JPH0249615Y2

JPH0249615Y2 -

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Publication number: JPH0249615Y2
Application number: JP1982050544U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1990-12-27
Also published as: JPS58152714U

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この考案は、電気機器用遮断器・開閉器等に使
用される接点部品、特に複合電気接点部品に関す
るものである。〔従来の技術〕遮断器、開閉器等に通常使用される接点部品
は、接点を台金にろう付け接合したものであり、
接点の主原料は銀である。ところが周知のように
昨今銀の価格が異常に高騰しているため、高価な
Agを使用する接点の容積を出来るだけ小さくす
る必要に迫られている。〔考案が解決しようとする課題〕しかしながら、接点の容積を単に小さくするだ
けでは、次のような問題がある。すなわち、遮断器や開閉器等に使用される接点
部品は、接点の容積に比べて台金の容積が相当に
大きいことが普通である。そのため、接合部の強
度を充分に確保するためには、ろう付時に台金の
温度を高く保持すると共に、長時間にわたり加熱
することが必要になる。また、接点と台金のその
容積の差に基づく熱バランスの悪さのため、加熱
許容幅の広い低融点ろう材（銀含有率40％以上の
ろう材）を使用しないかぎり、安定した接合面を
得ることが困難になる。さらに、長時間にわたり
加熱した場合、接点部の銀とろう材との固溶層が
厚くなる。上記のように、低融点のろう材を用い、しかも
固溶層が厚い接点部品を使用すると、機器の開閉
遮断時に発生するアークにより、接点部の温度が
上昇し、接点と台金のろう付部に位置ずれを生じ
又は接点が脱落することがある。したがつて、接点の厚みを一定値以下にするこ
とは、従来不可能とされていた。そこで、本考案者は、接点の性能を低下させる
ことなく、その厚さを小さくし、銀の使用量を低
減した接点部品を提供することを目的として先
に、下記のような複合電気接点部品を開発した
（実開昭56−169320号公報）。即ち銀を主成分とする接点材料と、主台金と、
接点材料主台金間の金属片の３部材を備え、部材
間をろう材により接合して、３部材を一体化した
ことを特徴とする複合電気接点部品であり、部材
間のろう材による接合は、例えば金属片の両面に
ろう材の溶射又はろう材の塗布あるいはテープ状
ろう材による差しろう法、置きろう法によりろう
層を予め形成しておきこのろう材により行う。このような方法で得られた複合電気接点部品は
上記目的を一応満足するものであつたが、未だ下
記のような問題点を有することも同時に明らかと
なつた。 ○イ品質的な問題点ろう材の溶射又は塗布によるものは、ろう材の
厚みのコントロールが難かしく、この結果接合界
面にろうすき、ブローホールなどの欠陥が発生し
易い。又差しろう、置きろう法も含めこれらの方
法の場合、いずれも金属片の両面にろう材を予備
処理層として形成させるには、一度バーナー等で
加熱溶融させる必要があり、この時金属片とろう
材間で固溶層が形成され、これが接点性能に悪影
響を及ぼすことが判明した。 ○ロ製造法としての問題点上記方法は自動化が難かしく、その結果製造コ
ストが高く、品質的にもなかなか安定しないこと
が判つた。上記に鑑み本考案はこのような問題点を解決す
るために開発されたものである。〔課題を解決するための手段〕本考案の複合電気接点部品は、銀を主成分とす
る接点材料と、主台金と、接点材料、主台金間の
金属片の３部材を備え、部材間をろう材により接
合して、３部材を一体化した電気接点部品に於い
て、接点材料を、予め銅ろうが両面に熱間圧着さ
れたCuまたはCu合金からなる金属片を用いそれ
と共に主台金に接合し、３部材を一体化したこと
を特徴とするものである。なお、上記の実施態様には下記がある。接点材料と、予め銅ろうが両面に熱間圧着さ
れたCuまたはCu合金からなる金属片を予備接
合しておき、３部材を一体化した上記の複合電
気接点部品。接点材料と、予め銅ろうが両面に熱間圧着さ
れたCuまたはCu合金からなる金属片と主台金
を同時に接合し、３部材を一体化した上記の複
合電気接点部品。前記のように本考案に於いては金属片に、予め
銅ろうが両面に熱間圧着されたCu又はCu合金か
らなる金属片を用いている。これにより下記の様
な顕著な効果をもたらす。ろう層を持つ金属片は熱間圧延等熱間圧着で
