JPS5846392B2 - 積層導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気機器の通電部に用いられる積層導体の製
造方法に関する。

薄銅板等を積層した導体は開閉器、しゃ断器等の通電部
の固定している端子部分と可動の接点部分との連結に使
用されるために、可撓性、伝熱導性および機械的強度等
が優れかつ接触抵抗が小さいことが望まれる。

しかして、その接触面には、接触抵抗による温度上昇を
おさえるために規格（ＪＥＣ１８１）に従ってＡｇ被膜
を被着することが義務づけられている。

この種の導体の接合方法としては、カシメ法、圧接法等
の機械的方法あるいは融接、ろう付け、半田付は等の方
法が知られている。

しかしながら、カシメ法には、通電性能が劣るという欠
点、部品増により加工コストが高くなるという問題があ
り、また、素材に機械的強加工を施すので大きな加圧力
を発生する装置が必要であり、さらに強加工のため著し
く変形するので、これを修正するため二次加工が必要と
なる。

また、ろう付は法には、高＠加熱による被接合母材の機
械的性質の低下という問題があり、融接法にはろう付は
法にて触れた問題の他、初期寸法の維持が困難のために
積層枚数の制約を受けるという問題もある。

さらに、ろう付は法、半田付は法では後処理としてフラ
ックスの除去が必要であり、接合部分のボイドの生成の
問題、作業環境を損う酸化カドミウムのフユーム（ｆｕ
ｍｅ ）処理の問題をともなう。

また、前記の接触面にＡｇ被膜を着げる場合には、導体
接合後、部分メッキを行なうが、この方法では積層内部
の前処理液を完全に除去できず、早期に錆を発生し、腐
食破損に至る。

本発明は上述した従来の接合方法の問題点に鑑み、接合
が簡単な装置でしかも容易になされ、また接合後におけ
る導体の機械的並びに電気的性質が良好であるような積
層導体の接合方法を提供することを目的とする。

この目的を達成すべく、本発明による積層導体の製造方
法は相対する平行面を有する２個の電極間に導電部材を
重ねて挿入し、前記２個の電極を移動させて前記導電部
材を力日圧しながらこれらを前記電極間の通電により加
熱した後急冷して接合することを特徴とし、この方法に
おいて、重ねられた導電部材を０．０２ｋｌｊ／−乃至
１ ｋｑ／−の圧力で加圧しながら２７０℃乃至８１０
℃まで加熱した後水中で急、冷するのが好ましい。

次に本発明による積層導体の接合方法並びに実施例を図
を参照して説明する。

まず、本発明方法を説明する。

第１図は、本発明による導電部材の接合に使用される接
合装置の縦断面図である。

第１図において、カーボン製の電極１と２とは両者の平
行面が相対するように配置され、シリンダー４内におい
て発生される空気圧によって電極２が動かされる。

電極１と２との間に平板状の導電部材３を必要枚積み重
ねて挿入し、前記シリンダー４により電極２を矢印方向
に動かして導電部材３を被刀匠面において０．０２〜１
ｋＶ／−（０，０２より小さいと圧力として充分でな
く、１を越えると導電部材が塑性変形を起こしてしまう
）の圧力で加圧しかつ電極１，２間を図示しない電源に
より通電させる（約１５００ＯＡ、交流・直流いずれも
可）。

電極１，２間の電流は積層導電部材３を通って流れる
しかしてこのジュール熱により一定の雰囲気（例えば大
気中）で第２図の加熱温度制御曲線に示すようにある温
［Ｔ （２７０〜８１０℃）まで約１５秒で昇温させ、
その後、電流をＯＮ、ＯＦＦさせることによりＴを例え
ば±５０℃の範囲で１〜３分間維持した後、積層導電部
材３を必要に応じ上記雰囲気中に放置して多少冷却し、
さらに水中で急冷し接合を終了する。

この方法は、大気中における接合であるから冷却過程で
生じる酸化膜生成を抑制するため急冷が必要となる。

次いで本発明方法による実施例について説明する。

実施例 １ 導電部材３として０．１ ｍａｒ厚の薄銅板を１８０枚
積み重ね、上記の方法によって接合した。

雰囲気は大気中である。

薄銅板への加圧力は薄銅板の被加圧面において０．６ｋ
ｇ／−とした。

また、加熱温度Ｔは素材たる銅の融点Ｔｍ（１３５６°
Ｋ）に対してＴ（ＯＫ）／Ｔｍ（０Ｋ）＝０４〜０°８
を満たす範囲の値、ここでは６５０℃とした。

本実施例では電極１，２間の通電（交流１４８００Ａ）
により１５秒間で６５０℃まで昇温させ、しかる後、電
流のＯＮ、ＯＦＦによりこの温度を±５０℃の範囲で１
分間維持させた。

