JPH09198950A

JPH09198950A - 真空遮断器及びそれに用いる真空バルブと電気接点並びに製造法

Info

Publication number: JPH09198950A
Application number: JP631996A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Komuro; 勝博小室; Yoshiyuki Kojima; 慶享児島; Noboru Baba; 馬場　　昇; Toshitsugu Endou; 俊告遠藤; Toru Tanimizu; 徹谷水; Yoshimi Hakamata; 好美袴田; Katsuzo Kuroda; 勝三黒田; Hitoshi Okabe; 均岡部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ろう付け接合部がないため比抵抗が従来のもの
に比べ小さく、強度のばらつきも少なく、また従来に比
べ大きい縦磁界によるアーク分散効果の優れた小型，長
寿命のアーク電極を用いた真空遮断器とその製造法及び
電気接点とその製造法を提供する。【解決手段】アーク電極構成基材の少なくとも１つが摩
擦圧接により金相学的に一体に形成されている真空遮断
器とその製造法及び電気接点とその製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高電圧，大電流遮断
用として信頼性の高い真空遮断器用電極を備えた真空遮
断器及びその製造方法，真空バルブ，電気接点とその製
造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高電圧，大電流遮断用の真空遮断器は、
絶縁され高真空に保たれた容器内に固定側電極と可動側
電極とを備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固
定側電極と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接
続された導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロ
ッドを介して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え
た構造になっている。上記固定電極及び可動電極の構造
は、アーク電極と該アーク電極を支持するアーク電極支
持部材と該アーク電極支持部材に連なり、アークを電極
全面に分散させる働きをするコイル電極材とコイル電極
端部の電極棒の４つの部材、更に用途によっては、電極
の強度を増すための補強部材を追加する場合もある。

【０００３】上述したアーク電極材は、高電圧，大電流
を開閉遮断するため直接アークにさらされる。アーク電
極材に要求される特性としては、遮断容量が大きいこ
と、耐電圧値が高いこと、接触抵抗値が小さいこと（電
気伝導に優れていること）、耐溶着性に優れているこ
と、接点消耗量が少ないこと及び裁断電流値が小さいこ
とがあげられる。従来の電極はＣｒ，Ｃｕ，Ｗ，Ｃｏ，
Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂあるいはこれらの合金粉末を所定の組
成，形状，空孔量に成形、焼結後、焼結体の骨格にＣｕ
あるいはＣｕ合金溶湯を含浸させて作製している（以
下、溶浸法と称する）が、上記特性のうち耐電圧値を改
善するため特開昭63−62122号，同63−202813号公報で
は、溶浸前の焼結工程で密度をあげ、空孔率をできるだ
け少なくする熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）処理によりアー
ク電極材を製造する方法が開示されている。前記熱間等
方圧加圧処理により作製されたアーク電極材は、Ｃｕ合
金溶湯を含浸させて作製したアーク電極材に比べ耐電圧
が高く、耐電圧値の製品によるばらつきも少ないという
特徴を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術ではアーク
電極の製法が溶浸法であると熱間等方圧加圧処理法であ
るとにかかわらず、アーク電極と該アーク電極を支持す
るアーク電極支持部材と該アーク電極支持部材に連なる
コイル電極材とコイル電極端部の電極棒の４つの部材を
各部品ごとに作製し機械加工を行った後、それらをろう
付けして電極を作製していた。ろう付けはアーク電極と
該アーク電極を支持するアーク電極支持部材と該アーク
電極支持部材に連なるコイル電極材とコイル電極端部の
電極棒のそれぞれの間に接合材と濡れ性の良好なろう材
を入れ、真空中あるいは還元性雰囲気中で昇温し、ろう
付け接合される。ろう付け接合を用いて構成される電極
は、各部材の機械加工工程と、ろう付けするための部品
組立て時の各部品の芯合わせに時間がかかり、また、ろ
う付け不良による電極材の破壊や脱落の事故原因となっ
ていた。更に、今後の真空遮断器の高電圧，大電流化を
考えた場合、接合面のろう材の電気抵抗が電極材に比べ
て高いことによるろう付け部からの局部発熱の問題も危
惧される。

【０００５】更に、近年の遮断性能の向上の一環として
遮断器開閉速度の向上が試みられているが、遮断速度が
早くなると電極開閉時に電極に大きな衝撃応力がかか
り、電極の変形も起こりうる。そのため、電極各部材の
接合部強度が問題となり、従来のろう付けでは接合強度
の大きさに不安も生じてきた。

【０００６】また、高電圧，大電流対応の真空遮断器の
電極は直径が１００mm以上のものも要求されるが、従来
の各部材をろう付けで作製する方法では、この径以上の
ものは、ろう付け欠陥による強度不足のため実用的には
歩留の問題等から作製が困難であった。

【０００７】また、アーク電極と該アーク電極を支持す
るアーク電極支持部材には電極開閉時に発生するアーク
を電極全体に分散させ、電極寿命を向上させるため、電
極中心軸に並行な磁界（縦磁界という）を発生させるよ
う電極の側面部に溝がきってあった。これは電流が金属
表面を流れることを利用したもので、電流は溝の切って
いない部分に沿って流れるため、その流れのまわりに渦
状の磁界が生じ、これにより上記縦磁界を生じさせるも
のである。縦磁界を効率良く発生させるためには上記溝
がアーク電極及び前記アーク電極支持部材の側面部にお
いて連続していることが最も有効である。従来のろう付
けによる電極では、ろう付け界面を横断して溝が切られ
ていると、アーク発生時にアークが溝の底部にある、ろ
う付け面まで達し、ろう付け部の温度が上昇し、ろう材
が溶け出すという問題点があった。そのため、アーク電
極支持部材の側面のみに溝がきってあった。十分な縦磁
界の発生のためには電極自体を大きくする必要があり、
小型の電極を作製するための障害となっていた。

【０００８】本発明の目的は、ろう材を使用せず、一体
で電極を作製することにより、上記問題を解決し、小型
で長寿命を有する真空遮断器及びそれに用いる真空バル
ブと電気接点並びに製造法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は高導電性金属
と、該高導電性金属より高融点の耐火性金属とを有し、
前記耐火性金属が断面の面積率で粒径１００μｍ以上が
６０％以上、及び粒径１００μｍ未満が１０％以上であ
る合金よりなるアーク電極部材と該アーク電極を支持す
るアーク電極支持部材及び該支持部材あるいはこれに連
なるコイル電極部材又はアーク電極部材と通電電極棒と
を備える真空遮断器用電極であって、前記アーク電極部
材と前記アーク電極支持部材、前記アーク電極部材とア
ーク電極支持部材とコイル電極部材又はアーク電極部材
と通電電極棒とが、固相拡散により金相学的に一体に摩
擦圧接されている真空遮断器電極とした。

