JPH05242770A - 真空インタラプタ用電極材料 - Google Patents
真空インタラプタ用電極材料Info
- Publication number
- JPH05242770A JPH05242770A JP3928592A JP3928592A JPH05242770A JP H05242770 A JPH05242770 A JP H05242770A JP 3928592 A JP3928592 A JP 3928592A JP 3928592 A JP3928592 A JP 3928592A JP H05242770 A JPH05242770 A JP H05242770A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- powder
- density
- electrode material
- molding
- 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.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6643—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having disc-shaped contacts subdivided in petal-like segments, e.g. by helical grooves
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属粉末を成形，焼結して製作されるスパイ
ラル溝を有する電極材料において、成形体にカケやワレ
が生ずることなく、ハンドリングに支障もなく、しかも
焼結体として十分な導電率等が得られるようにする。 【構成】 銅を５０重量％以上含有する原料粉体を電極
金型に充填し、成形体の密度が理論密度の６５％以上と
なるように加圧成形し、得られた成形体を銅の融点直下
の温度で焼結し、焼結体をそのまま電極材料とする。
ラル溝を有する電極材料において、成形体にカケやワレ
が生ずることなく、ハンドリングに支障もなく、しかも
焼結体として十分な導電率等が得られるようにする。 【構成】 銅を５０重量％以上含有する原料粉体を電極
金型に充填し、成形体の密度が理論密度の６５％以上と
なるように加圧成形し、得られた成形体を銅の融点直下
の温度で焼結し、焼結体をそのまま電極材料とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溝を有する真空インタ
ラプタ用電極材料に関する。
ラプタ用電極材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空インタラプタ用電極として
は、図１に示すように磁気駆動によりアークを拡散する
形状（以下、スパイラル形状と呼ぶ）が用いられてい
る。このような電極１は、おもに素材を機械加工（表面
加工スパイラル溝加工）することにより得られていた。
図中、２がスパイラル溝であり、３がペダルである。
は、図１に示すように磁気駆動によりアークを拡散する
形状（以下、スパイラル形状と呼ぶ）が用いられてい
る。このような電極１は、おもに素材を機械加工（表面
加工スパイラル溝加工）することにより得られていた。
図中、２がスパイラル溝であり、３がペダルである。
【０００３】しかし、機械加工を行うことは価格上昇に
なることから、粉末冶金法による無加工をめざし、価格
低下を図った電極材料の製造方法として、特開昭５３−
１４９６７６号公報等に開示のものが提供されている。
この方法は、金属の粉末材料をスパイラル形電極形状に
加圧成形し、これを焼結するものである。
なることから、粉末冶金法による無加工をめざし、価格
低下を図った電極材料の製造方法として、特開昭５３−
１４９６７６号公報等に開示のものが提供されている。
この方法は、金属の粉末材料をスパイラル形電極形状に
加圧成形し、これを焼結するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記粉末冶金
法により種々の粉末を混合して電極の製作を試みた結
果、電極が溝２を有していることから以下のような問題
点があることがわかった。
法により種々の粉末を混合して電極の製作を試みた結
果、電極が溝２を有していることから以下のような問題
点があることがわかった。
【０００５】(1) 電極形状が図１に示したような異形の
スパイラル形状であるため、粉体を圧縮成形する際、金
型と粉体あるいは成形体との接触面積が大きく摩擦が大
きいことから、粉体等と金型のカジリが生じやすい。
