JPH09198975A - 真空バルブ及び真空バルブ用接点 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、大電流遮断特性及び耐電圧特性を
向上させることを目的とする。 【解決手段】 耐弧性成分の成分量ｙ（０≦ｙ≦１）と
接点中心からの距離ｒとの間にｙ＝ｆ（ｒ）の関係が成
立するとき、ｒ−ｙ平面に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図にお
いて、０≦ｒ≦Ｒに少なくとも１箇所成分の組成変化に
不連続部分が存在することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空遮断器等に使
用される真空バルブ及び真空バルブ用接点に係り、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及
び真空バルブ用接点に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空バルブ用接点に要求される特性とし
ては、耐溶着特性、耐電圧特性、遮断特性、裁断特性、
耐消耗性、接触抵抗特性、温度上昇特性などがあり、真
空バルブ用接点は、これらの特性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。しかし、上述の要求
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
述の要求特性を極力満足しようとしている。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、接点電極面上の全
ての面に均一に点弧させることができなかった。

【０００３】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、特許第１１４０６１３号にある
ように、遮断時に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た技術が
ある。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ようにし
た接点電極の提案がなされている。アークの停滞、集中
を軽減化する他の手段として、特開昭６３−２６６７２
０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
移動を補助するようにした接点電極の提案がなされてい
る。さらに同じ目的で特開平４−２０９７８号公報で
は、ＡｇＷＣとＣｕＣｒの組合わせ、特開平４−２４２
０２９号公報では、ＡｇＷＣとＣｕＴｉの組合わせ、特
開平５−４７２７５号公報では、ＡｇＭｏ₂ ＣとＣｕＣ
ｒの組合わせが開示されているように、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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のアーク電圧の異
なる２種類以上の接点電極を同一面上に単純に配置した
ものでは、前記の軸方向磁界電極と組合わせた場合で
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
至らず遮断性能の改善には限界が見られている。また、
ＡｇＷＣとＣｕＣｒの組合わせ、ＡｇＷＣとＣｕＴｉの
組合わせ、ＡｇＭｏ₂ ＣとＣｕＣｒの張合わせたものが
あるが（特開平４−２０９７８号公報、特開平４−２４
２０２９号公報、特開平５−４７２７５号公報）、これ
らのものでも同様に、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るもの
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。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、大電流遮断特性及び耐電圧特性を向上させることが
できる真空バルブ及び真空バルブ用接点を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の真空バルブ用接点は、導電性成分、
耐弧性成分及び必要により補助成分を含み、同一半径に
対しては同一成分組成を有する半径Ｒの真空バルブ用接
点であって、前記耐弧性成分の成分量ｙ（０≦ｙ≦１）
と接点中心からの距離ｒとの間にｙ＝ｆ（ｒ）の関係が
成立するとき、ｒ−ｙ平面に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図に
おいて、０≦ｒ≦Ｒに少なくとも１箇所成分の組成変化
に不連続部分が存在してなることを要旨とする。この構
成により、遮断時に発生したアークはアーク電圧の低い
部分に停滞、集中することなく接点面上を移動してアー
クの拡散が促進され、遮断電流を処理する接点面積の実
質的増加につながって遮断性能の向上が可能となる。

【０００７】請求項２記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項１記載の真空バルブ用接点において、ｒ−ｙ平面
に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図における不連続部分のｒ座標
を小さい方から順にｒ₁ ，ｒ₂ ，・・，ｒ_n とし（ｎは
自然数）、０≦ｒ≦ｒ₁ を第１領域、ｒ₁ ≦ｒ≦ｒ₂ を
第２領域、・・，ｒ_n ≦ｒ≦Ｒを第ｎ＋１領域としたと
き、同一領域内は同一成分組成であることを要旨とす
る。この構成により、不連続部分と次の不連続部分まで
の耐弧性成分の組成を一定とすることで、遮断性能を一
層向上させることが可能となる。

【０００８】請求項３記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項２記載の真空バルブ用接点において、前記第１領
域内における前記耐弧性成分の成分量をｙ₁ 、前記第２
領域内における前記耐弧性成分の成分量をｙ₂ ，・・、
前記第ｎ＋１領域内における前記耐弧性成分の成分量を
ｙ_n+1 としたとき、ｙ₁ ＜ｙ₂ ＜・・＜ｙ_n+1 であるこ
とを要旨とする。この構成により、隣り合う領域の耐弧
性成分の組成を外側の領域になるほど大にすることで、
遮断性能を一層向上させることが可能となる。

【０００９】請求項４記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項２又は３記載の真空バルブ用接点において、成分
組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ≧２）存在する場
合、ｙ₁ ／ｒ₁ ≦（ｙ₂ −ｙ₁ ）／（ｒ₂ −ｒ₁ ）≦・
・≦（ｙ_n −ｙ_n-1 ）／（ｒ_n−ｒ_n-1 ）であることを
要旨とする。この構成により、隣り合う領域の耐弧性成
分組成を一定、又は外側の領域ほど大にする構成は、
（成分の増加量／半径の増加量）を調整することで実現
することができて遮断性能を確実に向上させることが可
能となる。

【００１０】請求項５記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項２又は３記載の真空バルブ用接点において、成分
組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ≧２）存在する場
合、ｒ₁ ≧ｒ₂ −ｒ₁ ≧・・≧ｒ_n −ｒ_n-1 で且つｙ₁
≦ｙ₂ −ｙ₁ ≦・・≦ｙ_n+1 −ｙ_n であることを要旨と
する。この構成により、隣り合う領域の耐弧性成分組成
を外側の領域になるほど大にする場合には、外側になる
ほど半径の増加量を減少させ、且つ成分の増加量を増大
させることで、アークの拡散が一層促進されて遮断性能
をさらに向上させることが可能となる。

【００１１】請求項６記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項１乃至５の何れかに記載の真空バルブ用接点にお
いて、前記導電性成分は、Ｃｕ又はＡｇを主成分とする
ことを要旨とする。この構成により、遮断性能の改善さ
れた真空バルブ用接点を確実に実現することが可能とな
る。

【００１２】請求項７記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項１乃至６の何れかに記載の真空バルブ用接点にお
いて、前記耐弧性成分は、Ｃｒ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔ
ｉ，Ｍｏ及びこれらの炭化物から選ばれた少なくとも１
つであることを要旨とする。この構成により、遮断性能
を確実に向上させることが可能となる。

【００１３】請求項８記載の真空バルブ用接点は、上記
請求項１乃至７の何れかに記載の真空バルブ用接点にお
いて、前記補助成分は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅから選ばれた
少なくとも１つであり、その合計量が接点全体の５ｗｔ
％以下であることを要旨とする。この構成により、成分
の組成変化に不連続部分が存在する真空バルブ用接点を
よりよく製造することが可能となる。

