JPH10199379A - 真空遮断器用接点材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、再点弧特性及び耐アーク消耗特性
を向上させることを目的とする。 【解決手段】 平均粒径０．４〜６μｍのＷを７４〜８
８重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＭｏを０．００１
〜５重量％、残部がＣｕよりなる合金であって、ＷＭｏ
が一体化しその平均粒径が０．４〜１０μｍの範囲にあ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮断電流特性を維
持した上で、特に耐アーク消耗特性と再点弧特性とに優
れた真空遮断器用接点材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空遮断器に用いられる真空バルブの接
点は、耐溶着特性、耐電圧特性、遮断特性で代表される
基本三要件の他に裁断特性、耐消耗性、接触抵抗特性、
温度上昇特性などを維持向上させるために種々の素材か
ら構成されている。しかし、これらの要求特性は互いに
相反する材料物性を要求する場合が多いことから、１つ
の元素で十分満足させることは不可能とされている。そ
こで、材料の複合化、素材張合わせなどによって、大電
流遮断用途、高耐電圧用途などのように特定用途に合っ
た接点材料の開発が行われ、それなりに優れた特性を発
揮している。

【０００３】例えば、基本三要件を満たした大電流遮断
用接点材料として、ＢｉやＴｅのような溶着防止成分を
５重量％以下含有するＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金
が知られている（特公昭４１−１２１３１号公報、特公
昭４４−２３７５１号公報）。Ｃｕ−Ｂｉ合金は結晶粒
界に析出した脆いＢｉ、Ｃｕ−Ｔｅ合金は結晶粒界及び
粒内に析出した脆いＣｕ₂ Ｔｅが合金自体を脆化させ低
溶着引き外し力が実現したことから大電流遮断特性に優
れている。一方、高耐圧・大電流遮断用接点材料とし
て、Ｃｕ−Ｃｒ合金が知られている。この合金は前記Ｃ
ｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金よりも、構成成分間の蒸
気圧差が少ないため均一な性能発揮を期待し得る利点が
あり、使い方によっては優れたものである。また高耐電
圧接点材料としてＣｕ−Ｗ合金が知られている。この合
金は高融点材料の効果によって優れた耐アーク性を発揮
している。

【０００４】真空遮断器には、電流遮断後、真空バルブ
内で閃絡が発生し接点間が再び導通状態になる（その後
放電は継続しない）現象を誘起することがある。この現
象を再点弧と呼び、その発生メカニズムは未解明である
が、電気回路が一度電流遮断状態となった後に導通状態
に急激に変化するため、異常過電圧が発生しやすい。特
にコンデンサバンクの遮断時に再点弧を発生させる実験
によれば、極めて大きな過電圧の発生や、過大な高周波
電流が流れるため、再点弧の発生抑制技術の開発が求め
られている。上記したように、再点弧現象の発生メカニ
ズムは未だ知られていないが、本発明者らの実験観察に
よれば、再点弧は真空バルブ内の接点／接点間、接点／
アークシールド間でかなり高い頻度で発生している。そ
のため本発明者らは、例えば接点がアークを受けた時に
放出される突発性ガスの抑制技術、接点表面形態の最適
化技術など、再点弧の発生抑制に極めて有効な技術を明
らかにし、再点弧発生数を大幅に低減化した。しかし、
近年の真空バルブに対する高耐電圧化要求、大電流遮断
化要求、特に小形化要求には、接点の一層の低再点弧化
が必要となってきた。

【０００５】即ち、近年では、需要家の使用条件の過酷
化とともに負荷の多様化が進行している。最近の顕著な
傾向として、リアクトル回路、コンデンサ回路などへの
適応拡大が挙げられ、それに伴う接点材料の開発、改良
が急務となっている。コンデンサ回路では通常の２倍、
３倍の電圧が印加される関係上、電流遮断、電流開閉時
のアークによって接点の表面が著しく損傷しその結果、
接点の表面荒れ、脱落消耗を招き、再点弧発生の一因と
考えられるが、しかし再点弧現象は、製品の信頼性向上
の観点から重要であるにもかかわらず、未だ防止技術は
むろんのこと直接的な発生原因についても明らかにはな
っていない。

【０００６】本発明者らは、Ｃｕ−Ｗ合金の加熱過程で
放出されるガス総量、ガスの種類並びに放出形態につい
て、再点弧発生との相関を詳細に観察を行ったところ、
溶融点近傍で極めて短時間ではあるがパルス状に突発的
に放出されるガスが多い接点では、再点弧発生率も高く
なることを見出だした。そこでＣｕの溶融温度以上にて
加熱するなど、予めＣｕＷ中の突発的ガス放出の一因を
除去しておくことや、Ｃｕ−Ｗ合金の合金中のポアや組
織的偏析を抑制するように焼結技術を改良することなど
によって、再点弧現象の発生を低減させた。しかし、近
年の更なる再点弧発生抑制要求に対しては、なお改善の
必要性を認めるとともに他の施策の開発が重要となって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】高耐圧接点材料として
は、前記したＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合金、Ｃｕ−
Ｃｒ合金に優先してＣｕ−Ｗ合金を適用してきたが、さ
らに強まる低再点弧化の要求に対しては十分な接点材料
とは言えないのが実情である。即ち、今まで優先して使
用してきたＣｕ−Ｗ合金でも、より過酷な高電圧領域及
び突入電流を伴う回路ではやはり再点弧現象の発生が観
察されている。そこで前記基本三要件を一定レベルに維
持した上で、特にアーク消耗特性と再点弧特性とに優れ
た真空遮断器用接点材料の開発が望まれている。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
Ｃｕ−Ｗ合金の冶金的諸条件を最適化することにより、
遮断電流特性を維持した上で、再点弧特性及び耐アーク
消耗特性を向上させることができる真空遮断器用接点材
料を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、平均粒径０．４〜６μｍの
Ｗを７４〜８８重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＭｏ
を０．００１〜５重量％、残部がＣｕよりなる合金であ
って、ＷＭｏが一体化しその平均粒径が０．４〜１０μ
ｍの範囲にあることを要旨とする。この構成により、Ｃ
ｕ−Ｗ合金におけるＷ量を７４〜８８重量％とすること
で、導電性を低下させることなく所要の高硬度、高融点
性が得られる。Ｗが８８重量％を超えると導電性が低下
してジュール熱増大の原因となる。Ｗの平均粒径が０．
４μｍ以下では再点弧発生頻度の大幅な増加とばらつき
幅を示すとともに遮断特性及び静耐圧特性が低下する。
Ｗの平均粒径が６μｍを超えるとＷＭｏ一体化粒子の平
均粒径を大きくばらつかせる原因となって再点弧発生頻
度に著しいばらつきを発生させる。Ｗに補助成分として
Ｍｏを０．００１〜５重量％一体化させることでＣｕと
Ｗとの間の濡れ性が改良されＷ粒子とＣｕとの密着強度
が向上する。Ｍｏ量は０．００１重量％以上で効果が発
揮され、５重量％を超えると再点弧発生頻度の増加と接
点消耗発生の原因となる。ＷＭｏを一体化しその平均粒
径を０．４〜１０μｍとすることで、単独で存在するよ
りも微小金属粒子の放出、飛散の低減と表面荒れの低減
に特に有効となる。ＷＭｏの平均粒径が１０μｍを超え
ると接点消耗量及び表面荒れが増加傾向となる。ＷＭｏ
の平均粒径を０．４〜１０μｍとする上で、Ｍｏの平均
粒径を０．４〜４μｍとすることが必要となる。

