JPH038233A - 真空スイツチ管用接点材およびその製法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多数回の負荷開閉を行っても、すぐれた耐電圧
性能を維持し、かつしゃ断性能もすぐれた真空スイッチ
管用接点材およびその製法に関する。

〔従来の技術〕

真空スイッチ管に用いられる接点材に要求される特性と
しては、電流しゃ断性能がすぐれていること、耐電圧性
能にすぐれていること、裁断電流値が小さいこと、消耗
量が少ないこと、溶着用外し力が小さいこと、転移を起
こしにくいことなどがあげられ、これらすべての性能を
満足した接点材が求められている。しかし、一方で、非
常に動作回数が多いものとか、電流投入専用もしくは電
流しゃ断専用といった使われ方をするケースも多々見る
ことができる。

従来の接点材は全般的に均整のとれたものであるが、す
べての性能を満足しているわけではなく負荷投入専用で
開閉回数が多いとか、負荷しゃ断専用で開閉回数が多い
といった様な用途にはあまり適したものではない。たと
えばＣｕ−Ｗ接点材は耐電圧性能にすぐれているため、
負荷開閉器用真空スイッチ管によく用いられたが、負荷
投入専用で多数回開閉を行なうと、耐電圧性能が少しづ
つ低下するといった欠点を有している。また、元来しゃ
断性能が低いといった欠点も有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の真空スイッチ管用接点材は以上のように、全般的
にまとまった性能を有していたが、特定の性能を重視し
た用い方をするばあいその性能を満足することができず
、新しい接点材の開発が求められていた。

本発明は前記のような問題点に鑑みなされたもので、多
数回の負荷開閉を行なってもすぐれた耐電圧性能を維持
し、しゃ断性能にもすぐれ、多数回の開閉を行っても表
面荒れが少ない（転移が少ない）真空スイッチ管用接点
材を提供することを目的とする。

またそのような真空スイッチ管用接点材の製法を提供す
ることをも目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る真空スイッチ管用接点材は、Ｃ「が５０〜
７０体積％、ＴＩが０．１〜１．１５体積％、残部がＣ
ｕからなることを特徴としたものであり、またその製法
はＣｕ粉末とＣｒ粉末とＴＩ粉末を混合したのち、えら
れた混合粉末を非酸化性雰囲気中、Ｃｕの融点未満の温
度で加熱しながらプレスすることを特徴としたものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の接点材の製法について説明する。

本発明の接点材は従来の製法では巣を多量に含存するな
どの点で満足なものをうろことはできなかったが、以下
に説明する製法により製造することができる。

まず第１の製法として、第１Ａ〜ＩＣ図に示すようにＣ
ｕ粉末とＣ「粉末とＴｉ粉末とを混合したのち、えられ
た混合粉末をカーボンダイス（１）などに充填し、非酸
化性雰囲気中、Ｃｕの融点未満の温度で加熱しながらプ
レスする方法があげられる（以下、これをホットプレス
法という）。

前記Ｃｕ粉末としては、純度９９％以上、粒径１００論
以下の粉末が好ましい。またＣｒ粉末としては、純度９
９％以上、粒径１００遍以下のＣ「粉末が好ましい。ま
たＴｉ粉末としては純度９９％以上、粒径１００通以下
のＴＩ粉末が好ましい。Ｃｕ粉末とＣｒ粉末とＴｉ粉末
との混合割合は、Ｃ「粉末が５０〜７０体積％、Ｔｉ粉
末が０．１〜１．１５体積％で残部がＣｕ粉末である。

純度、粒径、混合割合をこのようにするのは電気特性を
満足する接点材をえるためである。

Ｃｕ粉末とＣｒ粉末とＴＩ粉末の混合は、通常行われて
いるような方法が採用しつる。たとえばボールミル混合
などがあげられる。

前記非酸化性雰囲気は、Ｃｕ粉末、Ｃ「粉末およびＴｉ
粉末の酸化を防止し、焼結を促進させるための雰囲気で
あり、水素などの還元性雰囲気；Ａ「、Ｎ２などの不活
性ガス雰囲気；　１０’　〜１Ｏ−５Ｔｏｒｒ程度の真
空などがあげられる。これらのうちではＣｕ粉末表面の
還元作用の点から水素雰囲気、真空が好ましい。

