JPH0935590A - 真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法 - Google Patents
真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法Info
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- JPH0935590A JPH0935590A JP18444895A JP18444895A JPH0935590A JP H0935590 A JPH0935590 A JP H0935590A JP 18444895 A JP18444895 A JP 18444895A JP 18444895 A JP18444895 A JP 18444895A JP H0935590 A JPH0935590 A JP H0935590A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接点片表面の生成物、付着物を除去、低減し
て表面汚染の少ない接点片とし、信頼性及び生産性を高
めることを目的とする。 【解決手段】 接点素材の温度が70℃を超えないよう
に制御しながら所定形状の接点片に加工する第1の工程
と、接点片を圧力が8×10-5〜5×10-7Torrの範囲
の真空雰囲気中、温度が800〜1050℃、処理時間
が5分以上の各条件で高温加熱処理を行う第2の工程
と、接点片を圧力が5×10-5Torr以下の真空中におい
て1050℃を超えない温度でロウ付けし気密封着接合
する第3の工程とを有することを特徴とする。
て表面汚染の少ない接点片とし、信頼性及び生産性を高
めることを目的とする。 【解決手段】 接点素材の温度が70℃を超えないよう
に制御しながら所定形状の接点片に加工する第1の工程
と、接点片を圧力が8×10-5〜5×10-7Torrの範囲
の真空雰囲気中、温度が800〜1050℃、処理時間
が5分以上の各条件で高温加熱処理を行う第2の工程
と、接点片を圧力が5×10-5Torr以下の真空中におい
て1050℃を超えない温度でロウ付けし気密封着接合
する第3の工程とを有することを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高信頼性が得られ
る真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法に関
する。
る真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】真空中でのアーク拡散性を利用して高真
空中で電流遮断を行わせる真空バルブは、その接点が、
対向する固定、可動の2つで構成されている。真空遮断
器には、大電流遮断性能、耐電圧性能、耐溶着性能の基
本的3要件の他に、接触抵抗性能、耐消耗性能、電流裁
断性能、再点弧特性さらにはロウ付け特性等も重要な要
件となっている。しかしながら、これらの要件の中には
相反するものがある関係上、単一の金属種の接点材料に
よって総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種以上の元素を組み合
わせることによって、例えば大電流用、高耐圧用などの
ように特定の用途に合った接点材料の選択採用が行わ
れ、それなりに優れた特性を持つ真空バルブが開発され
ている。しかし、さらに強まる要求を十分満足できる真
空バルブは未だ得られていないのが実情である。
空中で電流遮断を行わせる真空バルブは、その接点が、
対向する固定、可動の2つで構成されている。真空遮断
器には、大電流遮断性能、耐電圧性能、耐溶着性能の基
本的3要件の他に、接触抵抗性能、耐消耗性能、電流裁
断性能、再点弧特性さらにはロウ付け特性等も重要な要
件となっている。しかしながら、これらの要件の中には
相反するものがある関係上、単一の金属種の接点材料に
よって総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種以上の元素を組み合
わせることによって、例えば大電流用、高耐圧用などの
ように特定の用途に合った接点材料の選択採用が行わ
れ、それなりに優れた特性を持つ真空バルブが開発され
ている。しかし、さらに強まる要求を十分満足できる真
空バルブは未だ得られていないのが実情である。
【0003】例えば、大電流遮断性を目的とした接点と
して、Crを70vol%含有したCu−Cr合金が知
られている(特公昭45−35101号公報)。この合
金は、Cr自体がCuと略同等の蒸気圧特性を保持しか
つ強力なガスのゲッタ作用を示す等の効果で高電圧大電
流遮断性能を実現している。即ちCu−Cr合金は、高
耐圧性能と大容量遮断性能とを両立させ得る接点として
多用されている。
して、Crを70vol%含有したCu−Cr合金が知
られている(特公昭45−35101号公報)。この合
金は、Cr自体がCuと略同等の蒸気圧特性を保持しか
つ強力なガスのゲッタ作用を示す等の効果で高電圧大電
流遮断性能を実現している。即ちCu−Cr合金は、高
耐圧性能と大容量遮断性能とを両立させ得る接点として
多用されている。
【0004】焼結法により製造したCr−Cu合金で
は、CuとCr粉を混合したものを圧縮加圧成型しこれ
を高温で焼結する粉末冶金法によって接点素材としてい
る。そのため、圧縮加圧時に不純物の混入や酸素含有量
の増加、吸着の問題がある。この後、Cu−Cr合金を
所定形状の接点片として加工する。この工程までに接点
片の表面は活性度の高いCrが選択的に雰囲気の影響を
受け(耐弧性成分としてTi,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yを含有する接点材料の共通的な課題)、
主として酸化物を生成していることが多い。即ち、この
ような表面状態を持ったままの接点片が次の工程(接点
片と導電軸/電極等との銀ロウ付け工程)に供されてい
ることが判った。接点素材を製造(焼結工程など)する
とき、接点素材から接点片へ加工時などに表面汚染を受
けるチャンスが多い。そこで原材料の選択、雰囲気の管
理等の対策を実施しているが必ずしも完全な技術とはな
っていない。
は、CuとCr粉を混合したものを圧縮加圧成型しこれ
を高温で焼結する粉末冶金法によって接点素材としてい
る。そのため、圧縮加圧時に不純物の混入や酸素含有量
の増加、吸着の問題がある。この後、Cu−Cr合金を
所定形状の接点片として加工する。この工程までに接点
片の表面は活性度の高いCrが選択的に雰囲気の影響を
受け(耐弧性成分としてTi,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yを含有する接点材料の共通的な課題)、
主として酸化物を生成していることが多い。即ち、この
ような表面状態を持ったままの接点片が次の工程(接点
片と導電軸/電極等との銀ロウ付け工程)に供されてい
ることが判った。接点素材を製造(焼結工程など)する
とき、接点素材から接点片へ加工時などに表面汚染を受
けるチャンスが多い。そこで原材料の選択、雰囲気の管
理等の対策を実施しているが必ずしも完全な技術とはな
っていない。
【0005】従来より、接点材料の製造においては、熱
処理に先立ち、原料粉体を混合した後、成型プレス機械
によって所定形状に圧粉成型した成型体を、焼結、熱処
理に供することが行われている。しかし成型プレス機械
によって粉体を圧縮するため、成型体内部にガスの残存
が避けられず熱処理時(焼結時)に、焼結体を変色、酸
化させる不具合が見られる場合がある。また上記成型体
の焼結において、熱処理中の成型体を収納する容器が原
因して焼結体を変色、酸化させる不具合が見られる場合
がある。これらは何れも成型時のガスの閉じ込め、焼結
時の雰囲気、容器から放出されるガスの影響などが原因
と考えられ、完全に管理することは困難な問題とされて
いる。
処理に先立ち、原料粉体を混合した後、成型プレス機械
によって所定形状に圧粉成型した成型体を、焼結、熱処
理に供することが行われている。しかし成型プレス機械
によって粉体を圧縮するため、成型体内部にガスの残存
が避けられず熱処理時(焼結時)に、焼結体を変色、酸
化させる不具合が見られる場合がある。また上記成型体
の焼結において、熱処理中の成型体を収納する容器が原
因して焼結体を変色、酸化させる不具合が見られる場合
がある。これらは何れも成型時のガスの閉じ込め、焼結
時の雰囲気、容器から放出されるガスの影響などが原因
と考えられ、完全に管理することは困難な問題とされて
いる。
【0006】そこで、真空バルブを組み立てる実際のプ
ロセスには、真空封着後に可動、固定の接点間に例えば
1kA以上の大電流を印加する電流エージング、又は例
えば10kV以上の高電圧等を印加する電圧エージング
によって、接点表面の生成物、付着物を分解、飛散さ
せ、表面クリーニングを行ってから製品としている例も
あるが、製造経費の問題と信頼性の点、安全性の点に問
題が残っている。
ロセスには、真空封着後に可動、固定の接点間に例えば
1kA以上の大電流を印加する電流エージング、又は例
えば10kV以上の高電圧等を印加する電圧エージング
によって、接点表面の生成物、付着物を分解、飛散さ
せ、表面クリーニングを行ってから製品としている例も
あるが、製造経費の問題と信頼性の点、安全性の点に問
題が残っている。
【0007】以上のように、接点素材及び接点片を健全
化する技術、電流エージング、電圧エージング等の電気
的に表面クリーニングをする技術の何れもがまだ完全な
技術とはなっていないのが現状である。
化する技術、電流エージング、電圧エージング等の電気
的に表面クリーニングをする技術の何れもがまだ完全な
技術とはなっていないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者が、健全な真
空バルブ用接点製造技術を得ることを目的に、Cu−C
rを代表例として、接点片として加工した状態の後の表
面(真空バルブに組み立てられる直前)を調べたとこ
ろ、すでにその表面の微小部分にはCr酸化物、Cu酸
化物、水滴の他に油脂類、粉塵類、加工屑類などの存在
が確認された。しかもこれらの付着量、付着比率、種類
は各接点片でまちまちの状態であることも判った。この
まちまちの状態は、真空バルブとしての諸特性のばらつ
きの管理において、厄介な問題となっている。例えば再
点弧特性、耐電圧特性、接触抵抗特性、温度上昇特性、
さらにはロウ付け特性などに重要な影響を及ぼすにも拘
らず、接点加工工程もしくはその前までの工程を十分管
理しても好ましい状態を得るには至らなかった。そのた
め真空バルブとして組み立てた後に、前述の電気的に表
面クリーニングを行うエージング技術が提案され一部実
用化されている。しかし、この方法では接点面の全面に
これら大電流、又は高電圧を印加することは理論的に不
可能であって、確率的にどうしてもCr酸化物等の除去
が十分には行われていないミクロ面積部分が残存し、上
記の各特性の安全性等の信頼性の観点で問題があるのみ
ならず処理が繁雑で生産性、経済性にも問題があった。
空バルブ用接点製造技術を得ることを目的に、Cu−C
rを代表例として、接点片として加工した状態の後の表
面(真空バルブに組み立てられる直前)を調べたとこ
ろ、すでにその表面の微小部分にはCr酸化物、Cu酸
化物、水滴の他に油脂類、粉塵類、加工屑類などの存在
が確認された。しかもこれらの付着量、付着比率、種類
は各接点片でまちまちの状態であることも判った。この
まちまちの状態は、真空バルブとしての諸特性のばらつ
きの管理において、厄介な問題となっている。例えば再
点弧特性、耐電圧特性、接触抵抗特性、温度上昇特性、
さらにはロウ付け特性などに重要な影響を及ぼすにも拘
らず、接点加工工程もしくはその前までの工程を十分管
理しても好ましい状態を得るには至らなかった。そのた
め真空バルブとして組み立てた後に、前述の電気的に表
面クリーニングを行うエージング技術が提案され一部実
用化されている。しかし、この方法では接点面の全面に
これら大電流、又は高電圧を印加することは理論的に不
可能であって、確率的にどうしてもCr酸化物等の除去
が十分には行われていないミクロ面積部分が残存し、上
記の各特性の安全性等の信頼性の観点で問題があるのみ
ならず処理が繁雑で生産性、経済性にも問題があった。
【0009】そこで本発明は、接点片加工等の工程にお
ける接点片表面の生成物、付着物を除去、低減して表面
汚染の少ない接点片とすることができ、真空バルブの組
み立て後に、電気的なエージングを不要として信頼性及
び生産性の高い真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の
製造方法を提供することを目的とする。
ける接点片表面の生成物、付着物を除去、低減して表面
汚染の少ない接点片とすることができ、真空バルブの組
み立て後に、電気的なエージングを不要として信頼性及
び生産性の高い真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の
製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【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記載の真空バルブの製造方法は、Ti,Z
r,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Yの少なくとも1つ
を1〜75wt%含有した耐弧性成分と、残部がCu,
Agの少なくとも1つからなる導電性成分とで構成され
た接点素材に対し、加工中の当該接点素材の温度が70
℃を超えないように制御しながら所定形状の接点片に加
工する第1の工程と、前記接点片を圧力が8×10-5〜
5×10-7Torrの範囲の真空雰囲気中、温度が800〜
1050℃、処理時間が5分以上の各条件で高温加熱処
理を行う第2の工程と、該第2の工程の後、前記接点片
を圧力が5×10-5Torr以下の真空中において1050
℃を超えない温度でロウ付けし気密封着接合する第3の
工程とを有することを要旨とする。
に、請求項1記載の真空バルブの製造方法は、Ti,Z
r,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Yの少なくとも1つ
を1〜75wt%含有した耐弧性成分と、残部がCu,
Agの少なくとも1つからなる導電性成分とで構成され
た接点素材に対し、加工中の当該接点素材の温度が70
℃を超えないように制御しながら所定形状の接点片に加
工する第1の工程と、前記接点片を圧力が8×10-5〜
5×10-7Torrの範囲の真空雰囲気中、温度が800〜
1050℃、処理時間が5分以上の各条件で高温加熱処
理を行う第2の工程と、該第2の工程の後、前記接点片
を圧力が5×10-5Torr以下の真空中において1050
℃を超えない温度でロウ付けし気密封着接合する第3の
工程とを有することを要旨とする。
【0011】本発明者らは、大電流印加工程もしくは高
電圧印加工程など電気的方法によらない安定した接点片
の製造のために、接点表面の検討、真空バルブ特性とを
対比し研究した結果、本発明を完成するに至った。即
ち、最新の開閉装置プラントや開閉システムでも、その
性能がたった1つの接点材料、接点部品の品質によって
ばらつきが出たり、機能が発揮されないケースが存在す
る場合がある。本発明者が真空バルブ製造の各工程を検
討したところ、上記の開閉装置プラントや開閉システム
の電気的(又は機械的、化学的)性能のばらつきは、真
空バルブ組み立て直前(真空排気完了直前までの雰囲気
状態)の、接点片の表面状態と相関している傾向にある
ことが判明した。特に、接点片を所定条件に制御するこ
とにより、上記した開閉装置プラントや開閉システムの
性能のばらつきを低減化できることを見出だした。即
ち、繁雑かつ高価で信頼性の低い電気的処理に代って、
安定した諸特性を持つ真空バルブを製造するためには、
真空バルブ組み立て直前の接点片表面の処理が不可欠で
あることを示唆している。
電圧印加工程など電気的方法によらない安定した接点片
の製造のために、接点表面の検討、真空バルブ特性とを
対比し研究した結果、本発明を完成するに至った。即
ち、最新の開閉装置プラントや開閉システムでも、その
性能がたった1つの接点材料、接点部品の品質によって
ばらつきが出たり、機能が発揮されないケースが存在す
る場合がある。本発明者が真空バルブ製造の各工程を検
討したところ、上記の開閉装置プラントや開閉システム
の電気的(又は機械的、化学的)性能のばらつきは、真
空バルブ組み立て直前(真空排気完了直前までの雰囲気
状態)の、接点片の表面状態と相関している傾向にある
ことが判明した。特に、接点片を所定条件に制御するこ
とにより、上記した開閉装置プラントや開閉システムの
性能のばらつきを低減化できることを見出だした。即
ち、繁雑かつ高価で信頼性の低い電気的処理に代って、
安定した諸特性を持つ真空バルブを製造するためには、
真空バルブ組み立て直前の接点片表面の処理が不可欠で
あることを示唆している。
【0012】前記したように、被熱処理金属粉末(接点
