JPH0133011B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0133011B2 JPH0133011B2 JP58043335A JP4333583A JPH0133011B2 JP H0133011 B2 JPH0133011 B2 JP H0133011B2 JP 58043335 A JP58043335 A JP 58043335A JP 4333583 A JP4333583 A JP 4333583A JP H0133011 B2 JPH0133011 B2 JP H0133011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- amount
- contact material
- alloy
- vacuum
- 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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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、大電流しや断特性に優れ、かつ耐
電圧性能の高い真空しや断器用接点材料の製造方
法に関するものである。
電圧性能の高い真空しや断器用接点材料の製造方
法に関するものである。
真空しや断器は、その無保守、無公害性、優れ
たしや断性能等の利点を持つため、適用範囲が急
速に拡大して来ている。また、それに伴い、より
大きなしや断容量や高い耐電圧が要求されてい
る。一方、真空しや断器の性能は真空容器内の接
点材料によつて決定される要素がきわめて大であ
る。
たしや断性能等の利点を持つため、適用範囲が急
速に拡大して来ている。また、それに伴い、より
大きなしや断容量や高い耐電圧が要求されてい
る。一方、真空しや断器の性能は真空容器内の接
点材料によつて決定される要素がきわめて大であ
る。
従来、この種の接点材料として銅一クロム（以
下Cu−Crと表示する。他の元素および元素の組
み合せからなる合金についても同様に元素記号で
表示する。）などのように真空耐電圧に優れた金
属（Cr、Coなど）と電気伝導度の優れたCuとの
組み合せからなる材料がしや断性能や耐電圧性能
に優れているため、大電流や高電圧域ではよく使
用されている。
下Cu−Crと表示する。他の元素および元素の組
み合せからなる合金についても同様に元素記号で
表示する。）などのように真空耐電圧に優れた金
属（Cr、Coなど）と電気伝導度の優れたCuとの
組み合せからなる材料がしや断性能や耐電圧性能
に優れているため、大電流や高電圧域ではよく使
用されている。
しかし、大電流化、高電圧化への要求はさらに
厳しく、従来の接点材料では要求性能を十分に満
足させることが困難となつている。又、真空しや
断器の小型化に対しても同様に従来の接点性能で
は十分でなく、より優れた性能を持つ接点材料が
求められていた。
厳しく、従来の接点材料では要求性能を十分に満
足させることが困難となつている。又、真空しや
断器の小型化に対しても同様に従来の接点性能で
は十分でなく、より優れた性能を持つ接点材料が
求められていた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、大電流しや断特性
に優れ、かつ高耐電圧性能を有する真空しや断器
用接点材料の製造方法を提供することを目的とし
ている。
去するためになされたもので、大電流しや断特性
に優れ、かつ高耐電圧性能を有する真空しや断器
用接点材料の製造方法を提供することを目的とし
ている。
我々はCuに種々の金属、合金、金属間化合物
を添加した接点材料を試作し、真空スイツチ管に
組み込んで種々の実験を行なつた。この結果、
Cu、Cr、及びTiが、各々単体金属、三者もしく
は二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合
物、又はそれらの複合体として分布している接点
材料は非常にしや断性能が優れていることがわか
つた。この発明の真空しや断器用接点材料の製造
方法は、Cuを含有すると共に、他の成分として
Crが20〜30重量％及びTiが３重量％以下の範囲
含有する粉末を成形して焼結するものである。又
Cu、Cr及びTiが、各々単体金属、三者もしくは
二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合物、
又それらの複合体として分布していてもよい。
を添加した接点材料を試作し、真空スイツチ管に
組み込んで種々の実験を行なつた。この結果、
Cu、Cr、及びTiが、各々単体金属、三者もしく
は二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合
物、又はそれらの複合体として分布している接点
材料は非常にしや断性能が優れていることがわか
つた。この発明の真空しや断器用接点材料の製造
方法は、Cuを含有すると共に、他の成分として
Crが20〜30重量％及びTiが３重量％以下の範囲
含有する粉末を成形して焼結するものである。又
Cu、Cr及びTiが、各々単体金属、三者もしくは