前記加熱温度は、ＣｕとＣｒの反応を極力防止し電気伝
導度の低下を防ぐ意味からＣｕの融点（１０８３℃）未
満、好ましくは９８０℃以下である。しかし、温度が低
すぎるとプレスの際の加圧力を大きくしなければならな
くなったり、プレスするのに非常に長時間を要するなど
の問題が生じるので、実用上８００℃以上が好ましい。

前記プレスの方法にとくに限定はないが、荷重は空隙率
を小さくし、焼結を促進させるという点から　２００ｋ
ｇ／ｃｄ以上必要であるが、荷重を大きくすると製造に
要する時間は短縮できるが、圧力を発生する機構および
ダイスが大きくなり、設備面でのコストアップ等別の意
味の問題が発生するため、５００）ｃｇ／ｃｊ以下が望
ましい。また、プレスに要する時間は密度を９９％以上
まで高めるため、０８５〜３時間程度の範囲で前記荷重
とのかねあいで決定すればよい。

また前記ダイスの材料としてはアルミナ、カーボンなど
が考えられるが、還元作用といった点、加工のしやすさ
といった点からカーボンが好ましい。

また前記混合粉末を通常の成形法により圧粉体とし、こ
の圧粉体をダイスに充填してもよい。圧粉体を作成する
方法は混合粉末を直接ダイスに充填する方法に比べ、体
積が小さくなっている分、ダイスに充填できる量が増加
するという利点があり、生産効率が大きく向上する。

つぎに第２の製法として、第２Ａ〜２Ｅ図に示すように
Ｃｕ粉末とＣ「粉末とＴＩ粉末を混合し、先に述べたよ
うに圧粉体を製造したのち、非酸化性雰囲気の缶の中に
圧粉体を封入し、つづいてこの缶をＣｕの融点未満の温
度で缶の外部雰囲気の圧力をあげる方法があげられる（
以下、ＩＩ　Ｉ　Ｐ法という）。

使用する粉末および成分は前記第１の製法と同一であり
、前記圧粉体は常法により手で取扱える程度に固まって
いればよい。

つぎにえられた圧粉体（４）を、たとえば第２Ｃ図に示
すようなステンレス製の容器（５）に入れ、管付きのフ
タを溶接で取りつける。つづいてこの管から容器内部を
真空に排気し、この管を圧接し、真空を維持する。この
容器を加熱しながら雰囲気加圧すればよく、加熱温度は
前記第１の製法と同じくＣｕの融点（１０８３℃）未満
、好ましくは９８０℃以下で８００℃以上が好ましい。

また容器外周の雰囲気圧は　１００〜２０００気圧で３
０分〜１時間保持することが好ましい。この雰囲気圧は
たとえば＾「により形成する。

前記容器内雰囲気は、粉末の酸化を防止する意味で非酸
化性雰囲気が好ましく、Ａｒ、Ｎ２等でもよいが一度容
器内を真空にした後置換する必要があるため、真空で行
う方が製造に要する時間を短縮できると共に、容器外雰
囲気圧力をできるだけ低くするといった点からも容器内
部は真空が好ましい。

また前記圧粉体（４）は常温では粉末表面にガスや水分
を吸着しているため、たとえばそのままステンレス容器
（５）に封入しようとすると長時間真空排気を行う必要
がある。したがって前記圧粉体で非酸化雰囲気中で９８
０℃以下の温度で焼結を行い、水分等を脱離させたもの
を用いてもよい。７ｉｖ記非酸化性雰囲気は水素などの
還元性雰囲気：Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガス雰囲気；　
１０’　〜１Ｏ−５Ｔｏｒｒ程度の真空が考えられるが
、水分の脱離、酸化防止の点から水素雰囲気、真空が望
ましい。

つぎに本発明の接点材およびその製法を、実施例に基づ
き、さらに具体的に説明する。

実施例１〜３〔製造例１〜９〕および 参考例１〜３〔参考製造例１〜９〕 Ｃｕ粉末（粒径１０左以下、純度９９．５％以上）とＣ
ｒ粉末（粒径γ４ｓＩ以下、純度９９．５％以上）とＴ
ｉ粉末（粒径４４虜以下、純度９９，９％以上）とを第
１表の割合で秤量し、ボールミル混合したのち、カーボ
ンのダイス（１）に充填し、真空中で９８０℃の温度に
保持し、２００ｋｇ／ｃｊの荷重で１時間プレスし接点
材をえた。