【００１４】請求項９記載の真空バルブ用接点は、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
り補助成分とを含み、接点面上の材料組成が同一半径
（中心からの距離）に対しては同一組成を有する真空バ
ルブ用接点であって、前記耐弧性成分の成分量ｙが中心
からの距離ｘの関数であるとき、前記ｙがｘで微分可能
なときはｘの関数であるｙをｙ＝ｆ（ｘ）とし、ｘ−ｙ
平面においてｘのある範囲内にｙが一定値を有する領域
が複数個存在するときは当該各領域の中心を近似するよ
うな滑らかな線をｙ＝ｆ（ｘ）とし、且つ接点表面上の
任意の点のうち前記ｘの２つの値ａ，ｂをａ＜ｂとした
とき、ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係が成立するように
構成してなることを要旨とする。この構成により、接点
面の半径方向の組成分布を、外周に向って耐弧性成分の
勾配を増加させることで、遮断時に発生したアークはア
ーク電圧の低い部分に停滞、集中することなく接点面上
を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面積の実質的増加につながって大電
流遮断特性の向上が可能となる。またアークの停滞、集
中が低減化される結果、接点の局部的異常蒸発現象が阻
止され、表面荒れが軽減化されて耐電圧特性の向上が可
能となる。

【００１５】請求項１０記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９記載の真空バルブ用接点において、中心から
任意の点Ｃまでの範囲が前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の
関係を満足し、前記点Ｃから最外周部までがｆ（ｘ）＝
一定の関係が成立するように構成してなることを要旨と
する。この構成により、内周部側の耐弧性成分の組成分
布の勾配を外周に向って増加させ、外周部側の耐弧性成
分の組成分布を一定とすることで、大電流遮断特性をさ
らに改善することが可能となる。

【００１６】請求項１１記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９記載の真空バルブ用接点において、中心から
任意の点Ｄまでの範囲が前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の
関係を満足し、前記点Ｄから最外周部までがｆ′（ｘ）
＜０の関係が成立するように構成してなることを要旨と
する。この構成により、中心から任意の点Ｃまでの範囲
に、外周に向って耐弧性成分の組成分布勾配が増加する
領域を持たせることで、外周部側は組成分布勾配が減少
する領域としても大電流遮断特性及び耐電圧特性を向上
させることが可能となる。

【００１７】請求項１２記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９記載の真空バルブ用接点において、中心から
任意の点Ｅまでの範囲をｆ′（ｘ）＝一定とし、前記点
Ｅから最外周部までが前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関
係が成立するように構成してなることを要旨とする。こ
の構成により、内周部側の耐弧性成分の組成分布の勾配
を一定とし、外周部側の耐弧性成分の組成分布の勾配を
外周に向って増加させることで、大電流遮断特性及び耐
電圧特性をさらに向上させることが可能となる。

【００１８】請求項１３記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９記載の真空バルブ用接点において、中心から
任意の点Ｆまでの範囲を前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の
関係が成立し、前記点Ｆから最外周部までがｆ′（ｘ）
＝一定の関係が成立するように構成してなることを要旨
とする。この構成により、耐弧性成分の組成分布の態様
を、内周部側と外周部側とで上記請求項１２記載の発明
とは逆にすることによっても、上記と同様に、大電流遮
断特性及び耐電圧特性をさらに向上させることが可能と
なる。

【００１９】請求項１４記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９記載の真空バルブ用接点において、中心から
任意の点Ｇまでの範囲を中空とし、前記点Ｇから最外周
部までが前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係が成立する
ように構成してなることを要旨とする。この構成によ
り、内周部側を中空としても、外周部において耐弧性成
分の組成分布の勾配を外周に向って増加させることで、
大電流遮断特性をさらに向上させ、また耐電圧特性を向
上させることが可能となる。

【００２０】請求項１５記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９乃至１４の何れかに記載の真空バルブ用接点
において、前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた１つであることを要
旨とする。この構成により、大電流遮断特性及び耐電圧
特性を確実に向上させることが可能となる。

【００２１】請求項１６記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９乃至１４の何れかに記載の真空バルブ用接点
において、前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物又は硼化物から選ばれた
１つであることを要旨とする。この構成により、上記と
同様に、大電流遮断特性及び耐電圧特性を確実に向上さ
せることが可能となる。

【００２２】請求項１７記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９乃至１６の何れかに記載の真空バルブ用接点
において、必要によりＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ばれた１
つの補助成分を含有してなることを要旨とする。この構
成により、接点面の半径方向の組成分布を、外周に向っ
て耐弧性成分の勾配を増加させた領域を有する真空バル
ブ用接点をよりよく製造することが可能となる。

【００２３】請求項１８記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９乃至１６の何れかに記載の真空バルブ用接点
において、必要によりＢｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂから選ば
れた１つの補助成分を含有してなることを要旨とする。
この構成により、上記と同様に、接点面の半径方向の組
成分布を、外周に向って耐弧性成分の勾配を増加させた
領域を有する真空バルブ用接点をよりよく製造すること
が可能となる。

【００２４】請求項１９記載の真空バルブ用接点は、上
記請求項９乃至１８の何れかに記載の真空バルブ用接点
において、Ｃｕ板又はＣｕＡｇ板の何れかからなる台金
上に搭載一体化してなることを要旨とする。この構成に
より、設計上遮断回数の少ない真空遮断器に搭載する接
点、あるいは接触抵抗を配慮する接点では、必ずしも全
厚さに亘って耐弧性成分の組成分布を前記のような所要
の組成分布にする必要はなく、接点面の最表面層から厚
さ方向（内部方向）に例えば０．０１ｍｍの深さだけ、
所定の組成分布とした場合であっても、所要の機能を発
揮する。この場合、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Ｃｕ板あるいはＣｕＡｇを
台金として配置することで、接点全体の電気伝導率の向
上を配慮することは遮断電流特性の一層の向上が可能と
なる。

【００２５】請求項２０記載の真空バルブは、真空容器
内に接離自在に配設された１対の請求項１乃至１９の何
れかに記載の真空バルブ用接点と、該真空バルブ用接点
面上の任意の半径線上の任意の点から他の任意の点に向
って磁界強度に勾配を与える磁束密度分布傾斜用コイル
とを有することを要旨とする。この構成により、耐弧性
成分の組成分布に上述したような所要の組成分布を持た
せた接点と磁束密度分布傾斜用コイルとを組合わせたこ
とによる相乗的効果により、優れた大電流遮断特性及び
耐電圧特性を有する真空バルブを実現することが可能と
なる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的実施態様に基づいて説明する。まず始めに、本実施の
形態の真空バルブ用接点が適用される真空バルブの構成
例を、図１、図２を参照して説明する。図１において、
１は遮断室であり、この遮断室１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、その両端に封着金具
３ａ，３ｂを介して設けられた金属製の蓋体４ａ，４ｂ
とで真空気密に形成されている。遮断室１内には、固定
通電軸５の端部に取り付けられた固定電極７と可動通電
軸６の端部に取り付けられた可動電極８とが対向配設さ
れている。可動通電軸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軸方向に所要量移
動可能となっており、ベローズ９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
覆われるのを防止している。１１は、固定電極７及び可
動電極８を覆うようにして遮断室１内に設けられた金属
製のアークシールドであり、絶縁容器２がアーク蒸気で
覆われるのを防止している。図２に拡大して示すよう
に、可動電極８は可動通電軸６の端部にロウ付け部１２
によって固定されるか、又は、かしめによって圧着固定
されている。そして可動側接点１３ａが、その可動電極
８にロウ付け１４で固着されている。固定側接点１３ｂ
も、上記と同様な構成により、固定電極７に固着されて
いる。

