JPH0982185A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、アノードスポットの形成される臨
界電流値を大きくして優れた大電流遮断特性を維持する
ことを目的とする。 【解決手段】 接点面上の材料組成が任意の半径線上で
同心円状に勾配変化してなる組成傾斜接点と、接点面上
の任意の半径線上で同心円状に磁界強度に勾配変化を与
える磁束密度分布傾斜手段とを有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、真空バルブに係
り、特にアノードスポットが形成される臨界電流値を大
幅に向上させて大電流の遮断性能を改善した真空バルブ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の真空バルブは、例えば図１に示す
ように構成されている。同図において、絶縁円筒１の両
端開口部に端板２，３が気密封着されて真空容器４が構
成されている。真空容器４の内部に１対の接点電極５，
６が接離自在に対向して配設されている。接点電極５の
固定通電軸７が端板２に気密に取付けられ、他の接点電
極６の可動通電軸８がベローズ９を介して端板３に可動
自在でかつ気密に取付けられている。また、両接点電極
５，６の周りはアークシールド１０で囲まれ、ベローズ
カバー１１が可動通電軸８に取付けられている。そし
て、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。

【０００３】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
点電極面上の総ての面に均一に点弧させることができな
かった。

【０００４】アークの停滞、集中を軽減化させ大電流遮
断特性などを向上させる手段として、接点材料の改善だ
けでなく電極構造を工夫した技術として特開昭５０−５
２５６２号公報に開示されているように、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
ようにしたコイル電極を設けた技術（図１を用いて説明
すると、通常は接点電極５または６の少なくとも一方の
電極の背面にコイル電極を設ける）、或いは特開平６−
１３９８８６号公報に開示されているように接点電極面
の構成に工夫をした技術がある。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６３−２６６７２０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保持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の組み合わ
せ、特開平４−２４２０２９号公報では、ＡｇＷＣとＣ
ｕＴｉの組み合わせ、特開平５−４７２７５号公報では
ＡｇＭｏ₂ ＣとＣｕＣｒの組み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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の均一の組成分布
を持った接点構造や従来の軸方向磁界電極構造では、使
用する接点材料、接点電極径によりアノードスポットの
形成される臨界抵抗値が一義的に決まってしまう。均一
の組成分布を持った接点と前記軸方向磁界電極とを単純
に組み合わせただけでは、遮断性能の改善には限界が見
られている。また、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、前記軸方向磁界電
極と組み合わせた場合でも、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。さらに、ＡｇＷＣとＣｕＣｒの組み合
わせ、ＡｇＷＣとＣｕＴｉの組み合わせ、ＡｇＭｏ₂ Ｃ
とＣｕＣｒの組み合わせたものでも同様に、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。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、接点面上の材料組成、成分量勾配を最適化し、これ
に加えて接点面上の磁界強度勾配を最適化することによ
り、アノードスポットの形成される臨界電流値を大きく
でき、優れた大電流遮断特性を維持できる真空バルブを
提供することを目的とする。

【０００７】

【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記載の発明は、真空容器内に接離自在に配
設され接点面上の材料組成が任意の半径線上で同心円状
に勾配変化してなる１対の組成傾斜接点と、前記接点面
上の任意の半径線上で同心円状に磁界強度に勾配変化を
与える磁束密度分布傾斜手段とを有することを要旨とす
る。この構成において、組成傾斜接点と磁束密度分布傾
斜手段とを組み合わせたことによる相乗的効果により、
大電流を遮断したとき、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、集中することなく点弧す
る。即ち、アークは組成勾配を持つ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り、アノードスポットが形
成される臨界電流値を大きくすることができて優れた大
電流遮断特性を維持することが可能となる。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の真空バルブにおいて、前記組成傾斜接点は、Ａｇ，Ｃ
ｕ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、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上の任
意の２点Ｘ₁ とＸ₂ 間の間隔（Ｘ₂ −Ｘ₁ 、但しＸ₂＞
Ｘ₁ ≧０）をＸとし、前記点Ｘ₁ ，Ｘ₂ における前記導
電性成分の各成分量Ａ₁ ，Ａ₂ （容積％）の差（Ａ₂ −
Ａ₁ ）をＡとしたときの前記２点Ｘ₁ とＸ₂ 間の前記導
電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜１２容積％／
ｍｍであり、前記磁束密度分布傾斜手段は、前記接点面
上の任意の半径Ｒ₁ 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
ル又は磁束密度分布傾斜用スリットの何れかであること
を要旨とする。この構成において、組成傾斜接点におけ
る導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍ
ｍ未満ではアークの拡散性が劣化し、１２容積％／ｍｍ
を越えると真空バルブ個々間でアークの拡散性にばらつ
きの発生が見られるようになる。したがって、アークの
拡散性を促進し、優れた大電流遮断特性を維持する上に
おいてＡ／Ｘは０．２〜１２容積％／ｍｍの範囲に限定
される。

