JPS61124013A

JPS61124013A - 真空しや断器用接点

Info

Publication number: JPS61124013A
Application number: JP24751784A
Authority: JP
Inventors: 納谷　栄造; 奥村　光弘
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-06-11
Also published as: JPH02809B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は大電流しゃ所持性に優れた真空しゃ断器用接
点材料に関するものである。

［従来の技術］真空しゃ断器は、その無保守、無公害性、優れたしゃ断
性能等の利点を持つため、適用範囲が急速に拡大してき
ている。また、それに伴い、より高耐圧化、大電流しゃ
断器の要求がきびしくなってきている。一方、真空しゃ
断器の性能は真空容器内の接点材料によって決定される
要素がきわめて犬である。

真空しゃ断器用接点材料の満足すべき特性として、（ｌ
〕シゃ断容量が大きいこと、（２）耐電圧が高いこと、
（３）接触抵抗が小さいこと、（４）ｄ着力が小さいこ
と、（５）接点消耗量が小さいこと、（６）さい断電流
値が小さいこと、（力加工性が良いこと、（８）十すな
機械的強度を有すること、等がある。

実際の接点材料では、これらの特性を全て１両足させる
ことは、かなり困難であって、一般には用途に応じて特
に重要な特性を満足させ、池の特性をある程度犠牲にし
次材料を使用しているのが実状であり、例えば特開昭５
５−７８４２９号に記載の調−タングステン接点材料は
耐電圧性能が優れているため、負荷開閉４や接触器等の
用途によく用いられている。但し、電流しゃ断性能が劣
る七いう欠点を持っている。

一方、例えば特胸昭５４−７１３７５号に記載の銅−ク
ロム接点材料は非常にしゃ断性能が優れているため、し
ゃ断器等の用途によく用いられているが、耐電圧性能で
は上記銅−タングステン接点材枡に劣っている。

上記真空しゃ断器用接点材料の他に、一般に気中、油中
等で用いられている接点材料の例が「粉末冶金学（日刊
工業新聞社刊）」等の文献に挙げられている。しかし、
例えば粉末冶金学Ｐ、　２２９〜２３０に記載の銀−モ
リブデン系接点材料や銅−モリブデン接点材料は真空し
ゃ断器用接点に用いた場合、＃填圧性能は上記銅−タン
グステン接点材料よりも劣り、電流しゃ断性能は上記銅
−クロム接点材料よりも劣っているため、現在のところ
殆んど使用されていない。

〔発明が解決しようとする問題点］従来の真空じゃｙｆｒ器用接点は以上のように、６各の
特性をいかして使用されてきたが、近年、真空しゃ断器
の大電流化、高電圧化への要求が厳しくなり、従来の接
点材料では要求性能を十分満足させることが困難になっ
てきている。又、真空しゃ断器の小型化に対しても、よ
り優れた性能をも゛つ接点材料が求められている。

この発明は上記のような従来のものを改良するためにな
されたもので、しゃ断性能に優れた真空しゃ断器用接点
材料を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段］発明者らは、銅に種々の金属１合金、金属間化合物を添
加した材料を試作し、真空しゃ断器に組込み、種々の実
験を行つ之。この結果、鋼とモリブデン及びタンタルか
らなる接点材料は非常に優れたしゃ断性能を有している
ことが判った。

この発明による真空しゃ断器用接点材料は、銅とモリブ
デン及びタンタルから成ることを特徴とし念ものである
。

［発明の実施例］以下、この発明の実施例について説明する。

（接点材料の作成）接点材料の作成は、粉末冶金法により、溶浸法。

完全粉末焼結法及びホットプレス法の３通りで行った。

第１の溶浸法による接点材料製造法は、平均粒径３μｍ
のモリブデン粉末と粒径４０μｍ以下のタンタル粉末と
粒径４０μｍ以下の銅粉末を各々６９．２対１４．２対
１６．６の割合で秤量した後、２時間混合を行った。

つづいて、この混合粉を所定の形状の金型に充填し、ｌ
　ｔｏｎ／ｃＩｄ　　の荷重でプレスし成形を行った。

次に、この成形体を真空中１０００℃で２時間焼結し仮
焼結体を得た。この後、仮焼結体に無酸素銅の塊をのせ
て水素雰囲気中１２５０℃で１時間保持し、無酸素銅を
仮焼結体に含浸させ接点材料とした。

この接点材料の最終成分比は表１のサンプル２である。

なお、表ＩＫは上記に示したものと同一方法により製造
し之他の成分比の接点材料についても合せて挙げである
。

表　　１表　　２表　　３第２の完全粉末焼結法による接点材料！！！遺失は平均
粒径３μｍのモリブデン粉末と粒径４０μｍ以下のタン
タル粉末と粒径４０μｍ以下の銅粉末分各々３６．５対
３．５対６０の割合で秤量した後２時間混合を行った。