材料原料粉末)を、所定形状に圧粉成型した場合の成型
時のガスの閉じ込め或いは焼結時の雰囲気が原因となっ
て、焼結後の焼結体に被膜生成などの不具合が見られ
る。このような状態の接点素材を真空バルブ用接点材料
として使用したときは耐電圧特性、遮断特性に悪影響を
与える。また、被熱処理金属粉末が焼結処理によって、
熱処理用容器から受ける影響で、健全な接点素材を製造
することができず、このような状態の接点素材を真空バ
ルブ用接点材料として使用したときは耐電圧特性、遮断
特性に悪影響を与える。
材料原料粉末)を、所定形状に圧粉成型した場合の成型
時のガスの閉じ込め或いは焼結時の雰囲気が原因となっ
て、焼結後の焼結体に被膜生成などの不具合が見られ
る。このような状態の接点素材を真空バルブ用接点材料
として使用したときは耐電圧特性、遮断特性に悪影響を
与える。また、被熱処理金属粉末が焼結処理によって、
熱処理用容器から受ける影響で、健全な接点素材を製造
することができず、このような状態の接点素材を真空バ
ルブ用接点材料として使用したときは耐電圧特性、遮断
特性に悪影響を与える。
【0013】請求項1記載の発明は、上記した不具合状
態にある接点片の表面を電気的でなく熱的に健全化しよ
うとするものであり、上記構成とすることにより、仮に
加工後の接点片に被膜等の不具合があっても、第1〜第
3の工程を組み合わせ処理することで、接点片の被膜等
の欠陥部分を除去し無害化することが可能となる。第1
の工程で、加工中の接点素材の温度が70℃を超えない
ように制御しながら加工し接点片とする理由は、実験に
よって確認決定した数値であって、この数値を超えた加
工によって製作した接点片では、後続する第2の工程、
第3の工程を所定条件範囲内としても、十分な耐電圧特
性、電流遮断特性が得られない傾向を示したためであ
る。第2の工程の高温加熱処理の各条件を、圧力が8×
10-5〜5×10-7Torrの範囲の真空雰囲気中、温度が
800〜1050℃、処理時間が5分以上とした理由
は、接点片被加工面への表面吸着ガスが十分に除去され
低い再点弧発生頻度を示すと共に極めて好ましい静耐電
圧特性、遮断特性を示したためである。真空度を例えば
8×10-4Torrとした場合には、著しい再点弧が発生し
たのみならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示す
と共にその値に著しいばらつきが見られた。また処理温
度を例えば650℃とした場合には、静耐電圧特性、遮
断特性が十分とならない。第3の工程で、ロウ付け、気
密封着接合時の条件を圧力が5×10-5Torr以下の真空
中において1050℃を超えない温度とした理由は、上
記と同様に、低い再点弧発生頻度を示すと共に極めて好
ましい静耐電圧特性、遮断特性を示したためである。T
i,Crなど耐弧性成分の酸化被膜は一般に還元が困難
であり、また熱的に分解させるにも大きなエネルギを要
するため、従来では本発明のような熱的手段によりクリ
ーニングは検討されていない。そこで従来では大きなエ
ネルギ印加が可能な大電流エージング、高電圧エージン
グのみが行われている。しかしこの場合大きなエネルギ
印加のため、導電性成分の必要以上の選択蒸発損失、接
点片表面の荒れなどが起こり、再点弧現象の発生、耐電
圧特性の低下を招いていた。本発明は、このような低下
等を十分に抑えることが可能である。
態にある接点片の表面を電気的でなく熱的に健全化しよ
うとするものであり、上記構成とすることにより、仮に
加工後の接点片に被膜等の不具合があっても、第1〜第
3の工程を組み合わせ処理することで、接点片の被膜等
の欠陥部分を除去し無害化することが可能となる。第1
の工程で、加工中の接点素材の温度が70℃を超えない
ように制御しながら加工し接点片とする理由は、実験に
よって確認決定した数値であって、この数値を超えた加
工によって製作した接点片では、後続する第2の工程、
第3の工程を所定条件範囲内としても、十分な耐電圧特
性、電流遮断特性が得られない傾向を示したためであ
る。第2の工程の高温加熱処理の各条件を、圧力が8×
10-5〜5×10-7Torrの範囲の真空雰囲気中、温度が
800〜1050℃、処理時間が5分以上とした理由
は、接点片被加工面への表面吸着ガスが十分に除去され
低い再点弧発生頻度を示すと共に極めて好ましい静耐電
圧特性、遮断特性を示したためである。真空度を例えば
8×10-4Torrとした場合には、著しい再点弧が発生し
たのみならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示す
と共にその値に著しいばらつきが見られた。また処理温
度を例えば650℃とした場合には、静耐電圧特性、遮
断特性が十分とならない。第3の工程で、ロウ付け、気
密封着接合時の条件を圧力が5×10-5Torr以下の真空
中において1050℃を超えない温度とした理由は、上
記と同様に、低い再点弧発生頻度を示すと共に極めて好
ましい静耐電圧特性、遮断特性を示したためである。T
i,Crなど耐弧性成分の酸化被膜は一般に還元が困難
であり、また熱的に分解させるにも大きなエネルギを要
するため、従来では本発明のような熱的手段によりクリ
ーニングは検討されていない。そこで従来では大きなエ
ネルギ印加が可能な大電流エージング、高電圧エージン
グのみが行われている。しかしこの場合大きなエネルギ
印加のため、導電性成分の必要以上の選択蒸発損失、接
点片表面の荒れなどが起こり、再点弧現象の発生、耐電
圧特性の低下を招いていた。本発明は、このような低下
等を十分に抑えることが可能である。
【0014】請求項2記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1記載の真空バルブの製造方法において、前
記第2の工程の雰囲気は、前記真空雰囲気に代えて、水
素又は一酸化炭素で代表される還元性雰囲気としてなる
ことを要旨とする。
上記請求項1記載の真空バルブの製造方法において、前
記第2の工程の雰囲気は、前記真空雰囲気に代えて、水
素又は一酸化炭素で代表される還元性雰囲気としてなる
ことを要旨とする。
【0015】第2の工程の高温加熱処理時の雰囲気は、
真空に限ることなく、水素又は一酸化炭素であっても再
点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して真空雰囲気
中処理と同等の効果を得ることが可能である。
真空に限ることなく、水素又は一酸化炭素であっても再
点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して真空雰囲気
中処理と同等の効果を得ることが可能である。
【0016】請求項3記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法におい
て、前記第1の工程と第2の工程との間に、真空、アル
ゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気に
保管する第1の保管工程を有することを要旨とする。
上記請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法におい
て、前記第1の工程と第2の工程との間に、真空、アル
ゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気に
保管する第1の保管工程を有することを要旨とする。
【0017】第1の工程、第2の工程及び第3の工程を
それぞれ所用条件範囲に管理することに加えて、第1の
工程と第2の工程との間の保管雰囲気を、真空、アルゴ
ン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気とす
ることにより、真空バルブの諸特性の向上と安定化が確
実に達成される。
それぞれ所用条件範囲に管理することに加えて、第1の
工程と第2の工程との間の保管雰囲気を、真空、アルゴ
ン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気とす
ることにより、真空バルブの諸特性の向上と安定化が確
実に達成される。
【0018】請求項4記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法におい
て、前記第2の工程と第3の工程との間に、真空、アル
ゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気に
保管する第2の保管工程を有することを要旨とする。
上記請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法におい
て、前記第2の工程と第3の工程との間に、真空、アル
ゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気に
保管する第2の保管工程を有することを要旨とする。
【0019】第1の工程、第2の工程及び第3の工程を
それぞれ所用条件範囲に管理し、第1の工程と第2の工
程との間の第1の保管工程の実施に加えて、第2の工程
と第3の工程との間の保管雰囲気を、真空、アルゴン、
ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気とするこ
とにより、真空バルブの諸特性の向上と安定化がより確
実に達成される。
それぞれ所用条件範囲に管理し、第1の工程と第2の工
程との間の第1の保管工程の実施に加えて、第2の工程
と第3の工程との間の保管雰囲気を、真空、アルゴン、
ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気とするこ
とにより、真空バルブの諸特性の向上と安定化がより確
実に達成される。
【0020】請求項5記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1,2,3又は4記載の真空バルブの製造方
法において、前記第2の工程の前に、前記接点片と通電
軸又は/及び電極とは予め接続一体化してあることを要
旨とする。
上記請求項1,2,3又は4記載の真空バルブの製造方
法において、前記第2の工程の前に、前記接点片と通電
軸又は/及び電極とは予め接続一体化してあることを要
旨とする。
【0021】第2の工程の前に、真空バルブの製造にお
いて必須の構成である接点片と通電軸又は/及び電極と
を予め接続一体化しても、問題なく再点弧発生数、静耐
電圧特性、遮断特性の向上と安定化が達成される。
いて必須の構成である接点片と通電軸又は/及び電極と
を予め接続一体化しても、問題なく再点弧発生数、静耐
電圧特性、遮断特性の向上と安定化が達成される。
【0022】請求項6記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1,2,3,4又は5記載の真空バルブの製
造方法において、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとW,Moの少なくと
も1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分とし
てなることを要旨とする。
上記請求項1,2,3,4又は5記載の真空バルブの製
造方法において、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとW,Moの少なくと
も1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分とし
てなることを要旨とする。
【0023】耐弧性成分にW,Moの少なくとも1つを
含有させることにより、特に耐電圧特性の維持向上に有
効となる。
含有させることにより、特に耐電圧特性の維持向上に有
効となる。
【0024】請求項7記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1,2,3,4又は5記載の真空バルブの製
造方法において、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとFe,Coの少なく
とも1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分と
してなることを要旨とする。
上記請求項1,2,3,4又は5記載の真空バルブの製
造方法において、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとFe,Coの少なく
とも1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分と
してなることを要旨とする。
【0025】耐弧性成分にFe,Coの少なくとも1つ
を含有させることにより、上記と同様に、特に耐電圧特
性の維持向上に有効となる。
を含有させることにより、上記と同様に、特に耐電圧特
性の維持向上に有効となる。
【0026】請求項8記載の真空バルブの製造方法は、
上記請求項1乃至7の何れかに記載の真空バルブの製造
方法において、前記第1の工程において、加工中の接点
素材の温度が70℃を超えないように制御する手段は、
前記加工中の接点素材に対してフオレン、アルゴン、ヘ
リウム、窒素で代表される不活性ガスを吹き付けること
であることを要旨とする。
上記請求項1乃至7の何れかに記載の真空バルブの製造
方法において、前記第1の工程において、加工中の接点
素材の温度が70℃を超えないように制御する手段は、
前記加工中の接点素材に対してフオレン、アルゴン、ヘ
リウム、窒素で代表される不活性ガスを吹き付けること
であることを要旨とする。
【0027】第1の工程における冷却手段は、具体的に
は、フレオン、アルゴン、ヘリウム、窒素で代表される
不活性ガスを吹き付けることで実現される。
は、フレオン、アルゴン、ヘリウム、窒素で代表される
不活性ガスを吹き付けることで実現される。
【0028】請求項9記載の真空バルブ用接点材料の製
造方法は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる導電
性成分とで構成された接点素材に対し、該接点素材の加
工面の温度が所定温度を超えないように冷媒を作用させ
ながら所定形状の接点片に加工することを要旨とする。
造方法は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる導電
性成分とで構成された接点素材に対し、該接点素材の加
工面の温度が所定温度を超えないように冷媒を作用させ
ながら所定形状の接点片に加工することを要旨とする。
【0029】本発明は、安定した真空バルブを製造する
ためには真空バルブ組み立て直前の接点片表面の処理が
不可欠であることを見出だしたことに基づいてなされて
いる。加工中の接点素材の加工面の温度が所定温度を超
えないようにする理由は、接触抵抗特性、温度上昇特
性、ロウ付け特性の安定化に対して極めて好ましいため
である。
ためには真空バルブ組み立て直前の接点片表面の処理が
不可欠であることを見出だしたことに基づいてなされて
いる。加工中の接点素材の加工面の温度が所定温度を超
えないようにする理由は、接触抵抗特性、温度上昇特
性、ロウ付け特性の安定化に対して極めて好ましいため
である。
【0030】請求項10記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧
性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる
導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工中の当
該接点素材の温度が70℃を超えないように制御しなが
ら所定形状の接点片に加工することを要旨とする。
製造方法は、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧
性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる
導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工中の当
該接点素材の温度が70℃を超えないように制御しなが
ら所定形状の接点片に加工することを要旨とする。
【0031】加工中の接点素材の温度を具体的に70℃
を超えないように制御しながら加工し、接点片とする理
由は、実験によって確認決定した数値であって、この数
値を超えた加工によって製作した接点片では、接触抵抗
特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の安定化に対して好
ましくないためである。
を超えないように制御しながら加工し、接点片とする理
由は、実験によって確認決定した数値であって、この数
値を超えた加工によって製作した接点片では、接触抵抗
特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の安定化に対して好
ましくないためである。