【００１０】請求項２記載の発明は、平均粒径０．４〜
６μｍのＷを７４〜８８重量％、平均粒径０．４〜４μ
ｍのＭｏを０．００１〜５重量％、平均粒径０．４〜４
μｍのＦｅを０．００１〜５重量％、残部がＣｕよりな
る合金であって、ＷＭｏＦｅが一体化しその平均粒径が
０．４〜１０μｍの範囲にあることを要旨とする。この
構成により、Ｗに補助成分として、平均粒径０．４〜４
μｍのＭｏを０．００１〜５重量％とともに平均粒径
０．４〜４μｍのＦｅを０．００１〜５重量％一体化さ
せ、平均粒径が０．４〜１０μｍのＷＭｏＦｅとして
も、上記請求項１記載の発明の作用とほぼ同様の作用が
得られる。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の真空遮断器用接点材料において、前記ＷＭｏＦｅにお
ける前記Ｍｏと前記Ｆｅとの比率が、５００：１〜１：
５００の範囲にあることを要旨とする。この構成によ
り、ＷＭｏＦｅが均一組成の一体化粒子となり、接点表
面からの微小金属粒子の放出、飛散の低減と表面荒れの
低減に特に有効となる。ＭｏとＦｅとの比率が上記範囲
を超えると一体化粒子は組成的に偏析の状態となり、再
点弧特性及び静耐圧特性にばらつきが発生する傾向とな
る。

【００１２】請求項４記載の発明は、上記請求項１，２
又は３記載の真空遮断器用接点材料において、Ｂｉ，Ｓ
ｂ，Ｔｅのうちの少なくとも何れかを０．０５〜０．５
重量％含有することを要旨とする。この構成により、耐
溶着性が向上する。

【００１３】請求項５記載の発明は、上記請求項１，
２，３又は４記載の真空遮断器用接点材料において、接
触面に垂直方向の任意の面において、前記ＷＭｏもしく
は前記ＷＭｏＦｅによって囲まれるか隣接したＣｕ層の
幅又は長さが１０μｍ以下である領域を５０面積％以上
含むことを要旨とする。この構成により、接点合金組織
の均一化が図られる。上記領域が５０面積％以下では、
組織的に粗となったことに起因して再点弧特性及び耐消
耗性のばらつき幅が増大する。

【００１４】請求項６記載の発明は、上記請求項１，
２，３又は４記載の真空遮断器用接点材料において、接
触面に垂直方向の任意の面において、前記ＷＭｏもしく
は前記ＷＭｏＦｅによって囲まれるか隣接したＣｕ層の
幅又は長さが１０μｍ以下の領域又は１０〜５０μｍの
領域の少なくとも何れかが５０面積％以上存在すること
を要旨とする。この構成によっても、上記請求項５記載
の発明とほぼ同様の作用が得られる。

【００１５】請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
６の何れかに記載の真空遮断器用接点材料において、接
触面から内部方向に向かって前記Ｃｕ量を増加させてな
ることを要旨とする。この構成により、接点の導電率が
向上する。

【００１６】請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至
６の何れかに記載の真空遮断器用接点材料において、前
記合金層における接触面とは反対側の面にＣｕ層を付与
してなることを要旨とする。この構成により、接点の導
電性が向上する。

【００１７】請求項９記載の発明は、上記請求項１乃至
８の何れかに記載の真空遮断器用接点材料において、前
記合金層の厚さは０．３ｍｍ以上であることを要旨とす
る。この構成により、遮断後において接点面に、部分的
に下地材であるＣｕ層等の露出することが防止される。

【００１８】請求項１０記載の発明は、上記請求項１乃
至９の何れかに記載の真空遮断器用接点材料において、
接触面の平均表面粗さを１０μｍ以下で最小値を０．０
５μｍとしてなることを要旨とする。この構成により、
平均表面粗さが１０μｍ以上では、再点弧特性、遮断特
性、耐消耗性、静耐圧特性が劣化する。一方、０．０５
μｍ以下では仕上げ加工の条件によっては加工の途中に
Ｃｕのみが除去されることがあり、Ｗのみが表面に残り
Ｃｕ層の存在が少ない接触面となりやすい。

【００１９】請求項１１記載の発明は、上記請求項１０
記載の真空遮断器用接点材料において、前記接触面に電
圧１０ｋＶを印加した状態で電流１〜１０ｍＡを遮断さ
せて表面仕上げをしてなることを要旨とする。この構成
により、接点表面が追加仕上げされて、再点弧特性、静
耐圧特性等が安定化する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の真空遮断器用接点
材料の実施の形態を説明する。

【００２１】接点に外部磁界（例えば縦磁界技術）をか
けたとき、一般に大電流を遮断した場合、遮断により発
生したアークは、アーク電圧の低い部分に停滞、集中す
ることが抑止され、接点電極面上を移動する。これによ
って遮断特性の改善、再点弧発生率の低減化に寄与して
いる。即ち、接点電極面上をアークは容易に移動するた
め、アークの拡散が促進され、遮断電流を処理する接点
電極面積の実質的増加につながり、遮断電流特性の向上
に寄与する。さらにアークの停滞、集中が低減化される
結果、接点電極の局部的異常蒸発現象の阻止、表面荒れ
の軽減化の利益も得られ、再点弧抑制に寄与する。しか
し、一定値以上の電流値を遮断すると、アークは予測で
きない一点もしくは複数点の場所で停滞し、接点電極面
を異常融解させ遮断限界に至る。また異常融解は、接点
電極材料の瞬時的爆発的な蒸発によって発生した金属蒸
気が開極過程にあった真空遮断器の絶縁回復性を著しく
阻害し、遮断限界の一層の劣化を招く。さらに異常融解
は、巨大な融滴を作り接点電極面の荒れを招き耐電圧特
性の低下、再点弧発生率の増加、材料の異常な消耗をも
招く。これらの現象の原因となるアークが、接点電極面
上のどこで停滞するかは前述したように全く予測できな
い以上、発生したアークを停滞させることなく移動拡散
できるような表面条件を接点に与えることが望ましい。

