JPH11176268A - 異種金属材料の接合構造 - Google Patents
異種金属材料の接合構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料特性の異なる異種金属材料の接合におい
て、接合部材の衝撃強度を高め、信頼性の高い接合構造
を得ること。 【解決手段】 一方の金属材料と、この金属材料より
剛性の小さい金属材料との接合において前記一方の金属
材料および前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自
由縁となす角度が共に９０度未満の場合、残りの金属材
料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満とな
るように設定したことを特徴とする、異種金属材料の接
合構造。一方の金属材料と、この金属材料より剛性の
小さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料
または前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁
となす角度のいずれか一方が９０度の場合、残りの金属
材料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満と
なるように設定したことを特徴とする、異種金属材料の
接合構造。
て、接合部材の衝撃強度を高め、信頼性の高い接合構造
を得ること。 【解決手段】 一方の金属材料と、この金属材料より
剛性の小さい金属材料との接合において前記一方の金属
材料および前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自
由縁となす角度が共に９０度未満の場合、残りの金属材
料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満とな
るように設定したことを特徴とする、異種金属材料の接
合構造。一方の金属材料と、この金属材料より剛性の
小さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料
または前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁
となす角度のいずれか一方が９０度の場合、残りの金属
材料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満と
なるように設定したことを特徴とする、異種金属材料の
接合構造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる特性を有す
る異種金属材料の接合構造に関し、さらに詳しくは電力
用遮断器に使用される通電接触子、あるいはアーク接触
子の接合構造に関する。
る異種金属材料の接合構造に関し、さらに詳しくは電力
用遮断器に使用される通電接触子、あるいはアーク接触
子の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、棒状または管状の異材継手の接合
には、摩擦圧接や拡散接合などが行われる。摩擦圧接の
例を、図１を用いて説明する。材料特性の異なる同径の
金属材料１および２を、圧接装置のチャックで掴み、一
方を回転させて接合すべき部分を摩擦エネルギーで加熱
し、軸方向の加圧力Ｐによりアプセット加圧して行う。
接合後の軸方向断面は、同径の金属材料１と２が接合さ
れ、それぞれの材料強度に応じてバリの量と形状が異な
った状況を呈する。
には、摩擦圧接や拡散接合などが行われる。摩擦圧接の
例を、図１を用いて説明する。材料特性の異なる同径の
金属材料１および２を、圧接装置のチャックで掴み、一
方を回転させて接合すべき部分を摩擦エネルギーで加熱
し、軸方向の加圧力Ｐによりアプセット加圧して行う。
接合後の軸方向断面は、同径の金属材料１と２が接合さ
れ、それぞれの材料強度に応じてバリの量と形状が異な
った状況を呈する。
【０００３】従来の継手の接合においては、接合部材の
衝撃強度が低く、そのため、接合部の信頼性が低いこと
が問題である。この傾向は、摩擦圧接に限らず、冷間圧
接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、鍛接、超音波接
合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、接着剤を用いる
接合のいずれの方法の異種材料間の接合構造においても
同様である。
衝撃強度が低く、そのため、接合部の信頼性が低いこと
が問題である。この傾向は、摩擦圧接に限らず、冷間圧
接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、鍛接、超音波接
合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、接着剤を用いる
接合のいずれの方法の異種材料間の接合構造においても
同様である。
【０００４】そこで、従来、異種材料の摩擦圧接におい
ては、熱膨張係数の大きな材料の直径を他の材料のそれ
よりも大きくして接合することにより、接合界面に発生
する残留応力を緩和して接合強度を向上させている（特
開平６−４７５７０号公報）。また、アルミニウム材と
銅材の熱間圧接においては、アルミニウム材に開先角１
５度〜４５度の凸状にした銅材を突き合わせ通電加熱に
より接合し、引張り強度を向上させている（特開平４−