【００１０】特に、耐火性金属の面積率は粒径３００μ
ｍ以下で、７０〜８５％，５０〜１００μｍで１５〜３
０％，５０μｍ未満で０.５〜５％が好ましい。

【００１１】更に上記電極のうち望ましいものとして
は、前記アーク電極部材は、２０〜７０重量％（好まし
くは３５〜６５％）がＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｆｅの群
の中から選ばれた１種以上の金属成分と、２０〜７０重
量％がＣｕ，Ａｇ，Ａｕの群から選ばれた１種以上の金
属成分とを有する合金よりなるものがある。

【００１２】また、前記アーク電極部材は、更に０.５
〜５重量％（好ましくは０.５〜2.5％）がＶ，Ｎｂ，Ｚ
ｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｓｉの群の中から選ばれた１種以上の
金属成分、また０.０５〜３重量％（好ましくは０.１
〜０.５％）のＢｉ，Ｐｂ，Ｔｅ，Ｓｂ，Ｔｌ，Ｓｅ及
びＣｅより選ばれた１種以上の金属成分を含む合金より
なるものも好ましい。

【００１３】また、前記アーク電極支持部材，コイル電
極部材及び通電電極棒は、１.０重量％以下（０は除
く）がＣｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｂｅの群の中
から選ばれた１種以上の金属成分からなり、残部がＣ
ｕ，Ａｇ，Ａｕの群から選ばれた１種以上の金属成分か
らなる合金よりなるものも好ましい。

【００１４】また、上記構造の真空遮断器用電極におい
て、前記アーク電極及び前記アーク電極支持部材に縦磁
界発生用の複数本の溝を有し、かつ、その溝がアーク電
極及び前記アーク電極支持部材の側面部において連続し
ており、かつ前記アーク電極部材と前記アーク電極支持
部材，コイル電極部材及び通電電極棒とは前述のように
固相拡散により金相学的に一体に摩擦圧接されているこ
とにより更に性能を向上させることができる。

【００１５】また、上記真空遮断機用電極は、前記アー
ク電極部材と前記アーク電極支持部材，コイル電極部材
及び通電電極棒のうちの少なくとも１つの接合部を摩擦
圧接により一体に固相接合することにより製造される。

【００１６】アーク電極部材は、熱間等方圧加圧，通電
加熱，加圧成形後、バルク材を構成するＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｕの群から選ばれた１種以上の金属成分からなる合金の
融点以下で行い、固相拡散により、金属基材を一体に焼
成する。

【００１７】上記製造方法は、各種金属粉末を金属製カ
プセル内に入れ、カプセル内部を加熱脱気し密封する行
程を含むことが望ましい。この工程をキャニング(Canni
ng）と称する。

【００１８】更に、本発明は前述真空遮断器において、
前記固定側電極及び可動側電極は耐火性金属と高導電性
金属との焼結合金からなるアーク電極部材と、該アーク
電極部材を支持する高導電性金属からなるアーク電極支
持部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒とを有し、
前記アーク電極部材とアーク電極支持部材又は通電電極
棒とは摩擦圧接によって一体に形成され、前記電極支持
部の０.２％耐力が４kg／cm²以上で比抵抗が２.８μΩ
cm以下であることを特徴とするものである。

【００１９】本発明は、高真空に保たれた絶縁容器内に
固定側電極と可動側電極とを備えた真空バルブにおい
て、前記両電極は耐火性金属と高導電性金属との焼結合
金よりなるアーク電極部材と、該アーク電極部材を支持
する高導電性金属からなるアーク電極支持部材又は通電
電極棒とを有し、前記アーク電極とアーク電極支持部材
又は通電電極部材とは摩擦圧接によって一体に形成され
ていることを特徴とする真空バルブにある。

【００２０】前記固定側電極と可動側電極の少なくとも
一方の電極は前記電極支持部材に高導電性金属からなる
縦磁界発生コイルが設けられていることが好ましい。

【００２１】前記縦磁界発生コイルは円筒状であり、そ
の円周面にスリット溝が設けられた形状又は横断面が略
卍状であるのが好ましい。

【００２２】前記固定側電極及び可動側電極はそれらの
外周部がスリット溝によって分離された羽根型を有する
のが好ましい。

【００２３】本発明は、前記電極支持部材の０.２％耐
力が４kg／cm²以上で比抵抗が２.８μΩcm以下であるこ
とを特徴とするものである。

【００２４】本発明は耐火性金属と高導電性金属との焼
結合金からなるアーク電極部材と、該アーク電極部材を
支持する高導電性金属からなるアーク電極支持部材又は
通電電極棒とが摩擦圧接によって一体に形成されている
ことを特徴とする電気接点にある。

【００２５】前記アーク電極部材はＣｒ，Ｗ，Ｍｏ及び
Ｔａの１種又は２種以上の混合物と、Ｃｕ，Ａｇ又はＡ
ｕからなる高導電性金属又はこれらを主にした高導電性
焼結合金からなり、前記電極支持部材又は通電電極棒は
前記高導電性金属又は合金からなものが好ましい。

【００２６】本発明は、前記電極支持部の０.２％耐力
が４kg／mm²以上で比抵抗が２.８μΩcm以下であること
を特徴とする電気接点にある。

【００２７】本発明は、耐火性金属と高導電性金属との
焼結合金からなるアーク電極部材と、該アーク電極部材
を支持する高導電性金属からなるアーク電極支持部材又
は通電電極棒とを有する電気接点の製造法において、前
記アーク電極部材は耐火性金属粉，前記高導電性金属粉
とを含む混合粉末を加圧成形した後、該成形体と前記ア
ーク電極支持部材又は通電電極棒とを摩擦接合すること
を特徴とするものである。

【００２８】真空遮断器用電極を、特定の粒径と面積率
を有する耐火金属を有する前記アーク電極部材と前記ア
ーク電極支持部材，コイル電極部材及び通電電極棒の接
合部のうちの少なくとも１つの接合部基材を摩擦圧接に
より一体に形成することにより、アーク電極部材と前記
アーク電極支持部材、アーク電極部材とアーク電極支持
部材とコイル電極部材又はアーク電極部材と通電電極棒
の４部材のうちの少なくとも２つ以上の部材間をろう材
を用いることなく接合することができる。特にアーク電
極部材と他の部材との接合が強固に接合できる。この場
合、接合部の強度が問題となるが接合部の基材（Ｃｕ合
金）が固相拡散により金相学的に一体に固相接合されて
いれば、強度も十分得られ、また使用時の接合部での発
熱の問題も生じない。ここで固相拡散により金相学的に
連続、又は金相学的に一体に固相接合するとは、上記部
材の接合部において基材（この場合は純Ｃｕ）の結晶
（柱状に成長している結晶で、一つ一つは単結晶）が接
合部においても連続しており、接合境界部が明瞭に示さ
ない状態をいう。固相拡散を用いて金相学的に一体とし
た場合、特徴的なのは基材中に分散しているＣｒなどの
高融点金属の形状が、原料粉の形状をそのまま保ってい
ることである。すなわち、原料粉は破砕等により粒径を
小さくするため、粒の形状が角ばっていることが多い
が、固相拡散を用いた場合は焼結温度が低く、Ｃｒなど
の高融点金属がほとんど反応しないため粒の形状が角ば
ったままとなる。一方、アーク電極部材を溶融含浸させ
る方法によっても製造できるが、この場合は、高温で処
理するため、Ｃｒなどの高融点金属の一部が反応し、粒
の形状が丸くなる。これらの違いを顕微鏡で観察すると
色の濃い部分がＣｒ粒子であり、白っぽく見えるマトリ
ックスがＣｕ合金である。高融点金属の一部が反応した
場合は、その元素が基材のＣｕ合金中に拡散するため、
基材の電気伝導率が低下する。電極材料は高電圧，大電
流を流すため、電気伝導率のわずかな低下が、エネルギ
ーロスにつながるため好ましくない。固相拡散により一
体に形成する部材は、４つの部材のうちの２つ以上の部
材に適用でき、製造コストとの関係で、一部の接合をろ
う付けとすることもできる。