なお、第１表には示さないが、Ｃｒ量が３０．４０およ
び８０体積％のものも作成した。

比較例１　〔比較製造例１〜３〕 なお、比較例１として前記と同一原料粉末を用いて第２
表に示す割合のものも同一製法で処理し接点材をえた。

なお、第２表には示さないがＣｒｆｆ１が３０．４０お
よび８０体積％のものも作成した。

第　　２　　表 第　　３ 表 比較例３〔比較製造例７〜９〕 さらに、従来例として製造方法は常法である溶浸法を用
い第４表に示すＣｕ−ν接点材を作成した。

第　　４ 表 比較例２〔比較製造例４〜６〕 また、比較例２として原料粉末は前記のものを用い、製
造方法は常法である焼結法で第３表に示す割合の接点材
を作成した。

前記えられた接点材を円板形状に機械加工し、重量と寸
法を測定し、密度を算出した。また、電気導電率計によ
り接点材の電気伝導度を測定した。

これらの結果を第４図および第３図に示す。

これらの円板をさらに電極の形状に機械加工【７たのち
、真空スイッチ管に組込み、操作機構に取り付け、耐電
圧性能、電流しゃ断性能等の電気テストを行った。結果
を第５〜７図に示す。

電気テスト終了後の真空スイッチ管を分解し、接点表面
の荒れを測定した。結果を第８図に示す。

実施例４〔製造例１０〜１８〕 原料粉末は実施例１〜３と同一のものを用い第５表に示
す割合で秤回し、ボールミル混合を行ったものを金型に
充填し、プレスし、圧粉体（４）を作成した。この圧粉
体（４）をステンレス製の缶［５］にセットし、フタを
溶接にて取り付けた後、ステンレス化（Ｓにあらかじめ
取り付けられていた排気管より容器内部を真空排気した
。排気は油拡散ポンプを用い、水分を除去するためステ
ンレス容器（５）を２００〜４００℃程度に加熱しなが
ら排気した。排気完了後、排気管を圧接し、排気管先端
はバーナーで溶封した。この容器を旧Ｐ装置にセットし
、９８０℃、２００気圧で１時間処理した。

前記えられた接点材を円板形状に機械加工し、重量と寸
法を測定し、密度を算出した。また、電気導電率計によ
り材料の電気伝導度を測定した。

これらの測定結果は実施例１〜３の第１表に示すものと
同一の結果となった。したがって第３〜４図中の実施例
１〜３を本製法のものにおきかえて見ればよい。

これらの円板は実施例１〜３と同じ手順で真空スイッチ
管に組み込み、同じ電気テストを行った。

結果は実施例１〜３とまったく同じであり、第５〜７図
中の実施例１〜３を本製法で作成した実施例４〜６とし
て見ればよい。

電気テスト終了後の接点表面荒れも実施例１〜３と同じ
手順で行った。結果は実施例１〜３と同一となった。

以上のことから、本発明の接点材は本発明の接点材の製
法を用いればどちらの製法でも同一性能を示すことがわ
かる。

また、他の実施例として実施例１〜３に示したホットプ
レス法で混合粉末をあらかじめ金型ブレスもしくはラバ
ープレスなどを用いて圧粉体を作成しておけばダイスに
充填できる量が数倍になり、より効率的である。さらに
他の実施例として、実施例４〜６に示した＋１１　Ｐ法
で圧粉体をあらかじめ６００〜９８０℃の範囲で焼結し
ておけば、粉末表面に吸着されている水分、ガスなどが
離脱すると共に、若干焼結が進むため旧Ｐの際の体積変
化が少なく、ステンレス容器の破損などの事故も防ぐこ
とができる。

