JPH0684435A - 真空回路遮断器用の接点、シールド及び製造方法 - Google Patents
真空回路遮断器用の接点、シールド及び製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 銅−クロム材料の長所である諸特性、例え
ば、接点として使用した場合における遮断能、絶縁耐力
及び抗溶接性などの特性のほとんど全部を保持し、しか
も接点の非当接部分に安価な鉄材料粉末を使用すること
によりコストを低下させる接点構造部材及び周囲シール
ドを提供する。 【構成】 真空回路遮断器又は真空回路安全装置に用い
られる銅−クロム製接点（１４）及び銅−鉄材料のシー
ルドを成形する粉末冶金学的方法に関する。銅−クロム
製接点は、特定の銅−鉄製非当接部（１６）と、銅及び
クロムで形成された当接層（１８）とから成る。非当接
部は、接点構造部材全体の約２５％乃至約５０％を占
め、銅及びクロムから形成された当接層が接点の残部を
占める。回路遮断器はさらに接点部の腐食性生成物から
真空回路遮断器の内面を保護するシールド（２０）を有
し、シールドは組成上、銅、鉄材料及び“Ｘ”から成
り、“Ｘ”は０％乃至３０％の範囲の量のクロムであ
り、Ｆｅと“Ｘ”の合計がシールド組成の６０％未満で
ある。
ば、接点として使用した場合における遮断能、絶縁耐力
及び抗溶接性などの特性のほとんど全部を保持し、しか
も接点の非当接部分に安価な鉄材料粉末を使用すること
によりコストを低下させる接点構造部材及び周囲シール
ドを提供する。 【構成】 真空回路遮断器又は真空回路安全装置に用い
られる銅−クロム製接点（１４）及び銅−鉄材料のシー
ルドを成形する粉末冶金学的方法に関する。銅−クロム
製接点は、特定の銅−鉄製非当接部（１６）と、銅及び
クロムで形成された当接層（１８）とから成る。非当接
部は、接点構造部材全体の約２５％乃至約５０％を占
め、銅及びクロムから形成された当接層が接点の残部を
占める。回路遮断器はさらに接点部の腐食性生成物から
真空回路遮断器の内面を保護するシールド（２０）を有
し、シールドは組成上、銅、鉄材料及び“Ｘ”から成
り、“Ｘ”は０％乃至３０％の範囲の量のクロムであ
り、Ｆｅと“Ｘ”の合計がシールド組成の６０％未満で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空回路遮断器又は真
空回路安全装置に関し、特に真空回路遮断器内部の接点
部のための接点構造部材及び保護シールド（遮蔽体）に
関する。
空回路安全装置に関し、特に真空回路遮断器内部の接点
部のための接点構造部材及び保護シールド（遮蔽体）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】真空回路遮断器は一般に真空化した絶縁
エンベロープと絶縁エンベロープ内部に配設された開離
可能な接点とから成る。接点は、該接点が堅固に係合し
ている回路遮断器の閉成位置と、接点が離れていても内
部にアーク・ギャップが作られる回路遮断器の開離位置
との間で動作できる。シールドが接点を取り囲んでい
る。真空回路遮断器は、米国特許第４，４１９，５５１
号明細書に開示されており、この先行特許明細書に開示
された回路遮断器中では、銅用材中にクロムが分散した
焼結銅・クロム合金から接点が形成されている。その他
の関連ある米国特許明細書である米国特許第３，８１
８，１６３号、第４，０３２，３０１号、第４，００
８，０８１号、第４，１９０，７５３号、第４，０４
８，１１７号、第３，９６０，５５４号及び第４，３２
３，５９０号の各明細書は、真空遮断器接点を形成する
ための種々の形の粉末冶金法を開示している。
エンベロープと絶縁エンベロープ内部に配設された開離
可能な接点とから成る。接点は、該接点が堅固に係合し
ている回路遮断器の閉成位置と、接点が離れていても内
部にアーク・ギャップが作られる回路遮断器の開離位置
との間で動作できる。シールドが接点を取り囲んでい
る。真空回路遮断器は、米国特許第４，４１９，５５１
号明細書に開示されており、この先行特許明細書に開示
された回路遮断器中では、銅用材中にクロムが分散した
焼結銅・クロム合金から接点が形成されている。その他
の関連ある米国特許明細書である米国特許第３，８１
８，１６３号、第４，０３２，３０１号、第４，００
８，０８１号、第４，１９０，７５３号、第４，０４
８，１１７号、第３，９６０，５５４号及び第４，３２
３，５９０号の各明細書は、真空遮断器接点を形成する
ための種々の形の粉末冶金法を開示している。
【０００３】例えば米国特許第４，７６６，２７４号の
明細書に開示されているように、銅粉末とクロム粉末と
を種々の割合で混合し加圧した後、得られる圧縮材料を
約１０５０゜Ｃ又は銅の融点以上の温度である１２１０
゜Ｃ以上の温度で焼結することにより、真空回路遮断器
用の焼結接点を製造する技術も知られている。接点を製
造するための粉末冶金法は、米国特許第４，７６６，２
７４号の明細書に開示されている。
