JPS6276224A - 真空遮断器用接点 - Google Patents
真空遮断器用接点Info
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- JPS6276224A JPS6276224A JP21685185A JP21685185A JPS6276224A JP S6276224 A JPS6276224 A JP S6276224A JP 21685185 A JP21685185 A JP 21685185A JP 21685185 A JP21685185 A JP 21685185A JP S6276224 A JPS6276224 A JP S6276224A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、真空遮断器用接点、すなわち、真空バルブ中
の接点に係り、特に接合材料、例えばロウ材の接点表面
へのしみ上り現象を軽減した信頼性の高い接点に関する
。
の接点に係り、特に接合材料、例えばロウ材の接点表面
へのしみ上り現象を軽減した信頼性の高い接点に関する
。
真空遮断器は小型軽量、メンテナンスフリ、環境調和な
どの点で、他の遮断器に比べ優れた特徴を有するため近
年その適用範囲を拡大している。
どの点で、他の遮断器に比べ優れた特徴を有するため近
年その適用範囲を拡大している。
真空遮断器用接点に対しては、
■ 溶着力が小さいこと、
■ 耐電圧が高いこと、
◎ 遮断特性がよいこと、
が基本的三要件として求められ、この他にの 裁断電流
値が小さいこと、4 ■ 接触抵抗が低く安定して(・ること、■ 耐消耗性
がよいこと、 等々も重要とされて(・るっ しかしながら、単一の金属にてこれらの必要要件を十分
に満足する接点は皆無であるため、種々の機能を持った
合金接点が開発され実用化されている。
値が小さいこと、4 ■ 接触抵抗が低く安定して(・ること、■ 耐消耗性
がよいこと、 等々も重要とされて(・るっ しかしながら、単一の金属にてこれらの必要要件を十分
に満足する接点は皆無であるため、種々の機能を持った
合金接点が開発され実用化されている。
例えば、大電流化を指向した接点合金としてBi 等
の溶着防止成分をs%以下含有したCu−B1合金が知
られている(特公昭’II−/コ/、?/号)。この合
金はCu母相に対して溶着防止成分の固溶度が極めて小
さいため、高い電気伝導性と優れた耐溶着性を示す材料
であると共に、溶着防止成分量を合理的に設定したとき
には、耐電圧特性も優れた水準に維持できる合金である
ことが知られ、一部の遮断器に使用されている。
の溶着防止成分をs%以下含有したCu−B1合金が知
られている(特公昭’II−/コ/、?/号)。この合
金はCu母相に対して溶着防止成分の固溶度が極めて小
さいため、高い電気伝導性と優れた耐溶着性を示す材料
であると共に、溶着防止成分量を合理的に設定したとき
には、耐電圧特性も優れた水準に維持できる合金である
ことが知られ、一部の遮断器に使用されている。
また、他の例と1−て高耐圧化を指向した接点合金とし
てAg−We、 C++−WSCu−Cr なと粉末
冶金的手法による合金も鞠らFL ”Cいろ。これらの
合金は、Cu、 Agなど高導電性材料に対し、高融点
で高硬度のWなどを多量に含有させ得るため耐消耗性が
よいことがら一部の遮断器に使用されてぃK)っ〔背景
技術の問題点〕 Cu−B1合金には上記に列挙したような特徴を持つが
、他方において、次に述べる欠陥が存在するため適用範
囲を限定して使用しているのが現状である。
てAg−We、 C++−WSCu−Cr なと粉末
冶金的手法による合金も鞠らFL ”Cいろ。これらの
合金は、Cu、 Agなど高導電性材料に対し、高融点
で高硬度のWなどを多量に含有させ得るため耐消耗性が
よいことがら一部の遮断器に使用されてぃK)っ〔背景
技術の問題点〕 Cu−B1合金には上記に列挙したような特徴を持つが
、他方において、次に述べる欠陥が存在するため適用範
囲を限定して使用しているのが現状である。
すなわちCu−B1合金の決定的欠陥は、Cu−B1合
金の結晶粒界を通して接合材料(銀ロウ)がCu−B1
合金内を貫通し、表面層(接触部)にしみ出る現象があ
る。この現象は、ロウ材は熱処理等の加熱によって溶融
点に達した溶融旧が結晶粒界を腐蝕し粒大化させる結果
として、ロウ材のしみ上りを助長する。しみ上ったロウ
材は、接点表面の平滑化を損うなど電界の集中、耐電圧
特性の低下を招くと共に、耐溶着性の低下にも関係し、
その改善が望まれている3゜ 一方、Ag −Weなどの粉末冶金的手法によるこれら
焼結合金は、製造技術のレベルに応じて多少の空孔を有
している。この空孔を介し7て前記Cu−B1 の場
合と同様接触部にl−み出て、信頼性の確保に影響を4
女るため、その改善が望まれている、。
金の結晶粒界を通して接合材料(銀ロウ)がCu−B1
合金内を貫通し、表面層(接触部)にしみ出る現象があ
る。この現象は、ロウ材は熱処理等の加熱によって溶融
点に達した溶融旧が結晶粒界を腐蝕し粒大化させる結果
として、ロウ材のしみ上りを助長する。しみ上ったロウ
材は、接点表面の平滑化を損うなど電界の集中、耐電圧
