JPH08249991A - 真空バルブ用接点電極 - Google Patents
真空バルブ用接点電極Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】大電流遮断特性を向上させることができる真空
バルブ用接点電極を提供することにある。 【構成】Ａｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導電性成
分と、１５００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分
と、必要により補助成分とで構成された真空バルブ用接
点電極５，６において、該接点電極５，６面上の任意の
半径Ｒ1 線上の任意の点Ｘ1 、同じ半径線Ｒ1 上で他の
任意の点Ｘ2 、Ｘ1 とＸ2 との間隔（Ｘ2 −Ｘ1 、ただ
しＸ2 ＞Ｘ1 ≧０）をＸ（単位：ｍｍ）とし、Ｘ1 に於
ける導電性成分の成分量（単位：容積％）をＡ1 、Ｘ2
に於ける導電性成分の成分量をＡ2 、Ａ1 、Ａ2 の導電
性成分の成分量の差（Ａ2 −Ａ1 ）をＡ0 とした時、Ｘ
1 とＸ2 間の導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．
２〜１２（容積％）／（ｍｍ）である真空バルブ用接点
電極。
バルブ用接点電極を提供することにある。 【構成】Ａｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導電性成
分と、１５００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分
と、必要により補助成分とで構成された真空バルブ用接
点電極５，６において、該接点電極５，６面上の任意の
半径Ｒ1 線上の任意の点Ｘ1 、同じ半径線Ｒ1 上で他の
任意の点Ｘ2 、Ｘ1 とＸ2 との間隔（Ｘ2 −Ｘ1 、ただ
しＸ2 ＞Ｘ1 ≧０）をＸ（単位：ｍｍ）とし、Ｘ1 に於
ける導電性成分の成分量（単位：容積％）をＡ1 、Ｘ2
に於ける導電性成分の成分量をＡ2 、Ａ1 、Ａ2 の導電
性成分の成分量の差（Ａ2 −Ａ1 ）をＡ0 とした時、Ｘ
1 とＸ2 間の導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．
２〜１２（容積％）／（ｍｍ）である真空バルブ用接点
電極。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空遮断器に使用さ
れ、特に大電流の遮断性能と耐電圧性能を兼備した真空
バルブ用接点電極に関する。
れ、特に大電流の遮断性能と耐電圧性能を兼備した真空
バルブ用接点電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の真空バルブは、図１に示す様に絶
縁円筒１の両端開口部に端板２，３を気密封着して真空
容器４を構成し、この真空容器４の内部に一対の電極
５，６を接離自在に設けると共に、電極５の固定軸７を
端板２に気密に取付け、接点電極６の可動通電軸８をベ
ローズ９を介して端板３に可動自在にかつ気密に取付
け、また、接点電極５，６の周りにアークシールド１０
で囲み、さらにベローズ９のベローズカバー１１を可動
通電軸８に取付けるように構成したものがある。
縁円筒１の両端開口部に端板２，３を気密封着して真空
容器４を構成し、この真空容器４の内部に一対の電極
５，６を接離自在に設けると共に、電極５の固定軸７を
端板２に気密に取付け、接点電極６の可動通電軸８をベ
ローズ９を介して端板３に可動自在にかつ気密に取付
け、また、接点電極５，６の周りにアークシールド１０
で囲み、さらにベローズ９のベローズカバー１１を可動
通電軸８に取付けるように構成したものがある。
【０００３】このような真空バルブは、図示しない操作
機構により、可動通電軸８が引き外し方向に操作され、
接点電極５，６が開離れると、これら接点電極５，６の
間に発生するアークは電流ゼロ点を迎えたところで、真
空中に拡散され、遮断されるようになる。
機構により、可動通電軸８が引き外し方向に操作され、
接点電極５，６が開離れると、これら接点電極５，６の
間に発生するアークは電流ゼロ点を迎えたところで、真
空中に拡散され、遮断されるようになる。
【０００４】ところで、このような真空バルブの接点電
極５，６は、耐溶着特性、耐電圧特製、遮断特性、裁断
特性、耐消耗性、接触抵抗特性、温度上昇特性などを維
持向上させるために種々の素材から構成されている。
極５，６は、耐溶着特性、耐電圧特製、遮断特性、裁断
特性、耐消耗性、接触抵抗特性、温度上昇特性などを維
持向上させるために種々の素材から構成されている。
【０００５】しかし、上述要求特性は互いに相反する材
料物性を要求することから、１つの元素で十分満足させ
ることは不可能とされている。そこで、材料の複合化、
素材張合わせなどによって、上述要素特性を極力満足し
ようとしている。
料物性を要求することから、１つの元素で十分満足させ
ることは不可能とされている。そこで、材料の複合化、
素材張合わせなどによって、上述要素特性を極力満足し
ようとしている。
【０００６】ところが、このようにしたとき、特に大電
流を遮断した場合、遮断により発生したアークは、接点
電極上のアーク電圧の低い部分に停滞、集中することが
あり、接点電極面上の総ての面に均一に点弧させること
ができなかった。
流を遮断した場合、遮断により発生したアークは、接点
電極上のアーク電圧の低い部分に停滞、集中することが
あり、接点電極面上の総ての面に均一に点弧させること
ができなかった。
【０００７】アークの停滞、集中を軽減化する手段とし
て、大電流遮断のためには接点材料だけでなく電極構造
を工夫する技術として、特許登録第１１４０６１３号に
あるように、遮断時の電極間に発生したアーク軸に平行
に軸方向磁界を印加させるようにコイル電極を設けるよ
うにした技術が開示されている。
て、大電流遮断のためには接点材料だけでなく電極構造
を工夫する技術として、特許登録第１１４０６１３号に
あるように、遮断時の電極間に発生したアーク軸に平行
に軸方向磁界を印加させるようにコイル電極を設けるよ
うにした技術が開示されている。
【０００８】アークの停滞、集中を軽減化する他の手段
として、特開昭６２−６４０１２号公報には、裁断特性
の向上を目的としていることから小電流の遮断が主とし
て注目することにはなるが、接点電極上で沸騰温度の異
なる複数の接触領域を備えアークの移動を補助する接点
電極の提案がなされている。
として、特開昭６２−６４０１２号公報には、裁断特性
の向上を目的としていることから小電流の遮断が主とし
て注目することにはなるが、接点電極上で沸騰温度の異
なる複数の接触領域を備えアークの移動を補助する接点
電極の提案がなされている。
【０００９】アークの停滞、集中を軽減化する他の手段
として、特開昭６３−２６６７２０号公報には、同じ裁
断特性の向上を目的として接点電極上で沸騰温度の異な
る複数の接触領域を備えアークの移動を補助する接点電
極の提案がなされている。
として、特開昭６３−２６６７２０号公報には、同じ裁
断特性の向上を目的として接点電極上で沸騰温度の異な
る複数の接触領域を備えアークの移動を補助する接点電
極の提案がなされている。
【００１０】さらに同じ目的で特開平０４−２０９７８
号公報ではＡｇＷＣとＣｕＣｒの組合わせ、特開平０４
−２４２０２９号公報では、ＡｇＷＣとＣｕＴｉの組合
わせ、特開平０５−４７２７５号公報ではＡｇＭｏ2 Ｃ
とＣｕＣｒの組合わせを示しているように、複数の接触
領域に使用する素材の具体的な提案がなされている。
号公報ではＡｇＷＣとＣｕＣｒの組合わせ、特開平０４
−２４２０２９号公報では、ＡｇＷＣとＣｕＴｉの組合
わせ、特開平０５−４７２７５号公報ではＡｇＭｏ2 Ｃ
とＣｕＣｒの組合わせを示しているように、複数の接触
領域に使用する素材の具体的な提案がなされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したア
ーク電圧の異なる２種類以上の接点電極を同一面上に配
置したものは、前記軸方向磁界電極をもってしても、ア
ーク電圧の低い部分にアークが集中してしまい、アーク
の移動を完全に補助する接点電極とはならず、大電流遮
断に有効な軸方向磁界の技術の特性を生かすには至らな
かった。
ーク電圧の異なる２種類以上の接点電極を同一面上に配
置したものは、前記軸方向磁界電極をもってしても、ア
ーク電圧の低い部分にアークが集中してしまい、アーク
の移動を完全に補助する接点電極とはならず、大電流遮
断に有効な軸方向磁界の技術の特性を生かすには至らな
かった。
【００１２】また、ＡｇＷＣとＣｕＣｒの組合わせ、Ａ
ｇＷＣとＣｕＴｉの組合わせ、ＡｇＭｏ2 ＣとＣｕＣｒ
の組合わせたものが有る（特開平０４−２０９７８号公
報、特開平０４−２４２０２９号公報、特開平０５−４
７２７５号公報）が、このものでも同様に、大電流遮断
時にアークがアーク電圧の低い部分に偏り、低裁断特性
の向上は得られたものの大電流遮断特性の向上の観点か
らは十分ではなかった。
ｇＷＣとＣｕＴｉの組合わせ、ＡｇＭｏ2 ＣとＣｕＣｒ
の組合わせたものが有る（特開平０４−２０９７８号公
報、特開平０４−２４２０２９号公報、特開平０５−４
７２７５号公報）が、このものでも同様に、大電流遮断
時にアークがアーク電圧の低い部分に偏り、低裁断特性
の向上は得られたものの大電流遮断特性の向上の観点か
らは十分ではなかった。
【００１３】本発明は、上記事情に基づいてなされたの
もで、接点電極面上の成分量の勾配を最適化することに
