JPS6037623A - 真空開閉器用電気接点材料 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、真空開閉器に用いられる電気接点材料の改良
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に真空開閉器は次のような特徴を有している。

１、電流しゃ断を真空容器内で行い、電流自然零値時に
おける消イオン作用が、高真空中の電子の拡散によるた
め、他の消弧原理のものに比して著しく犬であシ、すぐ
れたしゃ断性能を示す。

２、シゃ断時にアークが露出しないので、火災や爆発の
危険性がなく安全である。

３小型、軽シーにでき、保守点検の省力化に役立つ。

４、シゃ断時の騒音が少い。

５３接点が真空中に密封されているので、ふん囲気の影
響を受けず保守の心安がない。

６接点を開閉する機器以外は特に補助装俗や伺属品を必
要としない。

以上のような幾多の特徴を備えているために、真空開閉
器は、一般産業、電力、ビル施設などの受配電設備への
需要が増加している。しかしながら真空開閉器の特徴的
現象であシ、短所ともなっているものに、電流さい断覗
象があシ、小電流をしゃ断するとき電流が自然零点以前
にアークを安定に維持できずに１急激に消滅するという
問題がある。このためとくに高圧モータ開閉用としての
真空開閉器など銹導性回路では、異常電圧が発生し、機
器の絶縁劣化を生じ、機器損傷の原因となるので、この
種の用途ではさい断電流値の小さいことが要求されるが
、この特性は殆ど電気接点材料によって左右され、適切
、な材料選定が望まれる。

以上のごとく、真空開閉器に使用される接点羽村の選定
は重要であるが、一般に接点材料とじては次のような特
性が要求されている。

（１）十分に脱ガスされていること （２）電気伝導、熱伝導が良いこと （３）消耗が少なく、溶着をしないこと（４）シゃ断性
がすぐれていること （５）接触抵抗が小さく、通電容量が犬であること（６
）耐圧が高いこと （７）さい断電流値が小さいこと これらの扱求特性をみたす接点材料はこれまで数多く開
発されているが、Ｗ−Ａｇ−Ｃｏ系合金もそれらの一つ
としてよく知られている。Ａｇを２０−５０％、ＣＯを
０．５〜３％含有するＷＣ−Ａｇ　−Ｃｏ系合金は、安
定した接か抵抗としゃ断特性とを有し、さい断電流値も
他の電気接点に比べて低いので、’ｆＪ５流さい新現象
による異常電圧の発生が問題となる真空開閉器の電気接
点材料として多く用いられている。

しかしながら、この良好々特性を有するＷＣ−Ａｇ−Ｃ
ｏ系合金も、その反面放出ガスが比較的多いためにしゃ
断容量が不足するか、もしくは耐圧が劣化しやすいとい
う欠点がちυ、この欠点を除去するためには、かなり複
雑な製造過程を経なければならない。従来から知られて
いるＷＣ−Ａｇ−Ｃｏ系合金の製造方法は焼結溶浸法が
普通であり、才ずＷＣ，ＡｇおよびＣＯの粉末をボール
ミルで湿式混合し、これを乾燥した後成形した成形体を
１１００〜１３００℃の温度範囲で水素雰囲気中で焼結
する０ことで得られた焼結体にはまだ空孔が残存してい
るので、これを排除するために、さらに１０００〜１２
００℃の水素雰囲気中でＡｇを溶浸して緻密となったＷ
Ｃ−Ａｇ　−Ｃｏ系合金をつくることができる０しかし
、ここまでの過程で得られた合金中には水素が多量に吸
蔵されてし１うので、この合金を真空開閉器の接点とし
て用いるには合金中の水素を除くために、真空中で１１
００〜１２００℃に温度をあげて脱水素処理を行わなけ
ればならない。

勿論この合金をはじめから高真空中で焼結済ν法により
ｉ造すれば、水素ガスの吸蔵という問題は生じないが、
Ａｇの蒸気圧が比較的高いために、溶浸過程でＡｇの蒸
発飛散が多くなって、合金の組成を正確に保つことがで
きず、その制御も困難である。またＡｇの蒸発と凝結に
より、真空炉内が汚染されやすいのでこの方法は好まし
くない。したがってＷＣ−Ａｇ−Ｃｏ系合金は前記のよ
うな複雑な製造過程が避けられないのである。

一方材料組成の観点からもＷｅ　−Ａｇ−Ｃｏ系合金は
、構成元素の一つであるＡｇが高価な金属であり、前述
したように２０〜５０チも含んでいるとともこの合金の
欠点の一つである。したがって、高価なＡｇに代るＣｕ
を用いてＷＣ−Ｃｕ−Ｃｏ系合金とする試閉器用の接点
材１１としてすぐれたしゃ断性能、耐圧および通電特性
などを具備したものとして知られているが、さい断電流
値に関してはＷｅ　−Ａｇ　−Ｃｏ系合金よシも劣って
いた。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑み々されたものであシ、さい断電
流値が小さく、経済的効果の高い真空開閉器用接点材料
を提供することを目的とする０〔発明の要点〕 本発明の接点材料はＣｕが８〜２０％、Ｃｏが０．３〜
４％、残部−がＷＣからなるものである。