特性の低下を招くと共に、耐溶着性の低下にも関係し、
その改善が望まれている3゜ 一方、Ag −Weなどの粉末冶金的手法によるこれら
焼結合金は、製造技術のレベルに応じて多少の空孔を有
している。この空孔を介し7て前記Cu−B1 の場
合と同様接触部にl−み出て、信頼性の確保に影響を4
女るため、その改善が望まれている、。
いずれの材料の場合本、−ウ付温度、時間及びロウ材使
用情の制御によって、各々の問題点に対応しているのが
現状である5、 〔発明の目的〕 本発明は、従来手段のかかる難点に鑑みてなされたもの
で、その目的とすると、:4ろは、接合材料の接触部へ
のしみ上りを防止しが真空遮断器用接点を提供すること
を、その目的とする。
用情の制御によって、各々の問題点に対応しているのが
現状である5、 〔発明の目的〕 本発明は、従来手段のかかる難点に鑑みてなされたもの
で、その目的とすると、:4ろは、接合材料の接触部へ
のしみ上りを防止しが真空遮断器用接点を提供すること
を、その目的とする。
本発明による接点を得ることにより、真空遮断器の品質
の向上および歩留を同上させ、原価低減を達成した真空
遮断器が得られろ。
の向上および歩留を同上させ、原価低減を達成した真空
遮断器が得られろ。
本発明者らは、種々の研究・実験を行なった結果、接点
の接触部−・接合材t1が19み込むことを防止するト
ラップ層に接点に設ければ、本発明の目的達成に有効で
ある。:、とを見出し完成するに到−た。
の接触部−・接合材t1が19み込むことを防止するト
ラップ層に接点に設ければ、本発明の目的達成に有効で
ある。:、とを見出し完成するに到−た。
すなわち、この発明の真空遮断器用接点は、接点材料か
らなる接触部と、接触部への接合材料の滲み込みを防止
するトラップ層とを含むことを特徴とするものである。
らなる接触部と、接触部への接合材料の滲み込みを防止
するトラップ層とを含むことを特徴とするものである。
この発明の好ましい態様として、トラップ層中1、τ容
積比で!r −AO%の接合材料溜を存在させるこ、し
ができる。
積比で!r −AO%の接合材料溜を存在させるこ、し
ができる。
この発明の好ましい態様として、接点材料を、C1】お
よび/またはAgの高導電性成分と、Bi、’re1P
b、 SbおよびSe よりなる群から選ばれた少なく
とも1種の溶着防止成分とを含むものとすうことができ
る。
よび/またはAgの高導電性成分と、Bi、’re1P
b、 SbおよびSe よりなる群から選ばれた少なく
とも1種の溶着防止成分とを含むものとすうことができ
る。
この発明の別の好ましい態様として、接点材料?、C1
1および/またはAgの高導電性成分と、Cr、Ti%
W、 Mo、 これらの炭化物、およびこれらの硼化
物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の合金成分を
含むものとすることができる。
1および/またはAgの高導電性成分と、Cr、Ti%
W、 Mo、 これらの炭化物、およびこれらの硼化
物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の合金成分を
含むものとすることができる。
この発明の好ましい態様として、トラップ層を、Agお
よび/またはCuよりなるものとすることができる。
よび/またはCuよりなるものとすることができる。
本発明の真空遮断器用接点は、対向する電極と接触する
部分である接触部と、接触部への接合材料の滲み込みを
防止するトラップ層とを含むものである。この発明にお
ける接点の構成は、その種類、形状等に応じて種々の変
形が可能である。例えば接点の外層に接触部を、内層に
トラップ層を設け、この接点のトラップ層を接合材料(
ロウ材)によって電極または導電体と接合させてもよい
。
部分である接触部と、接触部への接合材料の滲み込みを
防止するトラップ層とを含むものである。この発明にお
ける接点の構成は、その種類、形状等に応じて種々の変
形が可能である。例えば接点の外層に接触部を、内層に
トラップ層を設け、この接点のトラップ層を接合材料(
ロウ材)によって電極または導電体と接合させてもよい
。
本発明において用いられる接触部用の接合材料には、従
来から接点材料として使用されているものでもよく、好
ましくはCuおよび/またはAgの高導電性成分と、B
i、 Te、 Pb、 SbおよびSsよりなる群から
選ばれた少なくとも1種の溶着防止成分とを含むもの、
また、Cuおよび/またはAgの高導電性成分と、Cr
、 TI、W%Mo、 これらの炭化物、およびこれ
らの硼化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の合
金成分とを含むものがある。
来から接点材料として使用されているものでもよく、好
ましくはCuおよび/またはAgの高導電性成分と、B
i、 Te、 Pb、 SbおよびSsよりなる群から
選ばれた少なくとも1種の溶着防止成分とを含むもの、
また、Cuおよび/またはAgの高導電性成分と、Cr
、 TI、W%Mo、 これらの炭化物、およびこれ
らの硼化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の合
金成分とを含むものがある。
