JPS5942717A - 遮断器用電極接点、電極集成体及び電極接点材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、１１１　　　の　　９　　ｕ 本発明は大電流真空遮断器に用いる電気接点（コンタク
１−）おにび電気接点材料に関りる３、木ざｔ明は特に
か）る接点に用いるｌｊ向性凝固月利（ｄｉｒｅｃｔｉ
ｏｎａｌｌｙ　５ｏｌｉｄｉｆｉｅｄ　　ｍａｔｅｒｉ
ａｌ）に関する。

送電系統にＪ３いＣは、電流を遮断することが必要ど１
．ｃりま１．：望ましいことがしばしばある。この作用
は大抵の場合、排気され！ごハウジング内ひ分離される
２つの接点によって行われる。この構成は望ましい真空
状態の誘電性↑４を利用しＣいる。

しかし、他の遮断媒体の場合と同じ様に真空中におい−
Ｃも、電流は接点が分離した直後には止まらない。むし
ろ、接点分離によりアークが始まり、そのアークが特に
真空遮断器の場合、接点金属の局部的加熱、蒸発および
イオン化により形成される高熱プラズマによっで頼持さ
れる。ＡＣ電力系統では、接点分離は通常、その電力系
統の電流および電圧の正弦波変動に関して任意の（また
はランダムな）時間にｉ′Ｊわれる１、アークが形成さ
れると、電力系統の電流はアークが開始された電流の半
一リイクルの残り期間のほとんどの間流れ続（Ｊる。

アーク電流が正弦波１２１１に近づくにつれ（、放電を
持続りる機構が不安定になる１ｌｒｊ向があり、アーク
を突然消滅さける。この時点（゛、゛電流の人ぎさは典
型的には、接点ｔｒＡ別ａ３よび他の種々の条（１１に
応じで、数分の１アンペアから数十アンベｊ１まＣ・の
範囲に入る。

電流ゼｌ−１状態へのこの遷移が極めｌ’　９．ｉｔ　
ｌ１１１ｉ’＋ｌ　（約１０−８秒のように短い・時間
）Ｃ′起るので、特にゼ］１電流への遷移が比較的高い
電流値から起る場合には、寄生誘導効果が過渡高電圧を
起り。電気業界でよく知られ−ＣいるＪ、うに、光生り
ろ過渡電圧は、関係Ｅ＝−Ｌ　ｕ／ｄｔによ−）（決め
られる。

従って、電流ゼ１ニ１状態への急速な遷移はす＜’　Ｍ
：はっぎりわかる程高いレベルの過渡“電圧を４１しる
ことがわかる。従っＣ１高度のノノーク安定性を小すプ
ラズマアークを生成り゛るのが望まｌ）い。即ら、交流
系統では、プラズマアークを（゛さるｔ：　＆：Ｊ　ｓ
＝い時間、しかし接点分離につづく次の電流ゼに１点が
起るより短い時間継続させ得る条件をつくるのが一般に
望ましい。このにうにりれば、アーク消滅に続く電流げ
］」値への）菅移が比較的低いレベルのア・−り電流か
ら起る。これにより望ましくない高いレベルの過渡電圧
の発生を最小限に抑える。

低レベルのアーク電流でのアーク安定性を高めることは
、真空回路遮断器に用いる接点材料を選択づる上ｅ重要
な考慮手頃である。通常、沸魚の低い金属を選ぶことに
より高いアーク安定性が得られる。これら１群の低沸点
金属は真空条ｆｌ　１”で比較的低い絶縁耐力をも示す
ので、このような選択は妥協の産物Ｃある。

当業界の他の研究者は、ある種の合金がアーク安定＋１
に関しＣ合金成分のいずれｊこりも優れた特性を示づこ
とを観察した。例えば、銅は特定の回路においＣ１電流
さい断レベル（ｌｌ’ｒｅｌｌｔ　ＣＣ１１ＯＩ）ｌ）
ｉｎ　　１ｅｖｅｌ　）約５アンペアを示し、一方タン
グステンは単独ぐは同様の条件下で電流さい断レベル１
０〜２０アンペアを示づ−０しかし、銅−タングステン
合金がこれらの値Ｊ、り低い電流ざい…ルーベルを承り
ことが確かめられた８、即そ）、ある種の合金はここで
問題としている低い電流レベルη゛のアーク安定性に関
しＣイの成分のいずれよりも優れた性質を示づのである
。