【００２９】本発明のアーク電極部材は通電加熱，熱間
等方圧加圧等の焼結により製造することにより、従来の
製造法では不可能であった、アーク電極材を任意の組成
勾配をもつようにすることができる。これにより、各材
質の熱膨張係数の違いによる熱応力を緩和することがで
き、電極使用時の熱応力による割れの発生を抑制するこ
とができる。

【００３０】電極は使用時は常に電流が流れているた
め、電気エネルギーの損失ができるだけ少ないように、
電気抵抗のできるだけ小さい材料を用いることが好まし
いが、純Ｃｕでは融点がアーク温度より低いため使用中
に溶け出し使用中に溶着してしまう。できるだけ電気抵
抗を上昇させない範囲で、溶着性を向上させるような元
素として従来より、前記Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚ
ｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃｏ元素が用いられている。こ
れらの金属は、従来構造の電極に用いられるものと同じ
ものが使われる。これらは融点が１８００℃以上の高融
点金属、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｔ
ｉ，Ｓｉ，Ｃｏなどが単体またはこれらの群から選ばれ
た２種以上の合金をＣｕ等の基材に添加して用いられ
る。含有量は合計量が２０〜７０重量％が好ましい。遮
断速度が速く強度が要求されるようなものに対しては、
含有量を多くするなど電極の要求特性に応じ、含有量を
加減することが望ましい。

【００３１】また、アーク電極部材としてＣｕ−２０〜
７０重量％（好ましくは５０〜７０重量％）Ｃｒ系合金
にＶ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｔｉの群から選ばれた一種以
上の元素を、その合計の含有量が０.２〜１５重量％
（好ましくは２〜１０重量％）の範囲で添加し、導電性
材料としてＣｕ，Ａｇ，Ａｕの群から選ばれた１種以上
の合金粉を用い合計量３０〜８０重量％であることが望
ましい。これらの元素は使用時のアーク発生によってＣ
ｕ等と高融点の金属間化合物を作り、耐溶着性及び遮断
特性を向上させる目的で従来より添加されているもので
ある。これらの元素も電極の要求特性に応じて、その種
類，量を調整して用いられる。

【００３２】また、ＨＩＰ，通電等の焼結による製造で
は、加熱温度は基材の融点以下とすることが必要であ
る。融点以上とすると、アーク電極部材中のＣｒなどが
アーク支持部材に拡散し、電気伝導率を低下させるため
好ましくない。ＨＩＰの方法としては金属粉末を金属製
のカプセルに入れ、カプセル内部を加熱脱気して密封す
ることにより、焼結体中の残留気体をほとんどなくする
ことができる。焼結体中の残留気体は、真空遮断器使用
中に電極より放出され、遮断器内の真空度を下げる働き
をするため好ましくない。

【００３３】摩擦圧接は、一次圧力１〜５kg／mm²，二
次圧力５〜３０kg／mm²（好ましくは７.５〜２０kg／mm
²），回転数１０００〜３０００rpm（好ましくは１３
００〜２０００rpm），０.１〜２.５秒（好ましくは０.
３〜１秒）以内で行うのが好ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】

（実施例１）粒径４４μｍ〜１５０μｍのＣｒ粉末と粒
径４４μｍ〜１５０μｍのＣｕ粉末と粒径４４μｍ〜９
０μｍのＮｂ粉末を重量比で６５％Ｃｒ−３５％Ｃｕ−
５％ＮｂとなるようにＶ型ミキサーを用いて混合した。
この混合粉末を金型につめ、油圧プレスを用いて、約３
ton／cm²の加圧力で成形し、４０mmφ，厚さ５０mmの成
形体とした。この時の成形体の気孔率は、かさ密度の測
定から２３〜２８％である。このようにして成形したＣ
ｒ−Ｃｕ−Ｎｂ成形体を５０個密着させて軟鋼カプセル
に入れ、真空封止後ＨＩＰ処理を行った。なお、軟鋼カ
プセル，真空封止施工及びＨＩＰ処理等の条件は以下の
通りである。肉厚３mm，長さ１１００mmの軟鋼製カプセ
ルを用いて、約６００〜７００℃に加熱し、真空排気脱
ガスを施しながら真空度５×１０^-5torr以下になるまで
脱気後、真空封止した。ＨＩＰ条件は１０００℃，圧力
１８００kg／cm²である。なお、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｂ成形
体とＣｕ粉成形体の密着面の清浄化に関しては十分な注
意を払った。Ｃｒ−Ｃｕ−Ｎｂ混合成形体のＨＩＰ処理
後の金属組織観察結果、及びＨＩＰ処理後のＣｒ−Ｃｕ
−Ｎｂ混合成形体とＣｕ粉成形体の界面の金属組織観察
結果、いずれも色の濃い粒子のＣｒと、白っぽいマトリ
ックスのＣｕ合金が見られ、ＨＩＰ処理後の混合成形体
は気孔部も観察されず固相拡散による固相接合によりほ
ぼ１００％に近い理論密度が得られた。ＨＩＰ条件は温
度７００〜１１００℃（好ましくは９５０〜１０５０
℃），圧力１０００〜２０００kg／cm²が好ましい。

【００３５】このようにして得られたＨＩＰ材からφ３
８mm×５０mmのアーク電極部材と、別に用意したφ３８
mm×５０mmの純Ｃｕ棒を摩擦圧力接合を実施した。摩擦
圧力接合条件は、一次圧力１〜３kg／mm²で回転させ、
次いで二次摩擦圧力１２.５kg／mm²，回転数１５００rp
m，接合時間０.５秒である。重量で４０％Ｃｒ−５５
％Ｃｕ−５％Ｎｂの組成を有するＨＩＰにより得たアー
ク電極部材と純Ｃｕ通電電極棒とを摩擦圧接部の組織を
観察した結果、接合部において金相学的に一体構造とな
っていた。すなわちアーク電極部材と純Ｃｕ通電電極棒
の接合部には結晶粒の不連続な境界部がなく良好な接合
が得られた。なお、純Ｃｕ通電電極棒の強度を大きくす
るためＣｒ，Ａｇ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，
Ｓｉ，Ｂｅ，Ｃｏ，Ｔｉ、及びＦｅを０.８％含んだＣ
ｕ合金においても同様の結果が得られることを確認し
た。一方重量％で４０％Ｃｒ−５５％Ｃｕ−５％Ｎｂ、
ＨＩＰアーク電極部材に対しＣｒ量を２０％〜７０％ま
で変化させた組織においても同様の結果が得られること
を確認した。