二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合物、
又それらの複合体として分布していてもよい。
以下、この発明の一実施例による真空しや断器
用接点材料を図について説明する。
用接点材料を図について説明する。
第１図は真空スイツチ管の構造図で、真空絶縁
容器１と、前記真空絶縁容器１の両端を閉塞する
端板２および３とにより形成された容器内部に電
極４および５が、それぞれ電極棒６および７の一
端に、お互いが対向するよう配置されている。前
記電極７は、ベローズ８を介して前記端板３に気
密を損うことなく軸方向の動作が可能なように接
合されている。シールド９および１０がアークに
より発生する蒸気で汚染されることがないよう、
それぞれ前記真空絶縁容器１の内面および前記ベ
ローズ８を覆つている。電極４および５の構成を
第２図に示す。電極５はその背面で電極棒７にろ
う材５１を介挿してろう付されている。前記電極
４，５はこの発明の一実施例によるCu−Cr−Ti
系接点材料から成つている。
容器１と、前記真空絶縁容器１の両端を閉塞する
端板２および３とにより形成された容器内部に電
極４および５が、それぞれ電極棒６および７の一
端に、お互いが対向するよう配置されている。前
記電極７は、ベローズ８を介して前記端板３に気
密を損うことなく軸方向の動作が可能なように接
合されている。シールド９および１０がアークに
より発生する蒸気で汚染されることがないよう、
それぞれ前記真空絶縁容器１の内面および前記ベ
ローズ８を覆つている。電極４および５の構成を
第２図に示す。電極５はその背面で電極棒７にろ
う材５１を介挿してろう付されている。前記電極
４，５はこの発明の一実施例によるCu−Cr−Ti
系接点材料から成つている。
以下に種々の測定あるいは試験を行なつた結果
について説明する。
について説明する。
第３図は合金中のCr量を25重量％に固定した
ものに添加したTi量としや断容量の関係を示し
たものであり、Ti量が３重量％以下の範囲で従
来品Cu−25重量％Cr合金）に比較してしや断性
能が著しく上昇していることがわかる。
ものに添加したTi量としや断容量の関係を示し
たものであり、Ti量が３重量％以下の範囲で従
来品Cu−25重量％Cr合金）に比較してしや断性
能が著しく上昇していることがわかる。
Tiの添加量としては１重量％以下の範囲でピ
ークを示し、それ以上添加量を増加すると逆にし
や断容量の減少が生じる。即ち、Cu中にCrとTi
が共存して、その相互作用により、しや断性能を
上昇させるが、ある程度以上Tiを増加させると
CrとTiが化合物などを多量に生じてCuマトリツ
クスの電気伝導度や熱伝導度が著しく低下し、ア
ークによる熱入力をすみやかに放散することが困
難になり、しや断性能を低下させるためである。
ークを示し、それ以上添加量を増加すると逆にし
や断容量の減少が生じる。即ち、Cu中にCrとTi
が共存して、その相互作用により、しや断性能を
上昇させるが、ある程度以上Tiを増加させると
CrとTiが化合物などを多量に生じてCuマトリツ
クスの電気伝導度や熱伝導度が著しく低下し、ア
ークによる熱入力をすみやかに放散することが困
難になり、しや断性能を低下させるためである。
大電流用に使用する場合、Ti添加量として、
しや断容量がCu−25％Cr合金の1.5倍を上回る1.5
重量％以下が最も望ましい。なお、この実験に使
用したCu−Cr−Ti合金はCu粉とCr粉及びTi粉を
各々必要量配合した混合粉を成形、焼結して得ら
れたものである。
しや断容量がCu−25％Cr合金の1.5倍を上回る1.5
重量％以下が最も望ましい。なお、この実験に使
用したCu−Cr−Ti合金はCu粉とCr粉及びTi粉を
各々必要量配合した混合粉を成形、焼結して得ら
れたものである。
第３図の縦軸は従来品のCu−25重量％Cr合金
のしや断容量の値を１とした比率を示し、横軸は
Ti添加量を示す。
のしや断容量の値を１とした比率を示し、横軸は
Ti添加量を示す。
第４図は同様にTi添加量と電気伝導度の関係
を示すものである。図から明らかなようにTi量
が１重量％以下では従来品（Cu−25重量％Cr合
金）と差がわずかであるが、添加量が増加すれ
ば、Ti量と共に電気伝導度が低下し始め、３重
量％を越えるとかなり悪くなる。この電気伝導度
の低下と共に接触抵抗も増大し、Ti量が３重量
％を越えると負荷開閉中及びしや断後の通電に悪
影響を及ぼすこともあるため、しや断性能的には
Tiは５重量％以下まで有効であるが、接触抵抗
を重視する用途にはTi量３重量％以下の範囲が
望ましい。第４図の縦軸は従来品（Cu−25重量
％Cr合金）の電気伝導度の値を１とした比率を
示す。
を示すものである。図から明らかなようにTi量
が１重量％以下では従来品（Cu−25重量％Cr合
金）と差がわずかであるが、添加量が増加すれ
ば、Ti量と共に電気伝導度が低下し始め、３重
量％を越えるとかなり悪くなる。この電気伝導度
の低下と共に接触抵抗も増大し、Ti量が３重量
％を越えると負荷開閉中及びしや断後の通電に悪
影響を及ぼすこともあるため、しや断性能的には
Tiは５重量％以下まで有効であるが、接触抵抗
を重視する用途にはTi量３重量％以下の範囲が
望ましい。第４図の縦軸は従来品（Cu−25重量
％Cr合金）の電気伝導度の値を１とした比率を