〔発明の実施例〕

以上本発明を実施例に基づき説明する。

本発明による接点材料の組成を種々検討した結果、ＷＣ
を主成分とし、Ａｇに代るＣｕを８〜２０％。

Ｃｏを０５〜４チとし、次の４種類を製作した。すなわ
ち、ＷＣ−１５％Ｃｕ−３，８％Ｃｏ、　Ｗｅ−８，５
％Ｃｕ　−３７％Ｃｏ、　ＷＣ−１４，８％Ｃｕ−０，
７％ＣｏおよびＷＣ−９，０％Ｃｕ−０，９％Ｃｏであ
る。

上記のように（：：ｕ、Ｃｏの含有量の範囲を限定した
のは、Ｃｕは８％以下では導電率の低下が大きく通電特
性が悪くなシ、２０チ以上とすれば導電率−向上するが
、さい断電流値が犬とな勺、一方ＣＯの添加は籠の焼結
性を高め、接点の接触抵抗を安定に保つのに有効である
が、０３チ以下ではその効果を発揮できず、また４チ以
上になると、しゃ断特性に悪影響を及はし、かつ機械加
工性も悪く　゛するからでおる０ 本発明の接点材料の具体的な製造方法（は以下のように
行う。壕ず粒径が０．７〜３μｍのＷＣ粉末と、３５０
メツシユ以下のＣｕおよびＣＯ粉末を所定量秤量し、こ
れらをボールミルに装入して混合した後、この混合粉末
を３　ｔｏｎ／　ａｄの圧力で所定の形状に成形する。

次に成形体を真空中で１２００℃に１時間保持して焼結
する。その後、この焼結体の上にＣｕブロックを乗せて
、真空中で１２００℃に１時間保持することによシ、焼
結体の空孔にＣｕを溶浸させて前述のＷＣ−Ｃｕ　−Ｃ
ｏ系合金が得られる。以上のように本発明の接点制料の
製造過程は従来のＷＣ−Ａｇ−Ｃｏ合金に比べて焼結溶
浸工程を真空中処理を施すことができる点で有利である
。

このようにして得られた前述の４拙類の接点合金を試験
して接点の緒特性をめた。第１図はこの試験に用いた真
空バルブを示したものであシ、第１図において真空容器
ｌの内部に設けられたシールド材２の中に固定接点３Ａ
、可動接点３Ｂが対向配置され゛ている。可動接点３Ｂ
は通電棒４に固定され、ガイド５およびベローズ６によ
シ可動する構造になっている。試験条件は下記の通りで
ある。

電圧ニア、２ｋＶ、電流：８ｋＡ、、真空度：　１０−
’　Ｔｏｒｒ　。

接点寸法：厚さ３．５ｍ、外径２５咽、内径１３調、接
点間隙二６閣、接触荷重：２０ｋｌｌ なお本試験を行うに当って、従来知られているｗｃ系接
点合金についても同一条件で試験し、本発明の接点利料
との性能比較をした。試験結果を第１表に示すが比較材
料とその結果を併記しである。

第１表には導電率と溶存酸素量も掲けであるが本発明合
金は導電率が従来合金より低く、溶存酸素量は同等か若
干少い。導電率が低下したのはＡｇよりも導電性の劣る
Ｃｕに附き換え、かつ含有鉦を大巾に減らしであるから
であるが、他の特性値を勘案すれば、総合的に実用上の
問題はない。接触抵抗で比較すると、本発明合金＃′ｉ
開閉前には従来合金よシ高い値となっているが、５０回
ド；ｊ閉後には従来合金のＷ−Ｃｕ、　ＷＣ−Ｃｕよシ
低く、その他のものよシやや高い。しかし、この程度の
接触抵抗値であるならは実用上は支障の々いことを確認
しｆｆ１１表 ている。さい断電流値については、本発明合金では全て
ＩＡ以下となっておシ、従来合金のＷ−ＣＵ。

Ｗ−Ｃｕ−Ｃｏ、およびＷＣ−Ａｇ　−Ｃｏ系合金のい
ずれに比べてもすぐれた結果を示し、本発明合金の特徴
をよく表わしている。寸だ前記試験条件において接点は
すべてしゃ断可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の接点材料は従来用いられ
ているＷＣ−Ａｇ−Ｃｏ合金の構成元素である高価なＡ
、ｇに代えて、Ｗｃ−ｃｕ−Ｃｏ系合金とすることによ
り、真空処理を可能にし、製造工程を簡素化するなど経
済的効果が犬きく、シがもｗｃ−Ｃｕ−Ｃｏ系合金の最
適組成範囲を設定することにより、真空開閉器の通電特
性を大きく損うことなく、さい断ｉｌ流値を著しく減小
させることができる０ したがって本発明の接点材料は、電流さい断現象による
異常電圧の発生が問題となる真空開ｑｊ器の接点として
用いるとき極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空パルプの断面図である。 １・・・・・・真空容器、３Ａ・・・・・・固定接点、
３Ｂ・・・ｒ・第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｃｕが８〜２０重量ＬＣｏが０．３〜４重量％。 残部ＷＣからなることを特徴とする真空開閉器用電気接
   点材料。