JP2000226631A - 真空バルブ及び真空開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触抵抗特性と再点弧特性とを同時に向上さ
せることが出来る接点を備えた真空バルブを得ること。 【解決手段】 接点として｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金を採用し、この合金中の耐アーク成分として、
粒子直径が０．４〜９μｍで、６５〜８５％のＷ、ＷＭ
ｏを採用し、更に補助成分として粒子直径が０．０２〜
２０μｍで、０．０９〜１．４％のＣｕｘＳｂを採用
し、ｘ＝１．９〜５．５、その平均粒子間距離を０．２
〜３００μｍとした。更に導電成分としてＣｕ、ＣｕＳ
ｂ固溶体を採用し、ＣｕＳｂ固溶体中に固溶状態として
存在するＳｂ量を０．５％以下とした。その結果アーク
を受けた時、蒸発するＣｕｘＳｂの飛散が少なく、接点
面上には、再点弧発生に対して有害な著しい亀裂発生も
抑止され、Ｗ粒子の飛散脱落も軽減され、接点表面の溶
融、飛散損傷が少なくなり、再点弧抑止、接触抵抗特性
が共に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空中で電流の遮
断導通を行う真空バルブとこの真空バルブを搭載した真
空開閉装置に係り、特に真空バルブの接点の接触抵抗特
性と再点弧特性との改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空開閉器や真空遮断器に搭載される真
空バルブの接点は、耐溶着特性、耐電圧特性、遮断特性
で代表される基本三要件の他に裁断特性、耐消耗性、接
触抵抗特性、温度上昇特性などを維持向上させるために
種々の素材から構成されている。しかし、上述要求特性
は互いに相反する材料物性を要求する場合が多いことか
ら、１つの元素で十分満足させることは不可能とされて
いる。

【０００３】そこで、材料の複合化、素材張合わせなど
によって、大電流遮断用途、高耐電圧用途などの様に特
定用途に合った接点材料の開発が行われ、それなりに優
れた特性を発揮している。例えば基本三要件を満たした
大電流遮断用接点材料として、ＢｉやＴｅの様な容着防
止成分を５重量％以下含有するＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−
Ｔｅ合金が知られている（特公昭４１−１２１３１号、
特公昭４４−２３７５１号）。

【０００４】Ｃｕ−Ｂｉ合金は結晶粒界に析出した脆い
Ｂｉ、Ｃｕ−Ｔｅ合金は結晶粒界及び粒内に析出した脆
いＣｕ₂ Ｔｅが合金自体を脆化させて、低溶着引き外し
力が実現したことから大電流遮断特性に優れている。

【０００５】一方高耐圧・大電流遮断用接点材料とし
て、Ｃｕ−Ｃｒ合金が知られている。この合金は前記Ｃ
ｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金よりも、構成成分間の蒸
気圧差が少ない為、均一な性能発揮を期待し得る利点が
あり、使い方によっては優れたものである。また高耐電
圧接点材料としてはＣｕ−Ｗ合金が知られている。この
合金は高溶融点材料の効果によって優れた耐アーク性を
発揮している。

【０００６】真空遮断器や真空開閉器では、電流遮断
後、真空バルブ内で閃絡が発生して接点間が再び導通状
態になる（その後放電は継続しない）現象を誘起するこ
とがある。この現象は再点弧現象と呼ばれているが、そ
の発生メカニズムは未解明である。電気回路が一度電流
遮断状態となった後に導通状態に急激に変化する為、異
常過電圧が発生しやすい。特にコンデンサバンクの遮断
時に再点弧を発生させる実験によれば、極めて大きな過
電圧の発生や、過大な高周波電流が流がれる事が観察さ
れる。その為、再点弧の発生抑制技術の開発が求められ
ている。

【０００７】上記した様に、再点弧現象の発生メカニズ
ムは未だ知られていないが、本発明者らの実験観察によ
れば、再点弧は真空バルブ内の接点／接点間、接点／ア
ークシールド間で、かなり高い頻度で発生している。そ
の為、本発明者らは、例えば接点がアークを受けた時に
放出される突発性ガスの抑制技術、接点表面形態の最適
化技術など、再点弧の発生抑制に極めて有効な技術を明
らかにし、再点弧発生数を大幅に低減化した。

【０００８】しかし、近年の真空バルブに対する高耐電
圧化要求、大電流遮断化要求、特に小形化要求には、接
点の一層の低再点弧化が必要となってきた。即ち近年で
は、需要家の使用条件の過酷化と共に負荷の多様化が進
行している。最近の顕著な傾向として、リアクトル回
路、コンデンサ回路などへの適応拡大が挙げられ、それ
に伴う接点材料の開発、改良が急務となっている。

【０００９】コンデンサ回路では通常の２倍、３倍の電
圧が印加される関係上、電流遮断、電流開閉時のアーク
によって接点の表面が著しく損傷し、その結果、接点の
表面荒れや脱落消耗を招く。この様な表面荒れや脱落
は、接触低抗の上昇を招く共にこれが原因となって再点
弧発生の一因と考えられる。この様にどちらが最初の引
き金がは不明であるが、原因と結果が繰り返され、再点
弧現象の発生頻度と接触抵抗値が増大する。しかし再点
弧現象は、製品の信頼性向上の観点から重要であるにも
拘らず、未だ防止技術はむろんのこと直接的な発生原因
についても明らかにはなっていない。

【００１０】既に本発明者らは、Ｃｕ−Ｗ合金又はＣｕ
−Ｍｏ合金の加熱過程で放出されるガス総量、ガスの種
類並びに放出形態について、再点弧発生との相関を詳細
に観察を行ったところ、溶融点近傍で極めて短時間では
あるがパルス状に突発的に放出されるガスが多い接点で
は、再点弧発生率も高くなる事を見出だした。

【００１１】そこで、Ｃｕ、Ｗ原料又はＣｕ、Ｍｏ原料
やＣｕ−Ｗ接点合金又はＣｕ、Ｍｏ接点合金を予め溶融
温度近傍若しくは溶融温度以上に加熱したり、予めＣｕ
−Ｗ合金中又はＣｕ、Ｍｏ接点合金中の突発的ガス放出
の一因を除去したり、Ｃｕ−Ｗ接点表面層又はＣｕ−Ｍ
ｏ接点表面層を高温度エージングしておく事や、Ｃｕ−
Ｗ合金又はＣｕ−Ｍｏ合金の合金中のポアや組織的偏析
を抑制する様に焼結技術を改良する事などによって、再
点弧現象の発生を低減させた。

【００１２】しかし、近年の更なる再点弧発生抑制要求
に対しては、一層の改善の必要性を認めると共に特に他
の施策の開発が重要となっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に高耐圧接
点材料としては、前記したＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ
合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金に優先して、Ｃｕ−Ｗ合金又はＣ
ｕ−Ｍｏ合金を適用してきたが、更に強まる低再点弧化
の要求に対しては十分な接点材料とはいえない実情とな
っている。即ち、今まで優先して使用してきたＣｕ−Ｗ
合金又はＣｕ−Ｍｏ合金でも、より過酷な高電圧領域及
び突入電流を伴う回路ではやはり再点弧現象の発生や、
Ｃｕ−Ｗ合金又はＣｕ−Ｍｏ合金の材料特性に起因する
接触抵抗特性の不安定さの存在が課題として指摘されて
いる。

【００１４】そこで上記基本三要件を一定レベルに維持
した上で、特に再点弧特性と接触抵抗特性に優れた真空
バルブ用接点材料の開発が望まれている。

【００１５】そこで本発明の目的は上記の事情に鑑みて
なされたもので、Ｃｕ−Ｗ合金又はＣｕ−Ｍｏ合金の冶
金的諸条件を最適化することにより、接触抵抗特性と再
点弧特性とを同時に向上させることが出来る接点を備え
た真空バルブと、それを搭載した真空開閉装置を提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の側面に従う真空内で接点の開閉を行
うことで、電流の遮断、導通を行う真空バルブにおい
て、前記接点は、耐アーク性成分として０．４〜９μｍ
の平均粒径を有し且つ６５〜８５重量％のＷと、再点弧
安定化補助成分として０．０９〜１．４重量％のＣｕｘ
Ｓｂ化合物と、導電性成分としてＣｕ又はＣｕＳｂ合金
を残部として構成した接点材料により製造する。

【００１７】Ｗの平均粒子直径が６μｍを超えると、Ｃ
ｕｘＳｂ化合物の均一分散性を妨げる。０．４μｍ未満
では、素材中に残存するガス量が多くなり、接点材料と
して好ましくない。Ｗ量が６５〜８２％の範囲におい
て、接触抵抗特性と再点弧特性とを好ましい範囲で両立
する。Ｗの量が８２％を超えると、接触抵抗特性が低下
し、Ｗの量が７０％未満では再点弧特性が低下する。Ｃ
ｕｘＳｂ化合物の量が０．０９〜１．４％の範囲に於い
て、接触抵抗特性と再点弧特性とを好ましい範囲で両立
する。ＣｕｘＳｂ化合物の量が１．４％を超えると接触
抵抗特性と再点弧特性が共に低下する。ＣｕｘＳｂ化合
物の量が０．０９％未満では、接点合金中のＳｂ量の制
御が困難で、接点面上でのＳｂ成分の均一な分散分布が
得られず、接触抵抗特性と再点弧特性が共に低下する。

【００１８】本発明の第２の側面に従う真空内で接点の
開閉を行うことで、電流の遮断、導通を行う真空バルブ
において、前記接点は、耐アーク性成分として０．４〜
９μｍの平均粒径を有し且つ６５〜８５重量％のＷと
０．４〜９μｍの平均粒径を有し且つ０．００１〜５重
量％のＭｏとをその大きさが０．４〜１０μｍの範囲に
あるように一体化したものと、再点弧安定化補助成分と
して０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、残
部を導電性成分としてＣｕ又はＣｕＳｂ合金とで成る接
点材料により製造される。

【００１９】所定の少量のＭｏの存在は、遮断動作ある
いは開閉動作に於いてＷが受ける熱的、機械的衝撃に対
して、Ｗの塑性変形能力を改善し、Ｗの極めてミクロ部
分での欠けを抑止する効果を発揮する。その結果再点弧
発生頻度の特にばらつき幅の圧縮に寄与する。Ｍｏ量が
５％を超えるとその効果が低くなる。

【００２０】本発明の第３の側面に従う真空内で接点の
開閉を行うことで、電流の遮断、導通を行う真空バルブ
において、前記接点は、耐アーク性成分として０．４〜
９μｍの平均粒径を有し且つ５０〜７５重量％のＭｏ
と、再点弧安定化補助成分として０．０９〜１．４重量
％のＣｕｘＳｂ化合物と、導電性成分としてＣｕ又はＣ
ｕＳｂ合金を残部として構成した接点材料により製造す
る。

