JPH0777101B2 - 真空開閉器用接点 - Google Patents
真空開閉器用接点Info
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- JPH0777101B2 JPH0777101B2 JP10158487A JP10158487A JPH0777101B2 JP H0777101 B2 JPH0777101 B2 JP H0777101B2 JP 10158487 A JP10158487 A JP 10158487A JP 10158487 A JP10158487 A JP 10158487A JP H0777101 B2 JPH0777101 B2 JP H0777101B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6644—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
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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、真空開閉器における真空バルブ用接点に関す
る。
る。
（従来の技術） 真空開閉器は、他の開閉器に比較し、小型、軽量、メン
テナンスフリー、環境調和等種々の優れた特徴を有する
ため、近年次第にその適用範囲が拡大されてきた。真空
しゃ断器は、真空中でのアーク拡散性を利用して高真空
中で電流しゃ断を行なうものであり、その側断面を示し
た第４図を参照し説明する。
テナンスフリー、環境調和等種々の優れた特徴を有する
ため、近年次第にその適用範囲が拡大されてきた。真空
しゃ断器は、真空中でのアーク拡散性を利用して高真空
中で電流しゃ断を行なうものであり、その側断面を示し
た第４図を参照し説明する。
真空しゃ断器は真空気密に保たれたしゃ断室１を有し、
これは絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器
２と、この両端に封止金具3a,3bを介して設けた金属製
の蓋体4a,4bとで構成されている。
これは絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器
２と、この両端に封止金具3a,3bを介して設けた金属製
の蓋体4a,4bとで構成されている。
しゃ断室１内には、導電棒5,6の対向する端部に取付け
られた一対の固定電極７、可動電極８が配設される。可
動電極８の導電棒６にはベローズ９が取付けられ、しゃ
断室１内の真空気密を保持しつつ可動電極８が軸方向に
移動する。ベローズ９の上部には金属製のアークシール
ド10が設けられ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われるこ
とを防止している。同様に金属製のアークシールド11
は、しゃ断室１内において固定電極７および可動電極８
を覆うように設けられ、絶縁容器２がアーク蒸気で覆わ
れることを防止している。通電中は固定接点13bに可動
接点13aが接触しており、電流のしゃ断は同導電棒を下
方向へ移動させ、この両接点の接触を断つことにより行
なう。
られた一対の固定電極７、可動電極８が配設される。可
動電極８の導電棒６にはベローズ９が取付けられ、しゃ
断室１内の真空気密を保持しつつ可動電極８が軸方向に
移動する。ベローズ９の上部には金属製のアークシール
ド10が設けられ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われるこ
とを防止している。同様に金属製のアークシールド11
は、しゃ断室１内において固定電極７および可動電極８
を覆うように設けられ、絶縁容器２がアーク蒸気で覆わ
れることを防止している。通電中は固定接点13bに可動
接点13aが接触しており、電流のしゃ断は同導電棒を下
方向へ移動させ、この両接点の接触を断つことにより行
なう。
次に、導電棒5,6と電極7,8、電極7,8と接点13a,13bとの
相互の固定構造について、第４図における可動電極８周
辺の詳細を示した第５図を参照し説明する。可動電極８
は導電棒６に符号12で示されたろう付または図示しない
かしめ等により固定され、可動接点13aは可動電極８に
符号14で示されたろう付または図示しないかしめ等によ
り固定される。固定側の固定電極７と接点13bとの固定
方法も同様である。
相互の固定構造について、第４図における可動電極８周
辺の詳細を示した第５図を参照し説明する。可動電極８
は導電棒６に符号12で示されたろう付または図示しない
かしめ等により固定され、可動接点13aは可動電極８に
符号14で示されたろう付または図示しないかしめ等によ
り固定される。固定側の固定電極７と接点13bとの固定
方法も同様である。
（発明が解決しようとする問題点） 真空開閉器用接点に要求される要件として、（１）溶着
性が少ないこと、（２）耐電圧が高いこと、（３）耐消
耗性に優れること、（４）接触抵抗が低く安定している
こと、等がある。この他に最近の真空開閉装置に対する
期待が一層高まり、（５）低サージ機能を有すること、
（６）大電流しゃ断機能を有することが要求されるが、
この二つの要求は相反するものである。