【0032】請求項11記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、前記加工中の接
点素材に対してアルゴン、ヘリウム、フレオン、窒素、
水素で代表される不活性ガス又は液体を吹き付けること
であることを要旨とする。
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、前記加工中の接
点素材に対してアルゴン、ヘリウム、フレオン、窒素、
水素で代表される不活性ガス又は液体を吹き付けること
であることを要旨とする。
【0033】加工中の接点素材の温度が70℃を超えな
いように制御する手段は、具体的にはアルゴン、ヘリウ
ム、フレオン、窒素、水素で代表される不活性ガスを接
点素材の表面に吹き付けることによって実現される。こ
れらの液化ガス状態のものを吹き付けてもよい。
いように制御する手段は、具体的にはアルゴン、ヘリウ
ム、フレオン、窒素、水素で代表される不活性ガスを接
点素材の表面に吹き付けることによって実現される。こ
れらの液化ガス状態のものを吹き付けてもよい。
【0034】請求項12記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、アルゴン、ヘリ
ウム、フレオン、窒素で代表されるガスボンベ、減圧
弁、流量計、ガス移送管、膨張室を含んで構成された冷
却媒体発生装置から放射される冷媒を前記加工中の接点
素材に対して吹き付けることであることを要旨とする。
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、アルゴン、ヘリ
ウム、フレオン、窒素で代表されるガスボンベ、減圧
弁、流量計、ガス移送管、膨張室を含んで構成された冷
却媒体発生装置から放射される冷媒を前記加工中の接点
素材に対して吹き付けることであることを要旨とする。
【0035】加工中の接点素材の温度が所定温度を超え
ないように制御する手段は、さらに具体的には上記のよ
うな冷却媒体発生装置を用いることで所定温度に確実か
つ容易に制御することが可能となる。
ないように制御する手段は、さらに具体的には上記のよ
うな冷却媒体発生装置を用いることで所定温度に確実か
つ容易に制御することが可能となる。
【0036】請求項13記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、6cc/sec
以上の量の冷媒を前記加工中の接点素材に対して吹き付
けることであることを要旨とする。
製造方法は、上記請求項9又は10記載の真空バルブ用
接点材料の製造方法において、加工中の前記接点素材の
加工面又は当該接点素材の温度が前記の所定温度又は7
0℃を超えないように制御する手段は、6cc/sec
以上の量の冷媒を前記加工中の接点素材に対して吹き付
けることであることを要旨とする。
【0037】前記冷却媒体発生装置等から加工中の接点
素材に対して吹き付けられる冷媒量は、具体的には6c
c/sec以上とすることにより接点素材の温度が所定
温度を超えないように制御することが可能となる。
素材に対して吹き付けられる冷媒量は、具体的には6c
c/sec以上とすることにより接点素材の温度が所定
温度を超えないように制御することが可能となる。
【0038】請求項14記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法は、上記請求項9乃至13の何れかに記載の真
空バルブ用接点材料の製造方法において、前記接点素材
を所定形状の接点片に加工した後に、真空、アルゴン、
ヘリウム、フレオン、窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管することを要旨とする。
製造方法は、上記請求項9乃至13の何れかに記載の真
空バルブ用接点材料の製造方法において、前記接点素材
を所定形状の接点片に加工した後に、真空、アルゴン、
ヘリウム、フレオン、窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管することを要旨とする。
【0039】接点素材を接点片に加工する際の温度等を
所用条件に管理することに加えて、加工後の保管雰囲気
を、真空、アルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非
酸化性雰囲気とすることにより、接触抵抗特性、温度上
昇特性、ロウ付け特性の安定化がより確実に達成され
る。
所用条件に管理することに加えて、加工後の保管雰囲気
を、真空、アルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非
酸化性雰囲気とすることにより、接触抵抗特性、温度上
昇特性、ロウ付け特性の安定化がより確実に達成され
る。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を比較
例と対比させながら詳細に説明する。本発明の製造方法
技術の主旨は、接点素材から極力清浄な状態の接点片を
得ることと、この状態を汚染せずに気密封着工程に移し
真空バルブとすることにある。したがって、対象とする
接点素材の耐弧成分性質は、金属の種類をCrに限定す
る必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Y
を含有する接点材料に対しても有効である。ここでは、
まずCrを耐弧成分材質の代表金属として選定し、具体
的に説明する。
例と対比させながら詳細に説明する。本発明の製造方法
技術の主旨は、接点素材から極力清浄な状態の接点片を
得ることと、この状態を汚染せずに気密封着工程に移し
真空バルブとすることにある。したがって、対象とする
接点素材の耐弧成分性質は、金属の種類をCrに限定す
る必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Y
を含有する接点材料に対しても有効である。ここでは、
まずCrを耐弧成分材質の代表金属として選定し、具体
的に説明する。
【0041】まず、真空バルブの製造方法の実施の形態
から説明する。本発明者が真空バルブについて遮断経過
と再点弧発生状況との関係を調査したところ、遮断直後
の再点弧発生は少なく遮断経過後半に増加するタイプ
と、逆に遮断直後に再点弧発生が多く後半に少ないタイ
プとに大別されることが判った。実製品では、遮断回数
の経過には関係なく、再点弧発生を少なくする必要があ
る。本実施の形態では特に再点弧発生状況、耐電圧特
性、遮断特性に及ぼす接点の製作工程、真空バルブの組
み立て工程との相関性を明確化するために以下の実験を
行った。
から説明する。本発明者が真空バルブについて遮断経過
と再点弧発生状況との関係を調査したところ、遮断直後
の再点弧発生は少なく遮断経過後半に増加するタイプ
と、逆に遮断直後に再点弧発生が多く後半に少ないタイ
プとに大別されることが判った。実製品では、遮断回数
の経過には関係なく、再点弧発生を少なくする必要があ
る。本実施の形態では特に再点弧発生状況、耐電圧特
性、遮断特性に及ぼす接点の製作工程、真空バルブの組
み立て工程との相関性を明確化するために以下の実験を
行った。
【0042】従来、切削油を被加工材と加工工具間に供
給しながら加工する技術が行われているが、この方法の
場合、被加工面にごく僅かに残存する油があり、残存し
た油そのものもしくはロウ付け時の加熱時に油の存在が
原因となって酸化被膜、硫化被膜の生成を助長する一因
となるなど、清浄加工面を得る上で障害となり接点の接
触抵抗特性、再点弧現象の発生、耐電圧特性の低下に重
大な影響を与えている場合があり好ましくない。
給しながら加工する技術が行われているが、この方法の
場合、被加工面にごく僅かに残存する油があり、残存し
た油そのものもしくはロウ付け時の加熱時に油の存在が
原因となって酸化被膜、硫化被膜の生成を助長する一因
となるなど、清浄加工面を得る上で障害となり接点の接
触抵抗特性、再点弧現象の発生、耐電圧特性の低下に重
大な影響を与えている場合があり好ましくない。
【0043】これに対して本実施例では、上述した油の
ように被加工面に残存する可能性が全く無く、また例え
残存したとしても、油よりはるかに蒸発性が高いため、
次の工程(第2の工程)で完全に揮発する。さらに、本
実施例で表面温度上昇抑制手段としている吹き付け冷却
材は何れも不活性な状態であるため被膜生成などは起こ
らない利点を有している。
ように被加工面に残存する可能性が全く無く、また例え
残存したとしても、油よりはるかに蒸発性が高いため、
次の工程(第2の工程)で完全に揮発する。さらに、本
実施例で表面温度上昇抑制手段としている吹き付け冷却
材は何れも不活性な状態であるため被膜生成などは起こ
らない利点を有している。
【0044】実施例1〜3、比較例1 約80μm〜105μmの平均粒子直径を有するCr粉
を用意し、固相焼結法によってCuCr(50%)合金
素材を得た(実施例1〜3、比較例1)。一般に真空バ
ルブ用接点片は、その合金素材(被加工材)を旋盤、研
削盤、研磨盤等を単独もしくは組み合わせて使用する機
械的な加工法によって所定形状に加工する。本実施例に
おいても接点片(直径42mm、厚さ3mm)を上記と
同様な機械的切削加工法によって作成した。また本実施
例では、加工中の被加工面の表面温度を高感度赤外温度
計で非接触的に測定すると共に、加工中の被加工面の表
面温度が上昇しないように、被加工材と加工工具(加工
バイト)との相対加工速度の制御、加工中の被加工材全
体もしくは被加工面を所定冷却手段によって冷却した。
この所定冷却手段は具体的には、被加工面に対して液体
窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。また必
要により加工装置に取り付けた被加工材全体に液体窒素
を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。なお、加工
直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に浸漬した被
加工材を加工に供するときは一層の効果が得られる。
を用意し、固相焼結法によってCuCr(50%)合金
素材を得た(実施例1〜3、比較例1)。一般に真空バ
ルブ用接点片は、その合金素材(被加工材)を旋盤、研
削盤、研磨盤等を単独もしくは組み合わせて使用する機
械的な加工法によって所定形状に加工する。本実施例に
おいても接点片(直径42mm、厚さ3mm)を上記と
同様な機械的切削加工法によって作成した。また本実施
例では、加工中の被加工面の表面温度を高感度赤外温度
計で非接触的に測定すると共に、加工中の被加工面の表
面温度が上昇しないように、被加工材と加工工具(加工
バイト)との相対加工速度の制御、加工中の被加工材全
体もしくは被加工面を所定冷却手段によって冷却した。
この所定冷却手段は具体的には、被加工面に対して液体
窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。また必
要により加工装置に取り付けた被加工材全体に液体窒素
を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。なお、加工
直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に浸漬した被
加工材を加工に供するときは一層の効果が得られる。
【0045】真空バルブの組み立てにおける接点片の製
作条件(第1の工程)の効果を明確にするための実験と
して、第2の工程(高温加熱処理)、第3の工程(気密
封着接合)及び第1〜第2の工程間の保管雰囲気(アル
ゴン雰囲気)、第2〜第3の各工程間の保管雰囲気(ア
ルゴン)よりなる各工程条件を一定として、第1の工程
の吹き付け速度などを調整しながら被加工面の表面温度
を15〜70℃(実施例1〜3)、90℃(比較例1)
に調節しながら接点片を製作した。
作条件(第1の工程)の効果を明確にするための実験と
して、第2の工程(高温加熱処理)、第3の工程(気密
封着接合)及び第1〜第2の工程間の保管雰囲気(アル
ゴン雰囲気)、第2〜第3の各工程間の保管雰囲気(ア
ルゴン)よりなる各工程条件を一定として、第1の工程
の吹き付け速度などを調整しながら被加工面の表面温度
を15〜70℃(実施例1〜3)、90℃(比較例1)
に調節しながら接点片を製作した。
【0046】このようにして製作した接触面を持つ接点
片について、後述する測定条件で再点弧特性、静耐電圧
特性、遮断特性の評価をし、表1に評価条件、表2にそ
の結果を示した。加工中の被加工面表面温度を15〜3
0℃(実施例1〜2)として製作して得た接点片を搭載
した真空バルブは、所定評価条件内において、再点弧発
生がほぼゼロであった。さらに表面温度を15℃(実施
例1)とした時の静耐電圧特性は、比較対象とする標準
接点片の静耐電圧値より約10〜20%向上する良好な
特性を示した。加工中の被加工面表面温度を70℃(実
施例3)としても再点弧発生頻度は5%以下であって、
静耐電圧特性、遮断特性も比較対象とする標準接点片
(実施例2)と比較してほぼ同等(90%以内)で合格
の範囲内の性能を示した。これに対して加工中の被加工
面表面温度を90℃(比較例1)として製作して得た接
点片を搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみ
ならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共に
その値に著しいばらつきが見られた。これらの実験から
真空バルブの組み立てにおける接点片の製作条件(第1
の工程)として、加工中の被加工面の表面温度を70℃
以下に制御する必要があることが判明した(実施例1〜
3)。
片について、後述する測定条件で再点弧特性、静耐電圧
特性、遮断特性の評価をし、表1に評価条件、表2にそ
の結果を示した。加工中の被加工面表面温度を15〜3
0℃(実施例1〜2)として製作して得た接点片を搭載
した真空バルブは、所定評価条件内において、再点弧発
生がほぼゼロであった。さらに表面温度を15℃(実施
例1)とした時の静耐電圧特性は、比較対象とする標準
接点片の静耐電圧値より約10〜20%向上する良好な
特性を示した。加工中の被加工面表面温度を70℃(実
施例3)としても再点弧発生頻度は5%以下であって、
静耐電圧特性、遮断特性も比較対象とする標準接点片
(実施例2)と比較してほぼ同等(90%以内)で合格
の範囲内の性能を示した。これに対して加工中の被加工
面表面温度を90℃(比較例1)として製作して得た接
点片を搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみ
ならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共に
その値に著しいばらつきが見られた。これらの実験から
真空バルブの組み立てにおける接点片の製作条件(第1
の工程)として、加工中の被加工面の表面温度を70℃
以下に制御する必要があることが判明した(実施例1〜
3)。
【0047】被加工面をX線微少回折装置、X線微少マ
イクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被膜の形
態、量、分布状態などを調査したが、表面温度が15及
び30℃(実施例1〜3)の接点片においては生成物の
存在は認められず、表面温度が70℃(実施例3)の接
点片においては、ごく局部的に酸素量の増加している領
域を観測したが、次の第2の工程で消滅し、真空バルブ
に組み立てた後の再点弧特性への影響は軽微であった。
これに対して表面温度を90℃(比較例1)として製作
した接点片の場合、その表面には酸化Cu、酸化Crの
生成が見られていた。次の第2の工程で一部の酸化Cu
は消滅したが、なお局所的に残存が見られると共に酸化
Crは除去されていなかった。
イクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被膜の形
態、量、分布状態などを調査したが、表面温度が15及
び30℃(実施例1〜3)の接点片においては生成物の
存在は認められず、表面温度が70℃(実施例3)の接
点片においては、ごく局部的に酸素量の増加している領
域を観測したが、次の第2の工程で消滅し、真空バルブ
に組み立てた後の再点弧特性への影響は軽微であった。
これに対して表面温度を90℃(比較例1)として製作
した接点片の場合、その表面には酸化Cu、酸化Crの
生成が見られていた。次の第2の工程で一部の酸化Cu
は消滅したが、なお局所的に残存が見られると共に酸化
Crは除去されていなかった。
【0048】なお、参考として被加工面に油を吹き付け
て加工した接点片の表面を同様に調査したところ硫黄、
酸素、水分などが多量に付着していた。この場合真空バ
ルブを組み立てて再点弧発生確率を同様に調査したが、
著しい発生頻度(5%以上)を示した。
て加工した接点片の表面を同様に調査したところ硫黄、
酸素、水分などが多量に付着していた。この場合真空バ
ルブを組み立てて再点弧発生確率を同様に調査したが、
著しい発生頻度(5%以上)を示した。
