JPH02270232A - 真空バルブ用接点材料 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、真空バルブの接点材料に用いられる焼結合
金であって、電流さい所持性および高周波消弧特性を改
良した真空バルブ用接点材料に関する。

（従来の技術） 真空中でのアーク拡散性を利用して高真空中で電流しゃ
断を行なわせる真空バルブの接点は、対向する固定、可
動の２つの接点から構成されている。この真空バルブを
用いて、電動機負荷などの誘導性回路の電流をしゃ断す
るとき、過度の異常サージ電圧が発生し、負荷機器を破
壊させる恐れがある。

この異常サージ電圧の発生原因は、例えば、真空中にお
ける小電流しゃ断時に発生するさい新現象（交流電流波
形の自然ゼロ点を待たずに強制的に電流しゃ断が行われ
ること）、或いは高周波消弧現象などによるものである
。

さい新現象による異常サージ電圧の値Ｖｓは、回路のサ
ージインピーダンスＺｏと、電流さい断［１ｃの積、す
なわちＶｓ　−Ｚｏ−１ｃで表される。従って、異常サ
ージ電圧Ｖｓを低くするためには電流さい断値Ｉｅを小
さくしなくてはならない。

上記の要求に対して、従来以下に述べる第１〜第５の公
知例がある。第１の公知例（米国特許第３６８３１３８
号明細書）は、真空開閉器の接点として銀（Ａｇ）と炭
化タングステン（ＷＣ）を複合化した合金接点であり、
これは実用化されている。

このＡｇ−ＷＣ系合金の接点は、 （１）ＷＣの介在が電子放射を容易にさせ、（２）電界
放射電子の衝突による電極面の加熱に基ずく接点材料の
蒸発を促進させ、 （３）更に接点材料の炭化物がアークにより分解し、荷
電体を生成してアークを接続する等の点で優れた低さい
断電流特性を発揮する。

また、第２の公知例群（特公昭３５− １４９７４号公報、米国特許第２９７５２５６号明細書
、特公昭４１−１２１３１号公報、米国特許第３２４６
９７９号明細書）は、いずれも低さい断電流特性を発揮
する他の接点材料であり、ビスマス（Ｂｉ）と銅（Ｃｕ
）とを複合化した合金で、この材料も真空バルブに実用
化されている。

しかして、第２の公知例群の合金のうち、Ｂｉを１０！
１１１１％（以下ｖｔ％と称す）とした第１の例（特公
昭３５−１４９７４号公報）は、その適度な蒸気圧特性
を有するので、低いさい断電流特性を発揮する。さらに
、第２の公知例群の合金のうち、Ｂｉを０．５ｖｔ％と
した第２の例（特公昭４１−１２１３１号公報）は、結
晶粒界に偏析して存在する結果、合金自体を脆化し、低
い溶青引外力を実現し大電流しゃ断性に優れている。

低さい断電流特性を得る第３の公知例（特開昭５８−１
５７０１５号公報）は、ＡｇとＣｕとの比率をほぼ７：
３としたＡ　ｇ　−Ｃｕ　−Ｗ　Ｃ合金である。この合
金において、従来にない限定をしたＡｇとＣｕとの比率
を選択するので、安定したさい断電流特性を発揮すると
記載されている。

更に、第４の公知ＰＪ（特１ｍ昭６２−７７４３９号公
報）には、耐弧性材料例えばＷＣの粒径を０．２〜１μ
ｍとすることにより、低さい断電流特性の改善に有効で
あることが示唆されている。

（発明が解決しようとする課題）。

真空しゃ断器には、低サージ性が要求され、そのために
、従来では、上述のように低さい断電流特性（低チジッ
ピング特性）が要求されていた。

しかしながら、近年、真空バルブは、電動機等の誘導性
回路に適用されることが一層増えると共に、高サージイ
ンピーダンス負荷も出現したため、真空バルブは一層安
定した低さい断電流特性を持つことが望まれ、さらには
高周波消弧特性（高周波電流しゃ断能力）も満足するも
のが要求されてきている。これは、電流さい断によるサ
ージ以外に緑返し高周波再発弧によるサージが負荷の絶
縁にとって脅威となることが判明したからである。前述
した各公知例では、いずれも前述の両特性を同時に満足
させる接点材料はなかった。

すなわち、前記電流さい断によるサージ（過電圧）は、
電流さい断値を小さくすることにより改舌できるが、前
述の繰返し高周波再発弧によるサージは、電流さい断電
、電極間で絶縁破壊が発生した時に回路条件により流れ
る高周波電流をしゃ断することで、回復電圧値が増大し
、更に、電極間での絶縁破壊が発生する過程の繰返しに
よって回復電圧値が増大し、過大なサージ電圧を発生さ
せることができる。この場合には、高周波電流を消弧す
るために発生するものであり、高周波消弧特性をサージ
電圧が小さくなるように改善させることにより、発生サ
ージを低減させることができるため、高周波電流放電の
続弧特性の改良・安定化を計る必要がある。