より、大電流遮断特性を向上させることができる真空バ
ルブ用接点電極を提供することを目的とする。
もで、接点電極面上の成分量の勾配を最適化することに
より、大電流遮断特性を向上させることができる真空バ
ルブ用接点電極を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の真空バルブ用接点電極は、接点電極の構成成
分量の組成勾配を大電流遮断特性の向上に好適な値に限
定した接点電極を具備するものである。
に本発明の真空バルブ用接点電極は、接点電極の構成成
分量の組成勾配を大電流遮断特性の向上に好適な値に限
定した接点電極を具備するものである。
【００１５】すなわち、請求項１に対応する発明は、Ａ
ｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５
００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分と、必要によ
り補助成分とで構成された真空バルブ用接点電極におい
て、該接点電極面上の任意の半径Ｒ1 線上の任意の点Ｘ
1 、同じ半径線Ｒ1 上で他の任意の点Ｘ2 、Ｘ1 とＸ2
との間隔（Ｘ2 −Ｘ1 、ただしＸ2 ＞Ｘ1 ≧０）をＸ
（単位：ｍｍ）とし、Ｘ1 に於ける導電性成分の成分量
（単位：容積％）をＡ1 、Ｘ2 に於ける導電性成分の成
分量をＡ2 、Ａ1 、Ａ2 の導電性成分の成分量の差（Ａ
2 −Ａ1 ）をＡ0とした時、Ｘ1 とＸ2 間の導電性成分
の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２〜１２（容積％）／
（ｍｍ）である真空バルブ用接点電極である。
ｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５
００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分と、必要によ
り補助成分とで構成された真空バルブ用接点電極におい
て、該接点電極面上の任意の半径Ｒ1 線上の任意の点Ｘ
1 、同じ半径線Ｒ1 上で他の任意の点Ｘ2 、Ｘ1 とＸ2
との間隔（Ｘ2 −Ｘ1 、ただしＸ2 ＞Ｘ1 ≧０）をＸ
（単位：ｍｍ）とし、Ｘ1 に於ける導電性成分の成分量
（単位：容積％）をＡ1 、Ｘ2 に於ける導電性成分の成
分量をＡ2 、Ａ1 、Ａ2 の導電性成分の成分量の差（Ａ
2 −Ａ1 ）をＡ0とした時、Ｘ1 とＸ2 間の導電性成分
の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２〜１２（容積％）／
（ｍｍ）である真空バルブ用接点電極である。
【００１６】請求項２に対応する発明は、Ａｇ、Ｃｕの
少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５００℃以上
の溶融温度を有する耐弧性成分と、で構成された真空バ
ルブ用接点電極において、前記導電性成分量は接点電極
中に５〜７５容積％を占めることを特徴とする請求項１
記載の真空バルブ用接点電極である。
少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５００℃以上
の溶融温度を有する耐弧性成分と、で構成された真空バ
ルブ用接点電極において、前記導電性成分量は接点電極
中に５〜７５容積％を占めることを特徴とする請求項１
記載の真空バルブ用接点電極である。
【００１７】請求項３に対応する発明は、耐弧性成分
が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから
選ばれた少なくとも１つであることを特徴とする請求項
１記載の真空バルブ用接点電極である。
が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから
選ばれた少なくとも１つであることを特徴とする請求項
１記載の真空バルブ用接点電極である。
【００１８】請求項４に対応する発明は、耐弧性成分
が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから
選ばれた炭化物または硼化物の少なくとも１つであるこ
とを特徴とする請求項１記載の真空バルブ用接点電極で
ある。
が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから
選ばれた炭化物または硼化物の少なくとも１つであるこ
とを特徴とする請求項１記載の真空バルブ用接点電極で
ある。
【００１９】請求項５に対応する発明は、必要により添
加する補助成分は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅから選ばれた少な
くとも１つであることを特徴とする請求項４記載の真空
バルブ用接点電極である。
加する補助成分は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅから選ばれた少な
くとも１つであることを特徴とする請求項４記載の真空
バルブ用接点電極である。
【００２０】請求項６に対応する発明は、必要により添
加する補助成分は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｂから選ばれ
た少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点電極である。
加する補助成分は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｂから選ばれ
た少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点電極である。
【００２１】請求項７に対応する発明は、前記接点電極
面上の任意の半径Ｒ1 線上には、前記Ａ／Ｘが０．２容
積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配である領域Ｉと、
０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配である領域IIとが並存
していることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つ
に記載の真空バルブ用接点電極である。
面上の任意の半径Ｒ1 線上には、前記Ａ／Ｘが０．２容
積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配である領域Ｉと、
０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配である領域IIとが並存
していることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つ
に記載の真空バルブ用接点電極である。
【００２２】請求項８に対応する発明は、前記接点電極
面上の任意の半径Ｒ1 線上には、前記Ａ／Ｘが０．２容
積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配である領域Ｉと、１
２容積％／ｍｍ以上の領域III とが、０．２〜１２容積
％／ｍｍの勾配である領域IIと隣接するようにして存在
していることを特徴とする請求項７記載の真空バルブ用
接点電極である。
面上の任意の半径Ｒ1 線上には、前記Ａ／Ｘが０．２容
積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配である領域Ｉと、１
２容積％／ｍｍ以上の領域III とが、０．２〜１２容積
％／ｍｍの勾配である領域IIと隣接するようにして存在
していることを特徴とする請求項７記載の真空バルブ用
接点電極である。
【００２３】請求項９に対応する発明は、前記Ａ／Ｘ勾
配が０．２容積％／ｍｍ以下である領域Ｉは、前記接点
電極面上の中心（直径の中心）から任意の点Ｘ1 までの
間に存在し、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配を有する
領域IIと半径Ｒ1 線上に並存していることを特徴とする
請求項２〜６のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点
電極である。
配が０．２容積％／ｍｍ以下である領域Ｉは、前記接点
電極面上の中心（直径の中心）から任意の点Ｘ1 までの
間に存在し、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配を有する
領域IIと半径Ｒ1 線上に並存していることを特徴とする
請求項２〜６のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点
電極である。
【００２４】請求項１０に対応する発明は、Ａｇ、Ｃｕ
の少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５００℃以
上の溶融温度を有する２種類の耐弧性成分と、必要によ
り補助成分とで構成された真空バルブ用接点電極におい
て、２種類の耐弧性成分Ｔ１、Ｔ２（但し、Ｔ１＋Ｔ２
＝１００）のうちの任意の一方耐弧性成分Ｔ１は、前記
接点電極面上の任意の半径Ｒ2 線上の任意の点Ｘ3 、同
じ半径線Ｒ2 上で他の任意の点Ｘ4 、Ｘ3 とＸ4 との間
隔（Ｘ4 −Ｘ3 、ただしＸ4 ＞Ｘ3 ≧０）をＸ（単位：
ｍｍ）とし、Ｘ3 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ
3 、Ｘ4 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ4 、Ａ
3 、Ａ4 の耐弧性成分Ｔ１の成分量の差（Ａ4 −Ａ3 ）
をＡとしたとき、Ｘ3 とＸ4 間の耐弧性成分Ｔ１の成分
量の勾配Ａ／Ｘが、０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）
であることを特徴とする真空バルブ用接点電極である。
の少なくとも１つよりなる導電性成分と、１５００℃以
上の溶融温度を有する２種類の耐弧性成分と、必要によ
り補助成分とで構成された真空バルブ用接点電極におい
て、２種類の耐弧性成分Ｔ１、Ｔ２（但し、Ｔ１＋Ｔ２
＝１００）のうちの任意の一方耐弧性成分Ｔ１は、前記
接点電極面上の任意の半径Ｒ2 線上の任意の点Ｘ3 、同
じ半径線Ｒ2 上で他の任意の点Ｘ4 、Ｘ3 とＸ4 との間
隔（Ｘ4 −Ｘ3 、ただしＸ4 ＞Ｘ3 ≧０）をＸ（単位：
ｍｍ）とし、Ｘ3 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ
3 、Ｘ4 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ4 、Ａ
3 、Ａ4 の耐弧性成分Ｔ１の成分量の差（Ａ4 −Ａ3 ）
をＡとしたとき、Ｘ3 とＸ4 間の耐弧性成分Ｔ１の成分
量の勾配Ａ／Ｘが、０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）
であることを特徴とする真空バルブ用接点電極である。
【００２５】請求項１１に対応する発明は、Ｃｕ板、Ｃ
ｕＡｇ板基板上に、前記所定の成分量の勾配Ａ／Ｘを有
する前記導電性成分と耐弧性成分と必要により補助成分
とで構成された接点電極を載置してなることを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれか一つに記載の真空バルブ用
接点電極である。
ｕＡｇ板基板上に、前記所定の成分量の勾配Ａ／Ｘを有
する前記導電性成分と耐弧性成分と必要により補助成分
とで構成された接点電極を載置してなることを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれか一つに記載の真空バルブ用
接点電極である。
【００２６】
【作用】本発明は、組成分布勾配の効果、すなわちＸ1
とＸ2 間の導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２
〜１２（Ｖｏｌ％）／（ｍｍ）となるようにしたので、
大電流を遮断した場合、遮断により発生したアークはア
ーク電圧の低い部分に停滞、集中することが低減化さ
れ、接点電極面上の総ての面に均一に点弧する。すなわ
ち、所定比率内の組成勾配を持つ接点電極上をアークは
容易に移動するため、アークの拡散が促進され、遮断電
流を処理する接点電極面積の実質的増加につながり、遮
断電流特性の向上に寄与する。更にアークの停滞、集中
が低減化される結果、接点電極の局部的異常蒸発現象の
阻止、表面荒れの軽減化の利益も得られた。
とＸ2 間の導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２
〜１２（Ｖｏｌ％）／（ｍｍ）となるようにしたので、
大電流を遮断した場合、遮断により発生したアークはア
ーク電圧の低い部分に停滞、集中することが低減化さ
れ、接点電極面上の総ての面に均一に点弧する。すなわ
ち、所定比率内の組成勾配を持つ接点電極上をアークは
容易に移動するため、アークの拡散が促進され、遮断電
流を処理する接点電極面積の実質的増加につながり、遮
断電流特性の向上に寄与する。更にアークの停滞、集中
が低減化される結果、接点電極の局部的異常蒸発現象の
阻止、表面荒れの軽減化の利益も得られた。
【００２７】一般に、接点電極は、全体が均一の組成で
作られている。このような通常組成分布を持つ接点電極
でも、外部磁界（例えば縦磁界）を与えると、遮断によ
り発生したアークは、接点電極上に一様に拡がり移動拡
散し、電流遮断特性をある程度向上させる。
作られている。このような通常組成分布を持つ接点電極
でも、外部磁界（例えば縦磁界）を与えると、遮断によ
り発生したアークは、接点電極上に一様に拡がり移動拡
散し、電流遮断特性をある程度向上させる。
【００２８】観察によれば、一定値以上の電流値を遮断
すると、アークは予測出来ない一点もしくは複数点の場
所で停滞し、異常融解させ遮断限界に至る。また異常融
解は接点電極材料の瞬時的爆発的な蒸発によって発生し
た金属蒸気は、開極過程にあった真空遮断器の絶縁回復
性を著しく阻害し、遮断限界の一層の劣化を招く。さら
に異常融解は、巨大な融滴を作り接点電極面の荒れを招
き耐電圧特性の低下、再点弧発生率の増加、材料の異常
な消耗を招く。
すると、アークは予測出来ない一点もしくは複数点の場
所で停滞し、異常融解させ遮断限界に至る。また異常融
解は接点電極材料の瞬時的爆発的な蒸発によって発生し
た金属蒸気は、開極過程にあった真空遮断器の絶縁回復
性を著しく阻害し、遮断限界の一層の劣化を招く。さら
に異常融解は、巨大な融滴を作り接点電極面の荒れを招
き耐電圧特性の低下、再点弧発生率の増加、材料の異常
な消耗を招く。
【００２９】これらの現象の原因となるアークが、接点
電極面上のどこで停滞するかは前述したように全く予測
出来ない以上、発生したアークが停滞させることなく移
動拡散できるような表面条件を接点電極に与えることが
望ましい。本発明では、その望ましい条件として、接点
電極面の半径方向の所定の組成分布勾配を持たせること
によって、容易に達成し遮断限界電流値を改善できる。
電極面上のどこで停滞するかは前述したように全く予測
出来ない以上、発生したアークが停滞させることなく移
動拡散できるような表面条件を接点電極に与えることが
望ましい。本発明では、その望ましい条件として、接点
電極面の半径方向の所定の組成分布勾配を持たせること
によって、容易に達成し遮断限界電流値を改善できる。
【００３０】なお、実験によれば、この半径方向に所定
の組成分布勾配を持たせるのは、耐消耗性を配慮する接
点電極では、接点の全厚さであっても良いが、設計上遮
断回数の少ない真空遮断器、あるいは接触抵抗性を配慮
する接点電極では、必ずしも全厚さに亘って所定の成分
量勾配とする必要はなく、接点電極面の最表面層から厚
さ方向（内部方向）に０．０１ｍｍの深さの範囲が、所
定の組成勾配値であっても、機能を発揮する。この場合
には例えば０．０１ｍｍより内部にこの組成より電気伝
導率の大なる材料（例えば純Ｃｕ）を配置し、接点電極
全体の電気伝導率の向上に配慮することは、遮断電流特
性の一層の向上に寄与する。
の組成分布勾配を持たせるのは、耐消耗性を配慮する接
点電極では、接点の全厚さであっても良いが、設計上遮
断回数の少ない真空遮断器、あるいは接触抵抗性を配慮
する接点電極では、必ずしも全厚さに亘って所定の成分
量勾配とする必要はなく、接点電極面の最表面層から厚
さ方向（内部方向）に０．０１ｍｍの深さの範囲が、所
定の組成勾配値であっても、機能を発揮する。この場合
には例えば０．０１ｍｍより内部にこの組成より電気伝
導率の大なる材料（例えば純Ｃｕ）を配置し、接点電極
全体の電気伝導率の向上に配慮することは、遮断電流特
性の一層の向上に寄与する。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 ＜供試接点電極片の製造方法＞始めに、供試接点電極片
（接点電極素材）は、例えば次の第１〜第３の方法を適
宜選択して製造する。
（接点電極素材）は、例えば次の第１〜第３の方法を適
宜選択して製造する。
【００３２】第１の方法は、所定比率の導電性成分粉末
と耐弧性成分粉末と必要により補助成分粉末の全部もし
くは一部を混合した後、これらの溶融温度以下で加熱焼
結することによって供試片を作成する方法である。
と耐弧性成分粉末と必要により補助成分粉末の全部もし
くは一部を混合した後、これらの溶融温度以下で加熱焼
結することによって供試片を作成する方法である。
【００３３】第２の方法は、耐弧性成分粉末のみをあら
かじめ溶融温度以下で加熱焼結し、所定空隙率を有する
耐弧性成分スケルトンを得た後、残りの粉末をその溶融
温度以上に加熱した前記スケルトンの空隙中に加熱溶浸
することによって供試片を作成する方法である。
かじめ溶融温度以下で加熱焼結し、所定空隙率を有する
耐弧性成分スケルトンを得た後、残りの粉末をその溶融
温度以上に加熱した前記スケルトンの空隙中に加熱溶浸
することによって供試片を作成する方法である。
【００３４】第３の方法は、銅板、接点電極片などの基
板上の所定場所に所定比率の導電性成分粉末と耐弧性成
分粉末と必要により補助成分粉末の混合粉を、吹き付け
付着もしくは溶融吹き付け付着させ、さらにこれに加熱
処理を加えて、供試片を作成する方法である。
板上の所定場所に所定比率の導電性成分粉末と耐弧性成
分粉末と必要により補助成分粉末の混合粉を、吹き付け
付着もしくは溶融吹き付け付着させ、さらにこれに加熱
処理を加えて、供試片を作成する方法である。
【００３５】一方、該接点電極面上に、所定の成分量の
勾配Ａ／Ｘを付与する技術は、たとえば異なる成分（例
えば２種の場合、一方をリング状に、他方を円盤状に）
を有する混合粉末成型体を作り、これらを混合粉末成型
体のまま勾配Ａ／Ｘとなるように組み合わせ配置した
後、一体化させた状態でこれらの溶融温度以下の温度で
加熱焼結する方法、あるいは異なる成分を有する混合粉
末成型体を作り、上記の様に混合粉末成型体ではなく先