この発明におけるトラップ層は、真空遮断器の製造工程
のうち接点と電極との接合時に、また真空遮断器の使用
時に、接合材料が接点の接触部に滲み込むことを防止す
る働きをする。
のうち接点と電極との接合時に、また真空遮断器の使用
時に、接合材料が接点の接触部に滲み込むことを防止す
る働きをする。
このトラフ1層は、接点中で少なくとも接触部と接合材
料層との中間に設けられる。トラップ層の構成には、種
々の態様があり、例えば、多数の空孔を設けた金属また
はセラミックの層、金網状のシートなどがある。好まし
いトラップ層は、トラップ層中に容積比で!〜bO%の
接合材料溜めが存在するものである。また、トラップ層
が、多数の空孔を有する金属層と、その空孔内に溶浸充
填された接合材料とからなるものであってもよい。
料層との中間に設けられる。トラップ層の構成には、種
々の態様があり、例えば、多数の空孔を設けた金属また
はセラミックの層、金網状のシートなどがある。好まし
いトラップ層は、トラップ層中に容積比で!〜bO%の
接合材料溜めが存在するものである。また、トラップ層
が、多数の空孔を有する金属層と、その空孔内に溶浸充
填された接合材料とからなるものであってもよい。
本発明の真空遮断器用接点の作用および機構について、
以下に説明する。
以下に説明する。
Bi、To、pb、 sb 等の溶着防止成分は、C
uまたはCu合金に対して固溶度が低いため、その大部
分は結晶粒界に析出し合金を脆くする。
uまたはCu合金に対して固溶度が低いため、その大部
分は結晶粒界に析出し合金を脆くする。
さらに、真空バルブの製造過程で加えられる熱処理によ
って融体化した前記溶着防止成分(以下、簡便のためB
i を代表例に挙げて説明するが、他の成分も現象的に
は実買上同じである)Biは、結晶粒界を腐蝕しその幅
を数倍またはそれ以上に太くする現象を呈すると共に、
結晶粒界をミクロ的に荒す結果、銀ロウ(例えば71
% Ag−Cu、60%Ag−Cu、70%Ag−Cu
−10%Pd )が、粒界を通って表面へしみ上る現
象を増長する。このしみ上りの現象を阻止することは、
通常では困難である。
って融体化した前記溶着防止成分(以下、簡便のためB
i を代表例に挙げて説明するが、他の成分も現象的に
は実買上同じである)Biは、結晶粒界を腐蝕しその幅
を数倍またはそれ以上に太くする現象を呈すると共に、
結晶粒界をミクロ的に荒す結果、銀ロウ(例えば71
% Ag−Cu、60%Ag−Cu、70%Ag−Cu
−10%Pd )が、粒界を通って表面へしみ上る現
象を増長する。このしみ上りの現象を阻止することは、
通常では困難である。
しみ上りを助長する他の原因は、Bi等の溶着防止成分
が前記ロウ材料成分中に加わると、ロウ材料自体の溶融
点の低下をもたらし、相対的に粘性を低くする結果、粒
界を通したしみ上る速度を加速する現象も考えられる。
が前記ロウ材料成分中に加わると、ロウ材料自体の溶融
点の低下をもたらし、相対的に粘性を低くする結果、粒
界を通したしみ上る速度を加速する現象も考えられる。
このような原因による真空遮断器用接点の接触面への銀
ロウ材料のしみ上りは、真空遮断器用接点としての機能
に対して、予想以上に悪影響を及ぼすことが判った。
ロウ材料のしみ上りは、真空遮断器用接点としての機能
に対して、予想以上に悪影響を及ぼすことが判った。
すなわち、しみ上った銀ロウ成分は接触部に残存すれば
盛り上りを形成し、また、脱落、蒸発すれば窪みを容易
に形成する結果、接触部の平滑性を阻害し、耐電圧的な
欠陥(例えば耐電圧値の低下や再点弧現象の発生確率の
増加など)に関与する。
盛り上りを形成し、また、脱落、蒸発すれば窪みを容易
に形成する結果、接触部の平滑性を阻害し、耐電圧的な
欠陥(例えば耐電圧値の低下や再点弧現象の発生確率の
増加など)に関与する。
さらに、しみ上りによる他の悪影響は、接点の厚さに亘
って、その粒界に点在する旧の大部分を銀ロウ成分がし
み上る移動中に次々と、上方へつまり接触面の方向へ押
上げ、接触面近傍と内部粒界とで、B105t度に大幅
な違いが出るすなわち接触面近傍の方が大きくなること
が判った。
って、その粒界に点在する旧の大部分を銀ロウ成分がし
み上る移動中に次々と、上方へつまり接触面の方向へ押
上げ、接触面近傍と内部粒界とで、B105t度に大幅
な違いが出るすなわち接触面近傍の方が大きくなること
が判った。
このような場所によるB11度の違いは接点の使用過程
での消耗の進展状況で、耐溶着特性が異なることを意味
すると共に品質のばらつきを意味する。
での消耗の進展状況で、耐溶着特性が異なることを意味
すると共に品質のばらつきを意味する。
さらにまた、しみ上りKよる他の悪影響は、前述の接点
表面に盛り上った銀ロウ成分は、バルブ製作の最終段階
での加熱排気工程(ベーキング)のときに、選択的に蒸
発し真空容器内面(例えばシールド)および内部絶縁容
器に付着し、耐電圧特性の低下を招く。
表面に盛り上った銀ロウ成分は、バルブ製作の最終段階
での加熱排気工程(ベーキング)のときに、選択的に蒸
発し真空容器内面(例えばシールド)および内部絶縁容
器に付着し、耐電圧特性の低下を招く。
以上は、主としてCu−”81重合圧ついて述べたがB
i以外の溶着防止成分Pb、 To、 Se、 Sb
