JPH11102629A

JPH11102629A - 真空遮断器およびそれに用いる真空バルブと電気接点

Info

Publication number: JPH11102629A
Application number: JP26324197A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kikuchi; 菊池　　茂; Masahito Kobayashi; 将人小林; Katsuhiro Komuro; 勝博小室; Toru Tanimizu; 徹谷水; Yoshimi Hakamata; 好美袴田; Katsuzo Kuroda; 勝三黒田; Hitoshi Okabe; 均岡部; Noboru Baba; 馬場　　昇
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】電極の耐溶着性を有効に向上させる添加物を選
定し、耐溶着性能に優れた真空遮断器およびそれに用い
る真空バルブと電気接点を提供する。【解決手段】固定側電極と可動側電極がＣｒ化合物を含
んだ耐火性金属とその化合物及び高導電性金属との接合
金属からなる接点部材と、該接点部材を支持する高導電
性金属からなる支持部材とを有する真空遮断器。【効果】耐溶着性能に優れた真空遮断器およびそれに用
いる真空バルブと電気接点が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な真空遮断器
とそれに用いる真空バルブと電気接点に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空遮断器に設置される真空バルブ内の
電極構造は、一対の固定電極及び可動電極からなってい
る。上記固定及び可動電極の構造は、接点部材と該接点
部材を支持する支持部材と、該支持部材に連なる電極棒
から構成されている。

【０００３】これら接点部材，支持部材及び電極棒で構
成される電極は、必要に応じて縦磁界発生コイル及び溶
融金属遮蔽板を有する。縦磁界発生コイルは、特公平3
− 17335 号公報にも開示されているように接点部材及
び支持部材の補強の役目もあるが、主な役目としては接
点部材に縦磁界を発生させ、縦磁界により接点部材表面
に発生するアークを接点部材全体に拡散させるとともに
強制遮断するものである。溶融金属遮蔽板は、アークに
より溶融揮散した接点部材表面の金属が電極に設けられ
たスリット溝を通過して、電極棒周辺あるいは真空バル
ブを構成する真空容器内壁に溶着し、耐電圧特性が低下
するのを防止するものである。

【０００４】これら接点部材，支持部材及び電極棒で構
成される電極の製造工程は、接点部材の製造と機械加
工，支持部材及び電極棒のそれぞれの機械加工と各部品
の組み立てとろう付け作業の工程を経て電極が完成す
る。

【０００５】前述の接点部材の製造方法は、構成成分で
ある耐火性金属の混合粉を所定の組成，形状，空孔量に
成形，焼結後、焼結体のスケルトンに高導電性金属ある
いはその合金溶湯をしみこませるいわゆる溶浸法が、あ
るいは溶浸前の焼結工程で密度を１００％にするいわゆ
る粉末冶金法により製造された接点部材を、更に機械加
工して所定形状とする。

【０００６】支持部材及び電極棒は、高導電性金属素材
から所定形状にそれぞれ切り出し加工される。

【０００７】このようにして溶浸後機械加工された各部
品を組み立て後、ろう付けして一連の電極構造となる。
しかし、ろう付け方法は接点部材，支持部材及び電極棒
のそれぞれの間に濡れ性の良好なろう材を入れ、真空中
あるいは還元雰囲気中で昇温しろう付け接合されるが、
ろう付け接合を用いて構成される電極は、各部材の機械
加工とろう付けのための組み立てに非常な手間と時間が
かかり、併せて、ろう付け不良による電極材の破壊や脱
落の事故原因となる。

【０００８】そこで、製造過程において前述の接点部
材，支持部材及び電極棒を一体化する方法として、接点
部材の構成成分からなる混合粉末を所定の組成，形状，
空孔量に成形したスケルトン上に、支持部材及び電極棒
を構成する高導電性金属を載置し、これらを昇温し接点
部材に高導電性金属を溶浸するとともに、高導電性金属
の残部をもって支持部材及び電極棒を形成する、いわゆ
る一体溶浸法が開発された。この製法は特開平7−29461
号公報に開示されている。