に焼結しその後一方をリング状とし勾配Ａ／Ｘとなるよ
うに他方を組合わせる方法などによって所定成分量勾配
を有する供試片を作成した。この際には、勾配Ａ／Ｘ値
を大幅に変動させるには導電性成分粉末と耐弧性成分粉
末の配合比率によって調整するのが有利である。
勾配Ａ／Ｘを付与する技術は、たとえば異なる成分（例
えば２種の場合、一方をリング状に、他方を円盤状に）
を有する混合粉末成型体を作り、これらを混合粉末成型
体のまま勾配Ａ／Ｘとなるように組み合わせ配置した
後、一体化させた状態でこれらの溶融温度以下の温度で
加熱焼結する方法、あるいは異なる成分を有する混合粉
末成型体を作り、上記の様に混合粉末成型体ではなく先
に焼結しその後一方をリング状とし勾配Ａ／Ｘとなるよ
うに他方を組合わせる方法などによって所定成分量勾配
を有する供試片を作成した。この際には、勾配Ａ／Ｘ値
を大幅に変動させるには導電性成分粉末と耐弧性成分粉
末の配合比率によって調整するのが有利である。
【００３６】また勾配Ａ／Ｘ値を小幅に変動させるに
は、耐弧性成分粉末の粒径を変化させること、耐弧性成
分粉末の成型圧力を変化させること、焼結温度、時間を
変化させることを適宜行うことによって微調整するのが
有利である。実際にはこれらを適宜組合わせて実施す
る。また一部は、複数成分を有する複数のリング状（例
えば２種の場合、一方をリング状に、他方を円板状に、
３種の時にはリング状片を２個、円板を１個）の耐弧性
成分粉末のみをあらかじめ溶融温度以下で加熱焼結し、
所定空隙率を有する耐弧性成分スケントルを得た後、残
りの粉末をその溶融温度以上に加熱した前記スケルトン
の空隙中に加熱溶浸する方法によって、所定成分量勾配
する供試片を作成した。
は、耐弧性成分粉末の粒径を変化させること、耐弧性成
分粉末の成型圧力を変化させること、焼結温度、時間を
変化させることを適宜行うことによって微調整するのが
有利である。実際にはこれらを適宜組合わせて実施す
る。また一部は、複数成分を有する複数のリング状（例
えば２種の場合、一方をリング状に、他方を円板状に、
３種の時にはリング状片を２個、円板を１個）の耐弧性
成分粉末のみをあらかじめ溶融温度以下で加熱焼結し、
所定空隙率を有する耐弧性成分スケントルを得た後、残
りの粉末をその溶融温度以上に加熱した前記スケルトン
の空隙中に加熱溶浸する方法によって、所定成分量勾配
する供試片を作成した。
【００３７】上記では該接点電極は厚さ全体に勾配Ａ／
Ｘ値を持たせたが、厚さが例えば１〜５ｍｍ程度のＣｕ
板上に所定成分量勾配を接点電極材料を配置した複層と
しても良い。
Ｘ値を持たせたが、厚さが例えば１〜５ｍｍ程度のＣｕ
板上に所定成分量勾配を接点電極材料を配置した複層と
しても良い。
【００３８】＜評価方法＞ （１）遮断特性 着脱式の真空遮断装置に所定接点電極を装着し、接点電
極表面のベーキング、電流、電圧エージング、開極速度
条件を一定同一とした後、７．２ｋＶ、５０Ｈｚで、遮
断電流値を５ｋＡより漸次増加させながら、遮断限界電
流値を測定した。この値を標準接点電極値と対比し、そ
の倍率を遮断倍率として表示した。
極表面のベーキング、電流、電圧エージング、開極速度
条件を一定同一とした後、７．２ｋＶ、５０Ｈｚで、遮
断電流値を５ｋＡより漸次増加させながら、遮断限界電
流値を測定した。この値を標準接点電極値と対比し、そ
の倍率を遮断倍率として表示した。
【００３９】（２）アークの拡がり量 着脱式の真空遮断装置に所定接点電極を装着し、接点電
極表面のベーキング、電流、電圧エージング、開極速度
条件を一定同一とした後、上記で求めた遮断限界電流値
より低い８ｋＡを選択一定とし、７．２ｋＶ、５０Ｈ
ｚ、４回遮断させた時の接点電極表面の被アーク部分の
面積を測定した。
極表面のベーキング、電流、電圧エージング、開極速度
条件を一定同一とした後、上記で求めた遮断限界電流値
より低い８ｋＡを選択一定とし、７．２ｋＶ、５０Ｈ
ｚ、４回遮断させた時の接点電極表面の被アーク部分の
面積を測定した。
【００４０】（３）静耐圧特性 上記アークの拡がり量を評価した後の接点電極を着脱式
の真空遮断装置に再び戻し、接点電極表面のベーキン
グ、電流、電圧エージング、電極間隙を一定同一とした
後、連続的に昇電圧させてゆきスパークを発生した時の
電圧を静耐電圧値として求める。
の真空遮断装置に再び戻し、接点電極表面のベーキン
グ、電流、電圧エージング、電極間隙を一定同一とした
後、連続的に昇電圧させてゆきスパークを発生した時の
電圧を静耐電圧値として求める。
【００４１】以上の各接点電極に対する遮断倍率を示し
た表１，表２を参照にしながら、本発明による接点電極
の有する効果について説明する。但し、以下に於いて、
接点電極面上に付与した成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２
（容積％／ｍｍ）未満の勾配を（領域Ｉ）、０．２〜１
２（容積％／ｍｍ）の勾配を（領域II）、１２［容積％
Ｖｏｌ％／ｍｍ以上（１２不含）］の勾配を（領域III)
とする。ここで、Ａは半径線Ｒ１線上の任意の点Ｘ１と
構成成分量Ａ１と、他の任意の点Ｘ２の構成成分量Ａ２
との差であり、ＸはＸ１とＸ２との距離で、Ａ／ＸはＸ
１，Ｘ２間の構成成分量の温度勾配である。
た表１，表２を参照にしながら、本発明による接点電極
の有する効果について説明する。但し、以下に於いて、
接点電極面上に付与した成分量の勾配Ａ／Ｘが、０．２
（容積％／ｍｍ）未満の勾配を（領域Ｉ）、０．２〜１
２（容積％／ｍｍ）の勾配を（領域II）、１２［容積％
Ｖｏｌ％／ｍｍ以上（１２不含）］の勾配を（領域III)
とする。ここで、Ａは半径線Ｒ１線上の任意の点Ｘ１と
構成成分量Ａ１と、他の任意の点Ｘ２の構成成分量Ａ２
との差であり、ＸはＸ１とＸ２との距離で、Ａ／ＸはＸ
１，Ｘ２間の構成成分量の温度勾配である。
【００４２】＜実施例１〜３、比較例１〜３＞接点電極
面に所定の成分量の勾配Ａ／Ｘを有する、接点径４５ｍ
ｍ、同厚さ５ｍｍの円盤状接点片を、着脱式の真空遮断
装置に装着し、評価（１）として、７．２ｋＶ、５０Ｈ
ｚで、１２ｋＡを４回遮断させた後の被アーク部分の面
積を面積計で計測し、各接点電極材料のアークの拡がり
量とし、標準の接点電極の値との相対値によって判定し
た。また、評価（２）として、７．２ｋＶ、５０Ｈｚで
遮断電流値を５ｋＡより漸次増加させ、各接点電極材料
の限界遮断電流値を求め、標準の接点電極の値との相対
値によって判定した。さらに、評価（３）として、前記
アークの拡がり量を計測した供試試験片を再度着脱式の
真空遮断装置に装着し、電極間距離を一定に調整した
後、１ｋＶずつ昇電圧させスパークを発生した時の電圧
を静耐電圧値として求め・標準の接点電極の値との相対
値によって判定した。
面に所定の成分量の勾配Ａ／Ｘを有する、接点径４５ｍ
ｍ、同厚さ５ｍｍの円盤状接点片を、着脱式の真空遮断
装置に装着し、評価（１）として、７．２ｋＶ、５０Ｈ
ｚで、１２ｋＡを４回遮断させた後の被アーク部分の面
積を面積計で計測し、各接点電極材料のアークの拡がり
量とし、標準の接点電極の値との相対値によって判定し
た。また、評価（２）として、７．２ｋＶ、５０Ｈｚで
遮断電流値を５ｋＡより漸次増加させ、各接点電極材料
の限界遮断電流値を求め、標準の接点電極の値との相対
値によって判定した。さらに、評価（３）として、前記
アークの拡がり量を計測した供試試験片を再度着脱式の
真空遮断装置に装着し、電極間距離を一定に調整した
後、１ｋＶずつ昇電圧させスパークを発生した時の電圧
を静耐電圧値として求め・標準の接点電極の値との相対
値によって判定した。
【００４３】実施例１では、銅（Ｃｕ）粉、クロム（Ｃ
ｒ）粉を混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧
を組合せて固相焼結法でＣｕ成分量を３０容積％として
接点電極素材とすると共に、同様に３３容積％とした接
点電極素材も作成した。これらをリング状に加工し、Ｃ
ｕ成分量が３０容積％の素材と３３容積％の素材とを、
任意の半径線上の任意の点と１５ｍｍ離れた点との平均
勾配をＡ／Ｘ＝０．２（容積％／ｍｍ）となる様に組合
せ配置し接点電極片とした（実施例１試験片）。なおこ
の試験片の評価データを標準値とした。
ｒ）粉を混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧
を組合せて固相焼結法でＣｕ成分量を３０容積％として
接点電極素材とすると共に、同様に３３容積％とした接
点電極素材も作成した。これらをリング状に加工し、Ｃ
ｕ成分量が３０容積％の素材と３３容積％の素材とを、
任意の半径線上の任意の点と１５ｍｍ離れた点との平均
勾配をＡ／Ｘ＝０．２（容積％／ｍｍ）となる様に組合
せ配置し接点電極片とした（実施例１試験片）。なおこ
の試験片の評価データを標準値とした。
【００４４】また実施例２では、同様にＣｕ粉、Ｃｒ粉
を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加
圧を組合せて、任意の半径線上の任意の点と５ｍｍ離れ
た点との平均勾配をＡ／Ｘ＝２．５（容積％／ｍｍ）と
なる接点電極素材を得た。
を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加
圧を組合せて、任意の半径線上の任意の点と５ｍｍ離れ
た点との平均勾配をＡ／Ｘ＝２．５（容積％／ｍｍ）と
なる接点電極素材を得た。
【００４５】また実施例３では、同様にＣｕ粉、Ｃｒ粉
を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加