つぎにえられた第３〜１０図について考察する。

第３図は本発明の接点材の電気伝導度を示すグラフであ
る。ただし比較例３のＣｒ−Ｗ接点材について第３図の
横軸のＣｒ含有量をＷの含有体積％で置き換えて表示し
である。第３図より本発明の接点材は従来の製法である
焼結法で作成したＣｕ−Ｃｒ接点材（比較例２）より電
気伝導度が高いことがわかる。なお、第３図中比較例２
においてＣｒの含有量が多くなると極端に電気伝導度が
低下するのは、従来の製法である焼結法ではＣｒの含有
量が多くなると焼結が進みにくくなり、その結果材料内
部に多量の巣を含有することによる。また、Ｍｊ定装置
の関係で１．Ａ、Ｃ，Ｓ％で１０％以下は、測定しにく
いため、含有量が７０体積％のものは計測を行ったが値
が不明であった。また本発明の接点材は比較例１のホッ
トプレスで作成したＣｕ−Ｃｒ接点材と比較すると、わ
ずかに低い電気伝導度を示し、ＴＩの含有量が０体積％
（比較例１）から増えるにしたがって、実施例２　（Ｔ
Ｉ−０，１体積％）、実施例３（ＴＩ−１体積％）の順
で電気伝導度が低下している。これは接点材中のＴｉが
Ｃｕに固溶し、Ｃｕの電気伝導度を低下させることによ
る。一方、比較例３のＣｕ−Ｗ接点材が高い電気伝導度
を示すのは、ＣｕとＷが反応を起こさないため、Ｃｕの
電気伝導度を低下させないこと、および製法が溶浸法と
いう常法を用いているため、接点材中に空孔がほとんど
なくかつＣｕの分布が電流経路をうまく形成し、抵抗の
少ない形になっていることによっている。

第４図は本発明の接点材の密度を示すグラフである。横
軸は第３図と同じ＜Ｃｒ含有率を体積％で示している（
比較例３についてはＷ含有率を体積％で示している）。

第４図より本発明の接点材（実施例１〜３）は比較例２
の従来のＣｕ−Ｃｒ接点材に比べ、高密度を示し、はぼ
理論密度に近い値（９９％以上）を示している。なお、
比較例２の従来の接点材がかなり低い密度を示すのは、
先にも述べたように焼結が進まないためである。また、
比較例１のＣｕ−Ｃｒ接点材は本発明の接点材とほぼ同
一データとなった。これは同一製法のためと思われる。

一方、比較例３の従来例のＣｕ−Ｗ接点材はほぼ理論値
（１００％）を示しており、これは先にも述べたように
、その製造法が溶浸法という、Ｗ粉末の圧粉体中空隙に
溶融したＣｕを浸み込ませる方法をとっているため、比
較的簡単に空孔のない接点材かえられるからである。

ついでこれらの接点材を機械加工した後、真空スイッチ
管に組み込み、耐電圧試験を行った。結果を第５Ａ〜５
Ｄ図に示す。横軸は第３図と同じ＜Ｃｒ含含率率体積％
で示したものである。第５Ａ〜５Ｂ図は電流投入、無負
荷しゃ断（投入責務）を行った際の耐電圧性能を示した
もので、投入電流は５ｋＡで第５Ａ図は初期値として１
ｏｏｏ回開閉後、第５Ｂ図は１Ｄ万回開閉後のデータを
示す。第５Ａ〜５Ｂ図中上側の線は平均値、下側の線は
最低値を示す。また第５Ｃ〜５Ｄ図は、無負荷投入、電
流しゃ断（しゃ断責務）を行った際の耐電圧性能を示し
たもので、しゃ断電流は１ｋＡで第５Ｃ図は初期値とし
て１０００回開閉後、第５Ｄ図は１Ｄ万回開閉後のデー
タを示す。第５Ｃ〜５Ｄ図中上側の線は平均値、下側の
線は最低値を示す。なお、耐電圧性能は、比較例３のＣ
ｕ−ν接点材製の接点の初期耐電圧性能（第６Ａ図およ
び第６Ｃ図）を基準として規格化して示しである。

第６Ａ〜ＢＤ図は第５Ａ〜５Ｄ図に示した本発明の接点
材と同じ耐電圧試験を比較例３の従来例のＣｕ−Ｗ接点
材製の接点について行った結果に関し、横軸はＷ含有量
を体積％で示したものであり、第６Ａ〜６Ｄ図中上側の
線は平均値、下側の線は最低値を示す。

第６Ａ〜６Ｂ図より、投入責務に関しては、比較例３の
Ｃｕ−Ｗ接点材製の接点は耐電圧性能が平均値で１．０
から０６８６へと低下し、最低値で０．６２から０．５
３〜０．５５へと低下していることがわかる。