１４３０８５号公報）。また、セラミックスと金属との
接合においては、熱応力緩和のためにセラミックス部材
の接合界面の周縁部における一部と接合体表面とのなす
セラミックス構成角度を８０度以下又は、１００度以上
に設定する（特開平１−２８２１６６号公報）。さら
に，熱膨張率の異なる部材同士の接合においては、熱応
力緩和のために、熱膨張率の小さい部材の接合界面縁部
を接合界面方向に見て所定値以上の半径を有する曲面状
に形成している（特開平１−２８２１６７号公報）。
ては、熱膨張係数の大きな材料の直径を他の材料のそれ
よりも大きくして接合することにより、接合界面に発生
する残留応力を緩和して接合強度を向上させている（特
開平６−４７５７０号公報）。また、アルミニウム材と
銅材の熱間圧接においては、アルミニウム材に開先角１
５度〜４５度の凸状にした銅材を突き合わせ通電加熱に
より接合し、引張り強度を向上させている（特開平４−
１４３０８５号公報）。また、セラミックスと金属との
接合においては、熱応力緩和のためにセラミックス部材
の接合界面の周縁部における一部と接合体表面とのなす
セラミックス構成角度を８０度以下又は、１００度以上
に設定する（特開平１−２８２１６６号公報）。さら
に，熱膨張率の異なる部材同士の接合においては、熱応
力緩和のために、熱膨張率の小さい部材の接合界面縁部
を接合界面方向に見て所定値以上の半径を有する曲面状
に形成している（特開平１−２８２１６７号公報）。
【０００５】これら従来の方法は、いずれも残留応力緩
和、熱応力緩和、引張り強度向上を目的にした方法であ
って、接合部材の衝撃強度を高め、接合部の信頼性を高
める方法ではない。
和、熱応力緩和、引張り強度向上を目的にした方法であ
って、接合部材の衝撃強度を高め、接合部の信頼性を高
める方法ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、材
料特性の異なる異種材料の接合においては、接合条件の
最適化により、静的な継手強度に関しては、図４および
図５に示すように、問題は無い。すなわち、異種金属接
合部材の引張り強度は中心部と接合端部では変化がな
い。しかし、衝撃強度に関しては、図６および図７に示
すように、接合端部で著しい低下が現れて継手全体とし
て低いことが明らかであり、接合部材の低い衝撃強度が
問題であった。
料特性の異なる異種材料の接合においては、接合条件の
最適化により、静的な継手強度に関しては、図４および
図５に示すように、問題は無い。すなわち、異種金属接
合部材の引張り強度は中心部と接合端部では変化がな
い。しかし、衝撃強度に関しては、図６および図７に示
すように、接合端部で著しい低下が現れて継手全体とし
て低いことが明らかであり、接合部材の低い衝撃強度が
問題であった。
【０００７】そこで、本発明は、材料特性の異なる異種
金属材料の接合において、接合部材の衝撃強度を高め、
信頼性の高い接合構造を得ることを目的としている。
金属材料の接合において、接合部材の衝撃強度を高め、
信頼性の高い接合構造を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その特徴としている。 （１） 一方の金属材料と、この金属材料より剛性の小
さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料お
よび前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁と
なす角度が共に９０度未満となるように設定したことを
特徴とする、異種金属材料の接合構造。 （２） 一方の金属材料と、この金属材料より剛性の小
さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料ま
たは前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁と
なす角度のいずれか一方が９０度の場合、残りの金属材
料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満とな
るように設定したことを特徴とする、異種金属材料の接
合構造。
その特徴としている。 （１） 一方の金属材料と、この金属材料より剛性の小
さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料お
よび前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁と
なす角度が共に９０度未満となるように設定したことを
特徴とする、異種金属材料の接合構造。 （２） 一方の金属材料と、この金属材料より剛性の小
さい金属材料との接合において、前記一方の金属材料ま
たは前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由縁と
なす角度のいずれか一方が９０度の場合、残りの金属材
料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満とな
るように設定したことを特徴とする、異種金属材料の接
合構造。
【０００９】（３） 剛性の異なる異種金属材料の接合
手段が、摩擦圧接、冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆
発圧接、鍛接、超音波接合、ろう付け、はんだ付け、抵
抗溶接、溶融金属注入、鋳継ぎ、接着剤を用いた接合の
いずれかの方法であることを特徴とする前記（１）また
