JPS6341175B2 - - Google Patents
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- JPS6341175B2 JPS6341175B2 JP56103409A JP10340981A JPS6341175B2 JP S6341175 B2 JPS6341175 B2 JP S6341175B2 JP 56103409 A JP56103409 A JP 56103409A JP 10340981 A JP10340981 A JP 10340981A JP S6341175 B2 JPS6341175 B2 JP S6341175B2
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Description
本発明は真空しや断器に係り、特に3KV以上
の定格電圧と8KA以上の定格しや断電流を有す
る真空しや断器に関する。 真空しや断器の特有の現象としてさい断現象が
ある。 これは回路しや断、特に小電流しや断時に電流
が自然に零点に下がる前に突然切れて零になる現
象である。突然切れるに至つたときの電流をさい
断電流と呼ぶ。さい断現象が生じると負荷側の機
器たとえば回転機やトランスに異常に高いサージ
電圧が発生し絶縁破壊が起こりやすくなる。さい
断電流値が大きいほど絶縁破壊は起こりやすい。 他方、真空しや断器には常に定格電流が流れる
のではなく、ときには定格電流をはるかに上まわ
る短絡電流が流れる。この場合にも真空しや断器
は正常に動作し、短絡電流をしや断することが必
要である。従つて、真空しや断器はさい断電流値
が小さく低サージであるとともに大電流をしや断
できることが望まれる。大電流をしや断できるよ
うにすることを以下、しや断性能と総称する。し
や断性能がすぐれるほどすなわちしや断可能な電
流値が大きいほど、真空しや断器は短絡事故時の
しや断が可能となり、事故に対する安全性が高ま
る。 かかるさい断電流及びしや断性能を改善するた
めに、従来から主に電極の材質の改良が試みられ
ている。たとえば米国特許第3014110号明細書、
米国特許第3683138号明細書及び米国特許第
3993481号明細書にはさい断電流に着目して電極
材料を改良した例が示されている。米国特許第
3683138号明細書には、銀とタングステンカーバ
イトとの焼結合金からなる接点が示され、米国特
許第3993481号明細書にはコバルトと他の元素と
の共晶合金からなる基地にテルル、ビスマス、鉛
などを分散させた合金からなる接点が示されてい
る。 しかし、一般的にさい断電流が小さいものはし
や断性能が悪く、反対にしや断性能のよいものは
さい断電流が大きいというように一長一短があ
る。 本発明の目的は、銀とタングステンカーバイド
の焼結合金の接点を有する真空しや断器にくらべ
てさい断電流がそれほど高くなく、しや断性能が
著しくすぐれている真空しや断器を提供するにあ
る。 本発明は、真空しや断器の電極をリング状を有
する接点部材と導電性部材との張り合わせ構造と
し、かつ前記接点部材を鉄族元素のみからなるス
ケルトンの空隙に下記(1)〜(2)の少なくとも１つを
含浸した材料で構成したものである。 (1) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との合金。 (2) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との金属間化合物。 真空しや断器の電極は、通常、厚さ数mm〜十数
mmの平板状を有し、同一の材料で一体的に作られ
ている。前記接点材料は鉄族元素のスケルトンを
有するため、一般の銅又は銀を主成分とする電極
材料にくらべると電気抵抗が高い。従つて、この
材料で電極を一体的に作ると通電容量を大にでき
ない。この材料を接点部分にだけ用い、導電部材
との張り合わせ構造の電極とすることにより、通
電容量を大にでき、広い分野に適用しうるように
なる。 張り合わせ方法としては、ろう付、ねじ締め或
は導電性部材に凹みを設けて、そこへ凹みよりも
若干大きめの前記部材を押し込む方法などが適用
できる。勿論、これらの方法に限定されるもので
はない。前記部材の製造時に導電性部材と複合化
させてもよいし、又は溶接、加熱圧着等の手段に
よつて複合化してもよい。 本発明を見出すにあたつては、次の発見があつ