【０００９】上述した接点部材は、高電圧，大電流を開
閉するために直接アークにさらされる。接点部材に要求
される満足すべき特性は、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等、基本
的な条件が挙げられる。しかし、これらの特性をすべて
満足させることは困難であって、一般には用途に応じて
特に重要な特性を重視し、他の特性はある程度犠牲にし
た材料が使用されている。大電流，高電圧遮断用接点材
料としては、特開昭63−96204 号公報にはＣｒ又はＣｒ
−ＣｕスケルトンにＣｕを溶浸させる方法が開示されて
いる。また、同様の製法は特公昭50−21670 号公報にも
開示されている。

【００１０】このＣｒ−Ｃｕ系材料は、更なる特性向
上、特に耐溶着性の向上を目的に更にＮｂ，Ｓｉ，Ｖな
どの耐火性金属が添加される場合があり、例えば特開平
7− 29461号公報などに開示されている。

【００１１】一方、支持部材は、接点部材を補強すると
ともに支持部材の形状を工夫することで縦磁界を発生さ
せる効果も持っている。そして使用される材料は、導電
性の良好な純Ｃｕが使用されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】一体溶浸法によれば、
各部材毎の機械加工やろう付けのための部品組み立てが
不要となり生産性が飛躍的に向上するとともに、ろう付
け不良による電極の破壊や脱落がなく、信頼性及び安全
性に優れた電極が得られる。しかしその一方、溶浸の
際、支持部材及び電極棒を構成する高導電性金属を溶解
するための高温加熱により、接点部材を構成する成分と
して耐溶着性を目的に添加したＮｂ，Ｓｉなどの耐火性
金属が、同じく接点部材の構成成分であるＣｒと反応
し、溶浸後の組成が所望の組成と異なるという問題があ
った。また、耐溶着性を目的に添加した耐火性金属がＣ
ｏ，Ｍｏ，Ｖなどの場合にはマトリックスとの反応はな
いものの、マトリックスとの結合が弱いために、電極同
士の溶着を開離する際にＣｏ等の添加金属は相手側電極
に溶着したままになり、添加金属が抜けた側の電極表面
にはマトリックスが露出するため、効果的な耐溶着性能
は望めない。

【００１３】本発明の目的は、電極の耐溶着性を効果的
に向上させる添加物を選定し、耐溶着性能に優れ、健全
で信頼性の高い電極を備えた真空遮断器とそれに用いる
真空バルブ及びそれに用いる電気接点を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、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その化合物及び高導
電性金属との複合金属からなる接点部材と、該接点部材
を支持する高導電性金属からなる支持部材とを有し、前
記接点部材及び支持部材とは前記高導電性金属の溶融に
よって一体に形成されており、前記耐火性金属はＣｒで
あり、前記化合物は融点が１２００℃以上のＣｒ化合物
であり、前記高導電性金属は融点が１１００℃以下で比
抵抗が２.８μΩcm 以下の金属あるいは合金であること
を特徴とする真空遮断器にある。

【００１５】具体的には、前記化合物はＴａ，Ｎｂ，Ｂ
ｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ
及びＲｕのＣｒ化合物であり、前記高導電性金属はＣ
ｕ，ＡｇまたはＡｕを主にした合金が好ましい。

【００１６】前記接点部材はＣｒと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｂ
ｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ
及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は２種以上と、Ｃｕ，Ａ
ｇまたはＡｕからなる合金又はこれらを主にした合金に
より構成され、前記支持部材は前記合金により構成され
るのが好ましい。

【００１７】更に、前記接点部材はＣｒを２０〜４０重
量％と、Ｔａ，Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣｒ化合物の１種又
は２種以上の合計量５〜４０重量％と、Ｃｕ３５〜６５
重量％とを含む複合金属からなり、前記支持部材はＣ
ｒ，Ａｇ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，Ｃｏ及びＦ
ｅの１種又は２種以上の合計量が４重量％以下とＣｕ，
ＡｇまたはＡｕとの合金からなるものが好ましい。

【００１８】本発明における接点部材は多孔質耐火金属
化合物中に含浸した高導電性金属との複合金属よりな
り、前記接点部材及び支持部材とは前記高導電性金属の
溶融によって一体に形成されているのが好ましい。

【００１９】本発明における支持部材は０.２％耐力が
１０kg／mm²以上で、比抵抗が２.８μΩcm以下のもの
とする。

【００２０】本発明は、前記固定側電極と可動側電極の
少なくとも一方は前記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ものである。