【００２１】Ｍｏの平均粒子直径が９μｍを超えると、
ＣｕｘＳｂ化合物の均一分散性を妨げる。０．４μｍ未
満では、素材中に残存するガス量が多くなり、接点材料
として好ましくない。Ｍｏ量が５０〜７５％の範囲にお
いて、接触抵抗特性と再点弧特性とを好ましい範囲で両
立する。Ｍｏの量が７５％を超えると、接触抵抗特性が
低下し、Ｍｏの量が５０％未満では再点弧特性が低下す
る。ＣｕｘＳｂ化合物の量が０．０９〜１．４％の範囲
に於いて、接触抵抗特性と再点弧特性とを好ましい範囲
で両立する。ＣｕｘＳｂ化合物の量が１．４％を超える
と接触抵抗特性と再点弧特性が共に低下する。ＣｕｘＳ
ｂ化合物の量が０．０９％未満では、接点合金中のＳｂ
量の制御が困難で、接点面上でのＳｂ成分の均一な分散
分布が得られず、接触抵抗特性と再点弧特性が共に低下
する。

【００２２】本発明の第４の側面に従う真空内で接点の
開閉を行うことで、電流の遮断、導通を行う真空バルブ
において、前記接点は、耐アーク性成分として０．４〜
９μｍの平均粒径を有し且つ５０〜７５重量％のＭｏと
０．４〜９μｍの平均粒径を有し且つ０．００１〜５重
量％のＷとをその大きさが０．４〜１０μｍの範囲にあ
るように一体化したものと、再点弧安定化補助成分とし
て０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、残部
を導電性成分としてＣｕ又はＣｕＳｂ合金とで成る接点
材料により製造される。

【００２３】所定の少量のＷ（Ｍｏと一体化してＭｏＷ
を形成）の存在は、遮断動作あるいは開閉動作に於いて
Ｗが受ける熱的、機械的衝撃に対して、Ｍｏの塑性変形
能力を改善し、接触面で起きるＭｏの極めてミクロ部分
での欠けを抑止する効果を発揮する。その結果、再点弧
発生頻度の特にばらつき幅の圧縮に寄与する。Ｗ量が５
％を超えるとその効果が低くなる。

【００２４】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記ＣｕＳｂ合金は、Ｓｂを０．５％以下固溶してい
る。

【００２５】Ｓｂを０．５％以上固溶するＣｕｓｂ合金
は、導電率を著しく低下させ接点材料として活用できな
い。

【００２６】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記ＣｕｘＳｂ化合物のｘは、ｘ＝１．９〜５．５であ
る。

【００２７】Ｃｕに対するｘの比率が１．９〜５．５の
範囲以外では接点面の平滑性が得難い。

【００２８】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記ＣｕｘＳｂ化合物は、Ｃｕ_5.5Ｓｂ、Ｃｕ_4.5 Ｓ
ｂ、Ｃｕ_3.65Ｓｂ、Ｃｕ_3.5 Ｓｂ、Ｃｕ₃ Ｓｂ、Ｃｕ₁₁
Ｓｂ₄、Ｃｕ₂ Ｓｂの群の中のひとつ以上のいずれかで
ある。

【００２９】これらの形態を示す時には、銀ロウ付け工
程後、遮断後の様な加熱後であっても接点中のＳｂ成分
は安定して容易に均一に残存する。

【００３０】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記ＣｕｘＳｂ化合物の平均粒径（平面形状が円形の時
にはその直径。長方形、楕円、多角形の時にはその面積
を円形に換算しその直径）は、０．０２〜２０μｍの粒
子寸法である。

【００３１】２０μｍ以上では再点弧特性が著しく低下
すると共に接触抵抗特性も著しく低下する。０．０２μ
ｍ未満の素材は、均一な素材を製造する事が経済的に困
難である。しかも０．０２μｍ未満の部分を選択して評
価したが、接触抵抗特性は異常ないが再点弧特性に著し
いばらつきが発生する。

【００３２】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記ＣｕｘＳｂ化合物の平均粒子間距離は、０．２〜３
００μｍ隔離して高度に分散させている。

【００３３】化合物粒子を０．２μｍ未満隔離させる事
は、接点の製造技術上困難であった。３００μｍ以上隔
離しているとＣｕｘＳｂ化合物は凝集し巨大化する傾向
を示し、化合物の脱落など接点面の平滑性が得難い。ま
た再点弧発生頻度に著しいばらつきが発生する。

【００３４】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記接点の前記接触面の平均表面粗さ（Ｒａｖｅ．）を
１０μｍ以下、最小値（Ｒｍｉｎ．）を０．０５μｍ以
上とする。

【００３５】１０μｍ以上では、接触抵抗特性に著しく
ばらつきが見られる。０．０５μｍ未満の接点表面を得
る事は生産性の点で課題を生ずる。

【００３６】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記接点の前記接触面の他方の面に少なくとも０．３ｍ
ｍの厚さを有するＣｕ層を付与する。

【００３７】電極や通電軸との銀ロウ付け作業を容易に
する。

【００３８】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
前記接点の前記接触面に、少なくとも１０ＫＶの電圧を
印加した状態で、１〜１０ｍＡの電流を遮断させ表面仕
上げする。

【００３９】１〜１０ｍＡの範囲に於いて再点弧発生頻
度を著しく低減する。１ｍＡ未満では、その効果が見ら
れない。１０ｍＡを超えると接触面に凹凸を与え、逆に
再点弧発生にばらつきを生ずると共に接触抵抗にもばら
つきを生ずる。

【００４０】この発明の好ましい他の一態様に於いて、
請求項１乃至１２いずれかに記載の真空バルブを真空開
閉装置に搭載する。

【００４１】（作用） 実施例に於ける再点弧発生の一般的状況；一般にアーク
はアーク電圧の低い部分に停滞、集中する傾向を示す。
接点に磁界（例えば縦磁界技術）を作用させながら電流
遮断を行うと、遮断により発生したアークは、アーク電
圧の低い部分に停滞、集中することなく接点電極面上を
移動する。これによって接点面上での局部的な過度の損
傷を軽減化し、遮断特性の改善、再点弧発生率の低減化
に寄与している。すなわち、接点電極上をアークは容易
に移動するため、アークの拡散が促進され、遮断電流を
処理する接点電極面積の実質的増加につながり、遮断電
流特性の向上に寄与する。更にアークの停滞、集中が低
減化される結果、接点電極の局部的異常蒸発現象の阻
止、表面荒れの軽減化の利益も得られ、再点弧抑制に寄
与する。

【００４２】しかし、一定値以上の電流値を遮断する
と、アークは接点面上の予測出来ない一点もしくは複数
点の場所で停滞し、異常融解させ遮断限界に至る。また
異常融解は接点電極材料の瞬時的爆発や蒸発を誘発し、
それによって発生する金属蒸気は、開極過程（開極途
中）にあった真空遮断器の絶縁回復性を著しく阻害し、
遮断限界の一層の低下を招く。さらに前記異常融解は、
巨大な融滴を作り接点電極面の荒れを招き耐電圧特性の
低下、再点弧発生の増加、材料の異常な消耗をも招く。
これらの現象の生成原因となるアークが、接点電極面上
のどこで停滞するかは前述したように全く予測出来ない
以上、発生したアークが停滞させることなく移動拡散で
きるような表面条件を接点に与えることが望ましい。

【００４３】本発明での再点弧の発生時期；前記した様
に、再点弧現象の発生メカニズムは未だ知られていない
が、本発明者らの実験観察によれば、再点弧は真空バル
ブ内の接点／接点間、接点／アークシールド間でかなり
高い頻度で発生している。その為、本発明者らは、例え
ば接点がアークを受けた時に放出される突発性ガスの抑
制、接点表面形態の最適化などを進め、再点弧の発生抑
制に極めて有効な技術を明らかにし、再点弧発生数を大
幅に低減化した。再点弧の発生に対する本発明者らの前
記模擬再点弧発生実験による詳細な解析結果では、接点
材料が直接的に関与する場合と電極構造、シールド構造
など設計に関与する場合と予期しない高電圧暴露など電
気的機械的外部条件などが関係していた。しかし、近年
の真空バルブに対する高耐電圧化要求、大電流遮断化要
求、小形化要求には上記接点の改良のみではすでに限界
と考えられ、これら以外に於いても改良最適化が必要と
なってきた。

【００４４】本発明者らは、セラミックス製絶縁容器外
管、接点、アークシールド、金属蓋体、通電軸、封着金
具、ベローズなど各構成部材を適宜真空バルブ内へ装着
したり取外ししたりしながら模擬再点弧発生実験を行っ
たとこる、直接アークを受ける接点の組成、材質とその
状態、その製造条件が再点弧発生に対して重要であると
の知見を得ている。特に材質的には脆性な為投入時、遮
断蒔の衝撃によって電極空間への微小金属粒子の放出、
飛散が多く観察されたＣｕ−Ｂｉ、Ｃｕ−Ｔｅ、Ｃｕ−
Ｃｒ合金よりも高硬度、高融点性のＣｕ−Ｗ又はＣｕ−
Ｍｏの方が有利であるとの知見も得ている。更に重要な
観察知見は同じＣｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏであっても電極
空間への微小金属粒子の放出、飛散にある程度のばらつ
きが存在し、Ｃｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏの製造過程での特
に焼結温度の高い方が、再点弧発生の抑制に有利な傾向
にある事であった。

【００４５】また、本発明者らの再点弧現象の発生の時
期とＣｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏの材料状態との関わりとを
観察した結果では、（イ）接点組織およびその状態（偏
析、均一性）については、製造プロセスの特に混合条件
の最適化と相関し、電流遮断開閉の経過回数とは関係無
くランダムな再点弧現象の発生がみられる特徴がある。
（ロ）接点表面に付着、吸着したガスや水分の量、状態
については、あらかじめ仕上げられた接点の加工後の管
理環境の問題であって、直接焼結技術が関与するもので
はないが、電流遮断開閉回数の比較的初期から再点弧現
象の発生が見られる特徴がある。（ハ）接点内部に内蔵
している異物の量、状態などの接点内部の状態について
は、原料粉末の品質（Ｃｕ粉、Ｗ粉又はＭｏ粉の選択）
及び原料の混合状態がポイントとなり、電流遮断回数の
経過の比較的後半に発生した再点弧の原因と考えられる
など製造プロセスの重要性が示唆される。

【００４６】以上から、再点弧現象の発生の時期は、電
流遮断回数の進展に対して見掛け上では、関係無く見え
るが、上記（イ）（ロ）（ハ）の様に各発生の時期によ
ってその原因は異なっている事が判明した。このことが
各真空バルブ毎に再点弧現象の発生にばらつきが生じて
いた重要な一因とも考えられた。

【００４７】本発明合金の作用；本発明合金は、接点全
体の耐アーク性（アーク消耗）と、遮断投入動作や開閉
動作に伴う機械的消耗特性とを向上させる機能を持つＷ
（ＷＭｏ）又はＭｏ（ＭｏＷ）と、接点全体の導電性を
確保すると共に接触抵抗を低く安定に維持させる機能を
持つＣｕ（ＣｕＳｂ固溶体）と、Ｗ（ＷＭｏ）又はＭｏ
（ＭｏＷ）の過熱によるＣｕ、ＣｕＳｂ固溶体、Ｃｕｘ
Ｓｂ化合物の過度の蒸発損失を緩和させ、再点弧安定化
成分としての機能を分担するＣｕｘＳｂ化合物とで構成
される。ＣｕｘＳｂ化合物は結果的に再点弧安定化成分
として機能した。

