JPH0877855A - 真空バルブ用接点材料 - Google Patents
真空バルブ用接点材料Info
- Publication number
- JPH0877855A JPH0877855A JP6212241A JP21224194A JPH0877855A JP H0877855 A JPH0877855 A JP H0877855A JP 6212241 A JP6212241 A JP 6212241A JP 21224194 A JP21224194 A JP 21224194A JP H0877855 A JPH0877855 A JP H0877855A
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- Japan
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- contact material
- skeleton
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポア等の不健全な部分が内部に発生するのを
防ぎ、電気的性能を向上させた真空バルブ用接点材料を
得る。 【構成】 耐弧粉末を焼結して得られるスケルトンを備
えた耐弧成分と、スケルトンに方向性凝固によって注入
される溶融導電成分とを有する。
防ぎ、電気的性能を向上させた真空バルブ用接点材料を
得る。 【構成】 耐弧粉末を焼結して得られるスケルトンを備
えた耐弧成分と、スケルトンに方向性凝固によって注入
される溶融導電成分とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空バルブ用接点材料に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】真空バルブ用接点材料に要求される特性
としては、耐溶着・耐電圧・遮断に対する各性能で示さ
れる基本三要件と、この他に温度上昇・接触抵抗が低く
安定していることが重要な要件となっている。しかしな
がら、これらの要件のなかには相反するものがある関係
上、単一の金属種によって全ての要件を満足させること
は不可能である。このため、実用化されている多くの接
点材料においては、不足する性能を相互に補えるような
２種以上の元素を組合せ、かつ、大電流用または高電圧
用等のように特定の用途に合った接点材料の開発が行わ
れ、それなりに優れた特性を有するものが開発されてい
る。例えば、大容量真空遮断器用接点材料例えば、大容
量真空バルブ用接点材料としては、Ｃｕ−Ｃｒ接点材料
が主流である。このＣｕ−Ｃｒ接点材料を製造する１つ
の方法として、焼結溶浸法がある。これは、Ｃｒを焼結
して得たＣｒスケルトンにＣｕを溶浸させるというもの
である。
としては、耐溶着・耐電圧・遮断に対する各性能で示さ
れる基本三要件と、この他に温度上昇・接触抵抗が低く
安定していることが重要な要件となっている。しかしな
がら、これらの要件のなかには相反するものがある関係
上、単一の金属種によって全ての要件を満足させること
は不可能である。このため、実用化されている多くの接
点材料においては、不足する性能を相互に補えるような
２種以上の元素を組合せ、かつ、大電流用または高電圧
用等のように特定の用途に合った接点材料の開発が行わ
れ、それなりに優れた特性を有するものが開発されてい
る。例えば、大容量真空遮断器用接点材料例えば、大容
量真空バルブ用接点材料としては、Ｃｕ−Ｃｒ接点材料
が主流である。このＣｕ−Ｃｒ接点材料を製造する１つ
の方法として、焼結溶浸法がある。これは、Ｃｒを焼結
して得たＣｒスケルトンにＣｕを溶浸させるというもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな真空バルブ用接点材料では、Ｃｕを注入したＣｒス
ケルトンが表面から内部へと凝固していくため、内部に
ポア等の不健全な部分が生じやすい。このため、電気的
性能が低下してしまう。本発明の目的は、ポア等の不健
全な部分が内部に発生するのを防ぎ、電気的性能を向上
させた真空バルブ用接点材料を提供することにある。
うな真空バルブ用接点材料では、Ｃｕを注入したＣｒス
ケルトンが表面から内部へと凝固していくため、内部に
ポア等の不健全な部分が生じやすい。このため、電気的
性能が低下してしまう。本発明の目的は、ポア等の不健
全な部分が内部に発生するのを防ぎ、電気的性能を向上
させた真空バルブ用接点材料を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、耐弧粉末を焼結して得られるスケルトンを
備えた耐弧成分と、スケルトンに方向性凝固によって注
入される溶融導電成分とを有することを要旨とする。
