JP2695902B2 - 真空バルブ用接点 - Google Patents
真空バルブ用接点Info
- Publication number
- JP2695902B2 JP2695902B2 JP4681489A JP4681489A JP2695902B2 JP 2695902 B2 JP2695902 B2 JP 2695902B2 JP 4681489 A JP4681489 A JP 4681489A JP 4681489 A JP4681489 A JP 4681489A JP 2695902 B2 JP2695902 B2 JP 2695902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- phase
- fine
- particles
- vacuum valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、真空バルブ用接点に関する。
（従来の技術） 第３図は、一般的な真空バルブの内部構成を示す断面
図である。同図に示すように真空バルブは、絶縁材料か
らなるほぼ円筒状の絶縁容器１と、その両端面に封止金
具2,3を介して装着された金属製の端板4,5とにより絶縁
容器が構成され、その内部に真空雰囲気の遮断室６が形
成されている。この遮断室６内には端板４を気密に貫通
して第１の導電棒７が固定して設けられ、端板５を貫通
して第２の導電棒８が軸方向に可動に設けられている。
第１の導電棒７および第２の導電棒８の対向端にはそれ
ぞれ接点９を有する固定電極10および接点11を有する可
動電極12が互いに対向するように取り付けられている。
第２の導電棒８と端板５との間には、両者の間の気密性
を保持するためにベローズ13が取り付けられている。ま
た、このベローズ13には両接点9,11間に発生するアーク
蒸気から保護するためにアークシールド14が設けられて
いる。真空バルブとしての開閉操作は図示していない駆
動機構により第２の導電棒８を介して行われる。
図である。同図に示すように真空バルブは、絶縁材料か
らなるほぼ円筒状の絶縁容器１と、その両端面に封止金
具2,3を介して装着された金属製の端板4,5とにより絶縁
容器が構成され、その内部に真空雰囲気の遮断室６が形
成されている。この遮断室６内には端板４を気密に貫通
して第１の導電棒７が固定して設けられ、端板５を貫通
して第２の導電棒８が軸方向に可動に設けられている。
第１の導電棒７および第２の導電棒８の対向端にはそれ
ぞれ接点９を有する固定電極10および接点11を有する可
動電極12が互いに対向するように取り付けられている。
第２の導電棒８と端板５との間には、両者の間の気密性
を保持するためにベローズ13が取り付けられている。ま
た、このベローズ13には両接点9,11間に発生するアーク
蒸気から保護するためにアークシールド14が設けられて
いる。真空バルブとしての開閉操作は図示していない駆
動機構により第２の導電棒８を介して行われる。
第４図は、一般に用いられているCu−Cr合金接点の断
面図である。同図に示すように、Cu−Cr合金接点は、粒
子状の耐弧材であるCr16と、その周囲の導電材であるCu
17から形成されている。Cu中の他元素の固溶量は、導電
性を考慮して、通常低く抑えられている。
面図である。同図に示すように、Cu−Cr合金接点は、粒
子状の耐弧材であるCr16と、その周囲の導電材であるCu
17から形成されている。Cu中の他元素の固溶量は、導電
性を考慮して、通常低く抑えられている。
また、Cu−Cr合金接点の表面に、組織が微細な（微細
組織層）18層を形成させた接点も用いられている。その
断面を第５図、そして微細組織層の部分を拡大して第６
図に示した。第６図に見られるように微細組織層は数μ
ｍ程度のCr粒子19と粒子間のCr相20から形成されてい
る。
組織層）18層を形成させた接点も用いられている。その
断面を第５図、そして微細組織層の部分を拡大して第６
図に示した。第６図に見られるように微細組織層は数μ
ｍ程度のCr粒子19と粒子間のCr相20から形成されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたような真空バルブ用接点は、再点弧特性の
観点から、接点表面が平滑でかつ接点の機械的強度が大
きいことが要求される。
観点から、接点表面が平滑でかつ接点の機械的強度が大
きいことが要求される。
前述の第４図の接点の場合、接点表面は加工したまま
の状態であるため接点表面は微視的には非常に荒れた状
態となっている。また、CuとCrは、固相状態ではほとん
ど固溶しあうことがなく、液相状態においても通常の溶
解方法では、液相が２相分離してしまう。このため、第