【０００９】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の真空バルブにおいて、前記磁束密度分布傾斜手段は、
前記組成傾斜接点の中心部分での磁界強度を或る接点径
の各遮断電流に対する最低アーク電圧より２〜５Ｖ高
く、かつ該組成傾斜接点の外周部分での磁界強度を或る
接点径の各遮断電流に対する最低アーク電圧を与える磁
界強度の１２０％〜１６０％となるように前記接点面上
の磁界強度に勾配を与え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、前記組成傾斜接点と組み合
わせた場合において、特にアノードスポットが形成され
る臨界電流値が向上して大電流の遮断性能を確実に改善
することが可能となる。

【００１０】請求項４記載の発明は、上記請求項２記載
の真空バルブにおいて、前記磁束密度分布傾斜手段は、
最低アーク電圧を与える磁界強度が、接点半径の２０％
〜４０％の半径方向位置の範囲に印加されるように前記
接点面上の磁界強度に勾配を与え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、上記と同様に、特
にアノードスポットが形成される臨界電流値が向上して
大電流の遮断性能を確実に改善することが可能となる。

【００１１】請求項５記載の発明は、上記請求項２記載
の真空バルブにおいて、前記磁束密度分布傾斜手段は、
前記組成傾斜接点の中心部分に逆方向磁界を発生させて
前記接点面上の磁界強度に勾配を与えるように構成して
なることを特徴とする。この構成により、磁束密度分布
傾斜手段は、組成傾斜接点の接点面上の任意の半径線上
で同心円状に磁界強度に勾配変化を与えることが可能と
なる。

【００１２】請求項６記載の発明は、上記請求項１ない
し５の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組成傾
斜接点は、該接点中の導電性成分量が５〜７５容積％を
占め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、前記導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘの所要の
範囲０．２〜１２容積％／ｍｍをよりよく実現すること
が可能となる。

【００１３】請求項７記載の発明は、上記請求項１ない
し６の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組成傾
斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗから選ばれた少なくとも１つの耐弧性成分を含有する
ことを要旨とする。この構成により、遮断性能を確実に
改善することが可能となる。

【００１４】請求項８記載の発明は、上記請求項１ない
し６の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組成傾
斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗから選ばれた少なくとも１つの炭化物または硼化物よ
りなる耐弧性成分を含有することを要旨とする。この構
成により、上記と同様に、遮断性能を確実に改善するこ
とが可能となる。

【００１５】請求項９記載の発明は、上記請求項１ない
し８の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組成傾
斜接点は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ばれた少なくとも１
つの補助成分を含有することを要旨とする。この構成に
より、材料組成が所要の勾配変化を有する組成傾斜接点
をよりよく製造することが可能となる。

【００１６】請求項１０記載の発明は、上記請求項１な
いし９の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組成
傾斜接点は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂから選ばれた少な
くとも１つの補助成分を含有することを要旨とする。こ
の構成により、上記と同様に、所要の勾配変化を有する
組成傾斜接点をよりよく製造することが可能となる。

【００１７】請求項１１記載の発明は、上記請求項１な
いし１０の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組
成傾斜接点は、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上に、
前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾
配である領域と、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配であ
る領域とが並存してなることを要旨とする。この構成に
より、組成傾斜接点は、接点面の一部に導電性成分の成
分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜１２容積％／ｍｍの領域が
あれば、前記磁束密度分布傾斜手段と組み合わせた場合
において臨界電流値を大きくすることができて優れた大
電流遮断特性を維持することが可能となる。

【００１８】請求項１２記載の発明は、上記請求項１な
いし１０の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組
成傾斜接点は、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上に、
前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾
配である領域と１２容積％／ｍｍ以上の領域とが、０．
２〜１２容積％／ｍｍの勾配である領域と隣接するよう
にして存在してなることを要旨とする。この構成によ
り、上記請求項１１記載の発明と同様の作用、効果を得
ることが可能となる。

【００１９】請求項１３記載の発明は、上記請求項１な
いし１０の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組
成傾斜接点は、前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下で
ある領域が前記接点面上の中心（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と半径Ｒ₁ 線上に並存してなること
を要旨とする。この構成により、上記請求項１１記載の
発明と同様の作用、効果を得ることが可能となる。

【００２０】請求項１４記載の発明は、上記請求項１な
いし１０の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組
成傾斜接点は、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の耐弧性成分
Ｔ₁ が、前記接点面上の任意の半径Ｒ₂ 線上の任意の２
点Ｘ₃ とＸ₄ 間の間隔（Ｘ₄ −Ｘ₃ 、但しＸ₄ ＞Ｘ₃≧
０）をＸとし、前記Ｘ₃ ，Ｘ₄ における前記耐弧性成分
Ｔ₁ の各成分量Ａ₃ ，Ａ₄ （容積％）の差（Ａ₄ −
Ａ₃ ）をＡとしたときの成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜
１２容積％／ｍｍであることを要旨とする。この構成に
おいて、耐弧性成分の成分量についても、導電性成分の
成分量とほぼ同様の勾配範囲を持たせることにより、前
記請求項１記載の発明の作用、効果を、より一層高める
ことが可能となる。

【００２１】請求項１５記載の発明は、上記請求項１な
いし１４の何れかに記載の真空バルブにおいて、前記組
成傾斜接点は、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、接点全体の電気伝導率が高くなって遮断電流
特性の一層の向上が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本実施の形態の真空バルブは、接点面上の材料組
成成分量に勾配変化を持たせた組成傾斜接点と、接点面
上の磁界強度に勾配変化を与える磁束密度分布傾斜用の
コイル又はスリットからなる磁束密度分布傾斜手段とを
組み合わせたものである。