をα 含む合金も同様である。またAg−We、についてもそ
の内部にある空孔中をロウ材が通過し表面にまで達すれ
ば、上述のCu−B1 の例と同じに表面の盛り上り、
を形成する結果、同じように平滑性を損い、耐電圧的な
欠陥に関与する。
i以外の溶着防止成分Pb、 To、 Se、 Sb
をα 含む合金も同様である。またAg−We、についてもそ
の内部にある空孔中をロウ材が通過し表面にまで達すれ
ば、上述のCu−B1 の例と同じに表面の盛り上り、
を形成する結果、同じように平滑性を損い、耐電圧的な
欠陥に関与する。
以上列記した悪影響は総て銀ロウ成分のしみ上りによっ
て助長されることが判った結果、この銀ロウ成分のしみ
上り現象を防止することが、信頼性の高い真空パルプの
製造に対して不可欠と判断される。その意味でロウ材溜
め用空間を有するトラップ層の存在はしみ上り現象を阻
止する障壁の役割を持ち、その配置は有効なものである
。しかし、接触部と、トラップ層との接続に接合材料を
使用することは、上述の理由によって避けなければなら
ないのは明白である。以上によって、ロウ材溜空間を有
するトラップ層の必要理由並びにロウ材溜め空間を有す
るトラップ層と接触部との接続には、ロウ材料なしの接
合を行なう必要理由が理解される。更に、トラップ層中
にロウ材溜め用の空間が必要である理由(・ま、使用す
るロウ材の適切な量は、接合の状態によって変動するも
ので、そのたびに使用量を増減することは不可能であっ
て、例えば真に必要とする量に対してやや条目に設計し
、このロウ材溜めの空間に調整しながらプールすること
を基本とする。従って若干少ないときにはトラップ層中
に空孔として残るが、少なくともトラップ層とロウ材と
の濡れが確保されるため強度は維持出来るので、接合の
目的は達せられる。一方、トラップ層にロウ材を溜める
空間が全くないときには使用ロウ材量を充分厳密に管理
しないときには被接合部の外部周辺(側面)に融出する
場合があるなど接合状態にばらつきが生ずる好ましくな
い状態が認められる。
て助長されることが判った結果、この銀ロウ成分のしみ
上り現象を防止することが、信頼性の高い真空パルプの
製造に対して不可欠と判断される。その意味でロウ材溜
め用空間を有するトラップ層の存在はしみ上り現象を阻
止する障壁の役割を持ち、その配置は有効なものである
。しかし、接触部と、トラップ層との接続に接合材料を
使用することは、上述の理由によって避けなければなら
ないのは明白である。以上によって、ロウ材溜空間を有
するトラップ層の必要理由並びにロウ材溜め空間を有す
るトラップ層と接触部との接続には、ロウ材料なしの接
合を行なう必要理由が理解される。更に、トラップ層中
にロウ材溜め用の空間が必要である理由(・ま、使用す
るロウ材の適切な量は、接合の状態によって変動するも
ので、そのたびに使用量を増減することは不可能であっ
て、例えば真に必要とする量に対してやや条目に設計し
、このロウ材溜めの空間に調整しながらプールすること
を基本とする。従って若干少ないときにはトラップ層中
に空孔として残るが、少なくともトラップ層とロウ材と
の濡れが確保されるため強度は維持出来るので、接合の
目的は達せられる。一方、トラップ層にロウ材を溜める
空間が全くないときには使用ロウ材量を充分厳密に管理
しないときには被接合部の外部周辺(側面)に融出する
場合があるなど接合状態にばらつきが生ずる好ましくな
い状態が認められる。
以下、本発明を、実施例を示す図面を、参照しながら具
体的に説明する。
体的に説明する。
第1図は、真空遮断器の電極に接合された本発明の実施
例の接点を示す断面図である。
例の接点を示す断面図である。
この実施例において接点/は、接触部コとトラップ層3
との二層型であり、この接合は無ロウ材型の接合≠であ
る。この接点/は、ロウ材(接合材料)層5を介して可
動電極基の上部に接合されている。さらに、可動電極基
の下部には導電棒りがロウ材W1gを介して接合されて
いる。
との二層型であり、この接合は無ロウ材型の接合≠であ
る。この接点/は、ロウ材(接合材料)層5を介して可
動電極基の上部に接合されている。さらに、可動電極基
の下部には導電棒りがロウ材W1gを介して接合されて
いる。
第2図は、実施例の接点を用いることのできる真空遮断
器の一構成例を示す断面図である。
器の一構成例を示す断面図である。
第2図において、/Qは遮断室を表わし、この遮断室I
Oは絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器l
/と、この両端に密閉機構/2. /2’を介して設け
た金属製蓋体/3./3’とで、真空気密に構成されて
いる。
Oは絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器l
/と、この両端に密閉機構/2. /2’を介して設け
た金属製蓋体/3./3’とで、真空気密に構成されて
いる。
しかして、前記遮断室IO内には導電棒7./’Iの対
向する端部に取付けられたl対の電極A、1kが配設さ
れ、一方の電極を固定電極15、他方の1&を可動電極
6としている。
向する端部に取付けられたl対の電極A、1kが配設さ
れ、一方の電極を固定電極15、他方の1&を可動電極