【００４８】作用（１）：本発明合金はＣｕ−Ｗ合金中
のＷ（ＷＭｏ）又はＭｏ（ＭｏＷ）量やＷ（ＷＭｏ）又
はＭｏ（ＭｏＷ）粒径を最適化した事。Ｗ（ＷＭｏ）又
はＭｏ（ＭｏＷ）によって囲まれる導電性成分（Ｃｕ
相、ＣｕＳｂ固溶体）の大きさも５０μｍ以下または５
０μｍ以下所定面積以上占める様に制限し、接点合金全
体の組織の微細均一化を図った事。さらにＣｕｘＳｂ化
合物の粒径を所定値（０．１〜２０μｍ）の範囲に制御
した事、ＣｕｘＳｂ化合物の平均粒子間距離を所定値
（０．２〜３００μｍ）の範囲に制御した事などによっ
て、ＣｕｘＳｂ化合物を高度に分散させた状態とした
上、ＣｕｘＳｂ化合物が接点面で凝集したり、接点面か
ら脱落するのを軽減化したので、アークを受けた時に選
択的に優先して蒸発、飛散するＣｕｘＳｂ化合物量を最
小限化し、接点面にＣｕｘＳｂ化合物粒子を均一に分布
させたり、接点面には薄膜状のＣｕｘＳｂ化合物成分を
均一に分布させた。その効果として再点弧特性や接触抵
抗特性の安定性を発揮させた。

【００４９】作用（２）：合金中のＷ（ＷＭｏ）又はＭ
ｏ（ＭｏＷ）の平均粒径とＣｕｘＳｂ化合物の平均粒径
とをほぼ同じレベル（大きさ）に制御した事によって、
Ｗ（ＷＭｏ）又はＭｏ（ＭｏＷ）粒子の飛散脱落も軽減
させた。また、Ｃｕ（ＣｕＳｂ固溶体）とＷ（ＷＭｏ）
又はＭｏ（ＭｏＷ）との問の濡れ性を改良し、Ｗ（ＷＭ
ｏ）又はＭｏ（ＭｏＷ）粒子とＣｕ（ＣｕＳｂ固溶体）
との密着強度をも向上させた。被アーク時の熱衝撃によ
っても、再点弧発生に対して有害な著しいＣｕｘＳｂ化
合物の接点面からの欠け落ちをも抑止した。その効果と
して再点弧特性や接触抵抗特性の安定性を発揮させた。

【００５０】作用（３）：Ｗ（ＷＭｏ）又はＭｏ（Ｍｏ
Ｗ）の存在状態の制御によって、合金組織の均一化を図
ったので、アークを受けた後でも接点表面は再点弧発生
に対して安定した状態を得た。

【００５１】作用（４）：変形例としてＣｕ−Ｗ又はＣ
ｕ−Ｍｏ中のＭｏ又はＷの存在は投入時、遮断時の衝撃
による電極空間への微小金属粒子の放出、飛散の低減に
有益である事を認めた。通常は投入、遮断時には、Ｗ又
はＭｏ表面に欠けの発生が見られ、且つその一部は飛散
したり脱落したりする場合があり、Ｃｕ−Ｗ又はＣｕ−
Ｍｏの中へのＭｏ又はＷの存在によって、ＣｕとＭｏ又
はＣｕとＷとの結び付きの強化と極く微小面積での塑性
変形能力とを改善する。前記したＣｕｘＳｂ化合物の平
均粒径と平均粒子間距離を所定値以内に制御した効果と
が重畳される。その結果脱落粒子の発生自体を少なくす
ると共に若し脱落粒子が存在してもその痕跡の先端部に
ある程度の丸みを与えている効果を発揮する。その為接
点表面状態の程度を表現する電界強化係数βが、１００
以上から１００以下に改善されていた。遮断中の電極空
間への微小金属粒子の放出、飛散の低減に特に有益であ
る。ＣｕｘＳｂ化合物は結果的に再点弧安定化成分とし
て機能した事を示している。その結果投入時、遮断時の
衝撃によっても微小金属粒子の生成が少なく抑制される
と共にその放出、飛散量が少なくなり、再点弧抑制に寄
与すると共に接触抵抗特性の安定化にも寄与している。
この様に、最適化した平均粒径と平均粒子間距離を持つ
前記したＣｕｘＳｂ化合物の効果と、Ｗ（ＷＭｏ）又は
Ｍｏ（ＭｏＷ）による電界強化係数βの改善の利益は．
安定した接触抵抗特性と再点弧特性とを同時に得る。

【００５２】これらの望ましい作用の相乗的効果によっ
て、本合金中のＣｕｘＳｂ化合物は、遮断電流特性を維
持した上でＣｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏ合金の安定した接触
抵抗特性と再点弧発生頻度の抑制を得た。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の真空バルブの第１
の実施の形態について説明する。

【００５４】本発明の第１の実施の形態の要旨は、Ｃｕ
−Ｗ系接点を搭載した真空バルブに於いて、真空バルブ
の再点弧現象発生の抑制軽減化と接触抵抗の安定化の為
に、所定のＷ（ＷＭｏ）とＣｕｘＳｂ化合物とＣｕ（Ｃ
ｕＳｂ固溶体）とで構成され、構成成分の量、大きさ、
状態を最適に管理して効果を得た接点材料である。従っ
て、構成成分の量、大きさ、状態（粒径や平均粒子間距
離）の制御が重要なポイントとなる。

【００５５】次に本実施の形態の効果を明らかにした評
価条件、評価方法などを示す。

【００５６】（１）再点弧特性 ー方が２５０ｍｍの曲率半径、他方が平面の接触面を１
０μｍの平均表面粗さに仕上げ加工して対向接触させた
直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状接点を、ディマウン
タブル形真空バルブに装着し、６ＫＶ×５００Ａの回路
を２００００回遮断した時の再点弧発生頻度を測定し
た。接点の装着に際しては、ベーキング加熱（４５０℃
×３０分）のみ行い、ろう材の使用並びにこれに伴う加
熱は行わなかった。

【００５７】（２）接触抵抗特性 上記接点をディマウンタブル形真空バルブに装着した直
後の接触抵抗を、両者間に１ｋｇの荷重を与えた状態
で、２４Ｖ１１０Ａを印加した状態で接触面間の電位降
下を求め、新品時（テスト前）の接触抵抗値（ｘ）を算
出した。更に上記６ＫＶ×５００Ａの回路を２００００
回遮断する再点弧テスト終了直後に、上記と同一電圧電
流条件で電位降下を求めて、テスト後の接触抵抗値
（ｙ）を算出した。

【００５８】しかし、本例の接点材料に於いては、新品
時であっても接点の諸条件や仕上げ加工の状況によっ
て、接触抵抗は３０〜２００μΩの範囲に変動してい
る。そこで、接触抵抗特性はテスト前とテスト後の比率
によって評価した。テスト後の接触抵抗値（ｙ）が新品
時の接触抵抗値（ｘ）の何倍に変化したか、（ｙ／ｘ）
値を接触抵抗特性として図１の表図に示した。

【００５９】（３）各接点の製造方法の一例 ［Ｃｕ−Ｗ−ＣｕｘＳｂ］合金を製造する場合、工業的
には５通りの方法の選択が可能である。

【００６０】第１の方法は、まず予めＣｕｘＳｂ化合物
を製造し、このＣｕｘＳｂ化合物を粉砕してＣｕｘＳｂ
化合物粉末を製造する。次いでＣｕ粉末（又はＣｕＳｂ
固溶体粉末）、Ｗ粉末、ＣｕｘＳｂ化合物粉末の各々を
所定量秤量した後、充分混合し、例えば４トン／ｃｍ²
の加圧力で成型、焼結して接点素材とする。

【００６１】第２の方法は、まず予め所定の空隙量に調
整した（ＣｕＷ）スケルトン、（ＣｕＳｂ固溶体Ｗ）ス
ケルトン、（Ｗ）スケルトンを例えば１２００℃で製造
する。別にＣｕｘＳｂ化合物、ＣｕＳｂ合金を製造す
る。次いでいずれかのスケルトンの所定の空隙中に、Ｓ
ｂ成分（前記ＣｕｘＳｂ化合物、ＣｕＳｂ合金）を例え
ば１１５０℃で溶浸し、接点素材とする。

【００６２】第３の方法は、Ｃｕ−Ｗ合金中に占めるＣ
ｕｘＳｂ化合物量が、（Ｃｕ＋Ｗ）量に比較して著しく
少量な為、合金中でのＣｕｘＳｂ化合物の均質混合性を
良くする必要がある。その手段として、例えば最終的に
必要なＣｕｘＳｂ化合物量の内の一部または総てと、こ
れとほぼ同容積のＷとを混合（必要によりＣｕを追加）
して第１次混合粉を得る（必要によりこれを第ｎ次混合
まで繰り返す）。

【００６３】この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と
残りのＷ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混合
状態にある（Ｗ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉を得る。こ
の（Ｗ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉と所定量のＣｕ粉と
を混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば
１０６０℃の温度での焼結と加圧とを１回若しくは複数
回組合せて、Ｃｕ−Ｗ−ＣｕｘＳｂ接点素材を製造し
後、これを所定形状に加工して接点とする。

【００６４】また、最終的に必要なＣｕｘＳｂ化合物量
の内の一部または総てと、これとほぼ同容積のＣｕとを
混合（必要によりＷを追加）して第１次混合粉を得る
（必要によりこれを第ｎ次混合まで繰り返す）。

【００６５】この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と
残りのＣｕ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混
合状態にある（Ｃｕ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉を得
る。この（Ｃｕ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉と所定量の
Ｗ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、
例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧とを１回若しく
は複数回組合せて、｛Ｃｕ−Ｗ−ＣｕｘＳｂ｝接点素材
を製造して、所定形状に加工して接点とする。

【００６６】第４の方法は、イオンプレーティング装置
やスパッタリング装置を用いた物理的方法或いはボール
ミル装置を用いた機械的方法で、Ｗ粉の表面にＣｕｘＳ
ｂ化合物を被覆したＷ粉を得て、このＣｕｘＳｂ化合物
被覆Ｗ粉とＣｕ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空中
でも可）で、例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧と
を１回若しくは複数回組合せて、｛Ｃｕ−Ｗ−ＣｕｘＳ
ｂ｝接点素材を製造した。

【００６７】第５の方法は、特にＣｕ粉、Ｗ粉とＣｕｘ
Ｓｂ化合物粉との均一混合技術に於いて、揺動運動と撹
拌運動とを重畳させる方法も有益である。これによっ
て、混合粉は一般に行われているアセトンなどの溶剤使
用時に見られる固まりとなったり、凝集体となったりす
る現象がなく、作業性も向上する。