多くの回路鴻…ｉ器の設泪に３い、５気接５は導電性ベ
ース部材の上に取付けられる。一般に全ての電極集成体
をかなり高価な接点材料から製造覆るのは望ましくない
ので゛、このよう仕椙成は大抵経湾的配慮から必要どさ
れる。さらに、ベース部材は電気接点から熱を除去づる
のに好都合なピー１〜シンクｄ５よび熟伝う体としＣ作
用りる。従つＵ、ｉｌべ−Ｃの電気接点材料の非ｎ；に
望ましい特ｆ１は、その材料が高度の熱伝導率を、特に
電極接触面からベース部材、即ち？ｆｉ＜→メ支持体の
本体へのｈ向に示りことである。さらに、この熱転と７
路の存在に加えＣ，電極接触面ど接点が取伺りＣうれた
ベース部材の本体との間に電気抵抗の低い通路をつくる
ことも極めＣ望ましい。しかしｃＴ、　（７）　魚”Ｃ
１１金属成分の別の金属成分への溶解庶Ｃ数バー１！ン
ト叉はそれ以上で１金属酸分を別の金属成分に添加づる
ど、それらの導電率が低下りることに留意リベきＣ′あ
る。バルク状接点材わ１の熱伝導特性および低レベルの
エネルギー消散は真空中で特に重要である。その理由は
、接触界面で発／：１−シＪこ熱は主としＣ電極支持体
を経ての熱伝導により消散されるから′ｃ′ｄりる。空
気中または他の雰囲気中Ｃ作動りる接点の場合、接点側
面での対流により追加の冷却がｔ−１われる。空気中で
の接点の作動を真空中での作動と比べると、相違点はほ
かにもある。

特に、空気中で用いる接点材料の）バ択が、酸化および
その結果どしての高い接点抵抗の問題にＪ：り厳しく制
限される。このことは、銅を用いる接点ｖＪ石の場合に
特にそう（゛ある。従って、一般に、真空！！ｉ　ｔｅ
ｌに用いる（Ａ料の選択は、接点が空気にふれる装置に
用いる材料選択とは茗しく相違りる。

従って、電極接点用に金属成分の混合物を形成しようと
りろ過大の＋ｉ＋＋究石の試みは、主として相互溶解性
を示′？１月利の電気抵抗率の望ましくない増加が原因
（・、一般に完全な成功をＪ３ざめていない。従って、
接点材１１が几索形態Ｃ′別々の月別の７１〜リツクス
として什イ１りるのがＦ！’　：Ｊ：　シいｊ、うＣあ
る。しかし、ある秤の７トリツクス（は、Ｓｌｉ　＋：
；ｉの比較的高い金属が、真空中Ｃ・一層１１°；ｉい
絶れ１耐力を示す特徴をイｊするのひ、特ｔこ望ましい
ことが確かめられた。さらに、真空アークの安定ｖ１が
相シー７不溶性の成分間の電極表面ＣＯ′）境界により
ｊｊ４１められることが知られている０、従−）（、過
去に、例えば銅が含浸されたタンゲスランマＩ・リツク
スが、純粋形態で用いられるタンゲスランＪ３　、Ｉ、
び銅いずれよりも高いアーク安定１’ｌをイ〕りること
か見出されＣいる。