は（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （４） 一方の金属材料が銅または銅合金であり、前記
金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であることを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （５） 一方の金属材料がチタンまたはチタン合金であ
り、前記金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする前
記（１）または（２）に記載の異種金属材料の接合構
造。
手段が、摩擦圧接、冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆
発圧接、鍛接、超音波接合、ろう付け、はんだ付け、抵
抗溶接、溶融金属注入、鋳継ぎ、接着剤を用いた接合の
いずれかの方法であることを特徴とする前記（１）また
は（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （４） 一方の金属材料が銅または銅合金であり、前記
金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であることを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （５） 一方の金属材料がチタンまたはチタン合金であ
り、前記金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする前
記（１）または（２）に記載の異種金属材料の接合構
造。
【００１０】（６） 一方の金属材料が鋼であり、前記
金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であることを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （７） 一方の金属材料が鋼であり、前記金属材料より
剛性の小さい金属材料が銅または銅合金であることを特
徴とする前記（１）または（２）に記載の異種金属材料
の接合構造。 （８） 電力用遮断器に使用される通電接触子の接触子
接点部が銅または銅合金であり、前記接触子接点部以外
がアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される
前記（１）または（２）に記載の接合構造を採用したこ
とを特徴とする異種金属材料の接合構造。
金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であることを特徴とする前記（１）
または（２）に記載の異種金属材料の接合構造。 （７） 一方の金属材料が鋼であり、前記金属材料より
剛性の小さい金属材料が銅または銅合金であることを特
徴とする前記（１）または（２）に記載の異種金属材料
の接合構造。 （８） 電力用遮断器に使用される通電接触子の接触子
接点部が銅または銅合金であり、前記接触子接点部以外
がアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される
前記（１）または（２）に記載の接合構造を採用したこ
とを特徴とする異種金属材料の接合構造。
【００１１】（９） 電力用遮断器に使用されるアーク
接触子の接触子接点部が銅−タングステン合金であり、
前記接触子接点部以外が鉄、鉄合金または銅合金のいず
れか１種から構成される前記（１）または（２）に記載
の接合構造を採用したことを特徴とする異種金属材料の
接合構造。 （１０） 接合面が接触子接点部から離れていることを
特徴とする前記（８）または（９）に記載の異種金属材
料の接合構造。 （１１） 接合部の電気抵抗が母材の電気抵抗と同等で
あることを特徴とする前記（８）または（９）に記載の
異種金属材料の接合構造。
接触子の接触子接点部が銅−タングステン合金であり、
前記接触子接点部以外が鉄、鉄合金または銅合金のいず
れか１種から構成される前記（１）または（２）に記載
の接合構造を採用したことを特徴とする異種金属材料の
接合構造。 （１０） 接合面が接触子接点部から離れていることを
特徴とする前記（８）または（９）に記載の異種金属材
料の接合構造。 （１１） 接合部の電気抵抗が母材の電気抵抗と同等で
あることを特徴とする前記（８）または（９）に記載の
異種金属材料の接合構造。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を実
施例に基づいて説明する。実施例１ 異なる特性を有する異種金属材料の摩擦圧接による接合
の例として、銅材とこれより剛性の小さいアルミニウム
材の接合部材について説明する。図２は棒状の異種金属
材料の継手の接合構造、図３はパイプ状の異種金属材料
の継手の接合構造を示したものである。図２（１）およ
び図３（１）は、それぞれ棒状およびパイプ状の接合構
造の従来例を示す。
施例に基づいて説明する。実施例１ 異なる特性を有する異種金属材料の摩擦圧接による接合
の例として、銅材とこれより剛性の小さいアルミニウム
材の接合部材について説明する。図２は棒状の異種金属
材料の継手の接合構造、図３はパイプ状の異種金属材料
の継手の接合構造を示したものである。図２（１）およ
び図３（１）は、それぞれ棒状およびパイプ状の接合構
造の従来例を示す。
【００１３】本発明においては、図２（２）および
