JP5525350B2 - 真空バルブ用接点の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブに用いられる真空バルブ用接点の製造方法に関する。

真空開閉機器は、優れた環境調和性により適用範囲の拡大が進められており、特に、高電圧領域への適用が進んでいる。高電圧用の真空バルブの接点材料としては、耐弧性成分のＣｒを導電性成分のＣｕマトリックス中に分散したものが多用されている。Ｃｒの含有量が多いほどよく、Ｃｕ−５０ｗｔ％Ｃｒのような接点が焼結法、溶浸法などで製造されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、Ｃｒを多量に含有させると、導電率が低下し、通電電流による温度上昇を招く恐れがある。このため、接点を二層構造とし、導電率のよい導電層面に、Ｃｒを含有した合金を蒸着などで設けるものがある。しかしながら、合金層の厚さを数μｍ程度しか形成することができず、遮断時の消耗に耐え得るなど接点としての機能を充分に発揮させることができなかった（例えば、特許文献２参照）。

一方、溶接などで肉盛りをして比較的厚い合金層を設けることが知られている。しかしながら、Ｃｒを含有した溶接ワイヤとしては、Ｃｒが脆性を有していることから、含有量が２１ｗｔ％以下と低く、Ｃｒを多量に含有させることは困難であった（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−７７３７５号公報 特開平９−２４５５８９号公報 特開平９−１０４９３５号公報

真空バルブ用接点においては、通電性能に優れ、所定の厚さを有しＣｒを多量に含有した合金層を設け、接点としての機能を充分に発揮できるものが望まれていた。ここで、Ｃｒが多量とは、Ｃｒ含有量が２１ｗｔ％超過をいう。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、Ｃｒを多量に含有した合金層を所定の厚さで導電層面に形成し、耐電圧特性を向上し得る真空バルブ用接点の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、実施形態の真空バルブ用接点の製造方法は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブに用いられる真空バルブ用接点の製造方法において、先ず、導電性成分を主成分とするベース板を準備し、次に、Ｃｕ−Ｃｒ合金体を熱間鍛造、およびスエージングと焼鈍との繰り返しにより棒状に加工し、更に、線引き加工により線材に加工した溶接ワイヤを準備し、そして、前記ベース板面に、前記溶接ワイヤを用いた溶接によりＣｕ−Ｃｒ合金からなる肉盛り部を形成したことを特徴とする。

本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図。 本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の製造方法を示すフロー図。 本発明の実施例に係る真空バルブ用接点に用いる溶接ワイヤを説明する図。 本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の溶接方法を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例に係る真空バルブ用接点を図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の製造方法を示すフロー図、図３は、本発明の実施例に係る真空バルブ用接点に用いる溶接ワイヤを説明する図、図４は、本発明の実施例に係る真空バルブ用接点の溶接方法を説明する図である。

図１に示すように、通電軸１端には、例えば縦磁界を発生させる電極２の一方面がろう付けなどで固着されている。他方面には、導電性成分のＣｕからなる円板状の導電層３の一方面が固着されている。導電層３の他方面には、Ｃｕ−Ｃｒ合金からなる円板状の合金層４が設けられている。ここで、導電層３と合金層４で接点５を構成し、合金層４側が接触面となる。固定側と可動側は、同様である。

次に、接点５の製造方法を図２〜図４を参照して説明する。

図２に示すように、先ず、真空溶解法によりφ７０ｍｍのＣｕ−２５ｗｔ％Ｃｒの合金体を製造する（ｓｔ１）。製造においては、合金の溶解時にるつぼから不可避な酸化物を除く不純物が混入することがない。この状態を図３（ａ）に示すが、Ｃｕマトリックス６中に球状のＣｒ粒子７が一様に分散している。