【００２２】本実施の形態では、その望ましい条件とし
て、Ｃｕ−Ｗ合金中のＷの量及び粒径を最適化するとと
もにＷに補助成分としてＭｏ，Ｆｅを一体化させた。そ
の結果、ＣｕとＷとの間の濡れ性を改良し、Ｗ粒子とＣ
ｕとの密着強度を向上させた。また、一体化したＷＭｏ
Ｆｅによって囲まれるＣｕ層の大きさも好ましい範囲で
ある１０μｍ以下の領域が所定面積以上占めるように制
限して接点合金組織の均一化を図った。その結果、アー
クを受けたときに選択的に優先して蒸発、飛散するＣｕ
が少なくなるように制御されるのみならず被アーク時の
熱衝撃によっても接点面上には、再点弧発生に対して有
害な著しい亀裂発生も抑止され、Ｗ粒子の飛散脱落も軽
減された。本発明者らの実験によれば、このように合金
組織の均一化、Ｍｏ，Ｆｅの一体化等の改良を図ったの
で、アークを受けた後でも接点表面の溶融、飛散損傷が
少なくなり、再点弧抑止に重要な影響を及ぼす接点表面
荒れを少なくし、耐アーク消耗性の向上に有益となっ
た。そして、これらの相乗的効果によって、遮断電流特
性を維持した上でＣｕ−Ｗ合金の耐消耗性の向上、再点
弧発生頻度の抑制を得た。

【００２３】前記したように、再点弧現象の発生メカニ
ズムは未だ知られていないが、本発明者らの実験観察に
よれば、再点弧は真空バルブ内の接点／接点間、接点／
アークシールド間でかなり高い頻度で発生している。そ
のため、本発明者らは、例えば接点がアークを受けたと
きに放出される突発性ガスの抑制、接点表面形態の最適
化などを進め、再点弧の発生抑制に極めて有効な技術を
明らかにし、再点弧発生数を大幅に低減化した。しか
し、近年の真空バルブに対する高耐電圧化要求、大電流
遮断化要求、小形化要求には上記接点の改良のみではす
でに限界と考えられ、これら以外においても改良最適化
が必要となってきた。

【００２４】再点弧の発生に対する本発明者らの前記模
擬再点弧発生実験による詳細な解析の結果、接点材料が
直接的に関与する場合と、シールド構造など設計が関与
する場合と、予期しない高電圧暴露など電気的機械的外
部条件などが関係していた。

【００２５】本発明者らは、セラミックス製絶縁容器外
管、接点、アークシールド、金属蓋体、通電軸、封着金
具、ベローズなど各構成部材を適宜真空バルブ内へ装着
したり取り外したりしながら模擬再点弧発生実験を行っ
たところ、直接アークを受ける接点の組成、材質とその
状態、その製造条件が再点弧発生に対して重要であると
の知見を得た。特に在質的には脆性なため投入時、遮断
時の衝撃によって電極空間への微小金属粒子の放出、飛
散が多く観察されたＣｕ−Ｂｉ，Ｃｕ−Ｔｅ，Ｃｕ−Ｃ
ｒ合金よりも高硬度、高融点性のＣｕ−Ｗの方が有利で
あるとの知見も得た。さらに重要な観察知見は同じＣｕ
−Ｗであっても電極空間への微小金属粒子の放出、飛散
にある程度のばらつきが存在し、Ｃｕ−Ｗの製造過程で
の特に焼結温度の高い方が、再点弧発生の抑制に有利な
傾向にあることであった。この観察知見はＣｕ−Ｗ合金
の改良の必要性とともに再点弧抑制の可能性を示唆して
いる。そこで本発明者らは補助成分としてＣｕ−Ｗ中で
のＭｏ（Ｆｅ）の存在が投入時、遮断時の衝撃による電
極空間への微小金属粒子の放出、飛散の低減に、有益で
あることを認めた。通常は投入、遮断後の接点表面は多
数の微細突起（凹凸）が発生し、かつその一部は飛散し
たり脱落したりしているが、本実施の形態ではＣｕ−Ｗ
中のＭｏ（Ｆｅ）の存在によって、ＣｕとＷとの結び付
きの強化と極く微小面積での延性（伸び）とを改善し、
その結果、微細凹凸の発生自体を少なくするとともに微
細凹凸の先端部にある程度の丸みを与えている効果を発
揮した。そのため接点表面の電界強化係数βは１００以
上から１００以下に改善されていた。ＷＭｏを一体化し
てあるため、単独で存在するよりも微小金属粒子の放
出、飛散の低減と表面荒れの低減に特に有益である。そ
の結果、投入時、遮断時の衝撃によっても微小金属粒子
の生成が少なく抑制されるとともにその放出、飛散量が
少なくなり、再点弧抑制に寄与した。このように、Ｃｕ
−Ｗ中のＭｏ（Ｆｅ）の存在による電界強化係数βの改
善の利益は接点表面荒さ（Ｒａｖｅ．）を改善し重畳さ
せる示唆ともなっている。

【００２６】以上のように、Ｃｕ−Ｗの製造プロセスに
おいて、焼結、溶浸条件や混合粉体［Ｃｕ・Ｗ］の解砕
・分散・混合条件を組み合わせて真空バルブを作り再点
弧発生状況を観察した実験によると、高硬度、高融点性
を保持したＣｕ−Ｗにおいて、混合条件の最適化、組織
状態の最適化、焼結技術の最適化を行うことが再点弧抑
制に有益であることを示している。混合条件の最適化に
おいては、特に後記する製法例１〜６で示す原料粉［Ｃ
ｕ］と［Ｗ］とＭｏ（Ｆｅ）との均一混合方法や、原料
粉［Ｃｕ］と［Ｗ］に揺動運動と撹拌運動とを重畳させ
ながら混合する混合方法が有効であった。

【００２７】即ち、再点弧現象の発生の時期とＣｕ−Ｗ
の材料状態との関わりとを、本発明者らが観察した結果
では、（イ）接点組織及びその状態（偏析、均一性）に
ついては、製造プロセスの特に混合条件の最適化と相関
し、電流遮断開閉の経過回数とは関係なくランダムな再
点弧現象の発生が見られる特徴がある。（ロ）接点表面
に付着、吸着したガスや水分の量、状態については、予
め仕上げられた接点の加工後の管理環境の問題であっ
て、直接焼結技術が関与するものではないが、電流遮断
開閉回数の比較的初期から再点弧現象の発生が見られる
特徴がある。（ハ）接点内部に内蔵している異物の量、
状態などの接点内部の状態については、原料粉末の品質
（Ｃｕ粉、Ｗ粉の選択）及び原料の混合状態がポイント
となり、電流遮断回数の比較的後半に発生した再点弧の
原因と考えられるなど製造プロセスの重要性が示唆され
る。

【００２８】以上から、再点弧現象の発生の時期は、電
流遮断回数の進展に対して見掛け上では、関係なく見え
るが、上記（イ）、（ロ）、（ハ）のように各発生の時
期によってその原因は異なっていることが判明した。こ
のことが各真空バルブ毎に再点弧現象の発生にばらつき
が生じていた重要な一因とも考えられた。したがって、
再点弧の各発生の時期の全てを抑制もしくは軽減化する
には、品質的に好ましい状態の原料粉［Ｃｕ］と［Ｗ］
とを得た後、これらを解砕・分散・混合しながら均一で
微細な［Ｃｕ・Ｗ］混合粉体を得る必要があり、さらに
所定量のＭｏ（Ｆｅ）の存在によって、投入、遮断によ
る接点表面の微細凹凸の発生の低減化と電極空間への微
小金属粒子の放出、飛散の低減の効果を得ることが重要
である。