【００３６】このように本発明によればＨＩＰ処理材ア
ーク電極とアーク電極支持部、コイル電極部及び通電棒
とが一体構造で構成され、接合部は金相学的に連続一体
となっている電極の作製が可能であることがわかる。

【００３７】また、Ｃｒ粒子は角ばった形状を有し、細
長いもの，長方形状，四角形状のもの等種々有するが、
粒の大きさを長さの大きい径で表わし、１００〜２００
μｍ，５０〜１００μｍ未満及び５０μｍ未満のものに
分けると各々の面積率では約７８％，２０％及び２％で
あった。

【００３８】（実施例２）粒径４４μｍ〜１５０μｍの
Ｃｒ粉末と粒径４４μｍ〜１５０μｍのＣｕ粉末と粒径
４４μｍ〜９０μｍのＶ粉末を重量比で６０％Ｃｒ−３
５％Ｃｕ−４.５％Ｖ−０.５％ＰｂとなるようにＶ型
ミキサーを用いて混合した。この混合粉末を約１.２５t
on／cm²の加圧力でプレス成形し、φ４０mm，厚さ５０
mmの成形体とした。この時の成形体の気孔率は、かさ密
度の測定から３８〜４０％である。このようにして成形
した６０％Ｃｒ−３５％Ｃｕ−５％Ｖ、成形体の上に気
孔率＋１０％の溶浸用Ｃｕ材を設け、真空中、１０００
℃で焼結後、連続的に1150℃まで昇温しＣｕ溶浸を行っ
た。焼結，溶浸作業は真空中以外に水素（Ｈ₂）ガス雰
囲気中でも同様の結果が得られる。溶浸後の成形体組織
は重量比で４０％Ｃｒ−５７％Ｃｕ−３％Ｖであった。
Ｃｕ溶浸後の組成４０％Ｃｒ−５７％Ｃｕ−３％Ｖ、及
びＣｕ含浸後の組成６０％Ｃｒ−３８％Ｃｕ−２％Ｎｂ
材の組成観察結果、Ｃｕ溶浸後の成形体は気孔部が観察
されず、ほぼ１００％に近い密度が得られた。本実施例
における耐火性金属の粒径及び断面の面積率は実施例１
と同様であった。

【００３９】一方、真空アーク溶解法で得られた７５％
Ｃｒ−２０％Ｃｕ−５％Ｚｒ材，真空溶解法で得られた
７５％Ｃｒ−２０％Ｃｕ−５％Ｖ材の組成観察結果、溶
浸材で比べると素地中に分散するＣｒ粒子は微細であ
る。このようにして得られた溶浸材からφ３８mm，長さ
４８mmのアーク電極部材とφ３８mm，長さ１５０mmのＣ
ｕ−０.８重量％Ｃｒ材棒を摩擦圧接を実施した。摩擦
圧接は実施例１と同様である。４０％Ｃｒ−５７％Ｃｕ
−３％Ｖ溶浸材とＣｕ−０.８重量％Ｃｒ材棒の摩擦圧
接部の組織と、同様にして得られた６０％Ｃｒ−３７％
Ｃｕ−３％Ｖ溶浸材とＣｕ−０.８重量％Ｃｒ材棒の摩
擦圧接部の組織からアーク電極部材とＣｕ−０.８重量
％材棒（アーク電極支持部材，コイル電極部材あるいは
通電電極棒）の接合部には結晶粒の不連続な境界部がな
いことがわかる。また、実施例１と同様の摩擦圧力接合
条件で得た純Ｃｕ棒とＣｕ−０.８重量％Ｃｒ材棒の接
合部の組織観察結果、及び純Ｃｕ棒同士の接合部組織観
察結果、アーク電極とアーク電極支持部，コイル電極部
及び通電棒とが一体構造で構成され、接合部は金相学的
に連続一体となっている電極の作製が可能であることが
わかる。

【００４０】（実施例３）図１は各種アーク電極材（溶
浸材，溶解材，ＨＩＰ，加圧成形後焼結，加圧成形後通
電加熱焼結）と各種アーク電極支持部材，コイル電極部
及び通電棒の摩擦圧接方法とその素材を用いた一体構造
電極形状を示したものである。図１４(ａ)は、５０〜３
０mm長さのアーク電極材と５０〜３０mm長さのアーク電
極支持部材及び通電電極棒を摩擦圧力接合後、切削加工
によって作製したバット型一体構造電極、図１４（ｂ）
は５０〜３０mm以上の長さのアーク電極材と５０〜３０
mm以上のアーク電極支持部材及び通電電極棒を摩擦圧力
接合後、摩擦圧力接合素材は所定電極長さに自動切断
し、残ったアーク電極材と残ったアーク電極支持部材及
び通電電極棒は自動的に次の摩擦圧力接合できる状態に
セットし、連続自動的に摩擦圧力接合する方法と切削加
工によって作製したバット型一体構造電極、図１（ｃ）
は５０〜３０mm以上の長さのアーク電極材と所定形状に
加工されたアーク電極支持部材及び通電電極棒を摩擦圧
力接合後、アーク電極材を所定のアーク電極長さに自動
切断して摩擦圧力接合素材を取り出す。再び所定形状の
アーク電極支持部材及び通電電極棒をセットし、残った
アーク電極材は自動的に摩擦圧力接合可能な状態にセッ
トし、連続半自動的に摩擦圧力接合する方法と切削加工
によって作製したバット型一体構造電極。図１（ｄ）は
５０〜３０mm以上の長さのアーク電極材と５０〜３０mm
以上のアーク電極支持部材及び通電電極棒を摩擦圧力接
合後、アーク電極支持部材のみを所定長さに自動切断す
る。次に別に用意した所定形状のコイル電極部材及び通
電電極棒とアーク電極支持部材を摩擦圧力接合する。接
合完了後、所定形状にアーク電極材及びアーク電極支持
部材、コイル電極部材及び通電電極棒を自動切断後、接
合素材を取り出し、再びアーク電極材及びアーク電極支
持部材は次の摩擦圧力接合可能状態に自動的にセット
し、連続半自動的に摩擦圧力接合する方法と切削加工に
よって作製したカップ型一体構造の電極である。

【００４１】なおアーク電極支持部材の材質はＣｕ合金
以外の鉄系合金を使用しても同様の結果が得られること
を確認している。

【００４２】このようなバット型あるいはカップ型の電
極はろう付接合を使用せずともアーク電極部材，アーク
電極支持部材，コイル電極部材及び通電電極棒を含めた
一体構造の電極構成が可能である。