４図に示したような合金接点は、一般に固相焼結法ある
いは溶浸法において作成されており接点の機械的強度は
あまり大きくなく、従って再点弧の抑制には必ずしも満
足な状態ではない。
の状態であるため接点表面は微視的には非常に荒れた状
態となっている。また、CuとCrは、固相状態ではほとん
ど固溶しあうことがなく、液相状態においても通常の溶
解方法では、液相が２相分離してしまう。このため、第
４図に示したような合金接点は、一般に固相焼結法ある
いは溶浸法において作成されており接点の機械的強度は
あまり大きくなく、従って再点弧の抑制には必ずしも満
足な状態ではない。
このような接点表面の平滑性および機械的強度の改善
のために、接点表面を熱処理することによって接点表面
に微細組織層を形成させることが従来に行われている。
のために、接点表面を熱処理することによって接点表面
に微細組織層を形成させることが従来に行われている。
このような微細層が形成されることにより、接点表面は
かなり平滑になる。この微細層は接点表面の一部もしく
は全体がいったん溶融した後凝固して形成されたもので
ある。しかし、Cu−Cr系合金は前述したように液相領域
に、２層分離領域が存在し、しかもCuとCrの融点には80
0℃以上の差が存在するため最高到達温度および冷却速
度などの熱処理条件によって大きく変化する。
かなり平滑になる。この微細層は接点表面の一部もしく
は全体がいったん溶融した後凝固して形成されたもので
ある。しかし、Cu−Cr系合金は前述したように液相領域
に、２層分離領域が存在し、しかもCuとCrの融点には80
0℃以上の差が存在するため最高到達温度および冷却速
度などの熱処理条件によって大きく変化する。
従来の接点表面に見られる微細層は、第６図に示すよ
うにCu層20中にCr微粒子19がまばらに分散したものであ
り、微細層の主体はCu層である。このため従来の接点は
機械的強度の点で未だ満足のいくものではないという問
題がある。
うにCu層20中にCr微粒子19がまばらに分散したものであ
り、微細層の主体はCu層である。このため従来の接点は
機械的強度の点で未だ満足のいくものではないという問
題がある。
本発明は、表面に非常に平滑でかつ機械的強度の極め
て大きい微細組織層を有するCu−Cr合金接点を提供する
ことを目的とするものである。
て大きい微細組織層を有するCu−Cr合金接点を提供する
ことを目的とするものである。
〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は直径10〜150μｍのCr粒子と、それをとり囲
むCu相とで構成された第１の相と、直径0.1〜５μｍの
微細Cr粒子とそれをとり囲むCu相とで構成された第２の
相とからなるCuCr合金接点であって、上記第２相中の微
細Cr粒子中に、微細Cr粒子径のほぼ1/2〜1/100の直径を
有する複数のCu粒子が高度に分散していることを特徴と
する真空バルブ用接点である。
むCu相とで構成された第１の相と、直径0.1〜５μｍの
微細Cr粒子とそれをとり囲むCu相とで構成された第２の
相とからなるCuCr合金接点であって、上記第２相中の微
細Cr粒子中に、微細Cr粒子径のほぼ1/2〜1/100の直径を
有する複数のCu粒子が高度に分散していることを特徴と
する真空バルブ用接点である。
また、本発明においては、上記第２相中の微細Cr相中
には、少なくとも1wt％以上のCrが固溶されており、か
つ、第２相が接点表面層の少なくとも一部を形成してい
ることが好ましい。
には、少なくとも1wt％以上のCrが固溶されており、か
つ、第２相が接点表面層の少なくとも一部を形成してい
ることが好ましい。
さらに本発明においては、上記第２相中の微細Cr粒子
が相互に接触し連結しあっていることが好ましい。
が相互に接触し連結しあっていることが好ましい。
本発明の接点は、接点表面に、急激でかつピーク温度
の非常に高い熱履歴を与えることにより容易に作成し得
る。
の非常に高い熱履歴を与えることにより容易に作成し得
る。
上記の非常に高いピーク温度とは、接点組織によって
決まる液相２相分離領域上限温度をはるかに越え、液相
が極めて短い時間内で均一化され得る程度の温度を意味
し、また急激な熱履歴とは、冷却時に液相２相分離温度
領域を通過するのに要する時間が非常に短く、上述した
ような極めて微細な組織が形成される程度、冷却速度が
大きいことを意味する。
決まる液相２相分離領域上限温度をはるかに越え、液相
が極めて短い時間内で均一化され得る程度の温度を意味
し、また急激な熱履歴とは、冷却時に液相２相分離温度
領域を通過するのに要する時間が非常に短く、上述した
ような極めて微細な組織が形成される程度、冷却速度が
大きいことを意味する。
