JPH0318284B2 - - Google Patents
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- JPH0318284B2 JPH0318284B2 JP56021753A JP2175381A JPH0318284B2 JP H0318284 B2 JPH0318284 B2 JP H0318284B2 JP 56021753 A JP56021753 A JP 56021753A JP 2175381 A JP2175381 A JP 2175381A JP H0318284 B2 JPH0318284 B2 JP H0318284B2
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- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
この発明は、各種ブレーカーやスイツチ等に使
用する複合電気接点部品とその製造方法に関する
ものである。 配線用ブレーカーや高負荷スイツチ等に用いら
れる複合電気接点の製造方法には、バーナー加熱
等で製造される鑞付方法とビス状接点を作る冷間
及び熱間圧着方法が知られている。 前述の鑞付方法は、第1図イに示すように接点
材料1と銅等の金属材料2の間に、低融点である
銀鑞材3(BAg−1等)を介在させ、バーナー
等でこれを加熱して第1図ロのように接点材料1
と金属材料2を鑞付接合することにより、複合接
点部品4を形成し、この部品4を主台金に取付け
複合電気接点を形成するものである。 後述の冷間及び熱間圧着方法は、第2図イのよ
うに接点材料1aと銅等の金属材料2aをワイヤ
ーで形成し、次に第2図ロに示すように、接点材
料1aと金属材料2bを冷間あるいは熱間圧着さ
せ、第2図ハのようなビス状の複合電気接点部品
4aを形成するものである。 上記のような複合電気接点の主原料がAgであ
るため、昨今のAgの価格高騰により、接点のコ
ストが異常に上り、そのため接点のボリユウムを
より小さくすることが必要となつてきた。またブ
レーカおよびスイツチ等に使用される接点は特に
耐溶着性が重要視されている。 しかしながら、バーナーまたは炉中加熱による
従来の鑞付方法によつて製造された接点は、製法
上の制約より低融点である銀鑞材を使用する必要
があり、接合部の耐熱性が必ずしも充分ではな
い。 また鑞付接合層が厚く、しかも接合層厚みが不
均一になりやすく、また第1図ロのように鑞材部
分に隙間3が生じる。 このため、接点として使用したとき、組込んだ
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、接点材料と金属材料の鑞付部
にズレや脱落が生じる。このような接点部の接合
強度を充分に確保するため、従来の鑞付方法では
接点の厚みを一定値以下にすることは不可能であ
つた。 また冷間及び熱間圧着方法により製造される接
点は接合部の耐熱性にすぐれているが製造時、線
状に加工した接点用素材を圧着用ヘツダーにて銅
線等台材と圧接する必要がある。 ブレーカ等大電流を遮断するに用いる接点材は
充分な耐溶着性を持つものでなければならず、成
分として多量の酸化物を含有させる必要があり、
硬度高く、もろい材料でありヘツダー加工性の悪
いものとなり、接点材と台金材の圧接面を平滑に
加工することは困難である。 よつて規格寸法の接点厚みを確保し製造するに
は余分のAgを使用する必要が生じる等の欠点が
あつた。さらに、平滑でないために発生熱が集中
し、異常消耗をおこす欠点があつた。 この発明は上記のような欠点を解消するために
なされたものであり、第1の目的はAgの使用量
が少なく充分な耐溶着性のある複合電気接点を提
供することにある。 この発明の第2の目的は、上記のような複合電
気接点が極めて簡単製造できる方法を提供するこ
とにある。 以下、この発明の一実施例を第3図及び第4図
にもとづいて説明する。 第3図イ及び第4図イ11に示す銀層(接点厚
みの5〜40%)を有する接点材料は、銀合金の鋳
塊に薄い純銀の板を重ねこれを熱間又は冷間で圧
着、圧延して板状とし、その後プレス打ち抜きを
行いこの打ち抜き品を内部酸化処理して得られ
る。 又、粒子状銀合金を酸化し、これを純銀のシー
スに入れて押し出し2層合金としたものを圧延
し、この板をプレス打ち抜きすることによつても
得ることが出来る。この接点材料としては、Ag
−CdO−SnO2やAg−SnO2−In2O3やAg−SnO2
−In2O3−CdOおよびAg−グラフアイトが用いら
れ、しかもAg−CdO−SnO2はCdO10〜25%、
SnO20.5〜5%であり、またAg−SnO2−In2O3
は、SnO2が0.5〜10%、In2O3が0.5〜15%、Ag−