【００２７】次に、表１、表２（表２は表１の続きであ
る）を用いて、実施例１〜１９、比較例１，２の製造方
法及び遮断性能の試験結果について述べる。

【００２８】

【表１】

【表２】 比較例１〜２、実施例１〜２ 比較例１では、焼結溶浸法で作成した。Ｃｒ粉末を加圧
成形した後、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スケルトンと溶浸
材Ｃｕを坩堝内で上下に配置し、真空中で１１００℃に
加熱し、導電成分であるＣｕを溶浸させることにより、
Ｃｒを６５ｗｔ％含んだφ６０ｍｍ、ｔ５ｍｍのＣｕＣ
ｒ接点を製造した。この接点を組み込んだ真空バルブの
遮断試験を実施し、裁断遮断電流を測定し、さらに遮断
後の接点を目視観察により、アークによりダメージを受
けた接点の面積を測定した。この比較例３の測定結果を
基準とし、その他の測定結果は相対値で示す。

【００２９】比較例２でも、焼結溶浸法で作成した。た
だしＣｒ粉末を加圧成形する際、加圧力の伝播を調整
し、接点外周部ほど加圧力が小さくなるようにして、外
側ほど空隙率が小さいＣｒ成形体を得た（特公昭７−７
７１０１号公報参照）。その成形体を比較例３の場合と
同様に真空中で焼結した後、Ｃｕを溶浸させてφ６０ｍ
ｍ、ｔ５ｍｍのＣｕＣｒ接点を作成した。その接点表面
をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）で、直径に沿
って３ｍｍ間隔ごとにＣｒの含有率を分析した結果、ほ
ぼ直線的に変化し、中心付近では８０ｗｔ％、外周部で
は５０ｗｔ％であった。この接点を組み込んだ真空バル
ブの遮断試験を実施した結果、アークの拡がり及び最大
遮断電流は、比較例１の結果のそれぞれ１．１倍、１．
１倍であった。

【００３０】実施例１は、不連続部分が１箇所存在する
ＣｕＣｒ接点で、第１領域についてはＰＶＤ（Physical
Vapour Deposition）で作成した。Ｃｒの供給源を取り
囲むようにＣｕの供給源を６個配置し、φ１０ｍｍのＣ
ｕ板に蒸着させた。第２領域は焼結溶浸法でＣｒを５０
ｗｔ％含んだφ６０ｍｍのＣｕＣｒを作成し、次に中心
をφ１０ｍｍくり貫き、第１領域をはめ込んで焼結し、
一体化させた。その接点の第１領域の表面をＥＤＸで、
直径に沿って２ｍｍ間隔ごとにＣｒの含有率を分析した
結果、ほぼ放物線的に変化し、中心付近では１０ｗｔ
％、外周部では３５ｗｔ％であった。この接点を組み込
んだ真空バルブの遮断試験を実施した結果、アークの拡
がり及び最大遮断電流は、比較例１の結果のそれぞれ
１．３倍、１．２倍であった。

【００３１】実施例２は、不連続部分が１箇所存在する
ＣｕＣｒ接点で、第２領域については、比較例１と同様
に焼結溶浸法で作成し、第１及び第３領域は比較例２と
同一手法にて作成した。次に、第１〜第３領域をはめ込
んで焼結し、一体化した接点を作成した。この接点を組
み込んだ真空バルブの遮断試験を実施した結果、アーク
の拡がり及び最大遮断電流は、比較例１の結果のそれぞ
れ１．４倍、１．２倍であった。

【００３２】実施例３〜６ φ６０ｍｍの坩堝内に、Ｃｕ製の円筒（肉厚５０μｍ）
を、目的とする組成の境界部分に配置し、所定の比を有
するＣｕとＣｒの混合粉末を、円筒で仕切られた領域に
それぞれの混合粉末を充填し、真空雰囲気中で、９００
℃、１時間の条件で固相焼結した。焼結体を坩堝から取
り出し、１０ｔ／ｃｍ² で加圧成形し、再び固相焼結を
行い、ＣｕＣｒ接点を作成した。

【００３３】実施例３では、第１領域（０≦ｒ＜１０）
に純Ｃｕ粉末、第２領域（１０≦ｒ＜２０）にＣｕ−６
０ｗｔ％Ｃｒ粉末、第３領域（２０≦ｒ≦３０）にＣｕ
−３０ｗｔ％Ｃｒ粉末を充填し、固相焼結、加圧成形、
再焼結を行った。

【００３４】実施例４ではＣｒの含有率が、第１領域
（０≦ｒ＜１０）では２０ｗｔ％、第２領域（１０≦ｒ
＜２０）では５０ｗｔ％、第３領域（２０≦ｒ≦３０）
では、１００ｗｔ％と、耐弧成分含有率を徐々に増加さ
せたＣｕＣｒ接点を作成した。

【００３５】実施例５では、各領域が、第１領域：０≦
ｒ＜５，５ｗｔ％Ｃｒ、第２領域：５≦ｒ＜１５，２０
ｗｔ％Ｃｒ、第３領域：１５≦ｒ＜３０，４５ｗｔ％Ｃ
ｒという組成を有する接点を作成した。この接点の特徴
は、（耐弧成分含有率の増加量）／（半径の増加量）
が、徐々に増加していくことにある。即ち本接点では、
１（＝５ｗｔ％／５ｍｍ），１．５（＝（２０−５）／
（１５−５））となっている。

【００３６】実施例６では、各領域が、第１領域：０≦
ｒ＜１５，１０ｗｔ％Ｃｒ、第２領域：１５≦ｒ＜２
５，３０ｗｔ％Ｃｒ、第３領域：２５≦ｒ＜３０，６０
ｗｔ％Ｃｒという組成を有する接点を作成した。この接
点の特徴は、外側になるほど、半径の増加量が減少し、
且つ耐弧成分含有量の増加量が増大することにある。即
ち本接点では、１５ｍｍ，１０ｍｍ（＝２５−１５）且
つ１０ｗｔ％，２０ｗｔ％（＝３０−１０），３０ｗｔ
％（＝６０−３０）となっている。

【００３７】これら接点を組み込んだ真空バルブの遮断
性能は良好な特性を示し、最大遮断電流は、比較例１の
それぞれ１．２倍（実施例３）、１．２倍（実施例
４）、１．３倍（実施例５）、１．３倍（実施例６）で
あった。

【００３８】実施例７〜８ 不連続部分の数を、前記実施例１では１、実施例２〜６
では２とした事例について述べたが、本発明の主旨はこ
れに限るものではない。

【００３９】実施例７では不連続部分の数を３とし第１
〜第４領域からなるＣｕＣｒ接点を、実施例８では不連
続部分の数を４とし第１〜第５領域からなるＣｕＣｒ接
点を、実施例３〜６の場合と同一方法にて作成した。