【００６８】また混合作業での撹拌容器の撹拌運動の撹
拌数Ｒと撹拌容器に与える揺動運動の揺動数Ｓとの比率
Ｒ／Ｓをほぼ１０〜０．１程度の好ましい範囲に選択す
れば、解砕、分散、混合中の粉末へのエネルギー入力が
好ましい範囲となり、混合作業での粉末の変質や汚染の
程度を低く押さえる事ができる特徴を有する。

【００６９】従来のらいかい機などによる混合、粉砕で
は粉体を押し潰す作用が加わるが、揺動運動と撹拌運動
とを重畳させる本方法では、前記Ｒ／Ｓ比率がほぼ１０
〜０．１程度に分布している為、粉体同士が絡み合う程
度の混合となり、良好な通気性を持つ為、焼結性が向上
し、良質な成型体または焼結体あるいはスケルトンを得
る。更に必要以上のエネルギー入力がなく、粉体が変質
する事がない。この様な状態の混合粉を原料とすれば、
焼結、溶浸後の合金も低ガス化が可能となり、再点弧特
性の安定化に寄与している。

【００７０】次に本発明の第２の実施の形態を以下に示
す実施例を参照して詳細に説明する。

【００７１】実施例１〜３ まず、遮断テスト用実験バルブの組立ての概要を示す。
端面の平均表面粗さを約１．５μｍに研磨したセラミッ
クス製絶縁容器（主成分：ＡＬ₂ ０₃ ）を用意し、この
セラミックス製絶縁容器に対して組立て前に１６５０℃
の前加熱処理を施した。

【００７２】封着金具として、板厚さ２ｍｍの４２％Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金を用意した。

【００７３】ロウ材として、厚さ０．１ｍｍの７２％Ａ
ｇ−Ｃｕ合金板を用意した。

【００７４】上記用意した各部材を被接合物間（セラミ
ックス製絶縁容器の端面と封着金具）に気密封着接合が
可能のように配置して、５×１０^-4Ｐａの真空雰囲気で
封着金具とセラミックス製絶縁容器との気密封着工程に
供する。

【００７５】次いで、供試接点材料の内容、評価内容と
結果などについて示す。

【００７６】｛Ｃｕ−Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金
（ｘ＝２）に於いて、原料粉として平均粒径が１．５μ
ｍのＷを用意し、前記第１〜第５の製造法を適宜選択し
ながら、｛６０〜９２重量％Ｗ−ＣｕｘＳｂ残部Ｃｕ｝
の接点素材を製造した。これらの素材を所定形状の接点
試験片に加工後、接触面の表面粗さを２μｍに仕上げ試
験片とした。その内容を図１の表図に、評価条件と結果
を図２の表図に示した。

【００７７】まず、図１の表図の実施例２に示した｛７
５％Ｗ−Ｃｕ₂ Ｓｂ残部Ｃｕ｝合金の再点弧特性、接触
抵抗特性を測定し、その値を標準値とした。

【００７８】これに対して、比較例１の｛６０％Ｗ−Ｃ
ｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合では、６ＫＶ×５００
Ａの回路を２００００回遮断した時の再点弧特性は、
１．３４〜２．１６％の高い再点弧発生頻度とばらつき
をを示し、標準とした実施例２の｛７５％Ｗ−Ｃｕ２Ｓ
ｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合よりも著しく劣り好ましくな
かった。

【００７９】再点弧特性測定後の接触抵抗特性は、実施
例１では、合金中に占めるＣｕ量の効果によって、実施
例１を１００にした場合の約１／２程度（４２．４〜６
１．８）にあり、大部分の領域では低く安定した接触抵
抗特性を発揮している。

【００８０】一方、実施例１のように、Ｗ量が｛６５％
のＷ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金及び実施例３のよう
に、｛８５％Ｗ−Ｃｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合に
於いては、０．９６〜０．９９、０．９３〜０．９５の
許容される範囲の再点弧発生頻度を示した。一方、実施
例２の値を１００として対比した接触抵抗は、実質的に
は支障のない１００．１〜１２８、１１８．６〜１４
２．５の範囲を示した。

【００８１】これに対して、比較例２の｛９２％Ｗ−Ｃ
ｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合では、０．９１〜０．
９４の範囲の安定した再点弧発生頻度とばらつき特性を
示しているものの、接触抵抗値が７１９〜１６３４と著
しく高く、且つ大きなばらつきを示し、実用には供し得
ないのみならず、別のテストによれば、通電中の温度上
昇値も高い。５００Ａ遮断により接点面には過熱により
局部的に亀甲状の亀裂の発生が見られた。遮断表面に巨
大な亀裂の生成とその一部の脱落が見られている。再点
弧特性は好ましい範囲にあるもののＣｕ量の不足による
導電性低下、ジュール熱の発生が主因となって接触抵抗
値が大幅に高い部分が存在する。

【００８２】以上のように比較例１の｛６０％Ｗ−Ｃｕ
２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金では、再点弧の多発、接触抵抗
値の大幅な増加が見られ、又、比較例２の｛９２％Ｗ−
Ｃｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金では、接触抵抗値のより大
幅な増加が見られる等で好ましくなく、本発明の目的に
対して、Ｗ量は６５〜８５％（実施例１〜３）の範囲が
総合的に安定性を示していることが判明した。

【００８３】実施例４〜７ 前記実施例１〜３では、｛Ｗ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝
合金中のＭｏ量を０（ゼロ）とした場合の効果について
示したが、本発明の効果はこれに限ることなく発揮され
る。

【００８４】即ち｛７５％Ｗ−Ｃｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝
合金に於いて、Ｍｏ量を０．００１〜５％とした時、実
施例２の再点弧特性を１．００とすると、０．９４〜
０．９８倍の相対値を示し、標準とする実施例２の特性
と同等の安定した再点弧特性を示した。又、実施例２の
接触抵抗値を１００とすると、９５．４〜１５９．６倍
の相対値を示し、標準とする実施例２の特性と同等の安
定した接触抵抗特性を示した。

【００８５】接点表面の観察によれば、Ｍｏ量の所定量
の存在はＷの欠けをある程度抑止する傾向を持つ。しか
し、比較例３でＭｏ量を１２％とした場合では、０．９
６〜１．３６の再点弧特性を示し、好まくなく、標準と
する実施例２の特性より再点弧の多発、大幅なばらつき
の発生が見られ、好ましくなかった上に、１２８．７〜
２７３．２の接触抵抗値を示し、標準とする実施例２の
特性より大幅なばらつきの発生が見られ、好ましくなか
った。又、接点表面の観察によれば、Ｗの欠けを抑制す
る効果が低い事が示された。ＷＭｏ一体化粒子が組成的
に偏析の状態となった。このような偏析にあると、再点
弧特性、接触抵抗値にばらつきが発生する傾向にあっ
た。従ってＭｏ量は図１の表図の実施例４〜７に示すよ
うに０．００１〜５％の範囲で総合的に安定性を示して
いることが判明した。

【００８６】実施例８〜９ 前記実施例１〜３及び比較例１〜２では、｛Ｗ−Ｃｕ２
Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金中のＷ量を６０〜９２％とし、Ｗ
の平均粒子を１．５μｍとした場合の効果について、
又、前記実施例４〜７及び比較例３では、｛ＷＭｏ−Ｃ
ｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金中のＭｏ量を０．００１〜１
２％とし、ＷＭｏ一体化粒子の平均粒子を１．５μｍと
した場合の効果について示したが、本発明効果は平均粒
子が１．５μｍに限ることなく発揮される。

【００８７】即ち、図１の表図の実施例８〜９に示すよ
うに、Ｍｏ量を０とし、Ｗ量を７５％とした｛Ｗ−Ｃｕ
２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金とした場合に於いて、平均粒子
が０．４μｍ、９μｍとしても再点弧発生倍率は０．８
８〜１．０２の相対値を示し、標準とする実施例２の特
性と同等の安定した特性を示した。

【００８８】接触抵抗倍率も実施例２を１００とする
と、９５．２〜１３８．２倍の相対値を示し、実質的に
好ましい範囲となっている。

【００８９】これに対して、Ｗの平均粒子が０．１μｍ
（比較例４）とした時には、接触抵抗倍率は９０．５〜
９９．６の範囲にあり、極めて良好の範囲にあったが、
再点弧発生倍率が２．６６〜３．１８を示し、標準とす
る実施例２の特性より再点弧特性の著しい低下が見られ
好ましくなかった。その原因として、使用したＷの平均
粒子が極めて微細の０．１μｍであった事に起因して、
接点素材中のガス量を調査した結果、十分には除去でき
ずに残存した事が特に再点弧の多発に影響したものと考
えられる。

【００９０】また、平均粒子が比較的粗粒子の１５μｍ
とした場合での再点弧発生倍率は３．４２〜６．２８
（倍）の相対値を示し、標準とする実施例２の特性と比
較して大きなばらつきを示し、安定性に於いて欠落した
特性を示した。接触抵抗倍率も実施例２を１００とする
と、１１８〜７８４倍の相対値を示し、実質的に好まし
く無い範囲となっている（比較例４〜５）。尚、再点弧
が多発した為、評価は所定の２００００回を実施せず、
２０００回で中止した。接点素材中のガス含有量が大幅
に多かった。

【００９１】実施例１０〜１５ 前記実施例１〜９では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝
合金中の補助成分は、ｘ＝２とした場合の効果について
示したが、本発明効果はこれに限ることなく発揮され
る。

【００９２】即ち、図１の表図の実施例１０〜１５のよ
うに、補助成分のＣｕｘＳｂ中のｘを、１．９〜５．５
とした時には、実施例２の再点弧特性を１．００とする
と、０．９８〜１．０４倍の相対値を示し、標準とする
実施例２の特性と同等の安定した再点弧特性を示した。
実施例２の接触抵抗値を１００とすると、９５．４〜１
２４．１倍の相対値を示し、標準とする実施例２の特性
と同等の安定した接触抵抗特性を示した。

【００９３】これに対して、比較例６のように、Ｃｕｘ
ＳｂＷの中のｘを１．９未満とした時には、接触抵抗倍
率は９８．０〜１２４．１の範囲にあり、標準とする実
施例２の特性と比較して同等の特性の範囲にあったが、
再点弧発生倍率０．９８〜４．１８を示し、標準とする
実施例２の特性と比較して、ばらつきが大きく好ましく
なかった。

【００９４】その原因としてＣｕｘＳｂＷの中のｘを
１．９未満とした為、Ｓｂの分布を十分均一に分散させ
る事が出来ず、場所によりＳｂが存在していない広範な
領域（Ｓｂ偏析）が存在した。

【００９５】以上から｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金中
のｘは、ｘ＝２．７５〜５．５とする事が望ましいこと
が判った。

【００９６】実施例１６〜１８ 前記実施例１〜１５では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金中の補助成分ＣｕｘＳｂの量を０．１１重量％
とした場合の効果について示したが、本発明効果はこれ
に限ることなく発揮される。