【0049】実施例4〜7 前記の実施例1〜3、比較例1では、被加工面の表面温
度を所定温度に調節する冷却手段として、被加工面に対
して液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けな
がら接点片を製作した場合を示した。本実施例では被加
工面の表面温度を所定温度に調節する冷却手段として、
液体窒素に限ることなく水素、(実施例4)、窒素(実
施例5)、アルゴン(実施例6)、ヘリウム(実施例
7)の吹き付けで製作した接点片を搭載した真空バルブ
であっても、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対
して前記液体窒素吹き付けと同等の効果が得られた(実
施例4〜7)。前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したが、各
接点片においては生成物の存在は認められなかった。
度を所定温度に調節する冷却手段として、被加工面に対
して液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けな
がら接点片を製作した場合を示した。本実施例では被加
工面の表面温度を所定温度に調節する冷却手段として、
液体窒素に限ることなく水素、(実施例4)、窒素(実
施例5)、アルゴン(実施例6)、ヘリウム(実施例
7)の吹き付けで製作した接点片を搭載した真空バルブ
であっても、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対
して前記液体窒素吹き付けと同等の効果が得られた(実
施例4〜7)。前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したが、各
接点片においては生成物の存在は認められなかった。
【0050】実施例8〜10、比較例2 前記実施例1〜7、比較例1では、第1の工程と第2の
工程との間の接点片を保管しておく雰囲気をアルゴンと
した場合を示した。本実施例では保管しておく雰囲気は
アルゴンに限ることなく、真空(実施例8)、ヘリウム
(実施例9)、窒素(実施例10)であっても再点弧特
性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記アルゴン雰囲
気中保管と同等の効果が得られた(実施例4〜7)。こ
れに対して第1の工程と第2の工程との間の接点片を保
管しておく雰囲気を空気中として製作して得た接点片を
搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみならず
静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共にその値
に著しいばらつきが見られ、遮断回数の経過初期の再点
弧発生数及び静耐電圧特性にばらつきが見られた(比較
例2)。これらの実験から真空バルブの組み立てにおけ
る接点片の製作条件として、第1の工程と第2の工程と
の間の接点片の保管雰囲気を空気中を避け、真空、ヘリ
ウム、窒素(実施例8〜10)、アルゴン(前記実施例
1〜7)とする必要があることが判明した。
工程との間の接点片を保管しておく雰囲気をアルゴンと
した場合を示した。本実施例では保管しておく雰囲気は
アルゴンに限ることなく、真空(実施例8)、ヘリウム
(実施例9)、窒素(実施例10)であっても再点弧特
性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記アルゴン雰囲
気中保管と同等の効果が得られた(実施例4〜7)。こ
れに対して第1の工程と第2の工程との間の接点片を保
管しておく雰囲気を空気中として製作して得た接点片を
搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみならず
静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共にその値
に著しいばらつきが見られ、遮断回数の経過初期の再点
弧発生数及び静耐電圧特性にばらつきが見られた(比較
例2)。これらの実験から真空バルブの組み立てにおけ
る接点片の製作条件として、第1の工程と第2の工程と
の間の接点片の保管雰囲気を空気中を避け、真空、ヘリ
ウム、窒素(実施例8〜10)、アルゴン(前記実施例
1〜7)とする必要があることが判明した。
【0051】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例8〜10の各接点片においては生成物の存在
は認められなかったが、比較例2における各接点片表面
には、高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、
ごく薄い酸化Cu被膜が認められている。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例8〜10の各接点片においては生成物の存在
は認められなかったが、比較例2における各接点片表面
には、高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、
ごく薄い酸化Cu被膜が認められている。
【0052】実施例11〜13、比較例3〜4 前記実施例1〜10、比較例1〜2では、第1の工程及
びその後の保管雰囲気の効果を確認した。即ち第1の工
程での接点片製作時の加工中の被加工面の表面温度を所
定温度に調節する冷却手段として、水素、窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどを吹き付けて製作した接点片を搭載し
た真空バルブが、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性
に対して好ましいことを示した。さらに第1の工程の後
の接点片保管雰囲気を真空、ヘリウム、窒素、アルゴン
とすることで、好ましい特性を発揮することを明らかに
した。
びその後の保管雰囲気の効果を確認した。即ち第1の工
程での接点片製作時の加工中の被加工面の表面温度を所
定温度に調節する冷却手段として、水素、窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどを吹き付けて製作した接点片を搭載し
た真空バルブが、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性
に対して好ましいことを示した。さらに第1の工程の後
の接点片保管雰囲気を真空、ヘリウム、窒素、アルゴン
とすることで、好ましい特性を発揮することを明らかに
した。
【0053】しかし健全な真空バルブの製造では、これ
らの管理では十分ではなく第2の工程の高温加熱処理時
の雰囲気管理も重要であった。即ち、前記第1の工程で
の加工中の接点素材表面温度を30℃、加工中の被加工
面の表面温度上昇の抑制手段として、被加工面に液体窒
素を吹き付ける場合について、第2の工程における高温
加熱処理の雰囲気として、真空を選択した場合の真空度
の差異の各特性に及ぼす影響について、加熱保温温度を
950℃、加熱保持時間を30分で一定として調査し
た。
らの管理では十分ではなく第2の工程の高温加熱処理時
の雰囲気管理も重要であった。即ち、前記第1の工程で
の加工中の接点素材表面温度を30℃、加工中の被加工
面の表面温度上昇の抑制手段として、被加工面に液体窒
素を吹き付ける場合について、第2の工程における高温
加熱処理の雰囲気として、真空を選択した場合の真空度
の差異の各特性に及ぼす影響について、加熱保温温度を
950℃、加熱保持時間を30分で一定として調査し
た。
【0054】その結果、真空度を5×10-7Torr、8×
10-6Torrとした場合(実施例11〜12)では、表面
吸着ガスも十分除去され低い再点弧発生頻度を示すと共
に極めて好ましい静耐電圧特性、遮断特性を示した。さ
らに真空度を8×10-5Torrとした場合(実施例13)
でも各特性を十分に発揮する好ましい範囲内であった。
これに対して第2の工程における高温加熱処理の雰囲気
として、真空を選択した場合の真空度を8×10-4Torr
とした場合(比較例3)には、著しい再点弧が発生した
のみならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと
共にその値に著しいばらつきが見られた。なお8×10
-3Torrとした場合(比較例4)では、各特性ともさらに
低下した。また、比較例3〜4においては遮断回数の後
期の再点弧発生数及び静耐電圧特性にばらつきが見られ
た。この傾向は比較例3よりも特に比較例4において顕
著であった。
10-6Torrとした場合(実施例11〜12)では、表面
吸着ガスも十分除去され低い再点弧発生頻度を示すと共
に極めて好ましい静耐電圧特性、遮断特性を示した。さ
らに真空度を8×10-5Torrとした場合(実施例13)
でも各特性を十分に発揮する好ましい範囲内であった。
これに対して第2の工程における高温加熱処理の雰囲気
として、真空を選択した場合の真空度を8×10-4Torr
とした場合(比較例3)には、著しい再点弧が発生した
のみならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと
共にその値に著しいばらつきが見られた。なお8×10
-3Torrとした場合(比較例4)では、各特性ともさらに
低下した。また、比較例3〜4においては遮断回数の後
期の再点弧発生数及び静耐電圧特性にばらつきが見られ
た。この傾向は比較例3よりも特に比較例4において顕
著であった。
【0055】以上のごとく、第1の工程とその後の保管
雰囲気が例え適性条件範囲であっても、第2の工程にお
ける高温加熱処理の雰囲気の質が、真空バルブ全体の電
気的特性に重大な影響を及ぼしている。即ち各工程をス
ルーして最適化が図られている必要性がある。したがっ
てこれらの結果から、第2の工程での高温加熱処理時の
雰囲気として真空を選択した場合の真空度は、8×10
-5Torrより高真空とする必要がある(実施例11〜1
3)。
雰囲気が例え適性条件範囲であっても、第2の工程にお
ける高温加熱処理の雰囲気の質が、真空バルブ全体の電
気的特性に重大な影響を及ぼしている。即ち各工程をス
ルーして最適化が図られている必要性がある。したがっ
てこれらの結果から、第2の工程での高温加熱処理時の
雰囲気として真空を選択した場合の真空度は、8×10
-5Torrより高真空とする必要がある(実施例11〜1
3)。
【0056】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例11〜13の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例3〜4における各接
点片表面には、高い酸素濃度分布を示す領域が全面に存
在し、ごく厚い酸化Cu被膜、酸化Cr被膜が認められ
かつ酸化Cu被膜の一部及び特に酸化Cr被膜は、この
後の第3の工程(気密封着接合)でも除去できず最後ま
で強固な被膜として残存した。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例11〜13の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例3〜4における各接
点片表面には、高い酸素濃度分布を示す領域が全面に存
在し、ごく厚い酸化Cu被膜、酸化Cr被膜が認められ
かつ酸化Cu被膜の一部及び特に酸化Cr被膜は、この
後の第3の工程(気密封着接合)でも除去できず最後ま
で強固な被膜として残存した。
【0057】実施例14〜15 前記実施例11〜13、比較例3〜4では、第1の工程
及びその後の保管雰囲気条件を一定として、第2の工程
の高温加熱処理時の雰囲気として真空を選択した場合の
効果を確認した。第2の工程の高温加熱処理時の雰囲気
は真空に限ることなく、水素(実施例14)、一酸化炭
素(実施例15)であっても再点弧特性、静耐電圧特
性、遮断特性に対して前記真空雰囲気中処理と同等の効
果が得られた(実施例14〜15)。
及びその後の保管雰囲気条件を一定として、第2の工程
の高温加熱処理時の雰囲気として真空を選択した場合の
効果を確認した。第2の工程の高温加熱処理時の雰囲気
は真空に限ることなく、水素(実施例14)、一酸化炭
素(実施例15)であっても再点弧特性、静耐電圧特
性、遮断特性に対して前記真空雰囲気中処理と同等の効
果が得られた(実施例14〜15)。
【0058】これらの実験及び前記実施例14〜15か
ら、真空バルブの組み立てにおける接点片の製作条件と
して、第2の工程の高温加熱処理時の雰囲気は、真空、
水素、一酸化炭素などの非酸化性雰囲気の選択が重要で
あり、真空の場合には所定以上の真空度とする必要があ
る。
ら、真空バルブの組み立てにおける接点片の製作条件と
して、第2の工程の高温加熱処理時の雰囲気は、真空、
水素、一酸化炭素などの非酸化性雰囲気の選択が重要で
あり、真空の場合には所定以上の真空度とする必要があ
る。
【0059】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例14〜15の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかった。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例14〜15の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかった。
【0060】実施例16〜17、比較例5 第2の工程における高温加熱処理時の処理温度を前記実
施例1〜10、比較例1〜2では950℃に一定とし、
前記実施例11〜15、比較例3〜4では1000℃に
一定とした場合について示した(処理時間は30分に一
定)。本実施例では第2の工程における高温加熱処理時
の処理温度はこれらの温度に限ることなく、800℃
(実施例16)、1050℃(実施例17)であっても
再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記アル
ゴン雰囲気中保管と同等の効果が得られた(実施例16
〜17)。特に、処理温度を1050℃(実施例17)
に選択した場合には、各特性の一層の安定化が見られ
た。これに対して、前記処理温度を650℃(比較例
5)として製作して得た接点片を搭載した真空バルブで
は、再点弧の発生状況は発生ランク「B」の範囲であっ
たが、静耐電圧特性、遮断特性が十分でなかった。
施例1〜10、比較例1〜2では950℃に一定とし、
前記実施例11〜15、比較例3〜4では1000℃に
一定とした場合について示した(処理時間は30分に一
定)。本実施例では第2の工程における高温加熱処理時
の処理温度はこれらの温度に限ることなく、800℃
(実施例16)、1050℃(実施例17)であっても
再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記アル
ゴン雰囲気中保管と同等の効果が得られた(実施例16
〜17)。特に、処理温度を1050℃(実施例17)
に選択した場合には、各特性の一層の安定化が見られ
た。これに対して、前記処理温度を650℃(比較例
5)として製作して得た接点片を搭載した真空バルブで
は、再点弧の発生状況は発生ランク「B」の範囲であっ
たが、静耐電圧特性、遮断特性が十分でなかった。
【0061】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例16〜17の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例5における接点片表
面には、高い酸素濃度分布を示す領域が一部に存在し
た。酸化Cu被膜、酸化Cr被膜が認められた。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例16〜17の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例5における接点片表
面には、高い酸素濃度分布を示す領域が一部に存在し
た。酸化Cu被膜、酸化Cr被膜が認められた。
【0062】実施例18、比較例6 前記実施例1〜17、比較例1〜5では、第2の工程に
おける高温加熱処理時の処理時間を全て30分とした場
合を示した。本実施例ではこの処理時間は30分に限る
ことなく、5分(実施例18)であっても再点弧発生頻
度が5%以下であって、静耐電圧特性、遮断特性も比較
対象とする標準接点片(実施例2)と比較してほぼ同等
(90%以内)で合格の範囲内の性能を示した。これに
対して高温加熱処理時の処理時間を1分として製作して
得た接点片(比較例6)を搭載した真空バルブでは、再
点弧が多発したのみならず静耐電圧特性、遮断特性とも
低い値を示すと共にその値に著しいばらつきも見られ
た。これらの実験から真空バルブの組み立てにおける第
2の工程の高温加熱処理時の処理時間は、1分以上(た
だし高温加熱処理温度を800℃以上)とする必要があ
ることが判明した(実施例18)。