（実施例） 第４図に示したようなCu−Cr合金接点表面に急激でか
つピーク温度の非常に高い熱履歴を与え接点表面に第１
図および第２図に示したような、組織が極めて微細な層
を形成させる。
つピーク温度の非常に高い熱履歴を与え接点表面に第１
図および第２図に示したような、組織が極めて微細な層
を形成させる。
ここでは、接点表面にアーク放電を印加することによ
って熱履歴を与える場合について説明する。
って熱履歴を与える場合について説明する。
放電の条件は、交流50Hz、10KA、ギャップ長5mm、ア
ーク時間10msで４回繰り返し行った。
ーク時間10msで４回繰り返し行った。
放電後、接点の再点弧特性の評価を行なった。評価結
果を表１に示した。
果を表１に示した。
以上説明した実施例と比較するため、従来の第５図お
よび第６図に示したような微細組織層を接点表面に形成
させ再点弧特性の評価を行なった。
よび第６図に示したような微細組織層を接点表面に形成
させ再点弧特性の評価を行なった。
この場合は、アーク放電により、実施例に比べピーク
温度の低い熱履歴を接点表面に与えた。
温度の低い熱履歴を接点表面に与えた。
放電条件は、直流50A、ギャップ長5mm、アーク時間10
msで50回繰り返し行なった。放電後、同様に接点の再点
弧特性の評価を行なった。これを表１に比較例−１とし
て示した。
msで50回繰り返し行なった。放電後、同様に接点の再点
弧特性の評価を行なった。これを表１に比較例−１とし
て示した。
加工したままの接点についても再点弧特性の評価を行
ない、比較例−２として表１に示した。
ない、比較例−２として表１に示した。
また、第１図および第２図と構造が同様であるが、寸
法の異なる組織を接点表面に形成させた場合についても
評価を行ない、比較例−３として示した。この場合は、
実施例に比べ、ピーク温度の高さが同等あるいはそれ以
上で冷却速度が比較的ゆるやかな熱履歴を接点表面に与
えることにより、容易に形成させることができる。ここ
では、一例として、交流50Hz、5KA、ギャップ長0.5mm、
アーク時間10msで４回行なった場合について示した。
法の異なる組織を接点表面に形成させた場合についても
評価を行ない、比較例−３として示した。この場合は、
実施例に比べ、ピーク温度の高さが同等あるいはそれ以
上で冷却速度が比較的ゆるやかな熱履歴を接点表面に与
えることにより、容易に形成させることができる。ここ
では、一例として、交流50Hz、5KA、ギャップ長0.5mm、
アーク時間10msで４回行なった場合について示した。
さらに、第２図と構造、寸法とも同様であるが、接点
表面のわずかな部分にしか形成されない場合についても
評価し、比較例４として示した。このような状態は、実
施例と同様な熱処理を、その繰り返し回数を半減して行
なうことにより容易に実現できる。
表面のわずかな部分にしか形成されない場合についても
評価し、比較例４として示した。このような状態は、実
施例と同様な熱処理を、その繰り返し回数を半減して行
なうことにより容易に実現できる。
表１に見られるように、従来の接点（比較例１および
２）では再点弧発生確立が２％前後見られているのに対
し、本発明の接点（実施例１）においては、再点弧発生
が極めて少なく、再点弧特性が顕著に改善されている。
２）では再点弧発生確立が２％前後見られているのに対
し、本発明の接点（実施例１）においては、再点弧発生
が極めて少なく、再点弧特性が顕著に改善されている。
また、微細層の構造が同一でも、粗大な組織となって
いる。比較例３、および微細層の生成が不十分な比較例
４では、十分な改善が見られていない。
いる。比較例３、および微細層の生成が不十分な比較例
４では、十分な改善が見られていない。
なお、本実施例および比較例では、Cu−50wt％Cr合金
接点を用いて検討したが、その他の組織についても本発
明は有効である。
接点を用いて検討したが、その他の組織についても本発
明は有効である。
なお、表面層を強化した本発明接点を使用した真空バ
ルブに於ける耐溶着性は、この表面層で溶着を引きはず
し開極するという期待は低くなるため、特に耐溶着性を
配慮することを要求される場合には、例えばBiのような
耐溶着性向上成分を、再点弧発生を高めない程度の量添
加して、対応することが有効である。この場合には、第
４図の17のマトリックスから破壊が起こる。
ルブに於ける耐溶着性は、この表面層で溶着を引きはず
し開極するという期待は低くなるため、特に耐溶着性を
配慮することを要求される場合には、例えばBiのような
耐溶着性向上成分を、再点弧発生を高めない程度の量添
加して、対応することが有効である。この場合には、第
４図の17のマトリックスから破壊が起こる。