前述の第１の公知例（ＷＣとＡｇとを複合化した合金）
の接点では、さい断電流値自体が不十分であるのみなら
ず、高周波消弧特性の改善に対して何等の配慮がなされ
ていない。

前述の第２の公知例群のうち第１の例 （１０ｖｔ％のＢｉとＣｕとを複合化した合金）では、
開閉回数の増大と共に電極間空間への金属供給量が減少
し、低さい断電流特性の劣化が現れ、高蒸気圧元素量に
依存して耐電圧特性の劣化も指摘されており、しかも、
高周波消弧特性を十分に満足していない。

前述の第２の公知例群の第２の例（０，５ｖｔ％のＢｉ
とＣｕとを複合化した合金）では、低さい断電流特性が
不十分である。

また、前述の第３の公知例（ＡｇとＣｕとの重量比率を
ほぼ７：３としたＡｇ−Ｃｕ−ＷＣ合金）および前述の
第４の公知例（耐弧性材料の粒径を０．２〜１μｍとす
る合金）では、高周波消弧特性を十分に満足していない
。

この発明は前述の事情に基づいてなされたものであり、
その目的とするところは、優れた低さい断電流特性と高
周波消弧特性を兼備し、苛酷化する真空バルブへの要求
に答えることができる真空バルブ用接点材料を提供する
ことである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明者は、上記の課題解決のために研究開発を進め
た結果、Ａｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ系接点材料において、Ａ
ｇとＣｕとの含有量、その比率および存在状態を最適化
すると共に、耐弧性成分のＭｏ２　ＣまたはＭｏＣの粒
径を一層微細化すれば、この発明の目的達成に有効であ
るとの知見を得て、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明の真空バルブ用接点材料は、Ａｇお
よびＣｕの高導電性成分とＭｏ２　ＣまたはＭ　ｏ　Ｃ
の耐弧性成分とを含むＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２ＣまたはＭ　
ｏ　Ｃ系真空バルブ用接点材料であって、 （１）　　高導電性成分の含有量は、ＡｇとＣｕとの総
計量（Ａｇ＋Ｃｕ）が２０〜６５ｖｔ％であり、Ａｇと
Ｃｕとの総計量中に占めるＡｇの比率［Ａｇ／　（Ａｇ
十Ｃｕ）］が４０〜８０ｗＬ％であり、 （１１）耐弧性成分の含有量は、３５〜８０ｖｔ％であ
り、 Ｏ目）この接点材料の組織は、高導電性成分のマトリッ
クスおよび厚さまたは幅５μｍ以下の不連続相と、３μ
ｍ以下の耐弧性成分の不連続粒とからなり、高導電性成
分の不連続相が、マトリックス中で５μｍ以下の間隔で
微細にかつ均一に分散されていることを特徴とするもの
である。

この発明の好ましい態様において、ｌｖｔ％以下のＦｅ
、Ｃｏ、Ｎｉの少なくとも１つよりなる第１補助成分を
含めることができる。

この発明の一態様では、高導電性成分の厚さまたは幅５
μｍ以下の不連続相がマトリックス中で５μｍ以下の間
隔で微細にかつ均一に分散されている存在状態を示す部
分において、 高導電性成分のマトリックスおよび不連続相が、各々Ａ
ｇを溶解したＣｕ固体溶液およびＣｕを溶解したＡｇ固
溶体もしくは、Ｃｕを溶解したＡｇ固溶体およびＡｇを
溶解したＣｕ固溶体である。

この発明の望ましい更に別の態様において、高導電性成
分について、厚さまたは幅５μｍ以下の不連続相がマト
リックス中で５μｍ以下の間隔で微細にかつ均一に分散
されている存在状態は、高導電性成分総計量のうちの少
なくとも５０面積％占める。

（作用） 電流さい所持性の改善には、電流さい断値自体をより低
い値に維持すること以外に、そのばらつき幅を縮めるこ
とも極めて重要である。前述の電流さい新現象は、接点
間の蒸気量（材料物性としては蒸気圧、熱伝導）、接点
材料からの放出電子などと関係が深いとされ、発明者ら
の実験によれば、前者の方が寄与が大きいことが判明し
た。

従って、蒸気を供給し易くするか、あるいは供給し品い
材料で接点を作成すれば電流さい新現象が緩和できるこ
とが判明した。前述のＣｕ−Ｂ１系合金はこうした観点
に立つもので、低いさい断値を有する。しかしながら、
致命的な欠点として、Ｂｉが持つ低融点（２７１℃）の
ために通常真空バルブで行われる６００℃近傍のベーキ
ング或いは８００℃の銀ろう付は作業時に、Ｂｉの溶融
による移動・凝集の結果、電流さい所持性を維持すべき
Ｂｉの存在が不均一になってしまう。このため、電流さ
い断値のばらつき幅が増大する現象が見られる。