【００４０】これらの接点を組み込んだ真空バルブの遮
断性能は良好な特性を示し、アークの拡がり及び最大遮
断電流は、比較例１の１．７倍、１．４倍であった。

【００４１】実施例９〜１０ 前記比較例１〜２、実施例１〜８では、導電成分として
Ｃｕを使用した事例について述べたが、本発明の主旨は
これに限るものではない。実施例９ではＡｇを、実施例
１０ではＡｇ−１０ｗｔ％Ｃｕを導電成分とした接点を
作成し、遮断性能を評価した結果、アークの拡がり及び
最大遮断電流は、比較例１の１．４倍、１．２倍であっ
た。

【００４２】実施例１１〜１５ 前記比較例１〜２、実施例１〜１０では、耐弧成分とし
てＣｒを使用した事例について述べたが、本発明の主旨
はこれに限るものではない。実施例１１ではＷを、実施
例１２ではＮｂを、実施例１３ではＣｒ−１０ｗｔ％Ｗ
を、実施例１４ではＷＣを、比較例１５ではＣｒとＷＣ
（第１及び第２領域はＣｒで第３領域はＷＣ）を耐弧成
分とした接点を、実施例３〜６の場合と同一方法にて作
成した。これらの接点を組み込んだ真空バルブの遮断性
能を評価した結果、最大遮断電流は、比較例のそれぞれ
１．２倍（実施例１１）、１．２倍（実施例１２）、
１．３倍（実施例１３）、１．２倍（実施例１４）、
１．３倍（実施例１５）であった。

【００４３】実施例１６〜１９ 前記比較例１〜２、実施例１〜１５では、導電成分と耐
弧成分だけで作成した接点の事例について述べたが、本
発明の主旨はこれに限るものではない。実施例１６では
５ｗｔ％Ｂｉ、実施例１７では３ｗｔ％Ｔｅ、実施例１
８では１ｗｔ％Ｓｅ、実施例１９では５ｗｔ％（Ｔｅ＋
Ｓｅ）を補助成分として、Ｃｕ−Ｃｒに添加した接点を
作成し、遮断性能を評価した結果、最大遮断電流は、比
較例１のそれぞれ１．２倍（実施例１６）、１．２倍
（実施例１７）、１．２倍（実施例１８）、１．３倍
（実施例１９）であった。

【００４４】次に、実施例２０〜４１、比較例３，４
（表３）を説明する。まず、その供試接点片の製造方
法、評価方法・条件等から述べる。

【００４５】（供試接点の製造方法）半径方向への組成
分布として、外周に向って耐弧成分の勾配を増加させた
接点（傾斜組成接点）電極素材の製造は、例えば次のよ
うな二三の方法を適宜選択して製造する。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方法によって、供試片の一部を混合
した後、これらの溶融温度以下で加熱焼結する方法によ
って、供試片の一部分（イ）を作成、同様に供試片の他
の部分（ロ）を作成、同様に供試片の他の部分（ハ）を
作成、必要によりさらに他の部分（ニ）……を作成、各
供試の組成分布が微分的な勾配となるように配置した。
即ち、異なる導電性成分の量（例えば３種α，β，γの
場合、中央部分αを円盤状に他方の残りβ，γをリング
状に、）を有する混合粉末成形体を作り、これらを混合
粉末成形体のまま所定組成分布となるように組合わせ配
置し一体化させた状態でこれらの溶融温度以下の温度で
加熱焼結する方法で得る。

【００４６】また一部は、異なる成分を有する複数個の
混合粉末成形体を作り、前記のように混合粉末成形体で
はなく先に焼結し、その後一方をリング状とし所定の組
成分布に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（傾斜組成接点）供試片を得
る。即ち空隙率が微分的な勾配を有する耐弧性成分を得
て、これをあらかじめ導電性成分の溶融温度以下で加熱
焼結し耐弧性成分スケルトンとし、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導電性
成分を加熱溶浸する方法によって、外周に向って耐弧成
分の勾配を増加させた供試片を作成した。

【００４７】また他の一部は、銅板、接点電極片などの
基板上に所定の組成分布を有するように所定場所に所定
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
付け付着させる方法、さらにこれに加熱処理を加える方
法によって、供試片を作成した。

【００４８】勾配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。また勾配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
成形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が微調整するのに有利である。実
際にはこれらを適宜組合わせて実施する。

【００４９】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、他方の円
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方法によって、所定組
成分布を有する供試片を作成した。上記では該接点電極
は厚さ全体に、外周に向って耐弧成分の勾配を増加させ
たが、厚さが例えば１〜５ｍｍ程度のＣｕ板上に、所定
組成分布を有する接点電極材料を配置した複層としても
よい。

【００５０】（評価方法・条件） （１）遮断特性；評価１として、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
後、実施例１の遮断限界電流値を１００とし各条件下で
その値と対比し、その倍率を遮断倍率として相対値で表
示した。表３中、実施例１のみが平均値で、他はばらつ
き値である。

【００５１】（２）アーク拡がりの状況；評価（２）と
して、各接点を着脱式の真空遮断装置に装着し、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，５０Ｈｚ
で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、各接点電極材料のアークの拡がり状況を判
定した。実施例１の値との面積対比は、イ；５０％以
下、ロ；５０〜７０％、ハ；７０〜９０％、ニ；９０〜
１１０％、ホ；１１０〜１３０％、ヘ；１３０％以上で
ある。

【００５２】（３）静耐電圧値；評価（３）として、前
記アークの拡がり量を計測した後の供試試験片を、再度
着脱式の真空遮断装置に装着し、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相対値（実施例１と対比）
によって判定した。表３中、実施例１のみが平均値で、
他はばらつき値である。

【００５３】

【表３】 下記の接点面の組成分布パターンを持つ各接点に対する
遮断倍率などを示した表３を参照にしながら、具体的な
各実施例の有する効果を、比較例とともに述べる。

【００５４】接点面の組成分布パターンをＣｕ−Ｃｒを
代表接点として説明する。分布パターンＡ：接点面の中
央部から外周部間のＣｒ％（容積％）に勾配の無い場合
（一定組成）。分布パターンＢ：接点面の中央部から外
周部間のＣｒ％の勾配がほぼ一定の場合（組成が直線的
に変化）。分布パターンＣ：接点面の中央部から外周部
間のＣｒ％の勾配が、外周ほど増加する場合。分布パタ
ーンＤ：接点面の中央部から任意の点までが分布パター
ンＣで、任意の点から外周部までが分布パターンＢを示
す場合。分布パターンＥ：接点面の中央部から任意の点
までが分布パターンＣで、任意の点から外周部までが分
布パターンＡを示す場合。分布パターンＦ：接点面の中
央部から任意の点までが分布パターンＢで、任意の点か
ら外周部までが分布パターンＣを示す場合。分布パター
ンＧ：接点面の中央部から任意の点までが分布パターン
Ａで、任意の点から外周部までが分布パターンＣを示す
場合。分布パターンＨ：接点面の中央部から任意の点ま
で中空（空間）で、任意の点から外周部まで分布パター
ンＣを示す場合。