性が少ないこと、（２）耐電圧が高いこと、（３）耐消
耗性に優れること、（４）接触抵抗が低く安定している
こと、等がある。この他に最近の真空開閉装置に対する
期待が一層高まり、（５）低サージ機能を有すること、
（６）大電流しゃ断機能を有することが要求されるが、
この二つの要求は相反するものである。
まず、低サージ機能を有するための要件について説明す
る。電動機負荷等の誘導回路で電流をしゃ断する時など
において、過度のサージ電圧を発生させ、負荷機器の絶
縁を破壊させる恐れがある。この異常サージ電圧の発生
原因は、真空中におけるしゃ断時に低電流側に発生する
電流さい断現象（交流電流波形の自然ゼロ点を待たずに
強制的に電流しゃ断が行なわれること。）によるもので
ある。異常サージ電圧の値VSは回路のサージインピーダ
ンスZOと電流さい断値ICの積、すなわちVS＝２ZO・ICで
表わされ、異常サージ電圧VSを低くするためには、つま
り低サージ機能を有するためには、電流さい断値ICを小
さくしなければならない。従って、しゃ断時において、
アークによって可動接点13aと固定接点13bの各表面から
イオン、金属粒子が多く蒸発して両接点間に浮遊し、ア
ークが容易に接続されなければならない。従って、接点
13a,13bに用いられる材料は、大電流をしゃ断する時の
みならず、開閉電流が小さくて接点の温度上昇が小さい
場合であっても蒸発性の高い高蒸気圧性を有することが
要求される。
る。電動機負荷等の誘導回路で電流をしゃ断する時など
において、過度のサージ電圧を発生させ、負荷機器の絶
縁を破壊させる恐れがある。この異常サージ電圧の発生
原因は、真空中におけるしゃ断時に低電流側に発生する
電流さい断現象（交流電流波形の自然ゼロ点を待たずに
強制的に電流しゃ断が行なわれること。）によるもので
ある。異常サージ電圧の値VSは回路のサージインピーダ
ンスZOと電流さい断値ICの積、すなわちVS＝２ZO・ICで
表わされ、異常サージ電圧VSを低くするためには、つま
り低サージ機能を有するためには、電流さい断値ICを小
さくしなければならない。従って、しゃ断時において、
アークによって可動接点13aと固定接点13bの各表面から
イオン、金属粒子が多く蒸発して両接点間に浮遊し、ア
ークが容易に接続されなければならない。従って、接点
13a,13bに用いられる材料は、大電流をしゃ断する時の
みならず、開閉電流が小さくて接点の温度上昇が小さい
場合であっても蒸発性の高い高蒸気圧性を有することが
要求される。
このような低サージ機能を満たすものとして、高蒸気圧
性材料であるAgを含有したAg-WC合金が知られている。
この合金から成る接点は、 （１） WCの介在が接点表面からのイオンの放射を容易
にさせること、 （２） 電界放射電子の衝突による電極面の加熱に基づ
く接点表面から金属粒子の蒸発を促進させること、 （３） 接点材料中の炭化物がアークにより分解し、荷
電体を生成すること、等により、優れた低サージ機能を
有している。この他にこの機能を有する材料として、高
蒸気圧性材料であるCuを含有したCu-Cr合金、Cu-Bi合金
等が知られている。
性材料であるAgを含有したAg-WC合金が知られている。
この合金から成る接点は、 （１） WCの介在が接点表面からのイオンの放射を容易
にさせること、 （２） 電界放射電子の衝突による電極面の加熱に基づ
く接点表面から金属粒子の蒸発を促進させること、 （３） 接点材料中の炭化物がアークにより分解し、荷
電体を生成すること、等により、優れた低サージ機能を
有している。この他にこの機能を有する材料として、高
蒸気圧性材料であるCuを含有したCu-Cr合金、Cu-Bi合金
等が知られている。
これに対し、もう一方の相反する要件である大電流しゃ
断機能を有するためには接点が低蒸気圧性の材料から成
ることが要求される。大電流をしゃ断する場合には接点
の表面温度は極めて高温となるが、このような場合であ
ってもアークによる接点表面からの蒸発量が少なく、両
接点間にイオン、金属粒子がほとんど浮遊しない状態で
なければしゃ断性が損われることとなる。従って一般に
どちらか一方の機能の向上を追及すると、もう一方の機
能が低下する。
断機能を有するためには接点が低蒸気圧性の材料から成
ることが要求される。大電流をしゃ断する場合には接点
の表面温度は極めて高温となるが、このような場合であ
ってもアークによる接点表面からの蒸発量が少なく、両
接点間にイオン、金属粒子がほとんど浮遊しない状態で
なければしゃ断性が損われることとなる。従って一般に
どちらか一方の機能の向上を追及すると、もう一方の機
能が低下する。
この二つの相反する要件を満たすための手段として、接
点を高蒸気圧性材料と低蒸気圧性材料の二種類の材料か
ら構成するものがある。電流をしゃ断するために通電中
接触していた両接点が離れる際において、初めに高蒸気
圧性材料から成る部分から多くのイオン、金属粒子が蒸
発して接点間に浮遊し、アークがこれに導かれて両接点
における高蒸気圧性材料同志に接続される。低サージ機
能が満たされるために必要な時間経過後両接点における
高蒸気圧性材料同志に接続されていたアークを両接点に
おける低蒸気圧性材料同志に接続されるように、アーク
を移行させる。これは、第７図に示されたコイル電極4
4、第８図に示されたスパイラル電極45等を用いて縦磁
界Ｈを制御することにより両接点間に浮遊するイオン、