（３）、および図３（２）および（３）に示すように、
銅材１とこれより剛性の小さいアルミニウム材２の接合
面端部で自由縁Ｘとなす角度θ2 が共に９０度未満とし
た。また、図２（４）および（５）、および図３（４）
および（５）に示すように、銅材１とこれより剛性の小
さいアルミニウム材２の接合面端部で自由縁Ｘとなす角
度θ1 が９０度の場合、他の金属材料の接合面端部で自
由縁Ｘとなす角度θ4 を９０度未満となるように設定し
た。
（３）、および図３（２）および（３）に示すように、
銅材１とこれより剛性の小さいアルミニウム材２の接合
面端部で自由縁Ｘとなす角度θ2 が共に９０度未満とし
た。また、図２（４）および（５）、および図３（４）
および（５）に示すように、銅材１とこれより剛性の小
さいアルミニウム材２の接合面端部で自由縁Ｘとなす角
度θ1 が９０度の場合、他の金属材料の接合面端部で自
由縁Ｘとなす角度θ4 を９０度未満となるように設定し
た。
【００１４】銅材とアルミニウム材の接合面端部で自由
縁となす角度を４０度から１４０度の範囲に変化させた
接合部材を作製し、引張り試験と衝撃試験を行った。引
張り試験の結果を、図４および図５に、また衝撃試験の
結果を、図６および図７に示す。なお、引張り強度比お
よび衝撃強度比は、いずれも９０度における強度を１と
した場合の割合を示した。
縁となす角度を４０度から１４０度の範囲に変化させた
接合部材を作製し、引張り試験と衝撃試験を行った。引
張り試験の結果を、図４および図５に、また衝撃試験の
結果を、図６および図７に示す。なお、引張り強度比お
よび衝撃強度比は、いずれも９０度における強度を１と
した場合の割合を示した。
【００１５】図４および５に示すように、引張り強度
は、接合面端部で自由縁となす角度に関係なく一定値を
示した。しかし、衝撃強度については銅材とアルミニウ
ム材の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０度未満
のとき（図６）、またはどちらか一方が９０度の場合
（図７）、他の材料の接合面端部で自由縁となす角度が
９０度未満のとき、従来の９０度の値よりも高い値を示
している。
は、接合面端部で自由縁となす角度に関係なく一定値を
示した。しかし、衝撃強度については銅材とアルミニウ
ム材の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０度未満
のとき（図６）、またはどちらか一方が９０度の場合
（図７）、他の材料の接合面端部で自由縁となす角度が
９０度未満のとき、従来の９０度の値よりも高い値を示
している。
【００１６】このような傾向は、摩擦圧接のみならず、
冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、超音波接
合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、溶融金属注入、
鋳継ぎ、接着剤を用いた接合のいずれの方法において
も、一方の金属材料あるいは、この金属材料より剛性の
小さい材料の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０
度未満、または、どらか一方が９０度の場合は、残りの
金属材料の接合端部で自由縁となす角度が９０度未満の
とき、従来の９０度の値よりも高い値を示し、これによ
り銅−アルミ部材の信頼性は大幅に向上した。
冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、超音波接
合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、溶融金属注入、
鋳継ぎ、接着剤を用いた接合のいずれの方法において
も、一方の金属材料あるいは、この金属材料より剛性の
小さい材料の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０
度未満、または、どらか一方が９０度の場合は、残りの
金属材料の接合端部で自由縁となす角度が９０度未満の
とき、従来の９０度の値よりも高い値を示し、これによ
り銅−アルミ部材の信頼性は大幅に向上した。
【００１７】また、アルミ材とチタン材、アルミ材と
鋼、銅材と銅クロム材の接合部材においても上記傾向は
同じで剛性の大きな材料、チタン材（アルミ材とチタン
材）、鋼（アルミ材と鋼）、銅クロム材（銅材と銅クロ
ム材）の接合面端部で自由縁となす角度を共に９０度未
満、または、どちらか一方が９０度の場合は、残りの材
料の接合面端部で自由縁となす角度が９０度未満のと
き、従来の９０度の値よりも高い値を示し、接合部材の
信頼性は大幅に向上した。
鋼、銅材と銅クロム材の接合部材においても上記傾向は
同じで剛性の大きな材料、チタン材（アルミ材とチタン
材）、鋼（アルミ材と鋼）、銅クロム材（銅材と銅クロ
ム材）の接合面端部で自由縁となす角度を共に９０度未
満、または、どちらか一方が９０度の場合は、残りの材
料の接合面端部で自由縁となす角度が９０度未満のと
き、従来の９０度の値よりも高い値を示し、接合部材の
信頼性は大幅に向上した。
【００１８】実施例２ 電力用遮断器の通電接触子材料の一実施例を、図８に示
す。通電接触子は閉時の場合、固定側と可動側は接触し
ているが、開時の場合、可動側の通電接触子が操作機構
部に連結して固定側から離れる。一般的に可動側の通電
接触子２は、軽量で導電率の高いアルミ材から構成され
ており、可動側と固定側の接触子が離れるときに生じる