【００２３】このように、真空バルブに接点面上の好ま
しい材料組成、成分量に分布勾配を持った組成傾斜接点
と、接点面上の磁界強度に勾配を持たせる磁束密度分布
傾斜用コイル又はスリットとを組み合わせ配置したの
で、これらの相乗的効果によって、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、集中することがなく点弧する。即ち、所定比率
内の組成勾配を持つ接点面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
面積の実質的増加、アノードスポットが形成される臨界
電流値を大きくすることにつながり、アークの停滞、集
中が低減化される結果、接点面の局部的異常蒸発現象の
阻止、表面荒れの軽減化など長寿命化の利益と共に遮断
特性の向上に寄与する。

【００２４】一般の従来接点は、接点面全体が同一の組
成で作られている。このような通常組成分布を持つ接点
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、接点面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ことができるが
限界が見られる。観察によれば、一定値以上の電流値を
遮断すると、アークは予測でき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、接点材料の瞬時的爆発的な蒸発によって発生
した金属蒸気が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
耗をも招く。これらの現象の原因となるアークが、接点
面上のどこで停滞するかは前述したように全く予測でき
ない以上、発生したアークが停滞することなく移動拡散
できるような表面条件（組成傾斜接点）と移動拡散を促
進させる補助手段（磁束密度分布傾斜用コイル）とを接
点に与えることが望ましい。

【００２５】本実施の形態では、その望ましい条件とし
て、接点面上の半径方向に所定の組成分布勾配を持たせ
た組成傾斜接点と、接点面上の磁界強度に勾配を与える
ことが可能な磁束傾斜用コイルとを重畳させた結果、遮
断限界電流値を改善した。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
配慮する接点では、接点の全厚さであってもよいが、設
計上遮断回数の少ない真空遮断器、或いは接触抵抗性を
配慮する接点では、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）を台金として配置し、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。

【００２６】次に、供試組成傾斜接点等の製造及びこの
評価方法等について述べる。

【００２７】（供試組成傾斜接点の製造方法）接点素材
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、供試片を作成した。また一部は、耐弧性成分粉末の
みを予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供試片を作成した。また他の一部
は、鋼板、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。

【００２８】一方、該接点面上に、所定の成分量の勾配
Ａ／Ｘを付与する技術は、例えば異なる成分（円盤状板
と１ないし複数個のリング状板とを組み合わせ後一体
化、加圧、焼結、溶浸など）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、或いは異
なる成分を有する混合粉末成型体を作り、上記のように
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み合わせる方法
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。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み合わ
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予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、所定成分
量勾配を有する組成傾斜接点を作成した。

【００２９】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
板上又はＣｕＡｇ板に所定成分量勾配を接点材料に配置
した複層としてもよい。

【００３０】（磁束密度分布傾斜用コイル）接点面上の
磁束強度を同心円状に勾配変化させる磁束密度分布傾斜
手段は次のようにして得る。真空バルブの接点背面に設
置される磁界発生用コイルの中心部分の巻回方向を逆向
きにしたり（後述の表１：コイル１）、逆向きに巻回す
るコイルの巻回ピッチをコイル外周方向に向って粗にし
たり（後述の表１：コイル２）、またコイルの中心部分
には巻回部分を全く無くしたりして（後述の表１：コイ
ル３）接点面上の磁界強度を調整し、磁束密度分布傾斜
を得た。

【００３１】また他の真空バルブの接点背面には、補強
も兼ねた接点保持体が設けられ、この接点保持体には、
所定巻回方向に切り込んである磁束密度分布傾斜発生用
スリットが設置されている。このスリットの方向を逆向
きにしたり（後述の表１：スリット１）、スリットピッ
チを調節したり（後述の表１：スリット２）して接点面
上の磁束強度分布を調整し、希望とする磁束密度分布傾
斜を得た。しかし、本実施の形態では一例として例えば
接点中心部分に逆方向磁界を発生させたが、主旨は必要
とする部分の磁界強度を調節することができればよく、
磁束密度分布傾斜を得る手段は上記例に限られることで
はない。

【００３２】また他の真空バルブの接点背面には、補強
も兼ねた接点保持体が設けられ、この接点保持体には、
スリットが切り込んであり、この切り込んであるスリッ
トの方向を逆向きにしたり、スリットピッチを調節し
た。即ち、接点の中心部分での磁界強度を或る接点径の
各遮断電流に対する最低アーク電圧より２〜５Ｖ高くな
る範囲の磁界強度の内の値の低い方の磁界を印加した
り、また、接点の外周部分での磁界強度を或る接点径の
各遮断電流に対する最低アーク電圧を与える磁界強度の
１２０％〜１６０％となるようにしたり、さらに、最低
アーク電圧を与える磁界強度が、接点半径の２０％〜４
０％の半径方向位置の範囲に印加されるようにすること
などによって、接点面上の磁束強度分布を調整し、希望
とする磁束密度分布傾斜を得た。上記各数値を所定範囲
内に選択したときには、経済的バランスに配慮した上で
組成傾斜接点と組み合わせた場合には、特にアノードス
ポットが形成される臨界電流値を向上させ大電流の遮断
性能の改善に有利な真空バルブとすることができる。そ
の結果遮断特性の一層の向上と安定性が得られる。