た。すなわち、鉄族元素の電極はタングステンカ
ーバイトの電極よりもしや断性能がすぐれ、かつ
低さい断電流を有することの発見である。しか
し、真空しや断器の電極として使うためには、更
にさい断電流を低くする必要があつた。 そこで、鉄族元素よりも低さい断電流でかつ鉄
族元素と溶け合わない元素として銀を選び混合し
たところ、しや断性能を落とさずにさい断電流を
下げることができ、低サージ型真空しや断器への
適用が可能となつた。この電極に更にさい断電流
を下げる目的で低融点、高蒸気圧元素を添加した
ところ、銀合金及び／又は銀との金属間化合物の
形で含まれ、鉄族元素と溶け合わないものであれ
ば、しや断性能をそれほど悪くせずにさい断電流
を小さくできることがわかつた。このような元素
としては、テルル（Te）、セレン（Se）、ビスマ
ス（Bi）、鉛（Pb）、タリウム（Tl）、インジウム
（In）、カドミウム（Cd）、錫（Sn）及びアンチモ
ン（Sb）があつた。 鉄族元素は、他の元素と実質的に溶け合わず、
鉄族元素単独のものとして存在することが必要で
ある。鉄族元素以外の元素との合金の形にする
と、しや断性能が著しく劣化し、かつ機械的にき
わめて脆いものになつてしまう。 張り合わせ構造の電極において、接点部材はリ
ング状に成形するのがよい。リング状にすると、
リングの表面からアークが集中的に発生するよう
になる。又、リングで囲まれた凹みの底の部分に
アーク駆動用の溝を設けると、電極内を流れる電
流が前記溝の影響によつて所定の軌跡をえがくよ
うになり、その電流の軌跡によつて磁界が生じ、
前記アークが磁界の作用によつて円周方向に高速
で回転するようになる。この結果、リング状の接
点部分に発生したアークが電極表面の全域に広が
るのが防止され、リング状の接点の表面が局部的
に溶融するようになる。このように加熱され溶融
する部分が局部に限られるのでアークが切れやす
くなる。 他方、さい断現象を考えると、アーク中には金
属蒸気が存在し、その金属蒸気によつてアークが
さい断されるのを防止した方がよい。 この一見矛盾する両方の性質を具備させるに
は、磁界の強さをアークがリング部以外に広がら
ない程度の強さにとどめ、リング状をした部分か
らだけ金属蒸気が放出されるようにすることが考
えられる。本発明における接点部材は磁性体であ
るために、この部材でリング部を形成すると、磁
束の一部がリングの内部を通るようになる。この
ためアークを回転させるために作用する磁界が弱
まり、アークの回転が弱まつて金属蒸気がとぎれ
にくくなる。従つて、さい断しにくくなり、さい
断電流が小さくなる。 本発明において、鉄族元素とは鉄、コバルト及
びニツケルを意味する。これらは単体金属或は鉄
族元素同志の合金の形で含まれる。 鉄族元素のスケルトンは、前述の形を有する粉
末或は、ワイヤ状の原料を混合し、バインダーに
よつて結合或は焼結によつて一体化することによ
つて作られる。この際、スケルトンの空隙に充填
する材料の一部又は全部を一緒に混ぜることが可
能である。 スケルトンの空隙率は10〜90％が望ましい。空
隙率が10％よりも高いとアークにより加熱されて
も変形しにくく、元の形状を保つことができる。
空隙率が90％以下であれば銀合金、銀の金属間化
合物によるさい断防止の効果が十分に発揮され
る。 鉄族元素のスケルトンに充填する材料は、溶融
状態にしたものを鉄族元素のスケルトンの空隙に
含浸させることによつて充填することができる。
或は前述のようにスケルトンを作るときに同時に
混合することによつても充填させることができ
る。 接点部材の特に望ましい成分構成は、コバル
ト、鉄、ニツケルの単体金属或はコバルト−鉄合
金からなるスケルトンの空隙に、銀が充填され、
更に銀とテルル及び／又はセレンの金属間化合物
が充填されたものである。 本発明の真空しや断器は、10-4torr以下の雰囲
気中で効果的に使用でき、すぐれたさい断電流特
性及びしや断性能を発揮する。 本発明の真空しや断器において、100Vの回路
で10A以下の電流をしや断した模擬試験における
さい断電流の測定値が最大で3A以下、平均で
1.5A以下であるものは、3.6〜36KVの定格電圧と
８〜20KAの定格電流を有する真空しや断器に適
用した場合に、米国特許第3683138号明細書に記
載されたものに較べてもそん色のないさい断電流
特性を有し、かつ著しくすぐれたしや断性能を有