明細書に開示されているように、銅粉末とクロム粉末と
を種々の割合で混合し加圧した後、得られる圧縮材料を
約１０５０゜Ｃ又は銅の融点以上の温度である１２１０
゜Ｃ以上の温度で焼結することにより、真空回路遮断器
用の焼結接点を製造する技術も知られている。接点を製
造するための粉末冶金法は、米国特許第４，７６６，２
７４号の明細書に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点及びその解決手段】本
明細書は、銅及び鉄から形成された接点の銅・鉄非当接
部と、銅及びクロムから形成された当接層とから成る真
空回路遮断器用銅−クロム接点であって、前記非当接部
が接点構造全体の約２５％乃至約５０％を占め、銅及び
クロムから形成された当接層が接点の残部を形成してい
ることを特徴とする接点に関する。
明細書は、銅及び鉄から形成された接点の銅・鉄非当接
部と、銅及びクロムから形成された当接層とから成る真
空回路遮断器用銅−クロム接点であって、前記非当接部
が接点構造全体の約２５％乃至約５０％を占め、銅及び
クロムから形成された当接層が接点の残部を形成してい
ることを特徴とする接点に関する。
【０００５】真空型回路遮断器の内面を接点部の腐食性
生成物から保護するシールドであって、該シールドが
銅、鉄材料及び“Ｘ”から成る組成を有し、“Ｘ”が０
乃至３０％の範囲の量のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”が
シールド組成の６０％未満であることを特徴とするシー
ルドも本発明の技術的範囲に含まれる。
生成物から保護するシールドであって、該シールドが
銅、鉄材料及び“Ｘ”から成る組成を有し、“Ｘ”が０
乃至３０％の範囲の量のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”が
シールド組成の６０％未満であることを特徴とするシー
ルドも本発明の技術的範囲に含まれる。
【０００６】本発明の目的は、銅−クロム材料の長所で
ある諸特性、例えば、接点として使用した場合における
遮断能、絶縁耐力及び抗溶接性などの特性のほとんど全
部を保持し、しかも接点の非当接部分に安価な鉄材料粉
末を使用することによりコストを低下させ、シールド構
造体の組成の一部分を形成できる接点構造部材及び周囲
シールドを提供することである。
ある諸特性、例えば、接点として使用した場合における
遮断能、絶縁耐力及び抗溶接性などの特性のほとんど全
部を保持し、しかも接点の非当接部分に安価な鉄材料粉
末を使用することによりコストを低下させ、シールド構
造体の組成の一部分を形成できる接点構造部材及び周囲
シールドを提供することである。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、接点及びシー
ルドで使用する互いに異なる材料の別々の導電特性を改
良することである。
ルドで使用する互いに異なる材料の別々の導電特性を改
良することである。
【０００８】
【実施例】以下に、添付の図面を参照しつつ、本発明を
限定するものではない実施例を挙げて、本発明につき説
明する。
限定するものではない実施例を挙げて、本発明につき説
明する。
【０００９】真空回路遮断器の製造に当たっては、幾つ
かの構成部品、例えば、接点構造部材や保護シールド
が、かなり重要である。
かの構成部品、例えば、接点構造部材や保護シールド
が、かなり重要である。
【００１０】図１を参照すると、絶縁ケーシング１２
と、非当接部１６及び当接層１８を備えた接点構造１４
とから成る真空回路遮断器又は真空回路安全装置１０の
断面が示されている。絶縁ケーシングは、接点構造部材
の発弧生成物がケーシング１２の内面を損傷させること
がないようにする保護シールド２０を有する。
と、非当接部１６及び当接層１８を備えた接点構造１４
とから成る真空回路遮断器又は真空回路安全装置１０の
断面が示されている。絶縁ケーシングは、接点構造部材
の発弧生成物がケーシング１２の内面を損傷させること
がないようにする保護シールド２０を有する。
【００１１】好ましくは、前記の真空回路遮断器は銅−
クロム接点を有し、該接点は銅−鉄からなる非当接部１
６と銅及びクロムから形成された当接層１８とから成
り、非当接部は接点構造部材全体の約２５％乃至約５０
％を占め、銅及びクロムから形成された当接層１８が残
部を占めており、真空回路遮断器はさらに該遮断器の内
部を接点の腐食性生成物から遮断して保護するための保
護シールド２０を有し、保護シールド２０は銅、鉄材料
及び“Ｘ”から成る組成を有し、“Ｘ”は０％乃至３０
％の範囲内のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”はシールド組
成の６０％未満である。
クロム接点を有し、該接点は銅−鉄からなる非当接部１
６と銅及びクロムから形成された当接層１８とから成
り、非当接部は接点構造部材全体の約２５％乃至約５０