SnO2−In2O3−CdOはSnO2が0.5〜10%、In2O3が
0.5〜10%、CdOが1〜10%、更にAg−グラフア
イトがグラフアイトが0.5〜10%の範囲である。 金属材料12はCuやCu合金を用い、前記接点
材料11とあまり大きさの変らない円板、角板あ
るいはビス状に形成されている。 前記金属材料12は、接点材料11を接合する
大径頭部14に小径軸部15を連成した形状であ
り、小径軸部15が銅合金や鉄合金製の主台金1
6にカシメ加工で固定され、複合電気接点17を
形成するものである。あるいは、金属材料12
は、銅合金や鉄合金製の主台金16に電気抵抗加
熱により固定され複合接点17を形成するもので
ある。 この発明の接点は、上記のような構成であり、
次に製造方法を説明する。 接点材料11と金属材料12を重ね合わせ、第
5図18,19に示す拘束した電極に挿入し、上
下から加圧しながら電気抵抗加熱で熱を印加し重
なりあつている銀層と金属材料間で銀層を溶融さ
せ、重なり面の接合を行なう。 銀層(Ag)の溶融温度は、962℃、金属材料
(Cu)の溶融温度は1085℃であるが、銀層と金属
材料の界面において加熱中779℃で共晶反応が起
き銀層部が選択的に溶融する。 接合において単に加圧して熱を印加しただけで
は溶融したAgが周辺に流出する。このため所望
の複合電気接点の形状をした電極により複合部分
を拘束することによりAgの流出を防止する必要
がある。又、本発明の1つの要点は、拘束電極に
よりAg層を塑性変形させることにある。熱の印
加は多段で行なうことが効果的である。即ち、第
1段で銀の溶融部を一部に作り、第2段階以降で
加圧による塑性変形を伴なわせ、接合部を拡大さ
せることが必要である。この条件は接点形状、金
属材料に依存し、適切な条件を選択することが必
要である。 接点材料11と金属材料12は溶融した銀層に
よつて第3図ロ及び第4図ロのように固着化され
この後、第3図ハのように金属材料12を主台金
16にカシメ固定して接点17の出来上りとする
ものである。あるいは第4図ハのように金属材料
12を主台金16に電気抵抗加熱により固定して
接点17の出来上りとするものである。 接点材料11に占める銀層厚は全厚みの5〜40
%が好ましい。本法によれば溶融銀が周辺に3%
程度出る。このため5%以下では接合後銀層厚が
薄く、しや断后の耐熱性に劣るためである。 又40%以上では、性能に有効な接点厚が薄くな
るためである。 以上のように、この発明によると、接点材料と
金属材料は、銀層部のAgと金属材料部のCuとで
出来た極めて薄く均一な合金層で接合しており、
発生抵抗が少なく、耐熱性に優れた接合部となつ
ている。しかも拘束した電極で塑性変形させてい
るため寸法精度が向上し、しかも従来のものより
50%以上のAg量を少なくして充分な耐溶着性を
得ることができる優れた効果があり、コストダウ
ンを可能とする。 実施例 (1) 頭部が6mmφ×1.5mm、小径軸部が3mmφ×
4.5mmの電気銅を用いた金属材料と6mmφ×0.5
mm×30RのAg−1.7CdO−2SnO2の接点材料を
ろう材の介在なしで拘束した電極で電気抵抗加
熱及び加圧により接点を塑性変形させつつ、
Ag層を溶融させて接合したところ接合層にピ
ンホールがほとんどなく、しかも薄く均一な接
合層を得ることができた。 なおこの場合は、冷間及び熱間圧着法では酸
化物量が多い為か接合は困難であつた。一方拘
束しない電極の場合には銀層部の溶融Agが接
合部から飛散し良好な製品が得られなかつた。 (2) 接合部耐熱強度比較 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剪断強度を測定
し、従来法の接点と比較したところ、第1表に
示すような結果を得た。この結果から明らかな
ように、この発明により製作した接点の耐熱強
度の優位性が充分であることがわかる。
用する複合電気接点部品とその製造方法に関する
ものである。 配線用ブレーカーや高負荷スイツチ等に用いら
れる複合電気接点の製造方法には、バーナー加熱
等で製造される鑞付方法とビス状接点を作る冷間
及び熱間圧着方法が知られている。 前述の鑞付方法は、第1図イに示すように接点
材料1と銅等の金属材料2の間に、低融点である
銀鑞材3(BAg−1等)を介在させ、バーナー
等でこれを加熱して第1図ロのように接点材料1
と金属材料2を鑞付接合することにより、複合接
点部品4を形成し、この部品4を主台金に取付け
複合電気接点を形成するものである。 後述の冷間及び熱間圧着方法は、第2図イのよ
うに接点材料1aと銅等の金属材料2aをワイヤ
ーで形成し、次に第2図ロに示すように、接点材
料1aと金属材料2bを冷間あるいは熱間圧着さ
せ、第2図ハのようなビス状の複合電気接点部品
4aを形成するものである。 上記のような複合電気接点の主原料がAgであ