つづいて、この混合粉を所定の形状の金型に充填し３．
３ｔｏｎ／ｃｌＩ　の荷重でプレスし成形を行った。

次に、この成形体を水素雰囲気中鍋の融点直下で２時間
焼結を行い接点材料とした。この接点材料の最終成分比
は表２のサンプル１７である。同様にして得られた他の
接点材料についても合せて表２に示す。

第３のホットプレス法による接点材料製造法は平均粒径
３μｍのモリブデン粉末と粒径４０μｍ以下のタンタル
粉末と粒径４０μｍ以下の銅粉末を各々３６．５対３．
５対６０の割合で秤量した後２時間混合を行った。つづ
いて、この混合粉をカーボン製のダイスに充填し、真空
中１０００℃で２時間加熱、この闇に２ＵＯｋｇ／ｍの
荷重を加え、接点材料の塊を得た。

得られた接点材料の最終ｆｆｔ分比上表３のサンプル２
５である。同様にして得られた他の接点材料についても
合せて表３に示す。

なあ・、本発明との比較のため、上記各接点材料製造法
により製作した銅−モリブデン接点材料も表１゜２，３
に合せて比軟例として示しである。また、従来例として
銅とクロムが各々７５対２５の割合である完全粉末焼結
法により製造された接点材料も表２に合せて示しである
。

（接点材料の特性、実験）各方法により製造された上記接点材料は直径２０鵡の電
極に機械加工された後、各々電気伝導度を測定した。そ
の結果は表１．２゜３に合せて示されておシ、従来例で
ある銅−クロム接点材料と同等もしくはそれ以上である
ことが判る。

次に、これら上記の電極を真窒しゃ断器に組込み、電気
特性を測定した。第１図は表１に示された本発明合金の
しゃ断性能と示したものであり、表１のサンプルｌ（比
較例）のしゃ断性能を１としたときの本発明による接点
材料のしゃ断性能を表わしたものである。図の横軸は本
発明接点材料が３元系であるため、モリブデンに対する
タンタルの成分比、つまりモリブデンに対するタンタル
の添加量を示しモリブデン量とタンタル菫の和は１００
凰鷺チとなるように表わしである。また、図の縦軸は従
来例である銅−５００重量％モリブデン点材料を基準に
したしゃ断性能を示す。従って図中１は表１のサンプル
２．３、すなわち銅が約６０重量％で残部４０重量％と
モリブデンにタンタルを添加した接点材料のしゃ断性能
を表わしており、図中２は表１のサンプル１．４．５．
６．７．８．９、すなわち銅が約５０重量％で残部５０
重量％をモリブデンにタンタルを添加し之接点材料のし
ゃ断性能を示し、図中３は表１のサンプル１０．１１．
１２．１３゜１４、１５、すなわち銅が約４０重量％で
残部６０重量％をモリブデンにタンタルを添加した接点
材料のしゃ断性能を示したものである。また、図中４は
鯛が約５０重量％残部がモリブデンから反る基準用の従
来接点を示し、図中５は他の従来例である銅が７５重量
％で残部がクロムから成る完全粉末焼結法により製造さ
れた接点材料サンプル２３のじや折性能を表わした比較
ラインである。

この図より、本発明接点材料は従来よく用いられている
銅−クロム接点材料より優れたしゃ断性能を有している
ことが判り、今回の実吸ではタンタル量が４．４重量％
から５４．０重量％まで、モリブデン量が５．０重量％
から５４．７重量％までの範囲であったが、従来の銅−
クロム接点材料と同等の性能以上と示すモリブデン量と
タンタル量の範囲はさらに広いものと思われる。

第２図は表２に示された本発明接点材料のしゃ断性能を
示したものであり、表２のサンプル１６（比較例）のし
ゃ断性能を１としたときの本発明接点材料のしゃ断性能
を表わしたものである。

図の横軸は第１図と同様に、本発明接点材料が３元系で
あるため、モリブデンに対するタンタルの成分化、つま
りモリブデン（対するタンタルの添加量を示し、モリブ
デン量とタンタル量の相は１００重量％とをるように表
わしである。また、図の峻軸は比較例である銅−２５重
量％モリブデン接点材料（サンプル１６）を基準にした
しゃ断性能を示す。従って図中６は表２のサンプル１６
．２０゜２１、２２．２３、すなわち銅量が約７５重量
％で残部２５重量％をモリブデンにタンタルを添加した
接点材料のしゃ断性能を表わしており、図中７は表２の
サンプル１７　、１８．１９　、すなわち銅量が約６０
重量％で［ｓ４０重量％をモリブデンにタンタルを添加
した接点材料のしゃ断性能と示したものである。また、
図中８は銅が約７５重量％残部がモリブデンから成る基
準用の比較接点（サンプル１６）を示し、図中５は他の
従来例である銅が７５重量％で残部がクロムから成る接
点材料（サンプル２３）のしゃ断性能を表わした比較ラ
インである。