【００３３】（評価方法） （１）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１２ｋＡを選択一定
とし、７．２ｋＶ，５０Ｈｚ，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、後述の表２
中、実施例１の拡がり面積との相対比較Ｚ〜Ｘ，Ｄ〜Ａ
で示した（面積が２５〜５０％のときを［Ｚ］，５０〜
７５％のときを［Ｙ］，７５〜同等（９５〜１０５％）
のときを［Ｘ］，同等〜１２５％のときを［Ｄ］，１２
５〜１５０％のときを［Ｃ］，１５０〜２００％のとき
を［Ｂ］，２００％以上のときを［Ａ］）。

【００３４】（２）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。接点
面全体が同一の組成で作られている従来の接点と、接点
面上の磁界強度に格別の勾配を持たせていない従来の縦
磁界コイルとを組み合わせた標準の真空バルブの遮断限
界電流値を１００とし、各条件下の遮断特性を遮断倍率
として相対比較した。

【００３５】（３）耐電圧特性；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
測定し前記と同様に相対比較した。実施例１の静耐電圧
値を１．０としたときの相対値で表示した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】次に、表１〜表４（表２は表１の続き、表
４は表３の続きである）を用いて、具体的な各実施例の
評価条件、評価結果を各比較例とともに述べる。

【００４１】遮断倍率を示した表１〜表４を参照にしな
がら、本実施例による組成傾斜接点と磁束密度分布傾斜
用コイルとの有する相乗的効果について詳述する。但し
以下において、接点面上に付与した成分量の勾配Ａ／Ｘ
が、０．２（ｖｏｌ％／ｍｍ）未満の勾配を（領域
Ｉ）、０．２〜１２（ｖｏｌ％／ｍｍ）の勾配を（領域
II）、１２ｖｏｌ％／ｍｍ以上（１２不含）の勾配を
（領域 III）とする。また、接点片は直径４５ｍｍ、同
厚さ５ｍｍの大きさを用いる。所定の成分量勾配Ａ／Ｘ
を有する組成傾斜接点及び標準の均一組成接点片と、磁
束密度分布傾斜用コイル及び標準の縦磁界コイルとを各
々有する真空バルブを製作し、着脱式の真空遮断装置に
装着した。

【００４２】評価（１）として、７．２ｋＶ，５０Ｈｚ
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、各真空バルブ接点面のアークの拡が
り量を、標準の実施例１の真空バルブと比較した。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、各真空バルブの限界遮
断電流値を求め、標準の実施例１の真空バルブと相対比
較した。さらに、評価（３）として、前記アークの拡が
り量を計測した各真空バルブ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圧値と
して求め、標準の実施例１の真空バルブと相対比較し
た。

【００４３】実施例１〜３、比較例１〜５ Ｃｕ−Ｃｒ接点を代表接点として説明する。接点面全体
を同一の組成とした組成均一接点（Ｉ）と接点面上の材
料組成、成分量に分布勾配を持たせた組成傾斜接点（I
I）とを前記した方法で得た。また、コイルの巻回方向
を一方向とした従来型縦磁界コイル（コイルＳ）と磁束
密度分布傾斜用コイルとして、コイル中心部の巻回方向
を逆方向とし接点面上の磁束強度を同心円状に勾配変化
を持たせた（コイル１）とを用意した。

【００４４】これらの条件を互いに組み合わせた真空バ
ルブ（Ｉ−コイルＳ；比較例１）、（Ｉ−コイル１；比
較例２）、（II−コイルＳ；比較例３）、（II−コイル
１；実施例２）の各々を用意した。組成傾斜接点（II）
は、接点面上に付与した成分量の勾配Ａ／Ｘを前述した
方法で調整した。即ち、Ｃｕ粉、Ｃｒ粉を所定比率混
合、水素雰囲気中で１０６０℃で焼結、加圧を組み合わ
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、実施例２ではＡ／Ｘ＝２．５（ｖｏｌ％／
ｍｍ）となる接点素材を得た。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１０
６０℃で焼結、加圧を組み合わせて、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
（ｖｏｌ％／ｍｍ）となる接点電極素材を得た。比較例
１〜２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、加圧を組み合わせて、
Ａ／Ｘ＝０とした。比較例４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、
加圧を組み合わせて、Ａ／Ｘ＝０．１６とした。比較例
５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、加圧を組み合わせて、Ａ／
Ｘ＝２０とした。また、これらとは別に、前記勾配Ａ／
Ｘを０．２（ｖｏｌ％／ｍｍ）とした組成傾斜接点と磁
束密度分布傾斜用コイルとして前記コイル１とを組み合
わせた真空バルブを標準の真空バルブとして用意した
（このバルブを、実施例１とした）。即ち、実施例１で
は、銅（Ｃｕ），Ｃｒ粉を所定比率混合の後、水素雰囲
気中で１０６０℃で焼結、加圧を組み合わせて固相焼結
法でＣｕ成分量を３０容積％（以下ｖｏｌ％）として接
点電極素材とするとともに、同様に３３ｖｏｌ％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、
Ｃｕ成分量が３０ｖｏｌ％の素材と３３ｖｏｌ％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（ｖｏｌ％／ｍｍ）となる
ように組み合わせ配置し接点片としたものである。