％を占め、銅及びクロムから形成された当接層１８が残
部を占めており、真空回路遮断器はさらに該遮断器の内
部を接点の腐食性生成物から遮断して保護するための保
護シールド２０を有し、保護シールド２０は銅、鉄材料
及び“Ｘ”から成る組成を有し、“Ｘ”は０％乃至３０
％の範囲内のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”はシールド組
成の６０％未満である。
【００１２】好ましくは、この種の真空型回路遮断器で
は、銅−クロムから成る当接層が接点構造の全厚の約５
０％を構成している。
は、銅−クロムから成る当接層が接点構造の全厚の約５
０％を構成している。
【００１３】好ましい一実施例においては、前記の当接
層には、１％乃至１３％の範囲の量のＢｉ、Ｌｉ及びＭ
ｇが添加されている。
層には、１％乃至１３％の範囲の量のＢｉ、Ｌｉ及びＭ
ｇが添加されている。
【００１４】真空回路遮断器の他の実施例においては、
当接層／非当接部内部の組成割合は、Ｃｕ−２５％Ｃｒ
／Ｃｕ−３０％Ｆｅ接点であり、Ｃｕ−２５％Ｃｒ−
１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅを含む。
当接層／非当接部内部の組成割合は、Ｃｕ−２５％Ｃｒ
／Ｃｕ−３０％Ｆｅ接点であり、Ｃｕ−２５％Ｃｒ−
１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅを含む。
【００１５】もう一つの実施例においては、当接層１８
は接点構造部材の全厚の約２５％乃至約１００％の厚さ
を持ち、好ましい当接層厚さは接点構造部材の全厚の約
５０％である。
は接点構造部材の全厚の約２５％乃至約１００％の厚さ
を持ち、好ましい当接層厚さは接点構造部材の全厚の約
５０％である。
【００１６】粉末の組成に関して述べると、当接層１８
の組成はＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”粉末混合物中に１２重量％
乃至６０重量％のＣｒが含有され、１〜１３％の範囲の
量のＢｉ、Ｌｉ、Ｍｇ等を“Ｘ”として添加することが
できる。非当接層の組成は、Ｃｕ−Ｆｅ混合物中に１重
量％乃至６０重量％のＦｅが存在し、好ましい実施例で
はＣｕ−２５％Ｃｒ／Ｃｕ−３０％Ｆｅ接点乃至Ｃｕ−
２５％Ｃｒ−１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅである。
の組成はＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”粉末混合物中に１２重量％
乃至６０重量％のＣｒが含有され、１〜１３％の範囲の
量のＢｉ、Ｌｉ、Ｍｇ等を“Ｘ”として添加することが
できる。非当接層の組成は、Ｃｕ−Ｆｅ混合物中に１重
量％乃至６０重量％のＦｅが存在し、好ましい実施例で
はＣｕ−２５％Ｃｒ／Ｃｕ−３０％Ｆｅ接点乃至Ｃｕ−
２５％Ｃｒ−１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅである。
【００１７】何れの場合においても、Ｃｕ−Ｃｒ−
“Ｘ”粉末混合物は、銅粉末とクロム粉末との混合物か
ら成るか、或いは予め合金されたＣｕ−Ｃｒ粉末に、本
件出願人に譲渡された米国特許第４，７６６，２７４号
の明細書に記載されているように、必要に応じてＣｒ及
び“Ｘ”粉末を添加して成る。何れの場合においても、
Ｃｕ、Ｃｒ、“Ｘ”粉末は噴霧法、化学的粒度減少法、
電気的形成法その他の粉末製造方法によってつくればよ
い。粉末の形態は、球形、針状、不規則な形状の何れで
もよい。 接点の製造方法を以下に記す。方法Ｎｏ．１ １．Ｃｕ−Ｆｅ混合物を型キャビティに入れ、軽くたた
いて粉末面を平らにし、キャビティ内のＣｕ−Ｆｅの頂
部上にＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”混合物を流し込む。
“Ｘ”粉末混合物は、銅粉末とクロム粉末との混合物か
ら成るか、或いは予め合金されたＣｕ−Ｃｒ粉末に、本
件出願人に譲渡された米国特許第４，７６６，２７４号
の明細書に記載されているように、必要に応じてＣｒ及
び“Ｘ”粉末を添加して成る。何れの場合においても、
Ｃｕ、Ｃｒ、“Ｘ”粉末は噴霧法、化学的粒度減少法、
電気的形成法その他の粉末製造方法によってつくればよ
い。粉末の形態は、球形、針状、不規則な形状の何れで
もよい。 接点の製造方法を以下に記す。方法Ｎｏ．１ １．Ｃｕ−Ｆｅ混合物を型キャビティに入れ、軽くたた
いて粉末面を平らにし、キャビティ内のＣｕ−Ｆｅの頂
部上にＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”混合物を流し込む。
【００１８】２．５６２０〜１０５００ｋｇ／ｃｍ
２（８０，０００〜１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を印
加して接点予備成形体をつくる。