一方、第５Ａ〜５Ｂ図より、本発明の接点材の投入責務
に関しては、初期耐電圧性能は平均値で比較例３のＣｕ
−Ｗ接点材製のものと同じ＜１．０であり、最低値で０
．７２と比較例３のものの０．６２より高い値を示す。

また、１Ｄ万回開閉後も、実施例１のＴｌ含有量が０．
５体積％製のものは初期値１．ｏを維持し、実施例２の
Ｔｉが含有ｉｏ、を体積％製のものもｏ、９７、実施例
３のＴｌ含有量が１体積％製のものも０．９８と若干初
期値より低下するものの、比較例３の従来例のＣｕ−Ｗ
接点材製のものの０．８６よりはかなり高い耐電圧性能
を示す。また、ｌＯ万四回開閉後最低値についても、実
施例１のＴｌ含有量が０．５体積％製のものは０．７８
〜０．８、実施例２のＴｌ含有量が０．１体積％製のも
ツバ０．７２〜０．７６、実施例３ノＴｉ含有量が１体
積％製のものは０．７４〜０．７７と、第５Ａ図の初期
における最低値０．７２よりも向上しており、比較例３
の従来例のＣｕ−’ｄ接点材製のものの初期値０．６２
より高＜、１Ｄ万回開閉後の０．５３〜０．５５よりは
さらに高く、すぐれた耐電圧性能を有していることがわ
かる。一方、比較例１のＣｕ　−Ｃｒ接点材製のものに
ついては、初期は本発明の接点材製のものと同一の平均
値で１．０、最低値で０．７２という値を示すが、１Ｄ
万回開閉後は平均値で０．９３、最低値で０．５５〜０
．６８と低下し、比較例３の従来例のＣｕ−Ｖ接点材製
のものよりはすぐれているものの、最低値で、初期値を
下回わる特性となっている。

また、第５Ｂ図より、本発明の接点材のＴｉ含有量が耐
電圧性能へ与える影響は、平均値および最低値で０．５
体積％が最も効果が高いことがゎがる。

さらに、最低値についてはＴｉ含有量の増加と共に、最
低値の中の最高値が高Ｃ「含有側へ移動していることが
わかる。

第６Ｃ〜６Ｄ図は比較例３のＣｕ−’ｄ接点材製のもの
のしゃ断責務を示し、耐電圧性能は平均値で１．０から
０．９８へと低下し、最低値で０．７がらｏ、６１へと
低下していることがわかる。

一方、第５Ｃ〜５Ｄ図より、本発明の接点材製のものの
しゃ断責務に関しては、初期耐電圧性能は比較例３のＣ
ｕ−Ｖ接点材製のものと同じく平均で１．０であり、最
低値でも０．７と比較例３のものと同じ値を示す。しか
し、１０万回開閉後は平均値で１．０と初期値を維持し
１、比較例３のものの０．９８よりすぐれた性能を示す
。また、最低値も０，７９と初期ｆｌｊ′ｆ０．７に比
較してすぐれた耐電圧性能を有することがわかる。また
比較例１も本発明の接点材製のものと同一の性能を示す
ことから、Ｔｉ添加の効果はとくに投入責務で著しいこ
とがわかる。

第７Ａ〜７０図はこのＴ＋の効果を分りやすく図示した
ものであり、横軸はＴｉの添加量、縦軸は耐電圧性能を
示し、第７Ａ図がＣ「含有量が５０体積％、第７Ｂ図が
Ｃ「含有量が６０体積％、第７Ｃ図がＣｒ含有量が７０
体積？６について示しである。Ｔｉ含有量が０．１〜１
．１５体積％の範囲外の値は参考例１〜３の接点材製の
スイッチの１４１１ｊ定結果を用いた。なお、耐電圧性
能は絶縁破壊を起こしたばあい、重大事故となるため最
低値が最も重要となる。したがって第７Ａ〜７Ｃ図は投
入Ｒ務１０万回後の最低値でプロットした。第７Ａ図よ
り、Ｃ「含有量が５０体積％のばあいＴｉ含有量が０．
０４体積％から１．１５体積九の範囲で初期値０．７２
を上回ることがわかる。また第５Ｂ図よりＣ「含有量が
６０体積％のばあい、含を量が０．０５体積％から１．
３５体積％の範囲で初期値０．７２を上回り、第７Ｃ図
よりＣ「含有量が７０体積％のばあい、ＴＩ含有量が０
．１体積％から１，３体積％の範囲で初期値を上回り、
すぐれた性能を示すことがわかる。