【００４５】これらの真空バルブを前記した評価条件と
評価方法によってテストした。その結果、組成傾斜接点
と磁束密度分布傾斜用コイルとを組み合わせた（II−
ｂ；実施例２）の場合は、アークの拡がり性、遮断性
能、耐電圧性能の総ての面において、他の組み合わせの
場合の真空バルブ（比較例１〜３）よりも良好であっ
た。特に、（Ｉ−コイルＳ；比較例１）の場合では、ア
ークの拡がり性が極端に劣り、標準の真空バルブ（実施
例１；Ａ／Ｘ＝０．２）と比較すると、５０％未満の拡
がり量であった。比較例２〜３に示したように、（Ｉ−
コイル１），（II−コイルＳ）の組み合わせにおいても
標準の真空バルブより劣った。遮断性能、耐電圧性能の
面でも標準の真空バルブに及ばない。

【００４６】表３、表４から明らかなように、勾配Ａ／
Ｘ値が２．５〜１２（実施例２〜３）では、標準試料と
した実施例１の値より、アークの拡がり性、遮断特性と
も大幅な改善が見られている。逆に勾配Ａ／Ｘ値が０．
１６〜０．２以下（比較例４）の時には、磁束密度分布
傾斜用コイルとを組み合わせたとしても、発弧点近傍と
考えられる接点面上の特定の箇所にアークの停滞が観察
され、アークの拡がり性、遮断性能、耐電圧性能の総て
の面において劣っていた。

【００４７】あまり大きな直径を持つ接点径の作成が困
難で勾配Ａ／Ｘ値が２０の試験片とした。アークの拡が
り性は、Ａ／Ｘ値が０（比較例４）の時より軽減化の方
向にあったが、真空バルブ個々間にばらつきの発生が見
られた。

【００４８】これらより、組成傾斜接点と磁束密度分布
傾斜用コイルとを組み合わせたときにおける優位性が認
められるとともに、これらを組み合わせた場合の勾配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。

【００４９】実施例４〜８ 前記組成傾斜接点と磁束密度分布傾斜用コイルとを組み
合わせた真空バルブにおいて、接点面の勾配に複数の勾
配領域を持たせても同様の効果を得る。即ち、実施例４
では、接点面上の中心（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（比較例１と同一の条
件）となるように接点面を構成し、前記磁束密度分布傾
斜用コイル（前記コイル１）とを組み合わせ真空バルブ
とした。実施例５では、接点面上の中心（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）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と同一条件）となるように接点面を構成
した。実施例６では、接点面上の中心（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）の勾配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
点面を構成した。実施例７では、接点面上の中心（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となるように接点面を構成した。実施例８で
は、接点面上の中心（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
面の勾配に複数の勾配領域を持たせた接点面を構成した
これら組成傾斜接点と磁束密度分布傾斜用コイルとを組
み合わせた真空バルブを作成した。

【００５０】評価の結果、表３、表４から明らかなよう
に、接点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）と比較して同
等以上の特性を示していることが観察された。また静耐
圧値も、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のように、接点面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。参考とし
て、実施例６で用いた組成傾斜接点とコイル１（比較例
１及び３で使用したコイル）とを組み合わせた真空バル
ブでは、アークの拡がり量が実施例１の面積の約７０％
程度であったのみならず、遮断性能、耐電圧性能の面に
おいてもばらつきの発生が見られた。この結果において
も組成傾斜接点と磁束密度分布傾斜コイルとを組み合わ
せた真空バルブの優位性が見られた。

【００５１】実施例９〜１２ 前記した実施例１〜８、比較例２，４及び５では、磁界
発生用コイルとして、コイル１（コイル１中心部のコイ
ル巻回方向を逆向きにしたもの）を各種組成傾斜接点と
組み合わせた例を示したが、本発明技術ではこの例に限
ることなく、逆向きに巻回するコイルの巻回ピッチをコ
イル外周方向に向って粗にしたコイル（コイル２）、ま
たコイルの中心部分には巻回部分を全く無くしたりした
コイル（コイル３）、また他の真空バルブの接点背面に
は、補強も兼ねた接点保持体が設けられ、この接点保持
体には、所定巻回方向に切り込んである磁界発生用スリ
ットが設置されている。このスリットの方向を逆向きに
したりした場合（スリット１）、スリットピッチを調節
した場合（スリット２）など接点面上の磁界強度を調整
した磁束密度分布傾斜を得た。