【００２１】前記縦磁界発生コイルは前記支持部材にろ
う付け又は前記高導電性金属の溶融凝固によって一体に
形成することができる。

【００２２】前記縦磁界発生コイルは円筒状でその円周
面にスリット溝が設けられた形状又はその横断面が略卍
状である形状がある。

【００２３】また本発明は、前記固定側電極と可動側電
極の少なくとも一方は前記支持部材に高導電性金属から
なる溶融金属遮蔽板が設けられているものである。

【００２４】前記溶融金属遮蔽板は前記支持部材にろう
付け又は前記高導電性金属の溶融凝固によって一体に形
成することができる。

【００２５】前記溶融金属遮蔽板は円盤状で電極面に平
行に設けられ、円周端部から前記支持部材に至るまでの
スリット溝を有することができるものである。

【００２６】本発明における前記固定側電極と可動側電
極は、それらの外周部がスリット溝によって分離された
羽根型を有するものである。

【００２７】前記真空バルブは三相に対しては３組あ
り、該３組の真空バルブを横に並べて樹脂の絶縁筒によ
って一体に組み込んだものが好ましい。

【００２８】また、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その化合物及び高導
電性金属との複合金属よりなる接点部材と、該接点部材
を支持する高導電性金属からなる支持部材とを有し、前
記接点部材及び支持部材とは前記高導電性金属の溶融に
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。

【００２９】本発明における真空バルブの電極，縦磁界
発生コイル，溶融金属遮蔽板の構成は前述と同様であ
る。

【００３０】本発明は、耐火性金属とその化合物及び高
導電性金属との複合金属からなる接点部材と、該接点部
材を支持する高導電性金属からなる支持部材とが、前記
高導電性金属の溶融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。

【００３１】本発明における電気接点の構成は前述と同
様である。

【００３２】本発明は、耐火性金属とその化合物及び高
導電性金属との複合金属よりなる接点部材と、該接点部
材を支持する高導電性金属からなる支持部材とを有する
電気接点の製造法において、前記接点部材は耐火性金属
とその化合物を有する多孔質体上に前記高導電性金属を
載置し、該高導電性金属を溶融して前記多孔質体中に溶
浸させることにより形成し、前記支持部材は前記溶浸後
に残留する前記高導電性金属の厚さを前記支持部材とし
て必要な厚さに設定することによって形成することを特
徴とする電気接点の製造法にある。

【００３３】また、本発明は、前記接点部材及び支持部
材を前記高導電性金属を溶浸し凝固させて形成後、所望
の温度に保持させて前記高導電性金属中に過飽和に固溶
した金属又は金属間化合物を析出させる熱処理工程を有
するものである。

【００３４】前記電気接点は真空バルブの固定側電極又
は可動側電極に用いることができる。

【００３５】本発明は、前記支持部材に高導電性金属か
らなる縦磁界発生コイル及び、あるいは溶融金属遮蔽板
を有する電気接点の製造法において、前記高導電性金属
の前記多孔質体への溶浸後に残留する厚さと形状を前記
支持部材と縦磁界発生コイル及び、あるいは溶融金属遮
蔽板の形状に合わせて溶融凝固によって形成することが
できる。

【００３６】本発明における真空遮断器の電極構造は、
接点部材，支持部材、及び電極棒からなり、必要に応じ
て縦磁界発生コイルあるいは溶融金属遮蔽板から構成さ
れる。接点部材は耐火性金属とその化合物及び高導電性
金属との複合金属からなり、耐火性金属としては融点約
１８００℃以上の高融点金属で、高導電性金属としての
Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕに対して一体化製造工程での溶浸温度
における固溶量が４％以下のＣｒが用いられる。化合物
としては融点が１２００℃以上のＣｒ化合物で、Ｔａ，
Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓ
ｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は２種以上が好
ましく、例えばＴａＣｒ₂，ＮｂＣｒ₂，Ｂｅ₂Ｃｒなど
が挙げられる。これらの化合物は脆性で、接点部材中に
分散することで溶着した際に開離の起点となり、溶着防
止につながる。また、これらの化合物は安定であるた
め、Ｃｒなど他の成分と反応することがなく、所望の成
分が得られる。支持部材及び電極棒には融点が１１００
℃以下で比抵抗が２.８μΩcm以下の金属あるいは合金
が好ましいが、特に高強度化のためにＣｒ，Ａｇ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，Ｃｏ及びＦｅの１種又は
２種以上の合計量を４％以下含有せしめた高導電性金属
が用いられる。縦磁界発生コイル及び溶融金属遮蔽板
は、支持部材及び電極棒と同成分で一体に形成される。