金属粒子の分布を変えて強制的にアークを移行させると
いう方法等により行なうことができる。
点を高蒸気圧性材料と低蒸気圧性材料の二種類の材料か
ら構成するものがある。電流をしゃ断するために通電中
接触していた両接点が離れる際において、初めに高蒸気
圧性材料から成る部分から多くのイオン、金属粒子が蒸
発して接点間に浮遊し、アークがこれに導かれて両接点
における高蒸気圧性材料同志に接続される。低サージ機
能が満たされるために必要な時間経過後両接点における
高蒸気圧性材料同志に接続されていたアークを両接点に
おける低蒸気圧性材料同志に接続されるように、アーク
を移行させる。これは、第７図に示されたコイル電極4
4、第８図に示されたスパイラル電極45等を用いて縦磁
界Ｈを制御することにより両接点間に浮遊するイオン、
金属粒子の分布を変えて強制的にアークを移行させると
いう方法等により行なうことができる。
しかし、低電流しゃ断時にも低サージ機能を有する高蒸
気圧性材料の物性と、大電流しゃ断機能を有する低蒸気
圧性材料の物性とでは蒸気圧性という点において大きく
異なる。このため、縦磁界により両接点間に浮遊するイ
オン、金属粒子の分布を変えても、アークが高蒸気圧性
材料から成る部分と低蒸気圧性材料から成る部分との境
界上に停滞し、容易に移行しない。従って、接点を高蒸
気圧性材料と低蒸気圧性材料とを単純に組み合せて構成
しただけでは低サージ機能と大電流しゃ断機能とを同時
に満たすことはできない。
気圧性材料の物性と、大電流しゃ断機能を有する低蒸気
圧性材料の物性とでは蒸気圧性という点において大きく
異なる。このため、縦磁界により両接点間に浮遊するイ
オン、金属粒子の分布を変えても、アークが高蒸気圧性
材料から成る部分と低蒸気圧性材料から成る部分との境
界上に停滞し、容易に移行しない。従って、接点を高蒸
気圧性材料と低蒸気圧性材料とを単純に組み合せて構成
しただけでは低サージ機能と大電流しゃ断機能とを同時
に満たすことはできない。
上述した事情に鑑み、電流しゃ断時における高蒸気圧性
材料から低蒸気圧性材料へのアークの移行が停滞せずに
容易に行なわれ、低サージ機能と大電流しゃ断機能とい
う二つの相反する機能を有した真空開閉器用接点を提供
することを目的とする。
材料から低蒸気圧性材料へのアークの移行が停滞せずに
容易に行なわれ、低サージ機能と大電流しゃ断機能とい
う二つの相反する機能を有した真空開閉器用接点を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明の真空開閉器用接点は、２種類の合金領域とその
間にはさまれた境界領域が同心円状に配され、前記合金
領域の各々が蒸気圧の高さの異なる材料から成り、前記
境界領域が半径方向に蒸気圧の高さが連続して異なるよ
うに組成された材料から成ることを特徴としている。
間にはさまれた境界領域が同心円状に配され、前記合金
領域の各々が蒸気圧の高さの異なる材料から成り、前記
境界領域が半径方向に蒸気圧の高さが連続して異なるよ
うに組成された材料から成ることを特徴としている。
（作用） 本発明の真空開閉器用接点において、外周側に位置した
合金領域が内周側に位置した合金領域よりも蒸気圧が高
い材料で構成されている場合には、境界領域（B1）を構
成する材料の蒸気圧の高さは半径方向に対して外周側か
ら内周側へ向かうに従って連続領域に低くなる。このた
め、材料の蒸気圧の高さは合金領域（A1）から境界領域
（B1）を経て合金領域（A2）へ向かうに従って徐々に低
くなることになる。このような真空開閉器用接点を真空
開閉器に用いて電流しゃ断を行なう場合、通電中に接触
していた両接点が離れる際に、接点を構成している領域
のうち最も蒸気圧の高い材料から成る外周側に位置した
合金領域から多くのイオン、金属粒子が蒸発して両接点
のこの合金領域同志の間に浮遊し、アークがこれに導か
れて両者の間に接続される。
合金領域が内周側に位置した合金領域よりも蒸気圧が高
い材料で構成されている場合には、境界領域（B1）を構
成する材料の蒸気圧の高さは半径方向に対して外周側か
ら内周側へ向かうに従って連続領域に低くなる。このた
め、材料の蒸気圧の高さは合金領域（A1）から境界領域
（B1）を経て合金領域（A2）へ向かうに従って徐々に低
くなることになる。このような真空開閉器用接点を真空
開閉器に用いて電流しゃ断を行なう場合、通電中に接触
していた両接点が離れる際に、接点を構成している領域
のうち最も蒸気圧の高い材料から成る外周側に位置した
合金領域から多くのイオン、金属粒子が蒸発して両接点
のこの合金領域同志の間に浮遊し、アークがこれに導か
れて両者の間に接続される。
この後、縦磁界の制御により両接点間に浮遊するイオ
ン、金属粒子の分布を変えると、外周側に位置した合金
領域から境界領域へアークが向かう。材料の蒸気圧の高
さは、外周側の合金領域から境界領域を経て内周側の合
金領域へ向かうに従って徐々に低くなるため、アークは
停滞することなく容易に境界領域へ移行する。このよう
にして縦磁界の制御により、強制的にアークを内周側の
合金領域へ向かって移行させていく。そして低サージ機
能が満たされるためにつまりアークが両接点間に接続さ
れているために必要な時間経過後、最も蒸気圧が低くほ
とんどアーク、金属粒子が蒸発しない内周側の合金領域
へ移行させると、この瞬間にアークの接続が断たれるこ
ととなる。