微小のアークによって接点部付近が溶損する。この溶損
部分は開閉操作回数の増加とともに大きくなり、開時の
ときの電流遮断特性が低下する。通電接触子の形状が小
さくなると、さらにこの傾向は大きくなる。
す。通電接触子は閉時の場合、固定側と可動側は接触し
ているが、開時の場合、可動側の通電接触子が操作機構
部に連結して固定側から離れる。一般的に可動側の通電
接触子２は、軽量で導電率の高いアルミ材から構成され
ており、可動側と固定側の接触子が離れるときに生じる
微小のアークによって接点部付近が溶損する。この溶損
部分は開閉操作回数の増加とともに大きくなり、開時の
ときの電流遮断特性が低下する。通電接触子の形状が小
さくなると、さらにこの傾向は大きくなる。
【００１９】可動側の通電接触子の接点部分１にアルミ
材よりも融点および導電率が高い銅材、それ以外の部分
をアルミ材とし、接合界面において、本発明の異種材料
の接合構造とした。銅材とアルミ材を摩擦圧接して、接
合界面を、接合面端部で自由縁となす角度を銅材とアル
ミ材共に９０度未満、または、どちらか一方が９０度の
場合は、残りの材料の接合面端部で自由縁となす角度が
９０度未満とする。従来の銅材とアルミ材の摩擦圧接部
材は、衝撃強度が低く、接合構造の信頼性が低かったた
めに、高導電率の銅−アルミ通電接触子は適用できなか
ったが、本発明の接合構造とすることで、アルミ材の通
電接触子に変えて使用できるようになった。
材よりも融点および導電率が高い銅材、それ以外の部分
をアルミ材とし、接合界面において、本発明の異種材料
の接合構造とした。銅材とアルミ材を摩擦圧接して、接
合界面を、接合面端部で自由縁となす角度を銅材とアル
ミ材共に９０度未満、または、どちらか一方が９０度の
場合は、残りの材料の接合面端部で自由縁となす角度が
９０度未満とする。従来の銅材とアルミ材の摩擦圧接部
材は、衝撃強度が低く、接合構造の信頼性が低かったた
めに、高導電率の銅−アルミ通電接触子は適用できなか
ったが、本発明の接合構造とすることで、アルミ材の通
電接触子に変えて使用できるようになった。
【００２０】本発明のように、可動側の通電接触子の接
点部分を銅材に置き換えてそれ以外の部分を従来の軽量
のアルミ材とすることで導電性が高く、溶損が小さく、
軽量で、また形状が従来径の半分に小さくなっても良好
に大電流の開閉が行える通電接触子とできた。この効果
は、接触子接点部が銅、銅合金で、接点部以外が、アル
ミ材またはアルミ合金から構成された場合、同様の傾向
を示す。
点部分を銅材に置き換えてそれ以外の部分を従来の軽量
のアルミ材とすることで導電性が高く、溶損が小さく、
軽量で、また形状が従来径の半分に小さくなっても良好
に大電流の開閉が行える通電接触子とできた。この効果
は、接触子接点部が銅、銅合金で、接点部以外が、アル
ミ材またはアルミ合金から構成された場合、同様の傾向
を示す。
【００２１】また接合面が、接点部に近いと開閉時にお
けるアークの熱により、接合面がダメージを受け、衝撃
強度の低下となるために接合面は接点部から離すことが
望ましい。また、接合部での電気抵抗が高いと通電時に
接合部が加熱し、拡散接合層が成長して強度が低下する
ため、接合部の電気抵抗は、母材の電気抵抗と同等であ
る事が望ましい。
けるアークの熱により、接合面がダメージを受け、衝撃
強度の低下となるために接合面は接点部から離すことが
望ましい。また、接合部での電気抵抗が高いと通電時に
接合部が加熱し、拡散接合層が成長して強度が低下する
ため、接合部の電気抵抗は、母材の電気抵抗と同等であ
る事が望ましい。
【００２２】実施例３ 電力用遮断器の固定側と可動側アーク接触子を、図９に
示す。アーク接触子は閉時の場合、固定側と可動側は接
触しているが、開時の場合、可動側のアーク接触子が操
作機構部に連結して固定側から離れる。一般的にアーク
接触子は、接点部に耐アーク性の銅−タングステン合金
と接点部以外に銅クロム合金がもちいられ、銀ロウ付け
による接合から構成されているが、接合部における電気
抵抗が銅−タングステン合金の３倍と大きく、また融点
が銅クロム合金の１／２と小さい。このため、小型化す
ると可動側と固定側の接触子が離れるときに生じる大電
流のアークによる高熱で接合部の銀ロウが溶けてしま
い、小型化ができなかった。
示す。アーク接触子は閉時の場合、固定側と可動側は接
触しているが、開時の場合、可動側のアーク接触子が操
作機構部に連結して固定側から離れる。一般的にアーク
接触子は、接点部に耐アーク性の銅−タングステン合金
と接点部以外に銅クロム合金がもちいられ、銀ロウ付け
による接合から構成されているが、接合部における電気
抵抗が銅−タングステン合金の３倍と大きく、また融点
が銅クロム合金の１／２と小さい。このため、小型化す
ると可動側と固定側の接触子が離れるときに生じる大電
流のアークによる高熱で接合部の銀ロウが溶けてしま
い、小型化ができなかった。
【００２３】そこで、アーク接触子の接点部に耐アーク
性の銅−タングステン合金と接点部以外に銅−クロム合
金を、接合界面において、本発明の接合構造とした。す
なわち、銅−タングステン合金と銅−クロム合金を摩擦
圧接して、接合界面を接合体の銅−クロム合金より剛性
の高い銅−タングステン合金において、接合面端部で自
由縁となす角度を銅クロム合金と銅−タングステン合金
材共に９０度未満、または、どちらか一方が９０度の場
合は、残りの材料の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満とする。これにより、接合構造の信頼性が向上