るため、昨今のAgの価格高騰により、接点のコ
ストが異常に上り、そのため接点のボリユウムを
より小さくすることが必要となつてきた。またブ
レーカおよびスイツチ等に使用される接点は特に
耐溶着性が重要視されている。 しかしながら、バーナーまたは炉中加熱による
従来の鑞付方法によつて製造された接点は、製法
上の制約より低融点である銀鑞材を使用する必要
があり、接合部の耐熱性が必ずしも充分ではな
い。 また鑞付接合層が厚く、しかも接合層厚みが不
均一になりやすく、また第1図ロのように鑞材部
分に隙間3が生じる。 このため、接点として使用したとき、組込んだ
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、接点材料と金属材料の鑞付部
にズレや脱落が生じる。このような接点部の接合
強度を充分に確保するため、従来の鑞付方法では
接点の厚みを一定値以下にすることは不可能であ
つた。 また冷間及び熱間圧着方法により製造される接
点は接合部の耐熱性にすぐれているが製造時、線
状に加工した接点用素材を圧着用ヘツダーにて銅
線等台材と圧接する必要がある。 ブレーカ等大電流を遮断するに用いる接点材は
充分な耐溶着性を持つものでなければならず、成
分として多量の酸化物を含有させる必要があり、
硬度高く、もろい材料でありヘツダー加工性の悪
いものとなり、接点材と台金材の圧接面を平滑に
加工することは困難である。 よつて規格寸法の接点厚みを確保し製造するに
は余分のAgを使用する必要が生じる等の欠点が
あつた。さらに、平滑でないために発生熱が集中
し、異常消耗をおこす欠点があつた。 この発明は上記のような欠点を解消するために
なされたものであり、第1の目的はAgの使用量
が少なく充分な耐溶着性のある複合電気接点を提
供することにある。 この発明の第2の目的は、上記のような複合電
気接点が極めて簡単製造できる方法を提供するこ
とにある。 以下、この発明の一実施例を第3図及び第4図
にもとづいて説明する。 第3図イ及び第4図イ11に示す銀層(接点厚
みの5〜40%)を有する接点材料は、銀合金の鋳
塊に薄い純銀の板を重ねこれを熱間又は冷間で圧
着、圧延して板状とし、その後プレス打ち抜きを
行いこの打ち抜き品を内部酸化処理して得られ
る。 又、粒子状銀合金を酸化し、これを純銀のシー
スに入れて押し出し2層合金としたものを圧延
し、この板をプレス打ち抜きすることによつても
得ることが出来る。この接点材料としては、Ag
−CdO−SnO2やAg−SnO2−In2O3やAg−SnO2
−In2O3−CdOおよびAg−グラフアイトが用いら
れ、しかもAg−CdO−SnO2はCdO10〜25%、
SnO20.5〜5%であり、またAg−SnO2−In2O3
は、SnO2が0.5〜10%、In2O3が0.5〜15%、Ag−
SnO2−In2O3−CdOはSnO2が0.5〜10%、In2O3が
0.5〜10%、CdOが1〜10%、更にAg−グラフア
イトがグラフアイトが0.5〜10%の範囲である。 金属材料12はCuやCu合金を用い、前記接点
材料11とあまり大きさの変らない円板、角板あ
るいはビス状に形成されている。 前記金属材料12は、接点材料11を接合する
大径頭部14に小径軸部15を連成した形状であ
り、小径軸部15が銅合金や鉄合金製の主台金1
6にカシメ加工で固定され、複合電気接点17を
形成するものである。あるいは、金属材料12
は、銅合金や鉄合金製の主台金16に電気抵抗加
熱により固定され複合接点17を形成するもので
ある。 この発明の接点は、上記のような構成であり、
次に製造方法を説明する。 接点材料11と金属材料12を重ね合わせ、第
5図18,19に示す拘束した電極に挿入し、上
下から加圧しながら電気抵抗加熱で熱を印加し重
なりあつている銀層と金属材料間で銀層を溶融さ
せ、重なり面の接合を行なう。 銀層(Ag)の溶融温度は、962℃、金属材料
(Cu)の溶融温度は1085℃であるが、銀層と金属
材料の界面において加熱中779℃で共晶反応が起
き銀層部が選択的に溶融する。 接合において単に加圧して熱を印加しただけで
は溶融したAgが周辺に流出する。このため所望
の複合電気接点の形状をした電極により複合部分
を拘束することによりAgの流出を防止する必要
がある。又、本発明の1つの要点は、拘束電極に
よりAg層を塑性変形させることにある。熱の印
加は多段で行なうことが効果的である。即ち、第
1段で銀の溶融部を一部に作り、第2段階以降で
加圧による塑性変形を伴なわせ、接合部を拡大さ
せることが必要である。この条件は接点形状、金
属材料に依存し、適切な条件を選択することが必
要である。 接点材料11と金属材料12は溶融した銀層に
よつて第3図ロ及び第4図ロのように固着化され
この後、第3図ハのように金属材料12を主台金