【００４３】（実施例４）表１はアーク電極（組成：６
１重量％Ｃｒ−３９重量％Ｃｕ）と純Ｃｕ材を従来方法
であるろう付け接合（条件：温度８００℃，真空中，Ｎ
ｉ系ろう材）した場合の接合部（厚さ約３μｍ）の電気
抵抗及び強度の測定結果（比較例１）、及び８００℃で
焼鈍した純Ｃｕの電気抵抗及び強度の測定結果（比較例
２）と実施例１と同様の条件でＨＩＰ処理したアーク電
極部材と各種アーク電極支持部材を摩擦圧力接合した接
合部の電気抵抗及び強度測定結果を示したものである。

【００４４】

【表１】

【００４５】電気抵抗測定は４点式抵抗測定法で、強度
測定はアームスラ引張試験機を用いて実施した。従来方
法でろう付け接合した界面の強度は１２〜２２kg／mm²
とばらつきが大きく、強度１２kg／mm²の試験片にはろ
う付け不良部が確認された。また、界面部の電気接触抵
抗値は０.４〜０.４４μΩ・cmと高い抵抗値である。そ
れに対しＮo.１の界面強度は２５〜２６kg／mm²と安定
した強度を示し、試験片の欠陥は観察されなかった。比
較例１のアーク電極の相手材が純Ｃｕに対し、Ｎo.２の
相手材にはＣｒが約０.９０％含むＣｕ合金であるにも
かかわらず、ろう付け接合部がないので、界面の電気接
触抵抗は０.０４μΩ・cm と比較例１より低い値であ
り、大電流を流す遮断器電極として好適であることがわ
かる。

【００４６】一方、比較例２の純Ｃｕの強度は最大値８
〜９kg／mm²に対し０.２％耐力は３〜５kg／mm²と非常
に軟弱であり、アーク電極支持部材あるいはコイル電極
部材に使用した場合には衝撃的な荷重に耐えきれず経時
的に変形してしまうことがわかる。これに対し、Ｃｒあ
るいはＡｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｂｅをそれぞ
れ含有したＣｕ合金であるＮo.２〜１０の電気抵抗値
は、０.０４〜０.０７の抵抗値を示したが、従来技術の
ろう付け接合界面抵抗値と比較すると約半分以下であり
十分に実機真空遮断器用電極材に使用可能である。ま
た、Ｎo.２〜１０の強度は、いずれも最大強度２４〜２
５kg／mm²と純Ｃｕより２〜３倍の強度を有し、０.２
％耐力値において１０〜１１kg／mm²と２倍に強度向上
がはかられている。

【００４７】このように、本発明によるＣｒあるいはＡ
ｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｂｅをそれぞれ含有す
るＣｕ合金製アーク電極支持部材，コイル電極材及び電
極棒は、電極開閉時の衝撃的荷重の繰返しによる変形が
生じないため変形に伴う溶着障害を防止して信頼性及び
安全性の向上が図られる。

【００４８】また、比抵抗は合金元素を加えることによ
って増加するが、電極支持部，コイル電極部及び通電棒
の比抵抗はできるだけ小さくすることによって通電中の
電極温度を低く押さえること及び遮断時のアーク発生に
伴うアーク熱を電極棒を通して冷却する必要があり、そ
の熱伝導率を高くする必要がある。アーク電極支持部，
コイル電極部材及び通電棒の比抵抗は２.５μΩ・cm 以
下とするのが好ましく、各元素の含有量を重量比でＣｒ
１.１８％，Ａｇ１.０％，Ｖ１.０％，Ｎｂ1.0％，Ｚｒ
０.８％，Ｓｉ０.５％，Ｗ０.５％，Ｂｅ１.０％を上限
として含有させることが好ましい。

【００４９】（実施例５）図２は実施例１〜４で得られ
たアーク電極を用いた真空バルブの断面図である。絶縁
材で形成された真空容器としての絶縁筒体３５の上下開
口部に上下一体をなす端板３８ａ，３８ｂを設けて真空
室を形成する真空容器を構成し、上記上端板３８ａの中
程に固定電極３０ａの直下に位置する上記下端板３８ｂ
の中程に可動電極３０ｂの一部を形成する可動側の電極
棒３４ｂを昇降自在に設け、この電極棒３４ｂに上記縦
磁界発生のコイル電極３３ｂ及びアーク電極３１ｂを付
設し、上記固定電極３０ａのアーク電極３１ａに対して
上記可動電極３０ｂのアーク電極３１ｂを接離するよう
にし、上記可動側の電極棒３４ｂの周りに位置する上記
下端板３８ｂの内側に金属製ベローズ３７を伸縮するよ
うにして被冠して設け、さらに上記アーク電極の周りに
円筒状をなす金属板のシールド部材３６を絶縁筒体３５
によって設置し、このシールド部材３６は上記絶縁筒体
１の絶縁性を損なわないようにして構成したものであ
る。

【００５０】更に、上記アーク電極３１ａ，３１ｂは前
述の摩擦圧力接合処理によって得られたアーク電極支持
部材３２ａ，３２ｂに一体固着され、各縦磁界発生のコ
イル電極３３ａ，３３ｂに純鉄からなる補強部材３９
ａ，３９ｂによって補強されてろう付け又は摩擦圧接さ
れる。補強部材３９ａ，３９ｂとして他にオーステナイ
ト系ステンレス鋼が用いられる。絶縁筒体３５にはガラ
ス，セラミックス焼結体が用いられる。絶縁筒体３５は
金属製端板３８ａ，３８ｂにコバール等のガラス，セラ
ミックスの熱膨張係数に近い合金板を介してろう付けさ
れ、１０^-6mmHg以下の高真空に保たれる。

【００５１】固定側の電極棒３４ａは端子に接続され、
電流の通路となる。排気管（図示なし）は上端板３８ａ
に設けられ、排気の時真空ポンプに接続される。ゲッタ
は真空容器内部に微量のガスが発生した場合に吸収して
真空を保つ働きとして設けられる。シールド部材３６は
アークによって発生した主電極表面の金属蒸気を付着さ
せ、冷却させる働きを有し、また付着した金属はゲッタ
作用を有する真空度保持の働きを有する。

【００５２】図３は電極の詳細を示す断面図である。固
定電極及び可動電極のいずれもほぼ同じ構造を有する。
アーク電極部３１は実施例４に示すアーク電極支持部材
３２を摩擦圧力接合処理によって一体化したものであ
る。この一体構造のものを図のように切削加工によって
得た。アーク電極支持部材３２には更に非磁性のオース
テナイト系ステンレス鋼からなる補強の平板４０をろう
付けするとともに、コイル電極３３は純Ｃｕからなるも
ので、前述のろう材より低融点のろう材を用いて電極棒
３４及び電極は各々ろう付けした。

【００５３】本実施例におけるアーク電極支持部材３２
は純Ｃｕによって形成したもので、そのアーク電極支持
部材３２へのＣｒ，Ａｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，
Ｂｅ量は前述の通りであり、要求される強度と電気抵抗
とを考慮して決められる。なお、電気抵抗は熱処理によ
り金属間化合物を析出させることによって強度を下げず
に小さくすることができる。