【００３７】接点部材はＣｒを２０〜４０重量％と、Ｔ
ａ，Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔ
ｅ，Ｓｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は２種以
上の合計量５〜４０重量％と、Ｃｕ３５〜６５重量％と
を含む複合金属とすることで優れた耐溶着性が得られ、
Ｃｒ及びＴａ，Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，
Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣｒ化合物の１種又
は２種以上からなる多孔質成形体あるいはそれに１０重
量％以下のＣｕを含む多孔質成形体にＣｕを溶融含浸さ
せた複合材とするのが好ましい。

【００３８】また、支持部材は接点部材を補強支持する
もので接点部材の半分以上の厚さとすることが好まし
く、特にそれと同等以上の厚さとするのが好ましい。支
持部材はＣｒ，Ａｇ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，
Ｃｏ及びＦｅの１種又は２種以上の合計量が４重量％以
下とＣｕ，ＡｇまたはＡｕとの合金とすることで、接点
部材を補強するに充分な強度を得ることができる。

【００３９】縦磁界発生コイル及び溶融金属遮蔽板は、
支持部材及び電極棒とともに多孔質成形体への溶浸の際
に同時に鋳造技術と同様の方法で製造することができ、
接点部材，支持部材及び電極棒とは金相学的に連続した
一体構造で構成できる。この結果、各部材の機械加工工
程，ろう付け時の各部材の組み立て工程の低減、また非
接合であることから従来のろう付け部の局部発熱，ろう
付け不良による接点部材の破壊，脱落等の問題がなくな
る。

【００４０】また本発明によれば、支持部材及び電極棒
は縦磁界発生コイル及び溶融金属遮蔽板とともに同一工
程内で一体構造に構成され、Ｃｒ，Ａｇ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，Ｃｏ及びＦｅの１種又は２種以上の
合計量４重量％以下をＣｕ，ＡｇまたはＡｕ中に含有せ
しめることができる。従って、導電率をあまり低下させ
ずに機械的強度、特に耐力を大幅に高めることができ、
その結果、電極間の接触抵抗の増大，電極開閉時の衝撃
力にも充分対応でき、経時的な変形も解決できる。

【００４１】このように、接点部材，支持部材，電極棒
及び縦磁界発生コイルあるいは溶融金属遮蔽板とは非接
合であるとともに金相学的に連続した一体化構造にした
ことと、接点部材成分に脆性で安定なＣｒ化合物を添加
したことにより、信頼性及び安全性が高く、耐溶着性能
に優れた真空遮断器を提供できる。

【００４２】本発明によれば、Ｃｒと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｂ
ｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ
及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は２種以上の粉末又はこ
れにＣｕ，Ａｇ，Ａｕ粉末を所定組成に混合し、その混
合粉を所定の空隙含有率に成形して多孔質成形体をつく
る。この多孔質成形体の上にＣｕ，Ａｇ，Ａｕ又はこれ
らの合金からなるブロックを載置し、溶融させて多孔質
成形体の空隙にＣｕ又はＣｕ合金等の金属を含浸させ
る。その時、溶浸後の組成が前述の含有量となるように
複合化する。溶浸完了後の鋳塊を所定形状の電極に加工
する。

【００４３】高導電性金属の溶浸に際しては、溶融させ
る高導電性金属の融点，多孔質成形体に対する濡れ性，
多孔質成形体の空隙率などを考慮して溶浸が充分になさ
れるよう、溶浸温度と保持時間が設定される。その結
果、前述の強度が高く，比抵抗が小さい溶浸材料が得ら
れ、高性能の電極を得ることができる。

【００４４】本発明における電極は、前述の如く所望の
形状で溶浸と鋳造技術との組み合わせにより求め得る
が、前述した最終形状として切削加工により得られる。

【００４５】真空遮断器は，断路器，接地開閉器，避雷
器，変流器とともに用いられ、高層ビル，ホテル，イン
テリジェントビル，地下街，石油コンビナート，各種工
場，駅，病院，会館，地下鉄，上下水道等の公共設備な
どの電源として欠かせない高圧受変電設備として用いら
れる。

