JPH0325821A - 真空バルブ用接点 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、接点基体の少なくとも電極との接合面に、金
属中間層を備えた真空バルブ用接点に関する。

（従来の技術） 第３図は、従来の一般的な真空バルブの構或を示したも
のであり、円筒状の絶縁容器２０と、その両端面に封止
金具２１．２２を介して装着された金属製の端板２３，
２４とで容器が構威され、内部に遮断室２５が形成され
ている。この遮断室２５内には端板２３を気密に貫通し
て第１の導電棒２６が固定され、端板２４を貫通して第
２の導電棒２７が軸方向に可動可能に設けられている。

第１の導電棒２６と第２の導電棒２７の対向端には、接
点２８がついた固定電極２９と、接点３０がついた可動
電極３１がある。第２の導電棒２７と端板２４との間に
は、気密のためにベローズ３４が取付けられている。ま
た、このベローズ３４には両接点２８．３０間のアーク
蒸気から保護するためにベローズ力バー３５が没けられ
ている。

さらに、絶縁容器２０をアーク蒸気から保謹するために
アークシールド３６が設けられ、開閉動作は図示しない
駆動機構と導電棒２７で行なわれる。

ここで、固定電極２９と可動電極３】の詳細を、可動電
極１の例で第４図を参照して説明する。

可動電極３１は導電棒２７に対しては、ろう付部３２を
介して取付けられ、また、ろう付部３３を介して接点３
０が取付けられている。

従来、このような接点材料としては、ＣｕＢｉ系、Ｃｕ
−Ｔｅ系、Ｃｕ−Ｗ系、Ｃｕ−ＷＣ系、Ａｇ−Ｗ系、Ａ
ｇ−ＷＣ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｔｔ系等の合金材料
が、目的に応じて適宜使いわけられている。

（発明が解決しようとする課題） 一般に真空遮断器用接点は、水素還元雰囲気山あるいは
窒素ないし真空雰囲気中において電極とのろう付けが行
われる。

ところで、従来、接点材料の構成成分である導電性成分
として、Ａｇ−Ｃｕ合金が用いられている接点において
は、電極と接点とをろう付けする工程で、接合材料の溶
融に導かれて接点の構成成分であるＡｇ−Ｃｕ合金が外
部に流れ出るという問題がある。このようにして流れ出
たＡｇ−Ｃｕ合金は、電極の表面に凹凸を形威したり、
付着することによって表面を荒れた状態にする。

この様に荒れた表面を有する電極では、再点弧特性の面
で真空バルブに必要とされる遮断性能か得られず、また
信頼性の点ても大きな問題点をｒｉしていた。

本発明は上述した従来の技術の問題点に鑑みてなされも
のであり、品質、特に耐電圧の面で信頼性の高い真空バ
ルブ用接点を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための千一段） 本発明の真空バルブ用接点は、ＡｇおよびＣｕからなる
高導電性成分に耐弧性成分を含有させてなるＡ　ｇ　−
　Ｃ　ｕ系真空バルブ用接点であって、該接点を構成す
る前記高導電性成分の少なくとも１種に対して１重量％
以上の固溶度を有し、かつ、前記高導電成分よりも高い
融解温度を有する金属からなる中間層が、前記接点の少
なくとも電極との接合面に形威されてなることを特徴と
している。

本発明の真空バルブ用接点は、第′１図および第２図に
示すように、接点基体１０とこの接点基体１０の電極接
合面に、金属の中間層１１を、化学法、電気法あるいは
イオンブレーティングｌ去等のメッキ法で設けることに
より得られる。

接点基体の接合面と接合材料（たとえばロウ＋４）との
間に、上記のような中間層を備えることによって、電極
に接点を接合する際に生じる接点とＩ容融した接合材料
との接触を極力防ｒＬ−することか可能となる。したが
って、溶融金属（接合材料）との接触に起因するところ
の、接点構成成分であるＡｇ−Ｃｕ合金の接点からの流
出を効果的に防止することができる。そしてこれにより
、溶融金属の接触による腐蝕及び溶融金属の付着等によ
る電極面における凹凸の発生を防止することができる。

前記接点基体に設ける中間層の金属は、接点基体及び接
合材料となじみが良いことが重要である。

接合材料は導電率の面からＣｕおよびＡｇを主成分とす
る合金が使われる。したがって中間層の金属としてＣｕ
またはＡｇと固溶度を有するものが好ましい。また、接
点と溶融し接点材料との接触を少なくする点から、接合
材料よりも高融点であり、厚さが少なくとも１μｍ以上
であることが好ましい。