スパイラル形状であるため、粉体を圧縮成形する際、金
型と粉体あるいは成形体との接触面積が大きく摩擦が大
きいことから、粉体等と金型のカジリが生じやすい。
【０００６】(2) 上記カジリが発生すると、高価な金型
の寿命が短くなり、かえってコスト高となってしまう。
特に、図２に示すように成形体５を型４から抜き取る
際、金型４の溝形成部４ａの付け根部４ｂに力が集中
し、金型４が破損するおそれがある。このため、電極の
溝２を深くすることはできない。
の寿命が短くなり、かえってコスト高となってしまう。
特に、図２に示すように成形体５を型４から抜き取る
際、金型４の溝形成部４ａの付け根部４ｂに力が集中
し、金型４が破損するおそれがある。このため、電極の
溝２を深くすることはできない。
【０００７】(3) また、成形体５を金型４から取り出す
際、成形体のペダル先端部の強度より摩擦力が優ると、
図３に示すようにペダル先端部にカケ，ヒビ６が発生
し、電極として使用できなくなってしまう。
際、成形体のペダル先端部の強度より摩擦力が優ると、
図３に示すようにペダル先端部にカケ，ヒビ６が発生
し、電極として使用できなくなってしまう。
【０００８】(4) 上記のような欠点の生じない電極形状
として、例えば図４に示すようなペダル３の溝２が浅
く、先端のＲ部分７が大きい形状が考えられるが、これ
ではペダル３が短くなってアークの駆動が不十分とな
り、遮断性能が低下してしまうことになる。
として、例えば図４に示すようなペダル３の溝２が浅
く、先端のＲ部分７が大きい形状が考えられるが、これ
ではペダル３が短くなってアークの駆動が不十分とな
り、遮断性能が低下してしまうことになる。
【０００９】(5) この問題点を解決するため、加圧力を
小さくして成形した結果、カケは防止できたが、成形体
取り出し後のハンドリングでペダルが折れやすいという
別の問題が生じた。つまり、図５に示すように、ハンド
リングの際にはペダル３の付け根部分に力が加わるた
め、この部分で破損するおそれが生じたのである。図
中、８が破損部である。
小さくして成形した結果、カケは防止できたが、成形体
取り出し後のハンドリングでペダルが折れやすいという
別の問題が生じた。つまり、図５に示すように、ハンド
リングの際にはペダル３の付け根部分に力が加わるた
め、この部分で破損するおそれが生じたのである。図
中、８が破損部である。
【００１０】(6) また、成形圧力が小さいと、焼結後の
収縮が大きくなる。スパイラル形状は異形であるため、
収縮が成形時と相似形とはならず、このため焼結後電極
形状が所望の形状と異なったものとなってしまう。ま
た、各ペダルごとの変形が生じ、遮断時のアーク駆動が
異なり、遮断が不安定となる。
収縮が大きくなる。スパイラル形状は異形であるため、
収縮が成形時と相似形とはならず、このため焼結後電極
形状が所望の形状と異なったものとなってしまう。ま
た、各ペダルごとの変形が生じ、遮断時のアーク駆動が
異なり、遮断が不安定となる。
【００１１】(7) さらに、摩擦力を低減するため粉末冶
金法では、一般的にステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を少量
（０.１重量％程度）混合しているが、焼結工程でこの
潤滑材が除去できないと、遮断性能が著しく低下してし
まう。
金法では、一般的にステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を少量
（０.１重量％程度）混合しているが、焼結工程でこの
潤滑材が除去できないと、遮断性能が著しく低下してし
まう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、電極の
出発原料の組成と成形密度に着目し、これらを変えて電
極材料を成形し、その成形後のハンドリングの際の破損
の有無、焼結後電極として使用した場合の導電率等を調
べた。その結果を表１，表２に示す。
出発原料の組成と成形密度に着目し、これらを変えて電
極材料を成形し、その成形後のハンドリングの際の破損
の有無、焼結後電極として使用した場合の導電率等を調
べた。その結果を表１，表２に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】表１に示すものは、銅（以下、Ｃｕ）粉１
００％のものであり、理論密度に対する成形密度を６５
％以上とすることで、ハンドリングに支障がなくなるこ
とが、また焼結後の導電率の面でも問題がないことがわ
かった。表２に示すものは、Ｃｕ粉とクロム（以下、Ｃ
ｒ）粉との混合粉を用いたものであるが、やはり成形密