そのほかに、他分野の研究者が従来、材料の１ｊ向性凝
固の技術を色々な方法おＪ、ぴ＋Ａ斜に使用しているこ
ともここで指摘しｌ’　Ｊｊ　＜　、、しかし、これら
の方法は真空接点月利の製造には一般に１史用されたこ
とがない。しかし、ボー−ノン１−国つ−ジ所在のラー
ジ工科大学の変圧器、電気（幾械おＪ、び装置研究所の
クー・クロスｈ　（Ｋ　、　ＣＩ＋ｒｏｓｔ　）　ｄｉ
　Ｊ、び１ス・ウオジュシー］ウスキー（Ｓ　、　Ｗｏ
、ｉｃｉｃｃｈｏｗｓｋ　ｉ　）は、電気接点現象に関
する第９回国際会議議事録（１）　ｒｏｃｃｅｄｉｒ＋
ｏｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　９　ｔｈ　　ｌ　ｎｔｅｒｎａＬ
ｉｏｎａｌ　　　　　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　　　ｏｎ
　　　　　ｌ三　Ｉｅｃｔｒｉｃ　　　Ｃｏｎｔａｃｔ
ｐ　１１　＋子ｎ　（ｌ　ｍ　ｅ　ｎ　ａ、１９７８年
、２５９−２６／ｌ貝）中の論文［方向性凝固銀−銅接
点材料の特性Ｊ　’　（１）ｒｏｐｅｒｔｉｃｓｏｆ　
　１）ｉｒｃｃｔｉｏｎａｌｌｙ　　５ｏｌｉｄｉｆｉ
ｅｄ３ｉ１ｖｅｒ−Ｃｏｐｐｅｒ　Ｃｏｎｔａｃｔ　　
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）におい−（、方向性凝固Ａ　（Ｊ
−ＣＵ混合物を電気接点用に用いることをｔｉｌｌ示し
【いる。ほかに、別の（Ｏ［究者が押出しワイＡ７から
つくったｍ雄状材料の構造を提案しＣいる。例えば土ツ
ヂ・コシシー（１１，１−１゜１（ｏｃｈａｒ　）およ
びディー・ストツケル（ｏ、ｓｔ′６ｃｋｅｉ　）は、
論文１複含接点祠料の拐料変換体」（Ｍａｔｅｒｉａｌ
　　ｌ−ｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｏｒ　Ｃｏｍｐｏｓｉ
ｔｅ　　Ｃｏ＋１ｔａｃｔ　　Ｍ　ａｔｅｒｉａｌｓ　
　）にａ＞いて、か）る不均質繊頼状複合接点材別を用
いることを開示している。。

しかし、ブフ向性凝固は検討されていない。バナジウム
中に銅を含む組成物も検討されていない。電気接点現象
に関づる第８回国際会議議事録（１９７６年、３５３−
３　ｂ　８頁）中のエム・ボニア１−ウスキー（ｔｖｌ
、　Ｐｏｎｉａｔｏｗｓｋｉ）　、ツアー　・シー＋　
’ｌ’、ｌ　−クー（Ｋ　、　Ｈ、Ｓ　Ｃ１１ｒ８ｄｅ
ｒ　）　Ａ５　にびイー・シ１ルツ（［Ｅ　、　ｌ）　
、　Ｓ　ｈｕｌｚ）の論文１゛市力１学に（１３りる・
銀・金属酸化物材料の開閉時挙動１　　（１３０１Ｔａ
ＶＩＯＩ’ａｔ　　　　　ｃ　　ｌｏｓｉｎｇ　　　Ｏ
ｒ　　　Ｏ＋）ｅｎｉｎｇ　　ｏｆ’　　　ｓ　　１ｌ
ｖｃｒ”−へ４ｃＬａｌｌｉｃ−□ｘ’ｉｄｅ　　Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓ　Ｉｎ　ト１ＯｃＬｒｌｃ　ｉ’０ＷＯ
ｒ［、ｎｇｉｎｅａｒｉｎｇ）には、Ｉｆ（Ｉ状の８１
１０７介在物が接点表面に垂直に配向され１、＝ｔ４Ｊ
　／酸化銀月別押出物が承されている。同じｊ、−うな
銀／酸化銀−Ｉンバウドが、電気接点現象に関りる第ε
３回国際会議議事録（１９７６年、３５０−ζ３６　／
ｌ　Ｍｉ　）中のマンフレッド・ボニアトウス：ｌ−−
（Ｍ　ａｎｒｒｅｄ　　Ｐｏｎ１ａ１．０ＷＳｋｉ　　
）　、土ルンスト・−ノ！イー“ｊル・シｌルツ（Ｅ　
ｒｎｓｔ　　ｌ）　１ｅｔｅｒ　３　ｃｂ旧ｌ）おＪ、
びり７９レル・ウアーズ（Δｘｃｌ　Ｗｉｒｔｈｓ　）
の論文１低電メ−１スイツプング装置におりる銀／酸化
カドミウムの銀／酸化錫での置換Ｊ　　（Ｒｃｐｌａｃ
ｅｍｃｎｔ　ｏｒ　３１ｌｖｅｒ　／Ｃａｄｍｉｕｍ　
　０ｘｉｄｅ　　ｂｙ　　Ｓ　１ｌｖｃｒ　／　ｌ’　
ｉｒ＋　　０ｘｉｃｌｃｉｎ　　ｌｏｗ　Ｖｏｌｔａｇ
ｅ　５ｗ１ｔｃｌ＋ｉｎｇ　　Ｌ’）ｃｖｉｃｃｓ）に
開示されＣいる。しかし、これらの論文はい覆゛れも銅
−バナジウムおよび他の同様の月利の方向性凝固に触れ
でいない、。さらに、これまで電気接点材料の製造に銅
およびバナジウム混合物が使用されたことはない。