【００５２】実施例２で使用した組成傾斜接点と上述し
たコイル（コイル２〜３；実施例９〜１０）又はスリッ
ト（スリット１〜２；実施例１１〜１２）を搭載した真
空バルブを製作し、評価を実施したところは、表３、表
４に示すようにコイル１を使用したのと同等もしくはそ
れ以上のアークの拡がり量、遮断性能、耐電圧性能を得
た。これに対して参考として、接点面上の状態が組成傾
斜接点の状態となっていない勾配Ａ／Ｘ値が０である接
点と、上述した磁束密度分布傾斜コイル２とを組み合わ
せた真空バルブでは、アークの拡がり量が実施例１の面
積の約５０％程度であったのみならず、遮断性能、耐電
圧性能の面においてもばらつきの発生が見られた。この
結果においても組成傾斜接点と磁束密度分布傾斜コイル
とを組み合わせた真空バルブの優位性が見られた。

【００５３】実施例１３〜２０ 上記した実施例１〜１２、比較例１〜５では、接点材料
として、ＣｕＣｒの例を示したが、本発明技術ではこの
ＣｕＣｒの例に限ることなく、接点材料を選択できる。
即ち、実施例１３〜１６では、耐弧性成分量を、２５ｖ
ｏｌ％の［Ｃｒ−Ｎｂ（ＣｒとＮｂの比率９５：
５）］，３０ｖｏｌ％の［Ｃｒ−Ｂｉ（Ｂｉは合金全体
中で０．５重量％）］，３０ｖｏｌ％のＴｉ，４０ｖｏ
ｌ％のＷ、残部をＣｕと必要により微量の焼結助材の各
々から選択され接点材料で、実施例２と同様に接点面全
面を勾配Ａ／Ｘ値を２．５の状態として構成し、磁束密
度分布傾斜用コイル（コイル１）と組み合わせた真空バ
ルブを作成した。耐弧性成分は、上記の他に、Ｚｒ，
Ｖ，Ｔａ，Ｍｏから選ばれた少なくとも１つを用いるこ
とができる。また焼結助材はＣｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ば
れた少なくとも１つ又は／及びＢｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂ
から選ばれた少なくとも１つを用いることができる。そ
の評価の結果、表３、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。

【００５４】上記した実施例１〜１６、比較例１〜５で
は、接点材料として、高導電性成分としてＣｕ基の例を
示したが、本発明技術では接点材料の高導電性成分はＣ
ｕ基の合金の例に限ることなく、接点材料を選択でき
る。即ち、実施例１７〜１８では、Ａｇ基の例であり、
さらに実施例１９ではＡｇＣｕの例である。また耐弧性
成分は実施例１７，１８，１９の如く金属のみでなく炭
化物又は硼化物であっても、磁束密度分布傾斜コイル
（コイル１）と組み合わせの効果が見られている。さら
に耐弧性成分についても、導電性成分と同様に、その成
分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜１２ｖｏｌ％／ｍｍの範囲
領域を持たせることにより、磁束密度分布傾斜手段との
組み合わせにおいて、なお一層の所望の作用、効果を得
ることができる。

【００５５】以上によって、遮断性能の改善のための有
効技術として、接点面上の構成成分量の濃度勾配Ａ／Ｘ
を０．２〜１２（ｖｏｌ％）／（ｍｍ）とした組成傾斜
接点と磁束密度分布傾斜コイルとを組み合わせて真空バ
ルブとした時に諸特性に優位性が見られた。さらに接点
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ＣｕＣｒ接点材料を主体として実施状況を示し
たが、他の材料系にお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実施例接点は、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。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、真空容器内に接離自在に配設され接点面上
の材料組成が任意の半径線上で同心円状に勾配変化して
なる１対の組成傾斜接点と、前記接点面上の任意の半径
線上で同心円状に磁界強度に勾配変化を与える磁束密度
分布傾斜手段とを具備させたため、組成傾斜接点と磁束
密度分布傾斜手段とを組み合わせたことによる相乗的効
果により、大電流を遮断したとき、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、集中することな
く点弧する。即ち、アークは組成勾配を持つ接点面上を
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る。したがってア
ノードスポットが形成される臨界電流値を大きくするこ
とができて優れた大電流遮断特性を維持することができ
る。

【００５７】請求項２記載の発明によれば、前記組成傾
斜接点は、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、必要により補助成分とを含み、前記接点面上の任意
の半径Ｒ₁ 線上の任意の２点Ｘ₁ とＸ₂ 間の間隔（Ｘ₂
−Ｘ₁ 、但しＸ₂ ＞Ｘ₁ ≧０）をＸとし、前記点Ｘ₁，
Ｘ₂ における前記導電性成分の各成分量Ａ₁ ，Ａ₂ （容
積％）の差（Ａ₂ −Ａ₁ ）をＡとしたときの前記２点Ｘ
₁ とＸ₂ 間の前記導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが
０．２〜１２容積％／ｍｍであり、前記磁束密度分布傾
斜手段は、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 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又は磁束密度分布傾斜用スリッ
トの何れかとしたため、組成傾斜接点における導電性成
分の成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ未満では
アークの拡散性が劣化し、１２容積％／ｍｍを越えると
真空バルブ個々間でアークの拡散性にばらつきの発生が
見られるようになる。したがって、Ａ／Ｘを０．２〜１
２容積％／ｍｍの範囲に限定することで、確実にアーク
の拡散性を促進し、優れた大電流遮断特性を維持するこ
とができる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、前記磁束密
度分布傾斜手段は、前記組成傾斜接点の中心部分での磁
界強度を或る接点径の各遮断電流に対する最低アーク電
圧より２〜５Ｖ高く、かつ該組成傾斜接点の外周部分で
の磁界強度を或る接点径の各遮断電流に対する最低アー
ク電圧を与える磁界強度の１２０％〜１６０％となるよ
うに前記接点面上の磁界強度に勾配を与えるように構成
したため、前記組成傾斜接点と組み合わせた場合におい
て、特にアノードスポットが形成される臨界電流値が向
上して大電流の遮断性能を確実に改善することができ
る。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、前記磁束密
度分布傾斜手段は、最低アーク電圧を与える磁界強度
が、接点半径の２０％〜４０％の半径方向位置の範囲に
印加されるように前記接点面上の磁界強度に勾配を与え
るように構成したため、上記と同様に、特にアノードス
ポットが形成される臨界電流値が向上して大電流の遮断
性能を確実に改善することができる。