圧を組合せて、任意の半径線上の任意の点と５ｍｍ離れ
た点との平均勾配をＡ／Ｘ＝１２（容積％／ｍｍ）とな
る接点電極素材を得た。
を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加
圧を組合せて、任意の半径線上の任意の点と５ｍｍ離れ
た点との平均勾配をＡ／Ｘ＝１２（容積％／ｍｍ）とな
る接点電極素材を得た。
【００４６】比較例１では、同様にＣｕ粉、Ｃｒ粉を所
定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧を
組合せて、Ａ／Ｘ＝０とした。比較例２では、同様にＣ
ｕ粉、Ｃｒ粉を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０
℃で焼結、加圧を組合せて、Ａ／Ｘ＝０．１６とした。
定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧を
組合せて、Ａ／Ｘ＝０とした。比較例２では、同様にＣ
ｕ粉、Ｃｒ粉を所定比率混合、水素雰囲気中で１０６０
℃で焼結、加圧を組合せて、Ａ／Ｘ＝０．１６とした。
【００４７】比較例３では、同様にＣｕ粉、Ｃｒ粉を所
定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧を
組合せて、Ａ／Ｘ＝２０とした。その結果、表１から明
らかなように、勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２（実施例２
〜３）では、表３に示すように標準試料として実施例１
の値より、アークの拡がり性、遮断性能とも大幅な改善
が見られている。逆に表１から明らかなように、勾配Ａ
／Ｘ値が０の時には、表３に示すように発弧点近傍と考
えられる接点電極面上の特定の箇所にアークの停滞が観
察されている。
定比率混合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧を
組合せて、Ａ／Ｘ＝２０とした。その結果、表１から明
らかなように、勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２（実施例２
〜３）では、表３に示すように標準試料として実施例１
の値より、アークの拡がり性、遮断性能とも大幅な改善
が見られている。逆に表１から明らかなように、勾配Ａ
／Ｘ値が０の時には、表３に示すように発弧点近傍と考
えられる接点電極面上の特定の箇所にアークの停滞が観
察されている。
【００４８】勾配Ａ／Ｘ値が０．１６であっても大差な
くアークの停滞が観察され、アークの拡がり性、遮断性
能のいずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施例１）と比較し
て大幅に低下している。あまり大きな直径を持つ接点電
極径の作成が困難で勾配Ａ／Ｘ値が２０の試験片とし
た。アークの停滞現象は、Ａ／Ｘ値が０の時より軽減化
の方向にあったが十分ではないと判断した。
くアークの停滞が観察され、アークの拡がり性、遮断性
能のいずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施例１）と比較し
て大幅に低下している。あまり大きな直径を持つ接点電
極径の作成が困難で勾配Ａ／Ｘ値が２０の試験片とし
た。アークの停滞現象は、Ａ／Ｘ値が０の時より軽減化
の方向にあったが十分ではないと判断した。
【００４９】なお、静耐圧値は、実施例１〜３、比較例
１〜２では大差無く好ましい範囲と判断されたが、比較
例３では、低下とばらつきの発生が見られた。従って勾
配Ａ／Ｘ値は実施例１も含めて、０．２〜１２（実施例
１〜３）の範囲を好ましい範囲とした。
１〜２では大差無く好ましい範囲と判断されたが、比較
例３では、低下とばらつきの発生が見られた。従って勾
配Ａ／Ｘ値は実施例１も含めて、０．２〜１２（実施例
１〜３）の範囲を好ましい範囲とした。
【００５０】＜実施例４〜８＞前記実施例１〜３、比較
例１〜３では、接点電極全面を同一の濃度勾配とした例
について示したが、本発明ではこの例にかぎることな
く、接点電極面の勾配を１つとせず複数領域としても同
様の効果を得る。すなわち、実施例４では、接点電極面
上の中心（直径の中心）から１０ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ
値を０（比較例１と同一の条件）とし、これと隣接して
（中心から１０〜１５ｍｍの間）の勾配Ａ／Ｘ値を２．
５（実施例２と同一の条件）とし、さらにこれと隣接さ
せて勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）となる
ように接点電極面を構成した。
例１〜３では、接点電極全面を同一の濃度勾配とした例
について示したが、本発明ではこの例にかぎることな
く、接点電極面の勾配を１つとせず複数領域としても同
様の効果を得る。すなわち、実施例４では、接点電極面
上の中心（直径の中心）から１０ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ
値を０（比較例１と同一の条件）とし、これと隣接して
（中心から１０〜１５ｍｍの間）の勾配Ａ／Ｘ値を２．
５（実施例２と同一の条件）とし、さらにこれと隣接さ
せて勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）となる
ように接点電極面を構成した。
【００５１】実施例５では、接点電極面上の中心（直径
の中心）から１５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０．１６
（比較例２と同一の条件）とし、これと隣接して（中心
から１５〜２０ｍｍの間）勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施
例２と同一の条件）とし、さらにこれと隣接させて勾配
Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）となるように接
点電極面を構成した。実施例６では、接点電極面上の中
心（直径の中心）から１５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０
（比較例１と同一の条件）とし、これと隣接して（中心
から１５〜１８ｍｍの間）勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施
例２と同一の条件）と４．５とに分割し、さらにこれと
隣接させて勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）
となるように接点電極面を構成した。
の中心）から１５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０．１６
（比較例２と同一の条件）とし、これと隣接して（中心
から１５〜２０ｍｍの間）勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施
例２と同一の条件）とし、さらにこれと隣接させて勾配
Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）となるように接
点電極面を構成した。実施例６では、接点電極面上の中
心（直径の中心）から１５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０
（比較例１と同一の条件）とし、これと隣接して（中心
から１５〜１８ｍｍの間）勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施
例２と同一の条件）と４．５とに分割し、さらにこれと
隣接させて勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例１と同一の条件）
となるように接点電極面を構成した。
【００５２】実施例７では、接点電極面上の中心（直径
の中心）から１０ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例
１と同一の条件）とし、これと隣接して（中心から１０
〜１３ｍｍの間）の勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施例５と
同一の条件）とし、さらにこれと隣接させて勾配Ａ／Ｘ
値を１４となるように接点電極面を構成した。
の中心）から１０ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０（比較例
１と同一の条件）とし、これと隣接して（中心から１０
〜１３ｍｍの間）の勾配Ａ／Ｘ値を２．５（実施例５と
同一の条件）とし、さらにこれと隣接させて勾配Ａ／Ｘ
値を１４となるように接点電極面を構成した。
【００５３】実施例８では、接点電極面上の中心（直径
の中心）から５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０．１６と
し、これと隣接して（中心から５〜８ｍｍの間）の勾配
Ａ／Ｘ値を２．５とし、さらにこれと隣接させて勾配Ａ
／Ｘ値を１４となるように接点電極面を構成した。
の中心）から５ｍｍの間の勾配Ａ／Ｘ値を０．１６と
し、これと隣接して（中心から５〜８ｍｍの間）の勾配
Ａ／Ｘ値を２．５とし、さらにこれと隣接させて勾配Ａ
／Ｘ値を１４となるように接点電極面を構成した。
【００５４】評価の結果、表３から明らかなように、接