【００２９】上述したように、本実施の形態の真空遮断
器用接点材料は、Ｃｕ−Ｗ系接点を搭載した真空バルブ
を用いた真空遮断器において、真空バルブの再点弧現象
発生の抑制軽減化のために、所定量のＭｏもしくはＭｏ
Ｆｅよりなる補助成分をＣｕＷに合金化するとともにそ
の大きさを最適な状態に管理して効果を得たものであ
る。したがって、Ｗ，Ｍｏ，Ｆｅの平均粒径と一体化後
のＷＭｏ，ＷＭｏＦｅの粒径、量が重要なポイントとな
る。

【００３０】次に、本実施の形態の真空遮断器用接点材
料の製造方法例について説明する。この接点材料の製造
方法は大別すると、ＷＭｏＦｅ粉で構成したスケルトン
にＣｕを溶かし流し込む溶浸法と、ＷＭｏＦｅ粉とＣｕ
粉を所定割合で混合した粉末を焼結又は成型焼結する焼
結法がある。

【００３１】製法例１；Ｃｕ−Ｗ合金中へのＭｏ（Ｆ
ｅ）の合金化の方法は、Ｍｏ（Ｆｅ）の量がＷ量に比較
して少量なため、均質混合性をよくする必要がある。そ
の手段として、例えば最終的に必要なＷ量（７４〜８８
％）の内の一部から取り出した極く少量のＷと、Ｍｏ
（又は／及びＦｅ）粉とを混合（必要によりＢｉ，Ｓ
ｂ，Ｔｅの少なくとも１つを追加。以下Ｂｉで代表）し
て得た第１次混合粉を得る（必要によりこれを第ｎ次混
合まで繰り返す）。この第１次混合粉（又は第ｎ次混合
粉）と残りのＷ粉とを再度混合し、最終的に十分に良好
な混合状態にあるＷＭｏ（Ｆｅ）粉を得る。このＷＭｏ
（Ｆｅ）粉と所定量の銅（Ｃｕ）粉とを混合の後、水素
雰囲気中（真空中でも可）で、例えば１０６０℃の温度
での焼結と加圧とを１回もしくは複数回組み合わせて、
Ｃｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）接点素材又はＣｕ−Ｗ−Ｍｏ
（Ｆｅ）−Ｂｉ接点素材を製造し、所定形状に加工して
接点とする。

【００３２】製法例２；別の合金化の方法として、最終
的な必要なＣｕ量の内の一部から取り出した極く少量の
Ｃｕ（必要によりＢｉを追加）と、Ｍｏ（又は／及びＦ
ｅ）粉とを混合して得た第１次混合粉を得る（必要によ
りこれを第ｎ次混合まで繰り返す）。この第１次混合粉
（又は第ｎ次混合粉）と残りのＣｕ粉とを再度混合し、
最終的に十分に良好な混合状態にあるＣｕＭｏ（Ｆｅ）
粉を得る。このＣｕＭｏ（Ｆｅ）粉と所定Ｗ粉（最終的
に必要なＷ量）とを混合した後、水素雰囲気中（真空中
でも可）で、例えば１０６０℃の温度での焼結と加圧と
を１回もしくは複数回組み合わせて、Ｃｕ−Ｗ−Ｍｏ
（Ｆｅ）接点素材又はＣｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）−Ｂｉ接
点素材を製造する。

【００３３】製法例３；上記方法で製造した第ｎ次混合
ＷＭｏ（Ｆｅ）粉を、１１００℃の温度で焼結し所定空
隙率を持つＷＭｏ（Ｆｅ）スケルトンを作製し、その空
孔中にＣｕ（必要によりＢｉを追加）を例えば１１５０
℃の温度で溶浸しＣｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）接点素材又は
Ｃｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）−Ｂｉ接点素材を製造する。

【００３４】製法例４；また別の合金化の方法として
は、Ｗ粉を１１００℃の温度で焼結し所定空隙率を持つ
スケルトンを作製し、その空孔中に別途用意したＣｕＭ
ｏ（Ｆｅ）を例えば１１５０℃の温度で溶浸しＣｕ−Ｗ
−Ｍｏ（Ｆｅ）接点素材を製造する（必要により前記Ｃ
ｕＭｏ（Ｆｅ）にＢｉを追加しＣｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）
−Ｂｉ接点素材を製造する）。

【００３５】製法例５；また別の合金化の方法として
は、イオンプレーティング装置やスパッタリング装置を
用いた物理的方法あるいはボールミル装置を用いた機械
的方法でＷ粉の表面にＭｏ（Ｆｅ）を被覆（必要により
Ｂｉも同時に）したＷ粉を得て、このＭｏ（Ｆｅ）被覆
Ｗ粉とＣｕ粉（必要によりＢｉを同時に添加）とを混合
の後、水素雰囲気中（真空中でも可）で、例えば１０６
０℃の温度での焼結と加圧とを１回もしくは複数回組み
合わせて、Ｃｕ−Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）接点素材又はＣｕ−
Ｗ−Ｍｏ（Ｆｅ）−Ｂｉ接点素材を製造する。

【００３６】製法例６；また別の合金化の方法として
は、特にＣｕ粉、Ｗ粉とＭｏ（Ｆｅ）粉との均一混合技
術において、揺動運動と撹拌運動とを重畳させる方法も
有益である。これによって、混合粉は一般に行われてい
るアセトンなど溶剤使用時に見られる固まりとなったり
凝集体となったりする現象がなく、作業性も向上する。
また混合作業での撹拌容器の撹拌運動の撹拌数Ｒと撹拌
容器に与える揺動運動の揺動数Ｓとの比率Ｒ／Ｓをほぼ
１０〜０．１程度の好ましい範囲に選択すれば、解砕、
分散、混合中の粉末へのエネルギー入力が好ましい範囲
となり、混合作業での粉末の変質や汚染の程度を低く抑
えることができる特徴を有する。従来のらいかい機など
による混合、粉砕では粉体を押し潰す作用が加わるが、
揺動運動と撹拌運動とを重畳させる本方法では、前記比
率Ｒ／Ｓをほぼ１０〜０．１程度に分布しているため、
粉体同士が絡み合う程度の混合となり、良好な通気性を
持つため焼結性が向上し、良質な成型体又は焼結体ある
いはスケルトンを得る。さらに必要以上のエネルギー入
力がなく粉体が変質することがない。このような状態の
混合粉を原料とすれば、焼結、溶浸後の合金も低ガス化
が可能となり、遮断性能、再点弧特性の安定化に寄与し
ている。