【００５５】実施例２０、比較例３〜４ 各接点の組成分布の内容；接点半径が５０ｍｍ（同厚さ
５ｍｍ）の円盤状ＣｕＣｒ接点面に対して、分布パター
ンＡの接点として、接点面の中央部から外周部間の組成
分布（Ｃｒ％：容積％）を同一組成とした組成均一接点
（比較例３）、分布パターンＢの接点として、接点面上
のＣｒ％の勾配がほぼ一定（直線的変化）である傾斜組
成接点（比較例４）、分布パターンＣの接点として、Ｃ
ｒ％の勾配が中央部から外周部に向うほど増加させた傾
斜組成接点（実施例２０）、の各々を用意した。

【００５６】即ち、比較例３の組成分布は、中心より５
０ｍｍの点（外周部）の間のＣｒ量には変化なくほぼ５
０％とした。また、比較例４の組成分布は、中心部分の
Ｃｒ％を２０％とし、中心より５０ｍｍの点（外周部）
の間のＣｒ％を、ほぼ１０％／１０ｍｍの割合で増加す
る接点とした（中心より外周部の間のＣｒ％量の平均は
４８容積％）。さらに、実施例２０の組成分布は、中心
より１０ｍｍの点の間の平均のＣｒ％、１０ｍｍの点よ
り２０ｍｍの点の間の平均のＣｒ％、２０ｍｍの点より
３０ｍｍの点の間の平均のＣｒ％、３０ｍｍの点より４
０ｍｍの点の間の平均のＣｒ％、４０ｍｍの点より５０
ｍｍの点の間の平均のＣｒ％が、各々３５％，３７％，
４１％，４９％，６５％とした（中心より外周部の間の
Ｃｒ％量の平均は５１容積％）。

【００５７】各接点の製造方法の一例；比較例３では、
所定比率の銅（Ｃｕ）粉とクロム（Ｃｒ）粉とを混合の
後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば１０６０
℃の温度で焼結と加圧とを１回もしくは複数回組合わせ
て、厚さ８ｍｍ，５０容積％の接点素材を得た。また、
比較例４では前記各々のＣｒ％を持つ直径２０ｍｍの円
盤と、内径２０ｍｍ外径３０ｍｍ幅１０ｍｍのリング、
内径３０ｍｍ外径４０ｍｍ幅１０ｍｍのリング、内径４
０ｍｍ外径５０ｍｍ幅１０ｍｍのリングの各々を嵌め込
むようにして順次組合わせた後、これらを水素雰囲気中
で１０６０℃で焼結、加圧を組合わせてＣｒ分布が、中
心から外周部に亘って、前記一定の比率で、Ｃｒ量が変
化する半径５０ｍｍの接点素材を得た。さらに、実施例
２０では組成分布が前記した３５％，３７％，４１％，
４９％，６５％のＣｒ％を持つ接点素材を、比較例４と
同様な方法で製造した（中心より外周部の間のＣｒ％量
の平均は５１容積％）。

【００５８】以下に前記条件での各接点を評価した結果
を表３に示す。なお評価データは実施例２０の値に対す
る相対値で示した。表３から明らかなように、分布パタ
ーンＡ及びＢ（比較例３及び４）では、標準試料とした
分布パターンＣ（実施例２０）の値より、アークの拡が
り性、遮断性能とも大幅な向上が見られている。特に分
布パターンＡ（比較例３）では、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。分布パターンＢ（比較例４）では、アークの拡
がり性は若干改善されているが、局部的にはアークの停
滞が観察され、アークの拡がり性、遮断性能のいずれも
が、分布パターンＣ（実施例２０）と比較して低下して
いる。さらに、アークの停滞が見られた接点では、表面
損傷も大きくなり、耐電圧性能（静耐圧値）も低下とば
らつきの発生に好ましくない影響が見られた。従ってこ
れらの観点から、Ｃｒ％の勾配が中心から外周に向って
増加を示す分布パターンＣの傾斜組成接点（実施例２
９）が好ましい。

【００５９】実施例２１〜２２ 前記比較例３では、接点面全面を同一の組成とした例
（分布パターンＡ）及び前記比較例４では、Ｃｒ％の勾
配が一定割合の場合（分布パターンＢ）を示し、これら
と実施例２０のＣｒ％の勾配が中心から外周に向って増
加を示す傾斜組成接点（分布パターンＣ）とについて比
較したところ、分布パターンＣの接点が有利であること
が分った。しかし本発明の技術では分布パターンＣの例
に限ることなく、接点電極面の勾配を１つとせず分布パ
ターンＣを含む複数領域としても同様の効果を得る。即
ち、接点半径が５０ｍｍ（同厚さ５ｍｍ）の円盤状Ｃｕ
Ｃｒ接点面において、実施例２１に示す分布パターンＤ
（分布パターンＣと分布パターンＢとを複合化）では、
中心より１０ｍｍの点の間のＣｒ％、１０ｍｍの点より
２０ｍｍの点の間のＣｒ％、２０ｍｍの点より３０ｍｍ
の点の間のＣｒ％、３０ｍｍの点より４０ｍｍの点の間
のＣｒ％、各々３５％，３７％，４１％，４９％のよう
な分布パターンＣを呈する組成分布とし、４０ｍｍの点
より５０ｍｍの点の間のＣｒ％を４９％から６５％へと
直線的に増加させた分布パターンＢとした。

【００６０】また、実施例２２に示す分布パターンＥ
（分布パターンＣと分布パターンＡとを複合化）では、
中心より１０ｍｍの点の間のＣｒ％、１０ｍｍの点より
２０ｍｍの点の間のＣｒ％、２０ｍｍの点より３０ｍｍ
の点の間のＣｒ％、３０ｍｍの点より４０ｍｍの点の間
のＣｒ％、各々３５％，３７％，４１％，４９％のよう
な分布パターンＣを呈する組成分布とし、４０ｍｍの点
より５０ｍｍの点の間のＣｒ％を５６％に一定とする分
布パターンとした。その結果、表３の如く、アークの拡
がり性、耐電圧性能（静耐圧値）ではほぼ同等の特性
を、遮断性能では同等もしくは約１０％程度の改善が見
られた。