点電極表面の一部にでも勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２の
領域が存在するならば、アークの拡がり性、遮断性能の
いずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施例１）と比較して大
幅に改善されていることが観察された。なお静耐圧値
は、大差無く好ましい範囲と判断された。従って勾配Ａ
／Ｘ値が０．２〜１２の領域が、前記実施例１〜３、比
較例１〜３の様に、接点電極全面に存在している必要は
なく、その一部に勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２の領域が
存在すれば十分機能を発揮することが判った。
点電極表面の一部にでも勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２の
領域が存在するならば、アークの拡がり性、遮断性能の
いずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施例１）と比較して大
幅に改善されていることが観察された。なお静耐圧値
は、大差無く好ましい範囲と判断された。従って勾配Ａ
／Ｘ値が０．２〜１２の領域が、前記実施例１〜３、比
較例１〜３の様に、接点電極全面に存在している必要は
なく、その一部に勾配Ａ／Ｘ値が０．２〜１２の領域が
存在すれば十分機能を発揮することが判った。
【００５５】＜実施例９〜１５＞前記実施例１〜３、比
較例１〜３では、接点電極材料として、ＣｕＣｒの例を
示したが、本発明ではこの例にかぎることなく、接点電
極材料を選択できる。すなわち、実施例９〜１５では、
耐弧性成分量を、２５容積％のＴｉ、３２容積％のＺ
ｒ、３０容積％のＶ、４２容積％のＮｂ、６０容積％の
Ｔａ、３５容積％のＣｒ、４５容積％のＭｏ、７５容積
％のＷおよび残部をＣｕと必要により微量の焼結助材の
各々から選択された接点電極材料で、実施例２と同様に
接点電極面全面を勾配Ａ／Ｘ値を２．５の状態として構
成した。
較例１〜３では、接点電極材料として、ＣｕＣｒの例を
示したが、本発明ではこの例にかぎることなく、接点電
極材料を選択できる。すなわち、実施例９〜１５では、
耐弧性成分量を、２５容積％のＴｉ、３２容積％のＺ
ｒ、３０容積％のＶ、４２容積％のＮｂ、６０容積％の
Ｔａ、３５容積％のＣｒ、４５容積％のＭｏ、７５容積
％のＷおよび残部をＣｕと必要により微量の焼結助材の
各々から選択された接点電極材料で、実施例２と同様に
接点電極面全面を勾配Ａ／Ｘ値を２．５の状態として構
成した。
【００５６】その評価の結果、表３から明らかなよう
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
【００５７】＜実施例１６〜１８＞前記実施例１〜１
６、比較例１〜３では、接点電極材料中の耐弧性成分と
しては、１種類の例を示したが、本発明ではこの例にか
ぎることなく、接点電極材料中の耐弧性成分数を選択で
きる。すなわち、表２に示すように実施例１６〜１８で
は、耐弧性成分を、ＣｒとＮｂの２種類および残部がＣ
ｕと必要により微量の焼結助材の各々で構成しかつ接点
電極面全面の勾配Ａ／Ｘ値を２．５とした（実施例１
６）場合、また実施例４と同様に、勾配Ａ／Ｘ値２．５
の領域に隣接するように、勾配Ａ／Ｘ値０（ゼロ）の領
域を配置した場合（実施例１７）、また実施例４と同様
に、勾配Ａ／Ｘ値２．５の領域に隣接する一方に勾配Ａ
／Ｘ（ゼロ）の領域を配置し、他方に勾配Ａ／Ｘ値１４
の領域を配置した場合（実施例１８）の各々のケースに
ついて評価した。
６、比較例１〜３では、接点電極材料中の耐弧性成分と
しては、１種類の例を示したが、本発明ではこの例にか
ぎることなく、接点電極材料中の耐弧性成分数を選択で
きる。すなわち、表２に示すように実施例１６〜１８で
は、耐弧性成分を、ＣｒとＮｂの２種類および残部がＣ
ｕと必要により微量の焼結助材の各々で構成しかつ接点
電極面全面の勾配Ａ／Ｘ値を２．５とした（実施例１
６）場合、また実施例４と同様に、勾配Ａ／Ｘ値２．５
の領域に隣接するように、勾配Ａ／Ｘ値０（ゼロ）の領
域を配置した場合（実施例１７）、また実施例４と同様
に、勾配Ａ／Ｘ値２．５の領域に隣接する一方に勾配Ａ
／Ｘ（ゼロ）の領域を配置し、他方に勾配Ａ／Ｘ値１４
の領域を配置した場合（実施例１８）の各々のケースに
ついて評価した。
【００５８】その評価の結果、表４から明らかなよう
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
【００５９】＜実施例１９〜２２＞前記実施例１〜１
８、比較例１〜３では、接点電極材料中の補助成分とし
ては、補助成分添加のない場合（一部、微量の焼結助材
を添加）を示したが、本発明ではこの例にかぎることな
く、接点電極材料中を選択できる。すなわち、表２に示
すように実施例１９〜２２では、溶着性の向上のために
補助成分として０．１容積％のＢｉ、４．５容積％のＴ
ｅ、０．０５容積％のＰｂ、０．５容積％のＳｂおよび
残部をＣｕと必要により微量の焼結助材の各々から選択
された接点電極材料で、実施例２と同様に接点電極面全
面を勾配Ａ／Ｘ値２．５の状態として構成した。
８、比較例１〜３では、接点電極材料中の補助成分とし
ては、補助成分添加のない場合（一部、微量の焼結助材
を添加）を示したが、本発明ではこの例にかぎることな
く、接点電極材料中を選択できる。すなわち、表２に示
すように実施例１９〜２２では、溶着性の向上のために
補助成分として０．１容積％のＢｉ、４．５容積％のＴ
ｅ、０．０５容積％のＰｂ、０．５容積％のＳｂおよび
残部をＣｕと必要により微量の焼結助材の各々から選択
された接点電極材料で、実施例２と同様に接点電極面全
面を勾配Ａ／Ｘ値２．５の状態として構成した。
【００６０】その評価の結果、表４から明らかなよう
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
【００６１】＜実施例２３〜３６＞前記実施例１〜２
２、比較例１〜３では、接点電極材料中の導電性成分と
しては、Ｃｕの例について示したが、本発明ではこの例
にかぎることなく、接点電極材料を選択できる。すなわ
ち、表２に示すように耐弧性成分としてＷＣを選択した
上で実施例２３、２５〜２６では導電性成分をＡｇとし
た場合、また実施例２４ではＡｇ＋Ｃｕ（８：２）とし
た場合に対しても表１から明らかなように、アークの拡
がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施
例１）と比較して改善されていることが観察された。な
お静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と判断された。
２、比較例１〜３では、接点電極材料中の導電性成分と
しては、Ｃｕの例について示したが、本発明ではこの例
にかぎることなく、接点電極材料を選択できる。すなわ
ち、表２に示すように耐弧性成分としてＷＣを選択した
上で実施例２３、２５〜２６では導電性成分をＡｇとし
た場合、また実施例２４ではＡｇ＋Ｃｕ（８：２）とし
た場合に対しても表１から明らかなように、アークの拡
がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ値０．２（実施
例１）と比較して改善されていることが観察された。な
お静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と判断された。
【００６２】前記実施例１〜２２、比較例１〜３では、
接点電極材料中の耐弧性成分としては、Ｃｕ、Ｔｉなど
の金属成分について示したが、本発明技術ではこの例に
かぎることなく、接点電極材料中の耐弧性成分を選択で
きる。すなわち、金属炭化物（実施例２３〜３３）、金
属硼化物（実施例３４〜３５）および残部がＣｕと０．
１〜１０容積％程度の焼結助材の各々で構成し、かつ接
点電極面全面を勾配Ａ／Ｘ値２．５としたケースについ
て評価した。
接点電極材料中の耐弧性成分としては、Ｃｕ、Ｔｉなど
の金属成分について示したが、本発明技術ではこの例に
かぎることなく、接点電極材料中の耐弧性成分を選択で
きる。すなわち、金属炭化物（実施例２３〜３３）、金
属硼化物（実施例３４〜３５）および残部がＣｕと０．
１〜１０容積％程度の焼結助材の各々で構成し、かつ接
点電極面全面を勾配Ａ／Ｘ値２．５としたケースについ
て評価した。
【００６３】その評価の結果、表４から明らかなよう
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
に、アークの拡がり性、遮断性能のいずれもが、Ａ／Ｘ
値０．２（実施例１）と比較して改善されていることが
観察された。なお静耐圧値は、大差無く好ましい範囲と
判断された。
【００６４】以上によって、遮断性能の改善のための有
力技術として、接点電極面上の構成成分量の濃度勾配Ａ
／Ｘを０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）とすることが
重要であるのが判った。さらに接点電極面全面をこの勾
配値にする必要はなく、その一部にこの勾配値を有する
領域が存在すれば有効であることも判った。またＣｕＣ
ｒ接点電極材料を主体として実施状況を示したが、他の
材料系に於いても有効であることも判った。これらの知
見を基にした本発明接点電極は、耐電圧性を維持した上
で真空遮断器の遮断性能の向上に極めて有益である。
力技術として、接点電極面上の構成成分量の濃度勾配Ａ