【００３７】

【実施例】本発明の実施例を、表１〜表３の評価条件
（１）〜（３）及び表４、表５の結果（１）、（２）を
用いて説明する。まず、接点の評価条件、評価方法等を
述べる。

【００３８】遮断特性；着脱式の遮断テスト用真空遮
断装置に所定接点電極を装着し、接点表面のベーキン
グ、電流、電圧エージング、開極速度条件を一定同一と
した後、７．２ｋＶ、５０Ｈｚで、遮断電流値を５ｋＡ
より漸次増加させながら、遮断限界電流値を測定した。
表４に示すように、実施例２の遮断限界電流値を１００
とし各条件下でその値と対比し、その倍率を遮断倍率と
して表示した。

【００３９】再点弧特性；径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの
円盤状接点をディマウンタブル形真空バルブに装着し、
６ｋＶ×５００Ａの回路を２０，０００回遮断した時の
再点弧発生頻度を２台の遮断器（真空バルブとして６
本）のバラツキ値を考慮して表４に示した。接点の装着
に際しては、ベーキング加熱（４５０℃×３０分）のみ
行い、ろう材の使用並びにこれに伴う加熱は行わなかっ
た。

【００４０】耐アーク消耗性；各接点を着脱式の真空
遮断装置に装着し、接点電極表面のベーキング、電流、
電圧エージング、開極速度条件を一定同一とした後、
７．２ｋＶ、４．４ｋＡを１０００回遮断させた時の重
畳損失を測定した後、表４に示すように、実施例２の値
を１．０とし相対比較した。

【００４１】静耐電圧値；前記アークの拡がり量を計
測した後の供試試験片を、再度着脱式の真空遮断装置に
装着し、接点電極表面のベーキング、電流、電圧エージ
ング、電極間距離を一定に調整した後、１ｋＶずつ昇電
圧させスパーク発生した時の電圧を静耐電圧値として求
め相対値（実施例２と対比）によって判定した。

【００４２】各接点の製造方法；前記製法例１〜６の
何れかの方法を適宜選択して適用した。

【００４３】実施例１〜３、比較例１〜２；まず、遮断
テスト用実験バルブの組立ての概要を述べる。端面の平
均表面粗さを約１．５μｍに研磨したセラミックス製絶
縁容器（主成分：ＡＬ₂ Ｏ₃ ）を用意し、このセラミッ
クス製絶縁容器に対して組立て前に１６５０℃の前加熱
処理を施した。封着金具として、板厚さ２ｍｍの４２％
Ｎｉ−Ｆｅ合金を用意した。ろう材として、厚さ０．１
ｍｍの７２％Ａｇ−Ｃｕ合金板を用意した。これらの用
意した各部材を被接合物間（セラミックス製絶縁容器の
端面と封着金具）に気密封着接合が可能のように配置し
て、５×１０^-4Ｐａの真空雰囲気で封着金具とセラミッ
クス製絶縁容器との気密封着工程に供する。

【００４４】次いで、供試接点材料の内容、評価内容と
結果等について述べる。Ｃｕ−Ｗにおいて、原料粉とし
て平均粒径が０．９μｍのＷ、０．９μｍのＭｏ、３μ
ｍのＦｅ粉を用意し、前記製造法１〜６の方法を適宜選
択しながら、ＷＭｏＦｅ一体化粒子の平均粒径が０．９
〜６．４μｍの範囲にある９３〜６０重量％Ｗ−Ｍｏ−
Ｆｅ残部Ｃｕの接点素材を製造した。これらの素材を所
定形状の接点試験片に加工後、接触面の表面粗さを２μ
ｍに仕上げ試験片とした。その内容を表１〜３に示し、
結果を表４〜５に示した。まず、８０％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ
残部Ｃｕ合金の再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐
圧特性を測定し、その値を標準値とした（実施例２）。
９３％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金の場合（比較例１）
では、表１〜３、表４〜５から明らかなように、６ｋＶ
×５００Ａの回路を２０，０００回遮断した時の再点弧
特性は、０．２１％の発生率を示し標準とした８０％Ｗ
−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（実施例２）の場合の０〜
０．００５％よりも著しく劣り好ましくなかった。５０
０Ａ遮断により生じた接点面の局部異常加熱部分にミク
ロ亀裂の発生が見られた。Ｃｕ量の不足による導電性低
下、ジュール熱の増大が主因となっている。さらに、５
０Ｈｚで７．２ｋＶ、の回路を５ｋＡより漸次増加させ
ながら観測した遮断特性でも、実施例２の１００に対し
て３５〜６０に低下し、標準とした８０％Ｗ−Ｍｏ−Ｆ
ｅ残部Ｃｕ合金の場合（実施例２）より著しく劣り好ま
しくなかった。遮断表面に巨大な亀裂の生成とその一部
の脱落が見られている。さらに７．２ｋＶ×５ｋＡを１
０００回遮断させた消耗テスト後の重量変化を実施例２
を１．０として相対比較したところ、６．６〜１１．９
を示し著しく大きな重量損失が見られ好ましくなかっ
た。接点表面に著しい表面荒れが見られている。しかし
接点間隔を一定として１ｋＶずつ昇電圧させながらスパ
ークの発生を観測し、スパークを発生した時の電圧を静
耐電圧値とし、実施例２の値を１００とし相対比較した
ところ、清浄かつ平滑に表面仕上げした表面を持つ接点
では、実施例２の値を１００とした静耐電圧値に対し
て、１３０〜１４０に向上しているのが認められた。静
耐電圧値は向上しているものの、前記した再点弧特性、
遮断特性、耐消耗性において特性の低下が認められ接点
材料として好ましくない。なお、この場合の静耐電圧値
は清浄かつ平滑に表面仕上げした接点面に対しての測定
値であって、再点弧特性評価後では静耐電圧値は１００
以下を示している。これに対して、Ｗ量が８８％のＷ−
Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（実施例１）、及び７４％のＷ
−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（実施例３）の場合において
は、０．０２〜０．１以下の許容される範囲の再点弧発
生頻度を示した。一方、実施例２の値を１００として対
比した遮断特性においても、ほぼ同程度の相対値である
９５〜１０５の範囲を示した。また実施例２を１．０と
したときの値と対比した耐消耗性においても、許容され
る範囲の値として１．６〜４．８の範囲にあることを示
した。さらに静耐電圧値も実施例２の値を１００とした
ときの値と対比し、許容される範囲の値として９５〜１
１０の範囲にあることを示した。これに対して、Ｗ量が
６０％のＷ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（比較例２）の場
合においては、０．１２〜０．２５％の高い再点弧発生
頻度とばらつきを示し標準とした実施例２の値０〜０．
００５％よりも著しく劣り好ましくなかった。一方、実
施例２の値を１００として対比した遮断特性において
も、５５〜８０に低下し好ましくなかった。また実施例
２を１．０としたときの値と対比した耐消耗性において
も、５．０〜１５．８倍に大幅に増加し好ましくなかっ
た。さらに実施例２を１００としたときの値と対比した
静耐電圧値においても、７０〜７５に低下し好ましくな
かった。以上のように、９３％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ
合金（比較例１）及び６０％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合
金（比較例２）では、再点弧の多発、大幅な接点消耗損
失の発生、遮断特性の低下等が著しく好ましくなく、本
発明の目的に対してＷ量は７４〜８８％（実施例１〜
３）の範囲が総合的に安定性を示している。なお、Ｗ−
Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金中にＢｉ，Ｓｂ，Ｔｅの少なく
とも１つ（Ｂｉで代表）を０．０５〜０．５％を添加し
たＷ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｂｉ残部Ｃｕ合金とすることにより
同合金の耐溶着性も向上する。