6としている。
前記可動電極基の電極軸りには、ベローズ/6が取付け
られ遮断室10内を真空気密に保持しながら、電極乙の
往復動を可能にしている。またベローズカバー77は前
記ベローズ/6がアーク蒸気で覆われることを防止して
いる。さらに7gは前記電極6゜15を覆うように遮断
室10内に設けられた円筒状の金属容器で、絶縁容器/
/がアーク蒸気で覆われることを防止している。
られ遮断室10内を真空気密に保持しながら、電極乙の
往復動を可能にしている。またベローズカバー77は前
記ベローズ/6がアーク蒸気で覆われることを防止して
いる。さらに7gは前記電極6゜15を覆うように遮断
室10内に設けられた円筒状の金属容器で、絶縁容器/
/がアーク蒸気で覆われることを防止している。
第3図は、第1図の接点を導電棒に直接に接続した断面
図である。ロウ材なしの接合グによって接触部コとトラ
ップ層3とが接続され、トラップ層3と導電軸7がロウ
接合されている様子を表わすものである。
図である。ロウ材なしの接合グによって接触部コとトラ
ップ層3とが接続され、トラップ層3と導電軸7がロウ
接合されている様子を表わすものである。
この発明におけるトラップ層は、この発明の目的に反し
ない限り、種々の方法で調製することができる。例えば
Cu−B1などの溶解合金では、トラップ層に相当する
面に存在するBi、Teなどを熱的に選択蒸発させるか
、硝酸などの酸洗によって選択溶解させることによって
ロウ材溜め用の空間を有する高導電性材料のみの層を得
る。このようにして得たトラップ層は、接点合金に対し
て、銀ロウなしの接合15の状態である。更にAg −
W41、Cu−Wなど焼結合金では、Ag粉と’Wc−
粉(Cu−Wの場合にはCu粉とWe粉)との混合粉を
Ag粉層(又はCu粉層)の上に又は下に置き全体を一
体成型後焼結によって、一方の面にロウ材溜め用の空間
を有する高導電材料のみの層を得る。このようにして得
たトラップ層も、接点合金に対して銀ロウなしの接合ダ
の状態である。
ない限り、種々の方法で調製することができる。例えば
Cu−B1などの溶解合金では、トラップ層に相当する
面に存在するBi、Teなどを熱的に選択蒸発させるか
、硝酸などの酸洗によって選択溶解させることによって
ロウ材溜め用の空間を有する高導電性材料のみの層を得
る。このようにして得たトラップ層は、接点合金に対し
て、銀ロウなしの接合15の状態である。更にAg −
W41、Cu−Wなど焼結合金では、Ag粉と’Wc−
粉(Cu−Wの場合にはCu粉とWe粉)との混合粉を
Ag粉層(又はCu粉層)の上に又は下に置き全体を一
体成型後焼結によって、一方の面にロウ材溜め用の空間
を有する高導電材料のみの層を得る。このようにして得
たトラップ層も、接点合金に対して銀ロウなしの接合ダ
の状態である。
更に、Cu−B1なと溶解合金素材、Ag −W+など
焼結合金など接点合金となっている素材の一方の面にC
u粉(Ag粉)を所定空孔が残る圧力で加圧し、熱拡散
によって素材と一体化し、ロウ材溜め用の空間を有する
高導電性材料のみのトラップ層を得る。このようにして
得たトラップ層も接点合金に対して銀ロウなしの接合ダ
の状態である。
焼結合金など接点合金となっている素材の一方の面にC
u粉(Ag粉)を所定空孔が残る圧力で加圧し、熱拡散
によって素材と一体化し、ロウ材溜め用の空間を有する
高導電性材料のみのトラップ層を得る。このようにして
得たトラップ層も接点合金に対して銀ロウなしの接合ダ
の状態である。
この場合Cu粉の代りに幾何学的な空間を有するメツシ
ュ(金あみ)を用い、加圧、拡散などによって素材と一
体化しても同じである。
ュ(金あみ)を用い、加圧、拡散などによって素材と一
体化しても同じである。
第f図は、接触部ユとトラップ層3とよりなる二層接点
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
この例において二層接点を構成する接触部λと、ロウ材
溜め用空間を有するトラップ層3とをロウ材なしの接合
ダによって接続するのがよく、かつ二層接点と電極又は
導電軸とをロウ材料接合りするのが好ましい。
溜め用空間を有するトラップ層3とをロウ材なしの接合
ダによって接続するのがよく、かつ二層接点と電極又は
導電軸とをロウ材料接合りするのが好ましい。
次いで、本発明において、接触部と電極または導電棒の
間に介挿するロウ成分が接触部へしみ上るのを阻止また
はしみ上り時間を遅らせるのが主旨であり、広く選択で
きるが、接合の強さ、導電性への配慮等からCu、 C
u基合金(Cu−O0rチCr、 Cu−(7,#%S
i、 Cu−0,3%Zrなど)またはN1が実質的に
好ましい。
間に介挿するロウ成分が接触部へしみ上るのを阻止また
はしみ上り時間を遅らせるのが主旨であり、広く選択で
きるが、接合の強さ、導電性への配慮等からCu、 C
u基合金(Cu−O0rチCr、 Cu−(7,#%S
i、 Cu−0,3%Zrなど)またはN1が実質的に
好ましい。
本発明で使用する接触部は、例えば次のようにして製作
する。Cu−B1など溶解系の合金では、真空度s×1
0 tmHg、温度/ 200℃で主要成分材(Cu
またはCu合金)を溶解後、Arによって増圧してから