する。 接点部材の望ましい製造法は、次の各工程を順
次経て製造されることである。 (1) 鉄族元素の粉末或はそれと銀粉末とを混合
し、金型に入れる。必要に応じて圧縮成形す
る。圧縮成形の前に水素中で適当な温度に加熱
して還元処理して粉末表面を清浄にしておくの
は望ましい。 (2) 次いで還元処理し、更に真空中で加熱処理し
て焼結されたスケルトンを得る。かかる処理に
よりスケルトンは清浄になり、ガスが実質的に
存在しなくなる。ガスが含まれなくなることは
きわめて望ましいことである。 (3) 充填材料を前述のスケルトンの空隙に適当な
方法で含浸させる。銀とテルル及び／又はセレ
ンを充填する場合には、これらを一緒にして溶
融状態にして、スケルトンの空隙に含浸させ
る。このようにすると、含浸の際にテルル、セ
レンなどが蒸発し損失するのを阻止できる。充
填材料の溶融も又、真空中などの非酸化性雰囲
気中で行なうとよい。 (4) 充填作業を終えたならば、機械加工を行なつ
て所定の形状に仕上げる。その後、必要に応じ
て導電性部材と張り合わせる。 このようにして製造したものは、鉄族元素のス
ケルトンの空隙の奥深くまで充填材料が充填され
るようになる。スケルトンの空隙にガス溜りが生
じないので、しや断時のガス放出が殆どない。従
つて、ガス放出によつて充填材料が電極表面に押
し出され、テルル、セレンなどの低融点材料が必
要以上に溶解、蒸発してしまうことがない。 本発明の真空しや断器は、たとえば第１図に示
す構造を有する。 かかる真空しや断器は、セラミツクのように絶
縁材でできた筒状ケース１を有し、その内部に一
対の電極すなわち固定側電極２と可動側電極３を
有する。電極２及び３はいずれも張り合わせ構造
となつている。接点部材４，５は、鉄族元素のス
ケルトンの空隙に前述の銀合金、銀の金属間化合
物の少なくとも１種を充填したものからなる。導
電性部材６，７の材質はたとえば純銅である。ケ
ース１は外気の影響を受けないように両端をキヤ
ツプ８，９で密封してあり、キヤツプの一方に排
気管１０が設けられている。筒状ケースとキヤツ
プ及び排気管によつて真空容器が構成される。排
気管１０を真空ポンプに接続することによつてケ
ース１内は真空に排気される。電極２，３はホル
ダー１１，１２に固定される。可動側電極３に固
定されたホルダー１２の一部とキヤツプ９との間
にはベローズ１３が設けられ、ホルダー１２とキ
ヤツプ９の隙間から外気が入り気密が損なわれる
のを防止している。ケース１内には一対の電極を
取り囲むようにシールド板１４が設けられ、しや
断時に電極構成部材が蒸発してケース１の内壁に
付着するのを防止している。 第２図は電極２の斜視図であり、第３図は電極
３の斜視図である。かかる電極はいずれもリング
状を有する接点部材４，５を導電性部材６，７に
張り合わせ、かつ導電性部材の表面にアーク駆動
用の溝１５，１６を設けたものである。 実施例 １ 第２，３図に示す構造の電極が、コバルト製ス
ケルトンの空隙に銀−テルル合金溶湯を含浸した
ものからなるリング状の接点部材と純銅の導電性
部材とによつて作られた。接点部材はコバルト粉
末を混合し、成形してリング状のスケルトンを作
り、スケルトンの空隙へ銀−テルル合金の溶湯を
含浸させることにより製造された。そして導電性
部材にろう付された。固体の状態における接点部
材の構成は、コバルトと銀及び銀・テルルの金属
間化合物からなるものであり、コバルトが50重量
％、銀が45重量％及び銀・テルルの金属間化合物
５重量％からなる組成を有していた。 かかる電極を有する定格電圧7.2KV、定格しや
断電流12.5KVの真空しや断器は、さい断電流が
最大でも2A以下であり、回転機やトランスの実
際の負荷試験を通して性能が満足された。 実施例 ２ 鉄族元素のスケルトンの空隙に銀、銀とテルル
及び／又はセレンの金属間化合物を充填した部材
で７種類の接点を作り、純銅製の導電性部材と張
り合わせたのちさい断電流及びしや断性能をテス
トした。接点部材は以下のようにして製造した。 コバルト粉末を水素中500〜550℃で還元し、所
定の気孔率が得られるように内径30mmφで高さ
130mmの金型に入れて加圧し、所定の空隙率を有
するスケルトンを作つた。加圧力は0.4〜
8.0ton／cm2の範囲で種々調整し、空隙率が60％以
下の任意の大きさになるようにした。その後、水
素中で900〜1000℃で還元処理し、次いで真空中
