JPH01309224A - 真空インタラプタの電極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 八　産業上の利用分野 本発明は、真空インタラプタの電極に関し、特にコント
レート形電極に用いて好適なものである。

Ｂ　発明の概要 筒部に傾斜溝を備えて構成したカップ状の磁界発生部と
、リング状の接点部とからなる真空インタラプタの電極
において、傾斜溝を備えて構成した磁界発生部を銅にク
ロムを０．５重量％から２重量％の範囲で添加した合金
で形成する一方、接点部を銅よりも融点の高い少な（と
も二種類の金属の多孔質焼結体に銅を溶浸してなる複合
金属で形成すると共に磁界発生部よりも熱膨張率を小さ
く設定し、これにより磁界発生部の傾斜溝をつぶれ難く
して耐久性の向上を図り、安定した遮断性能が得られろ
ようにしたものである。

Ｃ従来の技術 真空インタラプタの電極の一つとして、コントレート形
のｒｉ極が知られている。かかるコンＩ・レート形電極
の一例の平面形状を表す第１図及びそのＩ［−ＩＦ矢視
断面構造を表す第２図に示すように、コントレート形Ｔ
ｉ１ｌ。

はリード棒２０の先端に接合したカップ状の磁界発生部
３０と、この磁界発生部３０の開口端面３１に接合した
リング状の接点部４０とで構成される。前記磁界発生部
３０は円板状の基部３２の外周縁側に筒部３３を一体に
形成してなる。そして、この筒部３３には周方向に沿っ
て等間隔で複数の傾斜溝３４が当該筒部３３の開口端面
３１及び内周面３５及び外周面３６にそれぞれ開口する
と共に該筒部３３の長手方向に対し傾斜させて設けであ
る。この磁界発生部３０は無酸素鋼で製造され、一方、
接点部４０はモリブデン粉末とクロム粉末との多孔質焼
結体に銅を溶浸した重量比で例えばＣｕ：　Ｍｏ：　Ｃ
ｒ＝４：　　３：　　１の割合の複合金属で作られろ。

この接点部６に要求される特性としては、導電率が高い
こと（つまり、接触抵抗が低いこと）、エロージョンが
少ないこと、耐電圧特性が優れていること、電流遮断能
力が高いこと等が挙げられる。

このようなコントレート形電極は、接点部の表面の反対
側に磁界発生部が存在していることから、電極全体をコ
ンパクトにすることができる。又、相互に対向する一対
の電極間での各磁界発生部に形成された傾斜溝の傾斜方
向の組合せによす、縦磁界方式及び横磁界方式の何れに
も容易に対応することができる等の利点を有する。

Ｄ、　発明が解決しようとする課題 第１図及び第２図に示したコントレー１・形電極１０を
組込んだ従来の真空インタラプタにおいては、コントレ
ート形電極１０を構成する磁界発生部３０が多数回の開
閉操作の際の衝撃力により塑性変形を起こして筒部３３
に形成された傾斜溝３４がつぶれてしまい、磁界発生の
効果が低減する欠点がある。

例えば、Ｃｕ：　Ｍｏ：　Ｃｒ＝４：　　３：　　１の
重量比で形成され且つ外径７５鴫、内径４５．。

厚さ３關のリング状をなす接点部と、無酸素銅で形成さ
れて外径７５ｍ５．内径４５＋ｍ、この内径部の高さ９
．５鵬、全高１７．５ｎｎのカップ状をなし且つその筒
部に溝幅がＩＩＩＩｉｌの傾斜溝を筒部の開口端直に対
して３５度の角度で第１図及び第２図に示す如く円周方
向に沿って等間隔に十六個刻設した磁界発生部とを有す
るコントレート形電極１０を用い、電極間隙を１２１．
開閉速度を１．４　ｍ　／　ｓｅＣに設定して開閉試験
を行った結果、初期の遮断性能は良好であったが、３０
回程度の開閉操作以降では遮断性能が急激に低下し、溝
部３４がつぶれてしまっていることが判明した。

Ｅ　課題を解決するだめの手段 接点部と磁界発生部とをろう付けする場合、９５０℃〜
１０００℃程度の熱負荷がこれらに作用する。このため
、無酸素銅からなる磁界発生部はろう付は作業後には焼
なまし状態となり、その機械的強度が大幅に低下してい
るものと予想される。