所定の溶着防止成分(BiSTo、 Pb。
する。Cu−B1など溶解系の合金では、真空度s×1
0 tmHg、温度/ 200℃で主要成分材(Cu
またはCu合金)を溶解後、Arによって増圧してから
所定の溶着防止成分(BiSTo、 Pb。
sb) を添加、攪拌後再び排気し、カーボン坩堝中
で冷却、固化して得る。また必要によって更に真空t:
roo ’Cでコm/分の移動速度で一端から冷却固化
して得る。また、Ag−WΦなど焼結系の合金では、A
g粉とWs粉とを用意しこれらを約ダトン/cm’ 程
度に成型後約灯O℃で水素又は真空中で仮焼結し、次い
で水素又は真空中IO!θ℃でAg k溶浸しkg−W
17合金素材を得る。これらの工程は、例えば黒鉛ボー
ト中で行うことが好ましい。Cu−WなどCu合金では
上述AgをCuに置換えることで達成される。
で冷却、固化して得る。また必要によって更に真空t:
roo ’Cでコm/分の移動速度で一端から冷却固化
して得る。また、Ag−WΦなど焼結系の合金では、A
g粉とWs粉とを用意しこれらを約ダトン/cm’ 程
度に成型後約灯O℃で水素又は真空中で仮焼結し、次い
で水素又は真空中IO!θ℃でAg k溶浸しkg−W
17合金素材を得る。これらの工程は、例えば黒鉛ボー
ト中で行うことが好ましい。Cu−WなどCu合金では
上述AgをCuに置換えることで達成される。
以下、本発明の接点の実施例と比較例とを示して、本発
明を、特に本発明の効果を詳説する。
明を、特に本発明の効果を詳説する。
約3′KgのCuをカーボン坩堝中で、温度約lコoo
℃、真空度約jX#7−’mHgで30分間溶融させた
後、真空槽の中を約lso m HgのArで置換し、
100 gのBiを投入し、約IQ分間中分に攪拌後再
び真空槽の中を真空にしなから70φの鋳型に鋳造した
。
℃、真空度約jX#7−’mHgで30分間溶融させた
後、真空槽の中を約lso m HgのArで置換し、
100 gのBiを投入し、約IQ分間中分に攪拌後再
び真空槽の中を真空にしなから70φの鋳型に鋳造した
。
得られた10φの鋳塊を一方向凝固装置に移し、カーボ
ン坩堝中、約//!;0℃、 t×10 rtxH
gの条件で、210117分の速度で冷却部に移動させ
ながら一端から固化し接点素材を作製した。
ン坩堝中、約//!;0℃、 t×10 rtxH
gの条件で、210117分の速度で冷却部に移動させ
ながら一端から固化し接点素材を作製した。
残存したBlの分析値はO,ダ4L%であった(比較例
/〜コ、実施例/〜2)。
/〜コ、実施例/〜2)。
一方、焼結合金の場合は、H2中/θ00℃で約1時間
の焼結処理によって得たCr、 W、 Mo、 Ti、
こ V&!7. Cr、C2、MoC,Tic 各スケルト
ンの残存空孔中に高導電性材料Cu(比較例5〜6.比
較例5〜10.実施例5〜6、実施例g−to)を真空
中llSθ℃で約1時間溶浸、又はAg(比較例り、実
施例り)を水素中1oso℃で約1時間溶浸し接点素材
とした。尚比較例J、A、g−10の場合はCu を、
比較例7の場合はAgをあらかじめ高融点材料中に予備
混合して行ったものである。これらを接点として加工し
、試験用真空バルブに組込んで評価を行なうと共に、他
のテストにも供した。
の焼結処理によって得たCr、 W、 Mo、 Ti、
こ V&!7. Cr、C2、MoC,Tic 各スケルト
ンの残存空孔中に高導電性材料Cu(比較例5〜6.比
較例5〜10.実施例5〜6、実施例g−to)を真空
中llSθ℃で約1時間溶浸、又はAg(比較例り、実
施例り)を水素中1oso℃で約1時間溶浸し接点素材
とした。尚比較例J、A、g−10の場合はCu を、
比較例7の場合はAgをあらかじめ高融点材料中に予備
混合して行ったものである。これらを接点として加工し
、試験用真空バルブに組込んで評価を行なうと共に、他
のテストにも供した。
(1) 銀ロウ成分のしみ上り評価
接点表面への銀ロウ成分のしみ上りの程度の評価は、前
記素材から直径、301m、厚さ3簡の円板を切出し、
その圧面に厚さ100μ、直径30間の7ざ%Ag−C
uロウ材を重ね合せ、水素中ざi。
記素材から直径、301m、厚さ3簡の円板を切出し、
その圧面に厚さ100μ、直径30間の7ざ%Ag−C
uロウ材を重ね合せ、水素中ざi。
℃X/&分間加熱後接点の他の面へしみ出たロウ材中の
Ag(別のX−M−A実験によってAgと確認している
)の数を目視によって測りた場合(比較例−/、5〜I
O)、及び、ロウ材溜めを有する金属層と、前記と同じ
寸法材質のロウ材とを重ね合せて同様に水素中ざ10″
CX/、!を分間加熱後接点表面へしみ出たロウ材中の
AgO数を目視によって測り、その結果を表/〜表−に
示した。
Ag(別のX−M−A実験によってAgと確認している
)の数を目視によって測りた場合(比較例−/、5〜I
O)、及び、ロウ材溜めを有する金属層と、前記と同じ
寸法材質のロウ材とを重ね合せて同様に水素中ざ10″
CX/、!を分間加熱後接点表面へしみ出たロウ材中の
AgO数を目視によって測り、その結果を表/〜表−に
示した。
(、)滲み上り現象
これらの表から明らかなように、Cu−B1 に於てロ
ウ材溜めトラップ層のない場合(比較例−/)や、ロウ