【００５４】図４は他の電極構造を示す断面図である。
（ａ）は正面図で、（ｂ）は（ａ）りＡ−Ａ部の正面図
である。

【００５５】本電極構造は同様にアーク電極部材９２を
Ｃｒ−Ｃｕ合金とし、表面のアーク電極部材９２に純銅
からなる電極支持部材９４を形成したものである。この
アーク電極部材９２に対して縦磁界発生コイル電極９１
をろう付けしたものであり、純鉄又はステンレス鋼から
補強部材９６のろう付によって補強される。９０は導電
棒である。主電極９２はコイル電極９１の凸状部９５で
ろう付される。

【００５６】アーク電極は電極開の際にアークが生じる
が、このアークは通常最も電流の流れやすい点より発生
する。電極上に摩耗粉等の異物があった場合や固定電
極，可動電極の最も距離の近い点から優先的にアークが
発生し、その部分が優先的に劣化していき、全体の寿命
が短くなるという問題が生じる。これを防ぐため、アー
クを電極全面から一様に発生させるように、電極軸に並
行に磁界をかけている。これを縦磁界と称しているが、
この磁界を発生させるため電極の周囲にコイル電極を設
けている。図４（ａ）は電極の横断面構造で図４（ｂ）
のＢ−Ｂ′での横断面を示す。アーク電極はアーク電極
支持部材とろう付け面９２を介して接合している。
（ｂ）図はコイル電極９１を上方から見た図である。電
流は電極棒９０よりコイル電極９１にそって４分割され
アーク電極面に平行に流れるため縦磁界が発生する。４
分割された電流はアーク電極支持部材９４とろう付けさ
れた面９５からアーク電極部材に流れる。このようにコ
イル電極に溝（この例の場合は、溝を設けるというより
は電極をコイル状にしている）を設けることによって、
有効な縦磁界を発生させている。また、単に溝を設けて
も同様の効果が得られる。この溝は図に示すように、接
合面９２より下まで（図中Ａ−Ａで示す線まで）設けら
れている。アーク電極，アーク電極支持部材自体には溝
は形成されていない。また、固相拡散により、ろう付け
を用いない一体構造の電極においては、溝を電極面まで
設けても、ろうの溶け出しは生じない。この点から、ア
ーク電極,アーク電極支持部材，コイル電極の各部材を
固相拡散により一体に形成するものである。

【００５７】（実施例６）図５は、本発明で作製した、
アーク電極側面部まで溝を有する真空電極の斜視図であ
る。このように電極側面部まで溝をきることによって、
発生する縦磁界の強度を大きくすることができる。本実
施例ではアーク電極が円板状となっているのと異なって
いる。このような形状の電極をカップ型電極と称してい
るが、電極上部まで連続して溝を形成して、縦磁界の発
生を強めることができる。図６に磁束密度とアーク電圧
の関係を示す。アーク電圧は、電流によって変化する一
定磁界により、最小値をとることがわかる。遮断電流値
が大きくなるとアーク電圧を最低にするために要する磁
束密度が大きくなることがわかる。大電流を切断する遮
断器では大きな縦磁界が必要とされるが、上記のように
電極側面部まで溝をきることによって、同じ径をもつア
ーク電極を比較した場合、従来構造の電極に比べ大きな
縦磁界を得ることができる。すなわち、本発明で得られ
る構造の電極は、同性能でより小型化が可能になる。

【００５８】（実施例７）図７は、実施例１〜６で得ら
れた真空バルブを用いた真空遮断器の全体図である。操
作機構部を前面配置とし、背面に真空バルブを支持する
３相一括型の３組の耐トラッキング性を有するエポキシ
筒６０を配置した小型，軽量な構造である。各相端はエ
ポキシレジン筒、真空バルブ支持板で水平に支持された
水平引き出し形である。真空バルブは、絶縁操作ロッド
６１を介して、操作機構によって開閉される。操作機構
部は、構造が簡単で、小型軽量な電磁操作式の機械的引
きはずし自由機構である。開閉ストロークが少なく、可
動部の質量が小さいために衝撃が少ない。本体前面に
は、手動連結式の二次端子のほか、開閉表示器，動作回
数計，手動引きはずしボタン，手動投入装置，引き出し
装置及びインターロックレバーなどが配置されている。

【００５９】（ａ）閉路状態遮断器の閉路状態を示し、電流は上部端子６２，主電極
３０，集電子６３，下部端子６４を流れる。主電極間の
接触力は、絶縁操作ロッド６１に装着された接触バネ６
５によって保たされている。

【００６０】主電極の接触力，早切りバネの力および短
絡電流による電磁力は、支えレバー６６およびプロップ
６７で保持されている。投入コイルを励磁すると開路状
態からプランジャ６８がノッキングロッド６９を介して
ローラ７０を押し上げ、主レバー７１を回して接触子を
閉じた後、支えレバー６６で保持している。

【００６１】（ｂ）引きはずし自由状態開離動作により可動主電極が下方に動かされ、固定・可
動両主電極が開離した瞬間からアークが発生する。

【００６２】アークは、真空中の高い絶縁耐力と激しい
拡散作用によって短時間に消弧される。引きはずしコイ
ル７２が励磁されると、引きはずしレバー７３がプロッ
プ６７の係合をはずし、主レバー７１は早切りバネの力
で回って主電極が開かれる。この動作は、閉路動作の有
無には全く関係無く行われる機械的引きはずし自由方式
である。

【００６３】（ｃ）開路状態主電極が開かれたあと、リセットバネ７４によってリン
クが復帰し、同時にプロップ６７が係合する。この状態
で投入コイル７５を励磁すると（ａ）の閉路状態にな
る。７６は排気筒である。

【００６４】真空遮断器は高真空中でアーク遮断し、真
空の持っている高い絶縁耐力と、アークの高速拡散作用
により優れた遮断性能を有しているが、反面無負荷のモ
ーター、変圧器を開閉する場合電流が零点に達する以前
に遮断してしまい、いわゆる裁断電流を生じ、この電流
とサージインピーダンスの積に比例する開閉サージ電圧
を発生する場合がある。このため３ｋＶ変圧器や３ｋ
Ｖ，６ｋＶ回転機などを真空遮断器で直接開閉するとき
は、サージアブソーバを回路に接続してサージ電圧を抑
制し、機器を保護する必要がある。サージアブソーバと
しては、コンデンサを標準としますが、負荷の衝撃波耐
電圧値によって、ＺｎＯ非直線抵抗体を使用することも
できる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、アーク電極と該アーク
電極を支持する支持部材と該支持部材に連なるコイル電
極とを有する固定側電極及び可動側電極を備えた真空遮
断器において、前記アーク電極と上記アーク電極支持部
材，コイル電極材、好ましくは通電棒とは非接合からな
る摩擦圧力接合処理による金相学的に一体の構造を有
し、前記支持部材及びコイル電極は０.１〜１.１８重量
％のＣｒ，Ａｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｂｅ等を
含有したＣｕ合金から構成されるので、ろう付け接合に
伴う各部材の機械加工工程及び組立て工程の低減とろう
付け接合不良による電極材の破壊や脱落を防止するとと
もに、アーク電極支持部材及びコイル電極材の強度向上
により電極変形に伴う溶着障害を防止できることからよ
り信頼性，安全性の高い真空遮断器とそれに用いる真空
バルブ及び電気接点を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空遮断器電極部の摩擦圧接部の接合状況を示
す斜視図。

