JPS6255252B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6255252B2 JPS6255252B2 JP8004878A JP8004878A JPS6255252B2 JP S6255252 B2 JPS6255252 B2 JP S6255252B2 JP 8004878 A JP8004878 A JP 8004878A JP 8004878 A JP8004878 A JP 8004878A JP S6255252 B2 JPS6255252 B2 JP S6255252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- members
- joint
- silver
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
本発明は、電気接触子の製造方法に関し、詳し
くは接触子を構成する接点台と接点との接合方法
に関する。 接点台と接点との接合には、 機械的方式…カシメ法、クラツド法 溶着方式…ろう付け法 がある。 前者は接点自身に機械的に強加工を加えるた
め、塑性変形に十分耐えられる展延性に富んだ
Ag―Ni、Ag等の材料が必要となる。この種の材
料は耐摩耗性が悪く、また高温状態では溶融しや
すいため、比較的小型小容量の接触子に限られ
る。 また、後者はろう材と母材による低融点の合金
層が溶融から冷却の過程でボイドを生成し、ボイ
ドが接合面積の20〜30％を占めて、熱に対する特
性の低下ばかりでなく、機械的強さを下げて信頼
性を低くする。また、溶接方式ではフラツクス、
ろう材が使用時にコロイド状になるため、自動
化、省人化を困難にしている。さらに、ろう材に
含まれるカドミウムの蒸発ガスに起因する公害も
電気接触子製造上の重要な問題である。その上、
Ag―Cd系接点ではろう付け性が悪く、これを改
善するために接合面に予め銀張りを必要とするの
でコストアツプになる。 本発明は、上記の従来方法の問題点を解決し、
優れた耐熱性を有し、かつ、廉価な電気接触子の
製造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、本発明による電気接触
子の製造方法は相対する平行面を有する２個の電
極間に接点台と接点とを重ねて挿入し、前記２個
の電極の間にて前記接点台と接点とをこの両部材
が塑性変形しない圧力で加圧しながら前記電極間
に通電することにより前記両部材の融点のうちい
ずれか低い方の融点を越えない温度に加熱した
後、急冷して前記両部材を接合することを特徴と
する。この方法において、接点台と接点とを0.02
Kg／mm2乃至１Kg／mm2の圧力で加圧しながら400℃
乃至900℃まで加熱した後水中で急冷するのが好
ましい。次に本発明による電気接触子の製造方法
の一般的な実施例および具体的な実施例につき図
を参照して説明する。 まず、本発明の一般的な実施例を説明する。 第１図は、接点台と接点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、一定
の雰囲気（例えば大気中）のもとでカーボン製の
電極１と２との間に接点台３と接点４とを挿入
し、シリンダ５によつて矢印方向に電極２を動か
して被加圧面において0.02〜1.0Kg／mm2の範囲の
圧力（0.02より小さいと圧力として充分でなく、
１を越えると接点および接点台が塑性変形を起こ
してしまう）で加圧し、同時に電極１と２とに図
示しない電源により給電する（6000〜9000A、交
流・直流いずれでも可）。 しかして、第２図の加熱温度制御曲線図に示す
ように接点台３および接点４を経て電極１と電極
２との間に流れる電流のジユール熱で急速に（好
ましくは10秒以内）400〜900℃に加熱した後、水
中で急冷し接合を終る。 次に、本発明方法の具体的な実施例について説
明する。 実施例 １ 接点台３として銅を、接点４として銀―カドミ
ウムをそれぞれ用い、上記の方法によつて両者を
接合させた。雰囲気は大気中とした。接点台３お
よび接点４に対する加圧力は被加圧面において
0.4Kg／mm2とした。また、電極１，２間の通電
（交流9000A）により３秒間で接点台材（銅）お
よび接点材（銀―カドミウム合金）の融点を越え
ないように650℃まで加熱した。冷却水としては
通常の水道水（水温15℃）を使用した。第３図は
かくして得られた電気接触子の断面の150倍の顕
微鏡写真である。第３図において、銅の接点台３
と銀―カドミウム合金の接点４とは直接接合し、
両者の接合部間には耐熱性の低いろう材あるいは
接合材相互が融合して形成される合金層は認めら
れず、理想的な接合状態であることがわかる。 第４図は、上記の接合部をＸ線マイクロアナラ
イザーによつて分析した結果を概略的に示す線図
である。この第４図において特性線Cuは接点台
３の成分である銅の拡散濃度の変化を示し、特性