1000〜1100℃で脱ガス処理した。 次いで真空溶解した銀、銀−テルル合金、銀−
セレン合金及び銀−テルル−セレン合金を前記ス
ケルトンの空隙に含浸させた。含浸方法は、真空
に保たれた溶解炉内で950〜1000℃に保持された
前記溶湯中にコバルトからなるスケルトンを入
れ、直ちにアルゴンガスを封入し、溶湯表面を１
〜1.5気圧で加圧することにより行なつた。含浸
終了後、機械加工して板状の純銅製導電性部材と
ろう付し、最終的に直径20mmφ、高さ25mmの円形
をした試験用電極を得た。 コバルト70重量％、銀27重量％、残りテルルか
らなる化学組成を有する電極の顕微鏡組織図（倍
率約500倍）を第４図に示す。符号２０がコバル
ト相、２１が銀とテルルの金属間化合物及び２２
が銀である。テルルと金属間化合物を作らなかつ
た残りの銀がこのように単体の形で存在する。 試験用電極を真空排気セツト中のホルダに取付
け300℃の脱ガス用ベーキングを施した。この後、
最大60KVの高電圧を電極間に印加し電極表面の
クリーニングを施した。そしてさい断電流としや
断性能を測定した。さい断電流測定は約50Hzの
100V回路で10A以下の小電流をしや断した際に、
最大のさい断電流が発生するように電流を調節し
ておき、この小電流しや断時のさい断電流を100
回測定し最大値と平均値を求めた。しや断性能試
験は周波数約50Hzで高電圧（6000〜7000V）をか
け、しや断電流を約500〜1000Aステツプで増加
させながらしや断し、この時限界となるしや断電
流を求めるようにした。 接点部材の化学組成及び試験結果を第１表に示
す。同表には比較のために米国特許第3683138に
記載された銀−タングステンカーバイト焼結合金
接点及び銅−鉛−ビスマス合金接点の測定結果も
示した。 なお、しや断性能の値は、銀−70重量％タング
ステンカーバイト焼結合金接点の限界しや断電流
の値を100％とし、それに対する割合で示した。
の定格電圧と8KA以上の定格しや断電流を有す
る真空しや断器に関する。 真空しや断器の特有の現象としてさい断現象が
ある。 これは回路しや断、特に小電流しや断時に電流
が自然に零点に下がる前に突然切れて零になる現
象である。突然切れるに至つたときの電流をさい
断電流と呼ぶ。さい断現象が生じると負荷側の機
器たとえば回転機やトランスに異常に高いサージ
電圧が発生し絶縁破壊が起こりやすくなる。さい
断電流値が大きいほど絶縁破壊は起こりやすい。 他方、真空しや断器には常に定格電流が流れる
のではなく、ときには定格電流をはるかに上まわ
る短絡電流が流れる。この場合にも真空しや断器
は正常に動作し、短絡電流をしや断することが必
要である。従つて、真空しや断器はさい断電流値
が小さく低サージであるとともに大電流をしや断
できることが望まれる。大電流をしや断できるよ
うにすることを以下、しや断性能と総称する。し
や断性能がすぐれるほどすなわちしや断可能な電
流値が大きいほど、真空しや断器は短絡事故時の
しや断が可能となり、事故に対する安全性が高ま
る。 かかるさい断電流及びしや断性能を改善するた
めに、従来から主に電極の材質の改良が試みられ
ている。たとえば米国特許第3014110号明細書、
米国特許第3683138号明細書及び米国特許第
3993481号明細書にはさい断電流に着目して電極
材料を改良した例が示されている。米国特許第
3683138号明細書には、銀とタングステンカーバ
イトとの焼結合金からなる接点が示され、米国特
許第3993481号明細書にはコバルトと他の元素と
の共晶合金からなる基地にテルル、ビスマス、鉛
などを分散させた合金からなる接点が示されてい
る。 しかし、一般的にさい断電流が小さいものはし
や断性能が悪く、反対にしや断性能のよいものは
さい断電流が大きいというように一長一短があ
る。 本発明の目的は、銀とタングステンカーバイド
の焼結合金の接点を有する真空しや断器にくらべ
てさい断電流がそれほど高くなく、しや断性能が
著しくすぐれている真空しや断器を提供するにあ
る。 本発明は、真空しや断器の電極をリング状を有
する接点部材と導電性部材との張り合わせ構造と
し、かつ前記接点部材を鉄族元素のみからなるス
ケルトンの空隙に下記(1)〜(2)の少なくとも１つを