大量生産が可能であり、該部材は勿論接点部品
製造の自動化も可能であり、製造コストを著し
く低減できる。ろう層をもつ金属片は熱間圧延等熱間圧着で
製造すうため、ろう層の厚みのばらつきが小さ
い、又表面凹凸が小さく接点部品の接合ろう層
にろうすき、ブローホール等の欠陥が非常に少
ない。従つて、品質が安定しており、電気接点
としての耐熱強度、耐久短絡開閉性能等が向上
する。なお、金属の接合手段として熱間圧着そのも
のは従来周知であるが、本考案の如く複合電気
接点部品の技術として金属片両面上の予め形成
するろう層に適用すること、適用により上記顕
著な作用、効果のあることは従来知られていな
かつた。以下、この考案の実施例を添付図面に基づいて
説明する。この考案の接点部品は、第１図に示すように、
接点材料１、金属片２及び主台金３の３部材を備
え、上記接点材料１は、銀を主成分とした合金で
あり、金属片２は電気銅又は銅を主成分とした合
金であり、予めその両面に銅ろう４，４′を熱間
圧延で圧着したものである。これら接点材料１、金属片２、主台金３は銅ろ
う４，４′を介して接合し一体化されるが、この
際接点材料１と金属片２は予備接合しておき、こ
れら１，２を主台金３上にのせ、接合し、１，
２，３を一体化したり、或いは接点材料１と金属
片２を予備接合することなく主台金３上にのせ、
接合し、１，２，３を一体化する。なお上記接合
は例えば電気抵抗加熱で行う。接点材料１と金属片２の間を接合する予め圧着
した銅ろう層４は、厚さが0.15mmを超えると、熱
の拡散性が低下し、また接合部の剪断強度も低下
するので、0.15mm以下の厚さが望ましい。上記の接点材料１、金属片２及びろう材の具体
例を示せば、次のとおりである。（接点材料） Ag−CdO−SnO₂
Cd：10〜25％，SnO₂：0.5〜５％ Ag−SnO₂−In₂O₃
SnO₂：0.5〜10％，In₂O₃0.5〜15％ Ag−グラフアイトグラフアイト：0.5〜10％（金属片）電気銅 Cu−Zn Zn：20〜60％ Cu−Sn−Ｐ
Sn：２〜15％，Ｐ：0.03〜0.75％ Cu−Ni−Zn Ni：５〜35％，Zn：５〜35％（ろう材） Cu−ＰＰ：３〜８％ Cu−Ｐ−Ag Ｐ：３〜８％，Ag：２〜20％（但し、，とも融点700℃以上）上記の如き接点部品を製造するには、第２図に
示すように、金属片２の両面に、前記のろう材を
熱間圧着で予備処理したフープ材を打抜プレスで
接点と同寸法に抜き、上記金属片２と接点材料１
を重ね電気抵抗加熱等にて予備接合する。接点材料１を金属片２に接合した複合物を製作
したのち、これを主台金３に重ね、電気抵抗加熱
又は熱間圧接法等により接合する。接点材料１と金属片２の複合体は充分な熱容量
をもつており、撹拌３との接合時における熱バラ
ンスは良好となる。次に、更に詳細な実施例を示す。（実施例） 50×１×1000の長尺の電気銅の両面に対し、１
面はCu−ｐ（Ｐ：７％、融点707℃）又、他の１
面にCu−Ag−Ｐ（Ag：15％、Ｐ：５％）を熱間
圧接によつて予備処理層を形成し、スリツター
で、規定の寸法に切断し、その後６×５×１の寸
法に打抜く。その後、大きさ６×５×0.7の接点材料Ag−
CdO−SnO₂（CdO：17％，SnO₂：２％）を、上
記金属片の予備処理層（Cu−Ｐ）に電気抵抗加
熱により接合した。その後、上記金属片の他の予
備処理層を主台金に重ね、電気抵抗加熱により接
合した。このようにして得られた接点の各接合層は0.05
mmであつて、且つ耐熱性があつた。また、加熱に
要する時間は３秒以内であり、接点近傍の主台金
の硬度は75HRB、接点材料と金属片の複合物の
大きさは、６×５×1.7であつた。以上の実施例によれば、接合層が極めて薄く、
且つ耐熱性のあること、加熱時間が短時間である
ため、主台金がほとんど鈍つていないことがわか
つた。（接合部の耐熱強度比較） 900℃、N₂雰囲気炉で５分間加熱し、N₂雰囲
気で冷却したものの接合部のせん断強度を測定し
従来法によるものと、この考案によるものとを比
較した。従来法による接点は、大きさ６×５×1.7の接
点材料Ag−CdO−SnO₂（CdO：17％，SnO₂：２
％）であり、主台金は、大きさ60×10×2.5の電
気銅を使用し、接合ろう材には銀ろうを使用し
た。この考案によるものは、大きさ６×５×0.7の
接点材料Ag−CdO−SnO₂（CdO：17％，SnO₂：
２％）、金属片として、大きさ６×５×１の電気
銅を使用し、接合ろう材にＢ−CuPを使用した。
接合によつて得られた複合物の大きさは６×５×
1.7であつた。なお、主台金は、従来法によるも
と同一ものを使用した。耐熱強度試験結果を第１表に示す。