そこで、機械的強度や導電率が１比較的優れている耐熱
銅合金の−っであるＣｕ−Ｃｒ系銅合金に着目し、この
Ｃｕ−Ｃｒ系銅合金と無酸素銅とでそれぞれ磁界発生部
を作成し、この磁界発生部単体及びこれに接点部を接合
してなる電極の機械的強度を調査した。実験は■：無酸
素銅製の磁界発生部のみ ■：■の試料に接点部をろう付けしたもの■ニクロムを
１．１７重量％含むＣｕ−Ｃｒ系銅合金製の磁界発生部
のみ ■二〇の試料に接点部をろう付けしたもの■：■の試料
に接点部をろう付けせずに■の試料と同一の熱処理を施
したもの の五種類について行った。なお、磁界発生部は外径７５
ＩＩＩｍ、内径４５　ｍ　、この内径部の高さ９．５＋
＋ｕ＋＋、全高１７．５ｍ−のカップ状をなし且つその
筒部に溝幅がＩＩＩＩＩＲの傾斜溝を筒部の開口端向に
対して３５度の角度で第１図及び第２図に示す如く円周
方向に沿って等間隔に十六個刻設したものであり、又、
接点部；よＣｕ；Ｍｏ：　Ｃｒ＝４：　　３：　　１の
重量比のものを外径７５ｍｍ、内径４５閂、厚さ３ｍｍ
のリング状に加工したものである。

これら二種類の試料の評価は、■の試料を上下から圧縮
してその溝部がつぶれた時の圧縮力を１００％と設定し
た。

その結果、■の試料では８０％の圧縮力で溝部がつぶれ
、■の試料では６０％の圧縮力で溝部がつぶれ、■の試
料では１２０％の圧縮力で溝部がつぶれ、■の試料では
９０％の圧縮力で溝部がつぶれてしまうことが判明した
。

この事実に基づき検討し、た結果、 の：Ｃｕ−Ｃｒ系銅合金及びＣｕ　−Ｍｏ　−Ｃｒ系複
合金属の熱膨張率はそれぞれ１？Ｘ１０　／ｄｔ４．１
３．２　Ｘ　１０−’／ｄｅｇであり、Ｃｕ−Ｃｒ系鋼
合金は、熱膨張率が接点部を構成するＣｕ　−Ｍｏ　−
Ｃｒ系複合金属よりも大きい。

＠：Ｃｕ−Ｃｒ系銅合金は、９５０℃〜１０００℃程度
のろう付は加熱処理後の強度低下が少ない。

θ：磁界発生部の筒部は多数の傾斜溝で分割されている
ことから、熱膨張率のちがいによる熱応力の残存は分散
している。

ｅ：このため、■の試料では接点部をろう付けしている
ことから筒部に熱応力が残存し、これが磁界発生部の機
械的強度を増加させる要因となり、結果として接点部を
ろう付けしていない未熱処理の■の試料よりも大きな機
械的強度を持つことができたものと推察される。なお、
クロムの割合が２重量％を越えると導電率の低下が著し
くなって好ましくない。又、０．５重量％未満の場合に
は機械的強度の向上が望めない。

＠ニ一方、■の試料では磁界発生部がろう付は作業に伴
う熱で軟化し、この状態でろう付けされろことから磁界
発生部自体の機械的強度が低下するばかりでなく、筒部
には熱応力が残存せず、結果として傾斜溝がつぶれ易く
なっていると思われる。

以上のようなことが判明した。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、
リード棒の先端に接合される筒部に傾斜溝を備えて構成
したカップ状の磁界発生部と、この磁界発生部の開口端
部に設けたリング状の接点部とを有する真空インタラプ
タの電極において、前記磁界発生部を銅にクロムを０．
５重量パーセントから２重量パーセントの範囲で添加し
た合金で形成し、前記接点部を銅よりも融点の高い少な
くとも二種類の金属粉末の多孔質焼結体に銅を溶浸して
なる複合金属で形成すると共に前記磁界発生部よりも熱
膨張率を小さく設定したことを特徴とするものである。

ここで、多孔質焼結体を構成する金属としては、モリブ
デン、タングステン、ニオブ。

タンタル、チタンのうちの少なくとも一種類とクロム、
鉄、コバルトのうちの少なくとも一種類との組合せが採
用でき、接点部全体に占める割合はそれぞれ５重量％か
ら７０重量％の範囲に収めることが望ましい。これらの
金属は何れも鋼よりも融点が高く、粉末状のものを混合
して非酸化性雰囲気にて加熱し、多孔質の焼結体とする
。

Ｆ　　作　　　　　用 磁界発生部を銅にクロムを０．５重量％から２重量％の
範囲で添加した合金で形成したものは、高温ろう付は後
の機械的強度の低下が少ない上に導電率も比較的高く、
接点部を構成する複合金属と比較して熱膨張率が大きい
。

