造

出典：「2002  SWITCHES  CATALOG」、（2001年11月）、（株）フジソク発行、24頁、図  構造

【出典／参考資料】

「2002 SWITCHES CATALOG」、（2001年11月）、（株）フジソク発行、24頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−２  その他

＜関連技術分類＞

Ａ−１−１−２−１  接触面の形に特徴があるもの

Ａ−１−１−５  ワイピング

Ａ−４−２−１  板バネ

Ｂ−４  回転操作（ロータリスイッチ）

【技術の名称】

銀クラッド接点

【技術内容】

銀合金はすべての金属の中で最も導電率・熱伝導がともに大きく（体積固有抵抗率1.49μΩ/cm（０℃））、低い接触抵抗を示し、広く利用されている。接点材料としては最も好ましいものの１つである。しかし、銀は化学的性質が必ずしも満足の行くものではない。大気中で導電性の悪い酸化膜を生成したり、硫化して黒色の硫化銀を形成する。通常、初期の酸化膜であれば、接点の摺動作用によって接点表面は機械的に洗浄される。また、アークが発生する条件では接点表面のほか表面の膜も破壊されるため使用上問題はまずない。ところが微小負荷ではアークによる接触抵抗の降下は期待できない。このためクロスバー接点形状で接点の接触圧を高くしたり、表面を摺動して表面の膜を摩耗したり、ナイフエッジ形の接点で平面上の接点に食い込むような形で接触するなどの接点構造をとる。

図１に、ロータリスイッチのナイフエッジ形接点の断面構造を示す。ナイフエッジ形は、セレクタの接点がナイフエッジ状になっていて、平面状の接点に食い込むような形で接触するタイプのロータリスイッチである。バネ圧を高くすることによって完璧な接触を得ることができることと、セルフクリーニング作用が顕著である。銀クラッド材を用いた銀接点向きの構造といえる。金接点向きではない。

【図】

図１  ロータリスイッチのナイフエッジ形銀クラッド接点の断面構造

出典：「ロータリースイッチの考察  後編」、「MJ無線と実験  VOL.  80  NO.  4」、（1993年４月１日）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、147頁、図７  ナイフエッジ形接点の一例（断面図）

【出典／参考資料】

「MJ無線と実験 VOL. 80 NO. 4」、（1993年４月１日）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、144〜149頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−２  その他

【技術の名称】

金クラッド接点

【技術内容】

金は化学的に安定しており接点に用いられる。一般に、機械的特性上から金接点といっても金ムクであることはなく、金めっきあるいは金クラッド材などが用いられている。金クラッドは、耐食性に最も優れた金を母材上に圧接したもので厚みの均一性とピンボールのないことが大きな特徴である。使用雰囲気条件が比較的悪い場合、特に微少負荷に対し効果が大きい。既存標準品のクラッド化は、設計的、設備的に困難な場合が多い。

図１に、金クラッド材の構造を模式的に示す。バネ材のりん青銅リボンに接点部分だけ金を数ミクロン埋め込んである。

【図】

図１  金クラッド材の構造模式図

出典：「ロータリースイッチの考察  前編」、「MJ無線と実験  VOL.  80  NO.  3」、（2002年10月）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、134頁、図７  金クラッド材の材料

【出典／参考資料】

「MJ無線と実験　VOL. 80　NO. 3」、（2002年10月）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、130〜134頁

【技術分類】

Ａ−１−１−２−２  その他

＜関連技術分類＞

Ｂ−４  回転操作（ロータリスイッチ）

【技術の名称】

接点オイル

【技術内容】

接点に接点オイルを付けた場合、殆どの接点圧力は接点オイルの皮膜によって支えられる（半流体潤滑という）。図１は、この状態を示したもので、半径ａ内の個所が直接接触しているところである。接点オイルがなければ、ロータリスイッチの回転で、接触面の凹凸がぶつかってその凹部の壁を破ったり、凸部が欠けたりして接触状態が著しく不安定になり、接触している微小接点の数が減少し接触状態が悪くなる。なお、（絶縁体の）接点オイルがあっても、図に示す状態では、凸部の先端に付いた接点オイルは、はじき出されてしまい、直接接触し導通する。

接点オイルがない場合は、微小接点による金属接触通電のみであるが、接点オイルを塗布すると油膜を通して通電する薄膜接触通電（トンネル効果）が生じ、等価的に金属接触面積を広げた状態となって、接触抵抗を減少させる。絶縁体（接点オイル）であっても、非常に薄い膜（数10オングストローム以下）になったとき、電流が流れるようになる。接点オイルは、接触抵抗を下げる働きよりも、むしろ接触状態を安定化し、回転を滑らかにして接触の信頼性を上げる働きの方が大きい。一般に、接点オイルは金接点用と銀接点用に分けられ、成分を若干変える。

【図】

図１  接点に接点オイルを付けた状態の拡大図

出典：「ロータリースイッチの考察  前編」、「MJ無線と実験  VOL.  80  NO.  3」、（2002年10月）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、132頁、図６  接点に接点オイルを付けた状態の拡大図

【出典／参考資料】

「MJ無線と実験　VOL. 80　NO. 3」、（2002年10月）、山口歩著、（株）誠文堂新光社発行、130〜134頁

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