ン、金属粒子の分布を変えると、外周側に位置した合金
領域から境界領域へアークが向かう。材料の蒸気圧の高
さは、外周側の合金領域から境界領域を経て内周側の合
金領域へ向かうに従って徐々に低くなるため、アークは
停滞することなく容易に境界領域へ移行する。このよう
にして縦磁界の制御により、強制的にアークを内周側の
合金領域へ向かって移行させていく。そして低サージ機
能が満たされるためにつまりアークが両接点間に接続さ
れているために必要な時間経過後、最も蒸気圧が低くほ
とんどアーク、金属粒子が蒸発しない内周側の合金領域
へ移行させると、この瞬間にアークの接続が断たれるこ
ととなる。
この場合とは逆に、内周側に位置した合金領域の方が外
周側に位置した合金領域よりも蒸気圧が高い材料で構成
されている場合には、境界領域の材料の蒸気圧の高さは
半径方向に対して内周側から外周側へ向かうに従って連
続的に低くなる。このため、材料の蒸気圧の高さは内周
側の合金領域から境界領域を経て外周側の合金領域へ向
かうに従って徐々に低くなることになる。この場合に
は、まずアークは両接点における内周側の合金領域の間
に接続され、縦磁界の制御により境界領域を経て外周側
の合金領域へ向かってアークが移行し、アークの接続が
断たれる。
周側に位置した合金領域よりも蒸気圧が高い材料で構成
されている場合には、境界領域の材料の蒸気圧の高さは
半径方向に対して内周側から外周側へ向かうに従って連
続的に低くなる。このため、材料の蒸気圧の高さは内周
側の合金領域から境界領域を経て外周側の合金領域へ向
かうに従って徐々に低くなることになる。この場合に
は、まずアークは両接点における内周側の合金領域の間
に接続され、縦磁界の制御により境界領域を経て外周側
の合金領域へ向かってアークが移行し、アークの接続が
断たれる。
（実施例） 本発明の一実施例として、接点が２種類の合金領域
（A1）および（A2）と境界領域（B1）からなる場合につ
いて、接点を上部から見た第１図を用いて説明する。第
６図に示した従来の接点と比較し、合金領域（A1）21と
合金領域（A2）23との間に中間領域（B1）22が配されて
いる点が異なる。合金領域（A1）21と合金領域（A2）23
とは、それぞれ含有量の異なる同一の合金系材料からな
る場合と、異なる合金系材料からなる場合がある。中間
領域（B1）22の合金系材料は、合金領域（A1）21と合金
領域（A2）23のいずれとも異なる場合、または少なくと
もどちらか一方の合金系材料と同一で含有量が異なる場
合がある。
（A1）および（A2）と境界領域（B1）からなる場合につ
いて、接点を上部から見た第１図を用いて説明する。第
６図に示した従来の接点と比較し、合金領域（A1）21と
合金領域（A2）23との間に中間領域（B1）22が配されて
いる点が異なる。合金領域（A1）21と合金領域（A2）23
とは、それぞれ含有量の異なる同一の合金系材料からな
る場合と、異なる合金系材料からなる場合がある。中間
領域（B1）22の合金系材料は、合金領域（A1）21と合金
領域（A2）23のいずれとも異なる場合、または少なくと
もどちらか一方の合金系材料と同一で含有量が異なる場
合がある。
合金領域（A1）21と合金領域（A2）23との合金系材料が
同一の場合、例えばAg-WC系合金の場合には、どちらか
一方の領域には低サージ機能を有する材料として蒸気圧
の高い金属であるAgの含有量の多い40Ag-WC-10Co（数値
は重量％を示すものとする。以下同様）を用い、もう一
方の合金領域には大電流しゃ断機能を有する材料として
Agの含有量の少ない30Ag-WC-0.2Coを用いることができ
る。この場合の境界領域には、両方の合金領域に用いら
れる合金系つまりAg-WC系合金と異なる合金系を用いる
場合と、同一の合金系であるAg-WC系合金を用いる場合
があり、いずれにおいても材料の組成が半径方向に対し
て連続して異なる分布となっており、これにより材料の
蒸気圧の高さが半径方向に対し連続して異なる。
同一の場合、例えばAg-WC系合金の場合には、どちらか
一方の領域には低サージ機能を有する材料として蒸気圧
の高い金属であるAgの含有量の多い40Ag-WC-10Co（数値
は重量％を示すものとする。以下同様）を用い、もう一
方の合金領域には大電流しゃ断機能を有する材料として
Agの含有量の少ない30Ag-WC-0.2Coを用いることができ
る。この場合の境界領域には、両方の合金領域に用いら
れる合金系つまりAg-WC系合金と異なる合金系を用いる
場合と、同一の合金系であるAg-WC系合金を用いる場合
があり、いずれにおいても材料の組成が半径方向に対し
て連続して異なる分布となっており、これにより材料の
蒸気圧の高さが半径方向に対し連続して異なる。
合金領域（A1）21と合金領域（A2）23は、いずれか一方
が高蒸気圧性材料からなり、もう一方が低蒸気圧性材料
からなるが、合金領域（A1）21が高蒸気圧性材料からな
る場合には、中間領域（B1）22の材料の蒸気圧の高さの
値を占める範囲は、合金領域（A1）21の蒸気圧の高さの
値と合金領域（A2）23の蒸気圧の高さの値との間にあ
り、さらに材料の蒸気圧の高さの半径方向に対する分布
が外周側から内周側へ向かって連続して低くなる。合金
領域（A1）21が低蒸気圧性材料からなる場合にはこの逆
であり、合金領域（A2）23が高蒸気圧性材料からなり、