２（８０，０００〜１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を印
加して接点予備成形体をつくる。
【００１９】３．９５０゜Ｃ〜１２５０゜Ｃの温度範囲
で０．５〜１０時間減圧炉又は真空炉中で焼結する。
で０．５〜１０時間減圧炉又は真空炉中で焼結する。
【００２０】４．接点を機械加工する。方法Ｎｏ．２ １〜３．工程１〜３は方法Ｎｏ．１と同じ。
【００２１】４．３５２０〜８７９００ｋｇ／ｃｍ
２（５０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の範囲の圧
力で焼結接点を等方圧成形する。
２（５０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の範囲の圧
力で焼結接点を等方圧成形する。
【００２２】５．９５０゜Ｃ〜１２５０゜Ｃで０．２５
〜１０時間減圧炉又は真空炉中で再焼結する。
〜１０時間減圧炉又は真空炉中で再焼結する。
【００２３】６．接点を機械加工する。方法Ｎｏ．３ １．工程１〜３は方法Ｎｏ．１と同じ。
【００２４】２．７００゜Ｃ〜１０８０゜Ｃ、７０３〜
２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３０，０００ｐ
ｓｉ）で０．２５〜４時間、熱間等方圧成形する。
２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３０，０００ｐ
ｓｉ）で０．２５〜４時間、熱間等方圧成形する。
【００２５】３．接点を機械加工する。方法Ｎｏ．４ １．容器（銅、銅合金、鋼などからつくる）を予め製作
しておく。
しておく。
【００２６】２．容器内にＣｕ−Ｆｅ粉末を注ぎ入れ
る。軽くたたくか、又は加圧して粉末面を平らにする。
る。軽くたたくか、又は加圧して粉末面を平らにする。
【００２７】３．上部の上にＣｕ−Ｃｒ粉末を注ぐ。軽
くたたくか、又は加圧して粉末面を平らにする。
くたたくか、又は加圧して粉末面を平らにする。
【００２８】４．粉末の入った容器を１２５゜Ｃ〜４０
０゜Ｃの温度範囲で脱気する。
０゜Ｃの温度範囲で脱気する。
【００２９】５．容器の上部カバーを溶接により密封す
る。即ち、上部を真空溶接又は溶接し、脱気口を介して
気体を吸い出し脱気口を密閉する。
る。即ち、上部を真空溶接又は溶接し、脱気口を介して
気体を吸い出し脱気口を密閉する。
【００３０】６．適当なダイスに通して４００゜Ｃ〜９
００゜Ｃで容器を押出し成形する。
００゜Ｃで容器を押出し成形する。
【００３１】７．容器を取り外して、接点を機械加工す
る。方法Ｎｏ．５ １〜５．工程１〜５は方法Ｎｏ．４と同じ。
る。方法Ｎｏ．５ １〜５．工程１〜５は方法Ｎｏ．４と同じ。
【００３２】６．７００゜Ｃ〜１０８０゜Ｃの温度、７
０３−２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３０，０
００ｐｓｉ）の圧力で０．２５〜６時間、容器を熱間等
方圧成形する。方法Ｎｏ．６ １．鋳造Ｃｕ−Ｆｅ合金から成る予備成形片を型内に入
れる。
０３−２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３０，０
００ｐｓｉ）の圧力で０．２５〜６時間、容器を熱間等
方圧成形する。方法Ｎｏ．６ １．鋳造Ｃｕ−Ｆｅ合金から成る予備成形片を型内に入
れる。
【００３３】２．型中にＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”粉末を注ぎ
入れる。
入れる。
【００３４】３．３５２０〜８７９０ｋｇ／ｃｍ２（５
０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の圧力でＣｕ−Ｃ
ｒ−“Ｘ”粉末を加圧する。
０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の圧力でＣｕ−Ｃ
ｒ−“Ｘ”粉末を加圧する。
【００３５】４．９５０゜Ｃ〜１１００゜Ｃの温度範囲
で焼結する。
で焼結する。
【００３６】５．接点を機械加工する。方法Ｎｏ．６Ａ １〜４．工程１〜４は方法Ｎｏ．６と同じ。
【００３７】５．５６２０〜８４４０ｋｇ／ｃｍ２（８
０，０００〜１２０，０００ｐｓｉ）の圧力で再加圧す
る。
０，０００〜１２０，０００ｐｓｉ）の圧力で再加圧す
る。
【００３８】６．再焼結する。
【００３９】７．機械加工する。
【００４０】本発明によれば、使用時における接点の腐
食性の生成物から真空回路遮断器の内面を保護するため
に保護シールド２０が配設されており、シールドは銅、
鉄材料及び“Ｘ”から成り、“Ｘ”は０〜３０％の範囲
内の量のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”はシールド組成の
６０％未満である。好ましくは、シールドはＣｕと３５
％のＦｅとから成る。