このよう・な観点で、本発明の中間層の材料としては、
Ｆｅ，Ｃｏ、Ｎ１およびＣ『が特に好ましく用いられる
。また、上述したＣｕまたはＡｇに対する固溶度として
は１重量％以上であることが望ましい。

また、本発明の接点は、ＡｇおよびＣｕを高導電性成分
とし、これに耐弧成分を含有させてなるが、高導電性成
分の含有量としては、ＡｇとＣｕとの総計量が２５〜６
５重量％であり、ＡｇとＣｕとの総計量中に占めるＡｇ
の比率が４０〜８０重量％であることが好ましい。

さらに、耐弧性成分は、ＴｉＳＺｒ、ＶＳＮｂ，Ｔ　ａ
　ｓ　Ｃ　ｒ、ＭＯ、ＷおよびＬａの炭化物および（ま
たは）ホウ化物が好ましく用いられ、これらの耐弧性成
分の含有量としては、３５〜７５重量％の範囲が好まし
い。

このように、本発明の真空バルブ用接点は、これを電極
にろう付した場合、接合材料の溶融に伴う接点構成成分
の流出が起こらず、流出に起因する電極の表面荒れを防
止できることから、再点弧特性の低下が起こらず、した
がって、信頼性の高い真空バルブを得ることができる。

（実施例） 本発明の接点を、製造方法に即して具体的に説明する。

まず、所定量のＷＣとＣＯ粉末、及びＡｇとＣｕ粉末（
またはＡｇ−Ｃｕ合金粉末）を用意し、これらを混合す
る。その後加圧成形して粉末成形体を得る。

引続き、この粉末成形体を、たとえば露点が−５０℃以
下の水素雰囲気、あるいは真空度が１．３Ｘ１０−’Ｐ
ａ以下で所定温度、例えば１１５０℃×ＩＨ『にて仮焼
結し、仮焼結体を得る。

引続き、この仮焼結体の残存空孔中に所定量および所定
比率のＡｇ−Ｃｕを１１５０℃×ＩＨ『の条件で溶浸し
Ａｇ−Ｃｕ−Ｃｏ−ＷＣ合金を得る。溶浸は主として水
素中で行うが、真空仲でも可能である。

Ｃｏを配合しないＡｇ−Ｃｕ−ＷＣ合金製逍ｈ゛法、Ｃ
ｏを他金属に置換えた合金の製遣方法、及びＷＣを他の
炭化物または硼化物で置換えた合金の製造方沃について
も上記とほぼ同様である。

実施例−１〜３、比較例−１〜２ 再点弧特性を調査するために、前述した方広で第１表に
示した接点を作製するにあたって、接合材と接点の接合
面との間（接点面を除く仝而）に、中間層（Ｎｉ）のな
い場合（比較例−１）及び同中間層の厚さを０．　　２
、１．０，４．０、１５．０μｍ（比較例−２、実施例
−１〜３）とした場合の各々について用意した。

後述する方法で測定した再点弧特性を下記第１表に示す
。

その結果によると中間層の厚さが０８　２μｍ（比較例
−２）では再点弧特性が著しく劣り、中間層のない場合
（比較例−１）と大差なかった。

これに対して、中間層の厚さが１μｍ以上（′Ａ施例−
１〜３）の場合は再点弧特性に異状はなかった。評価後
の実施例−１〜３について電極表面の観察を行ったとこ
ろ、電極面への接点成分又は接合材（Ａｇ−Ｃｕ）の付
着は認められなかった。

一方、比較例−１．２の電極表面などに多量のＡｇ−Ｃ
ｕ成分の付着による凹凸が見られ、電極表面のみならず
、接点側面にもＡｇ−Ｃｕの流出、付着が見られた。

比較例−１．２では、これらが原因となって再点弧特性
の低下ならびにばらつきの原因となったものと考えられ
る。

以上によって、接点と電極との接合には、１μｍ以上の
中間層の介挿が有効であることか分かった。

実施例−５〜７、比較例−３〜４ 前記した実施例＝１〜３、比較例−１〜２ては、導電性
成分の含有量（Ａｇ＋Ｃｕ）を４　０　ｗ　ｔ　Ｏｏ近
傍及びその比率（Ａｇ／Ａｇ十Ｃｕ）を７２ｗｔ％近傍
とした場合について述べたが、中間層を介挿して再点弧
特性を向上させるための本発明技術は、第１表に示した
ように他の或分（大施例−５〜７、比較例−３〜４）に
於いてもａ効であったが、他の電気特性（温度上昇特性
）が４本性成分の量（ＡＩ＋（：ｕ）に依Ｉｊシている
ため、本発明の適用は接点材料中の導電性成分の含有量
が２５〜６　５　ｗ　ｔ％（実施例−５〜７）の場合に
眼定する。