【図２】真空バルブの断面図。

【図３】電極の断面図。

【図４】電極の断面図及び平面図。

【図５】電極の断面図。

【図６】磁束密度とアーク電圧との関係を示す図。

【図７】真空遮断器全体の構成図。

【符号の説明】

３２，３２ａ，３２ｂ…アーク電極支持部材、３３，３
３ａ，３３ｂ…コイル電極、３１，３１ａ，３１ｂ…ア
ーク電極、３４，３４ａ，３４ｂ…電極棒、４２…ろう
付け部、３９，３９ａ，３９ｂ…補強部材、３５…絶縁
筒体、３６…シール部材、３７…ベローズ、５０…電極
溝、６０…エポキシレジン筒、６１…絶縁操作ロッド、
６２…上部端子、６３…集電子、６４…下部端子、６５
…接触バネ、６６…支えレバー、６８…プランジャ、７
１…主レバー、７２…引きはずしコイル、７５…投入コ
イル、７６…排気筒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤俊告茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者谷水徹茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者袴田好美茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者黒田勝三茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者岡部均茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極とを
備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電極
と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続された
導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを介
して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記固
定側電極と可動側電極がアーク電極部材と該アーク電極
を支持するアーク電極支持部材と該支持部材に連なるコ
イル電極部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒を備
えた真空遮断器において、前記アーク電極部材は高導電
性金属と、該高導電性金属より高融点の耐火性金属とを
有し、前記耐火性金属が断面の面積率で粒径１００μｍ
以上が６０％以上、及び粒径１００μｍ未満が１０％以
上である合金によって形成され、前記アーク電極部材と
前記アーク電極支持部材、前記アーク電極部材とアーク
電極支持部材とコイル電極部材、又は前記アーク電極部
材と通電電極棒とは摩擦圧接により一体に形成されてい
ることを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極とを
備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電極
と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続された
導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを介
して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記固
定側電極と可動側電極がアーク電極部材と該アーク電極
を支持するアーク電極支持部材と該支持部材に連なるコ
イル電極部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒を備
えた真空遮断器において、前記アーク電極部材は高導電性金属中に該高導電性金属
よりも高融点である耐火性金属粒子が分散した合金から
なり、前記耐火性金属粒子は面積率で長径で１００μｍ
以上を有するものが７０％以上、長径で１００μｍ未満
を有するものが１０％以上であり、前記アーク電極部材
と前記アーク電極支持部材、前記アーク電極部材とアー
ク電極支持部材とコイル電極部材、又は前記アーク電極
部材と通電電極棒とが摩擦圧接されていることを特徴と
する真空遮断器。
【請求項３】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極とを
備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電極
と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続された
導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを介
して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記固
定側電極と可動側電極がアーク電極部材と該アーク電極
を支持するアーク電極支持部材と該支持部材に連なるコ
イル電極部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒を備
えた真空遮断器において、前記アーク電極部材は、２０〜７０重量％のＣｒ，Ｗ，
Ｍｏ，Ｃｏ，Ｆｅから選ばれた１種以上の金属と、２０
〜７０重量％のＣｕ，Ａｇ，Ａｕから選ばれた１種以上
の高導電性金属とを有し、前記耐火性金属が、断面の面
積率で粒径100μｍ以上が６０％以上、及び粒径１００
μｍ未満が１０％以上である合金よりなり、前記アーク電極部材と前記アーク電極支持部材、前記ア
ーク電極部材とアーク電極支持部材とコイル電極部材又
は前記アーク電極部材と通電電極棒とは摩擦圧接により
一体に形成されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項４】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極とを
備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電極
と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続された
導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを介
して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記固
定側電極と可動側電極がアーク電極部材と該アーク電極
を支持するアーク電極支持部材と該支持部材に連なるコ
イル電極部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒を備
えた真空遮断器において、前記アーク電極部材は、２０〜７０重量％のＣｒ，Ｗ，
Ｍｏ，Ｃｏ，Ｆｅから選ばれた１種以上の金属と、０.
５〜５重量％のＶ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｓｉか
ら選ばれた１種以上の金属と、３０〜７０重量％のＣ
ｕ，Ａｇ，Ａｕから選ばれた１種以上の金属とを有し、
前記耐火性金属が、断面の面積率で粒径100μｍ以上が
６０％以上、及び粒径１００μｍ未満が１０％以上であ
る合金よりなり、前記アーク電極部材と前記アーク電極支持部材、前記ア
ーク電極部材とアーク電極支持部材とコイル電極部材又
は前記アーク電極部材と通電電極棒とは摩擦圧接により
一体に形成されていることを特徴とする真空遮断器。
【請求項５】前記アーク電極支持部材，コイル電極部材
又は通電電極棒は、１.０重量％以下のＣｒ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｂｅの群の中から選ばれた１種以
上の金属を含み、残部がＣｕ，Ａｇ，Ａｕの群から選ば
れた１種以上の金属からなる合金よりなり、請求項１記
載の真空遮断器。
【請求項６】前記アーク電極及び前記アーク電極支持部
材が、縦磁界発生用の複数本の溝を有し、該溝が前記ア
ーク電極及び前記アーク電極支持部材の側面部において
連続している請求項１に記載の真空遮断器。
【請求項７】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極とを
備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電極
と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続された