【００９７】即ち、図１の表図の実施例１６〜１８に示
すように、ＣｕｘＳｂの量を、０．０９〜１．４％とし
た時には、実施例２の再点弧特性を１．００とすると、
０．９４〜１．０１倍の相対値を示し、標準とする実施
例２の特性と同等の安定した再点弧特性を示した。実施
例２の接触抵抗値を１００とすると、９９．７〜１４
６．６倍の相対値を示し、標準とする実施例２の特性と
同等の安定した接触抵抗特性を示した。

【００９８】これに対して、比較例７のように、Ｃｕｘ
Ｓｂの中のｘを０．０３％とした時には、実施例２の接
触抵抗値を１００とすると、９０．０〜９５．９倍の相
対値を示し、標準とする実施例２の特性と同等の安定し
た接触抵抗特性を示した。しかし実施例２の再点弧特性
を１．００とした時、０．３１〜３．３６倍の再点弧倍
率を示し、標準とする実施例２の特性と比較して、著し
く大きなばらつきを示した。その原因として、合金製造
時の技術的理由によって、ＣｕｘＳｂが十分均一に分散
させた合金を経済的に得る事が出来なかった事に起因し
ている。

【００９９】更に、比較例８のように、ＣｕｘＳｂの中
のｘを２．３％とした時には、実施例２の接触抵抗値を
１００とすると、１８１．５〜４４６．０倍の相対値を
示し、標準とする実施例２の特性と比較して、著しくば
らつきの大きな接触抵抗特性を示した。又、この例では
実施例２の再点弧特性を１．００とした時、２．０２〜
６．６２倍の再点弧倍率を示し、標準とする実施例２の
特性と比較して、著しく大きなばらつきを示した。その
原因として過大なＣｕｘＳｂ量によって、銀ロウ付け不
良が起こり易い事、十分均一にＣｕｘＳｂを分散させた
合金を経済的に得る事が出来なかった事に起因してい
る。

【０１００】以上から｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金中
の補助成分ＣｕｘＳｂの量は、０．０９〜１．４％の範
囲とする事が望ましいことが判明した。

【０１０１】実施例１９〜２０ 前記実施例１〜１８では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金中の補助成分ＣｕｘＳｂ粒子の大きさを７μｍ
とした場合の効果について示したが、本発明効果はこれ
に限ることなく発揮される。

【０１０２】即ち、図１の表図の実施例１９〜２０に示
すように、ＣｕｘＳｂ粒子の大きさを０．０２〜２０μ
ｍとした時には、実施例２の再点弧特性を１．００とす
ると、０．９４〜０．９９倍の相対値を示し、標準とす
る実施例２の特性と同等の安定した再点弧特性を示し
た。接触抵抗特性も、実施例２の接触抵抗値を１００と
すると、９７．１〜１２４．８倍の相対値を示し、標準
とする実施例２の特性と同等の安定した接触抵抗特性を
示した。

【０１０３】これに対して、比較例９に示すように、補
助成分ＣｕｘＳｂ粒子の大きさを０．０２μｍ未満とし
た時には、実施例２の接触抵抗値を１００とすると、Ｃ
ｕｘＳｂ粒子を微細均一に分散させた組織を持つ接点素
材の量産的製造が困難であった為、テストを中止し、有
効範囲から除外した。

【０１０４】更に、比較例１０に示すように、ＣｕｘＳ
ｂ粒子の大きさを３４μｍとした時には、実施例２の接
触抵抗値を１００とすると、２１６．３〜４１７．４倍
の相対値を示し、標準とする実施例２の特性と比較し
て、著しく劣化し、且つばらつきも大きな接触抵抗特性
を示す。また実施例２の再点弧特性を１．００とした
時、０．９９〜２．４６倍の再点弧倍率を示し、標準と
する実施例２の特性と比較して、著しく大きなばらつき
を示した。

【０１０５】その原因として接触抵抗の高い粗大なＣｕ
ｘＳｂ粒子の存在の為接触点が丁度この粗大なＣｕｘＳ
ｂ粒子上となる確率の問題から、接触抵抗に大きなばら
つきとして表れる事、接合性の良くないＣｕｘＳｂ粒子
の量が多い為、銀ロウ付け不良が起こり易い事、十分均
一にＣｕｘＳｂを分散させた合金を経済的に得る事が出
来なかった事に起因している。

【０１０６】以上から｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金中
の補助成分ＣｕｘＳｂの大きさは０．０２〜２０．０％
の範囲とする事が望ましい。

【０１０７】実施例２１〜２４ 前記実施例１〜２０では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金中の補助成分ＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距離
を２５μｍとした場合の効果について示したが、本発明
効果ではこれに限ることなく発揮される。

【０１０８】即ち、図１に示した表図の実施例２１〜２
４のＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距離を０．２〜３００
μｍとした時には、実施例２の再点弧特性を１．００と
すると、０．９８〜１．２４倍の相対値を示し、標準と
する実施例２の特性と同等の安定した再点弧特性を示し
た。接触抵抗特性も、実施例２の接触抵抗値を１００と
すると、９５．３〜１４４．７倍の相対値を示し、標準
とする実施例２の特性と同等の安定した接触抵抗特性を
示した。

【０１０９】これに対して、比較例１１のように、補助
成分ＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距離を０．２μｍ未満
とした時には、前記比較例９と同じ状況即ち、ＣｕｘＳ
ｂ粒子間距離を０．２μｍ未満に微細に分散させた組織
を持つ接点素材を量産的に製造する事が困難であった
為、テストを中止しすると共に本発明の有効範囲から除
外した。

【０１１０】更に、比較例１１のように、ＣｕｘＳｂ粒
子の平均粒子間距離を６００μｍとした時には、実施例
２の再点弧特性を１．００とした時、２．１６〜５．５
８倍の再点弧倍率を示し、標準とする実施例２の特性と
比較して、著しく劣り且つ大きなばらつきを示した。

【０１１１】また実施例２の接触抵抗値を１００とする
と、１２８．７〜２７５．５倍の相対値を示し、標準と
する実施例２の特性と比較して、著しく劣化し且つばら
つきも大きな接触抵抗特性を示した。

【０１１２】接触抵抗の高いＣｕｘＳｂ粒子とＣｕｘＳ
ｂ粒子同士の間の間隔を大とした事により、比較的接触
抵抗の低いＣｕ相若しくはＣｕＳｂ合金相の間隔も大と
なリ、従って組織的に粗大な組織状態となった事によ
り、接触点の位置によって接触抵抗値に大きなばらつき
幅を示した。再点弧特性に於いても粗大な組織状態が原
因してカソードスポットの位置によって同様のばらつき
状態が示され、再点弧値も大きなばらつき幅を示した。

【０１１３】以上から｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金中
の補助成分ＣｕｘＳｂの平均粒子間距離は、０．２〜３
００μｍの範囲とする事が望ましい。

【０１１４】実施例２５〜２７ 前記実施例１〜２４では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金中に於いて、導電性成分中のＳｂの量（ＣｕＳ
ｂ固溶体中に固溶するＳｂの量）を０．０１％とした場
合の効果について示したが、本発明効果ではこれに限る
ことなく発揮される。

【０１１５】即ち、図１の表図の実施例２５〜２７に示
すように、導電性成分中のＳｂの量を０．００４〜０．
５μｍとした時には、実施例２の再点弧特性を１．００
とすると、０．９０〜１．０２倍の相対値を示し、標準
とする実施例２の特性と同等の安定した再点弧特性を示
した。接触抵抗特性も、実施例２の接触抵抗値を１００
とすると、９８．３〜１４５．５倍の相対値を示し、標
準とする実施例２の特性と同等の安定した接触抵抗特性
を示した。

【０１１６】しかし、比較例１３のように、導電性成分
中のＳｂの量を０．５μｍ以上とした時には、実施例２
の再点弧特性を１．００とした時、１．００〜２．２４
倍の再点弧倍率を示し、標準とする実施例２の特性と比
較して劣ることが分った。また、この比較例１３では実
施例２の接触抵抗値を１００とすると、３９２．４〜６
１７．７倍の相対値を示し、標準とする実施例２の特性
と比較して、著しく劣化し且つばらつきも大きな接触抵
抗特性を示した。

【０１１７】実施例２８、２９ 前記実施例１〜２７では、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金に於いて、ＣｕＳｂ固溶体を導電性成分として
採用した場合の効果について示したが、本発明効果はこ
れに限ることなく発揮される。

【０１１８】即ち、導電性成分として｛Ｃｕ＋ＣｕＳｂ
固溶体｝の場合、｛Ｃｕ｝の場合のいずれとしても、実
施例２の再点弧特性を１．００とすると、０．９６〜
０．９９倍の相対値を示し、標準とする実施例２の特性
と同等の安定した再点弧特性を示した。接触抵抗特性
も、実施例２の接触抵抗値を１００とすると、９０．８
〜１２３．３倍の相対値を示し、標準とする実施例２の
特性と同等の安定した接触抵抗特性を示した。

【０１１９】尚、上記実施例１〜２９では、｛Ｗ−Ｃｕ
ｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金を製造後、接触面の表面粗さ
（Ｒａｖｅ．）を２μｍとした場合の再点弧特性、接触
抵抗特性に及ぼす効果について示したが、本発明効果は
これに限ることなく発揮される。

【０１２０】即ち、平均表面粗さ（Ｒａｖｅ．）を１０
μｍ以下、最小値（Ｒｍｉｎ．）を０．０５μｍ以上と
した場合でも標準とする実施例２の特性と同等の安定し
た接触抵抗特性を示した。

【０１２１】上記実施例１〜２９では、電極や導電軸に
｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金を直接銀ロウ付けし
て、電気回路を構成した場合の再点弧特性、接触抵抗特
性に及ぼす効果について示したが、本発明効果はこれに
限ることなく発揮される。

【０１２２】即ち、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金
の接触面でない他方の面に少なくとも０．３ｍｍの厚さ
を有するＣｕ層を付与して、銀ロウ付け性を改善した場
でも標準とする実施例２の特性と同等の安定した再点弧
特性、接触抵抗特性を示した。

【０１２３】上記実施例１〜２９では、｛Ｗ−ＣｕｘＳ
ｂ−残部Ｃｕ｝合金を製造後、接触面の表面粗さ（Ｒａ
ｖｅ．）を２μｍとした場合の再点弧特性、接触抵抗特
性に及ぼす効果について示したが、｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−
残部Ｃｕ｝合金で形成した接触面に、少なくとも１０Ｋ
Ｖの電圧を印加した状態で、１〜１０ｍＡの電流を遮断
させ表面仕上げする事によって、一層安定した再点弧特
性、接触抵抗特性を示した。