含浸した材料で構成したものである。 (1) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との合金。 (2) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との金属間化合物。 真空しや断器の電極は、通常、厚さ数mm〜十数
mmの平板状を有し、同一の材料で一体的に作られ
ている。前記接点材料は鉄族元素のスケルトンを
有するため、一般の銅又は銀を主成分とする電極
材料にくらべると電気抵抗が高い。従つて、この
材料で電極を一体的に作ると通電容量を大にでき
ない。この材料を接点部分にだけ用い、導電部材
との張り合わせ構造の電極とすることにより、通
電容量を大にでき、広い分野に適用しうるように
なる。 張り合わせ方法としては、ろう付、ねじ締め或
は導電性部材に凹みを設けて、そこへ凹みよりも
若干大きめの前記部材を押し込む方法などが適用
できる。勿論、これらの方法に限定されるもので
はない。前記部材の製造時に導電性部材と複合化
させてもよいし、又は溶接、加熱圧着等の手段に
よつて複合化してもよい。 本発明を見出すにあたつては、次の発見があつ
た。すなわち、鉄族元素の電極はタングステンカ
ーバイトの電極よりもしや断性能がすぐれ、かつ
低さい断電流を有することの発見である。しか
し、真空しや断器の電極として使うためには、更
にさい断電流を低くする必要があつた。 そこで、鉄族元素よりも低さい断電流でかつ鉄
族元素と溶け合わない元素として銀を選び混合し
たところ、しや断性能を落とさずにさい断電流を
下げることができ、低サージ型真空しや断器への
適用が可能となつた。この電極に更にさい断電流
を下げる目的で低融点、高蒸気圧元素を添加した
ところ、銀合金及び／又は銀との金属間化合物の
形で含まれ、鉄族元素と溶け合わないものであれ
ば、しや断性能をそれほど悪くせずにさい断電流
を小さくできることがわかつた。このような元素
としては、テルル（Te）、セレン（Se）、ビスマ
ス（Bi）、鉛（Pb）、タリウム（Tl）、インジウム
（In）、カドミウム（Cd）、錫（Sn）及びアンチモ
ン（Sb）があつた。 鉄族元素は、他の元素と実質的に溶け合わず、
鉄族元素単独のものとして存在することが必要で
ある。鉄族元素以外の元素との合金の形にする
と、しや断性能が著しく劣化し、かつ機械的にき
わめて脆いものになつてしまう。 張り合わせ構造の電極において、接点部材はリ
ング状に成形するのがよい。リング状にすると、
リングの表面からアークが集中的に発生するよう
になる。又、リングで囲まれた凹みの底の部分に
アーク駆動用の溝を設けると、電極内を流れる電
流が前記溝の影響によつて所定の軌跡をえがくよ
うになり、その電流の軌跡によつて磁界が生じ、
前記アークが磁界の作用によつて円周方向に高速
で回転するようになる。この結果、リング状の接
点部分に発生したアークが電極表面の全域に広が
るのが防止され、リング状の接点の表面が局部的
に溶融するようになる。このように加熱され溶融
する部分が局部に限られるのでアークが切れやす
くなる。 他方、さい断現象を考えると、アーク中には金
属蒸気が存在し、その金属蒸気によつてアークが
さい断されるのを防止した方がよい。 この一見矛盾する両方の性質を具備させるに
は、磁界の強さをアークがリング部以外に広がら
ない程度の強さにとどめ、リング状をした部分か
らだけ金属蒸気が放出されるようにすることが考
えられる。本発明における接点部材は磁性体であ
るために、この部材でリング部を形成すると、磁
束の一部がリングの内部を通るようになる。この
ためアークを回転させるために作用する磁界が弱
まり、アークの回転が弱まつて金属蒸気がとぎれ
にくくなる。従つて、さい断しにくくなり、さい
断電流が小さくなる。 本発明において、鉄族元素とは鉄、コバルト及
びニツケルを意味する。これらは単体金属或は鉄
族元素同志の合金の形で含まれる。 鉄族元素のスケルトンは、前述の形を有する粉
末或は、ワイヤ状の原料を混合し、バインダーに
よつて結合或は焼結によつて一体化することによ
つて作られる。この際、スケルトンの空隙に充填
する材料の一部又は全部を一緒に混ぜることが可
能である。 スケルトンの空隙率は10〜90％が望ましい。空
隙率が10％よりも高いとアークにより加熱されて
も変形しにくく、元の形状を保つことができる。
空隙率が90％以下であれば銀合金、銀の金属間化
合物によるさい断防止の効果が十分に発揮され