に本発明は、耐弧粉末を焼結して得られるスケルトンを
備えた耐弧成分と、スケルトンに方向性凝固によって注
入される溶融導電成分とを有することを要旨とする。
【０００５】
【作用】従来の焼結溶浸法によって接点材料を製造する
場合、接点に不健全部分が生ずるのは、溶浸材であるＣ
ｕがＣｒスケルトン中に均一に注入されないからと考え
られる。従って、解決策としては、Ｃｒスケルトンの表
面張力の増大及びＣｒ粉末の濡れ性の向上があげられ
る。表面張力を増大させるためには、Ｃｒ粉末の粒径を
小さくして毛細管現象がより顕著に生ずるようにしてや
れば良い。一方、Ｃｒ粉末の濡れ性を向上させるために
は、Ｃｒ粉末の粒径を大きくして比表面積を減少させ、
粉末表面の酸化物の形成を抑制してやれば良い。
場合、接点に不健全部分が生ずるのは、溶浸材であるＣ
ｕがＣｒスケルトン中に均一に注入されないからと考え
られる。従って、解決策としては、Ｃｒスケルトンの表
面張力の増大及びＣｒ粉末の濡れ性の向上があげられ
る。表面張力を増大させるためには、Ｃｒ粉末の粒径を
小さくして毛細管現象がより顕著に生ずるようにしてや
れば良い。一方、Ｃｒ粉末の濡れ性を向上させるために
は、Ｃｒ粉末の粒径を大きくして比表面積を減少させ、
粉末表面の酸化物の形成を抑制してやれば良い。
【０００６】このように、解決策としてあげられる２つ
の点を満足するには相反することを達成する必要がある
ため、従来の焼結溶浸法では広範囲にわたって健全な組
織を有するＣｕ−Ｃｒ接点の製造が困難であった。
の点を満足するには相反することを達成する必要がある
ため、従来の焼結溶浸法では広範囲にわたって健全な組
織を有するＣｕ−Ｃｒ接点の製造が困難であった。
【０００７】これに対し、本発明者等の研究の結果、Ｃ
ｒスケルトンに下から徐々に凝固させるという方向性凝
固により溶融導電成分であるＣｕを注入したので、広範
囲にわたり健全な組織を有するＣｕ−Ｃｒ接点の製造を
実現することができる。
ｒスケルトンに下から徐々に凝固させるという方向性凝
固により溶融導電成分であるＣｕを注入したので、広範
囲にわたり健全な組織を有するＣｕ−Ｃｒ接点の製造を
実現することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を詳細に説明する
が、まず本発明の一実施例を示す真空バルブ用接点材料
が適用される真空バルブについて、図１、図２を参照し
て説明する。
が、まず本発明の一実施例を示す真空バルブ用接点材料
が適用される真空バルブについて、図１、図２を参照し
て説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例を示す真空バルブ
用接点材料が適用される真空バルブの構成図である。同
図において、１は遮断室で、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性の蓋体４ａ，４ｂとで真空気
密に構成されている。しかして、上記遮断室１内には、
導電棒５，６の対向する端部に取り付けられた一対の電
極７，８が配設され、上部の電極７を固定電極、下部の
電極８を可動電極としている。
用接点材料が適用される真空バルブの構成図である。同
図において、１は遮断室で、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性の蓋体４ａ，４ｂとで真空気
密に構成されている。しかして、上記遮断室１内には、
導電棒５，６の対向する端部に取り付けられた一対の電
極７，８が配設され、上部の電極７を固定電極、下部の
電極８を可動電極としている。
【００１０】また、可動電極８の電極棒６には、ベロー
ズ９が取り付けられ遮断室１内を真空気密に保持しなが
ら電極８の軸方向の移動を可能にし、このベローズ９上
部には金属性のアークシールド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。11は上
記電極７，８を覆うようにして遮断室１内に設けられた
金属性のアークシールドで、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。
ズ９が取り付けられ遮断室１内を真空気密に保持しなが
ら電極８の軸方向の移動を可能にし、このベローズ９上
部には金属性のアークシールド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。11は上
記電極７，８を覆うようにして遮断室１内に設けられた
金属性のアークシールドで、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。
【００１１】さらに、電極８は、図２に拡大して示すよ
うに、導電棒６にロウ付け部12によって固定されるか、