なお、耐電圧性能が開閉回数の増加にしたがって低下し
ないということは、スイッチとしての品質保持および保
守点検の面からも重要である。

第８図はＴＩ添加の効果とＣ「含有量が耐電圧性能にど
のように影響するかを示したもので、ＴＩを含有しない
比較例１の従来のＣｕ−Ｃｒ材製のものはＣｒ含有量が
５０体積％付近にピークを持つものの０．６８程度であ
り、初期値０７２より低いことがわかる。

また、Ｔｉの添加量が０．５体積％までは性能が向上し
て行く方向にあり、０．５体ｖＫ％をすぎると性能が下
降していることがわかる。Ｃｒの含を回としてはＴＩ含
有量が０．５体積％で４５体積％が初期値０．７２を維
持する下限となり、同じ＜ＴＩ含有量が０．５体積％で
７３体積％が上限となっている。

０−に、耐電圧性能については、本発明の接点材製のス
イッチがｌＯ万回開閉後の状態でも、投入責務およびし
ゃ断責務双方で従来のＣｕ−Ｖ接点材よりすぐれた性能
を示すことが、平均値および最低値から理解される。ま
た、実用上問題になる耐電圧性能としては、平均値もさ
ることながら最低値であり、実際に絶縁破壊が起こるの
はこの最低値が重要となるため、比較例１のＣｕ−Ｃｒ
接点材（第５Ｂ図参照）は初期値から比べて最低値が低
下しているため、非常に用いにくいことがわかる。

なお、従来例としての焼結法で作成したＣｕ−Ｃｒ接点
材は、初期から非常に低い耐電圧性能であったため、表
示していない。

第９図は本発明の接点材を用いたスイッチの電流しゃ断
性能を示したもので横軸はＣ「の含有率を体積％で示し
たものである。また第９図には比較例１の接点材を用い
たスイッチおよび比較例３のＣｕ−Ｗ接点材のスイッチ
のしゃ断性能をＷ含有率を体積％で併せて示す。Ｃｕ−
５０体積％Ｗの電流しゃ断性能を基準とし、各スイッチ
の電流しゃ断性能を表わしている。試験方法は単相合成
しゃ断試験を行い、電流値を徐々に上昇させて行き、し
ゃ断に成功した最大の電流値をそのスイッチのしゃ断性
能とした。第９図より本発明の接点材を用いたスイッチ
は、比較例３の従来例のＣｕ−Ｗ接点材のものよりはる
かにすぐれた電流しゃ断性能を存していることがわかり
、比較例１のＣｕ−Ｃｒ接点材のものよりもすぐれてい
ることがわかる。また、Ｔｉ添加の効果としては０．１
体積％（実施例２）で比較例１のＣｕ−Ｃｒのものより
性能がすぐれ、０．５体積％（実施例１）のもので最良
となり、１体積％（実施例３）のもので若干性能が低下
するものの比較例１のものよりはすぐれていることがわ
かる。

また全体としてＣ「含有量が増加すると、電流しゃ断性
能が低下して行く傾向がみられるが、これは材料中のＣ
ｕの含有量が減少して行くため、接点材の電気伝導度が
低下し、逆に抵抗が高くなって行くため電流しゃ断時に
発生するジュール熱が大きくなり、かつ熱伝導率が悪い
ためアークによる熱エネルギーをうまく放散させること
ができず電流しゃ断性能が低下したものと思われる。

第１０図は、先に示した耐電圧性能テスト品（投入責務
）について１０万回開閉を行った後の真空スイッチ管を
分解し、その接点表面を調査した際の接点荒れについて
示したものであり、横軸はＣ「含ａ率を体積％で示した
ものである。縦軸の表面荒れの計υｊは、真空スイッチ
管に組込む前の接点を基準とし、この基準表面から何■
凹んだか、凸になったかでその最大値を示しである。第
８図より本発明の接点材を用いたスイッチは比較例１を
用いたものよりｌＯ万回の投入責務後でも表面荒れが少
なく、すぐれた接点材であることがわかる。また、この
ことよりこの表面荒れが前述の耐電圧性能に大きく寄与
していることもわかる。