おける高温加熱処理時の処理時間を全て30分とした場
合を示した。本実施例ではこの処理時間は30分に限る
ことなく、5分(実施例18)であっても再点弧発生頻
度が5%以下であって、静耐電圧特性、遮断特性も比較
対象とする標準接点片(実施例2)と比較してほぼ同等
(90%以内)で合格の範囲内の性能を示した。これに
対して高温加熱処理時の処理時間を1分として製作して
得た接点片(比較例6)を搭載した真空バルブでは、再
点弧が多発したのみならず静耐電圧特性、遮断特性とも
低い値を示すと共にその値に著しいばらつきも見られ
た。これらの実験から真空バルブの組み立てにおける第
2の工程の高温加熱処理時の処理時間は、1分以上(た
だし高温加熱処理温度を800℃以上)とする必要があ
ることが判明した(実施例18)。
【0063】実施例19〜21、比較例7 前記実施例8〜10において、第1の工程と第2の工程
との間の接点片を保管しておく雰囲気の重要性について
示したが、第2の工程と第3の工程との間の保管雰囲気
も同様にその管理が重要であることが判った。即ち、前
記実施例1〜18、比較例1〜6では、第2の工程と第
3の工程との間の接点片を保管しておく雰囲気をアルゴ
ンとした場合を示したが、本実施例では保管しておく雰
囲気はアルゴンに限ることなく、真空(実施例19)、
ヘリウム(実施例20)、窒素(実施例21)であって
も再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記ア
ルゴン雰囲気中保管と同等の効果が得られた。これに対
して第2の工程と第3の工程との間の接点片を保管して
おく雰囲気を空気中として製作して得た接点片(比較例
7)を搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみ
ならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共に
その値に著しいばらつきが見られた。比較例3〜4では
遮断回数の後期の再点弧発生頻度の増加傾向や静耐電圧
特性のばらつきの発生傾向が見られているが、比較例7
は、むしろ遮断回数の初期に多く発生する傾向にあり、
後期では減少の傾向にあった。
との間の接点片を保管しておく雰囲気の重要性について
示したが、第2の工程と第3の工程との間の保管雰囲気
も同様にその管理が重要であることが判った。即ち、前
記実施例1〜18、比較例1〜6では、第2の工程と第
3の工程との間の接点片を保管しておく雰囲気をアルゴ
ンとした場合を示したが、本実施例では保管しておく雰
囲気はアルゴンに限ることなく、真空(実施例19)、
ヘリウム(実施例20)、窒素(実施例21)であって
も再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して前記ア
ルゴン雰囲気中保管と同等の効果が得られた。これに対
して第2の工程と第3の工程との間の接点片を保管して
おく雰囲気を空気中として製作して得た接点片(比較例
7)を搭載した真空バルブでは、再点弧が多発したのみ
ならず静耐電圧特性、遮断特性とも低い値を示すと共に
その値に著しいばらつきが見られた。比較例3〜4では
遮断回数の後期の再点弧発生頻度の増加傾向や静耐電圧
特性のばらつきの発生傾向が見られているが、比較例7
は、むしろ遮断回数の初期に多く発生する傾向にあり、
後期では減少の傾向にあった。
【0064】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例19〜21の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例7における接点片表
面には、酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、ご
く薄い酸化Cu被膜が認められている。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例19〜21の各接点片においては、生成物の
存在は認められなかったが、比較例7における接点片表
面には、酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、ご
く薄い酸化Cu被膜が認められている。
【0065】実施例22、比較例8〜9 本発明技術を確立させるに際し、第3の工程の条件管理
も前記第1の工程と第2の工程と同様に重要であること
が判った。即ち、前記実施例1〜21、比較例1〜7で
は、第3の工程の気密封着接合時の雰囲気を真空とし、
その真空度を5×10-6Torrに一定とした例を示した
が、本実施例での真空度は、これに限ることなく8×1
0-5Torrとしても、再点弧発生頻度が5%以下であっ
て、静耐電圧特性、遮断特性も比較対象とする標準接点
片(実施例2)と比較してほぼ同等(90%以内)で合
格の範囲内の性能を示した。これに対して第3の工程の
気密封着接合時の真空度を8×10-4Torrとして製作し
て得た接点片を搭載した真空バルブでは、再点弧の発生
状況は発生ランク「C」の範囲となり、静耐電圧特性、
遮断特性も十分ではなかった(比較例8)。真空度を8
×10-3Torrとしたときには各特性は一層の低下を示し
た(比較例9)。
も前記第1の工程と第2の工程と同様に重要であること
が判った。即ち、前記実施例1〜21、比較例1〜7で
は、第3の工程の気密封着接合時の雰囲気を真空とし、
その真空度を5×10-6Torrに一定とした例を示した
が、本実施例での真空度は、これに限ることなく8×1
0-5Torrとしても、再点弧発生頻度が5%以下であっ
て、静耐電圧特性、遮断特性も比較対象とする標準接点
片(実施例2)と比較してほぼ同等(90%以内)で合
格の範囲内の性能を示した。これに対して第3の工程の
気密封着接合時の真空度を8×10-4Torrとして製作し
て得た接点片を搭載した真空バルブでは、再点弧の発生
状況は発生ランク「C」の範囲となり、静耐電圧特性、
遮断特性も十分ではなかった(比較例8)。真空度を8
×10-3Torrとしたときには各特性は一層の低下を示し
た(比較例9)。
【0066】なお、第3の工程の気密封着接合時の温度
が1050℃(実施例23)であっても、また780℃
(実施例24〜26)であっても、気密封着接合時の真
空度を8×10-5Torrより高真空とするとき良好な諸特
性を示した(実施例23〜26)。また前記実施例1〜
23、比較例1〜9の第3の工程において使用した気密
封着接合用の接合材料は、全て72%AgCuの例を示
したが、本実施例においては、これに限ることなく対応
が可能である(実施例24〜26)。
が1050℃(実施例23)であっても、また780℃
(実施例24〜26)であっても、気密封着接合時の真
空度を8×10-5Torrより高真空とするとき良好な諸特
性を示した(実施例23〜26)。また前記実施例1〜
23、比較例1〜9の第3の工程において使用した気密
封着接合用の接合材料は、全て72%AgCuの例を示
したが、本実施例においては、これに限ることなく対応
が可能である(実施例24〜26)。
【0067】次に、実施例27〜47及び比較例10〜
11について、その評価条件を表3に、その結果を表4
に示す。
11について、その評価条件を表3に、その結果を表4
に示す。
【0068】実施例27〜31、比較例10〜11 上記した実施例1〜26、比較例1〜9では、何れもC
u50%Cr合金について示したものであるが、本実施
例における再点弧特性及び静耐電圧特性、遮断特性の向
上効果は、前記限定条件を満たすことにおいて、Cu1
%Cr〜Cu75%Cr接点でも同様の効果が得られて
いる(実施例27〜31)。しかし、Cu0.1%Cr
接点(比較例10)の場合には、遮断回数の経過初期の
再点弧発生が見られる傾向にあったものが、再点弧発生
のレベルは「B」ランクであったが、遮断テストの実施
中に溶着現象を呈し、静耐電圧特性、遮断特性に低下が
見られ、本実施例の対象外となる。またCu90%Cr
接点(比較例11)の場合には、再点弧発生頻度は、遮
断回数経過のむしろ後半に見られたが、再点弧発生の総
数は少なく再点弧発生レベルは「B」ランクであった
が、遮断性能の著しい低下現象が見られ本実施例の対象
外となる。
u50%Cr合金について示したものであるが、本実施
例における再点弧特性及び静耐電圧特性、遮断特性の向
上効果は、前記限定条件を満たすことにおいて、Cu1
%Cr〜Cu75%Cr接点でも同様の効果が得られて
いる(実施例27〜31)。しかし、Cu0.1%Cr
接点(比較例10)の場合には、遮断回数の経過初期の
再点弧発生が見られる傾向にあったものが、再点弧発生
のレベルは「B」ランクであったが、遮断テストの実施
中に溶着現象を呈し、静耐電圧特性、遮断特性に低下が
見られ、本実施例の対象外となる。またCu90%Cr
接点(比較例11)の場合には、再点弧発生頻度は、遮
断回数経過のむしろ後半に見られたが、再点弧発生の総
数は少なく再点弧発生レベルは「B」ランクであった
が、遮断性能の著しい低下現象が見られ本実施例の対象
外となる。
【0069】実施例32〜47 上記した実施例1〜26、比較例1〜9では、何れも耐
弧性成分として、Crを選択した例について述べたが本
実施例においては耐弧性成分をCr1種類に限定する必
要はなく、Fe,Co,W,Moから選んだ75%以下
の第2の耐弧性成分が存在した接点に対しても有益で、
特に耐電圧特性の維持向上に好ましい。さらに実施例1
〜37、比較例1〜11では、CuCrもしくはCr含
有の接点に対する効果について示したが、本実施例にお
いては耐弧性成分を1種類に限定する必要はなく、T
i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Y,W,Moよりな
る耐弧性成分を含有する接点に対しても有益である(実
施例38〜46)。接点素材中の導電性成分は、Cuの
みでなくCuAgであっても有益である(実施例4
7)。
弧性成分として、Crを選択した例について述べたが本
実施例においては耐弧性成分をCr1種類に限定する必
要はなく、Fe,Co,W,Moから選んだ75%以下
の第2の耐弧性成分が存在した接点に対しても有益で、
特に耐電圧特性の維持向上に好ましい。さらに実施例1
〜37、比較例1〜11では、CuCrもしくはCr含
有の接点に対する効果について示したが、本実施例にお
いては耐弧性成分を1種類に限定する必要はなく、T
i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Y,W,Moよりな
る耐弧性成分を含有する接点に対しても有益である(実
施例38〜46)。接点素材中の導電性成分は、Cuの
みでなくCuAgであっても有益である(実施例4
7)。
【0070】以上に述べた各実施例、各比較例から明ら
かなように、真空バルブの組み立てにおける接点片の製
作条件は、第1の工程、第2の工程、第3の工程の総て
が所定条件範囲にバランスをとって維持させることが重
要である。しかし真空バルブの諸特性の向上と安定化の
ためには、前記のポイントとなる第1の工程、第2の工
程、第3の工程の管理のみでなく、本実施例の真空バル
ブの組み立てにおける接点片の製作条件として、第1の
工程と第2の工程、第2の工程と第3の工程との各間の
接点片の保管雰囲気を同時に実施することも重要であ
る。即ち、比較例2、比較例7で示したように、その保
管雰囲気を特に空気中としたときには、遮断回数の経過
初期の再点弧発生及び静耐電圧特性にばらつきが見られ
る傾向にあった。遮断回数が後期の場合は極めて減少し
ている特徴を示している。従って真空バルブの組み立て
において、前記第1の工程、第2の工程、第3の工程を
管理するのみでなく再点弧発生の抑制、低減化に対し
て、各工程間の保管雰囲気の管理も加えた工程の総合的
管理の重要性を示唆している。本実施例条件で示した所
定条件に、各工程を総合的管理したときには、遮断回数
の経過の初期、後期に関係なく安定した再点弧発生数、
静耐電圧特性、遮断特性を示している。
かなように、真空バルブの組み立てにおける接点片の製
作条件は、第1の工程、第2の工程、第3の工程の総て
が所定条件範囲にバランスをとって維持させることが重
要である。しかし真空バルブの諸特性の向上と安定化の
ためには、前記のポイントとなる第1の工程、第2の工
程、第3の工程の管理のみでなく、本実施例の真空バル
ブの組み立てにおける接点片の製作条件として、第1の
工程と第2の工程、第2の工程と第3の工程との各間の
接点片の保管雰囲気を同時に実施することも重要であ
る。即ち、比較例2、比較例7で示したように、その保
管雰囲気を特に空気中としたときには、遮断回数の経過
初期の再点弧発生及び静耐電圧特性にばらつきが見られ
る傾向にあった。遮断回数が後期の場合は極めて減少し
ている特徴を示している。従って真空バルブの組み立て
において、前記第1の工程、第2の工程、第3の工程を
管理するのみでなく再点弧発生の抑制、低減化に対し
て、各工程間の保管雰囲気の管理も加えた工程の総合的
管理の重要性を示唆している。本実施例条件で示した所
定条件に、各工程を総合的管理したときには、遮断回数
の経過の初期、後期に関係なく安定した再点弧発生数、
静耐電圧特性、遮断特性を示している。
【0071】変形例 本実施例の適応は、接点片と通電軸、接点片と電極を第
2の工程の前に予め公知技術によって、接続一体化して
おいても問題なく安定した再点弧発生数、静耐電圧特
性、遮断特性を示している。
2の工程の前に予め公知技術によって、接続一体化して
おいても問題なく安定した再点弧発生数、静耐電圧特
性、遮断特性を示している。
【0072】評価方法及び条件 上記で説明した再点弧発生数、静耐電圧特性及び遮断特
性に関する評価は次のようにして行った。
性に関する評価は次のようにして行った。
【0073】(a)再点弧特性;直径42mm、厚さ3
mmの円盤状接点片とし、これを着脱型真空バルブに装
着し、12kV×500Aを2000回遮断したときの
再点弧発生を自動測定した。なお表1〜4の数値は、2
台の遮断器(真空バルブとして6本、したがって遮断数
は12000回)のデータばらつき幅で評価した。
mmの円盤状接点片とし、これを着脱型真空バルブに装
着し、12kV×500Aを2000回遮断したときの
再点弧発生を自動測定した。なお表1〜4の数値は、2
台の遮断器(真空バルブとして6本、したがって遮断数
は12000回)のデータばらつき幅で評価した。
【0074】(b)静耐電圧特性;鏡面研磨仕上げをし
たNi針電極を陽極として、同様に鏡面研磨仕上げをし
た各接点を陰極とし、両電極間のギャップを0.5mm
とし、10-6mmHgの真空度にいて、電圧を徐々に上
昇させスパークを発生した時の電圧値を測定し静耐電圧
値とした。なお表1〜4の数値は、実施例2の接点の測
定値の平均値を1.0とした時の相対値で、かつばらつ
き幅を示した。
たNi針電極を陽極として、同様に鏡面研磨仕上げをし
た各接点を陰極とし、両電極間のギャップを0.5mm
とし、10-6mmHgの真空度にいて、電圧を徐々に上
昇させスパークを発生した時の電圧値を測定し静耐電圧
値とした。なお表1〜4の数値は、実施例2の接点の測
定値の平均値を1.0とした時の相対値で、かつばらつ
き幅を示した。
【0075】(c)遮断特性;接点表面をベーキング、
電圧エージング等により清浄化し一定の状態とした後、
6kV−31.4kA遮断時の、実施例2の接点の遮断
性能を100とした時の相対値で示した。なお遮断試験
は遮断限界近傍の電流値では、1kAずつ電流を増加す
る方法で行い、遮断不能となった時の電流値を前記(実
施例2)接点の遮断限界電流値に対する倍率を遮断倍率
として算出した。なお表1〜4の数値は、かつばらつき
幅を示してある。
電圧エージング等により清浄化し一定の状態とした後、
6kV−31.4kA遮断時の、実施例2の接点の遮断
性能を100とした時の相対値で示した。なお遮断試験
は遮断限界近傍の電流値では、1kAずつ電流を増加す
る方法で行い、遮断不能となった時の電流値を前記(実
施例2)接点の遮断限界電流値に対する倍率を遮断倍率
として算出した。なお表1〜4の数値は、かつばらつき
幅を示してある。
【0076】次に、真空バルブ用接点材料の製造方法の
実施の形態を比較例と対比させながら詳細に説明する。
本発明の製造方法技術の主旨は、接点素材から極力清浄
な状態の接点片を得ることにある。したがって、対象と
する接点素材の耐弧成分性質は、金属の種類をCrに限
定する必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Yを含有する接点材料に対しても有効である。ここ
では、前記と同様に、まずCrを耐弧成分材質の代表金
属として選定し、具体的に説明する。
実施の形態を比較例と対比させながら詳細に説明する。
本発明の製造方法技術の主旨は、接点素材から極力清浄
な状態の接点片を得ることにある。したがって、対象と
する接点素材の耐弧成分性質は、金属の種類をCrに限
定する必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Yを含有する接点材料に対しても有効である。ここ