16にカシメ固定して接点17の出来上りとする
ものである。あるいは第4図ハのように金属材料
12を主台金16に電気抵抗加熱により固定して
接点17の出来上りとするものである。 接点材料11に占める銀層厚は全厚みの5〜40
%が好ましい。本法によれば溶融銀が周辺に3%
程度出る。このため5%以下では接合後銀層厚が
薄く、しや断后の耐熱性に劣るためである。 又40%以上では、性能に有効な接点厚が薄くな
るためである。 以上のように、この発明によると、接点材料と
金属材料は、銀層部のAgと金属材料部のCuとで
出来た極めて薄く均一な合金層で接合しており、
発生抵抗が少なく、耐熱性に優れた接合部となつ
ている。しかも拘束した電極で塑性変形させてい
るため寸法精度が向上し、しかも従来のものより
50%以上のAg量を少なくして充分な耐溶着性を
得ることができる優れた効果があり、コストダウ
ンを可能とする。 実施例 (1) 頭部が6mmφ×1.5mm、小径軸部が3mmφ×
4.5mmの電気銅を用いた金属材料と6mmφ×0.5
mm×30RのAg−1.7CdO−2SnO2の接点材料を
ろう材の介在なしで拘束した電極で電気抵抗加
熱及び加圧により接点を塑性変形させつつ、
Ag層を溶融させて接合したところ接合層にピ
ンホールがほとんどなく、しかも薄く均一な接
合層を得ることができた。 なおこの場合は、冷間及び熱間圧着法では酸
化物量が多い為か接合は困難であつた。一方拘
束しない電極の場合には銀層部の溶融Agが接
合部から飛散し良好な製品が得られなかつた。 (2) 接合部耐熱強度比較 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剪断強度を測定
し、従来法の接点と比較したところ、第1表に
示すような結果を得た。この結果から明らかな
ように、この発明により製作した接点の耐熱強
度の優位性が充分であることがわかる。
【表】
【表】
(3) 接点性能
実施例(1)にて作られた接点A、比較のため6
mmφ×1.0mm×3mmφ×4.5mmの電気銅に6mmφ
×1mm×30mmRのAg−17CdO−2SnO2の接点
をバーナー鑞付した接点B、および6mmφ×
1.5mm×3mmφ×4.5mmの電気銅に6mmφ×0.5mm
×30mmRのAg−17CdO−2SnO2の接点を
BCuP5のロウ材をはさみ抵抗加熱により接合
した接点Cを、30AFの配線用遮断器に組込み、
第2表の試験条件にて、悦点性能を評価したと
ころ第3表の結果となつた。
mmφ×1.0mm×3mmφ×4.5mmの電気銅に6mmφ
×1mm×30mmRのAg−17CdO−2SnO2の接点
をバーナー鑞付した接点B、および6mmφ×
1.5mm×3mmφ×4.5mmの電気銅に6mmφ×0.5mm
×30mmRのAg−17CdO−2SnO2の接点を
BCuP5のロウ材をはさみ抵抗加熱により接合
した接点Cを、30AFの配線用遮断器に組込み、
第2表の試験条件にて、悦点性能を評価したと
ころ第3表の結果となつた。
【表】
【表】
(4) 接点性能
6mmφ×1.5mm×3mmφ×4.5の電気銅に6mm
φ×0.5mm×30mmRのAg−7SnO2−8In2O3の接
点(D)Ag−3CdO−8SnO2−4In2O3の接点(E)Ag
−5Crの接点(F)をろう材の介在なしで実施例(1)
と同方法で作つた接点及び5mmφ×1.5mm×3
mmφ×4.5の電気銅に5mmφ×0.5mm×30mmRの
Ag−17CdO−2SnO2接点をろう材の介在なし
で実施例(1)と同方法で作つた接点(G)を30AFの
配線用しや断器に組込み第2表の試験条件にて
接点性能を評価したところ第4表の結果となつ
た。
φ×0.5mm×30mmRのAg−7SnO2−8In2O3の接
点(D)Ag−3CdO−8SnO2−4In2O3の接点(E)Ag
−5Crの接点(F)をろう材の介在なしで実施例(1)
と同方法で作つた接点及び5mmφ×1.5mm×3
mmφ×4.5の電気銅に5mmφ×0.5mm×30mmRの
Ag−17CdO−2SnO2接点をろう材の介在なし
で実施例(1)と同方法で作つた接点(G)を30AFの
配線用しや断器に組込み第2表の試験条件にて
接点性能を評価したところ第4表の結果となつ
た。
【表】
この結果により、この発明の接点は、接点の脱
落、溶着等の支障がなく比較材に比べすぐれた性
能を示した。
落、溶着等の支障がなく比較材に比べすぐれた性
能を示した。
第1図は従来の鑞付方法による複合電気接点の
製造順序を示す工程図、第2図は同じく冷間ある
いは熱間圧着方法の工程図、第3図及び第4図は
この発明の製造順序を示す工程図である。第5図
は本発明による接点の接合を示す図である。 11……接点材料、12……金属材料、14…
…大径頭部、15……小径軸部、16……主台