る。 鉄族元素のスケルトンに充填する材料は、溶融
状態にしたものを鉄族元素のスケルトンの空隙に
含浸させることによつて充填することができる。
或は前述のようにスケルトンを作るときに同時に
混合することによつても充填させることができ
る。 接点部材の特に望ましい成分構成は、コバル
ト、鉄、ニツケルの単体金属或はコバルト−鉄合
金からなるスケルトンの空隙に、銀が充填され、
更に銀とテルル及び／又はセレンの金属間化合物
が充填されたものである。 本発明の真空しや断器は、10-4torr以下の雰囲
気中で効果的に使用でき、すぐれたさい断電流特
性及びしや断性能を発揮する。 本発明の真空しや断器において、100Vの回路
で10A以下の電流をしや断した模擬試験における
さい断電流の測定値が最大で3A以下、平均で
1.5A以下であるものは、3.6〜36KVの定格電圧と
８〜20KAの定格電流を有する真空しや断器に適
用した場合に、米国特許第3683138号明細書に記
載されたものに較べてもそん色のないさい断電流
特性を有し、かつ著しくすぐれたしや断性能を有
する。 接点部材の望ましい製造法は、次の各工程を順
次経て製造されることである。 (1) 鉄族元素の粉末或はそれと銀粉末とを混合
し、金型に入れる。必要に応じて圧縮成形す
る。圧縮成形の前に水素中で適当な温度に加熱
して還元処理して粉末表面を清浄にしておくの
は望ましい。 (2) 次いで還元処理し、更に真空中で加熱処理し
て焼結されたスケルトンを得る。かかる処理に
よりスケルトンは清浄になり、ガスが実質的に
存在しなくなる。ガスが含まれなくなることは
きわめて望ましいことである。 (3) 充填材料を前述のスケルトンの空隙に適当な
方法で含浸させる。銀とテルル及び／又はセレ
ンを充填する場合には、これらを一緒にして溶
融状態にして、スケルトンの空隙に含浸させ
る。このようにすると、含浸の際にテルル、セ
レンなどが蒸発し損失するのを阻止できる。充
填材料の溶融も又、真空中などの非酸化性雰囲
気中で行なうとよい。 (4) 充填作業を終えたならば、機械加工を行なつ
て所定の形状に仕上げる。その後、必要に応じ
て導電性部材と張り合わせる。 このようにして製造したものは、鉄族元素のス
ケルトンの空隙の奥深くまで充填材料が充填され
るようになる。スケルトンの空隙にガス溜りが生
じないので、しや断時のガス放出が殆どない。従
つて、ガス放出によつて充填材料が電極表面に押
し出され、テルル、セレンなどの低融点材料が必
要以上に溶解、蒸発してしまうことがない。 本発明の真空しや断器は、たとえば第１図に示
す構造を有する。 かかる真空しや断器は、セラミツクのように絶
縁材でできた筒状ケース１を有し、その内部に一
対の電極すなわち固定側電極２と可動側電極３を
有する。電極２及び３はいずれも張り合わせ構造
となつている。接点部材４，５は、鉄族元素のス
ケルトンの空隙に前述の銀合金、銀の金属間化合
物の少なくとも１種を充填したものからなる。導
電性部材６，７の材質はたとえば純銅である。ケ
ース１は外気の影響を受けないように両端をキヤ
ツプ８，９で密封してあり、キヤツプの一方に排
気管１０が設けられている。筒状ケースとキヤツ
プ及び排気管によつて真空容器が構成される。排
気管１０を真空ポンプに接続することによつてケ
ース１内は真空に排気される。電極２，３はホル
ダー１１，１２に固定される。可動側電極３に固
定されたホルダー１２の一部とキヤツプ９との間
にはベローズ１３が設けられ、ホルダー１２とキ
ヤツプ９の隙間から外気が入り気密が損なわれる
のを防止している。ケース１内には一対の電極を
取り囲むようにシールド板１４が設けられ、しや
断時に電極構成部材が蒸発してケース１の内壁に
付着するのを防止している。 第２図は電極２の斜視図であり、第３図は電極
３の斜視図である。かかる電極はいずれもリング
状を有する接点部材４，５を導電性部材６，７に
張り合わせ、かつ導電性部材の表面にアーク駆動
用の溝１５，１６を設けたものである。 実施例 １ 第２，３図に示す構造の電極が、コバルト製ス
ケルトンの空隙に銀−テルル合金溶湯を含浸した
ものからなるリング状の接点部材と純銅の導電性
部材とによつて作られた。接点部材はコバルト粉
末を混合し、成形してリング状のスケルトンを作
り、スケルトンの空隙へ銀−テルル合金の溶湯を
含浸させることにより製造された。そして導電性
部材にろう付された。固体の状態における接点部