【００６１】実施例２３〜２４ 接点半径が５０ｍｍ（同厚さ５ｍｍ）の円盤状ＣｕＣｒ
接点面において、実施例２３に示す分布パターンＦ（分
布パターンＢと分布パターンＣとを複合化）では、中心
より１５ｍｍの点の間のＣｒ％を２０％から３０％へ直
線的に増加させた分布パターンＢとし、１５ｍｍの点よ
り２２．５ｍｍの点の間のＣｒ％、２２．５ｍｍの点よ
り３５ｍｍの点の間のＣｒ％、３５ｍｍの点より４２．
５ｍｍの点の間のＣｒ％、４２．５ｍｍの点より５０ｍ
ｍの点の間のＣｒ％を各々３５％，３７％，４１％，４
９％のような分布パターンＣを呈する組成分布とした、
実施例２４に示す分布パターンＧ（分布パターンＡと分
布パターンＣとを複合化）では、中心より１５ｍｍの点
の間のＣｒ％を２５％に一定とした分布パターンＡと
し、１５ｍｍの点より２２．５ｍｍの点の間のＣｒ％、
２２．５ｍｍの点より３５ｍｍの点の間のＣｒ％、３５
ｍｍの点より４２．５ｍｍの点の間のＣｒ％、４２．５
ｍｍの点より５０ｍｍの点の間のＣｒ％を各々３５％，
３７％，４１％，４９％のような分布パターンＣを呈す
る組成分布とした。その結果、表３の如く、アークの拡
がり性、耐電圧性能（静耐圧値）ではほぼ同等の特性
を、遮断性能では同等もしくは約１０％程度の改善が見
られた。実施例２１，２２における分布パターンＡと分
布パターンＣとを入替えても実質的に十分機能を発揮す
ることが分った。

【００６２】実施例２６〜３２ 前記実施例２０〜２５、比較例３〜４では、接点材料と
して、ＣｕＣｒの例を示したが、本発明の技術ではこの
例に限ることなく、接点材料を広く選択できる。即ち、
実施例２６〜３４では、半径を５０ｍｍの接点とした時
の中心付近の耐弧性成分量を約３５％、中心から約８０
％の距離におけるその量をほぼ４８〜５０％、最外周部
におけるその量を約６５％としたＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ（各々残部はＣｕ）で構成した組成
勾配を持つ接点面（分布パターンＣ）とした。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、実施例２０と比較して良好な特
性が観察された。なお静耐圧値は、大差なく好ましい範
囲と判断した。

【００６３】実施例３３〜３４ 前記実施例２０〜３２、比較例３〜４では、接点材料中
の耐弧性成分としては、１種類の例を示したが、本発明
の技術ではこの例に限ることなく、接点材料中の耐弧性
成分数を複数選択できる。即ち、実施例３３〜３４で
は、耐弧性成分を、ＣｒとＭｏ，ＣｒとＢｉの２種類
（及び残部がＣｕ）の各々で構成し且つ接点面の勾配を
分布パターンＣとした場合の各々のケースについて評価
した。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、分布パターン
Ａ，Ｂ（比較例３〜４）を選択したよりも、著しく好ま
しい結果となっている。実施例２０と比較しても同等も
しくは改善されていることが観察された。なお静耐圧値
は、大差なく好ましい範囲と判断された。

【００６４】実施例３５〜４１ 前記実施例２０〜３４、比較例３〜４では耐弧性成分と
して、金属を使用した場合について示したが、本発明の
技術ではこの例に限ることなく、接点材料を選択でき
る。即ち、実施例３５〜４１では、金属炭化物（実施例
３５〜３８）及び金属硼化物（実施例３９）に対して
も、接点面上の組成量分布の状態として、分布パターン
Ｆ，Ｇを選択した時には、分布パターンＡ，Ｂ（比較例
３〜４）を選択したよりも、著しく好ましい結果となっ
ている。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、実施例２０と比較しても同等も
しくは改善されていることが観察された。なお静耐圧値
は、大差なく好ましい範囲と判断された。また、前記実
施例２０〜３４、比較例３〜４では、導電成分としてＣ
ｕを選択した場合の実施例について示したが、本発明の
技術ではこの例に限ることなく、接点材料を選択でき
る。即ち、実施例２１〜２２ではＣｕに代って選択した
Ａｇ（実施例２１）及びＡｇＣｕ（実施例２２）に対し
ても、接点面上の組成量分布の状態として、分布パター
ンＣを選択した時には、分布パターンＡ，Ｂ（比較例１
〜２）を選択したよりも、著しく好ましい結果となって
いる。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、実施例１と比較してもほぼ同等と
なっていることが観察された。なお静耐圧値は、大差な
く好ましい範囲と判断された。

【００６５】なお、本発明の好ましい他の態様におい
て、上記各実施例で述べた接点の何れかと、その接点面
上の任意の半径ｘ線上の任意の点から他の任意の点に向
って磁界強度に勾配を与えることを可能とする磁束密度
分布傾斜用コイルとを組合わせて真空バルブを構成する
ことで、一層優れた大電流遮断特性を発揮させることが
可能となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の真
空バルブ用接点によれば、導電性成分、耐弧性成分及び
必要により補助成分を含み、同一半径に対しては同一成
分組成を有する半径Ｒの真空バルブ用接点であって、前
記耐弧性成分の成分量ｙ（０≦ｙ≦１）と接点中心から
の距離ｒとの間にｙ＝ｆ（ｒ）の関係が成立するとき、
ｒ−ｙ平面に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図において、０≦ｒ
≦Ｒに少なくとも１箇所成分の組成変化に不連続部分が
存在するようにしたため、遮断時に発生したアークはア
ーク電圧の低い部分に停滞、集中することなく接点面上
を移動してアークの拡散が促進され、遮断電流を処理す
る接点面積の実質的増加につながって遮断性能を向上さ
せることができる。

【００６７】請求項２記載の真空バルブ用接点によれ
ば、ｒ−ｙ平面に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図における不連
続部分のｒ座標を小さい方から順にｒ₁ ，ｒ₂ ，・・，
ｒ_n とし（ｎは自然数）、０≦ｒ≦ｒ₁ を第１領域、ｒ
₁ ≦ｒ≦ｒ₂ を第２領域、・・，ｒ_n ≦ｒ≦Ｒを第ｎ＋
１領域としたとき、同一領域内は同一成分組成としたた
め、不連続部分と次の不連続部分までの耐弧性成分の組
成を一定とすることで、遮断性能を一層向上させること
ができる。

【００６８】請求項３記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記第１領域内における前記耐弧性成分の成分量を
ｙ₁ 、前記第２領域内における前記耐弧性成分の成分量
をｙ₂，・・、前記第ｎ＋１領域内における前記耐弧性
成分の成分量をｙ_n+1 としたとき、ｙ₁ ＜ｙ₂ ＜・・＜
ｙ_n+1 としたため、隣り合う領域の耐弧性成分の組成を
外側の領域になるほど大にすることで、遮断性能を一層
向上させることができる。

【００６９】請求項４記載の真空バルブ用接点によれ
ば、成分組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ≧２）存在
する場合、ｙ₁ ／ｒ₁ ≦（ｙ₂ −ｙ₁ ）／（ｒ₂ −
ｒ₁ ）≦・・≦（ｙ_n −ｙ_n-1 ）／（ｒ_n −ｒ_n-1 ）と
したため、隣り合う領域の耐弧性成分組成を一定、又は
外側の領域ほど大にする構成は、（成分の増加量／半径
の増加量）を調整することで実現することができて遮断
性能を確実に向上させることができる。