一方、Ａｇ−Ｍｏ２Ｃで代表されるＡｇ−耐弧性材料系
合金では、耐弧性材料（この場合ＭＯ２Ｃ）の沸点にお
けるＡｇの蒸気量に左右されるものの他方、前記Ｃｕ−
Ｂ１系におけるＢｉの蒸気圧よりＡｇの蒸気圧は著しく
低いために接点のどの位置に（Ａｇか耐弧性材料か）に
アークの足が固着するかによって、温度不足すなわち蒸
気不足を招くことがある。結果的には、電流さい断値の
ばらつき幅が現れることが確認された。

このように電流さい断終期の接点面の急激な温度低下を
Ａｇと耐弧性材料との組合わせのみによる合金によって
阻止しアークを維持させることは既に限界であると考え
られた。更に、高性能化するためには、何等かの補助技
術を付与する必要があるとの結論に至った。この改良の
１つの考えとして前述の第３の公知例において、高導電
性成分をＡｇとＣｕとの合金にすることによって結晶粒
を細かく分糸させろ技術を示唆している。この技術によ
り飛躍的の特性の安定化が図られた。アークが主として
固着する位置が、耐弧性成分の場合とＡｇ−Ｃｕ系合金
との場合があり、いずれもの場合もＡｇ−Ｃｕ蒸気の供
給による電流さい新現象の緩和（改良）が行われるが、
耐弧性成分に固着した場合には、若干のばらつきが発生
した。

一方、耐弧性成分をより微細化することで、ばらつき幅
の改善が見られる。従って、耐弧性成分の粒径が電流さ
い新現象に重要な役割を果たすことを示唆すると共に、
耐弧性成分が初期粒径のほぼ１０〜２０倍程の大きさに
偏析が見られた接点材料では著しいばらつきを示した観
察結果を併せて考慮すると、粒径に特定の範囲があるこ
とを示唆している。

しかしながら、前述の第３の公知例のように、ＡｇとＣ
ｕとの量およびＷＣの粒径を所定の値に制御して、さい
断電流特性の改善に対しては、重要な技術的進展が見ら
れたものの、これらの技術から、より一層の低さい断電
流特性の向上および高周波消弧特性の確保、特に高周波
消弧特性の改善は得られなかった。

前述の様に、繰返し高周波再発弧によるサージは、電流
さい断電、電極間で絶縁破壊が発生した時に回路条件に
より流れる高周波電流をしゃ断することで、回復電圧値
が増大し、更に、電極間での絶縁破壊が発生する過程の
繰返しによって回復電圧値が増大し、過大なサージ電圧
を発生させるものである。過大なサージ電圧を抑制する
ためには、微小電極間ギャップでの絶縁破壊時に流れる
高周波電流放電を消弧させることなく、商用周波数の負
荷電流が立ち上がってくるまで、続弧さ゛せるのが望ま
しい。

この商用周波数の負荷電流が立ち上がれば、次の電流ゼ
ロ点を向える時までには、しゃ断器は充分な電極間ギャ
ップ長に開離しているため、この電流ゼロ焦電に電極間
で絶縁破壊を生じることなくまた繰返すことなくしゃ断
が完了する。このために前述したような過大なサージ電
圧の発生はない。

また、続弧には至らなくとも、高周波消弧能力を小さく
すれば、高周波再発弧によるサージが小さ（なる。すな
わち、微小電極間ギャップでの高周波電流放電の続弧特
性を改善すればよい。この続弧特性の改善の為に、この
発明では、まず第１に、高導電性成分のＡｇとＣｕとを
共存させる。

しかも、■Ｃｕを溶解したＡｇ固溶体および■Ａｇを溶
解したＣｕ固溶体の、マトリックスおよび不連続相（層
状組織、または棒状組織）を形成し、この不連続相の幅
または厚みを５μｍ以下とし、かつこの不連続相をマト
リックス中で５μｍ以下の間隔で微細にかつ均一に分散
させることによって、アークスポット径の大きさに比べ
て同等若しくは好ましくはそれ以下となるように設計さ
れる。その結果、アークを維持・持続させる機能を主と
して分担しているＡｇとＣｕ成分（以下、アーク維持材
）の融点を低下させると同時に蒸気圧を上昇させる。

次いで、第２に、Ｍｏ２　Ｃ粒の平均粒径を３μｍ以下
、好ましくは０．８μｍ１より好ましくは０．８μｍ以
下に設定される。この要件により、アーク維持材の分散
を、より一層高度微細分散状態にするのを促進する。す
なわち、ただ、アーク維持材（ＡｇとＣｕ）の含有量お
よびその比率を所定の範囲に選択しても、後述する実施
例・比較例に示すように、低さい所持性と高周波消弧特
性との両立が得られない。この発明により、Ｍｏ２Ｃ粒
の平均粒径を所定の値と組合わせて初めてアーク維持材
（ＡｇとＣｕ）の組織を高度に微細化した効果を一層引
出し、かつ安定化させる。

