JPH05242772A - 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
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- JPH05242772A JPH05242772A JP3928792A JP3928792A JPH05242772A JP H05242772 A JPH05242772 A JP H05242772A JP 3928792 A JP3928792 A JP 3928792A JP 3928792 A JP3928792 A JP 3928792A JP H05242772 A JPH05242772 A JP H05242772A
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- Japan
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- electrode
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- electrode material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
- H01H1/0206—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr
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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
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- 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】 ５〜２０重量％のＣｒを含むＣｕ−Ｃｒガス
アトマイズ合金粉体に５〜２５重量％の割合でＣｕ粉体
を添加して成形性を向上させ、この混合粉体を、成形密
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の融点以下の温度で加熱して焼結体
を得、この焼結体をそのまま電極として採用する。
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】 ５〜２０重量％のＣｒを含むＣｕ−Ｃｒガス
アトマイズ合金粉体に５〜２５重量％の割合でＣｕ粉体
を添加して成形性を向上させ、この混合粉体を、成形密
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の融点以下の温度で加熱して焼結体
を得、この焼結体をそのまま電極として採用する。
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（図中、斜線で
示す部分）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（図中、斜線で
示す部分）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】上記課題にかんがみ、電
極の出発原料の組成と成形密度に着目し、銅（以下、Ｃ
ｕ）とクロム（以下、Ｃｒ）との合金粉体を出発原料と
して用い、成形性を増すためにこれに微細なＣｕ粉を添
加し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
率を調べた。その結果を表１に示す。
極の出発原料の組成と成形密度に着目し、銅（以下、Ｃ
ｕ）とクロム（以下、Ｃｒ）との合金粉体を出発原料と
して用い、成形性を増すためにこれに微細なＣｕ粉を添
加し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
率を調べた。その結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１に示すものは、Ｃｕ−２０Ｃｒの合金
粉末とこれに添加した微細なＣｕ粉末との割合を変え、
かつ成形密度を変えて成形し、さらに焼結して電極材料
を得た場合の例であり、理論密度に対する成形密度を６
５％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、表１には表していない
が、添加するＣｕ粉末の割合が５重量％より少ないと、
成形体に先端カケが生じ、ハンドリングの面でも不具合
が生じた。また、２５重量％より多く添加すると、Ｃｒ
の偏析が著しく、しゃ断性能を低下させてしまうという
問題が生じる。
粉末とこれに添加した微細なＣｕ粉末との割合を変え、
かつ成形密度を変えて成形し、さらに焼結して電極材料
を得た場合の例であり、理論密度に対する成形密度を６
５％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、表１には表していない
が、添加するＣｕ粉末の割合が５重量％より少ないと、
成形体に先端カケが生じ、ハンドリングの面でも不具合
が生じた。また、２５重量％より多く添加すると、Ｃｒ
の偏析が著しく、しゃ断性能を低下させてしまうという
問題が生じる。
【００１５】さらにＣｕ−Ｃｒ合金製の電極材料として
は、Ｃｒの含有量が接触抵抗比、耐溶着電流値に影響を
及ぼすことが明らかにされており、実用性のあるＣｒ含
有量は５〜２０重量％である。
は、Ｃｒの含有量が接触抵抗比、耐溶着電流値に影響を
及ぼすことが明らかにされており、実用性のあるＣｒ含
有量は５〜２０重量％である。
【００１６】即ち、本発明に係る真空インタラプタ用電
極材料は、５〜２０重量％のＣｒを含有する銅とクロム
の合金粉体に５〜２０重量％の割合で銅粉末を添加し、
成形密度が理論密度の６５％以上となるように加圧成形
し、銅の融点以下の温度で焼結したとを特徴とするもの
である。
極材料は、５〜２０重量％のＣｒを含有する銅とクロム
の合金粉体に５〜２０重量％の割合で銅粉末を添加し、
成形密度が理論密度の６５％以上となるように加圧成形
し、銅の融点以下の温度で焼結したとを特徴とするもの
である。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の一実施例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、Ｃｕ−Ｃｒ
アトマイズ粉体を用いる。ここで採用したＣｕ−Ｃｒア
トマイズ粉体は、８０重量％Ｃｕ−２０重量％Ｃｒの混
合物を真空中で加熱溶解後、アルゴンガスにより５〜８
ＭＰａの圧力で噴露して得られたものである。このＣｕ
−Ｃｒ粉体の粒径は１５０μｍ以下であり、成分は初期
の混合物と同等であった。また、この合金粉末を電子顕
微鏡で観察すると、５μｍ以下のＣｒ粒子が均一に分散
していることが確認された。
造方法について説明する。出発原料として、Ｃｕ−Ｃｒ
アトマイズ粉体を用いる。ここで採用したＣｕ−Ｃｒア
トマイズ粉体は、８０重量％Ｃｕ−２０重量％Ｃｒの混
合物を真空中で加熱溶解後、アルゴンガスにより５〜８
ＭＰａの圧力で噴露して得られたものである。このＣｕ
−Ｃｒ粉体の粒径は１５０μｍ以下であり、成分は初期
の混合物と同等であった。また、この合金粉末を電子顕
微鏡で観察すると、５μｍ以下のＣｒ粒子が均一に分散
していることが確認された。
【００１８】上記Ｃｕ−Ｃｒアトマイズ粉体に電解Ｃｕ
粉末（粒径５０μｍ）を５〜５０重量％の範囲で混合