しかし、Ｊ　ｏｈｎ　Ｗ　、　Ｒａｎｈｅｉｍの米■特
訂第３゜５１４．５５７号によれば、耐熱性化合物であ
るフッ化バナジウム（Ｖ［３２）のマトリックスに銅の
ような非耐熱性金属を使用するのが望ましいと教示リ−
る。材料を１ｊ向十１、樹枝状または繊維状組織と覆る
ことについては何ら言及されＣおらず、ｌ＜ａｐｌ＋ｅ
ｉｍの教示は主としＣ、ホウ素または珪素のような半金
属を用いＣ元素状ではなく二１ンバウド型の耐熱月利を
製造する場合に関Ｊるようである。

そのほかに、ここで問題としている幾つかの状況下ひは
、アークを現在の位置から他の位置また（ま他の電極に
物理的に移＃Ｊづるのも望ましいことも指摘してｉＪ３
　＜べきである。ま７；ｌ：、ｈ向性凝固法または材料
を電気接点の製造に適用することによっ−Ｃ１か）る転
移現象を実現した例は従来なかっＩＣ。

発　　明　　の　　要　−Ｖし 本発明の好適実施例にＪ、れぽ、人゛市流回路遮断器に
用いる電気接点は、少１．ｒ　＜ど０１−：）の接触面
を有する導電材料の１１１ツタを含み、この導電材料が
少なくとも２つの木質的に相ｌ１４−溶１１＋金属成分
の方向性凝固混合物（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ　５
ｏｌｉｄｉｒｉｃｄ　　ｍ１ｘｔｕｒｅ　）を含む。本
発明の！ｌ’（適実施例にａ３いては、電極接点材料が
、約１〜９２Φ量％のバナジウムを含有する、銅とバプ
ジウムの混合物を含む。このような電気接点を電極集成
体（１、二用いるには２つの異なる方法がある。、本発
明の１実施例では、凝固方向をアークをとばり接触面に
はず平行にりる。この実施例はアーク移動−Ａ、／：　
１．１転移を行う必要のある状況下で特に望ましい１．
（よかに、本発明の電極接点は凝固方向がプラズマノ７
−夕をとばす接触面にほず直角になる電（４メ集成体に
使用することができる。熱転Ｆ４ａ３よび電気抵抗特性
にもっとも効果的なのは、この後者の実施例である。

本発明は、真空遮断器に方向性凝固接点月利を用いるこ
とも包含する。特に、好ましい形態の接点は、少なくと
も２つの相Ｈ不溶性金属成分を用いて形成した多成分混
合物Ｊ：りなる。さらに、銅とバプジウムの混合物より
なる月別を、方向性凝固さμｂｂ＜はさＵないて゛、電
気接ｔ１どしＣ使用することができる。

従って、本発明の目的は、低いアーク電流レベルで高い
アーク安定性を示り一電気接点を提供り−る。

ことにある。

本発明の他のＩ」的は、特に真空Ｔｅ熱的および電気的
接点特性を高めた方向性凝固電気接点およびその材料を
提供りることにある。

本発明の別の目的【よ、プラズマアークのある位置から
他の位置への転移を容易にしたｈ向性凝固電極接点Ｊ５
よびその材料を提供゛りることにある。

本発明のさらに他の目的は、混合物としてだ【ノでなく
方向性凝固形態でもある銅とバナジウムの混合物よりな
る、特に真空回路遮断器に適当な電気接点Ｊ５よび接点
材料を提供することにある。