【表】上記の結果から、この考案による接点は耐熱強
度において、従来のものより優れていることがわ
かつた。（電気試験結果） (1) 試験対象の接点Ａ：この考案による接点、（実施例）に挙げたも
の。台金に対する接合ろう材−Cu−Ag−Ｐ
（Ag：15％，Ｐ：５％）電気抵抗加熱Ｂ：金属片−大きさ６×５×１、電気銅接点材料−大きさ６×５×0.7、Ag−CdO−
SnO₂ （CdO：17％，SnO₂：２％）ろう材−金属片−接点材料間、金属片−主台
金間ともに、Ag−Cu−Zn−Cd（Cu：15.5
％，Zn：16.5％，Cd：18％−BAG1a）接合方法−金属片−接点材料間はバーナ加
熱、金属片−主台金間は電気抵抗加熱Ｃ：接点材料−大きさ６×５×1.7，Ag−CdO−
SnO₂ （CdO：17％、SnO₂：２％）ろう材−BAG1a 接合方法−電気抵抗加熱Ｄ：実開昭56−169320号公報に開示の方法接点材料：Ag−CdO−SnO₂（CdO：17％，
SnO₂：２％）大きさ６×５×0.7 金属片：大きさ６×５×１、電気銅ろう材：Cu−Ｐ（Ｐ：７％）接点−金属片
間：Cu−Ag−Ｐ（Ｐ：５％，Ag：15％）金属片−台金間ろう材設置法：金属片の両面に溶射接点及び台金との接合法：電気抵抗加熱（本願考案と同じ方法） (2) 機器配線用しや断機（30AF） (3) 試験条件用品規格に準ずる。（ａ〜ｄ）尚、各接点の性能の差をより明確にするため
ｅ）短絡試験（余力）を追加した。ａ過負荷試験電流：定格電流の６倍（180A）電圧：定格電圧（220V）開閉回数：50回〈判定規準〉接点の著しい損傷、焼損、溶着その他電気的
及び機械的に支障を生じてはならないｂ耐久試験電流：定格電流（30A）電圧：定格電圧（220V）開閉回数：5000回〈判定規準〉過負試験と同様ｃ温度試験電流：定格電流（30A）電圧：定格電圧（220V）通電時間：温度が一定となるまで〈判定規準〉接触子部の温度上昇限度100゜を越えないことｄ短絡試験（規格）電流：定格しや断電流
（2500A）電圧：定格電圧（220V）開閉回数：Ｏ−CO×２回〈判定規準〉・試験後実用上支障なく定格電圧のもとで定格
電流を開閉できること・各端子間及び導電部と大地間の絶縁抵抗を
500Vの絶縁抵抗計で測定し、それぞれ0.5M
Ω以上であることｅ短絡試験（余力）電流：定格しや断電流
（2500A）電圧：定格電圧（220V）短絡試験の判定基準を満たさなくなるまで
CO試験を繰り返し、回数を測定する。 (4) 試験効果第２表に試験結果を示す。

【表】

【表】これらの結果から明らかなように、本考案によ
る複合接点Ａは、従来法（Ｂ，Ｃ）および先に開
発された方法（Ｄ）に比べ、温度上昇、耐久性等
の接点性能が優れしかも信頼性が高い（性能のバ
ラツキが小さい）ことが判つた（第２表）。これ
は第３表にまとめて示すように、本考案の場合、
ろう材を熱間圧着法によつて、金属片の表面に均
一にしかも薄く形成することが出来る為、最終的
に接点と金属片、金属片と台金間の接合状態が極
めて良好（接合層が薄く熱的な拡散を阻害しな
い）となる為と考えられる。

【表】〔考案の効果〕この考案は、以上述べたように、接点材料を金
属片と複合化した状態で主台金に接合したもので
あるから金属片の容積分だけ、接点材料を節減す
ることができることは勿論である。同時に接点材
料と金属片と主台金の３部材は部材間を予め金属
片の両面に熱間圧着された銅ろう層によつて接合
することにより、接合層が薄く均一でまた接続部
品の接合ろう層にろうすき、ブローホールなどの
発生がない為熱拡散性が良好で、剪断強度が大き
く、性能において優れた接点を得ることができ
る。しかも金属片上のろう層の形成は熱間圧着に
よるから手作業を省くことができ、該部材は勿論
接点部品の製造コストが安く、製造の自動化も可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面図、第２図は製造工程の説明図で
ある。１……接点材料、２……金属片、３……主台
金、４，４′……銅ろう層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 銀を主成分とする接点材料と主台金と、その
両面に熱間圧着法により形成された銅ろう層を
有する銅または銅合金からなる金属片の３部材
を前記銅ろう材により一体化してなる複合電気
接点部品。 (2) 金属片に予め熱間圧着された銅ろう層の厚さ
が0.15mm以下である実用新案登録請求の範囲第
(1)項記載の複合電気接点部品。