【００６０】請求項５記載の発明によれば、前記磁束密
度分布傾斜手段は、前記組成傾斜接点の中心部分に逆方
向磁界を発生させて前記接点面上の磁界強度に勾配を与
えるように構成したため、磁束密度分布傾斜手段は、具
体的にはこのような構成とすることで、組成傾斜接点の
接点面上の任意の半径線上で同心円状に磁界強度に勾配
変化を与えることができる。

【００６１】請求項６記載の発明によれば、前記組成傾
斜接点は、該接点中の導電性成分量が５〜７５容積％を
占めるように構成したため、前記導電性成分の成分量の
勾配Ａ／Ｘの所要の範囲０．２〜１２容積％／ｍｍをよ
りよく実現することができる。

【００６２】請求項７記載の発明によれば、前記組成傾
斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗから選ばれた少なくとも１つの耐弧性成分を含有させ
たため、遮断性能を確実に改善することができる。

【００６３】請求項８記載の発明によれば、前記組成傾
斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗから選ばれた少なくとも１つの炭化物または硼化物よ
りなる耐弧性成分を含有させたため、上記と同様に、遮
断性能を確実に改善することができる。

【００６４】請求項９記載の発明によれば、前記組成傾
斜接点は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅから選ばれた少なくとも１
つの補助成分を含有させたため、材料組成が所要の勾配
変化を有する組成傾斜接点をよりよく製造することがで
きる。

【００６５】請求項１０記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｐｂ，Ｓｂから選ばれた少な
くとも１つの補助成分を含有させたため、上記と同様
に、所要の勾配変化を有する組成傾斜接点をよりよく製
造することができる。

【００６６】請求項１１記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上に、前
記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配
である領域と、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配である
領域とが並存するようにしたため、組成傾斜接点は、接
点面の一部に導電性成分の成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２
〜１２容積％／ｍｍの領域があれば、前記磁束密度分布
傾斜手段と組み合わせた場合において臨界電流値を大き
くすることができて優れた大電流遮断特性を維持するこ
とができる。

【００６７】請求項１２記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上に、前
記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下（０を含む）の勾配
である領域と１２容積％／ｍｍ以上の領域とが、０．２
〜１２容積％／ｍｍの勾配である領域と隣接するように
して存在するようにしたため、上記請求項１１記載の発
明と同様の効果を得ることができる。

【００６８】請求項１３記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍｍ以下であ
る領域が前記接点面上の中心（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
勾配を有する領域と半径Ｒ₁線上に並存するようにした
ため、上記請求項１１記載の発明と同様の効果を得るこ
とができる。

【００６９】請求項１４記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、２種類の耐弧性成分Ｔ₁ ，Ｔ₂ （但し、Ｔ
₁ ＋Ｔ₂ ＝１００）のうちの任意の一方の耐弧性成分Ｔ
₁ が、前記接点面上の任意の半径Ｒ₂ 線上の任意の２点
Ｘ₃ とＸ₄ 間の間隔（Ｘ₄ −Ｘ₃ 、但しＸ₄ ＞Ｘ₃ ≧
０）をＸとし、前記Ｘ₃ ，Ｘ₄ における前記耐弧性成分
Ｔ₁ の各成分量Ａ₃ ，Ａ₄ （容積％）の差（Ａ₄ −
Ａ₃ ）をＡとしたときの成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜
１２容積％／ｍｍとしたため、耐弧性成分の成分量につ
いても、導電性成分の成分量とほぼ同様の勾配範囲を持
たせることで、前記請求項１記載の発明の効果を、より
一層高めることができる。

【００７０】請求項１５記載の発明によれば、前記組成
傾斜接点は、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、接点全体の電気伝導率が
高くなって遮断電流特性を一層向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の真空バルブの縦断面図である。