し、金型に充填し、理論密度に対する成形密度が６５％
以上となるように加圧成形し、直径４０mm，厚さ５mmの
成形体を得た。
粉末（粒径５０μｍ）を５〜５０重量％の範囲で混合
し、金型に充填し、理論密度に対する成形密度が６５％
以上となるように加圧成形し、直径４０mm，厚さ５mmの
成形体を得た。
【００１９】次に、上記成形体を真空中（５×１０-5To
rr）で、Ｃｕの融点直下の温度で加熱し、焼結体とし
た。この焼結体がそのまま電極となる。電極の充填密度
は表１に示したように、Ｃｕの添加量と共に増加する。
成形性はＣｕ粉体を１０重量％以上添加することにより
向上した。
rr）で、Ｃｕの融点直下の温度で加熱し、焼結体とし
た。この焼結体がそのまま電極となる。電極の充填密度
は表１に示したように、Ｃｕの添加量と共に増加する。
成形性はＣｕ粉体を１０重量％以上添加することにより
向上した。
【００２０】得られた電極により図６に示すように真空
インタラプタを作製し、遮断試験を実施した結果、従来
のＣｕ−Ｃｒ混合粉体の焼結製法に比し、導電率等につ
いて良好な性能が得られた。特に、Ｃｕ粉体を２０重量
％添加までは、性能の向上が顕著であった。また、電極
にカケ，ワレ等の異常も発生しなかった。なお、図中、
２１，２２が焼結体をそのまま用いた電極、２３，２４
がリード棒、２５が作製された真空インタラプタであ
る。
インタラプタを作製し、遮断試験を実施した結果、従来
のＣｕ−Ｃｒ混合粉体の焼結製法に比し、導電率等につ
いて良好な性能が得られた。特に、Ｃｕ粉体を２０重量
％添加までは、性能の向上が顕著であった。また、電極
にカケ，ワレ等の異常も発生しなかった。なお、図中、
２１，２２が焼結体をそのまま用いた電極、２３，２４
がリード棒、２５が作製された真空インタラプタであ
る。
【００２１】なお、上記実施例は、Ｃｕ−Ｃｒ粉末とし
てアトマイズ法により作製されたものを用いたが、アト
マイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法
を問わない。また、他の粉末製造法で得られたＣｕ−Ｃ
ｒ合金粉末を使用することもできる。
てアトマイズ法により作製されたものを用いたが、アト
マイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法
を問わない。また、他の粉末製造法で得られたＣｕ−Ｃ
ｒ合金粉末を使用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係る電極材料によれば、５〜２
０重量％のＣｒを含むＣｕ−Ｃｒ合金粉体に５〜２０重
量％の割合でＣｕ粉末を添加してなる原料粉体を、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，成形時の密度等を特定したことによ
り、カケ，ワレのない成形体、さらには焼結体を得るこ
とができる。
０重量％のＣｒを含むＣｕ−Ｃｒ合金粉体に５〜２０重
量％の割合でＣｕ粉末を添加してなる原料粉体を、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，成形時の密度等を特定したことによ
り、カケ，ワレのない成形体、さらには焼結体を得るこ
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】 ５〜２０重量％のクロムを含有する銅と
クロムの合金粉体に５〜２５重量％の割合で銅粉末を添
加し、成形密度が理論密度の６５％以上となるように加
圧成形し、銅の融点以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 |
|---|---|---|---|
| JP03928792A JP3191382B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP03928792A JP3191382B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242772A true JPH05242772A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3191382B2 JP3191382B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=12548946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03928792A Expired - Fee Related JP3191382B2 (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) | JP3191382B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050352A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 株式会社日本Ａｅパワーシステムズ | 真空遮断器用電極材料及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP03928792A patent/JP3191382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050352A1 (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 株式会社日本Ａｅパワーシステムズ | 真空遮断器用電極材料及びその製造方法 |
| EP2343719A1 (en) * | 2008-10-31 | 2011-07-13 | Japan AE Power Systems Corporation | Electrode material for vacuum circuit breaker and method for producing same |
| CN102171780A (zh) * | 2008-10-31 | 2011-08-31 | 日本Ae帕瓦株式会社 | 真空断路器用的电极材料及其制造方法 |
| JP5124734B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2013-01-23 | 明電Ｔ＆Ｄ株式会社 | 真空遮断器用電極材料及びその製造方法 |
| US8440112B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-05-14 | Meiden T&D Corporation | Electrode material for vacuum circuit breaker and method of manufacturing the same |
| EP2343719A4 (en) * | 2008-10-31 | 2013-11-20 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | ELECTRODE MATERIAL FOR VACUUM CIRCUIT BREAKER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3191382B2 (ja) | 2001-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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