材溜め容積の少ない場合(比較例−2)では、ロウ材が
接点素材を貫通し接点表面に多数しみ出した。しみ出し
の形態は、目視による判断のためほぼ0./811直径
以上の、つぶが計測されている。尚ロウ材を収容する溜
めの容積が適切な量すなわち5%、60ts(実施例/
〜2)ある場合、接点へしみ上るロウ材が抑制される結
果しみ上り量は極めて少なくなる。
ウ材溜めトラップ層のない場合(比較例−/)や、ロウ
材溜め容積の少ない場合(比較例−2)では、ロウ材が
接点素材を貫通し接点表面に多数しみ出した。しみ出し
の形態は、目視による判断のためほぼ0./811直径
以上の、つぶが計測されている。尚ロウ材を収容する溜
めの容積が適切な量すなわち5%、60ts(実施例/
〜2)ある場合、接点へしみ上るロウ材が抑制される結
果しみ上り量は極めて少なくなる。
bo%以上でも目的は達せられるがロウ材の使用量が多
くなり、製造技術上得策でなくここでは除外する。
くなり、製造技術上得策でなくここでは除外する。
一方、焼結合金に於ても、ロウ材の溜めトラップ層のな
い場合(比較例5〜10)では、上記と同様接点表面へ
のしみ上りが見られるのに対し所定量のトラップ層(ロ
ウ材の溜めあり)が存在するときには各実施の例ともし
み上りが見られない(実施例5〜IO)。
い場合(比較例5〜10)では、上記と同様接点表面へ
のしみ上りが見られるのに対し所定量のトラップ層(ロ
ウ材の溜めあり)が存在するときには各実施の例ともし
み上りが見られない(実施例5〜IO)。
(b)静耐圧特性
靜耐圧特性は、パフ研磨したNi針を陽極とし、同様に
研磨した各試料を陰極とし、両極間のギャップをo、s
wx、真空度10−6■Hg で昇電圧する過程でス
パークを発生したときの電圧値を持って評価した。
研磨した各試料を陰極とし、両極間のギャップをo、s
wx、真空度10−6■Hg で昇電圧する過程でス
パークを発生したときの電圧値を持って評価した。
Cu−B1の場合、表−7のように接点表面へのロウ材
のしみ上りの箇所の多い比較例/、に対ししみ上りの少
ない実施例/、2では約70〜35チ静耐圧値が高い。
のしみ上りの箇所の多い比較例/、に対ししみ上りの少
ない実施例/、2では約70〜35チ静耐圧値が高い。
各焼結合金に於ても同様の対比を行うと少なくとも10
%の静耐圧特性の向上がトラップ層の有無で認められて
いる(比較例5〜10と実施例5〜ioとの対比)。接
点表面にしみ出た銀ロウ成分の量と静耐圧特性に一定の
相関性を認めた。しみ上りによる接点表面の平滑度の変
化およびAgを主体としたしみ上り物、溶着防止成分を
含んだしみ上り物の凝集による蒸気圧の高い物質の点在
等が原因となって静耐圧特性の低下を招いたものと推考
される。
%の静耐圧特性の向上がトラップ層の有無で認められて
いる(比較例5〜10と実施例5〜ioとの対比)。接
点表面にしみ出た銀ロウ成分の量と静耐圧特性に一定の
相関性を認めた。しみ上りによる接点表面の平滑度の変
化およびAgを主体としたしみ上り物、溶着防止成分を
含んだしみ上り物の凝集による蒸気圧の高い物質の点在
等が原因となって静耐圧特性の低下を招いたものと推考
される。
(e)再点弧特性
一部の接点については、再点弧特性を評価しその傾向を
求めた。評価条件は、直径jamの接点片を組立式真空
バルブに組込んで6KV Xair Aを5ooo回、
開閉した時の再点弧発生頻度を調査した。
求めた。評価条件は、直径jamの接点片を組立式真空
バルブに組込んで6KV Xair Aを5ooo回、
開閉した時の再点弧発生頻度を調査した。
7台ノ遮断器(パルプとしては3本の最大・最小)のば
らつき幅を示した。
らつき幅を示した。
表−/〜−より明らかなように、しみ上りの傾向との相
関性を認めた。先に静耐圧低下の原因を推定した各項目
以外に、シールド等へ飛散したAg ロウ成分も、再点
弧発生に関与するものと考えられる。
関性を認めた。先に静耐圧低下の原因を推定した各項目
以外に、シールド等へ飛散したAg ロウ成分も、再点
弧発生に関与するものと考えられる。
以上述べたように、接触部とトラップ層との接続に対し
て接合材料が接点を貫通し接点表面にはい上り、点在す
るはい上り場所の個数と耐電圧特性に相関性があること
を認めた。この障害を軽減するために、所定のロウ材溜
め容積を有するトラップ層の配置が有効であり、かくし
て本発明によれば、接合材料のはい上りを軽減した信頼
性の高い真空パルプが得られる。
て接合材料が接点を貫通し接点表面にはい上り、点在す
るはい上り場所の個数と耐電圧特性に相関性があること
を認めた。この障害を軽減するために、所定のロウ材溜
め容積を有するトラップ層の配置が有効であり、かくし
て本発明によれば、接合材料のはい上りを軽減した信頼
性の高い真空パルプが得られる。
第1図は真空遮断器の電極に接合した本発明による一実
施例の接点の断面図、第2図は真空遮断器の真空バルブ
な示す断面図、第3図は導電棒に接合した本発明による
一実施例の接点の断面図、第1図は二層接点を示す斜視
図である。 l・・・接点、ス・・・接触部、3・・・トラップ層、
q・・・無ロウ材接合、5・・・ロウ材層、6・・・可
動電極、7・・・導電棒、ざ・・・ロウ材層、10・・
・遮断室、//・・・絶縁容器、/2./2’・・・密