【符号の説明】

４ 真空容器

───────────────────────────────────────────────────── 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 渡辺 憲治 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 本間 三孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に接離自在に配設され接点面
   上の材料組成が任意の半径線上で同心円状に勾配変化し
   てなる１対の組成傾斜接点と、前記接点面上の任意の半
   径線上で同心円状に磁界強度に勾配変化を与える磁束密
   度分布傾斜手段とを有することを特徴とする真空バル
   ブ。
2. 【請求項２】 前記組成傾斜接点は、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、必要により補助成分とを
   含み、前記接点面上の任意の半径Ｒ₁ 線上の任意の２点
   Ｘ₁ とＸ₂ 間の間隔（Ｘ₂ −Ｘ₁ 、但しＸ₂ ＞Ｘ₁ ≧
   ０）をＸとし、前記点Ｘ₁ ，Ｘ₂ における前記導電性成
   分の各成分量Ａ₁ ，Ａ₂ （容積％）の差（Ａ₂ −Ａ₁ ）
   をＡとしたときの前記２点Ｘ₁ とＸ₂ 間の前記導電性成
   分の成分量の勾配Ａ／Ｘが０．２〜１２容積％／ｍｍで
   あり、前記磁束密度分布傾斜手段は、前記接点面上の任
   意の半径Ｒ₁ 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又は
   磁束密度分布傾斜用スリットの何れかであることを特徴
   とする請求項１記載の真空バルブ。
3. 【請求項３】 前記磁束密度分布傾斜手段は、前記組成
   傾斜接点の中心部分での磁界強度を或る接点径の各遮断
   電流に対する最低アーク電圧より２〜５Ｖ高く、かつ該
   組成傾斜接点の外周部分での磁界強度を或る接点径の各
   遮断電流に対する最低アーク電圧を与える磁界強度の１
   ２０％〜１６０％となるように前記接点面上の磁界強度
   に勾配を与えるように構成してなることを特徴とする請
   求項２記載の真空バルブ。
4. 【請求項４】 前記磁束密度分布傾斜手段は、最低アー
   ク電圧を与える磁界強度が、接点半径の２０％〜４０％
   の半径方向位置の範囲に印加されるように前記接点面上
   の磁界強度に勾配を与えるように構成してなることを特
   徴とする請求項２記載の真空バルブ。
5. 【請求項５】 前記磁束密度分布傾斜手段は、前記組成
   傾斜接点の中心部分に逆方向磁界を発生させて前記接点
   面上の磁界強度に勾配を与えるように構成してなること
   を特徴とする請求項２記載の真空バルブ。
6. 【請求項６】 前記組成傾斜接点は、該接点中の導電性
   成分量が５〜７５容積％を占めるように構成してなるこ
   とを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の真空
   バルブ。
7. 【請求項７】 前記組成傾斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，
   Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた少なくとも１
   つの耐弧性成分を含有することを特徴とする請求項１な
   いし６の何れかに記載の真空バルブ。
8. 【請求項８】 前記組成傾斜接点は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，
   Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗから選ばれた少なくとも１
   つの炭化物または硼化物よりなる耐弧性成分を含有する
   ことを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の真
   空バルブ。
9. 【請求項９】 前記組成傾斜接点は、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ
   から選ばれた少なくとも１つの補助成分を含有すること
   を特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の真空バ
   ルブ。
10. 【請求項１０】 前記組成傾斜接点は、Ｂｉ，Ｔｅ，Ｐ
    ｂ，Ｓｂから選ばれた少なくとも１つの補助成分を含有
    することを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載
    の真空バルブ。
11. 【請求項１１】 前記組成傾斜接点は、前記接点面上の
    任意の半径Ｒ₁ 線上に、前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍ
    ｍ以下（０を含む）の勾配である領域と、０．２〜１２
    容積％／ｍｍの勾配である領域とが並存してなることを
    特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の真空バ
    ルブ。
12. 【請求項１２】 前記組成傾斜接点は、前記接点面上の
    任意の半径Ｒ₁ 線上に、前記Ａ／Ｘが０．２容積％／ｍ
    ｍ以下（０を含む）の勾配である領域と１２容積％／ｍ
    ｍ以上の領域とが、０．２〜１２容積％／ｍｍの勾配で
    ある領域と隣接するようにして存在してなることを特徴
    とする請求項１ないし１０の何れかに記載の真空バル
    ブ。
13. 【請求項１３】 前記組成傾斜接点は、前記Ａ／Ｘが
    ０．２容積％／ｍｍ以下である領域が前記接点面上の中
    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と半径Ｒ
    ₁ 線上に並存してなることを特徴とする請求項１ないし
    １０の何れかに記載の真空バルブ。
14. 【請求項１４】 前記組成傾斜接点は、２種類の耐弧性
    成分Ｔ₁ ，Ｔ₂ （但し、Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ＝１００）のうちの
    任意の一方の耐弧性成分Ｔ₁ が、前記接点面上の任意の
    半径Ｒ₂ 線上の任意の２点Ｘ₃ とＸ₄ 間の間隔（Ｘ₄ −
    Ｘ₃ 、但しＸ₄ ＞Ｘ₃ ≧０）をＸとし、前記Ｘ₃ ，Ｘ₄
    における前記耐弧性成分Ｔ₁ の各成分量Ａ₃ ，Ａ₄ （容
    積％）の差（Ａ₄ −Ａ₃ ）をＡとしたときの成分量の勾
    配Ａ／Ｘが０．２〜１２容積％／ｍｍであることを特徴
    とする請求項１ないし１０の何れかに記載の真空バル
    ブ。
15. 【請求項１５】 前記組成傾斜接点は、Ｃｕ板又はＣｕ
    Ａｇ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１ないし１４の何れかに記載の真
    空バルブ。