して、銅−タングステン合金と銅−クロム合金の摩擦圧
接による接合構造が従来材に変えて適用でき、小型化も
達成できるようになった。
性の銅−タングステン合金と接点部以外に銅−クロム合
金を、接合界面において、本発明の接合構造とした。す
なわち、銅−タングステン合金と銅−クロム合金を摩擦
圧接して、接合界面を接合体の銅−クロム合金より剛性
の高い銅−タングステン合金において、接合面端部で自
由縁となす角度を銅クロム合金と銅−タングステン合金
材共に９０度未満、または、どちらか一方が９０度の場
合は、残りの材料の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満とする。これにより、接合構造の信頼性が向上
して、銅−タングステン合金と銅−クロム合金の摩擦圧
接による接合構造が従来材に変えて適用でき、小型化も
達成できるようになった。
【００２４】この効果は、接触子接点部が銅−タングス
テン合金、接点部以外が、鉄、鉄合金、銅合金から構成
された場合でも、同様の傾向を示す。
テン合金、接点部以外が、鉄、鉄合金、銅合金から構成
された場合でも、同様の傾向を示す。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、一方の金属材料と、こ
れより剛性の小さい金属材料とを接合する構造におい
て、一方の金属材料あるいは、これより剛性の小さい材
料の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０度未満、
または、どちらか一方が９０度の場合は、残りの金属材
料の接合面端部で自由縁となす角度を９０度未満となる
ように設定した異種材料間の接合構造とすることで、衝
撃強度が高く、信頼性の高い異種金属材料の接合構造が
達成できる。
れより剛性の小さい金属材料とを接合する構造におい
て、一方の金属材料あるいは、これより剛性の小さい材
料の接合面端部で自由縁となす角度が共に９０度未満、
または、どちらか一方が９０度の場合は、残りの金属材
料の接合面端部で自由縁となす角度を９０度未満となる
ように設定した異種材料間の接合構造とすることで、衝
撃強度が高く、信頼性の高い異種金属材料の接合構造が
達成できる。
【図１】従来の摩擦圧接による異種金属材料の接合の説
明図である。
明図である。
【図２】棒状の異種金属材料の継手の接合構造を示す図
である。
である。
【図３】パイプ状の異種金属材料の継手の接合構造を示
す図である。
す図である。
【図４】異種金属材料の接合構造における引張り強度を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】異種金属材料の接合構造における引張り強度を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】異種金属材料の接合構造における衝撃強度を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】異種金属材料の接合構造における衝撃強度を示
すグラフである。
すグラフである。
【図８】本発明の接合構造を採用した電力用遮断器の通
電接触子の概略構造を示す図である。
電接触子の概略構造を示す図である。
【図９】本発明の接合構造を採用した電力用遮断器のア
ーク接触子の概略構造を示す図である。
ーク接触子の概略構造を示す図である。
１ 金属材料 ２ 金属材料１よりも剛性の小さい金属材料 ３ 摩擦圧接装置のチャックの固定軸 ４ 回転軸 ５ 金属材料のバリ Ｐ 加圧力 Ｘ 自由縁 θ1 金属材料２の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度 θ2 金属材料１と２の接合面端部で自由縁となす角度
が９０度未満 θ3 金属材料２の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満 θ4 金属材料２の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満 θ5 接合面端部で自由縁となす角度の一方が９０度で
他の金属材料の接合面端部で自由縁となす角度が９０度
未満
０度 θ2 金属材料１と２の接合面端部で自由縁となす角度
が９０度未満 θ3 金属材料２の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満 θ4 金属材料２の接合面端部で自由縁となす角度が９
０度未満 θ5 接合面端部で自由縁となす角度の一方が９０度で
他の金属材料の接合面端部で自由縁となす角度が９０度
未満
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 103:18
Claims (11)
- 【請求項１】一方の金属材料と、この金属材料より剛性
の小さい金属材料との接合において、前記一方の金属材
料および前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由
縁となす角度が共に９０度未満となるように設定したこ
とを特徴とする、異種金属材料の接合構造。 - 【請求項２】一方の金属材料と、この金属材料より剛性
の小さい金属材料との接合において、前記一方の金属材
料または前記剛性の小さい金属材料の接合面端部で自由
縁となす角度のいずれか一方が９０度の場合、残りの金
属材料の接合面端部での自由縁となす角度を９０度未満
となるように設定したことを特徴とする、異種金属材料