前記した実施例および比較例における、再点弧特性の
評価条件は次の通りである。
評価条件は次の通りである。
直径30mm、厚さ5mmの円板状接点片を、ディマウンタ
ブル形真空バルブに装着し、10KV×500Aの回路を2000回
遮断した時の再点弧発生頻度を測定し、２台の遮断機
（真空バルブとしては６本）の全体の発生確率で示し
た。接点の装着に際しては、ベーキング加熱（450℃、3
0分）のみ行ない、ろう材の使用ならびにこれに伴う加
熱は行なわなかった。
ブル形真空バルブに装着し、10KV×500Aの回路を2000回
遮断した時の再点弧発生頻度を測定し、２台の遮断機
（真空バルブとしては６本）の全体の発生確率で示し
た。接点の装着に際しては、ベーキング加熱（450℃、3
0分）のみ行ない、ろう材の使用ならびにこれに伴う加
熱は行なわなかった。
本発明の接点は、機械的強度の非常に大きい極微細組
織を接点表面に有しているため再点弧発生確率を小さく
維持することが可能となる。したがって、本発明によれ
ば、信頼性の一層向上した真空バルブ用接点を提供する
ことができる。
織を接点表面に有しているため再点弧発生確率を小さく
維持することが可能となる。したがって、本発明によれ
ば、信頼性の一層向上した真空バルブ用接点を提供する
ことができる。
第１図は本発明の接点の構成を示す断面図、第２図は本
発明の接点の表面の極微細組織層の構成を示す拡大断面
図、第３図は真空バルブの構成を示す断面図、第４図は
従来のCu−Cr接点の一例の構成を示す断面図、第５図は
従来の微細層を有する接点の一例の構成を示す断面図、
第６図は、第５図に示す接点表面の微細層を示す拡大断
面図。 １……絶縁容器、4,5……金属性の端板、7,8……導電
棒、9,11……接点、13……ベローズ、15……アークシー
ルド、16……接点素材中のCr粒子、17……接点素材のCu
マトリックス、21……極微細組織層、22……極微細組織
層中の極微細Cr粒子、23……極微細組織中のCuマトリッ
クス。
発明の接点の表面の極微細組織層の構成を示す拡大断面
図、第３図は真空バルブの構成を示す断面図、第４図は
従来のCu−Cr接点の一例の構成を示す断面図、第５図は
従来の微細層を有する接点の一例の構成を示す断面図、
第６図は、第５図に示す接点表面の微細層を示す拡大断
面図。 １……絶縁容器、4,5……金属性の端板、7,8……導電
棒、9,11……接点、13……ベローズ、15……アークシー
ルド、16……接点素材中のCr粒子、17……接点素材のCu
マトリックス、21……極微細組織層、22……極微細組織
層中の極微細Cr粒子、23……極微細組織中のCuマトリッ
クス。
Claims (3)
- 【請求項１】直径10〜150μｍのCr粒子と、それをとり
囲むCu相とで構成された第１の相と、直径0.1〜５μｍ
の微細Cr粒子とそれをとり囲むCu相とで構成された第２
の相とからなるCu−Cr合金接点であって、前記第２相中
の微細Cr粒子中に、該微細Cr粒子径のほぼ1/2〜1/100の
直径を有する複数のCr粒子が高度に分散していることを
特徴とする真空バルブ用接点。 - 【請求項２】第２相中の微細Cu相中には、少なくとも1w
t％以上のCrが固溶されており、かつ、前記第２相が接
点表面層の少なくとも一部を形成していることを特徴と
する、請求項１の真空バルブ用接点。 - 【請求項３】第２相中の微細Cr粒子が相互に接触し連結
し合っていることを特徴とする、請求項１の真空バルブ
用接点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4681489A JP2695902B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 真空バルブ用接点 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4681489A JP2695902B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 真空バルブ用接点 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02226623A JPH02226623A (ja) | 1990-09-10 |