【００４５】実施例４〜８、比較例３；前記実施例１〜
３、比較例１〜２では、Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金中の
Ｍｏ量が０．０１％で合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の
平均粒径０．９〜６．４μｍの場合の効果について示し
たが、本実施例の効果はこれに限ることなく発揮され
る。即ち、Ｍｏ量を０．００２〜５％とした８０％Ｗ−
Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（実施例４〜８）において、再
点弧発生率は０〜０．０５５％の、消耗量は０．８〜
５．２％以下、遮断特性は１００〜１３０、静耐電圧は
９５〜１２５を示し、標準とする実施例２の特性と同等
の安定した再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特
性を示した。しかしＭｏ量を１２％とした（比較例３）
では１２５〜１３５の静耐圧特性を示し好ましかった
が、標準とする実施例２の特性より再点弧の多発、大幅
な接点消耗損失の発生が見られ好ましくなかった。なお
実施例４〜８における合金中のＭｏとＦｅとの比率Ｍｏ
／Ｆｅ比は５００／１の範囲であり、均一組成のＷＭｏ
Ｆｅ一体化粒子となった。Ｍｏ／Ｆｅ比が１２００／１
（比較例３）の場合のＷＭｏＦｅ一体化粒子は組成的に
偏析の状態となった。このような偏析にあると再点弧特
性、静耐圧特性にばらつきが発生する傾向にあった。以
上のように、８０％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合金（比較
例３）では、Ｍｏ量が１２％において８０％Ｗ−Ｍｏ−
Ｆｅ残部Ｃｕ合金の延性（伸び）の向上による接点表面
の荒れの低減によって静耐電圧値は向上（改善）するも
のの再点弧の多発、大幅な接点消耗損失の発生、遮断特
性の低下等が顕著となる。したがってＭｏ量は０．０１
〜５％の範囲で総合的に安定性を示している。

【００４６】実施例９〜１３、比較例４；前記実施例４
〜８、比較例３では、Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金中のＭ
ｏ量を０．００２〜１２％とし合金中のＷＭｏＦｅ一体
化粒子の平均粒径が０．９〜６．４μｍの場合の効果に
ついて示したが、本実施例の効果はこれに限ることなく
発揮される。即ち、Ｍｏ量を０．０１％とし、Ｆｅ量を
０．０２〜５％とした８０％Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ残部Ｃｕ合
金（実施例９〜１３）において、再点弧発生率は０．０
４〜０．１％、消耗量は０．８〜４．９％以下、遮断特
性は９５〜１２５、静耐電圧は９５〜１２５を示し、標
準とする実施例２の特性と同等の安定した再点弧特性、
遮断特性、耐消耗性、静耐圧特性を示した。しかしＦｅ
量を１２％とした（比較例４）では１２５〜１３５の静
耐圧特性を示し好ましかったが、標準とする実施例２の
特性より再点弧の多発、大幅な接点消耗損失の発生が見
られ好ましくなかった。なお実施例９〜１３における合
金中のＭｏとＦｅとの比率Ｍｏ／Ｆｅ比は１／５００の
範囲であり、均一組成のＷＭｏＦｅ一体化粒子となっ
た。Ｍｏ／Ｆｅ比が１／１２００（比較例４）の場合の
ＷＭｏＦｅ一体化粒子は組成的に偏析の状態となった。
このような偏析にあると再点弧特性、静耐圧特性にばら
つきが発生する傾向にあった。

【００４７】実施例１４〜１６、比較例５〜６；前記実
施例９〜１３、比較例４では、原料粉Ｗ，Ｍｏの平均粒
径を０．９μｍ、原料粉Ｆｅの平均粒径を３μｍとし、
Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金中のＦｅ量を０．００２〜１
２％、合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平均粒径を０．
９〜６．４μｍとした場合の効果について示したが、本
実施例の効果はこれに限ることなく発揮される。即ち、
原料粉Ｗの平均粒径を０．４〜６μｍとしたときには、
再点弧発生率は０〜０．１％、消耗量は０．６〜５．１
以下、遮断特性は１０５〜１２０、静耐電圧は９５〜１
２５を示し、標準とする実施例２の特性と同等の安定し
た再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特性を示し
た（実施例１４〜１６）。しかし原料粉Ｗの平均粒径を
０．３μｍ以下（比較例５）としたときには、耐消耗性
は０．６〜０．８に減少（特性向上）し好ましい傾向と
なったが、再点弧発生率が０．０３〜０．３％と大幅な
増加とばらつき幅の増大（特性低下）を示すとともに遮
断倍率も７０〜１０５を示し大幅に低下（特性低下）を
示し、さらに静耐圧特性も７５〜１１５を示し特性も低
下した。このように標準とする実施例２の特性と比較し
て、接点消耗は好ましい傾向にあったが、再点弧の多
発、大幅な、遮断特性、静耐圧特性の低下の傾向が見ら
れ好ましくなかった。接点素材中のガス含有量を調査し
た結果、特に再点弧の多発、静耐圧特性の低下にガス含
有量が影響していた。また原料粉Ｗの平均粒径を９μｍ
（比較例６）としたときには、合金中のＷＭｏＦｅ一体
化粒子の平均粒径が９〜２４μｍと大きなばらつきを示
し、それが原因となって再点弧発生頻度に著しいばらつ
きが発生した。再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐
圧特性の全てにおいて標準とする実施例２の特性より劣
った。以上からＷ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金中の原料粉Ｗ
の平均粒径は０．４〜６μｍとすることが望ましい。

【００４８】実施例１７〜１９、比較例７；前記実施例
１４〜１６、比較例５〜６では、原料粉Ｗの平均粒径を
０．４〜６μｍ、合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平均
粒径を０．９〜６．４μｍとした場合の効果について示
したが、本実施例の効果はこれに限ることなく発揮され
る。即ち、原料粉Ｍｏの平均粒径を０．４〜４μｍとし
たときには、合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平均粒径
を測定したところ、０．４〜９．０μｍの範囲にあり、
再点弧発生率は０〜０．０５％、消耗量は０．７〜４．
６以下、遮断特性は１００〜１２０、静耐電圧は９５〜
１０５を示し、標準とする実施例２の特性と同等の安定
した再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特性を示
した（実施例１７〜１９）。しかし原料粉Ｍｏの平均粒
径を１０μｍ（比較例７）としたときには、合金中のＷ
ＭｏＦｅ一体化粒子の平均粒径が１０〜１８μｍと大き
なばらつきを示し、耐消耗性も低下し、それが原因とな
って再点弧発生頻度に著しいばらつきが発生した。再点
弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特性の全てにおい
て標準とする実施例２の特性より劣った。以上からＷ−
Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金中の原料粉Ｍｏの平均粒径は０．
４〜４μｍとすることが望ましい。