度を６５％以上とすることにより、ハンドリングに際し
ての破損等の問題はなくなった。なお、Ｃｕは５０重量
％以下では、導電率，焼結後の密度が低くなって電極材
料として使用できなくなってしまう。
００％のものであり、理論密度に対する成形密度を６５
％以上とすることで、ハンドリングに支障がなくなるこ
とが、また焼結後の導電率の面でも問題がないことがわ
かった。表２に示すものは、Ｃｕ粉とクロム（以下、Ｃ
ｒ）粉との混合粉を用いたものであるが、やはり成形密
度を６５％以上とすることにより、ハンドリングに際し
ての破損等の問題はなくなった。なお、Ｃｕは５０重量
％以下では、導電率，焼結後の密度が低くなって電極材
料として使用できなくなってしまう。
【００１６】即ち、本発明に係る真空用インタラプタ用
電極材料は、Ｃｕを５０重量％以上含有する原料粉体
を、成形体密度が理論密度の６５％以上となるよう加工
成形し、Ｃｕの融点直下の温度で焼結したことを特徴と
するものである。
電極材料は、Ｃｕを５０重量％以上含有する原料粉体
を、成形体密度が理論密度の６５％以上となるよう加工
成形し、Ｃｕの融点直下の温度で焼結したことを特徴と
するものである。
【００１７】
【実施例】次に、本発明に係る電極材料の製造方法につ
いて説明する。出発原料として、電解製法により得ら
れ、ふるい分けされた粒径が１００μｍ以下のＣｕ粉を
用い、これをスパイラル形をなす金型に充填し、加圧後
の成形密度（理論密度に対する割合）を種々変えて成形
し、外径６３mm，厚み８mmの成形体を得た。次いで、得
られた成形体を、真空中において、Ｃｕの融点直下の温
度、例えば９８０±７０℃で２時間加熱処理し焼結体を
得た。成形後、焼結後の特性を前掲の表１に示す。
いて説明する。出発原料として、電解製法により得ら
れ、ふるい分けされた粒径が１００μｍ以下のＣｕ粉を
用い、これをスパイラル形をなす金型に充填し、加圧後
の成形密度（理論密度に対する割合）を種々変えて成形
し、外径６３mm，厚み８mmの成形体を得た。次いで、得
られた成形体を、真空中において、Ｃｕの融点直下の温
度、例えば９８０±７０℃で２時間加熱処理し焼結体を
得た。成形後、焼結後の特性を前掲の表１に示す。
【００１８】表１から明らかなように、成形密度を６５
％以上とすれば、成形体にカケなどは生ぜず、しかもハ
ンドリングの際に破損などを生じることもなかった。さ
らに焼結後の導電率も高いものとなった。なお、得られ
た焼結体は機械加工を施すことなしにそのまま電極とし
て使用される。
％以上とすれば、成形体にカケなどは生ぜず、しかもハ
ンドリングの際に破損などを生じることもなかった。さ
らに焼結後の導電率も高いものとなった。なお、得られ
た焼結体は機械加工を施すことなしにそのまま電極とし
て使用される。
【００１９】次に、Ｃｕ粉と耐火材料粉末としてＣｒ粉
との混合粉を用いた例について示す。出発原料として、
粉径１００μｍ以下のＣｕ粉と粒径１５０μｍ以下のＣ
ｒ粉を種々の重量比でＶ形混合器で１時間十分に混合し
て混合粉を得る。Ｃｕ粉としては、電解方法により得ら
れるものが、加圧成形時粉が絡みやすく、かつつぶれや
すいため好ましい。
との混合粉を用いた例について示す。出発原料として、
粉径１００μｍ以下のＣｕ粉と粒径１５０μｍ以下のＣ
ｒ粉を種々の重量比でＶ形混合器で１時間十分に混合し
て混合粉を得る。Ｃｕ粉としては、電解方法により得ら
れるものが、加圧成形時粉が絡みやすく、かつつぶれや
すいため好ましい。
【００２０】次に、上記のようにして得られた混合粉末
をスパイラル形の金型に充填し、成形密度を変えて加圧
成形し、成形体を得た。次に、得られた成形体を、真空
（５×１０-5Torr）中で、Ｃｕの融点直下、例えば１０
３０±５０℃で２時間加熱し、焼結体を得た。得られた
焼結体はそのまま電極として使用される。成形後、焼結
後の特性を前掲表２に示す。
をスパイラル形の金型に充填し、成形密度を変えて加圧
成形し、成形体を得た。次に、得られた成形体を、真空
（５×１０-5Torr）中で、Ｃｕの融点直下、例えば１０
３０±５０℃で２時間加熱し、焼結体を得た。得られた
焼結体はそのまま電極として使用される。成形後、焼結
後の特性を前掲表２に示す。
【００２１】表２からわかるように、成形後の成形密度
を理論密度の６５％以上とすることにより、成形体のハ
ンドリングの際に、成形体に破損などを生じさせること
がなくなる。また、一例として、８０Ｃｕ−２０Ｃｒの
成形体の成形密度とその焼結体の曲げ応力との関係を表
３に示す。成形密度６５％以上であれば十分な曲げ応力
が得られる。
を理論密度の６５％以上とすることにより、成形体のハ
ンドリングの際に、成形体に破損などを生じさせること