材の構成は、コバルトと銀及び銀・テルルの金属
間化合物からなるものであり、コバルトが50重量
％、銀が45重量％及び銀・テルルの金属間化合物
５重量％からなる組成を有していた。 かかる電極を有する定格電圧7.2KV、定格しや
断電流12.5KVの真空しや断器は、さい断電流が
最大でも2A以下であり、回転機やトランスの実
際の負荷試験を通して性能が満足された。 実施例 ２ 鉄族元素のスケルトンの空隙に銀、銀とテルル
及び／又はセレンの金属間化合物を充填した部材
で７種類の接点を作り、純銅製の導電性部材と張
り合わせたのちさい断電流及びしや断性能をテス
トした。接点部材は以下のようにして製造した。 コバルト粉末を水素中500〜550℃で還元し、所
定の気孔率が得られるように内径30mmφで高さ
130mmの金型に入れて加圧し、所定の空隙率を有
するスケルトンを作つた。加圧力は0.4〜
8.0ton／cm2の範囲で種々調整し、空隙率が60％以
下の任意の大きさになるようにした。その後、水
素中で900〜1000℃で還元処理し、次いで真空中
1000〜1100℃で脱ガス処理した。 次いで真空溶解した銀、銀−テルル合金、銀−
セレン合金及び銀−テルル−セレン合金を前記ス
ケルトンの空隙に含浸させた。含浸方法は、真空
に保たれた溶解炉内で950〜1000℃に保持された
前記溶湯中にコバルトからなるスケルトンを入
れ、直ちにアルゴンガスを封入し、溶湯表面を１
〜1.5気圧で加圧することにより行なつた。含浸
終了後、機械加工して板状の純銅製導電性部材と
ろう付し、最終的に直径20mmφ、高さ25mmの円形
をした試験用電極を得た。 コバルト70重量％、銀27重量％、残りテルルか
らなる化学組成を有する電極の顕微鏡組織図（倍
率約500倍）を第４図に示す。符号２０がコバル
ト相、２１が銀とテルルの金属間化合物及び２２
が銀である。テルルと金属間化合物を作らなかつ
た残りの銀がこのように単体の形で存在する。 試験用電極を真空排気セツト中のホルダに取付
け300℃の脱ガス用ベーキングを施した。この後、
最大60KVの高電圧を電極間に印加し電極表面の
クリーニングを施した。そしてさい断電流としや
断性能を測定した。さい断電流測定は約50Hzの
100V回路で10A以下の小電流をしや断した際に、
最大のさい断電流が発生するように電流を調節し
ておき、この小電流しや断時のさい断電流を100
回測定し最大値と平均値を求めた。しや断性能試
験は周波数約50Hzで高電圧（6000〜7000V）をか
け、しや断電流を約500〜1000Aステツプで増加
させながらしや断し、この時限界となるしや断電
流を求めるようにした。 接点部材の化学組成及び試験結果を第１表に示
す。同表には比較のために米国特許第3683138に
記載された銀−タングステンカーバイト焼結合金
接点及び銅−鉛−ビスマス合金接点の測定結果も
示した。 なお、しや断性能の値は、銀−70重量％タング
ステンカーバイト焼結合金接点の限界しや断電流
の値を100％とし、それに対する割合で示した。
【表】
実施例 ３
第２表に示す成分組成を有する接点部材を有す
る電極が実施例２と同じようにして作られた。か
かる電極を用い実施例２と同じ条件でさい断電流
及びしや断性能を試験した。試験結果を第２表に
示す。しや断性能は実施例２の銀−70重量％タン
グステンカーバイト接点のしや断性能を100％と
し、それに対する割合で表した。
る電極が実施例２と同じようにして作られた。か
かる電極を用い実施例２と同じ条件でさい断電流
及びしや断性能を試験した。試験結果を第２表に
示す。しや断性能は実施例２の銀−70重量％タン
グステンカーバイト接点のしや断性能を100％と
し、それに対する割合で表した。
【表】
【表】
以上の実施例から明らかなように、本発明によ
れば、さい断電流が小さくかつしや断性能のすぐ
れた真空しや断器を得ることができる。
れば、さい断電流が小さくかつしや断性能のすぐ
れた真空しや断器を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例による真空しや断器
の断面図、第２図及び第３図は電極の斜視図及び
第４図は本発明の一実施例による接点部材の顕微
鏡組織図である。 １……筒状ケース、２，３……電極、４，５…
…接点部材、６，７……導電性部材、８，９……
キヤツプ、１０……排気管。