では、前記と同様に、まずCrを耐弧成分材質の代表金
属として選定し、具体的に説明する。
【0077】本発明者がCuCr接点片を搭載した真空
バルブについて、開閉初期(真空バルブとして組み立て
た直後の新品)と通電開閉後期の接触抵抗特性、温度上
昇特性を比較調査したところ、接触抵抗特性、温度上昇
特性は組み立てた直後は良好であるが開閉後期に劣化す
るタイプと、逆に組み立てた直後は不良であるが開閉後
期に向上するタイプ、組み立てた直後、開閉後期に関係
なく高い(不良)タイプ、組み立ての直後、開閉後期に
関係なく低い(良好)タイプなどさまざまな形態を示し
ていることが判った。しかもこの形態が接点片の表面状
態と関連性があることも判明した。実製品では、開閉回
数の経過には関係なく、接触抵抗、温度上昇を低くかつ
安定化させる必要がある。本実施の形態では特に接触抵
抗特性、温度上昇特性、ロウ付け特性に及ぼす接点片の
加工工程、真空バルブ接点の銀ロウ付け工程との相関性
を明確化するために以下の実験を行った。
バルブについて、開閉初期(真空バルブとして組み立て
た直後の新品)と通電開閉後期の接触抵抗特性、温度上
昇特性を比較調査したところ、接触抵抗特性、温度上昇
特性は組み立てた直後は良好であるが開閉後期に劣化す
るタイプと、逆に組み立てた直後は不良であるが開閉後
期に向上するタイプ、組み立てた直後、開閉後期に関係
なく高い(不良)タイプ、組み立ての直後、開閉後期に
関係なく低い(良好)タイプなどさまざまな形態を示し
ていることが判った。しかもこの形態が接点片の表面状
態と関連性があることも判明した。実製品では、開閉回
数の経過には関係なく、接触抵抗、温度上昇を低くかつ
安定化させる必要がある。本実施の形態では特に接触抵
抗特性、温度上昇特性、ロウ付け特性に及ぼす接点片の
加工工程、真空バルブ接点の銀ロウ付け工程との相関性
を明確化するために以下の実験を行った。
【0078】従来、切削油を被加工材と加工工具間に供
給しながら加工する技術が行われているが、この方法の
場合、切削条件が全く制御されていないこと、また加工
面にごく僅かに油が残存することがあり、残存した油そ
のものもしくはロウ付け時の加熱時に油の存在が原因と
なって酸化被膜、硫化被膜の生成を助長する一因となる
など、清浄加工面を得る上で障害となり接点の接触抵抗
特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の低下に重大な影響
を与えている場合があり好ましくなかった。
給しながら加工する技術が行われているが、この方法の
場合、切削条件が全く制御されていないこと、また加工
面にごく僅かに油が残存することがあり、残存した油そ
のものもしくはロウ付け時の加熱時に油の存在が原因と
なって酸化被膜、硫化被膜の生成を助長する一因となる
など、清浄加工面を得る上で障害となり接点の接触抵抗
特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の低下に重大な影響
を与えている場合があり好ましくなかった。
【0079】これに対して本実施例では、表面温度の上
昇を抑制する施策を講じた。即ち、上記した油のように
被加工面に残存する可能性が全く無く、また例え残存し
たとしても、油よりはるかに蒸発性が高いため、完全に
揮発除去が容易な冷却材を加工面に吹き付けた。しかも
使用している吹き付け冷却材は何れも不活性な状態であ
るため被膜生成などは起こらない。さらに切削条件を合
理的に制御したことである。
昇を抑制する施策を講じた。即ち、上記した油のように
被加工面に残存する可能性が全く無く、また例え残存し
たとしても、油よりはるかに蒸発性が高いため、完全に
揮発除去が容易な冷却材を加工面に吹き付けた。しかも
使用している吹き付け冷却材は何れも不活性な状態であ
るため被膜生成などは起こらない。さらに切削条件を合
理的に制御したことである。
【0080】実施例51〜53、比較例51 約80μm〜105μmの平均粒子直径を有するCr粉
を用意し、固相焼結法によってCuCr(50%)合金
素材を得た(実施例51〜53、比較例51)。一般に
真空バルブ用接点片は、その合金素材(被加工材)を旋
盤、研削盤、研磨盤等を単独もしくは組み合わせて使用
する機械的な加工法によって接点片形状に加工する。本
実施例においても接点片(直径42mm、厚さ3mm)
を上記と同様な機械的切削加工法によって作成した。ま
た本実施例では、加工中の被加工面の表面温度を高感度
赤外温度計で非接触的に測定すると共に、加工中の被加
工面の表面温度が上昇しないように、被加工材と加工工
具(加工バイト)との相対加工速度の制御、加工中の被
加工材全体もしくは被加工面を所定冷却手段によって冷
却した。この所定冷却手段は具体的には、被加工面に対
して液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付け
た。また必要により加工装置に取り付けた被加工材全体
に液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。
なお、加工直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に
浸漬した被加工材を加工に供するときは一層の効果が得
られる。被加工面に対する液体窒素の吹き付け速度が1
cm/sec以下の速度では十分な冷却効果が得られず
本実施例効果が得られない。
を用意し、固相焼結法によってCuCr(50%)合金
素材を得た(実施例51〜53、比較例51)。一般に
真空バルブ用接点片は、その合金素材(被加工材)を旋
盤、研削盤、研磨盤等を単独もしくは組み合わせて使用
する機械的な加工法によって接点片形状に加工する。本
実施例においても接点片(直径42mm、厚さ3mm)
を上記と同様な機械的切削加工法によって作成した。ま
た本実施例では、加工中の被加工面の表面温度を高感度
赤外温度計で非接触的に測定すると共に、加工中の被加
工面の表面温度が上昇しないように、被加工材と加工工
具(加工バイト)との相対加工速度の制御、加工中の被
加工材全体もしくは被加工面を所定冷却手段によって冷
却した。この所定冷却手段は具体的には、被加工面に対
して液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付け
た。また必要により加工装置に取り付けた被加工材全体
に液体窒素を5cm/sec以上の速度で吹き付けた。
なお、加工直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に
浸漬した被加工材を加工に供するときは一層の効果が得
られる。被加工面に対する液体窒素の吹き付け速度が1
cm/sec以下の速度では十分な冷却効果が得られず
本実施例効果が得られない。
【0081】接点片の製作条件の効果を明確にするため
の実験として、加工後の保管雰囲気(アルゴン)を一定
として、吹き付け速度などを調整しながら加工中の被加
工面の表面温度を15〜70℃(実施例51〜53)、
90℃(比較例51)に調節しながら接点片を製作し
た。
の実験として、加工後の保管雰囲気(アルゴン)を一定
として、吹き付け速度などを調整しながら加工中の被加
工面の表面温度を15〜70℃(実施例51〜53)、
90℃(比較例51)に調節しながら接点片を製作し
た。
【0082】このようにして製作した接触面を持つ接点
片について、後述する測定条件で接触抵抗特性、温度上
昇特性、ロウ付け特性の評価をし、表5にその評価条件
及び、結果を示した。
片について、後述する測定条件で接触抵抗特性、温度上
昇特性、ロウ付け特性の評価をし、表5にその評価条件
及び、結果を示した。
【0083】曲率半径5Rの純銅製の針状電極と平板上
の各接点片とを接触加重10kgで対向させ、直流10
Aを通電した時の両者間の電位降下から、接触抵抗を求
めたところ、加工中の被加工面表面温度を15〜30℃
(実施例51〜52)として製作して得た接点片の接触
抵抗特性は20〜50μΩ以下を示し好ましい範囲であ
った。さらに加工中の被加工面表面温度を70℃(実施
例53)として製作して得た接点片の接触抵抗特性も3
0〜60μΩ以下を示し好ましい範囲であった。一方、
加工中の被加工面表面温度を90℃(比較例51)とし
て製作して得た接点片の接触抵抗特性は30〜550μ
Ωを示し、極めて高い値と共に大きなばらつきを示し好
ましくない。
の各接点片とを接触加重10kgで対向させ、直流10
Aを通電した時の両者間の電位降下から、接触抵抗を求
めたところ、加工中の被加工面表面温度を15〜30℃
(実施例51〜52)として製作して得た接点片の接触
抵抗特性は20〜50μΩ以下を示し好ましい範囲であ
った。さらに加工中の被加工面表面温度を70℃(実施
例53)として製作して得た接点片の接触抵抗特性も3
0〜60μΩ以下を示し好ましい範囲であった。一方、
加工中の被加工面表面温度を90℃(比較例51)とし
て製作して得た接点片の接触抵抗特性は30〜550μ
Ωを示し、極めて高い値と共に大きなばらつきを示し好
ましくない。
【0084】これらの各接点片を真空バルブに組み込ん
だ後、バルブ端子部の温度を前記加工中の被加工面の表
面温度を測定したと同じ高感度赤外温度計を用いて非接
触的に測定した測定値から室温を差し引いた後の数値を
もって温度上昇特性とした。このような条件で加工中の
接点素材の温度を15℃以内に調整しながら得た接点片
(実施例51)に対して、温度上昇値を求めたところ0
〜3℃の値を示し極めて好ましい温度上昇特性を示し
た。加工中の接点素材の温度を30〜70℃以内に調整
しながら得た接点片(実施例52〜53)に対して、同
様に温度上昇値を求めたところ、6℃以内の値を示し好
ましい温度上昇特性を示した。一方90℃(比較例5
1)として製作して得た接点片の温度上昇値を求めたと
ころ、3〜15℃を示し極めて高い値と共に大きなばら
つきを示し好ましくないことが判った。
だ後、バルブ端子部の温度を前記加工中の被加工面の表
面温度を測定したと同じ高感度赤外温度計を用いて非接
触的に測定した測定値から室温を差し引いた後の数値を
もって温度上昇特性とした。このような条件で加工中の
接点素材の温度を15℃以内に調整しながら得た接点片
(実施例51)に対して、温度上昇値を求めたところ0
〜3℃の値を示し極めて好ましい温度上昇特性を示し
た。加工中の接点素材の温度を30〜70℃以内に調整
しながら得た接点片(実施例52〜53)に対して、同
様に温度上昇値を求めたところ、6℃以内の値を示し好
ましい温度上昇特性を示した。一方90℃(比較例5
1)として製作して得た接点片の温度上昇値を求めたと
ころ、3〜15℃を示し極めて高い値と共に大きなばら
つきを示し好ましくないことが判った。
【0085】以上のように、加工中の接点素材の温度を
70℃以内(実施例51〜53)に制御しながら得た接
点片は、接触抵抗特性、温度上昇特性とも良好な状態で
あったが、90℃(比較例51)で得た接点片は好まし
くない特性であった。
70℃以内(実施例51〜53)に制御しながら得た接
点片は、接触抵抗特性、温度上昇特性とも良好な状態で
あったが、90℃(比較例51)で得た接点片は好まし
くない特性であった。
【0086】各接点片について72%AgCuロウ材を
用いて、真空中で800℃×10分で接合した場合の接
合強さを比較した。なおここでは、実施例52の接合強
さを1.0とした時の相対値をもって銀ロウ付け特性と
した。表5から判るように、加工中の接点素材の温度を
15〜70℃以内に調整しながら得た接点片(実施例5
1〜53)に対して、接合強さを比較したところ、標準
材とした実施例52と大差なく良好であった。これに対
して加工中の被加工面表面温度を90℃として得た接点
片(比較例51)では、標準材とした実施例52と比較
して0.75〜0.9(最大25%の低下)と低下し、
ばらつきも見られ好ましくなかった。銀ロウ付け特性の
観点からも、前記接触抵抗特性、温度上昇特性と同様に
接点片の製作条件として、加工中の被加工面の表面温度
を70℃以内に調整しながら接点片を得ることが好まし
いことが判った。
用いて、真空中で800℃×10分で接合した場合の接
合強さを比較した。なおここでは、実施例52の接合強
さを1.0とした時の相対値をもって銀ロウ付け特性と
した。表5から判るように、加工中の接点素材の温度を
15〜70℃以内に調整しながら得た接点片(実施例5
1〜53)に対して、接合強さを比較したところ、標準
材とした実施例52と大差なく良好であった。これに対
して加工中の被加工面表面温度を90℃として得た接点
片(比較例51)では、標準材とした実施例52と比較
して0.75〜0.9(最大25%の低下)と低下し、
ばらつきも見られ好ましくなかった。銀ロウ付け特性の
観点からも、前記接触抵抗特性、温度上昇特性と同様に
接点片の製作条件として、加工中の被加工面の表面温度
を70℃以内に調整しながら接点片を得ることが好まし
いことが判った。
【0087】被加工面をX線微少回折装置、X線微少マ
イクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被膜の形
態、量、分布状態などを調査したが、表面温度が15及
び30℃(実施例51〜52)の接点片においては生成
物の存在は認められず、表面温度が70℃(実施例5
3)の接点片においては、ごく局部的に酸素量の増加し
ている領域を観測したが、接触抵抗特性、温度上昇特
性、銀ロウ付け特性への影響は軽微であった。これに対
して表面温度を90℃(比較例51)として製作した接
点片の場合、その表面には酸化Cu、酸化Crの生成が
見られていた。
イクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被膜の形
態、量、分布状態などを調査したが、表面温度が15及
び30℃(実施例51〜52)の接点片においては生成
物の存在は認められず、表面温度が70℃(実施例5
3)の接点片においては、ごく局部的に酸素量の増加し
ている領域を観測したが、接触抵抗特性、温度上昇特
性、銀ロウ付け特性への影響は軽微であった。これに対
して表面温度を90℃(比較例51)として製作した接
点片の場合、その表面には酸化Cu、酸化Crの生成が
見られていた。
【0088】なお、参考として被加工面に油を吹き付け
て加工した接点片の表面を同様に調査したところ硫黄、
酸素、水分などが多量に付着していた。この場合油を吹
き付けず本実施例方法により加工した接点片表面と比較
したところ、保管中に接点片表面に硫化銀で代表される
変色現象が現れ、その部分は接触抵抗特性が高い傾向に
あると共に銀ロウ付け特性にもばらつきが見られた。
て加工した接点片の表面を同様に調査したところ硫黄、
酸素、水分などが多量に付着していた。この場合油を吹
き付けず本実施例方法により加工した接点片表面と比較
したところ、保管中に接点片表面に硫化銀で代表される
変色現象が現れ、その部分は接触抵抗特性が高い傾向に
あると共に銀ロウ付け特性にもばらつきが見られた。
【0089】また、本実施例51〜53では液体窒素、
減圧弁、流量計、ガス移送管、膨張室などからなる冷却
媒体発生装置から放射する冷媒を加工中の接点素材に対
して吹き付けながら加工する。被加工面に対して吹き付
ける液体窒素は、6cc/sec以上の量を吹き付ける
のが好ましい。また必要により加工装置に取り付けた被
加工材全体にも6cc/sec以上の量を吹き付けた。
なお、加工直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に
浸漬し事前に冷却しておいた被加工材を加工に供すると
きには一層の効果が得られる。なお被加工面に対する液
体窒素の吹き付け速度が6cc/sec以下の量では保
護効果が低下した。
減圧弁、流量計、ガス移送管、膨張室などからなる冷却
媒体発生装置から放射する冷媒を加工中の接点素材に対
して吹き付けながら加工する。被加工面に対して吹き付
ける液体窒素は、6cc/sec以上の量を吹き付ける
のが好ましい。また必要により加工装置に取り付けた被
加工材全体にも6cc/sec以上の量を吹き付けた。
なお、加工直前まで冷却材(例えば液体窒素など)中に
浸漬し事前に冷却しておいた被加工材を加工に供すると
きには一層の効果が得られる。なお被加工面に対する液
体窒素の吹き付け速度が6cc/sec以下の量では保
護効果が低下した。
【0090】なお、冷却媒体発生装置から放射する冷媒
の状態は、本実施例51〜53では液体の状態にある窒
素(液体窒素)を示したが、気体状態となっていても、
また両者が混在した状態で接点素材に対して吹き付けら
れても問題なく前記効果が発揮される。
の状態は、本実施例51〜53では液体の状態にある窒
素(液体窒素)を示したが、気体状態となっていても、
また両者が混在した状態で接点素材に対して吹き付けら
れても問題なく前記効果が発揮される。
【0091】実施例54〜58 前記の実施例51〜53、比較例51では、被加工面の
表面温度を所定温度に調節する冷却手段として、被加工
面に対して液体窒素を6cc/sec以上の量を吹き付
けながら接点片を製作した場合を示した。本実施例では
被加工面の表面温度を所定温度に調節する冷却手段とし