金、17……複合電気接点。18……上部電極、
19……下部拘束電極。
製造順序を示す工程図、第2図は同じく冷間ある
いは熱間圧着方法の工程図、第3図及び第4図は
この発明の製造順序を示す工程図である。第5図
は本発明による接点の接合を示す図である。 11……接点材料、12……金属材料、14…
…大径頭部、15……小径軸部、16……主台
金、17……複合電気接点。18……上部電極、
19……下部拘束電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Agを主成分とし銀層を有する板状接点材料
とCuやCu合金等の金属材料を、所望の複合電気
接点の形状を有する電極の凹部に挿入し、複合す
べき部分を拘束しながら電気抵抗加熱と加圧を加
えて銀層部を溶融させるとともに接合部に塑性変
形を与え、接合界面の強化をはかることを特徴と
した複合電気接点の製造方法。 2 接点材料の全厚みの5〜40%が銀層である特
許請求の範囲第1項記載の複合電気接点の製造方
法。 3 接点材料がCdO5〜25%、SnO20.5〜5%、
残部AgからなるAg−CdO−SnO2系材料で銀層
を有する接点材料である特許請求の範囲第1項記
載の複合電気接点の製造方法。 4 接点材料がSnO20.5〜10%、In2O30.5〜15%
残部AgからなるAg−SnO2−In2O3系材料で銀層
を有する接点材料である特許請求の範囲第1項記
載の複合電気接点の製造方法。 5 接点材料がCdO1〜10%、SnO20.5〜10%、
In2O30.5〜10%、残部AgからなるAg−CdO−
SnO2−In2O3系材料で銀層を有する接点材料であ
る特許請求の範囲第1項記載の複合電気接点の製
造方法。 6 接点材料がGr0.5〜10%、残部Agからなる
Ag−Gr系材料で銀層を有する接点材料である特
許請求の範囲第1項記載の複合電気接点の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2175381A JPS57136715A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Composite electric contact part and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2175381A JPS57136715A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Composite electric contact part and method of producing same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57136715A JPS57136715A (en) | 1982-08-23 |
JPH0318284B2 true JPH0318284B2 (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=12063815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2175381A Granted JPS57136715A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Composite electric contact part and method of producing same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57136715A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5119565A (en) * | 1974-08-08 | 1976-02-16 | Citizen Watch Co Ltd | Hi yo tsukihyojitsukitokei |
-
1981
- 1981-02-16 JP JP2175381A patent/JPS57136715A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5119565A (en) * | 1974-08-08 | 1976-02-16 | Citizen Watch Co Ltd | Hi yo tsukihyojitsukitokei |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57136715A (en) | 1982-08-23 |
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