中間領域（B1）22の蒸気圧の高さの値の占める範囲は、
合金領域（A1）21の蒸気圧の高さの値と合金領域（A2）
23の蒸気圧の高さの値との間にあり、さらに材料の蒸気
圧の高さの半径方向に対する分布は外周側から内周側へ
向かって連続して高くなる。この二通りのいずれの組合
せも可能である。以下に合金領域（A2）23が高蒸気圧性
材料からなる場合について説明する。
が高蒸気圧性材料からなり、もう一方が低蒸気圧性材料
からなるが、合金領域（A1）21が高蒸気圧性材料からな
る場合には、中間領域（B1）22の材料の蒸気圧の高さの
値を占める範囲は、合金領域（A1）21の蒸気圧の高さの
値と合金領域（A2）23の蒸気圧の高さの値との間にあ
り、さらに材料の蒸気圧の高さの半径方向に対する分布
が外周側から内周側へ向かって連続して低くなる。合金
領域（A1）21が低蒸気圧性材料からなる場合にはこの逆
であり、合金領域（A2）23が高蒸気圧性材料からなり、
中間領域（B1）22の蒸気圧の高さの値の占める範囲は、
合金領域（A1）21の蒸気圧の高さの値と合金領域（A2）
23の蒸気圧の高さの値との間にあり、さらに材料の蒸気
圧の高さの半径方向に対する分布は外周側から内周側へ
向かって連続して高くなる。この二通りのいずれの組合
せも可能である。以下に合金領域（A2）23が高蒸気圧性
材料からなる場合について説明する。
まず、このような組成を有する接点を製造する方法の一
例を示す。成型金型として、第２図に示した金型31、第
１のポンチ32、第２のポンチ35、金型台37を用いる。
例を示す。成型金型として、第２図に示した金型31、第
１のポンチ32、第２のポンチ35、金型台37を用いる。
第１のポンチ32を金型31から取りはずし、第２のポンチ
35をその底部35aが金型台37に接触した状態となるよう
に設置する。金型31と第２のポンチ35との空間に合金領
域（A1）21を形成するための粉末を混合調製して充填
し、第１のポンチ32により成型圧力P1で加圧する。次に
第２のポンチ35を一旦金型31から抜き出し、その空間38
に合金領域（A2）23を形成するための粉末を混合調製し
て充填し、第２のポンチ35により成型圧力P2で加圧す
る。この場合の圧力P2は、合金領域（A1）21と合金領域
（A2）23に同一の合金系を用いた場合には、合金領域
（A2）23に後に多くのAgを溶浸させるよう、P1よりも小
さくして、空孔の占める割合を多くする。合金領域
（A1）21と合金領域（A2）23に異なる合金系を用いる場
合には、圧力P2はP1と同一であってもよい。この場合の
境界領域（B1）22は、合金領域（A1）21と同一の粉末を
混合調製したものからなり、第１のポンチ32が有するテ
ーパ部32bにより加圧される圧力が半径方向に対して異
なり、合金領域（A1）21に近い外周側から合金領域
（A2）23に近い内周側へ近づくに従って低くなるため、
空孔の示す割合が多くなる。
35をその底部35aが金型台37に接触した状態となるよう
に設置する。金型31と第２のポンチ35との空間に合金領
域（A1）21を形成するための粉末を混合調製して充填
し、第１のポンチ32により成型圧力P1で加圧する。次に
第２のポンチ35を一旦金型31から抜き出し、その空間38
に合金領域（A2）23を形成するための粉末を混合調製し
て充填し、第２のポンチ35により成型圧力P2で加圧す
る。この場合の圧力P2は、合金領域（A1）21と合金領域
（A2）23に同一の合金系を用いた場合には、合金領域
（A2）23に後に多くのAgを溶浸させるよう、P1よりも小
さくして、空孔の占める割合を多くする。合金領域
（A1）21と合金領域（A2）23に異なる合金系を用いる場
合には、圧力P2はP1と同一であってもよい。この場合の
境界領域（B1）22は、合金領域（A1）21と同一の粉末を
混合調製したものからなり、第１のポンチ32が有するテ
ーパ部32bにより加圧される圧力が半径方向に対して異
なり、合金領域（A1）21に近い外周側から合金領域
（A2）23に近い内周側へ近づくに従って低くなるため、
空孔の示す割合が多くなる。
このようにして得られたものを円板状に形状を整える
と、第３図において中心軸方向の断面を示した成型体39
を得る。さらにこの成型体39を非酸化性雰囲気中で焼結
するとスケルトンを得る。このスケルトンの一方の面に
AgまたはCuなどの高蒸気圧性材料を接触させ、非酸化性
雰囲気中でこれらの融点以上の温度でスケルトンを加熱
し、スケルトンの有する空孔中にAgまたはCuなどを溶浸
させる。この方法により、一定の組成を持ち低蒸気圧性
材料からなる合金領域（A1）21と、一定の組成を持ち高
蒸気圧性材料からなる合金領域（A2）23と、半径方向に
対してAgまたはCuの含有量の分布が異なり、外周側から
内周側へ向かうに従い含有量が多くなる。つまり内周側
へ向かうとともに蒸気圧が高くなる分布を有する材料か
らなる境界領域（B1）22を有した接点を得る。
と、第３図において中心軸方向の断面を示した成型体39
を得る。さらにこの成型体39を非酸化性雰囲気中で焼結
するとスケルトンを得る。このスケルトンの一方の面に
AgまたはCuなどの高蒸気圧性材料を接触させ、非酸化性
雰囲気中でこれらの融点以上の温度でスケルトンを加熱
し、スケルトンの有する空孔中にAgまたはCuなどを溶浸
させる。この方法により、一定の組成を持ち低蒸気圧性