一般に蒸気圧の高い材料の真空アーク中でのイオンの電
荷は低くなる傾向にある（参照、Ｃ，Ｗ。

Ｋ１ｍｂ１１ｎ著　ｒＥｒｒｏｓｉｏｎ　　ａｎｄ　　
ＩｏｎｉｚａＬｌｏｎ　　Ｉｎ　　ｔｈｅＣａｔｈｏｄ
ｅ　　５ｐｏｔ　　Ｒｅｇｉｏｎｓ　　ｏｆ　Ｖａｃｕ
ｕ−＾ｒｃｓＪ　　５Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｒ　Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　　、　　Ｖｏｌ、４　
４　　、　　Ｎ１１Ｌ　７゜ｐ３０７４．１９７３）。

すなわち、蒸発量が増加するだけではなく、イオン価数
の低いイオンがアーク中に多く存在することとなる。従
って、微小電極間ギャップでの高周波電流放電の際、電
流ゼロ点を迎えるとき、微小電極間ギャップ中に存在す
る残留プラズマ量は、アーク維持材がＡｇのみ、或いは
Ｃｕのみの場合よりも、ＡｇとＣｕとが所定の条件で存
在する場合の方が多いことになる。これは、この発明の
目的である低さい所持性と高周波消弧特性との同時確保
に好ましい。

更に、ＡｇよりもＣｕのイオンの方が質量が軽いがゼロ
点時のイオンドリフト速度（Ｃｕでは９３０　ｍ／ｓｅ
ｅ　％　Ａ　ｇでは６３０ｍ／５ｅｅ）が大きい為に（
前記文献）、電極に衝突する時のエネルギーでは、Ｃｕ
のエネルギーの方が大きい。このイオンインパクトによ
り電極が局部的に加熱され、先に述べた残留プラズマ量
の効果と相乗して高周波小電流放電時に、電流ゼロ点時
を迎えても、新たにカソードとなる電極表面では、新た
なカソードスポットを生成し易くなり、高周波小電流放
電時での続弧特性を改善する。

この様な改善された続弧特性を有するために、微小電極
間ギャップ時、絶縁破壊が発生しても商用周波数の負荷
電流が立ち上がり昌くなり、結果的に０．５サイクルア
一ク時間を延長することになり、電極が充分に開極した
後に電流ゼロ点時を迎えるために、過大なサージ電圧の
発生を抑えることができる。この様に、本願発明のＡｇ
とＣｕとの含有量、その比率および存在状態、更に、耐
弧性成分のＭｏ２Ｃの粒径を一層微細化する二＾により
、低さい所持性と高周波消弧特性とを同時に改良するこ
とができる。

（実施ｆｌＪ） 以下、図面を参照しつつ、この発明をより具体的に説明
する。

第１図は真空バルブの断面図、第２図は真空バルブの電
極部の拡大断面図である。第１図に於いて、しゃ断器１
は、絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器２
と、この両端に封止金具３ａ、３ｂを介して設けた金属
性の蓋体４ａ。

４ｂとで真空密に構成されている。

前記しゃ断電１内には、導電棒５，６の対向する端部に
取付けられた１対の電極７．８が配設され、上部の電極
７を固定電極、下部の電極８を可動電極としている。ま
たこの電極８の電極棒６には、ベローズ９が取付けられ
しゃ断電１内を真空密に保持しながら電極８の軸方向の
移動を可能にしている。またこのベローズ９上部には金
属性のアークシールド１０が設けられ、ベローズ９がア
ーク蒸気で覆われることを防止している。又、前記電極
７．８を覆うようにしゃ断電１内に金属性のアークシー
ルド１１が設けられ、これにより絶縁容器２がアーク蒸
気で覆われることを防止している。更に電極８は、第２
図に拡大して示す如く導電棒６にろう何部１２によって
固定されるか、又はかしめによって圧着接続されている
。接点１３ａは電極８にろう付１４によってろう付で取
付けられている。なお、接点１３ｂは電極７にろう付に
より取付けられる。

次に、この接点材料の製造方法の一例につき説明する。

製造に先立って、必要粒径別に耐弧性成分および補助成
分を分類する。分類作業は例えば篩分けと沈降法とを併
用して行うことで容易に所定粒径の粉末を得る。まず所
定粒径のＭｏ２Ｃと必要によりＣＯを所定量および、所
定粒径のＡｇを所定量の一部用意し、これらを混合し、
その後加圧成形して粉末成形体を得る。