【００４６】

【発明の実施の形態】

実施例１図１（ａ）は電極の溶浸工程での各部材の配置を示す図
で、１は黒鉛製るつぼ、２は溶浸後に接点部材となる多
孔質成形体、３は溶浸用Ｃｕである。４０重量％のＣｒ
粉末と４０重量％のＣｕ粉末、及びＣｒ化合物として２
０重量％のＮｂＣｒ₂とをＶミキサーにより混合後、直
径８０mmの金型を用いて、成形圧力１.５ton／cm²で直
径８０mm，厚さ９mmの成形体２を作製した。作製した成
形体２をるつぼ１の底に置き、その上に直径８０mm，長
さ７５mmの溶浸用Ｃｕインゴット３を重ねてセットす
る。

【００４７】溶浸条件は、６.７×１０^-3Ｐａ以下の真
空中で１２００℃×９０分間保持し、Ｃｕインゴット３
を接点部材用多孔質成形体２に均一に溶融含浸させた
後、真空雰囲気中で放冷凝固させる。

【００４８】図１（ｂ）は、凝固後に黒鉛製るつぼ１か
ら取り出した鋳塊の断面外観模式図である。図中、４が
接点部材、５が支持部材及び電極棒に相当する部分であ
る。接点部材４の組織を光学顕微鏡により観察した結
果、いずれの箇所もＣｕが十分に溶浸され、また接点部
材を構成する各成分はほぼ均一に分散し、健全な組織を
確保していることが明らかとなった。

【００４９】接点部材成分にＮｂＣｒ₂以外のＣｒ化合
物、例えばＴａＣｒ₂，Ｂｅ₂Ｃｒ，ＣｒＳｉ₂などを添
加した場合について同様の溶浸を行い、組織を確認した
ところ、いずれの場合にも良好な組織が得られた。

【００５０】このように本発明によれば、接点部材成分
としてＣｒ化合物を含み、接点部材，支持部材及び電極
棒とが一体で構成される電極が充分製作可能であること
がわかる。接点部材と支持部材とのそれぞれの界面は金
相学的に完全に一体化がなされており、ろう付け等によ
る接合が不必要であることがわかる。このようにして得
られた溶浸材料を所望形状に機械加工することで、本発
明の目的に即した電極を作製することができる。

【００５１】実施例２実施例１で作製した溶浸材料のうち、Ｃｒ化合物として
２０重量％のＮｂＣr₂を含む溶浸材を用いて電極を試作
し、遮断試験を行い、溶着後の開離力を測定した。溶浸
材は、接点部材成分が４０％Ｃｒ−４０％Ｃｕ−２０％
ＮｂＣｒ₂，径が８０mmのものである。なお、比較材と
して５０％Ｃｒ−５０％Ｃｕ溶浸材についても同様の試
験を行った。

【００５２】それぞれの溶浸材から直径２０mmの電極を
機械加工により切り出し、これを組立式遮断試験機に組
み込み、共振回路を用いて７.２ｋＶ，２９.８ｋＡの遮
断試験を行った。溶着後に電極部分を取り外し、引張試
験機により開離力を測定した。その結果、ＮｂＣｒ₂を
含む場合には開離力は１１７ＭＰａであったのに対し、
ＮｂＣｒ₂を含まない場合には２３１ＭＰａであった。
なお、ＮｂＣｒ₂以外のＣｒ化合物を含む溶浸材を用い
た場合にも同様の傾向がみられた。これより、接点部材
成分としてＣｒ化合物を含む電極は溶着した際の開離力
が非常に小さいため、可動側電極の開閉機構の駆動力を
小さくでき、真空遮断器の小型化が可能になるととも
に、溶着による開離不能が発生しにくくなる。

【００５３】上記試験後の電極の開離部分を走査型電子
顕微鏡により観察した。図２に、ＮｂＣｒ₂を含む電極
の開離部断面を観察した結果を模式図で表す。開離部表
面にはＮｂＣｒ₂が存在し、このＮｂＣｒ₂にはクラッ
クが生じていた。これはＮｂＣｒ₂以外のＣｒ化合物を
含む電極でも同様にみられた。この結果からＣｒ化合物
は脆性であるために、開離の際、破断の起点となり、小
さな力で開離が可能となり、耐溶着性能の向上に有効で
あることがわかった。なお、これらＣｒ化合物は開離の
起点となるため、接点部材中に小さい粒径で均一に分布
していることが望ましい。