の接合構造。 - 【請求項３】剛性の異なる異種金属材料の接合手段が、
摩擦圧接、冷間圧接、熱間圧接、拡散接合、爆発圧接、
鍛接、超音波接合、ろう付け、はんだ付け、抵抗溶接、
溶融金属注入、鋳継ぎ、接着剤を用いた接合のいずれか
の方法であることを特徴とする請求項１または２に記載
の異種金属材料の接合構造。 - 【請求項４】一方の金属材料が銅または銅合金であり、
前記金属材料より剛性の小さい金属材料がアルミニウム
またはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項
１または２に記載の異種金属材料の接合構造。 - 【請求項５】一方の金属材料がチタンまたはチタン合金
であり、前記金属材料より剛性の小さい金属材料がアル
ミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の異種金属材料の接合構造。 - 【請求項６】一方の金属材料が鋼であり、前記金属材料
より剛性の小さい金属材料がアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金であることを特徴とする請求項１または２に
記載の異種金属材料の接合構造。 - 【請求項７】一方の金属材料が鋼であり、前記金属材料
より剛性の小さい金属材料が銅または銅合金であること
を特徴とする請求項１または２に記載の異種金属材料の
接合構造。 - 【請求項８】電力用遮断器に使用される通電接触子の接
触子接点部が銅または銅合金であり、前記接触子接点部
以外がアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成さ
れる請求項１または２に記載の接合構造を採用したこと
を特徴とする異種金属材料の接合構造。 - 【請求項９】電力用遮断器に使用されるアーク接触子の
接触子接点部が銅−タングステン合金であり、前記接触
子接点部以外が鉄、鉄合金または銅合金のいずれか１種
から構成される請求項１または２に記載の接合構造を採
用したことを特徴とする異種金属材料の接合構造。 - 【請求項１０】接合面が接触子接点部から離れているこ
とを特徴とする請求項８または９に記載の異種金属材料
の接合構造。 - 【請求項１１】接合部の電気抵抗が母材の電気抵抗と同
等であることを特徴とする請求項８または９に記載の異
種金属材料の接合構造。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9342554A JPH11176268A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 異種金属材料の接合構造 |
| US09/193,845 US6492037B2 (en) | 1997-07-11 | 1998-11-18 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
| KR1019980049402A KR100315590B1 (ko) | 1997-11-19 | 1998-11-18 | 이종금속 재료의 접합구조 |
| CA002432944A CA2432944C (en) | 1997-11-19 | 1998-11-18 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
| CA002254349A CA2254349C (en) | 1997-11-19 | 1998-11-18 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
| EP08010598A EP1962353A3 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
| CNB981249485A CN1187160C (zh) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | 异种金属材料的接合结构 |
| EP98121581A EP0923145A3 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
| US10/270,156 US6692841B2 (en) | 1997-11-19 | 2002-10-15 | Joined structure of dissimilar metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9342554A JPH11176268A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 異種金属材料の接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176268A true JPH11176268A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18354659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9342554A Pending JPH11176268A (ja) | 1997-07-11 | 1997-12-12 | 異種金属材料の接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11176268A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003014612A1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Jgc Corporation | Method and structure for connecting difficult-to-join pipes to be used at high temperature |