次に、この粉末成形体を露点が一５０℃以下の水素雰囲
気或いは真空度が、１．３　Ｘ　１０−ＩＰ　ａ以下で
、所定温度、例えば１１５０℃×１時間にて仮焼結し、
仮焼結体を得る。

そして、この仮焼結体の残存空孔中に所定量および所定
比率のＡｇ−Ｃｕを１１５０℃×１時間で溶浸しＡ　ｇ
　−Ｃｕ　−Ｃｏ　−Ｍ　ｏ　２　Ｃ合金を得る。溶浸
は主として真空中で行うが、水素中でも可能である。

この場合、ＣＯを配合しないＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２　Ｃに
ついても同様でありカーボンは、Ｍｏ２Ｃ或いはＡｇ　
　Ｃｕといずれか又は双方に、あらかじめ混合させてお
き、仮焼結体を得る。

尚、合金中の導電成分の比率Ａｇ／　（Ａｇ＋Ｃｕ）の
制御は、次の様にして行った。例えばあらかじめ所定比
率Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）を有するインゴットを、温度１
２００℃、真空度１．３　Ｘ１Ｏ−２Ｐａで真空溶解を
行ない、切断し溶浸用素材として用いた。導電成分の比
率Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）の制御の他の方法は仮焼結体を
作る際、あらかじめ、所定量の一部をＭｏ２Ｃ中に混合
させておき後から残余のＡｇ又はＡｇ＋Ｃｕを溶浸させ
ることでも、所望組成の接点合金を得ることが出来る。

しかして、本発明の実施例データを得た評価方法、およ
び評価条件につき述べる。

０）電流さい断時性 各接点を取付けて１Ｏ−３Ｐａ以下に排気した組立て式
真空バルブを製作し、この装置を０．８ｍ／秒の開極速
度で開極させ遅れ小電流をしゃ断した時のさい断電流を
測定した。この場合、しゃ断電流は２０Ａ（実効値）、
周波数は５０１１ｚとした。

開極位相はランダムに行い５００回しゃ断されたときの
さい断電流を接点数３個につき測定しその平均値および
最大値を第１表に示した。尚、数値は、実施例２のさい
断電流値の平均値を１．０とした場合の相対値で示した
。

（２）高周波消弧特性 遅れ力率の小電流を開閉したとき、電流さい断によって
負荷側に過電圧が発生すると、真空バルブの極間にはそ
の過電圧と電源電圧の差が加わる。もし極間の電圧が接
点間隙の耐電圧値を超えると絶縁破壊して放電し、接点
には過渡的な高周波電流が流れる。この高周波電流がし
ゃ断されると°再び最初の段階に戻って過電圧が現われ
、それがまた接点間隙の放電を起こさせるというくり返
しになる。このようなくり返しの現象は多重再発弧現象
としてよく知られている。真空しゃ断器のように高周波
消弧能力の高いしゃ断器では、回路条件によっては多重
再発弧により大きなサージ電圧が発生し、負荷機器（電
動機や変圧器）の絶縁をおびやかすことがある。一般に
高周波消弧能力が小さいほど、再発弧をくり返し難く、
発生するサージは小さくなると言われている。

この高周波消弧特性を各接点について調べるために、各
接点を取付けて１Ｏ−３Ｐａ以下に排気した真空バルブ
を製作し、この真空バルブを組込んだしゃ断器で８．６
ｋＶ　、１５０　ｋＶＡの単相変圧器の負荷電流しゃ断
試験を行った。しゃ断器と変圧器間は長さ１００ｍの６
．０ｋＶ単心ＣＶケーブル（導体断面積２００ｍ■２）
で接続した。負荷電流は１０Ａ（実効値）、シゃ断器の
開極速度は０．８ｍ／秒（ル均）とし、しゃ断器の開極
位相を制御し、多重再発弧が発生する位相でしゃ断させ
た。

多重１１ｊ発弧時に接点に流れる過渡的な高周波電流は
しゃ断器廻りのインダクタンスと電源側、負荷側の浮遊
キャパシタンスにより決まる周波数をもち、今回の試験
では過渡的な高周波電流の周波数は約１００　ｋＨｚで
あった。高ｊ？７１波消弧能力の測定は各接点につき２
０回のしゃ断試験を行い、開極後１ｍｓ経過時の高周波
消弧能力の平均値を求めた。