最後に、本発明の目的は、本発明の電気接点および月利
を用いＩζ電極集成体を提供づることにある。

発明を構成するどみなされる−１こる事Ｊｌｌは、特許
請求の範囲に記載）した通りひある。しかし、本発明は
、その構成Ｊ３　Ｊ、び実施り仏画ｌＪ　ｋ、−、”’
、）いく、仙の目的および効果ともども、添イ・］図面
に［９１連り−る以下の説明を読むことにより、一層よ
く理解ぐぎるであろう。

ルー非−匹−正ｊ（ 第１図のグラフは、遮断さ４する電流波形の完全な１ザ
イクルを示１゜図示の９９７０１曲線は周期］を右する
。通常の米国の線路電が１．周波数の場合、１’＝１６
．６ミリ秒ひある。上記正弦波を搬送する回路を電気的
に遮断Ｊるために、電気回路断続器の接点の分離を任意
の時聞く例えばＩ＋　）に開始するのが普通である。し
が（ハはどｌυどリベての場合、プラズマアークが分離
された電気接点間に発生し、電気接点の表面がら熱弁し
た金属物質を主成分とり−るイオン化プラズマ物質を介
して）継続電流通路を形成りる。電流は最大値よ（・、
１昇し続り、次いで時間［２で突然Ｔ；測不能に１［１
にｌ！Ｉ下りる範囲の１直に電流が達り゛る時点まＣ，
電流は正弦波状に下がり続りる。この臨界的電流（コ１
ぐ、電流は極め′ＣＣ連速降下りる。上述したように、
この急速な電流変化が大きな過渡電圧の発生の原因とな
る。従って、この迅速な遷移が起り始める限界（スレッ
シ１ホールド）電流レベルをできるだけ低くづるのが一
般に望ましい。この電流降下と関連したタイミングおに
び電流（１１ｉは、低い電流レベルぐのＣ７−り安定性
の欠如の結果である。

この突然の電流消滅は電流さい断（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃ
ｈｏｐｐｉｎａ）と称される。さい断電流は主としく使
用した電極接点材料によって決められる。理想的条件で
は、アークは先のゼロ交差より１／２秒後の点に対応り
る時間ｔ３で消滅りる。

電流ざい断の現象を、第１図に示したグラフの時間ｔ３
の直前の部分の拡大図である第２図Ｃ詳（）く前回りる
。特に、時間ｔ２　ａ、Ｃ２ｂおよびｔ２ｃに３つの可
能な７−り消滅遷移部が示されＣいる。電流チョッピン
グが時間ｔ２　ａ’ｃ起ると、アークは比較的不安定で
あるとされる。しかし、電流ブ螢」ラビングが時間　じ
ｃＵ−起ると、ｉ′−りは比較的安定Ｃあるとされる。

一般に、これらの低電流レベルでの高いアーク安定ｆ（
は電気回路；厖断器の望ましい特徴Ｃあり、特（こ本発
明の主要利点′ｃｄうる。

第３図は本発明の方向性凝固電極接点材１１により得ら
れる別の利点を示′ｒＪＱ具体的には、■ζを状電極接
点リング１０が導電↑〕１電（４１ベ一ス部祠１２に埋
設されている。さらに詳しくは接点１０間に）′−り１
３がど／ｖ　’（’いるのが図示きれでいる。第３図に
示す電極集成体構造は、貝空回路遮断器用の通常の説話
１に現在使用され乙−いる形状にガ′ｌ似しくいる。特
に、この”オうな装置ひは、電極Ｉシ魚１０間から導電
性ベース部材１２へのｉ−りの中！、移を促進するのが
通常望ましい。本発明によれば、環状電極接点１０が図
示後熟１０の水平ハツチングにより示されるように半径
）Ｊ向にプフ向性凝固した複合材料から作られでいる。

１１体的には、このＪ、うな凝固により、アーク１３を
接点１０間からもっと大きな、もっと遠＜　Ｉｊｌｌｌ
れた電流搬送Ｍ＋１体１２問に転移りるのが容易になる
。構体１２は、第４図の平面図から一層よくわかるよう
に、実質的にディスク形状の構体よりなり、これに環状
電極接点１０が固着され−Ｃいる。ざらに、導電性ベー
ス部材１２に長溝または螺旋状凹所１４を設りでアーク
回転を（５１進Ｊるのが好ましい。このような構成は電
気兵学回路断続器の設ｉ（′ｒ−酋通である。