食性の生成物から真空回路遮断器の内面を保護するため
に保護シールド２０が配設されており、シールドは銅、
鉄材料及び“Ｘ”から成り、“Ｘ”は０〜３０％の範囲
内の量のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”はシールド組成の
６０％未満である。好ましくは、シールドはＣｕと３５
％のＦｅとから成る。
【００４１】真空回路遮断器用のシールドを製造する好
ましい方法は、Ｃｕ−Ｆｅ−“Ｘ”混合物を型キャビテ
ィに注ぎ込み、軽く叩いて粉末表面を平らにし、約５６
２０乃至８４４０約５６２０乃至約８４４０ｋｇ／ｃｍ
２（８０，０００乃至１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を
印加してシールドを成形し、該シールドを減圧炉又は真
空炉中で９５０゜Ｃ乃至１１００゜Ｃの範囲の温度で
０．５乃至１０時間焼結し、機械加工して中空のシール
ドを形成することを特徴とする。
ましい方法は、Ｃｕ−Ｆｅ−“Ｘ”混合物を型キャビテ
ィに注ぎ込み、軽く叩いて粉末表面を平らにし、約５６
２０乃至８４４０約５６２０乃至約８４４０ｋｇ／ｃｍ
２（８０，０００乃至１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を
印加してシールドを成形し、該シールドを減圧炉又は真
空炉中で９５０゜Ｃ乃至１１００゜Ｃの範囲の温度で
０．５乃至１０時間焼結し、機械加工して中空のシール
ドを形成することを特徴とする。
【００４２】もう一つの好ましい真空回路遮断器用シー
ルドの製造方法は、まず最初に銅又は銅合金で作られた
円筒形外殻容器又は管状容器をつくり、“Ｘ”が０乃至
３０％の量を占めるクロムであり、且つＦｅ＋“Ｘ”が
シールドの全組成の内の６０％未満であるＣｕ−Ｆｅ−
“Ｘ”粉末を注ぎ込み、軽く叩くか、或いは加圧により
粉末表面を平らにし、前記粉末の入った容器から脱気
し、容器の上部カバーを溶接し上部を真空溶接又は溶接
することにより容器を密封し、口部を介して容器内部を
真空にして口部を密閉し、４００゜Ｃ乃至９００゜Ｃの
温度範囲で容器内部を熱間押出し成形し、容器を取り除
きシールドを機械加工することを特徴とする。好ましい
もう一つ別の形の方法においては、容器を７００゜Ｃ〜
１０８０゜Ｃの範囲の温度で７０３〜２１１０ｋｇ／ｃ
ｍ２（１０，０００〜３０，０００ｐｓｉ）の圧力で
０．２５〜６時間、熱間等方圧成形する。
ルドの製造方法は、まず最初に銅又は銅合金で作られた
円筒形外殻容器又は管状容器をつくり、“Ｘ”が０乃至
３０％の量を占めるクロムであり、且つＦｅ＋“Ｘ”が
シールドの全組成の内の６０％未満であるＣｕ−Ｆｅ−
“Ｘ”粉末を注ぎ込み、軽く叩くか、或いは加圧により
粉末表面を平らにし、前記粉末の入った容器から脱気
し、容器の上部カバーを溶接し上部を真空溶接又は溶接
することにより容器を密封し、口部を介して容器内部を
真空にして口部を密閉し、４００゜Ｃ乃至９００゜Ｃの
温度範囲で容器内部を熱間押出し成形し、容器を取り除
きシールドを機械加工することを特徴とする。好ましい
もう一つ別の形の方法においては、容器を７００゜Ｃ〜
１０８０゜Ｃの範囲の温度で７０３〜２１１０ｋｇ／ｃ
ｍ２（１０，０００〜３０，０００ｐｓｉ）の圧力で
０．２５〜６時間、熱間等方圧成形する。
【００４３】全ての粉末金属処理法による保護シールド
２０の製造で用いる粉末組成に関して説明すると、Ｃｕ
−Ｆｅ−Ｃｒ粉末混合物は、混合した銅及びクロム粉末
と、Ｆｅ粉末とＣｕ粉末とから成るものであればよく、
最終組成物を作るために必要に応じてＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕ
粉末を添加する。Ｃｕ、Ｆｅ及びＣｒ粉末は、噴霧法、
化学的な粒度減小法、電気的成形法その他の粉末製造方
法によって製造することができる。粉末の形態は、球
状、針状、不規則な形状などの種々の形状でよい。鋳造
シールドについては、通常の鋳造用ストックを使用する
ことができる。
２０の製造で用いる粉末組成に関して説明すると、Ｃｕ
−Ｆｅ−Ｃｒ粉末混合物は、混合した銅及びクロム粉末
と、Ｆｅ粉末とＣｕ粉末とから成るものであればよく、
最終組成物を作るために必要に応じてＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕ
粉末を添加する。Ｃｕ、Ｆｅ及びＣｒ粉末は、噴霧法、
化学的な粒度減小法、電気的成形法その他の粉末製造方
法によって製造することができる。粉末の形態は、球
状、針状、不規則な形状などの種々の形状でよい。鋳造
シールドについては、通常の鋳造用ストックを使用する
ことができる。
【００４４】シールドを製造するためのいくつかの方法
を以下に列記する。方法Ｎｏ．１ １．Ｃｕ−Ｆｅ−“Ｘ”混合物を型キャビティに入れ、
軽く叩いて粉末面を平らにする。
を以下に列記する。方法Ｎｏ．１ １．Ｃｕ−Ｆｅ−“Ｘ”混合物を型キャビティに入れ、