線Agは接点の主成分である銀の拡散濃度の変化
を示す。第４図から明らかなように特性線Cuと
Agの交差する点が両接合材の接合の境界面であ
り、接点台３の銅は接点４の銀の中へ4.1μｍの
深さまで拡散し、接点４の銀は接点台３の銅の中
へ1.6μｍの深さまで拡散する。そして分析装置
の感度等の理由からそれぞれの成分の拡散濃度が
30％以上の領域を拡散層と定義すると、この拡散
層の厚さは第４図に図示するとおり1.8μｍとな
る。 接点台３と接点４とは前記したように両接合部
材が相互に拡散することにより接合されるので、
接合部には拡散層が生成されるだけで両接合部材
を融合した合金層は生成されないのである。この
ように接点台３と接点４の接合部に拡散層が生成
された場合、その接合部の耐熱温度は接合部に合
金層が形成される場合と異なり、両接合部材の融
点より低くなることはなく、何れか低い方の融点
で決まる。この実施例のように銅の接点台と銀―
カドミウム合金の接点とを接合した場合であれば
銅（100重量％）の融点は1083℃であり、銀（87
重量％）―カドミウム（13重量％）合金の融点は
約900℃であるので、この場合の接合部の耐熱温
度は900℃となる。 これが接合部に銅と銀の合金層が形成される場
合は、最も大きく低下すると、約780℃となる。 実施例 ２ 接点台３として黄銅を、接点４として銀と酸化
カドミウムとの焼結品とをそれぞれ用い、両者を
実施例１と同様にして接合した。第５図は、かく
して得られた電気接触子のしや断試験後の断面の
62倍の顕微鏡写真である。 この写真から、この実施例においても接合が実
施例１と同様に両接合部材の融点より低い温度で
行なわれたので、接合部に合金層が生成されてお
らず、両接合部材の相互の拡散によつて接合が行
なわれていることが理解できる。そして、しや断
時のアークにより高熱を受けたにもかかわらず、
接点台３と接点４との境界となる接合部は相互の
剥離を示す空洞がなく、安定した接合状態を示し
ている。 次に本発明による接合法により接合可能の接点
台材料と接点材料との組合せの代表例を次表に示
す。〇印は接合可能をあらわす。 本発明によれば接点台と接点とを重ね合わせて
加圧しながら、両部材の融点を越えないように通
くは接触子を構成する接点台と接点との接合方法
に関する。 接点台と接点との接合には、 機械的方式…カシメ法、クラツド法 溶着方式…ろう付け法 がある。 前者は接点自身に機械的に強加工を加えるた
め、塑性変形に十分耐えられる展延性に富んだ
Ag―Ni、Ag等の材料が必要となる。この種の材
料は耐摩耗性が悪く、また高温状態では溶融しや
すいため、比較的小型小容量の接触子に限られ
る。 また、後者はろう材と母材による低融点の合金
層が溶融から冷却の過程でボイドを生成し、ボイ
ドが接合面積の20〜30％を占めて、熱に対する特
性の低下ばかりでなく、機械的強さを下げて信頼
性を低くする。また、溶接方式ではフラツクス、
ろう材が使用時にコロイド状になるため、自動
化、省人化を困難にしている。さらに、ろう材に
含まれるカドミウムの蒸発ガスに起因する公害も
電気接触子製造上の重要な問題である。その上、
Ag―Cd系接点ではろう付け性が悪く、これを改
善するために接合面に予め銀張りを必要とするの
でコストアツプになる。 本発明は、上記の従来方法の問題点を解決し、
優れた耐熱性を有し、かつ、廉価な電気接触子の
製造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、本発明による電気接触
子の製造方法は相対する平行面を有する２個の電
極間に接点台と接点とを重ねて挿入し、前記２個
の電極の間にて前記接点台と接点とをこの両部材
が塑性変形しない圧力で加圧しながら前記電極間
に通電することにより前記両部材の融点のうちい
ずれか低い方の融点を越えない温度に加熱した
後、急冷して前記両部材を接合することを特徴と
する。この方法において、接点台と接点とを0.02
Kg／mm2乃至１Kg／mm2の圧力で加圧しながら400℃
乃至900℃まで加熱した後水中で急冷するのが好
ましい。次に本発明による電気接触子の製造方法
の一般的な実施例および具体的な実施例につき図
を参照して説明する。 まず、本発明の一般的な実施例を説明する。 第１図は、接点台と接点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、一定
の雰囲気（例えば大気中）のもとでカーボン製の
電極１と２との間に接点台３と接点４とを挿入
し、シリンダ５によつて矢印方向に電極２を動か
して被加圧面において0.02〜1.0Kg／mm2の範囲の
圧力（0.02より小さいと圧力として充分でなく、
１を越えると接点および接点台が塑性変形を起こ
してしまう）で加圧し、同時に電極１と２とに図
示しない電源により給電する（6000〜9000A、交
流・直流いずれでも可）。 しかして、第２図の加熱温度制御曲線図に示す
ように接点台３および接点４を経て電極１と電極