表中の値は、実施例２の高周波消弧能力（上記条件で電
流しゃ断した電流零点時の電流減少率ｄｉ　／ｄｉ　　
［Ａ／μ秒］）を１００とした場合の相対値を示す。

供試接点の内容 第１表に供試接点の材料内容とその対応する特性データ
を示している。表のようにＡｇ　　Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ，合
金中のＡｇ＋ＣｕＱを１２．２ｖｔ％〜Ｊ１４．ｆｉｖ
ｔ％、ＡｇとＣｕとの比率Ａｇ／（Ａｇ十Ｃｕ）を０〜
１００ｖｔ％の範囲に変化させ、かっＡｇとＣｕとの存
在状態が、すなわち、高導電性成分の厚さまたは幅５μ
ｍ以下の不連続相（層状または／および棒状組織）がろ
マトリックス中で５μｍ以下の間隔で微細にかつ均一に
分散されている存在状態の領域の占める割合を、例えば
７５〜１００而積％、５０面積％、２５而積％、１０面
ａ２６以下に区分けした。これらは各接点の冷却過程に
於ける冷却速度、すなわち１０００℃又はそれより高い
温度より７７０℃までの間の温度区１域のうちの、任意
の温度での温度差１００℃間の平均冷却速度を上記面積
％になるよう調整しながら得る。例えば好ましくは６℃
／分より早い速度で冷却しながら凝固させることによっ
て得る。

０．６℃／分より遅い速度ではＡｇとＣｕの分散に不利
となる。

更に、使用するＭｏ２Ｃの粒径を０．１μｍ〜９μｍの
接点につき評価した。

これらの条件と対応する結果を第１表に示している。

実施例１〜３、比較例１〜２ 平均粒経０．７μｍのＭｏ２Ｃ粉末及び必要により補助
成分材例えばＣｏ粉末（又はＮｉ、Ｆｅ）を用意する。

必要によりこれらを所定比率混合後、焼結後の残存空隙
量を調整するよう成形圧をゼロ−８トン／Ｃ−の範囲で
適宜選択しながら成形する。

この場合、合金中のＡｇ＋Ｃｕｍの多い実施例３（Ａｇ
＋Ｃｕ−６５ｖｔ％）、比較例２（Ａｇ＋Ｃｕ　−８４
，８νｔ％）では、成形圧を特に、低くするか、若しく
はあらかじめＡｇ＋Ｃｕの一部をＭｏ２　Ｃと共に混合
した混合粉を得て、これを成形する方法を採る。これら
の混合粉を成形後、実施例１．比較例１では、例えば１
１００〜１３００℃で焼結し、Ｍｏ２Ｃ焼結体を得る。

実施例２〜３．比較例２ではこれより低い焼結温度で焼
結し焼結体を得る。

このようにして空隙量の異なる焼結体の空隙中に、Ａｇ
＋Ｃｕを溶浸しく又は必要によりＡｇのみを溶浸するこ
ともある）最終的にＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ合金中の（Ａ
ｇ＋Ｃｕ）ｉｎが１２〜８４　ｗｔ％（比較例１〜２、
実施例１〜３）の合金を得る。これらの接点素材を所定
の形状に加工後、前述した評価方法、条件にて、さい断
時性および高周波消弧特性を評価した。

前記したように、さい断時性の評価は、５００回しゃ断
させたときの特性で比較した。第１〜２表の比較例１〜
２．実施例１〜３に示すように合金中の（Ａｇ＋Ｃｕ）
ｆｆｉでのさい断値の平均値は実施ｆＦ’Ｊ２　（Ａ　
ｇ　＋　Ｃｕ−４４，４ｗｔ％、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）
＝７４．８％）を１．０とした相対値で比較した場合、
２．０倍以下の上昇（特性の劣化）になっているが、Ａ
　ｇ　＋　Ｃｕ　ｍ　１２．２ｖｔ９６　（比較例１）
およびＡ　ｇ　＋　Ｃｕ　−８４，４ｖｔ９６　（比較
例２）では、最大値が、上昇しているのに対しＡｇ＋Ｃ
ｕが２０〜６５ｖｔ％（実施例１〜３）では、比較値が
２．０倍以下に安定（特性良好）している。特にＡ　ｇ
　＋　Ｃｕ　＝　１２．２ｖＬ％（比較例１）のように
Ａｇ＋Ｃｕｍが少ない接点のさい断時性は、更に多数回
のしゃ断を行うと約２０００回開閉前後より、さい断時
性が劣化するのが見られる。

一方、高周波消弧特性の評価を行うと、同様に実施例２
の特性を標準とした相対値で検討すると、Ａｇ＋ＣｕＪ
１１が２０〜６５ｗＬ％（実施例１〜３）では安定した
特性を示すが、Ａｇ＋Ｃｕｉが１２．２ｖｔ％（比較例
１）および８４．４ｗｔ％（比較例２）では、前記相対
値が増加（特性の劣化）の傾向にあり、相対値が２００
を越すことが認められる。

従ってＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２　Ｃ合金中のＡｇ＋Ｃｕ量は
、さい所持性および高周波消弧特性の両観点から２０〜
６５ｖｔ％の範囲が好ましい。

実施例４〜６、比較例３〜５ 前述したようにＡｇ＋Ｃｕｍが好ましい範囲、すなわち
２０〜６５ｗｔ％の範囲であってもＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２
　Ｃ合金中のＡｇとＣｕとの比率が適切でないとさい所
持性、および高周波消弧特性が劣化することが判った。