また、かしめによって圧着接続されている。接点13ａ
は、電極８にロウ付け14で固着されている。なお、図１
における13ｂは固定側接点である。
うに、導電棒６にロウ付け部12によって固定されるか、
また、かしめによって圧着接続されている。接点13ａ
は、電極８にロウ付け14で固着されている。なお、図１
における13ｂは固定側接点である。
【００１２】次に、本実施例による接点の製造方法の一
例について述べる。例えば10-3Ｐａオーダーの真空中
で、例えば1150℃×１時間の条件で焼結して製造したＣ
ｒスケルトンと溶浸材であるＣｕを、坩堝内で上下に配
置する。この積層構造を有するＣｒとＣｕを、真空中で
例えば1100℃に加熱し、導電成分であるＣｕを溶融させ
る。ＣｕがＣｒスケルトン中に注入された後、加熱部分
または坩堝を移動させる。例えば、４mm／分の速度で下
から上へと凝固させていき、これにより、Ｃｕ−Ｃｒ合
金を得る。このような上記Ｃｕ−Ｃｒ合金について所定
の評価を行った。以下、表１に基づいて説明する。
例について述べる。例えば10-3Ｐａオーダーの真空中
で、例えば1150℃×１時間の条件で焼結して製造したＣ
ｒスケルトンと溶浸材であるＣｕを、坩堝内で上下に配
置する。この積層構造を有するＣｒとＣｕを、真空中で
例えば1100℃に加熱し、導電成分であるＣｕを溶融させ
る。ＣｕがＣｒスケルトン中に注入された後、加熱部分
または坩堝を移動させる。例えば、４mm／分の速度で下
から上へと凝固させていき、これにより、Ｃｕ−Ｃｒ合
金を得る。このような上記Ｃｕ−Ｃｒ合金について所定
の評価を行った。以下、表１に基づいて説明する。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例１、比較例１・２ Ｃｒスケルトンの空隙率を50％として、従来方法と溶浸
時の雰囲気の真空度を変えて、方向性凝固により製造し
たＣｕ−Ｃｒ合金の組織観察、密度測定を行った。
時の雰囲気の真空度を変えて、方向性凝固により製造し
たＣｕ−Ｃｒ合金の組織観察、密度測定を行った。
【００１５】比較例１は従来の焼結溶浸法により製造し
たものである。すなわち、10-3Ｐａオーダーの真空中
で、1150℃×１時間の条件で焼結して製造したＣｒスケ
ルトンと溶浸材である無酸素銅を坩堝内で上下に配置
し、10-3Ｐａオーダーの真空中で1100℃に加熱し、１時
間保持後に冷却してＣｕ−Ｃｒ合金を得た。比較例１で
は、大部分の接点についてポアが微量に存在しただけで
あったが、10枚の接点のうち２〜３枚は組織中にポアが
目立ち、局所的なＣｒリッチ部分が観察されるというよ
うに、バラツキが大きかった。
たものである。すなわち、10-3Ｐａオーダーの真空中
で、1150℃×１時間の条件で焼結して製造したＣｒスケ
ルトンと溶浸材である無酸素銅を坩堝内で上下に配置
し、10-3Ｐａオーダーの真空中で1100℃に加熱し、１時
間保持後に冷却してＣｕ−Ｃｒ合金を得た。比較例１で
は、大部分の接点についてポアが微量に存在しただけで
あったが、10枚の接点のうち２〜３枚は組織中にポアが
目立ち、局所的なＣｒリッチ部分が観察されるというよ
うに、バラツキが大きかった。
【００１６】一方、方向性凝固により１×10-3Ｐａの真
空度で作製した実施例１では、組織が良好で相対密度も
100 ％であった。同様にして真空度を１×10-3Ｐａに代
えて作製した比較例２では、緑色に変色している部分が
存在した。また相対密度も最も低かった。
空度で作製した実施例１では、組織が良好で相対密度も
100 ％であった。同様にして真空度を１×10-3Ｐａに代
えて作製した比較例２では、緑色に変色している部分が
存在した。また相対密度も最も低かった。
【００１７】実施例２・３、比較例３・４ Ｃｒスケルトンの空隙率を80，60，40，20％として、方
向性凝固により製造したＣｕ−Ｃｒ合金の組織観察、密
度測定を行った。
向性凝固により製造したＣｕ−Ｃｒ合金の組織観察、密
度測定を行った。
【００１８】空隙率80％の比較例３では、空隙率が高す
ぎるためＣｒ粉末を固形化出来ず、スケルトンを製造出
来なかった。空隙率が60％の実施例２は、組織中に局所
的にわずかにポアが観察されたが、実用に耐えられるも
のであった。
ぎるためＣｒ粉末を固形化出来ず、スケルトンを製造出
来なかった。空隙率が60％の実施例２は、組織中に局所
的にわずかにポアが観察されたが、実用に耐えられるも
のであった。
【００１９】空隙率40％の実施例３、空隙率20％の比較
例４は、組織が良好で相対密度も高かった。しかし、空
隙率20％の比較例４では、接触抵抗（Ｒｃ）が大きく、
実用的ではなかった。
例４は、組織が良好で相対密度も高かった。しかし、空
隙率20％の比較例４では、接触抵抗（Ｒｃ）が大きく、