２との間に流れる電流のジユール熱で急速に（好
ましくは10秒以内）400〜900℃に加熱した後、水
中で急冷し接合を終る。 次に、本発明方法の具体的な実施例について説
明する。 実施例 １ 接点台３として銅を、接点４として銀―カドミ
ウムをそれぞれ用い、上記の方法によつて両者を
接合させた。雰囲気は大気中とした。接点台３お
よび接点４に対する加圧力は被加圧面において
0.4Kg／mm2とした。また、電極１，２間の通電
（交流9000A）により３秒間で接点台材（銅）お
よび接点材（銀―カドミウム合金）の融点を越え
ないように650℃まで加熱した。冷却水としては
通常の水道水（水温15℃）を使用した。第３図は
かくして得られた電気接触子の断面の150倍の顕
微鏡写真である。第３図において、銅の接点台３
と銀―カドミウム合金の接点４とは直接接合し、
両者の接合部間には耐熱性の低いろう材あるいは
接合材相互が融合して形成される合金層は認めら
れず、理想的な接合状態であることがわかる。 第４図は、上記の接合部をＸ線マイクロアナラ
イザーによつて分析した結果を概略的に示す線図
である。この第４図において特性線Cuは接点台
３の成分である銅の拡散濃度の変化を示し、特性
線Agは接点の主成分である銀の拡散濃度の変化
を示す。第４図から明らかなように特性線Cuと
Agの交差する点が両接合材の接合の境界面であ
り、接点台３の銅は接点４の銀の中へ4.1μｍの
深さまで拡散し、接点４の銀は接点台３の銅の中
へ1.6μｍの深さまで拡散する。そして分析装置
の感度等の理由からそれぞれの成分の拡散濃度が
30％以上の領域を拡散層と定義すると、この拡散
層の厚さは第４図に図示するとおり1.8μｍとな
る。 接点台３と接点４とは前記したように両接合部
材が相互に拡散することにより接合されるので、
接合部には拡散層が生成されるだけで両接合部材
を融合した合金層は生成されないのである。この
ように接点台３と接点４の接合部に拡散層が生成
された場合、その接合部の耐熱温度は接合部に合
金層が形成される場合と異なり、両接合部材の融
点より低くなることはなく、何れか低い方の融点
で決まる。この実施例のように銅の接点台と銀―
カドミウム合金の接点とを接合した場合であれば
銅（100重量％）の融点は1083℃であり、銀（87
重量％）―カドミウム（13重量％）合金の融点は
約900℃であるので、この場合の接合部の耐熱温
度は900℃となる。 これが接合部に銅と銀の合金層が形成される場
合は、最も大きく低下すると、約780℃となる。 実施例 ２ 接点台３として黄銅を、接点４として銀と酸化
カドミウムとの焼結品とをそれぞれ用い、両者を
実施例１と同様にして接合した。第５図は、かく
して得られた電気接触子のしや断試験後の断面の
62倍の顕微鏡写真である。 この写真から、この実施例においても接合が実
施例１と同様に両接合部材の融点より低い温度で
行なわれたので、接合部に合金層が生成されてお
らず、両接合部材の相互の拡散によつて接合が行
なわれていることが理解できる。そして、しや断
時のアークにより高熱を受けたにもかかわらず、
接点台３と接点４との境界となる接合部は相互の
剥離を示す空洞がなく、安定した接合状態を示し
ている。 次に本発明による接合法により接合可能の接点
台材料と接点材料との組合せの代表例を次表に示
す。〇印は接合可能をあらわす。 本発明によれば接点台と接点とを重ね合わせて
加圧しながら、両部材の融点を越えないように通
【表】
電により加熱することにより直接拡散接合するの
で、次のような効果が得られる。 ａ フラツクス、ろう材が不要である。 ｂ このためろう材およびフラツクスの供給が不
要であるので、自動化、省人化、量産化が容易
である。 ｃ 接合部に合金層が形成されることがないの
で、接点台または接点のいずれか融点の低い方
の素材と同等の耐熱性が得られ、接合による耐
熱性の低下がない。 ｄ 接合部材の溶融をともなわないので、接合部
にボイドが発生せず、接合部全面を均一に接合
できる。 ｅ ろう材を使用しないので、ろう材の溶融時に
発生する酸化カドミウムの蒸発ガスに対する処
理が要らない。 ｆ ろう材を使用しないのでAg―Cd接点を接合
する場合でも、接合部に予め銀張りしなくても
接合が可能となる。
で、次のような効果が得られる。 ａ フラツクス、ろう材が不要である。 ｂ このためろう材およびフラツクスの供給が不
要であるので、自動化、省人化、量産化が容易
である。 ｃ 接合部に合金層が形成されることがないの
で、接点台または接点のいずれか融点の低い方
の素材と同等の耐熱性が得られ、接合による耐
熱性の低下がない。 ｄ 接合部材の溶融をともなわないので、接合部
にボイドが発生せず、接合部全面を均一に接合
できる。 ｅ ろう材を使用しないので、ろう材の溶融時に
発生する酸化カドミウムの蒸発ガスに対する処
理が要らない。 ｆ ろう材を使用しないのでAg―Cd接点を接合
する場合でも、接合部に予め銀張りしなくても
接合が可能となる。