示す。
第５図は同様にTi添加量と硬度Ａ及び耐電圧
Ｂ性能との関係を示すものである。図から明らか
なようにTi量が１重量％以下では硬度の上昇は
ほとんどなく、１重量％以上でしだいに硬度が上
昇する。これはTi量１重量％以上でCuとTiが反
応し、金属間化合物を多量に形成して、Cuマト
リツクスの硬度を上昇させるものである。一方、
耐電圧はTi量が0.5重量％程度にピークがあり、
その後３重量％程度まで低下したのち、また上昇
する。Ti量３重量％以上での耐電圧性能の上昇
は硬度の上昇によるものと思われるが、３重量％
Ti以下においては硬度の上昇と直接関連性がな
いようである。このように耐電圧性と硬度の両方
からみて、材料の加工性などを考慮するとTi量
は３重量％以下がより望ましい。第５図の縦軸は
従来品（Cu−25重量％Cr合金）の硬度および耐
電圧の値を１とした比率を示す。
Ｂ性能との関係を示すものである。図から明らか
なようにTi量が１重量％以下では硬度の上昇は
ほとんどなく、１重量％以上でしだいに硬度が上
昇する。これはTi量１重量％以上でCuとTiが反
応し、金属間化合物を多量に形成して、Cuマト
リツクスの硬度を上昇させるものである。一方、
耐電圧はTi量が0.5重量％程度にピークがあり、
その後３重量％程度まで低下したのち、また上昇
する。Ti量３重量％以上での耐電圧性能の上昇
は硬度の上昇によるものと思われるが、３重量％
Ti以下においては硬度の上昇と直接関連性がな
いようである。このように耐電圧性と硬度の両方
からみて、材料の加工性などを考慮するとTi量
は３重量％以下がより望ましい。第５図の縦軸は
従来品（Cu−25重量％Cr合金）の硬度および耐
電圧の値を１とした比率を示す。
発明者らは第３図に示したようなTi添加量と
しや断容量の関係をCr量を５〜40重量％まで
種々変化させた合金についても実験したが、どの
Cr量の場合にもTi量0.5重量％程度でしや断容量
のピークが存在することを見出した。そこでT1
量を0.5重量％に固定して、Cr量を変化させた実
験から次のことが明らかになつた。即ち、Cr量
が30重量％以下の範囲で従来品（Cu−25重量％
Cr）のしや断容量を上回る結果が得られたが、
一方Cr量が20重量％未満の場合には耐溶着性、
耐電圧が不十分でしや断器用接点として不適であ
つた。従つて、Cr量は20〜30重量％の範囲が望
ましい。
しや断容量の関係をCr量を５〜40重量％まで
種々変化させた合金についても実験したが、どの
Cr量の場合にもTi量0.5重量％程度でしや断容量
のピークが存在することを見出した。そこでT1
量を0.5重量％に固定して、Cr量を変化させた実
験から次のことが明らかになつた。即ち、Cr量
が30重量％以下の範囲で従来品（Cu−25重量％
Cr）のしや断容量を上回る結果が得られたが、
一方Cr量が20重量％未満の場合には耐溶着性、
耐電圧が不十分でしや断器用接点として不適であ
つた。従つて、Cr量は20〜30重量％の範囲が望
ましい。
また図示しないが、上記合金にBi、Te、Sb、
Tl、Pb、Se、Ce及びCaのうち少なくとも１つの
低融点金属、その合金、その金属間化合物、並び
にその酸化物のうち少なくとも１種以上を20重量
％以下添加した低さい断真空しや断器用接点にお
いても、前記実施例と同様にしや断性能や耐電圧
性能を上昇させる効果があることを確認してい
る。
Tl、Pb、Se、Ce及びCaのうち少なくとも１つの
低融点金属、その合金、その金属間化合物、並び
にその酸化物のうち少なくとも１種以上を20重量
％以下添加した低さい断真空しや断器用接点にお
いても、前記実施例と同様にしや断性能や耐電圧
性能を上昇させる効果があることを確認してい
る。
なお、低融点金属、その合金、その金属間化合
物、並びにその酸化物のうち少なくとも１種以上
を20重量％以上添加した場合には著しく、しや断
性能が低下した。又、低融点金属がCe、あるい
はCaの場合は、若干特性が落ちた。
物、並びにその酸化物のうち少なくとも１種以上
を20重量％以上添加した場合には著しく、しや断
性能が低下した。又、低融点金属がCe、あるい
はCaの場合は、若干特性が落ちた。
以上のように、この発明は、銅を含有すると共
に、他の成分としてクロムが20〜30重量％及びチ
タンが３重量％以下の範囲含有する粉末を成形し
て焼結するものであるので、しや断性能に優れ、
かつ高耐電圧性能を有する真空しや断器用接点材
料の製造方法が得られる効果がある。
に、他の成分としてクロムが20〜30重量％及びチ
タンが３重量％以下の範囲含有する粉末を成形し
て焼結するものであるので、しや断性能に優れ、
かつ高耐電圧性能を有する真空しや断器用接点材
料の製造方法が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による真空しや断
器用接点材料を適用する真空スイツチ管の構造を
示す断面図、第２図はその第１図の電極部分の拡
大断面図である。第３図はこの発明の実施例によ
る接点材料におけるCr量を25重量％に固定した
合金に対してTi添加量を変化させた時のしや断
容量の変化を示す特性図、第４図はこの発明の実
施例による接点材料におけるCr量を25重量％に
固定した合金に対してTi添加量を変化させた時