この熱膨張率の差によって、ろう付換の傾斜溝が形成さ
れた筒部には熱応力が残存し、電極としての機械的強度
がろう付は前と同じか或いはそれ以上になる。

Ｇ実施例 ′Ｒ極自体の構造は第１図及び第２図に示したものと同
様で良いので、必要に応じこれら第１図及び第２図を参
照しつつ説明する。

まず、−１００メツシユのモリブデン及びクロムの粉末
を重量比でＭｏ：　Ｃｒ＝３：　　１となるように用意
し、これを機械的に混合する。

そして、この混合粉末を６００　ｋｇ／ｃｄ以上の加圧
力で円盤状に圧縮加圧成形したのち、この仮成形体に円
盤状をなす銅塊を載置し、これらを真空炉内に装入して
銅の融点以下の温度（例えば１０００℃）で仮成形体の
脱ガス処理を行うと共にモリブデン粒子とクロム粒子と
を拡散結合させ、銅塊が載置された多孔質焼結体を得る
。しかるのち、銅の融点以上で多孔質焼結体の融点以下
の１度（例えば１１００℃）で銅塊を多孔質焼結体の空
隙部分に溶浸させる。

このようにして得た接点材料を外径７５ｍｍ。

内径４５ｍｍ、厚さ３聞の環状に加工し、全体としてＣ
ｕ：　Ｍｏ：　Ｃｒ＝４：　　３：　　１の重量比の接
点部４０を得た。この接点部４０の引張り強さは３５　
ｋｇ　／　ｍｍ２．ブリネル硬さは１００゜熱膨張率は
１３．２　Ｘ　１０−’　／　ｄｅｇ、導電率（ＩＡＣ
３％）は５５であった。

一方、基部３２と筒部３３とからなる磁界発生部３０は
クロムを１．１７重量％含み、引張り強さが４９．７　
ｋｇ　／　ｍｍ１２．ブリネル硬さが１３８、熱膨張率
が１７　Ｘ　１０−’　／　ｄｅｇ、導電率（ＩＡＣ３
％）が８５．１のＣｕ−Ｃｒ系耐熱銅合金で形成した。

この磁界発生部３０の寸法形状は、外径７５鴫、内径４
５＋ｍ、この内径部の高さ９．５ｍ＋ａ、全高１７．５
ｍｍのカップ状で且つ筒部３３に溝幅が１鴎の傾斜溝３
４を筒部３３の開口端面３１に対して３５度の角度で第
１図及び第２図に示す如（円周方向に沿って等間隔に十
六個刻設したものである。

そして、磁界発生部３０の開口端面３１に接点部４０を
約１０００℃の温度にてろう付は接合してコントレート
形電極を得た。

そして、このコントレート形電極を用い、電極間隔を１
２ｍ、開閉速度を１．４　ｍ　／　ｓｅｅに設定して開
閉試験を１００００回繰り返し行った結果、溝部３４の
つぶれは全く認められなかった。

Ｈ発明の効果 本発明の真空インタラプタの電極によると）基部と局部
とからなるカップ状の磁界発生部に、接点部を構成する
複合金属よりも熱膨張率が大きいＣｕ−Ｃｒ系合金を用
い、ろう付けによって接点部と一体化するようにしたの
で、傾斜溝を備えた筒部に熱応力が残留する結果、ろう
付けの磁界発生部の強度と比較してろう付は後の電極強
度が大となり、このため傾斜溝のつぶれない耐久性の高
いコントレート形電極を得ることかでき、よって遮断性
能の安定した真空インタセプタを得られる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となったコントレー１・形電極の
平面図、第２図はそのＩＩ−ＩＩ矢視断面形状を表す破
断図である。 又、図中の符号で１０はコントレート形電極、２０はリ
ード捧、３０は磁界発生部、３１は開口端面、３２は基
部、３３は筒部、３４は傾斜溝、３５は内周面、３６は
外周面、４０は接点部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リード棒の先端に接合される筒部に傾斜溝を備えて構成
   したカップ状の磁界発生部と、この磁界発生部の開口端
   部に設けたリング状の接点部とを有する真空インタラプ
   タの電極において、前記磁界発生部を銅にクロムを０．
   ５重量パーセントから２重量パーセントの範囲で添加し
   た合金で形成し、前記接点部を銅よりも融点の高い少な
   くとも二種類の金属粉末の多孔質焼結体に銅を溶浸して
   なる複合金属で形成すると共に前記磁界発生部よりも熱
   膨張率を小さく設定したことを特徴とする真空インタラ
   プタの電極。