すなわち、第１表に示すように導電性成分の含有３！（
Ａｇ＋Ｃｕ）が１２．７ｗｔ％（比較例一３）では、後
述する方法で測定した温度上昇特性が、著しく高いこと
が分かったので、本発明技術を適用する接点からは除外
する。

尚、前記した実施例−１〜３、比較例−２では中間層の
材質としてＮｉを使川したが、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｃｒ（実施
例−５〜７）の場合でも第１表のように再点弧特性の維
持向上が見られる。

尚、導電性或分の含有量（Ａｇ＋Ｃｕ）が９１．１ｗｔ
％（比較例−４）では、温度上昇特性が好ましく、かつ
再点弧特性も好ましい特性を示しているが、前記導電性
成分のｍ（Ａｇ＋Ｃｕ）が多すぎることに起因して、溶
着が多発するので本発明技術を適用する接点からは除外
する。

実施例−８〜］０、比較例−５〜６ 中間層を介挿する本発明技術は、再点弧抑制に対して実
施例−８〜１０及び比較例−５に示すように極めて有効
であることが分かった。

しかし、前記実施例−５〜７、比較例−３〜４に於いて
述べたように他の電気特性への影響を配慮する必要があ
り、第１表のように裁断電流特性に対しては、導電性成
分のＡｇとＣｕとの比率（Ａｇ／Ａｇ十Ｃｕ）が４０．
０ｗｔ％以上の接点が好ましい。したがって、本発明技
術を適用する接点材料のＡ　ｇ　／　Ａ　ｇ　十Ｃ　ｕ
の比率は、４０．Ｏｗｔ％以上に限定される。

尚、導電性成分中のＡｇとＣｕの比率（Ａｇ／Ａｇ＋Ｃ
ｕ）が９２．７ｗｔ％（比較例−６）のように、Ａｇの
比率が大きい場合は、再点弧発生の頻度に著しいばらつ
きが見られ、まれに高い発生率を示すので好ましくない
。したがって本発明技術は接点材料中の導電性成分の比
率が４０，０〜８０．Ｏｗｔ％のものに限定する。

実施ｆｌ−１１〜１４ 前記した実施例−１〜１０、比較例−１〜６は、接点材
料の耐弧性成分として、ＷＣについて示したが、本発明
技術は他の耐弧材料よりなる接点材料、例えばＭｏ２Ｃ
−Ｃ『３Ｃ２等の炭化物（実施例−１１〜１２）、又他
の耐弧材料よりなるＩｒＣ点材料、例えばＴｉＢ　−Ｚ
ｒＢ２等の硼化物２ （実施例−１３〜１４）に於いても再点弧発生の抑制に
は有効である。

これまで述べた実施例−１〜１０、比較例−１〜６は、
中間層に接合材料（ロウ材料）の主成分であるＡｇ−Ｃ
ｕより融点の高い成分（Ｆｅ、ＮｉＳＣＯなど）を使用
した場合を示したが、中間層としてＡＩを使用した場合
、ＡＩの低融点性のため電極面へのＡｇ，Ｃｒ，Ａｌな
どが流田、促進される結果、再点弧発生頻度は０．　　
６〜１．８％と高く、その抑制の効果が劣る。又、上記
は接合材料と固溶度を有する金属を中間層として使用し
た場合を示しているが、Ｗを中間層として使用した場合
、接合材料の主成分であるＡｇ・Ｃｕとの固定度が低い
ことに起因し、接点の脱落が見られた。

したがって中間層が具備する条件として、・９：−Δ性
成分（Ａｇ−Ｃｕ）よりも溶融点が高く、かつ導電性成
分の何れかに溶Ｍ度を持つことか必背である。

以上説明した実施例−１〜１４及び比較例−２〜６に於
いては、本発明技術であるψ間層の介神条件としては、
第１表に示したように接点而を除く全面に中間層を備え
る方法としたが、接含面と接合材料との間のみに中間層
を介神しても、ほぼ同等の効果が得られる。