がなくなる。また、一例として、８０Ｃｕ−２０Ｃｒの
成形体の成形密度とその焼結体の曲げ応力との関係を表
３に示す。成形密度６５％以上であれば十分な曲げ応力
が得られる。
【００２２】
【表３】
【００２３】図６に示すように、８０Ｃｕ−２０Ｃｒの
組成で成形密度を８０％とした焼結体２１，２２を電極
としてリード棒２３，２４とろう付けして真空インタラ
プタ２５を作製し、遮断試験を実施した結果、良好な遮
断性能が確認された。また、操作機構に取付けて、開閉
寿命試験を２００００回実施したが、電極にカケ，ワレ
等の異常は発生しなかった。
組成で成形密度を８０％とした焼結体２１，２２を電極
としてリード棒２３，２４とろう付けして真空インタラ
プタ２５を作製し、遮断試験を実施した結果、良好な遮
断性能が確認された。また、操作機構に取付けて、開閉
寿命試験を２００００回実施したが、電極にカケ，ワレ
等の異常は発生しなかった。
【００２４】上記例は、耐火金属としてＣｒを用いたも
のであるが、そのほかにＭｏ，Ｗ，Ｔｉ，ＳＵＳ，Ｆ
ｅ，Ｔａ，Ｎｂなどを１種類もしくは２種類以上採用す
ることができる。ただし、２種類以上含む場合は、耐火
金属間で固溶，拡散，金属間化合物を形成しないのもの
の組合せであることが必要である。
のであるが、そのほかにＭｏ，Ｗ，Ｔｉ，ＳＵＳ，Ｆ
ｅ，Ｔａ，Ｎｂなどを１種類もしくは２種類以上採用す
ることができる。ただし、２種類以上含む場合は、耐火
金属間で固溶，拡散，金属間化合物を形成しないのもの
の組合せであることが必要である。
【００２５】
【発明の効果】本発明に係る電極材料によれば、Ｃｕを
５０重量％以上含有する原料粉体を、成形体密度が理論
密度の６５％以上となるように加圧成形し、得られた成
形体をＣｕの融点直下の温度で焼結して電極材料を得る
というように、出発原料，成形時の密度、焼結温度を特
定したことにより、カケ，ワレのない焼結体を得ること
ができる。
５０重量％以上含有する原料粉体を、成形体密度が理論
密度の６５％以上となるように加圧成形し、得られた成
形体をＣｕの融点直下の温度で焼結して電極材料を得る
というように、出発原料，成形時の密度、焼結温度を特
定したことにより、カケ，ワレのない焼結体を得ること
ができる。
【図１】スパイラル溝を有する真空インタラプタ用電極
の平面図と断面図である。
の平面図と断面図である。
【図２】成形時の欠陥発生を示す部分的説明図である。
【図３】ペダル先端部に発生したカケ，ワレの説明図で
ある。
ある。
【図４】溝を浅くした成形体の一例の平面図である。
【図５】ぺダル根元部に発生する破損部の説明図であ
る。
る。
【図６】本発明より得られた電極材料を用いた真空イン
タラプタの断面図である。
タラプタの断面図である。
１ 電極 ２ スパイラル溝 ３ ペダル ２１，２２ 焼結体 ２３，２４ リード棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 一二三 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式会 社明電舍内
Claims (1)
- 【請求項１】 銅を５０重量％以上含有する原料粉体
を、成形体密度が理論密度の６５％以上となるように加
圧成形し、銅の融点直下の温度で焼結したことを特徴と
する真空インタラプタ用電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3928592A JPH05242770A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3928592A JPH05242770A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242770A true JPH05242770A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12548889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3928592A Pending JPH05242770A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05242770A (ja) |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP3928592A patent/JPH05242770A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010821 |