なお、比較例３の従来例のＣｕ−Ｗ接点材を用いたスイ
ッチの表面荒れはかなりひど＜５ｍｍ以上ありｔ二。

この表面荒れは、電流を投与する際に接点どうし、が投
入アークにより微小溶融した状態で結合し、これを引き
はずす際にどちらかの接点の表面が相手接点側に持って
行かれる現象（転移）が多数回くり返されることにより
、この転移が徐々に大きくなって行くことで形成される
。本発明の接点材の表面荒れが小さい理由としては、Ｔ
Ｉの効果が考えられ、先に述べた微小溶融部にＴｉを含
んだ比較的もろい組織が形成され、この部分で引き外さ
れるため、転移が成長しにくいものと考えられる。

なお、結果として表面荒れが少ないものが１０万回開閉
後の耐電圧性能にすぐれるという形になっているが、実
際に接点表面上に突起があると、この部分に電界が集中
し、絶縁破壊を起こす電圧が低下する。したがって、表
面荒れは極力少ない方が、耐電圧的に安定であるといえ
る。

一方、しゃ断責務の耐電圧試験を行ったスイッチについ
ては表面荒れは少なかった。この理由は、無負荷で接点
どうしを接触させたのち、電流をしゃ断するため、接点
どうしの溶融接合がなく、かつ接点表面がアークになめ
られるため、比較的接点表面が平なまま維持されること
による。ただし、比較例３の従来例のＣｕ−ν接点材を
用いたものはＣｕとＷの融点に大きな差があるため、電
流アークによりＣｕが選択的に蒸発飛散するため、接点
表面層がＷに富む形になり、かつ若干の凹凸は存在する
ため、電子を放出しやすい形になり、先に述べた耐電圧
性能の低下につながったと思われる。

以上の結果から、本発明の接点材はＣｒが５０〜７０体
積％、ＴＩが０．１〜１．１５体積％、残部がＣｕから
なり電気伝導度が１．Ａ、ｃ、ｓ％で次式０式％（ の範囲にあり、さらには密度が９９％以上あれば、投入
責務、しゃ断責務で１０万回開閉しても、すぐれた耐電
圧性能を示し、かつ接点の表面荒れも非常に少なく、電
流しゃ断性能にもすぐれていることがわかる。

さらに、本発明の接点材は本発明の製法に示すようにＣ
ｕとＣ「の反応を極力おさえ電気伝導度の低下をおさえ
、かつ高密度にする製法が必須条件となる。

また、本発明の接点材を前記のようにして真空スイッチ
管に組み込み、ＩＫＡの負荷を投入、しゃ断するテスト
をｌＯ万回行ったが、耐電圧性能の低下はみられず、ｌ
Ｏ万同時点でもしゃ断アークの伸びは見られなかった。

ここで、しゃ断アークが伸びるということは、しゃ断性
能が低下し、交流半波の電流零点ではしゃ断できず、さ
らに半波口の電流零点もしくはさらに半波口の電流零点
でしゃ断を完了するためアーク時間が延びるということ
である。また接点の溶着による引き外し不能といった現
象も見られず、接点表面も非常にきれいであった。

参考例４ 実施例１〜３と同一手順で接点材の配合は第１表の製造
例２と同一品を作成した。ただし、荷重は１００ｋｇ／
ｃ−でプレスした。えられた接点材について前記と同じ
方法で密度、電気伝導度を１４）Ｉ定した。その結果密
度は９７％、電気伝導度は！、＾、Ｃ，Ｓ％で２７％で
あった。この接点材を前記と同様に真空スイッチ管に組
み込み電気テストを行った。この結宋、耐電圧性能に関
しては投入責務で初期平均値０．９ｇ　、最低値０．８
２．１Ｏ万回開閉後、平均値で０．８５　、最低値で０
．６、しゃ断責務で初期平均１０、最低値０，７．１Ｏ
万回開閉後平均値で１．０、最低値で０．７となり、密
度および電気伝導度が低くなると性能が低下することが
わかった。また、投入責務でｌＯ万四回開閉行った後の
接点の表面荒れも３　＋ｕと大きく密度の影響が大きく
でていることがわかった。なお電流しゃ断性能について
はあまり変化はなかった。