第５および６図に、本発明の方向性凝固月利と共に使用
できる他の電極集成体を承り。具体的には、第５図では
、導電性ベース部材１６が電流導通部月としくのみなら
り゛、熱的ピー１−シンクとしても機能り−る。しかし
電極接点２０はアークをとばり主表面２１を形成り−る
。遮断器にＣ３りるアーク安定度を決めるのは接点２０
である。特に、鉛直ハツチングで示されているように、
接点２０はアークをとばず表面にほず直角な方向に方向
性凝固を示り゛。従って、第５図に示り本発明の実施例
は、従来用いられでいる電極接点に対して３つの重要な
利点をもつ。第１に、図示方向での方向性凝固により、
アーク発生表面２１と導電性ベース部材１６との間の熱
転尋率が高＜　／＜る。第２に、図示１５向ｅのｌｊ向
性凝固にＪ、す、ノノーク発４１表面２１とベース部月
１６との１１１−の導電ｉｆが１２“：１くなる。

これは接点２０に多数の導電ｆＩ・ンネルが存置−刀る
ことから生じる。第３に、ＩＸ　＋：λ２０　ｔにＪＪ
えられた方向性凝固は元素状金属間に堤界絹織を紺）”
、’ｉ　−ＬＪることによりアーク安定性を保つ作用を
なり。ざらに、電極月オ′３１は優れた絶縁耐力をｒｉ
Ｊ　Ｌｌる。従つＣ１第５図は本発明の好適実施例を示
しＣいる。

アーク移動または転移が望＞ｌ　Ｉ、い用途ぐ【Ｊ、１
ノ向性）疑固拐斜を用いでこの移０」を容易にりること
かできる。このようなＬＪ　１’！ｌおＪ、び形状を第
６図に示づ。第６図で用いる接点３０はアーク発生面２
１にはゾ平行な方向に方向ヤ１凝固を小り３．アークは
細長組成の方向に沿つ（のｌ）が移動しやりい（ば１向
があるので、この方向性凝固は゛市４４７接帥面、即ち
アーク発生表面でのアークの移動を制御りるのに役立つ
。本発明のこの特徴は第３図にも図示されており、この
場合一般に）゛ラズンアークに半径方向外向ぎ運動を向
えるの”が望ましい。

一般に、本発明の電極材料は少なくとｂ２つの互に不溶
ｒ１の金属成分が方向性凝固された混合物ｊ、りなる。

特にイＪ用で′あることが確認された材料は銅とバナジ
ウムとの混合物で、パノージウムが約１〜９２重量％の
ｍぐ在合り−るものでｉｔ６る。本発明の銅−バナジウ
ム方向性凝固々Ａ料を以下にざらに詳細に説明りるとと
もに第７および８図に示−リー６本発明に従つＣ７ｊ向
性凝固さけることのできる他のノニＬに不溶性の月別に
は、アルミニウムとアンチ七ン、銀と銅、銅とビスマス
、銅と鉛、銅とりチヂウ１１、アルミニウムとべ“リリ
ウム、銀とニラクルどアルミニウム、アルミニウムとク
ロム、アルミニウムとチタン、ｄ３よびアルミニウムと
バノ”ジウムがある。次の第１表に本発明に使用できる
材料のリス（〜Ｊ３よび組成範囲を示１が、これらのみ
に限定されない。