次に、第１の加工として、Ｃｕ−Ｃｕ合金体を温度６００℃で熱間鍛造し、一辺２５ｍｍの角材とする（ｓｔ２）。そして、第２の加工として、室温でのスエージングと温度６００℃での焼鈍を２回繰り返し、φ３ｍｍの棒状に加工する（ｓｔ３）。その後、室温での線引き加工により、φ１ｍｍの線材とする（ｓｔ４）。加工後の状態を図３（ｂ）に示すが、Ｃｒ粒子８が楕円状に変形する。

一般的に、Ｃｒを多量に含有する合金は脆いとされているが、合金体に不純物が少なく、また、上述の加工により、球状のＣｒ粒子７が長さ方向に延伸され、楕円状（長円側が数１０μｍの繊維状）のＣｒ粒子８となるため、強度向上に寄与したものと考えられる。これにより、断線を防ぐことができ、溶接に用いられるような所定の大きさまで細径となった線材を得ることができる。

次に、シールドガスに不活性ガスを用いたミグ溶接により肉盛りを行う（ｓｔ５）。図４に示すように、導電層３の相当するＣｕからなるｔ１ｍｍのベース板９と溶接トーチ１０間に所定の電源を接続し、上述したφ１ｍｍの線材を溶接ワイヤ１１として用い、肉盛り溶接を行う。ベース板９面上には、数１００μｍ以上の厚さを有する合金層４に相当する肉盛り部１２が形成される。

このような厚さを有することにより、遮断時の消耗などに耐え得るものとなる。なお、肉盛り部１２は、必要により機械加工をし、端部に曲率を持たせたり、接触面を平滑とすることができる。肉盛り部１２の成分は、溶接ワイヤ１１と同様のＣｕ−２５ｗｔ％Ｃｒとなる。

上記実施例の真空バルブ用接点によれば、接点５を導電層３と合金層４の二層構造で構成し、合金層４を、Ｃｒを多量に含有する溶接ワイヤ１１を用いて肉盛りして設けているので、所定の厚さを容易に形成することができ、通電性能を低下させることなく、Ｃｒを多量に含有した接点を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記実施例では、導電層３をＣｕで説明したが、合金層４よりもＣｒ含有量が少ないＣｕ−Ｃｒ合金とすることができる。即ち、導電層３を、合金層４よりもＣｒ含有量の少ないものにすることができ、通電特性を改善することができる。

また、溶接ワイヤ１１をＣｕ−２５ｗｔ％Ｃｒで説明したが、Ｃｒ含有量を一般的に用いられている５０ｗｔ％Ｃｒ程度まで増加させることができる。更には、補助成分を添加することもできる。

以上述べたような実施形態によれば、通電性能を低下させることなく、Ｃｒを多量に含有させ、耐電圧特性を向上し得る真空バルブの接点を得ることができる。

以上において幾つかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここにおいて述べた新規な装置および方法は、種々の他の形態に具体化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなく、ここにおいて述べた装置および方法の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物または均等方法は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態若しくは変形を含むことを意図している。

１ 通電軸
２ 電極
３ 導電層
４ 合金層
５ 接点
６ Ｃｕマトリックス
７、８ Ｃｒ粒子
９ ベース板
１０ 溶接トーチ
１１ 溶接ワイヤ
１２ 肉盛り部

Claims (3)

1. 接離自在の一対の接点を有する真空バルブに用いられる真空バルブ用接点の製造方法において、
   先ず、導電性成分を主成分とするベース板を準備し、
   次に、Ｃｕ−Ｃｒ合金体を熱間鍛造、およびスエージングと焼鈍との繰り返しにより棒状に加工し、更に、線引き加工により線材に加工した溶接ワイヤを準備し、
   そして、前記ベース板面に、前記溶接ワイヤを用いた溶接によりＣｕ−Ｃｒ合金からなる肉盛り部を形成したことを特徴とする真空バルブ用接点の製造方法。
2. 前記溶接ワイヤのＣｒ粒子は、長さ方向に延伸されていることを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
3. 前記溶接ワイヤは、前記溶接に用いられるように所定の大きさまで細径に加工されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空バルブ用接点の製造方法。

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