第１図は本発明による接点台と接点との接合方
法を実施するための接合装置の縦断面図、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接合された銅製接点台
と銀―カドミウム合金接点との接合部の断面の
150倍の顕微鏡写真、第４図は同上接合部のＸ線
マイクロアナライザーによる分析結果を概略的に
示す線図、第５図は本発明方法により接合された
黄銅製接点台と銀―酸化カドミウム焼結品製接点
との接合部のしや断試験後における接合部断面の
62倍の顕微鏡写真である。 １，２…電極、３…接点台、４…接点。
法を実施するための接合装置の縦断面図、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接合された銅製接点台
と銀―カドミウム合金接点との接合部の断面の
150倍の顕微鏡写真、第４図は同上接合部のＸ線
マイクロアナライザーによる分析結果を概略的に
示す線図、第５図は本発明方法により接合された
黄銅製接点台と銀―酸化カドミウム焼結品製接点
との接合部のしや断試験後における接合部断面の
62倍の顕微鏡写真である。 １，２…電極、３…接点台、４…接点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 相対する平行面を有する２個の電極間に接点
台と接点とを重ねて挿入し、前記２個の電極の間
にて前記接点台と接点をこの両部材が塑性変形し
ない圧力で加圧しながら前記電極間に通電するこ
とにより前記両部材の融点のうちいずれか低い方
の融点を越えない温度に加熱した後、急冷して前
記両部材を接合することを特徴とする電気接触子
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、接点台と接点とを0.02Kg／mm2乃至１Kg／mm2の
圧力で加圧しながら、400℃乃至900℃まで加熱し
た後水中で急冷することを特徴とする電気接触子
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8004878A JPS556746A (en) | 1978-06-30 | 1978-06-30 | Method of manufacturing electric contactor |
| US06/300,532 US4493964A (en) | 1978-06-30 | 1981-09-09 | Method of joining electrically conductive members |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8004878A JPS556746A (en) | 1978-06-30 | 1978-06-30 | Method of manufacturing electric contactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS556746A JPS556746A (en) | 1980-01-18 |
| JPS6255252B2 true JPS6255252B2 (ja) | 1987-11-19 |
Family
ID=13707346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8004878A Granted JPS556746A (en) | 1978-06-30 | 1978-06-30 | Method of manufacturing electric contactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS556746A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5755013A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-01 | Fuji Electric Co Ltd | Method of bonding silver contact |
| WO2009098836A1 (en) | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. | Manufacturing method of electric contact and manufacturing equipment of electric contact |
-
1978
- 1978-06-30 JP JP8004878A patent/JPS556746A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS556746A (en) | 1980-01-18 |
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