【００７０】請求項５記載の真空バルブ用接点によれ
ば、成分組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ≧２）存在
する場合、ｒ₁ ≧ｒ₂ −ｒ₁ ≧・・≧ｒ_n −ｒ_n-1 で且
つｙ₁≦ｙ₂ −ｙ₁ ≦・・≦ｙ_n+1 −ｙ_n としたため、
隣り合う領域の耐弧性成分組成を外側の領域になるほど
大にする場合には、外側になるほど半径の増加量を減少
させ、且つ成分の増加量を増大させることで、アークの
拡散が一層促進されて遮断性能をさらに向上させること
ができる。

【００７１】請求項６記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記導電性成分は、Ｃｕ又はＡｇを主成分としたた
め、遮断性能の改善された真空バルブ用接点を確実に実
現することができる。

【００７２】請求項７記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記耐弧性成分は、Ｃｒ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｍｏ及びこれらの炭化物から選ばれた少なくとも１つと
したため、遮断性能を確実に向上させることができる。

【００７３】請求項８記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記補助成分は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅから選ばれた少
なくとも１つであり、その合計量が接点全体の５ｗｔ％
以下となるようにしたため、成分の組成変化に不連続部
分が存在する真空バルブ用接点をよりよく製造すること
ができる。

【００７４】請求項９記載の真空バルブ用接点によれ
ば、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を含み、接点面上の材料組成が同
一半径（中心からの距離）に対しては同一組成を有する
真空バルブ用接点であって、前記耐弧性成分の成分量ｙ
が中心からの距離ｘの関数であるとき、前記ｙがｘで微
分可能なときはｘの関数であるｙをｙ＝ｆ（ｘ）とし、
ｘ−ｙ平面においてｘのある範囲内にｙが一定値を有す
る領域が複数個存在するときは当該各領域の中心を近似
するような滑らかな線をｙ＝ｆ（ｘ）とし、且つ接点表
面上の任意の点のうち前記ｘの２つの値ａ，ｂをａ＜ｂ
としたとき、ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係が成立する
ように構成したため、接点面の半径方向の組成分布を、
外周に向って耐弧性成分の勾配を増加させることで、遮
断時に発生したアークはアーク電圧の低い部分に停滞、
集中することなく接点面上を容易に移動して、アークの
拡散が促進され、遮断電流を処理する接点面積の実質的
増加につながって大電流遮断特性を向上させることがで
きる。またアークの停滞、集中が低減化される結果、接
点の局部的異常蒸発現象が阻止され、表面荒れが軽減化
されて耐電圧特性を向上させることができる。

【００７５】請求項１０記載の真空バルブ用接点によれ
ば、中心から任意の点Ｃまでの範囲が前記ｆ′（ａ）≦
ｆ′（ｂ）の関係を満足し、前記点Ｃから最外周部まで
がｆ（ｘ）＝一定の関係が成立するように構成したた
め、内周部側の耐弧性成分の組成分布の勾配を外周に向
って増加させ、外周部側の耐弧性成分の組成分布を一定
とすることで、大電流遮断特性をさらに改善することが
できる。

【００７６】請求項１１記載の真空バルブ用接点によれ
ば、中心から任意の点Ｄまでの範囲が前記ｆ′（ａ）≦
ｆ′（ｂ）の関係を満足し、前記点Ｄから最外周部まで
がｆ′（ｘ）＜０の関係が成立するように構成したた
め、中心から任意の点Ｃまでの範囲に、外周に向って耐
弧性成分の組成分布勾配が増加する領域を持たせること
で、外周部側は組成分布勾配が減少する領域としても大
電流遮断特性及び耐電圧特性を向上させることができ
る。

【００７７】請求項１２記載の真空バルブ用接点によれ
ば、中心から任意の点Ｅまでの範囲をｆ′（ｘ）＝一定
とし、前記点Ｅから最外周部までが前記ｆ′（ａ）≦
ｆ′（ｂ）の関係が成立するように構成したため、内周
部側の耐弧性成分の組成分布の勾配を一定とし、外周部
側の耐弧性成分の組成分布の勾配を外周に向って増加さ
せることで、大電流遮断特性及び耐電圧特性をさらに向
上させることができる。

【００７８】請求項１３記載の真空バルブ用接点によれ
ば、中心から任意の点Ｆまでの範囲を前記ｆ′（ａ）≦
ｆ′（ｂ）の関係が成立し、前記点Ｆから最外周部まで
がｆ′（ｘ）＝一定の関係が成立するように構成したた
め、耐弧性成分の組成分布の態様を、内周部側と外周部
側とで上記請求項１２記載の発明とは逆にすることによ
っても、上記と同様に、大電流遮断特性及び耐電圧特性
をさらに向上させることができる。

【００７９】請求項１４記載の真空バルブ用接点によれ
ば、中心から任意の点Ｇまでの範囲を中空とし、前記点
Ｇから最外周部までが前記ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関
係が成立するように構成したため、内周部側を中空とし
ても、外周部において耐弧性成分の組成分布の勾配を外
周に向って増加させることで、大電流遮断特性をさらに
向上させ、また耐電圧特性を向上させることができる。

【００８０】請求項１５記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた１つとしたため、大電流遮
断特性及び耐電圧特性を確実に向上させることができ
る。

【００８１】請求項１６記載の真空バルブ用接点によれ
ば、前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物又は硼化物から選ばれた１つと
したため、上記と同様に、大電流遮断特性及び耐電圧特
性を確実に向上させることができる。

【００８２】請求項１７記載の真空バルブ用接点によれ
ば、必要によりＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ばれた１つの補
助成分を含有させたため、接点面の半径方向の組成分布
を、外周に向って耐弧性成分の勾配を増加させた領域を
有する真空バルブ用接点をよりよく製造することができ
る。

【００８３】請求項１８記載の真空バルブ用接点によれ
ば、必要によりＢｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂから選ばれた１
つの補助成分を含有させたため、上記と同様に、接点面
の半径方向の組成分布を、外周に向って耐弧性成分の勾
配を増加させた領域を有する真空バルブ用接点をよりよ
く製造することができる。

【００８４】請求項１９記載の真空バルブ用接点によれ
ば、Ｃｕ板又はＣｕＡｇ板の何れかからなる台金上に搭
載一体化させたため、設計上遮断回数の少ない真空遮断
器に搭載する接点、あるいは接触抵抗を配慮する接点で
は、必ずしも全厚さに亘って耐弧性成分の組成分布を前
記のような所要の組成分布にする必要はなく、接点面の
最表面層から厚さ方向（内部方向）に例えば０．０１ｍ
ｍの深さだけ、所定の組成分布とした場合であっても、
所要の機能を発揮させることができる。この場合、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Ｃｕ板あるいはＣｕＡｇを台金として配置すること
で、接点全体の電気伝導率の向上を配慮することは遮断
電流特性の一層の向上を図ることが可能となる。