【０１２４】以下、本発明の真空バルブの第２の実施の
形態について説明する。

【０１２５】本発明の第２の実施の形態の要旨は、Ｃｕ
−Ｍｏ系接点を搭載した真空バルブに於いて、真空バル
ブの再点弧現象発生の抑制軽減化と接触抵抗の安定化の
為に、所定のＭｏ（又はＭｏＷ）とＣｕｘＳｂ化合物と
Ｃｕ（ＣｕＳｂ固溶体）とで構成され、構成成分の量、
大きさ、状態を最適に管理して効果を得た接点材料であ
る。従って、構成成分の量、大きさ、状態（粒径や平均
粒子間距離）の制御が重要なポイントとなる。

【０１２６】尚、本実施の形態の効果を明らかにする評
価は再点弧特性及び接触抵抗特性について行われ、前実
施の形態のそれと同一であるので、１１ページを参照さ
れたい。

【０１２７】次にＣｕ−Ｍｏ系接点の製造方法の一例に
ついて説明する。

【０１２８】［Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ］合金を製造す
る場合、工業的には５通りの方法の選択が可能である。

【０１２９】第１の方法は、まず、予めＣｕｘＳｂ化合
物を製造する。ＣｕｘＳｂ化合物を粉砕してＣｕｘＳｂ
化合物粉末を製造する。次いでＣｕ粉末（又はＣｕＳｂ
固溶体粉末）、Ｍｏ粉末、ＣｕｘＳｂ化合物粉末の各々
を所定量秤量した後、充分混合し、例えば４トン／ｃｍ
² の加圧力で成型、焼結して接点素材とする。

【０１３０】第２の方法は、まず、予め所定の空隙量に
調整した（ＭｏＣｕ）スケルトン、（Ｍｏ−ＣｕＳｂ固
溶体）スケルトン、（Ｍｏ）スケルトンを例えば１２０
０℃で製造する。別にＣｕｘＳｂ化合物、ＣｕＳｂ合金
を製造する。次いでいずれかのスケルトンの所定の空隙
中に、Ｓｂ成分（前記ＣｕｘＳｂ化合物、ＣｕＳｂ合
金）を例えば１１５０℃で溶浸し、接点素材とする。

【０１３１】第３の方法は、Ｃｕ−Ｍｏ合金中に占める
ＣｕｘＳｂ化合物量が、（Ｃｕ＋Ｍｏ）量に比較して著
しく少量な為、合金中でのＣｕｘＳｂ化合物の均質混合
性を良くする必要がある。その手段として、例えば最終
的に必要なＣｕｘＳｂ化合物量の内の一部または総て
と、これとほぼ同容積のＭｏとを混合（必要によりＣｕ
を追加）して第１次混合粉を得る（必要によりこれを第
ｎ次混合まで繰り返す）。

【０１３２】この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と
残りのＭｏ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混
合状態にある（Ｍｏ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉を得
る。この（Ｍｏ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉と所定量の
Ｃｕ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）
で、例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧とを１回若
しくは複数回組合せて、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝接
点素材を製造し後、これを所定形状に加工して接点とす
る。

【０１３３】また、最終的に必要なＣｕｘＳｂ化合物量
の内の一部または総てと、これとほぼ同容積のＣｕとを
混合（必要によりＭｏを追加）して第１次混合粉を得る
（必要によりこれを第ｎ次混合まで繰り返す）。

【０１３４】この第１次混合粉（又は第ｎ次混合粉）と
残りのＣｕ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好な混
合状態にある（Ｃｕ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉を得
る。この（Ｃｕ＋ＣｕｘＳｂ化合物）混合粉と所定量の
Ｍｏ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空中でも可）
で、例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧とを１回若
しくは複数回組合せて、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝接
点素材を製造して、所定形状に加工して接点とする。

【０１３５】第４の方法は、イオンプレーティング装置
やスパッタリング装置を用いた物理的方法或いはボール
ミル装置を用いた機械的方法で、Ｍｏ粉の表面にＣｕｘ
Ｓｂ化合物を被覆したＷ粉を得て、このＣｕｘＳｂ化合
物被覆Ｗ粉とＣｕ粉とを混合の後、水素雰囲気中（真空
中でも可）で、例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧
とを１回若しくは複数回組合せて、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ
−Ｃｕ｝接点素材を製造した。

【０１３６】第５の方法は、特にＣｕ粉、Ｍｏ粉とＣｕ
ｘＳｂ化合物粉との均一混合技術に於いて、揺動運動と
撹拌運動とを重畳させる方法も有益である。これによっ
て、混合粉は一般に行われているアセトンなど溶剤使用
時に見られる固まりとなったり、凝集体となったりする
現象がなく、作業性も向上する。

【０１３７】また混合作業での撹拌容器の撹拌運動の撹
拌数Ｒと撹拌容器に与える揺動運動の揺動数Ｓとの比率
Ｒ／Ｓをほぼ１０〜０．１程度の好ましい範囲に選択す
れば、解砕、分散、混合中の粉末へのエネルギー入力が
好ましい範囲となり、混合作業での粉末の変質や汚染の
程度を低く押さえる事ができる特徴を有する。

【０１３８】従来のらいかい機などによる混合、粉砕で
は粉体を押し潰す作用が加わるが、揺動運動と撹拌運動
とを重畳させる本方法では、前記Ｒ／Ｓ比率をほぼ１０
〜０．１程度に分布している為、粉体同士が絡み合う程
度の混合となり、良好な通気性を持つ為、焼結性が向上
し、良質な成型体または焼結体あるいはスケルトンを得
る。

【０１３９】更に必要以上のエネルギー入力がなく、粉
体が変質する事がない。この様な状態の混合粉を原料と
すれば、焼結、溶浸後の合金も低ガス化が可能となり、
再点弧特性の安定化に寄与している。

【０１４０】次に本発明の第２の実施の形態を以下に示
す実施例を参照して詳細に説明する。

【０１４１】実施例３０〜３２ また同様に、図３の表図に示した実施例３１の｛６０％
Ｍｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ残部Ｃｕ｝合金の再点弧特性、接触抵
抗特性を測定し、その値を標準値とした。

【０１４２】これに対して比較例１４の｛４４％Ｍｏ−
Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合では、６ＫＶ×５０
０Ａの回路を２００００回遮断した時の再点弧特性は、
１．３１〜２．０５％の高い再点弧発生頻度とばらつき
を示し、標準とした実施例３１の｛６０％Ｍｏ−Ｃｕ₂
Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合よりも著しく劣り好ましく
なかった。

【０１４３】再点弧特性測定後の接触抵抗特性は、実施
例３０では、合金中に占めるＣｕ量の効果によって、実
施例３０を１００にした場合の約１／２程度（４０．２
〜５８．７）にあり、大部分の領域では低く安定した接
触抵抗特性を発揮している。

【０１４４】一方、実施例３０のＭｏ量が｛５０％のＭ
ｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金及び実施例３２の｛６
０％Ｍｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合に於いて
は、夫々０．８６〜０．９０、０．８３〜０．８５の許
容される範囲の再点弧発生頻度を示した。

【０１４５】一方、実施例３１の値を１００として対比
した接触抵抗は、実質的には支障のない９５．１〜１２
１、１１２．６〜１３５．４の範囲を示した。

【０１４６】これに対して比較例１５の｛８２％Ｍｏ−
Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金の場合では、０．８〜０．
８４の範囲の安定した再点弧発生頻度を示しているもの
の、接触抵抗値が６８３．５〜１５５３．１と著しく高
く且つ、大きなばらつきを示し、実用には供し得ないの
みならず、別のテストよれば、通電中の温度上昇値も高
く、５００Ａ遮断により接点面には過熱により局部的に
亀甲状の亀裂の発生が見られた。その上、遮断表面に巨
大な亀裂の生成とその一部の脱落が見られる。結局、比
較例１５では、再点弧特性は好ましい範囲にあるもの
の、Ｃｕ量の不足による導電性低下、ジュール熱の発生
が主因となって接触抵抗値が大幅に高い部分が存在する
ことが分った。

【０１４７】以上のように、比較例１４の｛４４％Ｍｏ
−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金では、再点弧の多発、接
触抵抗値の大幅な増加が見られ、又、比較例１５の｛８
２％Ｍｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金では、接触抵抗
値のより大幅な増加が見られる等で好ましくなく、本発
明の目的に対してＭｏ量は実施例３０〜３２に示すよう
に５０〜７５％の範囲が総合的に安定性を示しているこ
とが分かった。

【０１４８】実施例３３〜３６ 前記実施例３０〜３２では、｛Ｍｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部
Ｃｕ｝合金中のＷ量を０（ゼロ）とした場合の効果につ
いて示したが、本発明の効果はこれに限ることなく発揮
される。

【０１４９】即ち、図４の表図に示したように実施例３
３〜３６の｛６０％Ｍｏ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金
に於いて、Ｗ量を０．００１〜５％とした時、実施例３
１の再点弧特性を１．００とすると、０．８４〜０．８
８倍の相対値を示し、標準とする実施例３１の特性と同
等の安定した再点弧特性を示した。又、実施例３１の接
触抵抗値を１００とすると、９０．６〜１２９．０倍の
相対値を示し、標準とする実施例３１の特性と同等の安
定した接触抵抗特性を示した。

【０１５０】接点表面の観察によれば、Ｗの所定量の存
在はＭｏの欠けをある程度抑止する傾向を持つ。しか
し、比較例１６のようにＭｏ量を１２％とすると、０．
８６〜１．３６の再点弧特性を示し好ましい範囲にあ
り、標準とする実施例３１の特性とほぼ同等の再点弧特
性を発揮している。

【０１５１】しかし、比較例１６の接触抵抗倍率は１２
２．３〜２５９．５を示し、標準とする実施例１の特性
より大幅なばらつきの発生が見られ、好ましくなかっ
た。又、接点表面の観察によれば、ＭｏＷ一体化粒子が
組成的に偏析の状態となり、Ｍｏの欠けを抑制する効果
が低いことが示された。このような偏析にあると、再点
弧特性、接触抵抗値にばらつきが発生する傾向にあっ
た。従って添加するＷ量は実施例３３〜３６のように
０．００１〜５％の範囲で総合的に安定性を示している
ことが分った。

【０１５２】実施例３７、３８ 前記実施例３０〜３２及び比較例１４、１５では、｛Ｍ
ｏ−Ｃｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金中のＭｏを４４〜８２
％とし、Ｍｏの平均粒子を１．５μｍとした場合の効果
について、又、前記実施例３３〜３６及び比較例１６で
は、｛ＭｏＷ−Ｃｕ₂ Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金中のＷ量を
０．００１〜１２％とし、ＭｏＷ一体化粒子の平均粒子
を１．５μｍとした場合の効果について示したが、本発
明効果は平均粒子が１．５μｍに限ることなく発揮され
る。

【０１５３】即ち、図３の表図に示した実施例３７、３
８のＷ量を０とし、Ｍｏ量を６０％とした｛６０Ｍｏ−
Ｃｕ２Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金とした場合に於いて、平均
粒子が０．４μｍ〜９μｍとしても、再点弧発生倍率は
０．７９〜０．９７の相対値を示し、標準とする実施例
３１の特性と同等の安定した特性を示した。