次に計価方法について述べる。

再点弧特性 径３０ＩＩＩＩＩ１厚さ５ｍｍの円板状接点片を、ディ
マウンタプル形真空バルブに装着し、６ＫＶｘ５００Ａ
の回路を２０００回しゃ断したＩ′ｌ！Ｉの再点弧発生
頻度を測定し、２台のしゃ断、器（バルブとして６本）
のばらつき幅（最大および最小）で示した。接点の装着
に際しては、ベーキング加熱（４５０℃、３０分）を行
った。

尚、接点の電極への取つけは、７２Ａｇ−Ｃｕロウ材を
使用して水素雰囲気中８００℃で接合したものである。

温度特性 一方、温度上昇特性は、上記と同じ電極条件の電極を対
向させ、１０−３Ｐａの真空容器のなかで、接触力５０
０ｋｇで４０ＯＡを１時間連続通電させたときの最高温
度を可動軸部で求めた。尚、温度は周囲温度約２５℃を
含んＧものであり、かつ竃極の取りつけるホルダーの熱
容量の影響も含んだ比較値である。

電流さい断特性 各接点を取付けて１０−３Ｐａ以下に排気した組立て式
真空バルブを製作し、この装置を０．８＋ｎ／秒の開極
速度で開極させ遅れ小電流をしゃ断した時のさい断電流
を測定した。しゃ断電流は２０Ａ（実効値）　、５０Ｈ
ｚとした。開極位相はランダムに行い５００回しゃ断さ
れたときのさい断電流を接点数３個につき測定しそのば
らつき幅で示した。

〔発明の効果〕

以上詳記したように、本発明の真空バルブ用接点におい
ては、接点の少なくとも面に特定のψ間層が介挿される
ように構成されているので、再点弧発生頻度を低く抑制
することができ品質の向上においてすぐれた効果を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は、本発明の丈施例を示す真空バル
ブ用接点の縦断面図、第３図は真空バルブの縦断面図、
第４図は第３図の真空バルブの電極部分の拡大断面図で
ある。 １０・・・接点基体、１１・・・巾間層、２０・・・絶
縁容器、２１・・・封止金具、２５・・・遮断室、２６
・・・導電棒、２７・・・導電棒、２８・・・接点、２
９・・・固定電極、３０・・・接点、３１・・・可動電
極、３４・・・ベローズ、３５・・・ベローズ力バー、
３６・・・アークシールド、３２・・・ろう付部、３３
・・・ろう付部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＡｇおよびＣｕからなる高導電性成分に耐弧性成分
   を含有させてなるＡｇ−Ｃｕ系真空バルブ用接点であっ
   て、該接点を構成する前記高導電性成分の少なくとも１
   種に対して１重量％以上の固溶度を有し、かつ、前記高
   導電成分よりも高い融解温度を有する金属からなる中間
   層が、前記接点の少なくとも電極との接合面に形成され
   てなることを特徴とする、真空バルブ用接点。 ２、前記高導電性成分の含有量は、Ａｇと Ｃｕとの総計量（Ａｇ＋Ｃｕ）が２５〜６５重量％であ
   り、ＡｇとＣｕとの総計量中に占めるＡｇの比率〔Ａｇ
   ／（Ａｇ＋Ｃｕ）〕が４０〜８０重量％であり、前記耐
   弧性成分の含有量は、３５〜７５重量％である、請求項
   １の真空バルブ用接点。 ３、前記耐弧性成分の一部または全部が、 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏまたはＬａの
   炭化物からなる、請求項１の真空バルブ用接点。 ４、前記耐弧性成分が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、 Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＷまたはＬａの硼化物からな
   る、請求項１の真空バルブ用接点。 ５、前記接点が、補助成分として、Ｃｏ、 ＮｉおよびＦｅの少なくとも１種を１重量％以下含有す
   る、請求項１〜４のいずれか１項の真空バルブ用接点。 ６、前記中間層が、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの少な
   くとも１種からなる、請求項１〜５のいずれか１項の真
   空バルブ用接点。 ７、前記中間層の厚さが、１μｍ以下である、請求項１
   の真空バルブ用接点。