【００８５】請求項２０記載の真空バルブによれば、真
空容器内に接離自在に配設された１対の請求項１乃至１
９の何れかに記載の真空バルブ用接点と、該真空バルブ
用接点面上の任意の半径線上の任意の点から他の任意の
点に向って磁界強度に勾配を与える磁束密度分布傾斜用
コイルとを具備させたため、耐弧性成分の組成分布に上
述したような所要の組成分布を持たせた接点と磁束密度
分布傾斜用コイルとを組合わせたことによる相乗的効果
により、優れた大電流遮断特性及び耐電圧特性を有する
真空バルブを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空バルブ用接点が適用される真
空バルブの構成例を示す縦断面図である。

【図２】図１の接点部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 遮断室 １３ａ 可動側接点 １３ｂ 固定側接点

フロントページの続き (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 関口 薫旦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性成分、耐弧性成分及び必要により
   補助成分を含み、同一半径に対しては同一成分組成を有
   する半径Ｒの真空バルブ用接点であって、前記耐弧性成
   分の成分量ｙ（０≦ｙ≦１）と接点中心からの距離ｒと
   の間にｙ＝ｆ（ｒ）の関係が成立するとき、ｒ−ｙ平面
   に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図において、０≦ｒ≦Ｒに少な
   くとも１箇所成分の組成変化に不連続部分が存在してな
   ることを特徴とする真空バルブ用接点。
2. 【請求項２】 ｒ−ｙ平面に描いたｙ＝ｆ（ｒ）の図に
   おける不連続部分のｒ座標を小さい方から順にｒ₁ ，ｒ
   ₂ ，・・，ｒ_n とし（ｎは自然数）、０≦ｒ≦ｒ₁ を第
   １領域、ｒ₁ ≦ｒ≦ｒ₂ を第２領域、・・，ｒ_n ≦ｒ≦
   Ｒを第ｎ＋１領域としたとき、同一領域内は同一成分組
   成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。
3. 【請求項３】 前記第１領域内における前記耐弧性成分
   の成分量をｙ₁ 、前記第２領域内における前記耐弧性成
   分の成分量をｙ₂ ，・・、前記第ｎ＋１領域内における
   前記耐弧性成分の成分量をｙ_n+1 としたとき、ｙ₁ ＜ｙ
   ₂ ＜・・＜ｙ_n+1 であることを特徴とする請求項２記載
   の真空バルブ用接点。
4. 【請求項４】 成分組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ
   ≧２）存在する場合、ｙ₁ ／ｒ₁ ≦（ｙ₂ −ｙ₁ ）／
   （ｒ₂ −ｒ₁ ）≦・・≦（ｙ_n −ｙ_n-1 ）／（ｒ_n −ｒ
   _n-1 ）であることを特徴とする請求項２又は３記載の真
   空バルブ用接点。
5. 【請求項５】 成分組成の不連続部分が２箇所以上（ｎ
   ≧２）存在する場合、ｒ₁ ≧ｒ₂ −ｒ₁ ≧・・≧ｒ_n −
   ｒ_n-1 で且つｙ₁ ≦ｙ₂ −ｙ₁ ≦・・≦ｙ_{n+ 1} −ｙ_n で
   あることを特徴とする請求項２又は３記載の真空バルブ
   用接点。
6. 【請求項６】 前記導電性成分は、Ｃｕ又はＡｇを主成
   分とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
   載の真空バルブ用接点。
7. 【請求項７】 前記耐弧性成分は、Ｃｒ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔ
   ａ，Ｔｉ，Ｍｏ及びこれらの炭化物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乃至６の何れ
   かに記載の真空バルブ用接点。
8. 【請求項８】 前記補助成分は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅから
   選ばれた少なくとも１つであり、その合計量が接点全体
   の５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至７
   の何れかに記載の真空バルブ用接点。
9. 【請求項９】 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を含み、接点面上の材料
   組成が同一半径（中心からの距離）に対しては同一組成
   を有する真空バルブ用接点であって、前記耐弧性成分の
   成分量ｙが中心からの距離ｘの関数であるとき、前記ｙ
   がｘで微分可能なときはｘの関数であるｙをｙ＝ｆ
   （ｘ）とし、ｘ−ｙ平面においてｘのある範囲内にｙが
   一定値を有する領域が複数個存在するときは当該各領域
   の中心を近似するような滑らかな線をｙ＝ｆ（ｘ）と
   し、且つ接点表面上の任意の点のうち前記ｘの２つの値
   ａ，ｂをａ＜ｂとしたとき、ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の
   関係が成立するように構成してなることを特徴とする真
   空バルブ用接点。
10. 【請求項１０】 中心から任意の点Ｃまでの範囲が前記
    ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係を満足し、前記点Ｃから
    最外周部までがｆ（ｘ）＝一定の関係が成立するように
    構成してなることを特徴とする請求項９記載の真空バル
    ブ用接点。
11. 【請求項１１】 中心から任意の点Ｄまでの範囲が前記
    ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係を満足し、前記点Ｄから
    最外周部までがｆ′（ｘ）＜０の関係が成立するように
    構成してなることを特徴とする請求項９記載の真空バル
    ブ用接点。
12. 【請求項１２】 中心から任意の点Ｅまでの範囲をｆ′
    （ｘ）＝一定とし、前記点Ｅから最外周部までが前記
    ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係が成立するように構成し
    てなることを特徴とする請求項９記載の真空バルブ用接
    点。
13. 【請求項１３】 中心から任意の点Ｆまでの範囲を前記
    ｆ′（ａ）≦ｆ′（ｂ）の関係が成立し、前記点Ｆから
    最外周部までがｆ′（ｘ）＝一定の関係が成立するよう
    に構成してなることを特徴とする請求項９記載の真空バ
    ルブ用接点。
14. 【請求項１４】 中心から任意の点Ｇまでの範囲を中空
    とし、前記点Ｇから最外周部までが前記ｆ′（ａ）≦
    ｆ′（ｂ）の関係が成立するように構成してなることを
    特徴とする請求項９記載の真空バルブ用接点。
15. 【請求項１５】 前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，
    Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた１つであるこ
    とを特徴とする請求項９乃至１４の何れかに記載の真空
    バルブ用接点。
16. 【請求項１６】 前記耐弧性成分は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，
    Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物又は硼化物から選
    ばれた１つであることを特徴とする請求項９乃至１４の
    何れかに記載の真空バルブ用接点。
17. 【請求項１７】 必要によりＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ば
    れた１つの補助成分を含有してなることを特徴とする請
    求項９乃至１６の何れかに記載の真空バルブ用接点。
18. 【請求項１８】 必要によりＢｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂか
    ら選ばれた１つの補助成分を含有してなることを特徴と
    する請求項９乃至１６の何れかに記載の真空バルブ用接
    点。
19. 【請求項１９】 Ｃｕ板又はＣｕＡｇ板の何れかからな
    る台金上に搭載一体化してなることを特徴とする請求項
    ９乃至１８の何れかに記載の真空バルブ用接点。
20. 【請求項２０】 真空容器内に接離自在に配設された１
    対の請求項１乃至１９の何れかに記載の真空バルブ用接
    点と、該真空バルブ用接点面上の任意の半径線上の任意
    の点から他の任意の点に向って磁界強度に勾配を与える
    磁束密度分布傾斜用コイルとを有することを特徴とする
    真空バルブ。