／Ｘを０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）とすることが
重要であるのが判った。さらに接点電極面全面をこの勾
配値にする必要はなく、その一部にこの勾配値を有する
領域が存在すれば有効であることも判った。またＣｕＣ
ｒ接点電極材料を主体として実施状況を示したが、他の
材料系に於いても有効であることも判った。これらの知
見を基にした本発明接点電極は、耐電圧性を維持した上
で真空遮断器の遮断性能の向上に極めて有益である。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】
【００６７】
【表３】
【００６８】
【表４】
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、接点電極面上の成分量
の勾配を最適化することにより、大電流遮断特性を向上
させることができる真空バルブ用接点電極を提供するこ
とができる。
の勾配を最適化することにより、大電流遮断特性を向上
させることができる真空バルブ用接点電極を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される真空バルブの一例を示す断
面図。
面図。
１…絶縁円筒、２，３…端板、４…真空容器、５，６…
接点電極、７…固定軸、８…可動通電軸、９…ベロー
ズ、１０…アークシールド、１１…ベローズカバー。
接点電極、７…固定軸、８…可動通電軸、９…ベロー
ズ、１０…アークシールド、１１…ベローズカバー。
Claims (11)
- 【請求項１】 Ａｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導
電性成分と、 １５００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分と、 必要により補助成分とで構成された真空バルブ用接点電
極において、 該接点電極面上の任意の半径Ｒ1 線上の任意の点Ｘ1 、 同じ半径線Ｒ1 上で他の任意の点Ｘ2 、 Ｘ1 とＸ2 との間隔（Ｘ2 −Ｘ1 、ただしＸ2 ＞Ｘ1 ≧
０）をＸ（単位：ｍｍ）とし、 Ｘ1 に於ける導電性成分の成分量（単位：容積％）をＡ
1 、Ｘ2 に於ける導電性成分の成分量をＡ2 、 Ａ1 、Ａ2 の導電性成分の成分量の差（Ａ2 −Ａ1 ）を
Ａ0とした時、 Ｘ1 とＸ2 間の導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが、 ０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）であることを特徴と
する真空バルブ用接点電極。 - 【請求項２】 Ａｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる導
電性成分と、 １５００℃以上の溶融温度を有する耐弧性成分と、 で構成された真空バルブ用接点電極において、 前記導電性成分量は接点電極中に５〜７５容積％を占め
ることを特徴とする請求項１記載の真空バルブ用接点電
極。 - 【請求項３】 耐弧性成分が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた少なくとも１つであ
ることを特徴とする請求項１記載の真空バルブ用接点電
極。 - 【請求項４】 耐弧性成分が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた炭化物または硼化物
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載
の真空バルブ用接点電極。 - 【請求項５】 必要により添加する補助成分は、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｆｅから選ばれた少なくとも１つであることを特
徴とする請求項４記載の真空バルブ用接点電極。 - 【請求項６】 必要により添加する補助成分は、Ｂｉ、
Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｂから選ばれた少なくとも１つであるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の真
空バルブ用接点電極。 - 【請求項７】 前記接点電極面上の任意の半径Ｒ1 線上
には、 前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾
配である領域Ｉと、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配で
ある領域IIとが並存していることを特徴とする請求項２
〜６のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点電極。 - 【請求項８】 前記接点電極面上の任意の半径Ｒ1 線上
には、 前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾
配である領域Ｉと、１２容積％／ｍｍ以上の領域III と
が、 ０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配である領域IIと隣接す
るようにして存在していることを特徴とする請求項７記
載の真空バルブ用接点電極。 - 【請求項９】 前記Ａ／Ｘ勾配が０．２容積％／ｍｍ以
下である領域Ｉは、 前記接点電極面上の中心（直径の中心）から任意の点Ｘ
1 までの間に存在し、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配
を有する領域IIと半径Ｒ1 線上に並存していることを特
徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の真空バル
ブ用接点電極。 - 【請求項１０】 Ａｇ、Ｃｕの少なくとも１つよりなる
導電性成分と、 １５００℃以上の溶融温度を有する２種類の耐弧性成分
と、 必要により補助成分とで構成された真空バルブ用接点電
極において、 ２種類の耐弧性成分Ｔ１、Ｔ２（但し、Ｔ１＋Ｔ２＝１
００）のうちの任意の一方耐弧性成分Ｔ１は、 前記接点電極面上の任意の半径Ｒ2 線上の任意の点Ｘ
3 、 同じ半径線Ｒ2 上で他の任意の点Ｘ4 、 Ｘ3 とＸ4 との間隔（Ｘ4 −Ｘ3 、ただしＸ4 ＞Ｘ3 ≧
０）をＸ（単位：ｍｍ）とし、 Ｘ3 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ3 、 Ｘ4 に於ける耐弧性成分Ｔ１の成分量をＡ4 、 Ａ3 、Ａ4 の耐弧性成分Ｔ１の成分量の差（Ａ4 −Ａ
3 ）をＡとしたとき、 Ｘ3 とＸ4 間の耐弧性成分Ｔ１の成分量の勾配Ａ／Ｘ
が、 ０．２〜１２（容積％）／（ｍｍ）であることを特徴と
する真空バルブ用接点電極。 - 【請求項１１】 Ｃｕ板、ＣｕＡｇ板基板上に、前記所
定の成分量の勾配Ａ／Ｘを有する前記導電性成分と耐弧
性成分と必要により補助成分とで構成された接点電極を
載置してなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれ
か一つに記載の真空バルブ用接点電極。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7051102A JPH08249991A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 真空バルブ用接点電極 |
| EP96301525A EP0731478A3 (en) | 1995-03-10 | 1996-03-06 | Contact electrode for vacuum interrupter |
| US08/611,000 US5726407A (en) | 1995-03-10 | 1996-03-07 | Contact electrode for vacuum interrupter |
| TW085102856A TW366507B (en) | 1995-03-10 | 1996-03-08 | Contact electrode for vacuum interrupter |
| KR1019960006369A KR0185509B1 (ko) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | 진공 차단기용 접촉 전극 |
| CN961030798A CN1065068C (zh) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | 真空断续器的接触电极 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7051102A JPH08249991A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 真空バルブ用接点電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08249991A true JPH08249991A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12877456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7051102A Pending JPH08249991A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 真空バルブ用接点電極 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726407A (ja) |