すなわ〜ち、Ａｇ／　（Ａｇ＋Ｃｕ）の値が４０％〜８
０ｖＬ％（実施例４〜６）では、好ましいさい所持性（
相対値が２．０以下）と高周波消弧特性（相対値が２０
０以下）が得られた。

尚、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）の値が９５．３ｖｔ％および
１００ｖｔ％（比較値３〜４）では高い熱伝導性が、ま
たＡｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）の値が２２．７ｖｔ％〜ゼロ（
比較例５〜６）では、主として蒸気源となるＡｇの量的
不足によってさい所持性の低下が見られている。

実施例１〜６．比較例１〜６に於いては−さい所持性お
よび高周波消弧特性共にＡｇ＋Ｃｕｊｌｉ１、Ａｇ／（
Ａｇ＋Ｃｕ）比に対し、同じ傾向を示している。

実施例７〜８、比較例７〜８ Ａｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ合金中のＡｇ−Ｃｕ部分の存在状
態すなわち、高導電性成分の厚さまたは幅５μｍ以下の
不連続相（層状又は／および棒状組織）がマトリックス
中で５μｍ以下の間隔で微細にかつ均一に分散されてい
る存在状態の領域の占める割合を、前記通常の方法でＡ
ｇ＋Ｃｕを４５ｖｔ％近傍、Ａｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）を７
０ｖｔ％近傍に作製した接点に対し、溶浸後の冷却速度
および８００℃〜１０００℃に約１時間、再加熱保持の
熱処理を与えることによって各面積割合が５０％以上（
実施例７．８）では、低いさい所持性の範囲にある上に
、高周波特性も良好な値を示しているのに対し、この面
積割合が少ない比較例７〜８では、さい所持性の劣化特
に最大値の大幅な上昇（劣化）が見られると共に、高周
波消弧特性も上３−？（劣化）した。従って、ＡｇとＣ
ｕとの存在状態の前記面積割合は、Ａｇ＋Ｃｕ相中に５
０％以上とすることが好ましい。

実施例９〜１２、比較例９〜１０ Ｍｏ２Ｃの粒径は、Ａｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ合金のさい所
持性、高周波消弧特性に重要な関係を示す。ＭｏｊＣ粒
径が６μｍ（比較例１０）では、さい断値の観点からは
相対値は平均値、最大値共に２．０又は、それ以下であ
り問題ないが高周波消弧特性に於いて劣化（相対値が２
００以上）が見られ更にＭｏ２Ｃ粒径が９μｍ（比較例
９）ではさい断値の最大値が相対値に於いて２．０を越
し、ばらつきが大きくなる。

゛　一方、Ｍｏ２Ｃの粒径が３μｍ以下（実施例９〜１
２）では、さい断値の゛１乞均値、最大値とも著しく安
定しかつ高周波消弧特性も極めて好ましい相対値を示し
た。従ってＭｏ２Ｃの粒径は３μｍ〜０．１μｍ（実施
例９〜１２）の範囲が好ましい。Ｍｏ２Ｃの粒径がＯ，
ｌｕｍ以下では取扱いの面で工業的でせないのみならず
、焼結性も過度に進行し素材特性が安定しない。

補助成分 Ａｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ合金に於いて、Ｃｏ又は、Ｎｉ、
Ｆｅは、この合金製造時にＭｏ２Ｃの偏析或いはボアの
存在を抑制する補助成分として使用することができる。

しかしＣｏ又はＮｉ。

Ｆｅがゼロであっても偏析あるいは、ボアの発生を制御
するように注意深く作製したＡｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ合金
（実施例１〜１２）は、さい所持性、高周波消弧特性共
、性能上問題ない。以下、Ｃ。

を補助成分の代表として述べる。

工業的には、所定値（Ｃｏｍ＝１ｖｔ％）以下のＣｏの
存在は、さい断値が・１ｊ、均値、最大値共、低い範囲
にある。前記Ｃｏがゼロの場合も、ｑＺ均値、最大値共
、相対値は２．０以下で実用の範囲にあるが、最大値に
於いてＣｏ量がｌｖｔ％、０．０５ｖｔ％に比較すると
、差異があり、ばらつきがある傾向である。

Ｃｏの存在は、高周波消弧特性に対しては、Ｃｏが３．
５ｖＬ％〜ゼロの範囲に於いては、相対値は２００以内
であり、特性上問題ないが、さい所持性の最大値に於い
て、高い値（倍率２．３）を示すＣｏ　−３，５ｗＬ％
は除外され、Ａｇ−Ｃｕ−Ｍｏ２Ｃ−Ｃｏ合金中のＣｏ
は、さい所持性、高周波消弧特性の両観点からＣｏ−ゼ
ロを含む１ｗｔ％以下が好ましい。