軽く叩いて粉末面を平らにする。
【００４５】２．５６２０〜１０５００ｋｇ／ｃｍ
２（８０，０００〜１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を加
えてシールド予備成形体をつくる。
２（８０，０００〜１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を加
えてシールド予備成形体をつくる。
【００４６】３．９５０゜Ｃ〜１１０゜Ｃの温度範囲で
０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
【００４７】４．機械加工によりシールドの中心部分に
孔を開ける。方法Ｎｏ．２ １．中空管状予備成形体を形成するための加圧時に型中
に中子（なかご）を入れること以外は方法Ｎｏ．１と同
じ。
孔を開ける。方法Ｎｏ．２ １．中空管状予備成形体を形成するための加圧時に型中
に中子（なかご）を入れること以外は方法Ｎｏ．１と同
じ。
【００４８】２．９５０゜Ｃ〜１１００゜Ｃの温度範囲
で０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
で０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
【００４９】３．シールドを機械加工する。方法Ｎｏ．３ １．型としてゴム製の袋を使用し冷間等方圧成形により
４２２０〜８４４０ｋｇ／ｃｍ２（６０，０００〜１２
０，０００ｐｓｉ）の等方圧を加えること以外は方法１
の工程１及び２と同じ。
４２２０〜８４４０ｋｇ／ｃｍ２（６０，０００〜１２
０，０００ｐｓｉ）の等方圧を加えること以外は方法１
の工程１及び２と同じ。
【００５０】２．９５０゜Ｃ〜１１００゜Ｃの温度範囲
で０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
で０．５〜１０時間、減圧炉又は真空炉中で焼結する。
【００５１】３．シールドを機械加工する。方法Ｎｏ．４ １．工程１〜３は、方法Ｎｏ．１，２又は３と同じ。
【００５２】２．シールドを３５２０〜８７９０ｋｇ／
ｃｍ２（５０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の圧力
で焼結接点を等方圧成形する。
ｃｍ２（５０，０００〜１２５，０００ｐｓｉ）の圧力
で焼結接点を等方圧成形する。
【００５３】３．９５０゜Ｃ〜１１００゜Ｃの温度範囲
で０．２５〜１０時間、真空炉又は減圧炉中で再焼結す
る。
で０．２５〜１０時間、真空炉又は減圧炉中で再焼結す
る。
【００５４】４．シールドを機械加工する。方法Ｎｏ．５ １．工程１〜３は方法Ｎｏ．１と同じ。
【００５５】２．７００゜Ｃ〜１０８０゜Ｃで７０３〜
２１１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で０．２５〜４時間、熱間
等方圧成形する。
２１１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で０．２５〜４時間、熱間
等方圧成形する。
【００５６】３．シールドを機械加工する。方法Ｎｏ．６ １．円筒形外殻容器又は管状容器を予備成形する（材質
は銅、銅合金、鋼など）。
は銅、銅合金、鋼など）。
【００５７】２．容器にＣｕ−Ｆｅ−“Ｘ”粉末を入れ
る。軽くたたくか又は加圧して平らにする。
る。軽くたたくか又は加圧して平らにする。
【００５８】３．１２５゜Ｃ〜４００゜Ｃの温度範囲
で、粉末の入った容器から脱気を行う。
で、粉末の入った容器から脱気を行う。
【００５９】４．容器の上部カバーを溶接して容器を密
封する。即ち、上部を真空溶接又は溶接し、脱気内を介
して気体を吸い出し、脱気内を介して気体を吸い出し、
脱気口を密閉する。
封する。即ち、上部を真空溶接又は溶接し、脱気内を介
して気体を吸い出し、脱気内を介して気体を吸い出し、
脱気口を密閉する。
【００６０】５．４００゜Ｃ〜９００゜Ｃの温度範囲で
適当なダイに通して容器を熱間押出し成形する。
適当なダイに通して容器を熱間押出し成形する。
【００６１】６．容器を取り外して、シールドを機械加
工する。方法Ｎｏ．７ １〜５．工程１〜５は方法Ｎｏ．４と同じ。
工する。方法Ｎｏ．７ １〜５．工程１〜５は方法Ｎｏ．４と同じ。
【００６２】６．７００゜Ｃ〜１０８０゜Ｃの温度範囲
で７０３〜２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３
０，０００ｐｓｉ）の圧力で０．２５〜６時間、容器を
熱間等方圧成形する。方法Ｎｏ．８ １．予備成形したＣｕ又はＣｕ−Ｆｅ製パイプを所定位
置に置く。
で７０３〜２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，０００〜３
０，０００ｐｓｉ）の圧力で０．２５〜６時間、容器を
熱間等方圧成形する。方法Ｎｏ．８ １．予備成形したＣｕ又はＣｕ−Ｆｅ製パイプを所定位