て、液体窒素に限ることなく水素(実施例54)、窒素
(実施例55)、アルゴン(実施例56)、ヘリウム
(実施例57)、フレオン(実施例58)の吹き付けで
製作した接点片であっても、接触抵抗特性においては5
0μΩ以下、温度上昇特性においても5℃以下、銀ロウ
付け特性においても十分な接合強度を示し、前記液体窒
素吹き付けと同等の効果が得られた(実施例54〜5
8)。前記と同様に被加工面をX線微少回折装置、X線
微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被
膜の形態、量、分布状態などを調査したが、各接点片に
おいては生成物の存在は認められなかった。
表面温度を所定温度に調節する冷却手段として、被加工
面に対して液体窒素を6cc/sec以上の量を吹き付
けながら接点片を製作した場合を示した。本実施例では
被加工面の表面温度を所定温度に調節する冷却手段とし
て、液体窒素に限ることなく水素(実施例54)、窒素
(実施例55)、アルゴン(実施例56)、ヘリウム
(実施例57)、フレオン(実施例58)の吹き付けで
製作した接点片であっても、接触抵抗特性においては5
0μΩ以下、温度上昇特性においても5℃以下、銀ロウ
付け特性においても十分な接合強度を示し、前記液体窒
素吹き付けと同等の効果が得られた(実施例54〜5
8)。前記と同様に被加工面をX線微少回折装置、X線
微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置にて生成被
膜の形態、量、分布状態などを調査したが、各接点片に
おいては生成物の存在は認められなかった。
【0092】実施例59〜62、比較例52 前記実施例51〜58、比較例51では、加工終了後の
接点片を保管しておく雰囲気をアルゴンとした場合を示
した。本実施例では保管しておく雰囲気はアルゴンに限
ることなく、真空(実施例59)、ヘリウム(実施例6
0)、窒素(実施例61)、フレオン(実施例62)で
あっても、接触抵抗特性においては50μΩ以下、温度
上昇特性においても5℃以下、銀ロウ付け特性において
も標準としている実施例52と同等の接合強度(相対
値)を示し、前記アルゴン雰囲気中保管と同等の効果が
得られた(実施例54〜58)。これに対して加工終了
後の接点片を保管しておく雰囲気を空気中(比較例5
2)とした場合には、接触抵抗値が110μΩを示すな
ど高く、かつばらつき幅も大きく接触抵抗特性劣化が見
られたのみならず、銀ロウ付け特性においても標準とし
ている実施例52と比較して接合強さの低下が見られ
た。
接点片を保管しておく雰囲気をアルゴンとした場合を示
した。本実施例では保管しておく雰囲気はアルゴンに限
ることなく、真空(実施例59)、ヘリウム(実施例6
0)、窒素(実施例61)、フレオン(実施例62)で
あっても、接触抵抗特性においては50μΩ以下、温度
上昇特性においても5℃以下、銀ロウ付け特性において
も標準としている実施例52と同等の接合強度(相対
値)を示し、前記アルゴン雰囲気中保管と同等の効果が
得られた(実施例54〜58)。これに対して加工終了
後の接点片を保管しておく雰囲気を空気中(比較例5
2)とした場合には、接触抵抗値が110μΩを示すな
ど高く、かつばらつき幅も大きく接触抵抗特性劣化が見
られたのみならず、銀ロウ付け特性においても標準とし
ている実施例52と比較して接合強さの低下が見られ
た。
【0093】これらの実験から接点片の製作条件とし
て、製作終了後の接点片の保管雰囲気は、空気中を避
け、アルゴン(前記実施例51〜58)、真空、ヘリウ
ム、窒素、フレオン(実施例59〜62)とする必要が
あることが判明した。
て、製作終了後の接点片の保管雰囲気は、空気中を避
け、アルゴン(前記実施例51〜58)、真空、ヘリウ
ム、窒素、フレオン(実施例59〜62)とする必要が
あることが判明した。
【0094】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例59〜62の各接点片においては生成物の存
在は認められなかったが、比較例52における各接点片
表面には、高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在
し、ごく薄い酸化Cu被膜が認められている。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、実施例59〜62の各接点片においては生成物の存
在は認められなかったが、比較例52における各接点片
表面には、高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在
し、ごく薄い酸化Cu被膜が認められている。
【0095】実施例63〜67、比較例53〜54 前記実施例51〜62、比較例51〜52では、接点片
加工時の被加工面の表面温度を制御する冷却条件及びそ
の後の保管雰囲気条件を確認した。即ち接点片製作時の
加工中の被加工面の表面温度を所定温度に調節する冷却
手段として、水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、フレオ
ンなどを吹き付けて製作した接点片が、接触抵抗特性、
温度上昇特性、銀ロウ付け特性に対して好ましいことを
示した。さらに接点加工後の接点片保管雰囲気を真空、
ヘリウム、窒素、アルゴン、フレオンとすることで、好
ましい特性を発揮することを明らかにした。
加工時の被加工面の表面温度を制御する冷却条件及びそ
の後の保管雰囲気条件を確認した。即ち接点片製作時の
加工中の被加工面の表面温度を所定温度に調節する冷却
手段として、水素、窒素、アルゴン、ヘリウム、フレオ
ンなどを吹き付けて製作した接点片が、接触抵抗特性、
温度上昇特性、銀ロウ付け特性に対して好ましいことを
示した。さらに接点加工後の接点片保管雰囲気を真空、
ヘリウム、窒素、アルゴン、フレオンとすることで、好
ましい特性を発揮することを明らかにした。
【0096】上記した実施例51〜62、比較例51〜
52では、何れもCu50%Cr合金について示したも
のであるが、本実施例による接触抵抗特性、温度上昇特
性、銀ロウ付け特性の向上効果は、前記限定条件を満た
すことにおいて、Cu1%Cr〜Cu75%Cr接点で
も同様の効果が得られている(実施例63〜67)。し
かし、Cu0.1%Cr接点(比較例53)の場合に
は、接触加重10kg、投入電流20kAでの遮断テス
ト実施中に溶着現象を呈す傾向にあるので本実施例の対
象外となる(比較例53)。またCu90%Cr接点
(比較例54)の場合には、接触抵抗特性で65〜12
0μΩに達し、温度上昇特性においても35℃に達する
など許容範囲外の高い値を示したのみでなく、銀ロウ付
け特性においては著しい接合不良現象が見られ本実施例
の対象外とした(比較例54)。
52では、何れもCu50%Cr合金について示したも
のであるが、本実施例による接触抵抗特性、温度上昇特
性、銀ロウ付け特性の向上効果は、前記限定条件を満た
すことにおいて、Cu1%Cr〜Cu75%Cr接点で
も同様の効果が得られている(実施例63〜67)。し
かし、Cu0.1%Cr接点(比較例53)の場合に
は、接触加重10kg、投入電流20kAでの遮断テス
ト実施中に溶着現象を呈す傾向にあるので本実施例の対
象外となる(比較例53)。またCu90%Cr接点
(比較例54)の場合には、接触抵抗特性で65〜12
0μΩに達し、温度上昇特性においても35℃に達する
など許容範囲外の高い値を示したのみでなく、銀ロウ付
け特性においては著しい接合不良現象が見られ本実施例
の対象外とした(比較例54)。
【0097】前記と同様に被加工面をX線微少回折装
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、比較例54における接点片表面には、Crの部分で
高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、ごく薄
い酸化Cu被膜も認められている。これにより本実施例
は、Cu量を1〜75wt%の範囲とした合金を対象と
すべきである。
置、X線微少マイクロアナライザ、オージェ分析装置に
て生成被膜の形態、量、分布状態などを調査したとこ
ろ、比較例54における接点片表面には、Crの部分で
高い酸素濃度分布を示す領域が局所的に存在し、ごく薄
い酸化Cu被膜も認められている。これにより本実施例
は、Cu量を1〜75wt%の範囲とした合金を対象と
すべきである。
【0098】実施例68〜81 上記した実施例51〜67、比較例51〜54では、何
れも耐弧性成分として、Crを選択した例について述べ
たが本実施例においては耐弧性成分をCr1種類に限定
する必要はなく、Fe,Co,W,Moから選んだ75
%以下の第2の耐弧性成分が存在した接点片の製造に対
しても利用できる。実施例51〜67、比較例51〜5
4では、CrもしくはCr含有の接点に対する効果につ
いて示したが、本実施例においては耐弧性成分を1種類
に限定する必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Y,W,Moよりなる耐弧性成分を含有する接点
に対しても有益である(実施例74〜81)。接点素材
中の導電性成分は、CuのみでなくCuAgであっても
有益である(実施例81)。
れも耐弧性成分として、Crを選択した例について述べ
たが本実施例においては耐弧性成分をCr1種類に限定
する必要はなく、Fe,Co,W,Moから選んだ75
%以下の第2の耐弧性成分が存在した接点片の製造に対
しても利用できる。実施例51〜67、比較例51〜5
4では、CrもしくはCr含有の接点に対する効果につ
いて示したが、本実施例においては耐弧性成分を1種類
に限定する必要はなく、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Y,W,Moよりなる耐弧性成分を含有する接点
に対しても有益である(実施例74〜81)。接点素材
中の導電性成分は、CuのみでなくCuAgであっても
有益である(実施例81)。
【0099】以上に述べた各実施例、各比較例から明ら
かなように、接点片の諸特性の向上と安定化のために
は、接点片の製作条件及び加工後の接点片の保管雰囲気
を所定条件範囲にバランスをとって維持させることが重
要である。
かなように、接点片の諸特性の向上と安定化のために
は、接点片の製作条件及び加工後の接点片の保管雰囲気
を所定条件範囲にバランスをとって維持させることが重
要である。
【0100】評価方法及び条件 上記で説明した接触抵抗特性、温度上昇特性、銀ロウ付
け特性に関する評価は次のようにして行った。
け特性に関する評価は次のようにして行った。
【0101】(a)接触抵抗特性;曲率半径5Rの純銅
製の針状電極と平板状の各接点片とを接触加重10kg
で対向させ、直流10Aを通電したときの両者間の電位
降下から接触抵抗を求めた。
製の針状電極と平板状の各接点片とを接触加重10kg
で対向させ、直流10Aを通電したときの両者間の電位
降下から接触抵抗を求めた。
【0102】(b)温度上昇特性;各接点片を真空バル
ブに組み込んだ後、バルブ端子の温度を高感度赤外温度
計を用いて表面温度を非接触的に測定した測定値から室
温を差し引いた後の数値をもって温度上昇特性とした。
加工中の接点片表面温度の測定も同じ高感度赤外温度計
を用いて同様な方法で測定した。
ブに組み込んだ後、バルブ端子の温度を高感度赤外温度
計を用いて表面温度を非接触的に測定した測定値から室
温を差し引いた後の数値をもって温度上昇特性とした。
加工中の接点片表面温度の測定も同じ高感度赤外温度計
を用いて同様な方法で測定した。
【0103】(c)銀ロウ付け特性;接点片表面を清浄
化した後、各接点片について72%AgCuロウ材を用
いて、真空中で800℃×10分で接合した場合の接合
強さ(接合部を引き剥がす引っ張り強さ)を比較した。
なお、ここでは実施例52の接合強さを1.0とした時
の倍率を算出した相対値をもって銀ロウ付け特性とし
た。
化した後、各接点片について72%AgCuロウ材を用
いて、真空中で800℃×10分で接合した場合の接合
強さ(接合部を引き剥がす引っ張り強さ)を比較した。
なお、ここでは実施例52の接合強さを1.0とした時
の倍率を算出した相対値をもって銀ロウ付け特性とし
た。
【0104】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の真
空バルブの製造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,
Nb,Ta,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt
%含有した耐弧性成分と、残部がCu,Agの少なくと
も1つからなる導電性成分とで構成された接点素材に対
し、加工中の当該接点素材の温度が70℃を超えないよ
うに制御しながら所定形状の接点片に加工する第1の工
程と、前記接点片を圧力が8×10-5〜5×10-7Torr
の範囲の真空雰囲気中、温度が800〜1050℃、処
理時間が5分以上の各条件で高温加熱処理を行う第2の
工程と、該第2の工程の後、前記接点片を圧力が5×1
0-5Torr以下の真空中において1050℃を超えない温
度でロウ付けし気密封着接合する第3の工程とを具備さ
せたため、接点片表面の生成物、付着物を除去、低減し
て表面汚染の少ない接点片とすることができて静耐電圧
特性と遮断特性の両立のみならず再点弧特性をも同時に
向上させることができ、真空バルブの組み立て後に、電
気的なエージングが不要となって信頼性及び生産性の高
い真空バルブの製造方法を提供することができる。
空バルブの製造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,
Nb,Ta,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt
%含有した耐弧性成分と、残部がCu,Agの少なくと
も1つからなる導電性成分とで構成された接点素材に対
し、加工中の当該接点素材の温度が70℃を超えないよ
うに制御しながら所定形状の接点片に加工する第1の工
程と、前記接点片を圧力が8×10-5〜5×10-7Torr
の範囲の真空雰囲気中、温度が800〜1050℃、処
理時間が5分以上の各条件で高温加熱処理を行う第2の
工程と、該第2の工程の後、前記接点片を圧力が5×1
0-5Torr以下の真空中において1050℃を超えない温
度でロウ付けし気密封着接合する第3の工程とを具備さ
せたため、接点片表面の生成物、付着物を除去、低減し
て表面汚染の少ない接点片とすることができて静耐電圧
特性と遮断特性の両立のみならず再点弧特性をも同時に
向上させることができ、真空バルブの組み立て後に、電
気的なエージングが不要となって信頼性及び生産性の高
い真空バルブの製造方法を提供することができる。
【0105】請求項2記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記第2の工程の雰囲気は、前記真空雰囲気に代
えて、水素又は一酸化炭素で代表される還元性雰囲気と
しても、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して
真空雰囲気中処理と同等の効果が得られる。
れば、前記第2の工程の雰囲気は、前記真空雰囲気に代
えて、水素又は一酸化炭素で代表される還元性雰囲気と
しても、再点弧特性、静耐電圧特性、遮断特性に対して
真空雰囲気中処理と同等の効果が得られる。
【0106】請求項3記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記第1の工程と第2の工程との間に、真空、ア
ルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管する第1の保管工程を具備させたため、前記した
真空バルブの諸特性の向上と安定化を確実に達成するこ
とができる。
れば、前記第1の工程と第2の工程との間に、真空、ア
ルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管する第1の保管工程を具備させたため、前記した
真空バルブの諸特性の向上と安定化を確実に達成するこ
とができる。
【0107】請求項4記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記第2の工程と第3の工程との間に、真空、ア
ルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管する第2の保管工程を具備させたため、前記した
真空バルブの諸特性の向上と安定化をより確実に達成す
ることができる。
れば、前記第2の工程と第3の工程との間に、真空、ア
ルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化性雰囲気
に保管する第2の保管工程を具備させたため、前記した
真空バルブの諸特性の向上と安定化をより確実に達成す
ることができる。
