金メッキコンタクトと銀コンタクトの利点

電気式押ボタンや各種スイッチ（緊急停止スイッチを含む）などでは、最適な性能、信頼性、耐久性を確保するためにコンタクト材料の選択が極めて重要です。金や銀は、コンタクト材料として最も使われている材料のひとつです。それぞれには異なる利点があり、最適な材料の選択は、特定の用途やスイッチの動作条件によって異なります。このブログでは、特に低レベルの信号回路から高負荷の産業機械まで、幅広い用途におけるヒューマンマシンインターフェース（HMI）の観点から、銀と比較した金メッキコンタクトの優位性について説明します。

HMI用のスイッチと押ボタンを備えた自動機械。（画像提供：EAO）

銀および金メッキコンタクトの概要

銀コンタクト

銀は非常に優れた導電性材料であり、電気コンタクト、特にハイパワー用途での使用に最適です。産業機械、電源スイッチ、家電製品スイッチなど、大電流を必要とする場面で一般的に利用されています。しかし、銀には空気や湿気に触れると酸化しやすいという大きな欠点があります。この酸化により接触抵抗が増大し、特に低負荷状況下では、時間の経過とともにスイッチの信頼性が低下する可能性があります。

金メッキコンタクト

金は耐食性に優れ、低電圧で優れた導電性を発揮します。銀のような基材にメッキ材料として使用した場合、金は効果的に酸化を抑制し、長期間にわたって酸化のない安定した接続を維持することができます。金メッキコンタクトは、信号処理、制御盤、オーディオおよびビデオ機器など、精度と信頼性が極めて重要な低レベルの用途に特に適しています。

コンタクトメッキ用途では、一般的に銀よりも金の方が優れています。（画像提供：EAO）

性能比較：金メッキコンタクトと銀コンタクト

高レベル用途

銀コンタクトは、一般的に約20V以上の中高電圧および最大10Aまでの電流を扱う用途に特に有効です。銀のこうした高負荷管理能力により、効果的で信頼できる動作が保証されます。さらに、銀コンタクトに生じた酸化は、高電流が流れることで「電気的洗浄」が行われ、酸化層が効果的に除去されます。この自己除去作用により、銀コンタクトは電気的ストレスが大きい状況下でもその性能を維持することができます。

代表的な用途：

• 産業機械スイッチ
• ハイパワー家電スイッチ
• ダイレクトスイッチ回路

銀は高電圧および高電流の用途に適しています。（画像提供：EAO）

低レベル用途

信号処理回路や約20V以下の電圧など、より低いレベルの用途では、銀コンタクトは酸化しやすい性質があるため、十分でない場合があります。低電流で動作する場合、これらのコンタクトは酸化層を貫通するだけの十分なエネルギーを持たないため、スイッチング性能が不安定になります。このような場合、金メッキコンタクトが大きな利点を発揮します。金は不活性で酸化しにくいため、表面をきれいに保ち、低電流および低電圧でも信頼性の高い低抵抗スイッチングを実現します。

代表的な用途：

• 機械の制御信号
• E-Stop付き屋外遠隔制御システム
• 計測スイッチ
• オーディオおよびビデオ機器

金メッキコンタクトは、低電圧および低電流の用途に適しています。（画像提供：EAO）

金メッキコンタクトの利点

• 耐酸化性

金メッキ接点の主な利点は、その優れた耐腐食性と耐酸化性です。銀コンタクトは時間の経過とともに酸化層が形成され、接触抵抗を増大する可能性がありますが、金は酸化しません。この特性により、接触抵抗のわずかな増加でも回路の機能に支障をきたす可能性がある低レベル信号の用途では、金メッキコンタクトが特に重要となります。

• 汚染された環境や湿度の高い環境での信頼性

金メッキコンタクトは、湿気やほこり、さまざまな汚染物質が存在する厳しい環境での使用に適しています。このような条件下では、銀コンタクトはすぐに酸化する傾向がありますが、金コンタクトは劣化することなく性能を維持します。そのため、金メッキコンタクトは、屋外用途や環境汚染物質にさらされる産業環境で使用されるスイッチに最適な選択肢となることが多いのです。

• 低レベル信号スイッチング

金メッキコンタクトは、低電圧および低電流を必要とする用途に最適です。このような用途には、制御システム、精密機器、オーディオおよびビデオ機器などが含まれ、高い接触抵抗による干渉を回避し、信号の完全性を維持することが不可欠です。

同種銀/金合金コンタクトの利点

一部のハイエンドスイッチでは、スイッチングコンタクトピル全体に特殊な銀/金合金製の電気コンタクトが採用されています。この設計により、長年にわたる長期動作が可能で、低レベル（17V未満）および高レベルのスイッチングの両方で効果的な信頼性の高いスイッチを必要とする用途において、極めて優れた性能が保証されます。湿気や汚染が酸化につながる可能性のある環境では特に有利です。110VDCや250VACのような高電圧信号のスイッチングでは、摩耗する可能性がある金メッキがないため、スイッチ接点の完全性は損なわれません。その結果、スイッチは低い接触抵抗と耐酸化性を維持し、将来の低電圧スイッチングニーズに適しています。

電圧と電流に応じて、用途ごとに推奨されるコンタクトシリーズが異なります。（画像提供：EAO）

制限と考慮事項

コスト

金は貴重な金属であり、コンタクトに金メッキを施すと製造コストが上昇します。銀コンタクトで十分な高負荷の状況では、金メッキの余分なコストは保証されないかもしれません。逆に、低レベルで高感度な信号用途では、金メッキコンタクト、あるいは高度な同種銀/金合金コンタクトの性能向上により、スイッチの寿命を通じて追加費用が正当化されることがよくあります。

コンタクト

負荷範囲

銀コンタクトは、最大500VACに達する高負荷に対応できます。一方、金メッキコンタクトは一般的に電圧と電流に制限があり、最大でも24VAC/VDCと200mAです。そのため、最適な性能を得るためには、コンタクト材料を用途の電気負荷仕様に合わせることが不可欠です。

まとめ

金メッキコンタクトと銀コンタクトのどちらを使用するかは、用途や押ボタンやスイッチの使用を取り巻く環境要因に影響されます。銀コンタクトは、酸化を自己除去できる高負荷、高出力の場面で特に効果的です。逆に、低レベルの用途では、金メッキまたは同種銀/金合金コンタクトは、酸化を最小限に抑え、特に汚染された環境や湿度の高い環境において、安定した信頼性の高いスイッチングを保証することで、より高い性能を提供します。各素材の利点と欠点を認識することで、設計者やエンジニアは、電気式押ボタンスイッチの性能と耐久性を高めるための十分な情報に基づいた選択を行うことができます。

適切な接点材料を選択することは、スイッチや押ボタンの寿命を最大限に延ばすことに不可欠です。（画像提供：EAO）

低レベル信号や一般的に20V以下の電圧など、信頼性が不可欠な場面や、緊急停止スイッチのように湿気やその他の環境要因が銀の酸化につながる可能性がある場面では、金メッキコンタクトを使用してください。極めて優れた長期信頼性、耐湿性、耐汚染性を必要とする高価値の用途や、同一回路内で低電圧と高電圧の両方のスイッチングが必要な用途では、同種銀/金合金コンタクトを使用します。20Vを超える高電圧の産業環境で、費用対効果と負荷容量が重要視され、電気的洗浄により酸化を軽減できる場合は、銀接点を選択してください。