| EP (1) | EP0731478A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08249991A (ja) |
| KR (1) | KR0185509B1 (ja) |
| CN (1) | CN1065068C (ja) |
| TW (1) | TW366507B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10255604A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Shibafu Eng Kk | 真空バルブ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4404980B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2010-01-27 | 芝府エンジニアリング株式会社 | 真空バルブ |
| KR100400356B1 (ko) * | 2000-12-06 | 2003-10-04 | 한국과학기술연구원 | 진공개폐기용 구리-크롬계 접점 소재의 조직 제어 방법 |
| CN100375210C (zh) * | 2005-01-31 | 2008-03-12 | 北京京东方真空电器有限责任公司 | 耐弧件结构及真空开关触头 |
| CN100428386C (zh) * | 2005-01-31 | 2008-10-22 | 北京京东方真空电器有限责任公司 | 耐弧件结构及真空开关触头 |
| EP2989650B1 (de) * | 2013-06-20 | 2020-04-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kontaktelementen für elektrische schaltkontakte |
| US10256054B2 (en) | 2013-06-20 | 2019-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for producing contact elements for electrical switch contacts |
| US9455104B1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-09-27 | Eaton Corporation | Vacuum interrupter, retaining clip therefor and associated method |
| JP6090388B2 (ja) * | 2015-08-11 | 2017-03-08 | 株式会社明電舎 | 電極材料及び電極材料の製造方法 |
| CN110852028A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 重庆邮电大学 | 计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法 |
| DE102021210839A1 (de) | 2021-09-28 | 2023-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Herstellungsverfahren für einen Kontaktkörper einer Vakuumschaltröhre, Kontaktkörper für eine Vakuumschaltröhre und Vakuumschaltröhre mit einem solchen Kontaktkörper |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3551622A (en) * | 1963-03-22 | 1970-12-29 | Hitachi Ltd | Alloy materials for electrodes of vacuum circuit breakers |
| DE2014638A1 (de) * | 1970-03-26 | 1971-10-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Zweischichten Kontaktstuckes |
| US3634736A (en) * | 1970-09-14 | 1972-01-11 | Standard Oil Co Ohio | Electrolytic capacitor employing paste electrodes |
| GB1517702A (en) * | 1974-09-19 | 1978-07-12 | Fujitsu Ltd | Electrical contact |
| JPS59163726A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-14 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
| JPH0760623B2 (ja) * | 1986-01-21 | 1995-06-28 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点合金 |
| JPH0777101B2 (ja) * | 1987-04-24 | 1995-08-16 | 株式会社東芝 | 真空開閉器用接点 |
| JP2653486B2 (ja) * | 1988-08-19 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2768721B2 (ja) * | 1989-03-01 | 1998-06-25 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2778826B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1998-07-23 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP3101329B2 (ja) * | 1991-01-10 | 2000-10-23 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
| JP2766441B2 (ja) * | 1993-02-02 | 1998-06-18 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2874522B2 (ja) * | 1993-07-14 | 1999-03-24 | 株式会社日立製作所 | 真空遮断器及びそれに用いる真空バルブと真空バルブ用電極並びにその製造法 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7051102A patent/JPH08249991A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-06 EP EP96301525A patent/EP0731478A3/en not_active Withdrawn
- 1996-03-07 US US08/611,000 patent/US5726407A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-08 TW TW085102856A patent/TW366507B/zh active
- 1996-03-11 KR KR1019960006369A patent/KR0185509B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-11 CN CN961030798A patent/CN1065068C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10255604A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Shibafu Eng Kk | 真空バルブ |
Also Published As
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|---|---|
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| TW366507B (en) | 1999-08-11 |
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| KR960035691A (ko) | 1996-10-24 |
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| CN1065068C (zh) | 2001-04-25 |
| US5726407A (en) | 1998-03-10 |
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