ついで、積層薄銅板を大気中に放置して３００℃まで冷
却した後、通常の水道水（約１５°Ｃ）中で急冷した。

第３図はかくして接合された薄銅板３の積層断面の１７
０倍の顕微鏡写真で、接合された薄銅板３間には固相拡
散による整然たる境界が認められる。

また、各薄銅板３はそれぞれの組織を保持し、接合によ
る影響が少なく、薄銅板３自体の可撓性が維持されてい
ることが確認できる。

実施例 ２ 積層薄銅板（１枚の厚さはＱ、 ｌ ａｍ ）と銅板（
２朋厚）とを重ねて、実施例１と同様にして接合した。

第４図はかくして得られた積層導体の断面の１２６倍の
顕微鏡写真である。

第５図はこの積層導体に締付ねじ貫通用の孔を設け、長
期間締付使用した後の写真である。

第５図に示すように、長期間の締付けにもかかわらず孔
の変形がなく、また、第４図の断面顕微鏡写真において
も薄銅板３、銅板５の各層の乱れがなく、薄銅板３０可
撓性により締付ねじ座面のクリープによる陥没を防ぎ、
導電部材間の締付けによる接触面への影響を改善するこ
とができる。

実施例 ３ 積層薄銅板３（１枚の厚さはＱ、１ｆｆｆｆ）の最外面
に３μ厚さのＡｇメッキ層が両面に被着されたＯ０１Ｉ
ＩＭ厚の薄銅板６を重ね、実施例１と同様の方法によっ
て接合した。

第６図はかくして得られた積層導体の断面の１７０倍の
顕微鏡写真である。

第６図に示すようにＡｇ層は拡散接合による影響を受け
ず直線状に接合前の状態を維持する。

従って、後処理としてＡｇメッキ工程が不要になり、腐
食破損の懸念がなくなり、接合したまへで接触面として
優れた性能を発揮できる。

実施例 ４ 銅板７（２朋厚）と編銅線８とを重ね、実施例１と同様
の方法によって接合した。

第７図はかくして得られた導体の写真である。

小電流容量、高頻度開閉器の導体として利用可能であり
、実施例２と同様にねじ締付座面のクリープによる陥没
と機械的性質を改善して優れた接触端部とすることがで
きる。

本発明によれば、簡略な装置によって、量産の対象とな
る電気機器の接合導体の製造が可能となり、多種少量生
産にも適用性があるので製品価格を低廉にできる。

また、物理的、化学的、機械的性質および固相接合の特
徴により電気的性質も良好で接合前と同様に保持し、高
熱による接合方法の場合に付随する問題がなく、また、
接合後のＡｇメッキを不要にするなど工数の短縮にもつ
ながって、得られる所の改善゛の効果は犬なるものがあ
る。

さらに、０．１朋程度の肉厚の薄板を積層した場合には
可撓性をも付与できる利点を有する。

なお、本発明方法は他の接合方法を併用することを妨げ
るものではない例えば、電極で導電部材を加圧、加熱す
る際、導電部材にろう剤を滴下させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層導体製造方法を実施するため
の接合装置の縦断何間、第２図は本発明方法における加
熱温度制御曲線の線図、第３図は本発明方法により製造
された積層導体の第一の実施例の断面の１７０倍の顕微
鏡写真、第４図、第５図はそれぞれ本発明方法により製
造された積層導体の第二の実施例の断面の１２６倍の顕
微鏡写真および正面写真、第６図は本発明方法により製
造された積層導体の第三の実施例の断面の１７０倍の顕
微鏡写真、第７図は本発明方法により製造された積層導
体の第四の実施例の正面写真である。 １．２・・・電極、３・・・薄銅板、４・・・シリンダ
ー、５．７・・・銅板、６・・・Ａｇメッキ銅板、８・
・・編銅線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対する平行面を有する２個の電極間に少なくとも
   ２枚の導電部材を重ねて挿入し、前記２個の電極を移動
   させて前記導電部材を０．０２ ｋｌｉ／ｍｙＡ乃至１
   ｋｑ／−の圧力で加圧しながらこれらを前記電極間の通
   電により２７０℃乃至８１０℃まで加熱した後急冷して
   接合することを特徴とする積層導体の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、水中
   で急冷することを特徴とする積層導体の製造方法。