【００５４】実施例３実施例２と同様の方法でＮｂＣｒ₂含有量の異なる溶浸
材を作製し、機械的特性及び電気的特性に及ぼすＣｒ化
合物量の影響を調べた。

【００５５】接点部材の溶浸後の組成が５０％Ｃｒ−５
０％Ｃu、及びこれに対してＮbＣr₂含有量が５〜５０重
量％となるような溶浸材を前述の製法で作製した。

【００５６】得られたそれぞれの溶浸材の接点部分か
ら、引張試験片（平行部直径８mm，平行部長さ１４mm)
を切り出し、歪速度０.０５mm／分で引張試験を行った
結果を図３に示す。図から、ＮｂＣｒ₂を５重量％以上
含み、ＮｂＣｒ₂の含有量が多くなるに従い引張強さは
低下することがわかる。これは、電極が溶着しても、図
２で示したようにＮｂＣｒ₂が破壊の起点となり、Ｎｂ
Ｃｒ₂含有量が多いほど開離の起点が多くなるため小さ
な開離力で容易に開離できることを示すものである。し
かしながら、ＮｂＣｒ₂量が４０％より多くなると引張
強さはかなり小さくなり、また脆くなって電極開閉時の
破壊が危惧される。これらの傾向は、他のＣｒ化合物を
添加した場合にも同様にみられた。従って、Ｃｒ化合物
の含有量は５〜４０％までが望ましい。

【００５７】また、それぞれの溶浸材の接点部分から、
３×３×３５mmの試験片を切り出し、４端子電位差法に
より比抵抗を測定した結果を図４に示す。図から、Ｎｂ
Ｃr₂の含有量が多くなるに従い比抵抗は大きくなること
がわかる。比抵抗が大きくなると、通電時の抵抗加熱に
より接点部の局部加熱が生ずるため、この点からもＣｒ
化合物の含有量は５〜４０％までとするのがよい。

【００５８】このように、本発明によるＣｒ化合物を含
有する接点部材は、溶着しても容易に開離が可能で、組
織的にも健全で電極材料に適した特性を有することが証
明された。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、接点部材と該接点部材
を支持する支持部材を有し、必要に応じて該支持部材に
連なる縦磁界発生コイルと溶融金属遮蔽板を有する固定
側電極及び固定側電極を備えた真空遮断器において、前
記接点部材はＣｒ化合物を含有することで優れた耐溶着
性が得られるとともに構成成分同士の反応がないために
所望の組成が確実に得られる。また、前記接点部材と支
持部材、更に好ましくは縦磁界発生コイル及び溶融金属
遮蔽板とは非接合からなる溶融一体の構造を有し、前記
支持部材，縦磁界発生コイル及び溶融金属遮蔽板、更に
それに連なる電極棒はＣｒ，Ａｇ，Ｖ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｓ
ｉ，Ｗ及びＢｅ等を含有する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
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、支持部材，電極棒等の強度向上
により電極変形に伴う溶着障害を防止でき、信頼性及び
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】本発明の電気接点の溶浸工程での各部材の配
置、及び溶浸後の構造を示す図。

【図２】遮断試験後の開離部断面の断面模式図。

【図３】ＮｂＣｒ₂量と引張強さとの関係を示す線図。

【図４】ＮｂＣｒ₂量と比抵抗との関係を示す線図。

【符号の説明】

１…黒鉛製るつぼ、２…接点部材用多孔質成形体、３…
溶浸用Ｃｕ、４…接点部材、５…支持部材及び電極棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者馬場昇茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