置に置く。
【００６３】２．パイプの内面上にＣｕ−Ｆｅ−“Ｘ”
の層をプラズマ沈積又はレーザ沈積で付着させる。
の層をプラズマ沈積又はレーザ沈積で付着させる。
【００６４】３．シールドを機械加工する。方法Ｎｏ．９ １．高純度のＣｕ及び鉄の鋳造用ストックの適当な混合
物を溶解させる。真空誘導溶解その他の方法を用いる。
物を溶解させる。真空誘導溶解その他の方法を用いる。
【００６５】２．中子（なかご）を持つ型に溶解物を注
入する。
入する。
【００６６】３．型を割って鋳造体を取り出す。
【００６７】４．鋳造体を機械加工してシールドを形成
する。方法Ｎｏ．１０ １．高純度のＣｕ及び鉄の鋳造用ストックの適当な混合
物を溶解させる。真空誘導溶解その他の方法を用いる。
する。方法Ｎｏ．１０ １．高純度のＣｕ及び鉄の鋳造用ストックの適当な混合
物を溶解させる。真空誘導溶解その他の方法を用いる。
【００６８】２．遠心鋳造器中に溶解物を注入して、シ
ールドを鋳造する。
ールドを鋳造する。
【００６９】３．シールドを機械加工する。
【００７０】
【発明の効果】この種の型式の真空回路遮断器のための
本発明による新規な接点構造部材及び保護シールドは接
点構造部材のコストを大幅に低下させユニットの動作特
性を向上させる。
本発明による新規な接点構造部材及び保護シールドは接
点構造部材のコストを大幅に低下させユニットの動作特
性を向上させる。
【図１】真空型回路遮断器の内部接点構造及びシールド
を示す図である。
を示す図である。
１０ 真空回路遮断器 １２ 絶縁ケーシング １４ 接点構造部材 １６ 非当接部 １８ 当接層 ２０ 保護シールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナトラジ チャンドラセカー イーヤー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 モン ロービル オックスフォード ドライブ 100 アパートメント 312 (72)発明者 アラン ジョン バムフォード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ホース ヘッド カーディナル ロード 41
Claims (15)
- 【請求項１】 銅及び鉄で形成された銅−鉄非当接部
と、銅及びクロムで形成された当接層とから成る真空回
路遮断器用銅−クロム接点であって、非当接部が接点構
造部材全体の約２５％乃至約５０％を占め、銅及びクロ
ムで形成された当接層が接点の残部を形成していること
を特徴とする接点。 - 【請求項２】 銅及びクロムの前記当接層が全厚の約５
０％を占めていることを特徴とする請求項１の接点。 - 【請求項３】 前記当接層は、１％乃至１３％の量のＢ
ｉ、Ｌｉ、Ｍｇを含有することを特徴とする請求項２の
接点。 - 【請求項４】 当接層の組成がＣｕ−Ｃｒ−“Ｘ”粉末
混合物中のクロム成分量が１２重量％乃至６０重量％を
占めており、１乃至１３％の範囲の量の“Ｘ”が添加さ
れ、“Ｘ”はビスマス、リチウム及びマグネシウムであ
り、非当接部の組成がＣｕ−Ｆｅ混合物中の鉄成分が１
乃至６０重量％であることを特徴とする請求項１、２又
は３の接点。 - 【請求項５】 接点の当接層／非当接部の組成範囲はそ
れぞれ、Ｃｕ−２５％Ｃｒ／Ｃｕ−３０％Ｆｅであり、
Ｃｕ−２５％Ｃｒ−１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅを
含むことを特徴とする請求項４の接点。 - 【請求項６】 真空回路遮断器の内面を接点部の腐食性
生成物から保護するシールドであって、該シールドが組
成上、銅、鉄材料及び“Ｘ”を含み、“Ｘ”が０乃至３
０％の範囲の量のクロムであり、Ｆｅ＋“Ｘ”がシール
ド組成の６０％未満であることを特徴とするシールド。 - 【請求項７】 シールドがＣｕと３５％のＦｅを含むこ
とを特徴とする請求項６のシールド。 - 【請求項８】 請求項６又は７の真空回路遮断器用シー
ルドを製造する方法であって、Ｃｕ−Ｆｅ−“Ｘ”混合
物を型キャビティ内へ注ぎ込み、軽く叩いて粉末表面を
平らにし、約５６２０乃至約８４４０ｋｇ／ｃｍ２（８
０，０００乃至１５０，０００ｐｓｉ）の圧力を印加し
てシールドを成形し、該シールドを減圧炉又は真空炉内
において９５０゜Ｃ乃至１１００゜Ｃの範囲の温度で
０．５乃至１０時間かけて焼結し、機械加工して中空の
シールドを形成することを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項６又は７の真空回路遮断器用シー
ルドを製造する方法であって、まず最初に、銅又は銅合
金から成る円筒形外殻容器又は管状容器を製作し、
“Ｘ”が０乃至３０％の量を占めるクロムであり、且つ
Ｆｅ＋“Ｘ”がシールドの全組成のうちの６０％未満で
あるＣｕ−Ｆｅ−“Ｘ”粉末を注ぎ込み、軽く叩くか、
或いは加圧により粉末表面を平らにし、１２５°Ｃ乃至