| JP2695902B2 true JP2695902B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=12757802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4681489A Expired - Lifetime JP2695902B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 真空バルブ用接点 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695902B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004273342A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点材料及び真空バルブ |
| WO2011024228A1 (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | 株式会社日立製作所 | 真空バルブ用電気接点及びその電気接点を用いた真空遮断器及び真空開閉機器 |
| CN105132726B (zh) * | 2015-07-31 | 2017-03-08 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种适用于接触器的铜铬触头材料及其制备方法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP4681489A patent/JP2695902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02226623A (ja) | 1990-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3246979A (en) | Vacuum circuit interrupter contacts | |
| US3818163A (en) | Vacuum type circuit interrupting device with contacts of infiltrated matrix material | |
| US3016436A (en) | Vacuum circuit interrupters | |
| Frey et al. | Metallurgical aspects of contact materials for vacuum switching devices | |
| JP4455066B2 (ja) | 電気接点部材とその製法及びそれを用いた真空バルブ並びに真空遮断器 | |
| US3821505A (en) | Vacuum type electric circuit interrupting devices | |
| JPH0561338B2 (ja) | ||
| JP2695902B2 (ja) | 真空バルブ用接点 | |
| JPH052955A (ja) | 真空バルブ用接点材料 | |
| US4553003A (en) | Cup type vacuum interrupter contact | |
| JP2000235825A (ja) | 真空遮断器用電極部材及びその製造方法 | |
| JPH10255603A (ja) | 真空バルブ用接点材料 | |
| US3783212A (en) | Contacts for use in vacuum switch arrangements | |
| US4128748A (en) | High-current vacuum switch with reduced contact erosion | |
| JPH04312723A (ja) | 真空バルブ用接点の製造方法 | |
| JP2653461B2 (ja) | 真空バルブ用接点材料の製造方法 | |
| JP4988489B2 (ja) | 電気接点 | |
| JP3431319B2 (ja) | 真空バルブ用電極 | |
| JPH0510782B2 (ja) | ||
| JP3833519B2 (ja) | 真空遮断器 | |
| JP7182946B2 (ja) | 真空バルブ用接点材料、真空バルブ用接点材料の製造方法、および真空バルブ | |
| JP3382000B2 (ja) | 真空バルブ用接点材料 | |
| JPH056292B2 (ja) | ||
| JP2692945B2 (ja) | 真空バルブ用接点材料 | |
| JP4357131B2 (ja) | 真空遮断器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070912 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080912 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090912 |