材料からなる合金領域（A1）21と、一定の組成を持ち高
蒸気圧性材料からなる合金領域（A2）23と、半径方向に
対してAgまたはCuの含有量の分布が異なり、外周側から
内周側へ向かうに従い含有量が多くなる。つまり内周側
へ向かうとともに蒸気圧が高くなる分布を有する材料か
らなる境界領域（B1）22を有した接点を得る。
このようにして得られた接点を第７図に示すコイル電極
または第８図に示すスパイラル電極を有し、縦磁界の制
御を行なうことのできる第４図に示された真空開閉装置
の可動接点13aおよび固定接点13bに用いて電流しゃ断を
行なう場合について説明する。通電中接触していた両接
点13a,13bが離れる際に、両接点13a,13bを構成している
各合金領域のうち、最も高い蒸気圧材料からなる合金領
域（A2）23から多くのイオン、金属粒子が蒸発して両接
点間に浮遊し、アークがこれに導かれて両接点上の合金
領域（A2）23間に接続される。
または第８図に示すスパイラル電極を有し、縦磁界の制
御を行なうことのできる第４図に示された真空開閉装置
の可動接点13aおよび固定接点13bに用いて電流しゃ断を
行なう場合について説明する。通電中接触していた両接
点13a,13bが離れる際に、両接点13a,13bを構成している
各合金領域のうち、最も高い蒸気圧材料からなる合金領
域（A2）23から多くのイオン、金属粒子が蒸発して両接
点間に浮遊し、アークがこれに導かれて両接点上の合金
領域（A2）23間に接続される。
この後、縦磁界の制御により、両接点間に浮遊するイオ
ン、金属粒子の分布が変わり、合金領域（A2）23から外
周側に隣接した境界領域（B1）22へ向かってアークが移
行する。境界領域（B1）22の材料の蒸気圧の高さは半径
方向に対して異なる分布を有し、内周側の部分の蒸気圧
は合金領域（A2）23の材料の蒸気圧の高さよりやや低
く、外周側へ向かうに従って徐々に高くなり、この外周
側の部分における蒸気圧の高さより、外周側に隣接した
合金領域（A1）21の材料の蒸気圧の高さの方がやや高
い。このため、縦磁界の制御により合金領域（A2）23か
ら境界領域（B1）22へ向かったアークは、各領域の境界
に停滞することなく境界領域（B1）22を経て合金領域
（A1）21へ容易に移行する。ここで、低サージ機能が満
たされるために必要な時間が経過するまでの間、材料の
蒸気圧が高く両接点間に多くのイオン、金属粒子が浮遊
してアークが接続される合金領域または境界領域の間に
アークが接続されつつ移行するようにし、その後大電流
しゃ断機能を満たすべく最も蒸気圧が低くイオン、金属
粒子がほとんど蒸発しない材料から成る合金領域（A1）
21へアークを移行させるとその瞬間に両接点間のアーク
の接続が断たれる。
ン、金属粒子の分布が変わり、合金領域（A2）23から外
周側に隣接した境界領域（B1）22へ向かってアークが移
行する。境界領域（B1）22の材料の蒸気圧の高さは半径
方向に対して異なる分布を有し、内周側の部分の蒸気圧
は合金領域（A2）23の材料の蒸気圧の高さよりやや低
く、外周側へ向かうに従って徐々に高くなり、この外周
側の部分における蒸気圧の高さより、外周側に隣接した
合金領域（A1）21の材料の蒸気圧の高さの方がやや高
い。このため、縦磁界の制御により合金領域（A2）23か
ら境界領域（B1）22へ向かったアークは、各領域の境界
に停滞することなく境界領域（B1）22を経て合金領域
（A1）21へ容易に移行する。ここで、低サージ機能が満
たされるために必要な時間が経過するまでの間、材料の
蒸気圧が高く両接点間に多くのイオン、金属粒子が浮遊
してアークが接続される合金領域または境界領域の間に
アークが接続されつつ移行するようにし、その後大電流
しゃ断機能を満たすべく最も蒸気圧が低くイオン、金属
粒子がほとんど蒸発しない材料から成る合金領域（A1）
21へアークを移行させるとその瞬間に両接点間のアーク
の接続が断たれる。
接点が２種類の合金領域（A1）および（A2）とこれら両
領域の間の境界領域（B1）からなる場合について説明し
たが、合金領域が３種類以上存在し、それぞれの合金領
域の間に境界領域が存在する場合には、接点の半径方向
に対する蒸気圧の高さの分布の変化がより緩かなものと
なるため、アークの移行がより容易に行なわれ、停滞す
ることがない。
領域の間の境界領域（B1）からなる場合について説明し
たが、合金領域が３種類以上存在し、それぞれの合金領
域の間に境界領域が存在する場合には、接点の半径方向
に対する蒸気圧の高さの分布の変化がより緩かなものと
なるため、アークの移行がより容易に行なわれ、停滞す
ることがない。
次に、本発明に係る接点の低サージ性および大電流しゃ
断性について試験評価した結果について説明する。それ
ぞれの接点の有する低サージ機能、大電流しゃ断機能を
比較対照するため、両接点間を接触した状態における接
点圧、この状態から離していくときの開極スピード、真
空度を同一条件とした。
断性について試験評価した結果について説明する。それ
ぞれの接点の有する低サージ機能、大電流しゃ断機能を
比較対照するため、両接点間を接触した状態における接
点圧、この状態から離していくときの開極スピード、真
空度を同一条件とした。
低サージ性の優劣は、離れている両接点間にアークが接
続されるために必要な電流さい断値の大小により評価す