の断面図、第２図及び第３図は電極の斜視図及び
第４図は本発明の一実施例による接点部材の顕微
鏡組織図である。 １……筒状ケース、２，３……電極、４，５…
…接点部材、６，７……導電性部材、８，９……
キヤツプ、１０……排気管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空容器とその容器内に配置された一対の電
極を有する真空しや断器において、前記電極の少
なくとも一方は、鉄族元素のみからなるスケルト
ンの空隙に下記 (1)と(2)の少なくとも１つが充填された材料から
なり且つリング状を有する接点部材と導電性部材
との張り合せ構造を有することを特徴とする真空
しや断器。 (1) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との合金、 (2) テルル、セレン、ビスマス、鉛、タリウム、
インジウム、カドミウム、錫及びアンチモンの
少なくとも１つと銀との金属間化合物。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記鉄族元
素の空隙にテルル及びセレンの少なくとも１つと
銀との金属間化合物及び銀が充填されていること
を特徴とする真空しや断器。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記スケル
トンは鉄族元素の粉末成型品からなることを特徴
とする真空しや断器。 ４ 特許請求の範囲第１項又は第３項において、
前記スケルトンの空隙率が10〜90％からなること
を特徴とする真空しや断器。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記導電性
部材の前記接点部材との張り合わせ面にアーク駆
動溝を有することを特徴とする真空しや断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10340981A JPS585928A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 真空しや断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10340981A JPS585928A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 真空しや断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585928A JPS585928A (ja) | 1983-01-13 |
| JPS6341175B2 true JPS6341175B2 (ja) | 1988-08-16 |
Family
ID=14353247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10340981A Granted JPS585928A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 真空しや断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585928A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054124A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2357333C3 (de) * | 1973-11-16 | 1980-04-03 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Durchdringungsverbundmetall als Kontaktwerkstoff für Vakuumschalter |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP10340981A patent/JPS585928A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS585928A (ja) | 1983-01-13 |
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