閉機構、/3./、)’・・・蓋体、/4’・・・導電
棒、/j・・・固定電i、 /A・・・ベローズ、/り
・・・ベローズカバー、7g・・・シールド。
施例の接点の断面図、第2図は真空遮断器の真空バルブ
な示す断面図、第3図は導電棒に接合した本発明による
一実施例の接点の断面図、第1図は二層接点を示す斜視
図である。 l・・・接点、ス・・・接触部、3・・・トラップ層、
q・・・無ロウ材接合、5・・・ロウ材層、6・・・可
動電極、7・・・導電棒、ざ・・・ロウ材層、10・・
・遮断室、//・・・絶縁容器、/2./2’・・・密
閉機構、/3./、)’・・・蓋体、/4’・・・導電
棒、/j・・・固定電i、 /A・・・ベローズ、/り
・・・ベローズカバー、7g・・・シールド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、接点材料からなる接触部と、接触部への接合材料の
滲み込みを防止するトラップ層とを含む真空遮断器用接
点。 2、トラップ層中に容積比で5〜60%の接合材料溜が
存在する、特許請求の範囲第1項記載の接点。 3、接点材料が、Cuおよび/またはAgの高導電性成
分と、Bi、Te、Pb、SbおよびSeよりなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の溶着防止成分とを含む、特
許請求の範囲第1項または第2項記載の接点。 4、接点材料が、Cuおよび/またはAgの高導電性成
分と、Cr、Ti、W、Mo、これらの炭化物、および
これらの硼化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種
の合金成分を含む、特許請求の範囲第1項または第2項
記載の接点。 5、トラップ層がAgおよび/またはCuよりなる、特
許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか1項記載の
接点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216851A JPH0736307B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 真空遮断器用接点 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216851A JPH0736307B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 真空遮断器用接点 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276224A true JPS6276224A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0736307B2 JPH0736307B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=16694898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60216851A Expired - Lifetime JPH0736307B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 真空遮断器用接点 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736307B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013025870A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接合材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975520A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-28 | 株式会社東芝 | 真空遮断器用接触子の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60216851A patent/JPH0736307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975520A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-28 | 株式会社東芝 | 真空遮断器用接触子の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013025870A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接合材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0736307B2 (ja) | 1995-04-19 |
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