ることができ、この値が小さいほど低サージ性に優れる
こととなる。LC回路を介し、44AのAC電流を与えたと
き、真空しゃ断器に直列に挿入した同軸シャントの電圧
降下をオシロスコープで測定し、電流さい断値を算出し
た。
続されるために必要な電流さい断値の大小により評価す
ることができ、この値が小さいほど低サージ性に優れる
こととなる。LC回路を介し、44AのAC電流を与えたと
き、真空しゃ断器に直列に挿入した同軸シャントの電圧
降下をオシロスコープで測定し、電流さい断値を算出し
た。
大電流しゃ断性の優劣は、しゃ断直後におけるしゃ断性
を阻害するアークが発生しない場合における、電流の最
大値により評価することができ、この値が大きいほど大
電流しゃ断性に優れることとなる。接点表面をベーキン
グ、電圧エージング等によりクリーニングして条件を一
定にした後、7.2KV、50Hzで1KAずつ電流を増加しながら
しゃ断限界時における電流の最大値を測定し、所定の標
準値に対する倍率をしゃ断倍率として算出した。
を阻害するアークが発生しない場合における、電流の最
大値により評価することができ、この値が大きいほど大
電流しゃ断性に優れることとなる。接点表面をベーキン
グ、電圧エージング等によりクリーニングして条件を一
定にした後、7.2KV、50Hzで1KAずつ電流を増加しながら
しゃ断限界時における電流の最大値を測定し、所定の標
準値に対する倍率をしゃ断倍率として算出した。
以上の各接点に対するサージ電流値およびしゃ断倍率を
示した表１を参照し、本発明による接点の有する効果に
ついて説明する。実施例１および従来例１はいずれも低
蒸気圧性材料の30Ag-WC-0.2Coを合金領域（A1）に、高
蒸気圧性材料の40Ag-WC-10Coを合金領域（A2）を用いて
おり、実施例１のみ境界領域（B1）を有する。この結果
しゃ断する際に最初にアークが接続されるのは、実施例
１と従来例１の両者とも同一材料からなる合金領域
（A2）であるため、電流さい断値は同一であり、低サー
ジ性に差異は見られない。ところが、実施例１は従来例
１と異なり境界領域（B1）を有するため、合金領域
（A2）から合金領域（A1）へのアークの移行が停滞する
ことなく容易に行なわれ、しゃ断倍率が1.0から1.4へ向
上している。このことは実施例２と従来例２、実施例３
と従来例３、実施例４と従来例４のいずれの関係につい
てもあてはまる。以上の試験結果から、蒸気圧の高さの
異なる材料を用いた合金領域を単に二種類以上有するだ
けでなく、各合金領域の間に蒸気圧の高さが半径方向に
対して連続して異なる分布を有する境界領域を有した本
発明による接点は、低サージ機能のみならず、大電流し
ゃ断機能をも有することが実証された。
示した表１を参照し、本発明による接点の有する効果に
ついて説明する。実施例１および従来例１はいずれも低
蒸気圧性材料の30Ag-WC-0.2Coを合金領域（A1）に、高
蒸気圧性材料の40Ag-WC-10Coを合金領域（A2）を用いて
おり、実施例１のみ境界領域（B1）を有する。この結果
しゃ断する際に最初にアークが接続されるのは、実施例
１と従来例１の両者とも同一材料からなる合金領域
（A2）であるため、電流さい断値は同一であり、低サー
ジ性に差異は見られない。ところが、実施例１は従来例
１と異なり境界領域（B1）を有するため、合金領域
（A2）から合金領域（A1）へのアークの移行が停滞する
ことなく容易に行なわれ、しゃ断倍率が1.0から1.4へ向
上している。このことは実施例２と従来例２、実施例３
と従来例３、実施例４と従来例４のいずれの関係につい
てもあてはまる。以上の試験結果から、蒸気圧の高さの
異なる材料を用いた合金領域を単に二種類以上有するだ
けでなく、各合金領域の間に蒸気圧の高さが半径方向に
対して連続して異なる分布を有する境界領域を有した本
発明による接点は、低サージ機能のみならず、大電流し
ゃ断機能をも有することが実証された。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による真空開閉器用接点
は、低サージ機能を有する高蒸気圧性材料からなる合金
領域と、大電流しゃ断機能を有する低蒸気圧性材料から
なる合金領域とを少なくとも２種類有し、それぞれの合
金領域の間に蒸気圧の高さの半径方向の分布が連続して
異なる境界領域を有する。このため、高蒸気圧性材料か
らなる合金領域から低蒸気圧性材料からなる合金領域へ
の縦磁界の制御による強制的なアークの移行が容易に行
なわれて停滞することがなく、低サージ機能と大電流し
ゃ断機能という二つの相反する要求を同時に満たすこと
ができる。
は、低サージ機能を有する高蒸気圧性材料からなる合金
領域と、大電流しゃ断機能を有する低蒸気圧性材料から
なる合金領域とを少なくとも２種類有し、それぞれの合
金領域の間に蒸気圧の高さの半径方向の分布が連続して
異なる境界領域を有する。このため、高蒸気圧性材料か
らなる合金領域から低蒸気圧性材料からなる合金領域へ
の縦磁界の制御による強制的なアークの移行が容易に行
なわれて停滞することがなく、低サージ機能と大電流し
ゃ断機能という二つの相反する要求を同時に満たすこと
ができる。
第１図は本発明の真空開閉器用接点の一実施例を示す
図、第２図は本発明の真空開閉器用接点を製造するとき
に用いる金型の一例を示す図、第３図は成型体の中心軸