【0108】請求項5記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記第2の工程の前に、前記接点片と通電軸又は
/及び電極とは予め接続一体化しても、問題なく前記し
た真空バルブの諸特性の向上と安定化を達成することが
できる。
れば、前記第2の工程の前に、前記接点片と通電軸又は
/及び電極とは予め接続一体化しても、問題なく前記し
た真空バルブの諸特性の向上と安定化を達成することが
できる。
【0109】請求項6記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つとW,Moの少なくとも1つと
を合わせて1〜75%含有した耐弧性成分としたため、
特に耐電圧特性を効果的に維持向上させることができ
る。
れば、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つとW,Moの少なくとも1つと
を合わせて1〜75%含有した耐弧性成分としたため、
特に耐電圧特性を効果的に維持向上させることができ
る。
【0110】請求項7記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つとFe,Coの少なくとも1つ
とを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分としたた
め、上記と同様に、特に耐電圧特性を効果的に維持向上
させることができる。
れば、前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,
Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧性成
分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つとFe,Coの少なくとも1つ
とを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分としたた
め、上記と同様に、特に耐電圧特性を効果的に維持向上
させることができる。
【0111】請求項8記載の真空バルブの製造方法によ
れば、前記第1の工程において、加工中の接点素材の温
度が70℃を超えないように制御する手段は、前記加工
中の接点素材に対してフオレン、アルゴン、ヘリウム、
窒素で代表される不活性ガスの吹き付けとしたため、接
点片表面を汚染することなく加工中の接点素材の温度を
適切に制御することができる。
れば、前記第1の工程において、加工中の接点素材の温
度が70℃を超えないように制御する手段は、前記加工
中の接点素材に対してフオレン、アルゴン、ヘリウム、
窒素で代表される不活性ガスの吹き付けとしたため、接
点片表面を汚染することなく加工中の接点素材の温度を
適切に制御することができる。
【0112】請求項9記載の真空バルブ用接点材料の製
造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,
Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐
弧性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからな
る導電性成分とで構成された接点素材に対し、該接点素
材の加工面の温度が所定温度を超えないように冷媒を作
用させながら所定形状の接点片に加工するようにしたた
め、接点片表面の生成物、付着物を除去、低減して表面
汚染の少ない接点片とすることができて接触抵抗特性、
温度上昇特性のみならずロウ付け特性も同時に向上させ
ることができ、信頼性及び生産性の高い真空バルブ用接
点材料の製造方法を提供することができる。
造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,
Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐
弧性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからな
る導電性成分とで構成された接点素材に対し、該接点素
材の加工面の温度が所定温度を超えないように冷媒を作
用させながら所定形状の接点片に加工するようにしたた
め、接点片表面の生成物、付着物を除去、低減して表面
汚染の少ない接点片とすることができて接触抵抗特性、
温度上昇特性のみならずロウ付け特性も同時に向上させ
ることができ、信頼性及び生産性の高い真空バルブ用接
点材料の製造方法を提供することができる。
【0113】請求項10記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つか
らなる導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工
中の当該接点素材の温度が70℃を超えないように制御
しながら所定形状の接点片に加工するようにしたため、
上記請求項9記載の発明の効果をよりよく達成すること
ができる。
製造方法によれば、Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つか
らなる導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工
中の当該接点素材の温度が70℃を超えないように制御
しながら所定形状の接点片に加工するようにしたため、
上記請求項9記載の発明の効果をよりよく達成すること
ができる。
【0114】請求項11記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、前記加工中の接点素材に対
してアルゴン、ヘリウム、フレオン、窒素、水素で代表
される不活性ガス又は液体の吹き付けとしたため、接点
片表面を汚染することなく加工中の接点素材の温度を適
切に制御することができる。
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、前記加工中の接点素材に対
してアルゴン、ヘリウム、フレオン、窒素、水素で代表
される不活性ガス又は液体の吹き付けとしたため、接点
片表面を汚染することなく加工中の接点素材の温度を適
切に制御することができる。
【0115】請求項12記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、アルゴン、ヘリウム、フレ
オン、窒素で代表されるガスボンベ、減圧弁、流量計、
ガス移送管、膨張室を含んで構成された冷却媒体発生装
置から放射される冷媒の吹き付けとしたため、加工中の
接点素材の温度を所定温度に確実かつ容易に制御するこ
とができる。
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、アルゴン、ヘリウム、フレ
オン、窒素で代表されるガスボンベ、減圧弁、流量計、
ガス移送管、膨張室を含んで構成された冷却媒体発生装
置から放射される冷媒の吹き付けとしたため、加工中の
接点素材の温度を所定温度に確実かつ容易に制御するこ
とができる。
【0116】請求項13記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、加工中の接点素材に対し6
cc/sec以上の量の冷媒の吹き付けとしたため、加
工中の接点素材の温度を確実に所定温度に制御すること
ができる。
製造方法によれば、加工中の前記接点素材の加工面又は
当該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超え
ないように制御する手段は、加工中の接点素材に対し6
cc/sec以上の量の冷媒の吹き付けとしたため、加
工中の接点素材の温度を確実に所定温度に制御すること
ができる。
【0117】請求項14記載の真空バルブ用接点材料の
製造方法によれば、前記接点素材を所定形状の接点片に
加工した後に、真空、アルゴン、ヘリウム、フレオン、
窒素で代表される非酸化性雰囲気に保管するようにした
ため、接触抵抗特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の安
定化をより確実に達成することができる。
製造方法によれば、前記接点素材を所定形状の接点片に
加工した後に、真空、アルゴン、ヘリウム、フレオン、
窒素で代表される非酸化性雰囲気に保管するようにした
ため、接触抵抗特性、温度上昇特性、ロウ付け特性の安
定化をより確実に達成することができる。
【0118】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
───────────────────────────────────────────────────── 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 草野 貴史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (14)
- 【請求項1】 Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧
性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる
導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工中の当
該接点素材の温度が70℃を超えないように制御しなが
ら所定形状の接点片に加工する第1の工程と、前記接点
片を圧力が8×10-5〜5×10-7Torrの範囲の真空雰
囲気中、温度が800〜1050℃、処理時間が5分以
上の各条件で高温加熱処理を行う第2の工程と、該第2
の工程の後、前記接点片を圧力が5×10-5Torr以下の
真空中において1050℃を超えない温度でロウ付けし
気密封着接合する第3の工程とを有することを特徴とす
る真空バルブの製造方法。 - 【請求項2】 前記第2の工程の雰囲気は、前記真空雰
囲気に代えて、水素又は一酸化炭素で代表される還元性
雰囲気としてなることを特徴とする請求項1記載の真空
バルブの製造方法。 - 【請求項3】 前記第1の工程と第2の工程との間に、
真空、アルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化
性雰囲気に保管する第1の保管工程を有することを特徴
とする請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項4】 前記第2の工程と第3の工程との間に、
真空、アルゴン、ヘリウム又は窒素で代表される非酸化
性雰囲気に保管する第2の保管工程を有することを特徴
とする請求項1又は2記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項5】 前記第2の工程の前に、前記接点片と通
電軸又は/及び電極とは予め接続一体化してあることを
特徴とする請求項1,2,3又は4記載の真空バルブの
製造方法。 - 【請求項6】 前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとW,Moの少なくと
も1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分とし
てなることを特徴とする請求項1,2,3,4又は5記
載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項7】 前記Ti,Zr,Hf,V,Nb,T
a,Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有し
た耐弧性成分に代えて、Ti,Zr,Hf,V,Nb,
Ta,Cr,Yの少なくとも1つとFe,Coの少なく
とも1つとを合わせて1〜75%含有した耐弧性成分と
してなることを特徴とする請求項1,2,3,4又は5
記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項8】 前記第1の工程において、加工中の接点
素材の温度が70℃を超えないように制御する手段は、
前記加工中の接点素材に対してフオレン、アルゴン、ヘ
リウム、窒素で代表される不活性ガスを吹き付けること
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
の真空バルブの製造方法。 - 【請求項9】 Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,C
r,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐弧
性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからなる
導電性成分とで構成された接点素材に対し、該接点素材
の加工面の温度が所定温度を超えないように冷媒を作用
させながら所定形状の接点片に加工することを特徴とす
る真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項10】 Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,
Cr,Yの少なくとも1つを1〜75wt%含有した耐
弧性成分と、残部がCu,Agの少なくとも1つからな
る導電性成分とで構成された接点素材に対し、加工中の
当該接点素材の温度が70℃を超えないように制御しな
がら所定形状の接点片に加工することを特徴とする真空
バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項11】 加工中の前記接点素材の加工面又は当
該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超えな
いように制御する手段は、前記加工中の接点素材に対し
てアルゴン、ヘリウム、フレオン、窒素、水素で代表さ
れる不活性ガス又は液体を吹き付けることであることを
特徴とする請求項9又は10記載の真空バルブ用接点材
料の製造方法。 - 【請求項12】 加工中の前記接点素材の加工面又は当
該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超えな
いように制御する手段は、アルゴン、ヘリウム、フレオ
ン、窒素で代表されるガスボンベ、減圧弁、流量計、ガ
ス移送管、膨張室を含んで構成された冷却媒体発生装置
から放射される冷媒を前記加工中の接点素材に対して吹
き付けることであることを特徴とする請求項9又は10
記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項13】 加工中の前記接点素材の加工面又は当
該接点素材の温度が前記の所定温度又は70℃を超えな
いように制御する手段は、6cc/sec以上の量の冷
媒を前記加工中の接点素材に対して吹き付けることであ
ることを特徴とする請求項9又は10記載の真空バルブ
用接点材料の製造方法。 - 【請求項14】 前記接点素材を所定形状の接点片に加
工した後に、真空、アルゴン、ヘリウム、フレオン、窒
素で代表される非酸化性雰囲気に保管することを特徴と
する請求項9乃至13の何れかに記載の真空バルブ用接
点材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18444895A JPH0935590A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18444895A JPH0935590A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0935590A true JPH0935590A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16153332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18444895A Pending JPH0935590A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 真空バルブ及び真空バルブ用接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0935590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011113887A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP18444895A patent/JPH0935590A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011113887A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点およびその製造方法 |
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