前述した実施例１〜１２．比較Ｎ１〜９は総てＣｏ使用
していないが、Ｃｏを補助成分として用いる場合にはＣ
Ｏの粒径は、特にさい所持性の最大値に影響を与える。

すなわちさい所持性は、Ｃｏ粒径が０．１〜４４μｍの
総ての範囲に於いて、相対値は２００以ドを維持し問題
はないが、Ｃ。

の粒径が４４μｍでは、ＮＪ４均値は好ましい範囲にあ
るが、最大値に於いて劣化している。

従ってＣｏ量が１　ｖＬ％以下のＡｇＣｕ−Ｎｏ２　Ｃ
−Ｃｏ合金に於けるＣｏの粒径は１０μｍ以下が好まし
いことが判る。

尚、補助成分として、ＣＯを中心で述べたが、Ｆｅであ
っても、またＮｉであっても、更にはＮｉ−Ｃｏ粉末、
Ｎｉ−Ｆｅ粉末であっても、Ｃｏと同様の効果を得た。

以上述べた実施例のようにＡｇとＣｕとからなる高電動
材料の総計量（Ａｇ＋Ｃｕ）と、ＡｇとＣｕとの比率Ａ
ｇ／（Ａｇ＋Ｃｕ）比とを所定値に制御し、かつＭｏ２
　Ｃの平均粒径を３μｍより好ましくは、１μｍとしＡ
ｇとＣｕとの存在形態を、高度均一分布させることによ
って、電流さい所持性を低く維持出来かつばらつきも少
なく管理することが出来、さらに高周波消弧特性も同時
に充分低く維持することができる。

前述の実施例で用いたＭｏ２Ｃの代りに、ＭＯＣを用い
ても前述の実施例と同様な効果がｊすられる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、電流さい所持性を
低く維持出来かつばらつきも少なく管理することができ
、さらに高周波消弧特性も同時に充分低く維持すること
ができる真空バルブ用接点材料を提供できる。

したがって、本発明による接点材料を真空バルブ接点に
用いれば、電流さい所持性およびしゃ所持性の良い真空
バルブが得られ、電流さい所持性の安定化をより一層向
上する真空バルブとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による真空バルブ用の接点材料が適用さ
れる真空バルブの断面図、第２図は第１゛図に示す真空
バルブの電極部分の拡大断面図である。 １・・・しゃ断電、２・・・絶縁容器、３ｇ、３ｂ・・
・封止金具、４ａ、４ｂ・・・蓋体、５，６・・・導電
棒、７゜８・・・電極、９・・・ベローズ、１０．１１
・・・アークシールド、１２・・・ろう材部、１３ａ、
１３ｂ・・・接点。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀と銅よりなる高導電性成分と、 炭化モリブデンよりなる耐弧性成分とを含む真空バルブ
   用接点材料に於て、 前記高導電性成分の含有量は、２０〜６５重量％で、か
   つ高導電性成分中に占める銀の比率は４０〜８０重量％
   であり、 前記耐弧性成分の含有量は３５〜８０重量％であり、 該接点材料の組織は、高導電性成分のマトリックス及び
   厚さまたは幅が５μｍ以下の不連続相と３μｍ以下の耐
   弧性成分の不連続粒とからなり、前記高導電性成分の該
   不連続相が前記マトリックス中で５μｍ以下の間隔で微
   細かつ均一に分散されていることを特徴とする真空バル
   ブ用接点材料。
2. （２）鉄、コバルト、ニッケルの少なくとも１つよりな
   る補助成分を１重量％以下含有することを特徴とする請
   求項１記載の真空バルブ用接点材料。
3. （３）高導電性成分の厚さまたは幅５μｍ以下の不連続
   相がマトリックス中で５μｍ以下の間隔で微細にかつ均
   一に分散されている存在状態を示す部分において、 高導電性成分のマトリックスおよび不連続相が、各々銀
   を溶解した銅固溶液および銅を溶解した銀固溶体もしく
   は、銅を溶解した銀固溶体および銀を溶解した銅固溶体
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空バル
   ブ用接点材料。
4. （４）接点材料の組織において、高導電性成分の厚さま
   たは幅５μｍ以下の不連続相がマトリックス中で５μｍ
   以下の間隔で微細にかつ均一に分散されている存在状態
   が、高導電性成分総計量のうちの少なくとも５０面積％
   占めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   記載の真空バルブ用接点材料。
5. （５）該接点材料の組織は、高導電性成分のマトリック
   ス及び厚さまたは幅が５μｍ以下の不連続相と１μｍ以
   下の耐弧性成分の不連続粒とからなり、 高導電性成分の該不連続相が前記マトリックス中で５μ
   ｍ以下の間隔で微細かつ均一に分散されていることを特
   徴とする請求項２〜４記載のいずれか１記載の真空バル
   ブ用接点材料。