参考例５ 実施例４〜６と同じ手順で接点材の配合は第５表の製造
例１１と同一品を作成した。ただし、温度は１１００℃
で行った。えられた接点材は前記方法で密度、電気伝導
度Ｕｊ定を行った。その結果密度は９９．９０６．電気
伝導度は１゜＾、Ｃ，Ｓ％で２５％であった。

密度が高いにもかかわらず電気伝導度が低下した理由は
接点材製造の際に１１００℃まで加熱したため、Ｃｕと
ＯｒとＴＩが反応を起こし、Ｃｕ中に多量のＣｒおよび
ＴＩが固溶したため、Ｃｕの電気伝導度が低下したこと
による。この接点材を前記と同様に真空スイッチ管に組
み込み電気テストを行った。この結果、耐電圧性能に関
しては投入責務で初期平均値１．Ｏ１最低値で（１，７
１、１Ｏ万回開閉後で平均値０，９３、最低値０７とな
り、最低値で初期値を若干下回ねることが判った。なお
、しゃ断責務については本発明の接点材のものとほぼ同
じ値となった。また接点の表面荒れについても本発明の
接点材より若干悪く２１程度の値となった。しゃ断性能
についてはほとんど変化がなかった。

Ｃ発明の効果〕 以上のように、本発明のＣｕとＣｒとＴＩとからなる接
点材は多数回の負荷投入もしくは負荷しゃ断もしくは負
荷投入負荷しゃ断を行っても耐電圧性能が低下せず、す
ぐれた値を示し、しゃ断性能、接点荒れ、溶着引き外し
力などの各種性能にすぐれた真空スイッチ管用接点材で
あり、また本発明の製法によればこのようなすぐれた特
性を有する接点材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ〜ＩＣ図は本発明の一実施例における接点材の製
法を示す工程図、第２Ａ〜２Ｅ図は同じく他の実施例に
おける接点材の製法を示す工程図、第３図は実施例およ
び比較例の接点材の電気伝導度を示すグラフ、第４図は
同じく密度を示すグラフ、第５Ａ〜５Ｄ図は同じく耐電
圧性能を示すグラフ、第６Ａ〜ＧＤ図は従来例のＣｕ−
讐接点材の耐電圧性能を示すグラフ、第７Ａ〜７０図は
ＴＩ含有量が耐電圧性能に与える影響を示すグラフ、第
８図はＣｒ含有量が耐電圧性能に与える影響を示すグラ
フ、第９図は実施例および比較例のスイッチのしゃ断性
能を示すグラフ、第１Ｏ図は同じく表面荒れを示すグラ
フである。 （図面の主要符号） （１）：カーボンダイス （２Ｊ＝押し棒 （３）：混合粉末 側１１Ｃ図 第２Ａ回 ０ 真空排気 第４ ヌ ０ ０５０ Ｃｒ　（体積％） Ｗ（体＠％］ 第３ 圓 Ｃｒ（体積％） Ｗ　（体積％） 第５Ａ図 （＋０００回開閉後） Ｃ「（体積％） Ｃ「 （体積％） 第５Ｃ図 （１０００回開閉後） Ｃｒ　を体積％） Ｃ「 （体積％） オフＡ図 （体積％〕 オフＢ回 ｉ （体積％） オ６Ａ回 （＋０００回開閉後） オ６Ｂ図 （１Ｃ万回開閉後） ０ ０５０ Ｗ（体積％） ０ ０５０ Ｗ（体積％） Ｗ（体積％） Ｗ（体積％） オフＣ図 ｉ （体積％） オ８図 （１０万回開閉イ（の最低１＋Ｉｉ　）オ９ ｒ （体積％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）５０〜７０体積％のＣｒと、０．１〜１．１５体
   積％のＴｉと、残部のＣｕとからなる真空スイッチ管用
   接点材。
2. （２）Ｃｒ粉末とＴｉ粉末とＣｕ粉末を混合したのち、
   えられた混合粉末を非酸化性雰囲気中、Ｃｕの融点未満
   の温度で加熱しながらプレスすることを特徴とする真空
   スイッチ管用接点材の製法。