導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを介
して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記固
定側電極と可動側電極がアーク電極部材と該アーク電極
を支持するアーク電極支持部材及び該支持部材に連なる
コイル電極部材又は前記アーク電極部材と通電電極棒を
備えた真空遮断器の製造方法において、前記アーク電極
部材は、高導電性金属と、該高導電性金属より高融点の
耐火性金属とを有し、前記耐火性金属が断面の面積率で
粒径１００μｍ以上が６０％以上及び粒径１００μｍ未
満が１０％以上である合金によって形成され、前記アー
ク電極部材と前記アーク電極支持部材、前記アーク電極
部材とアーク電極支持部材とコイル電極部材又は前記ア
ーク電極部材と通電電極棒とを摩擦圧接することを特徴
とする真空遮断器の製造方法。
【請求項８】熱間等方圧加圧の加熱温度は、前記アーク
電極部材を構成するＣｕ，Ａｇ，Ａｕの群から選ばれた
１種以上の金属の、融点以下であることを特徴とする請
求項７に記載の真空遮断器の製造方法。
【請求項９】前記アーク電極部材は該電極部材を構成す
る金属粉末を加圧成形した後、金属製カプセル内に入
れ、カプセル内部を加熱脱気し密封した後前記焼結する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の真空遮断器の
製造方法。
【請求項１０】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極と
を備えた真空バルブと、該空気バルブ内の前記固定側電
極と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続され
た導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを
介して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備えた真空
遮断器において、前記固定側電極及び可動側電極は耐火
性金属と高導電性金属との合金からなるアーク電極部材
と、該アーク電極部材を支持する高導電性金属からなる
アーク電極支持部材又は前記アーク電極部材と通電電極
棒とを有し、前記アーク電極部材とアーク電極支持部又
は通電電極棒とは摩擦圧接によって一体に形成され、前
記電極支持部の０.２％耐力が４kg／cm²以上で比抵抗が
２.８μΩcm 以下であることを特徴とする真空遮断器。
【請求項１１】高真空に保たれた絶縁容器内に固定側電
極と可動側電極とを備えた真空バルブにおいて、前記両
電極は耐火性金属と高導電性金属との複合部材よりなる
アーク電極部材と、該アーク電極部材を支持する高導電
性金属からなるアーク電極支持部材又は通電電極棒とを
有し、前記アーク電極部材は高導電性金属と、該高導電
性金属より高融点の耐火性金属とを有し、前記耐火性金
属が断面の面積率で粒径１００μｍ以上が６０％以上、
及び粒径１００μｍ未満が１０％以上である合金よりな
り、前記アーク電極とアーク電極支持部材又は通電電極
部材とは摩擦圧接によって一体に形成されていることを
特徴とする真空バルブ。
【請求項１２】前記固定側電極と可動側電極の少なくと
も一方の電極は前記電極支持部材に高導電性金属からな
る縦磁界発生コイルが設けられている請求項１１に記載
の真空バルブ。
【請求項１３】前記縦磁界発生コイルは円筒状であり、
その円周面にスリット溝が設けられた形状又は横断面が
略卍状である請求項１１又は１２に記載の真空バルブ。
【請求項１４】前記固定側電極及び可動側電極はそれら
の外周部がスリット溝によって分離された羽根型を有す
る請求項１１に記載の真空バルブ。
【請求項１５】高真空に保たれた絶縁容器内に固定側電
極と可動側電極とを備えた真空バルブにおいて、前記両
電極は耐火性金属と高導電性金属との複合部材よりなる
アーク電極部材と、該アーク電極部材を支持する高導電
性金属からなるアーク電極支持部材又は通電電極部材と
を有し、前記アーク電極部材とアーク電極支持部材又は
通電電極棒とは摩擦圧接によって一体に形成され、前記
電極支持部材の０.２％耐力が４kg／cm²以上で比抵抗
が２.８ μΩcm以下であることを特徴とする真空バル
ブ。
【請求項１６】高導電性金属と、該高導電性金属より高
融点の耐火性金属とを有し、前記耐火性金属が断面の面
積率で粒径１００μｍ以上が６０％以上、及び粒径１０
０μｍ未満が１０％以上である合金からなるアーク電極
部材と、該アーク電極部材を支持する高導電性金属から
なるアーク電極支持部材又は通電電極棒とが摩擦圧接に
よって一体に形成されていることを特徴とする電気接
点。
【請求項１７】前記アーク電極部材はＣｒ，Ｗ，Ｍｏ及
びＴａの１種又は２種以上の混合物と、Ｃｕ，Ａｇ又は
Ａｕからなる高導電性金属又はこれらを主にした高導電
性合金からなり、前記電極支持部材又は通電電極棒は前
記高導電性金属又は合金からなる請求項１５に記載の電
気接点。
【請求項１８】前記アーク電極部材はＣｒ，Ｗ，Ｍｏ及
びＴａの１種又は２種以上の合計量５０〜８０重量％と
Ｃｕ，Ａｇ又はＡｕ２０〜５０重量％とを含む複合合金
からなり、前記電極支持部材又は通電電極棒はＣｒ，Ａ
ｇ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，Ｔ
ｉ，Ｃｏ及びＦｅの１種又は２種以上の合計量が２.５
重量％以下及び残部Ｃｕ，Ａｇ又はＡｕである高導電性
合金からなる請求項１７に記載の電気接点。
【請求項１９】前記電極支持部の０.２耐力が４kg／mm²
以上で比抵抗が２.８μΩcm 以下である請求項１６〜１
８のいずれかに記載の電気接点。
【請求項２０】高導電性金属と、該高導電性金属より高
融点の耐火性金属とを有し、前記耐火性金属が断面の面
積率で粒径１００μｍ以上が６０％以上、及び粒径１０
０μｍ未満が１０％以上である合金からなるアーク電極
部材と、該アーク電極部材を支持する高導電性金属から
なるアーク電極支持部材又は通電電極棒とを有する電気
接点の製造法において、前記アーク電極部材は耐火性金
属粉前記高導電性金属粉とを含む混合粉末を加熱加圧焼
結した後、該成形体と前記アーク電極支持部材又は通電
電極棒とを摩擦圧接することを特徴とする電気接点の製
造法。
【請求項２１】絶縁容器内に固定側電極と可動側電極と
を備えた真空バルブと、該真空バルブ内の前記固定側電
極と可動側電極との各々に前記真空バルブ外に接続され
た導体端子と、前記可動電極に接続された絶縁ロッドを
介して前記可動電極を駆動する開閉手段とを備え、前記
固定側電極と可動側電極がＣｕ−Ｃｒ系合金からなるア
ーク電極部材と該アーク電極を支持するアーク電極支持
部材及び該支持部材に連なる電極部材及び通電電極棒よ
り構成されている真空遮断器において、前記アーク電極
部材と前記アーク電極支持部材、コイル電極部材及び通
電電極棒の各部材の接合部のうちの少なくとも１つの接
合部の基材が、摩擦圧接されていることを特徴とする真
空遮断器。
【請求項２２】前記アーク電極部材と前記アーク電極支
持部材、コイル電極支持部及び通電電極部材の各部材の
接合部のうちいずれか一方を回転し、一次圧力より高い
二次圧力を加えて０.１〜２.５秒以内に回転を止める摩
擦圧力接合により前記アーク電極部材と前記アーク電極
支持部材、コイル電極部材及び通電電極棒の各部材の接
合部のうち少なくとも１つの接合部の基材が金相学的に
一体に形成されている請求項２１に記載の真空遮断器。
【請求項２３】前記アーク電極部材と前記アーク電極支
持部材、コイル電極部材及び通電電極棒のうちいずれか
一方を回転し、一次圧力より高い５〜３０kg／mm²の範
囲内で相互間に加圧することでフラッシュを発生させる
摩擦圧力接合により前記アーク電極部材と前記アーク電
極支持部材、コイル電極部材及び通電電極棒の各部材の
接合部のうち少なくとも１つの接合部の基材が金相学的
に一体に形成されている請求項２１又は２２に記載の真
空遮断器。
【請求項２４】前記アーク電極部材と前記アーク電極支
持部材、コイル電極部材及び通電電極棒のうちいずれか
一方を１０００〜３０００rpm で回転し、一次圧力より
高い二次圧力を加えることでフラッシュを発生させる摩
擦圧力接合により前記アーク電極部材と前記アーク電極
支持部材、コイル電極部材及び通電電極棒の各部材の接
合部のうち少なくとも１つの接合部の基材が金相学的に
一体に形成されている請求項２１〜２３のいすれかに記
載の真空遮断器。