八ｇ　−Ｎｉ　　　　　１〜９８％Ｎ１Ａｆ−Ｂｅ　　
　　１〜９８％ＡＡ Ａｊ！Ｂ＋　　　　覆べＣσ）紺１１兄範］ｆ１１ΔＡ
　−Ｃ’ｒ　　　　ＥＳ　Ｏ−９９％へ〇ＡＪ−３１１
１〜８２％Ｓ１１ 八Ｅ−’ｌ’ｉ　　　　６３□〜９９　％　Ａ　ｐｃｕ
−１３ｉ　　　　　（すべ（の組成ｆａ　ｕｔｌ　）Ｃ
ＬＪ　　−Ｌ、１ ｅｌｌ　　−ｐｔ＞ ｃｕ−ｖ　　　　　１〜９２％Ｖ 方向性凝固の方法自身は冶金業界ｐＪ、くη１らｔして
いる。しかし、ノｊ向性凝１６冒０１肴”　’＋ｇ　＋
７ｖ々４２１　に４３いＣアーク移動を促進する目０′
Ｊ？″′イ史１１１ざｔＬ／ごことはいまｌどかつ−Ｃ
ない。さら（こ、プノｌｉ＋Ｊ　’　ｐ、ｌδ矛１−・
１ｈ＼１氏アーク電流レベルでのアーク安定ヤ１：（こ
ＰＡｅ川しｌこ１翰賢島に適用されたことはいまＩどｈ
Ｘ−）（ＩＪ　（＋’　、、／ｊ　１ｆ１１竹−凝固法
では、所望混合物のイン−ｒ・ソ１〜を高熱領ｊ或に通
し、インボッ１〜が高熱領域ｉこ１Ｊ）−）＜す）山過
Ｊるにつれて、材料が局部的に酒田１（２、［１ｆ凝１
−・１づる。

得られる組織の方向性は、再凝固１１１σ）　１ｉｉｌ
り：ｔ’ｉ　Ｉ≦ｊ　’ｌｉ’σ）相互の親和性に依存
するようｌ”　＋９＞る。水元”１のＬ１的には、方向
性凝固法に川０るｉｕ　４框月Ｅ　ｌ；Ｌ　２つ１ス十
の成分よりなり、その１成分が残りの成分に木質的に不
溶Ｃ・ある。その１成分が比較的高い導電率の金属であ
るのが好ましい。この点でも、特に銅とバナジウムが望
ましい不溶Ｗｔ度、沸点および導電率を呈りることを発
見した。さらに、銅とバナジウムが極めて方向性凝固を
しや覆いことを発見した３、シかし、本発明者は、銅と
バナジウムにりなる電１へ接点が、非ノ“Ｊ向性凝固状
態にあつＵ　’ｂ、優れたアーク安定特性を呈りること
もまたわかつｌご　。

銅−バナジウム混合物の方向性凝固に対する順応性を第
７　ＣＩ’ｉよび８図に具体的に示づ。両図とも銅−バ
ナジウムの走査型電子顕微銀写真である。

第７図は方向性凝固銅−バナジウｌ＼混含物の長さ方向
断面を承り。第８図は、銅−バナジウム混合物の横断面
を承りこと以外は、第７図と同じひある。これらの図で
、銅は存在する２つの物質のうち明るいＩＪとして現わ
れている。第７および８図に示づ各走査電子顕微鏡写真
は同一試料から臂られたもので、金属組織学的に研磨し
た表面の写真である。さらに、第７図には多数Ｑ）自１
ｔ１Ｊａ’　＜’ｊ、　ｌｆｉ　ンバされているが、こ
れらは撮ｆＧ＋過稈（・人為［１’Ｊ　＋、、ｍできた
ものである。同じような斑点が第〔３図（こもや）少な
くは４７−）”Ｃいるが見られる３、これら＋７）　］
］タ■点−６踊像過稈Ｃ人為にＣ・きた１〕のひある。

各顕微鏡写真に１５０ミクＬ１ンの刈払１１酩が比較（
１）　／ｊめに（＝ｉ　してある。第７および８図から
明らかｔＴよ・うに、銅はバナジウム混合物で１表面か
Ｌ）他人１ｒ１しＬ（・延在づる複数の柱状縞の形態Ｃ
：　（ｊ　？＋：　ｌる１、従って、方向性凝固現象が
材オ′３１全体に及ん（ａ３す、甲（こ表面だけの現象
ひないことがわかる、１従つ−（−、アークを安定化り
る１Ｃめ電極表面′Ｃ構成成分間の境界を定めることに
加えて、本発明の方向＋１凝１ｉ’ｉｌ　４４　ｉｊ＋
には、１成分、例えば銅の繊ＩＩｔ　＊：たは樹枝状Ｉ
Ｊ：　ｌｆｉ接点の対称軸に冶って接合され、接点表面
ＩＪＸらの導電性おにび熱転シ９を促進りるという追ハ
１１の特性が付与され−Ｃいる。第７およびＥ３図１−
用いた材料は５０容甫％バナジウムと５０千量％銅の混
合物ぐある。さらに、第７および８図の顕微鏡写真（ま
、１ｉにほず直角な表面についＣ見１．ニジのである。