【００４９】実施例２０〜２１、比較例８；前記実施例
１７〜１９、比較例７では、原料粉Ｍｏの平均粒径を
０．４〜１０μｍ、合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平
均粒径を０．４〜１８μｍとした場合を示し、その平均
粒径を０．４〜４μｍとしたときに効果が発揮されるこ
とを示したが、本実施例の効果はこれに限ることなく発
揮される。即ち、原料粉Ｆｅの平均粒径を０．４〜４μ
ｍとしたときには、合金中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平
均粒径を測定したところ、０．４〜６．６μｍの範囲に
あり、再点弧発生率は０〜０．０７％、消耗量は０．６
〜５．０以下、遮断特性は１００〜１２０、静耐電圧は
９０〜１０５を示し、標準とする実施例２の特性と同等
の安定した再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特
性を示した（実施例２０〜２１）。しかし原料粉Ｆｅの
平均粒径を１０μｍ（比較例８）としたときには、合金
中のＷＭｏＦｅ一体化粒子の平均粒径が１０〜２４μｍ
と大きなばらつきを示し、消耗量の増加と表面のミクロ
凹凸、荒れが増加し、それが原因となって高い頻度の再
点弧発生と著しいばらつきが見られた。再点弧特性、遮
断特性、耐消耗性、静耐圧特性の全てにおいて標準とす
る実施例２の特性より劣った。以上からＷ−Ｍｏ−Ｆｅ
−Ｃｕ合金中の原料粉Ｆｅの平均粒径は０．４〜４μｍ
とすることが望ましい。

【００５０】実施例２２、比較例９；Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−
Ｃｕ合金は、一体化したＷＭｏ粒子又は／及びＷＭｏＦ
ｅ粒子とＣｕ層とで構成され組織を有している。本実施
例では接点組成、原料粉の平均粒子直径、一体化粒子の
平均粒子直径を制御、選択することによって、Ｃｕ層の
大きさは大部分が直径５０μｍ以下（一体化粒子に囲ま
れたＣｕ層の面積を積算し、その面積を円に換算したと
きの直径で表示）であった。観測結果によれば、特に直
径１０μｍ以下の領域［Ｉ］、直径１０〜５０μｍ以下
の領域［ＩＩ］のときに安定した再点弧特性、遮断特
性、耐消耗性、静耐圧特性を発揮している。前記実施例
１〜２１、比較例１〜８では、Ｃｕ層の量が直径１０μ
ｍ以下の領域［Ｉ］が５０〜７５％、直径１０〜５０μ
ｍ以下の領域［ＩＩ］が２５〜５０％の場合を選択して
評価したが、本実施例の効果はこれに限ることなく発揮
される。即ち、Ｃｕ層の量が直径１０μｍ以下の領域
［Ｉ］が２５〜５０％、直径１０〜５０μｍ以下の領域
［ＩＩ］が５０〜７５％の場合においても、再点弧発生
率は０〜０．０１５％、消耗量は１．３〜１．９、遮断
特性は９５〜１００、静耐電圧は９０〜１０５を示し、
標準とする実施例２の特性と同等の安定した再点弧特
性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特性を示した（実施例
２２）。しかしＣｕ層の量が直径１０μｍ以下の領域
［Ｉ］が２５〜５０％、直径１０〜５０μｍ以下の領域
［ＩＩ］が０％、直径５０μｍ以上の領域［ＩＩＩ］の
場合には、組織的に粗となったことに起因して再点弧特
性、耐消耗性が実施例２２よりもばらつき幅が増大した
（比較例９）。

【００５１】実施例２３〜２４、比較例１０；前記実施
例１〜２２、比較例１〜９では、Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ
合金層（ＣｕＷＭｏ層、ＣｕＷＭｏＦｅ層）の厚さを
２．５ｍｍに一定に揃えたときについての効果を示した
が、本実施例の効果はこれに限ることなく発揮される。
即ち、合金層の厚さが０．３ｍｍ以上で好ましい特性を
発揮している（実施例２３）。その厚さがさらに厚い１
０．５ｍｍの場合でも同様である（実施例２４）。しか
しながら、合金層の厚さが０．１ｍｍ以下では、遮断特
性評価後の接点面の一部分に下地材である純Ｃｕ層の露
出が認められている。これが一因となって再点弧が０．
０２５〜０．３８５％と多発し、消耗量は１．６〜２
２．６、遮断特性は５０〜１００、静耐電圧は５０〜１
０５を示し、標準とする実施例２の特性と比較して著し
く劣化した再点弧特性、遮断特性、耐消耗性、静耐圧特
性を示した（比較例１０）。したがって、Ｗ−Ｍｏ−Ｆ
ｅ−Ｃｕ合金層（ＣｕＷＭｏ層、ＣｕＷＭｏＦｅ層）の
厚さは０．３ｍｍ以上とすることが望ましい。この合金
層の下部は純Ｃｕであっても、あるいは内部の方向（垂
直の方向）に向かってＣｕ量を増加させるようにするこ
とによって、接点素材としての導電率の向上に寄与す
る。その結果、遮断特性の安定性に寄与する。

【００５２】実施例２５〜２７、比較例１１；前記実施
例１〜２４、比較例１〜１０では、Ｗ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃ
ｕ合金の接触面の平均表面仕上げの粗さを２μｍに一定
に揃えたときについての効果を示したが、本実施例の効
果はこれに限ることなく発揮される。即ち、接触面の平
均表面仕上げの粗さが０．０５〜１０μｍ（実施例２５
〜２７）としても好ましい特性を発揮している（実施例
２５〜２７）。なお、接触面の平均表面仕上げの粗さを
極端に平滑とすると、仕上げ加工の条件によっては、加
工の途中にＣｕのみが除去されることがあり、Ｗのみが
表面に残りＣｕ層の存在が少ない接触面となりやすい。
その結果、接触抵抗特性、温度上昇特性に問題を生ず
る。一方、接触面の平均表面仕上げの粗さを１５μｍと
したときには、再点弧が０．２６〜０．５４％と多発
し、消耗量は２．８〜１０．６、遮断特性は８０〜９
０、静耐電圧は５５〜７５を示し、標準とする実施例２
の特性と比較して著しく劣化した再点弧特性、遮断特
性、耐消耗性、静耐圧特性を示した（比較例１１）。し
たがってＷ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金の接触面の平均表面
仕上げの粗さは、０．０５〜１０μｍとすることが望ま
しい。なおＷ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｃｕ合金の接触面の平均表
面仕上げの粗さを、前記０．０５〜１０μｍに仕上げし
た接触面に対して、電圧１０ｋＶを印加した状態で電流
１〜１０ｍＡを遮断させ、表面を追加仕上げすることに
よって、再点弧特性、静耐圧特性の安定化に寄与した。