方向の断面を示す図、第４図は真空開閉器を示す図、第
５図は第４図における可動電極８周辺の詳細を示す部分
拡大図、第６図は従来の真空開閉器用接点を示す図、第
７図は真空開閉器に用いられるコイル電極を示す図、第
８図は真空開閉器に用いられるスパイラル電極を示す図
である。 １……しゃ断室、２……絶縁容器、3a,3b……封止金
具、4a,4b……金属製蓋体、5,6……導電棒、７……固定
電極、８……可動電極、９……ベローズ、10,11……ア
ークシールド、12,14……ろう付、13a……可動接点、13
b……固定接点、14……ろう付部、21……第１の合金領
域（A1）、22……第１の境界領域（B1）、23……第２の
合金領域（A2）、31……金型、32……第１のポンチ、32
a……第１のポンチの底部、32b……テーパ部、35……第
２のポンチ、35a……第２のポンチの底部、37……金型
台、38……空間、39……成型体、44……コイル電極、45
……スパイラル電極、Ｈ……磁界。
図、第２図は本発明の真空開閉器用接点を製造するとき
に用いる金型の一例を示す図、第３図は成型体の中心軸
方向の断面を示す図、第４図は真空開閉器を示す図、第
５図は第４図における可動電極８周辺の詳細を示す部分
拡大図、第６図は従来の真空開閉器用接点を示す図、第
７図は真空開閉器に用いられるコイル電極を示す図、第
８図は真空開閉器に用いられるスパイラル電極を示す図
である。 １……しゃ断室、２……絶縁容器、3a,3b……封止金
具、4a,4b……金属製蓋体、5,6……導電棒、７……固定
電極、８……可動電極、９……ベローズ、10,11……ア
ークシールド、12,14……ろう付、13a……可動接点、13
b……固定接点、14……ろう付部、21……第１の合金領
域（A1）、22……第１の境界領域（B1）、23……第２の
合金領域（A2）、31……金型、32……第１のポンチ、32
a……第１のポンチの底部、32b……テーパ部、35……第
２のポンチ、35a……第２のポンチの底部、37……金型
台、38……空間、39……成型体、44……コイル電極、45
……スパイラル電極、Ｈ……磁界。
Claims (1)
- 【請求項１】２種類の合金領域とその間にはさまれた境
界領域が同心円状に配され、前記合金領域の各々が蒸気
圧の高さの異なる材料から成り、前記境界領域が半径方
向に蒸気圧の高さが連続して異なるように組成された材
料から成ることを特徴とする真空開閉器用接点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10158487A JPH0777101B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 真空開閉器用接点 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10158487A JPH0777101B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 真空開閉器用接点 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266720A JPS63266720A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH0777101B2 true JPH0777101B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14304432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10158487A Expired - Lifetime JPH0777101B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 真空開閉器用接点 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777101B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08249991A (ja) * | 1995-03-10 | 1996-09-27 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点電極 |
| JP2010251079A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 開閉器 |
| JP5523594B2 (ja) * | 2013-02-06 | 2014-06-18 | 三菱電機株式会社 | 開閉器 |
| JP6323578B1 (ja) | 2017-02-02 | 2018-05-16 | 株式会社明電舎 | 電極材料の製造方法及び電極材料 |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP10158487A patent/JPH0777101B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63266720A (ja) | 1988-11-02 |
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