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、前記可動側電極に接続された絶縁ロッドを
介して前記可動側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、前記固定側電極と可動側電極は耐火
性金属とその化合物及び高導電性金属との複合金属から
なる接点部材と、該接点部材を支持する高導電性金属か
らなる支持部材とを有し、前記接点部材及び支持部材と
は前記高導電性金属の溶融によって一体に形成されてお
り、前記耐火性金属はＣｒであり、前記化合物は融点が
１２００℃以上のＣｒ化合物であり、前記高導電性金属
は融点が１１００℃以下で比抵抗が２.８μΩcm 以下の
金属あるいは合金であることを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】前記化合物はＴａ，Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉ
ｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣ
ｒ化合物であり、前記高導電性金属はＣｒ，Ａｇまたは
Ａｕを主にした合金からなることを特徴とする請求項１
に記載の真空遮断器。
【請求項３】前記接点部材はＣｒと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｂ
ｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ
及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は２種以上と、Ｃｒ，Ａ
ｇまたはＡｕからなる合金又はこれらを主にした合金に
より構成され、前記支持部材は前記合金により構成され
ることを特徴とする請求項２に記載の真空遮断器。
【請求項４】前記接点部材はＣｒを２０〜４０重量％
と、Ｔａ，Ｎｂ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｔｅ，Ｓｉ，Ｒｈ及びＲｕのＣｒ化合物の１種又は
２種以上の合計量５〜４０重量％と、Ｃｕ３５〜６５重
量％とを含む複合金属からなり、前記支持部材はＣｒ，
Ａｇ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｓｉ，Ｂｅ，Ｃｏ及びＦｅの
１種又は２種以上の合計量が４重量％以下とＣｒ，Ａｇ
またはＡｕとの合金からなる請求項３に記載の真空遮断
器。
【請求項５】前記固定側電極と可動側電極の少なくとも
一方は前記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を特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項６】前記縦磁界発生コイルは前記支持部材にろ
う付け又は前記高導電性金属の溶融凝固によって一体に
形成されていることを特徴とする請求項５に記載の真空
遮断器。
【請求項７】前記縦磁界発生コイルは円筒状でその円周
面にスリット溝が設けられた形状又はその横断面が略卍
状であることを特徴とする請求項５あるいは６に記載の
真空遮断器。
【請求項８】前記固定側電極と可動側電極の少なくとも
一方は前記支持部材に高導電性金属からなる溶融金属遮
蔽板が設けられていることを特徴とする請求項１ないし
７のいずれかに記載の真空遮断器。
【請求項９】前記溶融金属遮蔽板は前記支持部材にろう
付け又は前記高導電性金属の溶融凝固によって一体に形
成されていることを特徴とする請求項８に記載の真空遮
断器。
【請求項１０】前記溶融金属遮蔽板は円盤状で電極面に
平行に設けられ、円周端部から前記支持部材に至るまで
のスリット溝を有することを特徴とする請求項８あるい
は９に記載の真空遮断器。
【請求項１１】前記真空バルブは３組あり、該３組の真
空バルブを横に並べて樹脂の絶縁筒によって一体に組み
込まれていることを特徴とする請求項１ないし１０のい
ずれかに記載の真空遮断器。
【請求項１２】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、前記可動側電極に接続された絶縁ロッド
を介して前記可動側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
耐火性金属とその化合物及び高導電性金属との複合金属
からなる接点部材と、該接点部材を支持する高導電性金
属からなる支持部材とを有し、前記接点部材と支持部材
とは前記高導電性金属によって一体に形成され、前記支
持部材の０.２％耐力が１０kg／mm²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１３】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その化合物及び高導電性金属との複
合金属よりなる接点部材と、該接点部材を支持する高導
電性金属からなる支持部材を有し、前記接点部材と支持
部材とは前記高導電性金属の溶融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１４】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を特徴とする真空
バルブ。
【請求項１５】前記縦磁界発生コイルは円筒状でその円
周面にスリット溝が設けられた形状又はその横断面が略
卍状であることを特徴とする請求項１３あるいは１４に
記載の真空バルブ。
【請求項１６】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その化合物及び高導電性金属との複
合金属よりなる接点部材と、該接点部材を支持する高導
電性金属からなる支持部材とを有し、前記接点部材と支
持部材とは前記高導電性金属の溶融によって一体に形成
され、前記支持部材の０.２％耐力が１０kg／mm²以上
で比抵抗が２.８μΩcm以下であることを特徴とする真
空バルブ。
【請求項１７】耐火性金属とその化合物及び高導電性金
属との複合金属より接点部材と、該接点部材を支持する
高導電性金属からなる支持部材とが、前記高導電性金属
の溶融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１８】耐火性金属とその化合物及び高導電性金
属との複合金属よりなる接点部材と、該接点部材を支持
する高導電性金属からなる支持部材とが、前記高導電性
金属の溶融によって一体に形成され、前記支持部材の
０.２％耐力が１０kg／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。