この図より、本発明接点材料は従来よく用いられている
銅−クロム接点材料より優れたしゃ断性能を有している
ことが判り、今回の実験ではタンタル量が２．２重量％
からＬＬ、Ｏ（量チまで、モリブデン量が１４．０重量
％から３６．５重量％までの範囲であつ之が、従来の鋼
−クロム接点材料と同等以上の性能を示すモリブデンと
タンタルの５Ｘ、分範囲はさらに広いものと思われる。

第３図は表３に示された本発明接点材料のしゃ断性能を
示したものであり、表３のテンプル２４（比較例）のし
ゃ断性能を１としたときの本発明接点材料のしゃ断性能
を表わしたものである。

図の横軸は第１，２図と同様に、本発明接点材料が３元
系であるため、モリブデンに対するタンタルのｆｉＸ、
分化、つまりモリブデンに対するタンタルの添加量を示
し、モリブデン量とタンタル量の和は、１００重量％と
なるように表わしである。また、図の縦軸は比較例でめ
る銅−２５重量％モリブデン接点材料（サンプル２４）
を基準にしたしゃ断性能を表わしており、図中９は表３
のサンプル２４．２８．２９．３０．すなわち銅量が約
７５重量％で浅部２５重量Ｓｔ−モリブデンにタンタル
を添加した接点材料のしゃ断性能を表わしており、図中
１０は表３のサンプル２５．２６．２７　、ナなわら銅
量が約６０重量％で残部４０重量％乞モリブデンにタン
タルを添加した接点材料のしゃ断性能を示したものであ
る。また、図中１１は銅が約７５重量％、残部がモリブ
デンからなる基準用の比較接点（−＋ｊ″ンプル２４〕
を示し、図中５は第１，２図と同様に銅が７５重量％で
残部がクロムから成る従来の接点材料（サンプル２３）
のしゃ断性能を表わした比較ラインである。

この図より、本発明接点材料は従来よく用いられている
鋼−クロム接点材料より優れたしゃ断性能を有している
ことが判り、今回の実験では第２麦と同じく、タンタル
量が２．２重量％から１１．０重量％まで、モリブデン
量が１４．０重量％から３６．５重量％までの範囲であ
ったが、従来の銅−クロム接点材料と同等以上の性ｆＩ
ｉ！、を示すモリブデンとタンタルの成分範囲はさらに
広いものと思われる。

また、第１図の１．第２図の７、第３図の１０より銅量
が約６０重撤予である接点材料の製造方法による比較が
出来るが、ホットプレス法が少し良い程度であまり差は
みられない。従って、不発Ｆ！ＡｉＣよる銅−モリブデ
ン−タンタル３元系の接点材料の成分範囲としてモリブ
デンは５．０重量％より５４．７重量％まで、タンタル
ｆ′ｉ２．２重量％より５４．０重量％まであるが、第
１．２．３図のしゃ断性能のグラフ？見てもタンタル添
加量に対して性能が上っているため、モリブデンに対す
るタンタル添加量といった見方をすれば全範囲に於てし
ゃ断性能は良好である。一方、銅量に関しては、第１図
より６０重ｆｆｉ％銅が性能的には他に劣るが、モリブ
デンに対するタンタル添加量が増加するとしゃ断性能が
上っているため、十分実用範囲である。

なお、参考のためにサンプル４で７．２ｋＶ　　１２．
５ｋＶ　　をしゃ断している。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、真空しゃ断器の電極
に銅とモリブデンとタンタルから成る接点材料を用いた
ので、しゃ断性能に貴れた真空しゃ断器が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である浴浸去により製造さ
れた銅−モリブデン−タンタル接点材料のしゃ断性能を
示すグラフ、第２図はこの発明の一実施例である完全粉
末焼結法によｉ）製造さ７′Ｌ之銅−モリブデン−タン
タル接点材料のしゃ断性能を示すグラフ、第３図はこの
発明の一実施例であるホットプレス法により製造された
銅−モリブデン−タンタル接点材料のしゃ断性能を示す
グラフである。代　理　人　　大　　岩　　　増　　雄第１図Ｎｏ　ｒコクすす６Ｔａｉｔｚυ量（］ヒ、１％）第２
図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器内で互いに接離可能な対向する一対の電
極を有する真空しや断器において、その電極材料が銅と
モリブデンとタンタルから成ることを特徴とする真空し
や断器用接点。
（２）銅、モリブデン及びタンタルが、各々単体金属、
三者もしくは二者の合金、三者もしくは二者の金属間化
合物、又はそれらの複合体として分布していることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の真空しや断器用
接点。