実用的ではなかった。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐弧粉末
を焼結して得られるスケルトンを備えた耐弧成分と、ス
ケルトンに方向性凝固によって注入される溶融導電成分
とを有するので、ポア等の不健全な部分が内部に発生す
るのを防ぎ、電気的性能を向上させた真空バルブ用接点
材料を得ることができる。
を焼結して得られるスケルトンを備えた耐弧成分と、ス
ケルトンに方向性凝固によって注入される溶融導電成分
とを有するので、ポア等の不健全な部分が内部に発生す
るのを防ぎ、電気的性能を向上させた真空バルブ用接点
材料を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例の真空バルブ用接点材料が適
用される真空バルブの断面図。
用される真空バルブの断面図。
【図２】［図１］の要部拡大断面図。
７…固定電極、８…可動電極、13ａ…可動側接点、13ｂ
…固定側接点
…固定側接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥冨 功 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 耐弧粉末を焼結して得られるスケルトン
を備えた耐弧成分と、前記スケルトンに方向性凝固によ
って注入される溶融導電成分とを有する真空バルブ用接
点材料。 - 【請求項２】 前記耐弧成分のスケルトンの空隙率が30
〜70％であることを特徴とする請求項１記載の真空バル
ブ用接点材料。 - 【請求項３】 前記溶融導電成分は、10-2Ｐａ以下の真
空雰囲気で前記スケルトンに注入されることを特徴とす
る請求項１または請求項２のいずれかに記載の真空バル
ブ用接点材料。 - 【請求項４】 前記耐弧成分のスケルトンの原料粉末は
Ｃｒであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
れかに記載の真空バルブ用接点材料。 - 【請求項５】 前記溶融導電成分はＣｕであることを特
徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の真空バ
ルブ用接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6212241A JPH0877855A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 真空バルブ用接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6212241A JPH0877855A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 真空バルブ用接点材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0877855A true JPH0877855A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16619316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6212241A Pending JPH0877855A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 真空バルブ用接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0877855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104209520A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-17 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种电触头的制作方法 |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP6212241A patent/JPH0877855A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104209520A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-17 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种电触头的制作方法 |
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