の電気伝導度の変化を示す特性図、第５図はこの
発明の実施例による接点材料におけるCr量を25
重量％に固定した合金に対してTi添加量を変化
させた時の硬度Ａと耐電圧Ｂ性能の変化を示す特
性図である。 １……真空絶縁容器、２，３……端板、４，５
……電極、６，７……電極棒、８……ベローズ、
９，１０……シールド、５１……ろう材。
器用接点材料を適用する真空スイツチ管の構造を
示す断面図、第２図はその第１図の電極部分の拡
大断面図である。第３図はこの発明の実施例によ
る接点材料におけるCr量を25重量％に固定した
合金に対してTi添加量を変化させた時のしや断
容量の変化を示す特性図、第４図はこの発明の実
施例による接点材料におけるCr量を25重量％に
固定した合金に対してTi添加量を変化させた時
の電気伝導度の変化を示す特性図、第５図はこの
発明の実施例による接点材料におけるCr量を25
重量％に固定した合金に対してTi添加量を変化
させた時の硬度Ａと耐電圧Ｂ性能の変化を示す特
性図である。 １……真空絶縁容器、２，３……端板、４，５
……電極、６，７……電極棒、８……ベローズ、
９，１０……シールド、５１……ろう材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅を含有すると共に、他の成分としてクロム
を20〜30重量％及びチタンを３重量％以下の範囲
含有する粉末を成形して焼結する真空しや断器用
接点材料の製造方法。 ２ 粉末がチタンを1.5重量％以下の範囲含有す
る特許請求の範囲第１項記載の真空しや断器用接
点材料の製造方法。 ３ 粉末に銅、クロム、及びチタンが、各々単体
金属、三者もしくは二者の合金、三者もしくは二
者の金属間化合物、又はそれらの複合体として分
布している特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の真空しや断器用接点材料の製造方法。 ４ 粉末がビスマス、テルル、アンチモン、タリ
ウム、鉛、セレン、セリウム及びカルシウムのう
ちの少なくとも１つの低融点金属、その合金、そ
の金属間化合物、並びにその酸化物のうち少なく
とも１種以上を20重量％以下含有している特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
真空しや断器用接点材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333583A JPS59167926A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 真空しゃ断器用接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4333583A JPS59167926A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 真空しゃ断器用接点材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59167926A JPS59167926A (ja) | 1984-09-21 |
| JPH0133011B2 true JPH0133011B2 (ja) | 1989-07-11 |
Family
ID=12660961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4333583A Granted JPS59167926A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 真空しゃ断器用接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59167926A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60172116A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-05 | 三菱電機株式会社 | 真空しや断器用接点 |
| JP2640142B2 (ja) * | 1989-06-05 | 1997-08-13 | 三菱電機株式会社 | 真空スイッチ管用接点材およびその製法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2240493C3 (de) * | 1972-08-17 | 1978-04-27 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Durchdringungsverbundmetall als Kontaktwerkstoff für Vakuumschalter und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4333583A patent/JPS59167926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59167926A (ja) | 1984-09-21 |
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