【０１５４】接触抵抗倍率も実施例３１を１００とする
と、９０．４〜１３１．３倍の相対値を示し、実質的に
好ましい範囲となっていることが分る。

【０１５５】これに対して、比較例１７に示すように、
Ｍｏの平均粒子が０．１μｍとした時には、接触抵抗倍
率は８６．０〜９４．６の範囲にあり、極めて良好の範
囲にあったが、再点弧発生倍率が２．３９〜２．８６を
示し、標準とする実施例３１の特性よりも再点弧特性の
著しい低下が見られて好ましくなかった。その原因とし
て、使用したＭｏの平均粒子が極めて微細の０．１μｍ
であった事に起因して、接点素材中のガス量を調査した
結果、十分には除去できずに残存した事が特に再点弧の
多発に影響したものと考えられる。

【０１５６】また、比較例１８に示すように平均粒子が
比較的粗粒子の１５μｍとした場合では、再点弧発生倍
率は３．０８〜５．６５（倍）の相対値を示し、標準と
する実施例２の特性と比較して大きなばらつきを示し、
安定性に於いて欠落した特性を示した。接触抵抗倍率も
実施例３１を１００とすると、比較例１８では、１１
２．９〜７４５．４倍の相対値を示し、実質的に好まし
く無い範囲となっている。尚、再点弧が多発した為、評
価は所定の２００００回を実施せず、２０００回で中止
した。接点素材中のガス含有量が大幅に多かった。

【０１５７】実施例３９〜４４ 前記実施例３０〜３８では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金中の補助成分は、ｘ＝２とした場合の効果に
ついて示したが、本発明効果はこれに限ることなく発揮
される。

【０１５８】即ち、図４の表図に示した実施例３９〜４
４の補助成分のＣｕｘＳｂ中のｘを、１．９〜５．５と
した時には、実施例３１の再点弧特性を１．００とする
と、０．８６〜１．０倍の相対値を示し、標準とする実
施例３１の特性と同等の安定した再点弧特性を示した。
実施例３１の接触抵抗値を１００とすると、実施例３９
〜４４では、０．６．〜１１７．３倍の相対値を示し、
標準とする実施例３１の特性と同等の安定した接触抵抗
特性を示した。

【０１５９】これに対して、比較例１９に示すように、
ＣｕｘＳｂＷの中のｘを１．９未満とした時には、接触
抵抗倍率は９３．１〜１１７．９の範囲にあり、標準と
する実施例３１の特性と比較して同等の特性の範囲にあ
ったが、再点弧発生倍率が０．８８〜３．９７を示し、
標準とする実施例３１の特性と比較して、ばらつきが大
きく好ましくなかった。その原因として、比較例１９で
はＣｕｘＳｂＷの中のｘを１．９未満とした為、Ｓｂの
分布を十分均一に分散させる事が出来ず、場所によりＳ
ｂが存在していない広範な領域（Ｓｂ偏析）が存在し
た。

【０１６０】以上から｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金
中のｘは、ｘ＝１．９以上〜５．５とする事が望まし
い。

【０１６１】実施例４５〜４７ 前記実施例３０〜４４では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金中の補助成分ＣｕｘＳｂの量を０．１１重量
％とした場合の効果について示したが、本発明効果はこ
れに限ることなく発揮される。

【０１６２】即ち、図４の表図に示した実施例４５〜４
７のＣｕｘＳｂの量を、０．０９〜１．４％とした時に
は、実施例３１の再点弧特性を１．００とすると、０．
８４〜０．９６倍の相対値を示し、標準とする実施例３
１の特性と同等の安定した再点弧特性を示した。実施例
３１の接触抵抗値を１００とすると、９９．７〜１４
６．６倍の相対値を示し、標準とする実施例３１の特性
と同等の安定した接触抵抗特性を示した。

【０１６３】これに対して、比較例２０で、ＣｕｘＳｂ
の中のｘを０．０３％とした時には、実施例３１の接触
抵抗値を１００とすると、８５．５〜９１．１倍の相対
値を示し、標準とする実施例３１の特性と同等の安定し
た接触抵抗特性を示した。

【０１６４】しかし、又比較例２０では、実施例３１の
再点弧特性を１．００とした時、０．２１〜２．３６倍
の再点弧倍率を示し、標準とする実施例３１の特性と比
較して、著しく大きなばらつきを示した。その原因とし
て、合金製造時の技術的理由によって、ＣｕｘＳｂが十
分均一に分散させた合金を経済的に得る事が出来なかっ
た事に起因している。

【０１６５】更に、比較例２１でＣｕｘＳｂの中のｘを
２．３％とした時には、実施例３１の接触抵抗値を１０
０とすると、１７２．４〜４２３．７倍の相対値を示
し、標準とする実施例３１の特性と比較して、著しくば
らつきの大きな接触抵抗特性を示した。

【０１６６】又、比較例２１では実施例３１の再点弧特
性を１．００とした時、１．９２〜６．２６倍の再点弧
倍率を示し、標準とする実施例３１の特性と比較して、
著しく大きなばらつきを示した。その原因として過大な
ＣｕｘＳｂ量によって、銀ロウ付け不良が起こり易い。
また十分に均一にＣｕｘＳｂを分散させた合金を経済的
に得る事が出来ないという不利益も有する。

【０１６７】以上から｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金
中の補助成分ＣｕｘＳｂの量は、実施例４５〜４７に示
すように、０．０９〜１．４％の範囲とする事が望まし
いことが分った。

【０１６８】実施例４８、４９ 前記実施例３０〜４７では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金中の補助成分ＣｕｘＳｂ粒子の大きさを７μ
ｍとした場合の効果について示したが、本発明効果はこ
れに限ることなく発揮される。

【０１６９】即ち、図４の表図に示した実施例３０〜４
４のように、ＣｕｘＳｂ粒子の大きさを０．０２〜２０
μｍとした時には、実施例３１の再点弧特性を１．００
とすると、０．８５〜０．９０倍の相対値を示し、標準
とする実施例３１の特性と同等の安定した再点弧特性を
示した。接触抵抗特性も、実施例３１の接触抵抗値を１
００とすると、９２．０〜１１８．６倍の相対値を示
し、標準とする実施例３１の特性と同等の安定した接触
抵抗特性を示した。

【０１７０】これに対して、比較例２２で、補助成分Ｃ
ｕｘＳｂ粒子の大きさを０．０２μｍ未満とした時に
は、実施例３１の接触抵抗値を１００とすると、Ｃｕｘ
Ｓｂ粒子を微細均一に分散させた組織を持つ接点素材の
量産的製造が困難であった為、テストを中止し、有効範
囲から除外した。

【０１７１】更に、比較例２３で、ＣｕｘＳｂ粒子の大
きさを３４μｍとした時には、実施例３１の接触抵抗値
を１００とすると、２０５．５〜３９６．５倍の相対値
を示し、標準とする実施例３１の特性と比較して、著し
く劣化し、且つばらつきも大きな接触抵抗特性を示し
た。また実施例３１の再点弧特性を１．００とした時、
０．８９〜２．３４倍の再点弧倍率を示し、標準とする
実施例３１の特性と比較して、著しく大きなばらつきを
示した。

【０１７２】その原因として接触抵抗の高い粗大なＣｕ
ｘＳｂ粒子の存在の為、接触点が丁度この粗大なＣｕｘ
Ｓｂ粒子上となる確率の問題から、接触抵抗に大きなば
らつきとして表れる事、接合性の良くないＣｕｘＳｂ粒
子の量が多い為、銀ロウ付け不良が起こり易い事、十分
均一にＣｕｘＳｂを分散させた合金を経済的に得る事が
出来なかった事に起因している。

【０１７３】以上から｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金
中の補助成分ＣｕｘＳｂの大きさは０．０２〜２０．０
％の範囲とする事が望ましいことが分った。

【０１７４】実施例５０〜５３ 前記実施例３０〜４９では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金中の補助成分、ＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間
距離を２５μｍとした場合の効果について示したが、本
発明効果ではこれに限ることなく発揮される。

【０１７５】即ち、図４の表図に示した実施例５０〜５
３で、ＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距離を０．２〜３０
０μｍとした時には、実施例３１の再点弧特性を１．０
０とすると、０．８２〜１．１１倍の相対値を示し、標
準とする実施例３１の特性と同等の安定した再点弧特性
を示した。接触抵抗特性も、実施例３１の接触抵抗値を
１００とすると、９０．５〜１３７．５倍の相対値を示
し、標準とする実施例３１の特性と同等の安定した接触
抵抗特性を示した。

【０１７６】これに対して、比較例２４で、補助成分Ｃ
ｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距離を０．２μｍ未満とした
時には、前記比較例２２と同じ状況即ち、ＣｕｘＳｂ粒
子間距離を０．２μｍ未満に微細に分散させた組織を持
つ接点素材を量産的に製造する事が困難であった為、テ
ストを中止すると共に本発明の有効範囲から除外した。
更に、比較例２５で、ＣｕｘＳｂ粒子の平均粒子間距
離を６００μｍとした時には、実施例３１の再点弧特性
を１．００とした時、１．９４〜５．３０倍の再点弧倍
率を示した。又、比較例２５で、標準とする実施例３１
の特性と比較して、著しく劣り且つ大きなばらつきを示
した。また実施例３１の接触抵抗値を１００とすると、
１２２．３〜２６１．７倍の相対値を示し、標準とする
実施例３１の特性と比較して、著しく劣化し且つばらつ
きも大きな接触抵抗特性を示した。

【０１７７】接触抵抗の高いＣｕｘＳｂ粒子とＣｕｘＳ
ｂ粒子同士の間の間隔を大とした事により、比較的接触
抵抗の低いＣｕ相若しくはＣｕＳｂ合金相の間隔も大と
なり、従って組織的に粗大な組織状態となった事によ
り、接触点の位置によって接触抵抗値に大きなばらつき
幅を示した。再点弧特性に於いても粗大な組織状態が原
因してカソードスポットの位置によって同様のばらつき
状態が示され、再点弧値も大きなばらつき幅を示した。

【０１７８】以上から｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−Ｃｕ｝合金
中の補助成分ＣｕｘＳｂの平均粒子間距離は、実施例５
０〜５３に示すように、０．２〜３００μｍの範囲とす
る事が望ましいことが分った。

【０１７９】実施例５４〜５６ 前記実施例１〜５３では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃ
ｕ｝合金中に於いて、導電性成分中のＳｂの量（ＣｕＳ
ｂ固溶体中に固溶するＳｂの量）を０．０１％とした場
合の効果について示したが、本発明効果ではこれに限る
ことなく発揮される。

【０１８０】即ち、図４の表図に示した実施例５４〜５
６で、導電性成分中のＳｂの量を０．００４〜０．５μ
ｍとした時には、実施例３１の再点弧特性を１．００と
すると、０．８６〜０．９７倍の相対値を示し、標準と
する実施例３１の特性と同等の安定した再点弧特性を示
した。接触抵抗特性も、実施例３１の接触抵抗値を１０
０とすると、９５．７〜１３８．２倍の相対値を示し、
標準とする実施例３１の特性と同等の安定した接触抵抗
特性を示した。