| JP2007307423A (ja) * | 2002-08-08 | 2007-11-29 | Terumo Corp | ガイドワイヤ |
| US7892187B2 (en) | 2002-08-23 | 2011-02-22 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| JP2011156406A (ja) * | 2002-08-08 | 2011-08-18 | Terumo Corp | ガイドワイヤ |
| US9056189B2 (en) | 2002-08-08 | 2015-06-16 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| WO2021095528A1 (ja) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 国立大学法人大阪大学 | 異材固相接合方法、異材固相接合構造物及び異材固相接合装置 |
| WO2025046854A1 (ja) | 2023-08-31 | 2025-03-06 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP9342554A patent/JPH11176268A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003014612A1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Jgc Corporation | Method and structure for connecting difficult-to-join pipes to be used at high temperature |
| US9056189B2 (en) | 2002-08-08 | 2015-06-16 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| JP2007307423A (ja) * | 2002-08-08 | 2007-11-29 | Terumo Corp | ガイドワイヤ |
| US9295814B2 (en) | 2002-08-08 | 2016-03-29 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| JP2011156406A (ja) * | 2002-08-08 | 2011-08-18 | Terumo Corp | ガイドワイヤ |
| US7922673B2 (en) | 2002-08-23 | 2011-04-12 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| US8124905B2 (en) | 2002-08-23 | 2012-02-28 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| US8348860B2 (en) | 2002-08-23 | 2013-01-08 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| US8109887B2 (en) | 2002-08-23 | 2012-02-07 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| US7892187B2 (en) | 2002-08-23 | 2011-02-22 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire |
| WO2021095528A1 (ja) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 国立大学法人大阪大学 | 異材固相接合方法、異材固相接合構造物及び異材固相接合装置 |
| JPWO2021095528A1 (ja) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | ||
| US11872651B2 (en) | 2019-11-12 | 2024-01-16 | Osaka University | Dissimilar material solid phase bonding method, dissimilar material solid phase bonded structure, and dissimilar material solid phase bonding device |
| WO2025046854A1 (ja) | 2023-08-31 | 2025-03-06 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池 |
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