上述したところから理解できるように、本発明の電極材
料は低電流レベルのアーク安定性を高め、アーク発生表
面ど導電＋！１ベース部月部材間の熱伝導を高め、そし
てざらに同じ方向の導電率を増加−リ−る。さらに、本
発明によれば、多数の電気回路遮断器に方向性凝固電極
接点材料を使用りることが出来Ｃ、アーク転移を凝固方
法の適切な選択により容易にＪることのできることを承
知されたい。

最後に、本弁明が真空ｉ）−り回路遮断器のすと１能を
署しく高めることしわかる。

本発明をその幾つかの好適な実施例についＣ詳しく説明
したが、当業者であれば、これらに多くの変更や変形を
加えることが可能である。従って、特許請求の範囲は本
発明の範囲内に入るこのような変更例や変形例すべてを
包含Ｊるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電流遮断サイクルを説明りる電流対時間のグラ
フ、第２図は低電流アーク安定状態を説明゛する第１図
の一部の拡大グラフ、第３図は本発明の電極Ｈ料を設（
プだ電極集成体の縦断面図、第４図は第３図の電極集成
体の平面図、第１〕図はｙノ向性凝固電極接点材料の使
用例を図解した本発明の１実施例の縦断面図、第６図は
方向１イ１凝固祠料の異なる配向を図解した第５）図に
類似し！ご電極集成体の縦断面図、第７図は銅−バノジ
ウム゛？Ｉｉｔ％接点材料の長さｌ／ｊ向断面の顕微鏡
７７°（゛署イしＣ第３３図は同材料のｔＮ断面を承り
第７図とＩｉ’ｉ１様の顕微組写真である。 主な符号の説明 １０．２０．３０・・・電極接５１、光、１２．１６・
・・導電性ベース部材、 １３・・・アーク、２１・・・アーク発！１表面。 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの接触面を右Ｊる導電性月わ１のブ
   １−１ツクＪ：りなり、前記導電性月利が次の相Ｕ不溶
   性金属成分の対：銅とバナジウム（但しバナジウｌ＼約
   １〜９２％）、銅とビスマス、銅とリチウム、銅と鉛、
   アルミニウムとチタン（但しアルミニウム約６３〜９９
   ％〉、アルミニウムどアンチモン（但しアンチモン約１
   〜８２％）、アルミニウムどりＬ１ム（但しアルミニウ
   ム約８ｏ−・９９％）、アルミニウムとベリリウム（但
   しアルミニウム約１〜９８％）、アルミニウムとビスマ
   ス、および銀とニッケル（但しニッケル約１〜９８％）
   、く以上％はいずれも重量％）にりなる群から選択され
   る方向性凝固混合物であることを特徴とりる真空遮断器
   用電気接点。 ２、前記電極が円形ディスクよりなる特許請求の範囲第
   １項記載の電極接点。 ３、前記電極が環状リングより４ｆる特晶′１請求の範
   囲第１項記載の電ｔ→（接点。 ４、前記７１１極が平１によりなる！ｌシＪ＞７１請求
   の範囲第１項記載の電極接点。 ５）、導電性ベース部祠、ＪｊＪ、びＪ、のベース部祠
   の表面に固着された特許請求の範囲第１填記載の電極よ
   りなる電極集成体、１ ６、方向性凝固が前記表面にｔｉｔ　＜’直角Ｃ゛ある
   特許請求の範囲第５項記載の電極集成体１゜７、方向性
   凝固が前記表ｉｆｕにはｑ’　Ｓｌ１行（゛ある特６′
   ［請求の範囲第５項記載の電極集成体。 ８、銅とバナジウムの凝固混合物よりなり、バナジウム
   が電極接点の約１へ・９２千吊％を占めることを特徴と
   する大電流回路跪衛器用電極接点。 ９、銅とバナジウムの凝固混合物Ｊ、りなり、バナジウ
   ムが約１〜９２重量％を占める、１４に電気接点に適当
   な月利。