【００５３】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、平均粒径０．４〜６μｍのＷを７４〜８８
重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＭｏを０．００１〜
５重量％、残部がＣｕよりなる合金であって、ＷＭｏが
一体化しその平均粒径が０．４〜１０μｍの範囲にある
ようにしたため、ＣｕとＷとの間の濡れ性が改良される
とともにＷ粒子とＣｕとの密着強度が向上し、またＷＭ
ｏを一体化することで、微小金属粒子の放出、飛散の低
減と表面荒れの低減に特に有効となって、再点弧特性及
び耐アーク消耗特性を向上させることができる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、平均粒径
０．４〜６μｍのＷを７４〜８８重量％、平均粒径０．
４〜４μｍのＭｏを０．００１〜５重量％、平均粒径
０．４〜４μｍのＦｅを０．００１〜５重量％、残部が
Ｃｕよりなる合金であって、ＷＭｏＦｅが一体化しその
平均粒径が０．４〜１０μｍの範囲にあるようにしたた
め、上記請求項１記載の発明の効果とほぼ同様の効果が
ある。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、前記ＷＭｏ
Ｆｅにおける前記Ｍｏと前記Ｆｅとの比率が、５００：
１〜１：５００の範囲にあるようにしたため、ＷＭｏＦ
ｅが均一組成の一体化粒子となって、再点弧特性の向上
に有益になるとともに静耐圧特性を向上させることがで
きる。

【００５７】請求項４記載の発明によれば、Ｂｉ，Ｓ
ｂ，Ｔｅのうちの少なくとも何れかを０．０５〜０．５
重量％含有するようにしたため、耐溶着性が向上して優
れた大電流遮断特性が維持される。

【００５８】請求項５記載の発明によれば、接触面に垂
直方向の任意の面において、前記ＷＭｏもしくは前記Ｗ
ＭｏＦｅによって囲まれるか隣接したＣｕ層の幅又は長
さが１０μｍ以下である領域を５０面積％以上含むよう
にしたため、接点合金組織が均一化されて、再点弧特性
及び耐アーク消耗特性の向上に有益となる。

【００５９】請求項６記載の発明によれば、接触面に垂
直方向の任意の面において、前記ＷＭｏもしくは前記Ｗ
ＭｏＦｅによって囲まれるか隣接したＣｕ層の幅又は長
さが１０μｍ以下の領域又は１０〜５０μｍの領域を少
なくとも何れかが５０面積％以上存在するようにしたた
め、上記請求項５記載の発明とほぼ同様の効果がある。

【００６０】請求項７記載の発明によれば、接触面から
内部方向に向かって前記Ｃｕ量を増加させるようにした
ため、接点の導電率が向上して遮断特性の安定性に寄与
する。

【００６１】請求項８記載の発明によれば、前記合金層
における接触面とは反対側の面にＣｕ層を付与したた
め、接点の導電性が向上して、上記請求項７記載の発明
の効果と同様の効果がある。

【００６２】請求項９記載の発明によれば、前記合金層
の厚さは０．３ｍｍ以上としたため、遮断後において接
点面に、部分的に下地材であるＣｕ層等の露出すること
が防止されて、再点弧特性、耐アーク消耗特性及び遮断
特性等の劣化を防止することができる。

【００６３】請求項１０記載の発明によれば、接触面の
平均表面粗さを１０μｍ以下で最小値を０．０５μｍと
したため、再点弧特性、遮断特性、耐アーク消耗特性等
の向上に有益となる。

【００６４】請求項１１記載の発明によれば、前記接触
面に電圧１０ｋＶを印加した状態で電流１〜１０ｍＡを
遮断させて表面仕上げをするようにしたため、接点表面
が追加仕上げされて、再点弧特性、静耐圧特性等が安定
化する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 巖 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 関口 薫旦 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 長部 清 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径０．４〜６μｍのＷを７４〜８
   ８重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＭｏを０．００１
   〜５重量％、残部がＣｕよりなる合金であって、ＷＭｏ
   が一体化しその平均粒径が０．４〜１０μｍの範囲にあ
   ることを特徴とする真空遮断器用接点材料。
2. 【請求項２】 平均粒径０．４〜６μｍのＷを７４〜８
   ８重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＭｏを０．００１
   〜５重量％、平均粒径０．４〜４μｍのＦｅを０．００
   １〜５重量％、残部がＣｕよりなる合金であって、ＷＭ
   ｏＦｅが一体化しその平均粒径が０．４〜１０μｍの範
   囲にあることを特徴とする真空遮断器用接点材料。
3. 【請求項３】 前記ＷＭｏＦｅにおける前記Ｍｏと前記
   Ｆｅとの比率が、５００：１〜１：５００の範囲にある
   ことを特徴とする請求項２記載の真空遮断器用接点材
   料。
4. 【請求項４】 Ｂｉ，Ｓｂ，Ｔｅのうちの少なくとも何
   れかを０．０５〜０．５重量％含有することを特徴とす
   る請求項１，２又は３記載の真空遮断器用接点材料。
5. 【請求項５】 接触面に垂直方向の任意の面において、
   前記ＷＭｏもしくは前記ＷＭｏＦｅによって囲まれるか
   隣接したＣｕ層の幅又は長さが１０μｍ以下である領域
   を５０面積％以上含むことを特徴とする請求項１，２，
   ３又は４記載の真空遮断器用接点材料。
6. 【請求項６】 接触面に垂直方向の任意の面において、
   前記ＷＭｏもしくは前記ＷＭｏＦｅによって囲まれるか
   隣接したＣｕ層の幅又は長さが１０μｍ以下の領域又は
   １０〜５０μｍの領域の少なくとも何れかが５０面積％
   以上存在することを特徴とする請求項１，２，３又は４
   記載の真空遮断器用接点材料。
7. 【請求項７】 接触面から内部方向に向かって前記Ｃｕ
   量を増加させてなることを特徴とする請求項１乃至６の
   何れかに記載の真空遮断器用接点材料。
8. 【請求項８】 前記合金層における接触面とは反対側の
   面にＣｕ層を付与してなることを特徴とする請求項１乃
   至６の何れかに記載の真空遮断器用接点材料。
9. 【請求項９】 前記合金層の厚さは０．３ｍｍ以上であ
   ることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の真
   空遮断器用接点材料。
10. 【請求項１０】 接触面の平均表面粗さを１０μｍ以下
    で最小値を０．０５μｍとしてなることを特徴とする請
    求項１乃至９の何れかに記載の真空遮断器用接点材料。
11. 【請求項１１】 前記接触面に電圧１０ｋＶを印加した
    状態で電流１〜１０ｍＡを遮断させて表面仕上げをして
    なることを特徴とする請求項１０記載の真空遮断器用接
    点材料。