４００°Ｃの温度範囲の前記粉末の入った容器を脱気
し、容器の頂部カバーを溶接することにより容器を密封
し、頂部を真空溶接又は溶接し、口部から排気して口部
を密閉し、４００゜Ｃ乃至９００゜Ｃの温度範囲で容器
を熱間押出し成形し、容器を取り除きシールドを機械加
工することを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 ７００゜Ｃ乃至１０５０゜Ｃの範囲の
温度で、７０３乃至２１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０，００
０乃至３０，０００ｐｓｉ）の圧力で０．２５乃至６時
間、容器を熱間等方圧成形することを特徴とする請求項
９の方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜５のうち何れか１つの銅−
クロム接点を有する真空回路遮断器であって、前記接点
が銅及び鉄で形成された銅−鉄製非当接部と、銅及びク
ロムから形成された当接層とから成り、前記非当接部が
接点構造部材全体の約２５％乃至約５０％を占め、銅及
びクロムから形成された前記当接層が接点の残部を占め
ており、前記回路遮断器はさらに接点部の腐食性生成物
から真空回路遮断器の内面を保護するシールドを有し、
前記シールドは組成上、銅、鉄材料及び“Ｘ”から成
り、“Ｘ”は０％乃至３０％の範囲の量のクロムであ
り、Ｆｅと“Ｘ”の合計がシールド組成の６０％未満で
あることを特徴とする真空回路遮断器。 - 【請求項１２】 銅−クロムから成る当接層が接点構造
部材の全厚の約５０％を占めることを特徴とする請求項
１１の真空回路遮断器。 - 【請求項１３】 前記当接層に１％乃至１３％の範囲の
量のＢｉ，Ｌｉ及びＭｇが添加されていることを特徴と
する請求項１２の真空回路遮断器。 - 【請求項１４】 当接層／非当接部の組成範囲が、Ｃｕ
−２５％Ｃｒ／Ｃｕ−３０％Ｆｅ接点であり、Ｃｕ−２
５％Ｃｒ−１．５％Ｂｉ／Ｃｕ−３０％Ｆｅを含むこと
を特徴とする請求項１３の真空回路遮断器。 - 【請求項１５】 シールドが、Ｃｕと３５％のＦｅとか
ら成ることを特徴とする請求項１１の真空回路遮断器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US615109 | 1990-11-19 | ||
| US07/615,109 US5120918A (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Vacuum circuit interrupter contacts and shields |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684435A true JPH0684435A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3043876B2 JP3043876B2 (ja) | 2000-05-22 |
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Family Applications (1)
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|---|---|
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| GB (1) | GB2251127B (ja) |
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| US7799395B2 (en) | 2003-09-08 | 2010-09-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Clay film |
| KR20160111926A (ko) * | 2014-01-20 | 2016-09-27 | 이턴 코포레이션 | 아크-내성 중앙 실드를 갖는 진공 차단기 |
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| DE2346179A1 (de) * | 1973-09-13 | 1975-06-26 | Siemens Ag | Verbundmetall als kontaktwerkstoff fuer vakuumschalter |
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-
1990
- 1990-11-19 US US07/615,109 patent/US5120918A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
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