【０１８１】しかし、比較例２６のように、導電性成分
中のＳｂの量を０．５μｍ以上とした時には、実施例３
１の再点弧特性を１．００とした時、０．９０〜２．０
１倍の再点弧倍率を示し、標準とする実施例３１の特性
と比較して劣ることが分った。また、比較例２６では、
実施例３１の接触抵抗値を１００とすると、３７２．４
〜５８６．８倍の相対値を示し、標準とする実施例３１
の特性と比較して、著しく劣化し且つばらつきも大きな
接触抵抗特性を示した。

【０１８２】実施例５７、５８ 前記実施例３０〜５６では、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金に於いて、ＣｕＳｂ固溶体を導電性成分とし
て採用した場合の効果について示したが、本発明効果は
これに限ることなく発揮される。

【０１８３】即ち、図４の表図に示した実施例５７のよ
うに導電性成分が｛Ｃｕ＋ＣｕＳｂ固溶体｝の場合、実
施例５８のように｛Ｃｕ｝の場合のいずれとしても、実
施例３１の再点弧特性を１．００とすると、０．８６〜
０．９６倍の相対値を示し、標準とする実施例３１の特
性と同等の安定した再点弧特性を示した。接触抵抗特性
も、実施例３１の接触抵抗値を１００とすると、８６．
３〜１１７．０倍の相対値を示し、標準とする実施例２
の特性と同等の安定した接触抵抗特性を示した。

【０１８４】尚、上記実施例１〜５６では、｛Ｍｏ−Ｃ
ｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金を製造後、接触面の表面粗さ
（Ｒａｖｅ．）を２μｍとした場合の再点弧特性、接触
抵抗特性に及ぼす効果について示したが、本発明効果は
これに限ることなく発揮される。

【０１８５】即ち、平均表面粗さ（Ｒａｖｅ．）を１０
μｍ以下、最小値（Ｒｍｉｎ．）を０．０５μｍ以上と
した場合でも、標準とする実施例３１の特性と同等の安
定した接触抵抗特性を示した。

【０１８６】上記実施例１〜５８では、電極や導電軸に
｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金を直接銀ロウ付け
して、電気回路を構成した場合の再点弧特性、接触抵抗
特性に及ぼす効果について示したが、本発明効果はこれ
に限ることなく発揮される。

【０１８７】即ち、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合
金の接触面でない他方の面に少なくとも０．３ｍｍの厚
さを有するＣｕ層を付与して、銀ロウ付け性を改善した
場合でも、標準とする実施例３１の特性と同等の安定し
た再点弧特性、接触抵抗特性を示した。

【０１８８】上記実施例１〜５８では、｛Ｍｏ−Ｃｕｘ
Ｓｂ−残部Ｃｕ｝合金を製造後、接触面の表面粗さ（Ｒ
ａｖｅ．）を２μｍとした場合の再点弧特性、接触抵抗
特性に及ぼす効果について示したが、｛Ｍｏ−ＣｕｘＳ
ｂ−残部Ｃｕ｝合金で形成した接触面に、少なくとも１
０ＫＶの電圧を印加した状態で、１〜１０ｍＡの電流を
遮断させて表面仕上げする事によって、一層安定した再
点弧特性、接触抵抗特性を示した。

【０１８９】尚、上記した第１、第２の実施の形態で説
明した接点を備えた真空バルブは、真空開閉装置のみな
らず、真空遮断器にも搭載されて、同様の効果を得るこ
とができる。

【０１９０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、接点として｛Ｗ−ＣｕｘＳｂ−残部Ｃｕ｝合金を
搭載し、しかも、合金中の耐アーク成分としてＷ、ＷＭ
ｏを採用し、しかもその量を６５〜８５％、その粒子直
径を０．４〜９μｍとした。更に補助成分としてＣｕｘ
Ｓｂを採用し、しかもＣｕｘＳｂ量を０．０９〜１．４
％、ＣｕｘＳｂのｘをｘ＝１．９〜５．５、その粒子直
径を０．０２〜２０μｍ、その平均粒子間距離を０．２
〜３００μｍとした。更に導電成分としてＣｕ、ＣｕＳ
ｂ固溶体を採用し、ＣｕＳｂ固溶体中に固溶状態として
存在するＳｂ量を０．５％以下とした。その結果アーク
を受けた時に選択的に優先して蒸発するＣｕｘＳｂの飛
散を少なくなる様に制御するのみならず、被アーク時の
熱衝撃によっても接点面上には、再点弧発生に対して有
害な著しい亀裂発生も抑止され、Ｗ粒子の飛散脱落も軽
減された。この様にＣｕｘＳｂによって合金組織の均一
化等の改良を図ったので、アークを受けた後でも接点表
面の溶融、飛散損傷が少なくなり、再点弧抑止、接触抵
抗特性の向上を図ることができる。

【０１９１】又、接点として｛Ｍｏ−ＣｕｘＳｂ−残部
Ｃｕ｝合金を搭載し、しかも合金中の耐アーク成分とし
てＭｏ、ＭｏＷを採用し、しかもその量を５０〜７５
％、その粒子直径を０．４〜９μｍとした。更に補助成
分としてＣｕｘＳｂを採用し、しかもＣｕｘＳｂ量を
０．０９〜１．４％、ＣｕｘＳｂのｘをｘ＝１．９〜
５．５、その粒子直径を０．０２〜２０μｍ、その平均
粒子間距離を０．２〜３００μｍとした。更に導電成分
としてＣｕ、ＣｕＳｂ固溶体を採用し、ＣｕＳｂ固溶体
中に固溶状態として存在するＳｂ量を０．５％以下とし
た。その結果アークを受けた時に選択的に優先して蒸発
するＣｕｘＳｂの飛散を少なくなる様に制御するのみな
らず、被アーク時の熱衝撃によっても接点面上には、再
点弧発生に対して有害な著しい亀裂発生も抑止され、Ｍ
ｏ粒子の飛散脱落も軽減された。この様にＣｕｘＳｂに
よって合金組織の均一化等の改良を図ったので、アーク
を受けた後でも接点表面の溶融、飛散損傷が少なくな
り、再点弧抑止、接触抵抗特性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空バルブの第１の実施の形態を説明
する実施例１〜２９と比較例１〜１３の条件を一覧とし
た表図である。

【図２】本発明の真空バルブの第１の実施の形態を説明
する実施例１〜２９と比較例１〜１３の特性を一覧とし
た表図である。

【図３】本発明の真空バルブの第２の実施の形態を説明
する実施例３０〜５８と比較例１４〜２６の条件を一覧
とした表図である。

【図４】本発明の真空バルブの第２の実施の形態を説明
する実施例３０〜５８と比較例１４〜２６の特性を一覧
とした表図である。

フロントページの続き (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 大島 巖 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 本間 三孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 西村 隆宣 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空内で接点の開閉を行うことで、電流
   の遮断、導通を行う真空バルブにおいて、 前記接点は、０．４〜０．９μｍの平均粒径を有し且つ
   ６５〜８５重量％のＷと、 ０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、 残部のＣｕ又はＣｕＳｂ合金と、 で成る接点材料で製造されることを特徴とする真空バル
   ブ。
2. 【請求項２】 真空内で接点の開閉を行うことで、電流
   の遮断、導通を行う真空バルブにおいて、 前記接点は、０．４〜９μｍの平均粒径を有し且つ６５
   〜８５重量％のＷと０．４〜９μｍの平均粒径を有し且
   つ０．００１〜５重量％のＭｏとをその大きさが０．４
   〜１０μｍの範囲にあるように一体化したものと、 ０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、 残部のＣｕ又はＣｕＳｂ合金とで成る接点材料により製
   造したことを特徴とする真空バルブ。
3. 【請求項３】 真空内で接点の開閉を行うことで、電流
   の遮断、導通を行う真空バルブにおいて、 前記接点は、０．４〜０．９μｍの平均粒径を有し且つ
   ５０〜７５重量％のＭｏと、 ０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、 残部のＣｕ又はＣｕＳｂ合金と、 で成る接点材料で製造されることを特徴とする真空バル
   ブ。
4. 【請求項４】 真空内で接点の開閉を行うことで、電流
   の遮断、導通を行う真空バルブにおいて、 前記接点は、０．４〜９μｍの平均粒径を有し且つ５０
   〜７５重量％のＭｏと０．４〜９μｍの平均粒径を有し
   且つ０．００１〜５重量％のＷとをその大きさが０．４
   〜１０μｍの範囲にあるように一体化したものと、 ０．０９〜１．４重量％のＣｕｘＳｂ化合物と、 残部のＣｕ又はＣｕＳｂ合金とで成る接点材料により製
   造したことを特徴とする真空バルブ。
5. 【請求項５】 前記ＣｕＳｂ合金は、Ｓｂを０．５％以
   下固溶していることを特徴とする請求項１乃至４いずれ
   かに記載の真空バルブ。
6. 【請求項６】 前記ＣｕｘＳｂ化合物のｘは、ｘ＝１．
   ９〜５．５であることを特徴とする請求項１乃至４いず
   れかに記載の真空バルブ。
7. 【請求項７】 前記ＣｕｘＳｂ化合物は、Ｃｕ_5.5 Ｓ
   ｂ、Ｃｕ_4.5 Ｓｂ、Ｃｕ_3.65Ｓｂ、Ｃｕ_3.5 Ｓｂ、Ｃｕ
   ₃ Ｓｂ、Ｃｕ₁₁Ｓｂ₄ 、Ｃｕ₂ Ｓｂの群の中のひとつ以
   上のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４い
   ずれかに記載の真空バルブ。
8. 【請求項８】 前記ＣｕｘＳｂ化合物の平均粒径は、
   ０．０２〜２０μｍの粒子寸法であることを特徴とする
   請求項１乃至４いずれかに記載の真空バルブ。
9. 【請求項９】 前記ＣｕｘＳｂ化合物の平均粒子間距離
   は、０．２〜３００μｍ隔離して高度に分散させている
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の真空
   バルブ。
10. 【請求項１０】 前記接点の前記接触面の平均表面粗さ
    （Ｒａｖｅ．）を１０μｍ以下、最小値（Ｒｍｉｎ．）
    を０．０５μｍ以上としたことを特徴とする請求項１乃
    至９いずれかに記載の真空バルブ。
11. 【請求項１１】 前記接点の前記接触面の他方の面に
    は、少なくとも０．３ｍｍの厚さを有するＣｕ層を付与
    してなることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに
    記載の真空バルブ。
12. 【請求項１２】 前記接点の前記接触面に少なくとも１
    ０ＫＶの電圧を印加した状態で、１〜１０ｍＡの電流を
    遮断させることにより、前記接触面の表面仕上げしたこ
    とを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の真空
    バルブ。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２いずれかに記載の真
    空バルブを搭載したことを特徴とする真空開閉装置。