JPH1173830A

JPH1173830A - 真空バルブ

Info

Publication number: JPH1173830A
Application number: JP9235699A
Authority: JP
Inventors: Isao Okutomi; 功奥富; Mitsutaka Honma; 三孝本間; Keisei Seki; 経世関; Atsushi Yamamoto; 敦史山本; Takashi Kusano; 貴史草野; Hiromichi Somei; 宏通染井
Original assignee: SHIBAFU ENG KK; Toshiba Corp
Current assignee: SHIBAFU ENG KK; Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 1999-03-16
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: CN1112716C; EP0903760B1; DE69825227T2; EP0903760A3; DE69825227D1; CN1213153A; JP3663038B2; EP0903760A2; US6107582A

Abstract

(57)【要約】【課題】接触抵抗特性と遮断特性に優れ安定した真空
バルブを提供する。【解決手段】真空バルブの接点素材を、Ｃｕ等の高導
電性成分と、Ｃｒよりなり、粒子径が０．１〜１５０μ
ｍの範囲にある粒子が少なくとも９０容積％を占める耐
弧性成分とからなるものとし、かつ、その接点素材の９
００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５０℃の時の熱膨張率
値α₅₀との差の、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ に対
する比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］
を、０．８％以上１２％以下のものとする。このことに
より、ロウ付け工程を経た後にＣｒ粒子とＣｕマトリッ
クスとの界面に生成する溝の生成を抑制し、静耐圧特
性、接触抵抗特性の安定化、遮断特性の安定化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触抵抗特性と遮
断特性とを安定化させた接点素材を備え、遮断特性に優
れた真空バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】真空中でのアーク拡散性を利用して、高
真空中で電流遮断を行わせる真空バルブの接点は対向す
る固定、可動の２つの接点から構成されている。真空遮
断器には、大電流遮断特性、耐電圧性能、対溶着性能の
基本的３要件の他に、接点の対消耗特性が重要な用件と
なっている。

【０００３】しかしながら、これらの要件の中には相反
するものがある関係上、単一の金属種によって総ての要
件を満足させることは不可能である。この為、実用化さ
れている多くの接点材料においては、不足する性能を相
互に補うような２種以上の元素を組み合わせることによ
って、例えば大電流用、高耐圧用等のように特定の用途
に合った接点材料の選択採用が行われ、それなりに優れ
た特性を持つ真空バルブが開発されているが、更に強ま
る要求を十分満足する真空バルブは未だ得られていない
のが実情である。

【０００４】例えば、大電流遮断性を目的とした接点と
して、Ｃｒを５０ｗｔ％程度含有させたＣｕ−Ｃｒ合金
（特公昭４５−３５１０１号公報参照）が知られてい
る。この合金は、Ｃｒ自体がＣｕとほぼ同等の蒸気圧特
性を保持し、かつ強力なガスのゲッタ作用を示す等の効
果で高電圧大電流遮断性を実現している。即ち、Ｃｕ−
Ｃｒ合金は、高耐圧特性と大電流遮断とを両立させ得る
接点として多用されている。

【０００５】この合金は、活性度の高いＣｒを使用して
いることから、接点素材の製造（焼結工程など）、接点
素材から接点片へと加工する時などにおいて、原料粉の
選択、不純物の混入、雰囲気の管理などに配慮しながら
製造しているが、真空バルブの高耐圧特性と大容量遮断
とを両立させるのに必要な耐圧特性と接触抵抗特性とを
同時に兼備した接点材料の供給に対して必ずしも完全な
技術とはなっていない。

【０００６】このようなことから、本発明者らはＣｕＣ
ｒ接点の組成的改良を検討した結果、耐圧特性と接触抵
抗特性とを兼備した好ましい接点片を具備した真空バル
ブを提供できるようになった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＣｕＣｒ接点は、両者
の高温度での蒸気圧特性が近似していることなどが主因
となって、遮断した後でも比較的平滑な表面損傷特性を
示し、安定した電気特性を発揮している。

【０００８】しかし近年一層の大電流遮断やより高電圧
が印加される可能性のある回路への適応が日常的に行わ
れ、接点に著しい消耗や強固な溶着現象が見られるよう
になってきた。真空バルブにおいて、遮断によって異常
的に損傷・消耗した接点では、次の定常電流の開閉時の
接触抵抗の異常上昇や温度の異常上昇を引き起こした
り、耐電圧不良を示したりする為、接点の異常的損傷・
消耗は極力抑制する必要がある。

【０００９】研究によれば、ＣｕＣｒ合金の接点特性
は、合金中のＣｒ量の変動、Ｃｒ粒子の粒度分布、Ｃｒ
の偏析の程度、合金中に存在する空孔の程度などに依存
することが判明した。しかし、その最適化を進めている
にも拘わらず、上述した近年の適応状況では耐圧特性と
接触抵抗特性にばらつきが見られ、遮断特性をあるレベ
ルに維持した上で、両特性を兼備した真空バルブが必要
となってきた。この発明の目的は、接触抵抗特性と遮断
特性とを安定化した接点を備え、遮断特性に優れた真空
バルブを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃｕ，Ａｇの
少なくとも１種よりなる高導電性成分と、Ｃｒよりな
り、粒子径が０．１〜１５０μｍの範囲にある粒子が、
粒子全体の少なくとも９０容積％を占める耐弧性成分と
からなる接点素材を備えた真空バルブに於いて、接点素
材は、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５０℃の時の
熱膨張率値α₅₀との差の、９００℃の時の熱膨張率値α
₉₀₀ に対する比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α
₉₀₀ ）］が、０．８％以上１２％以下であることを特徴
とする。

【００１１】このような構成とすることにより、接点素
材が、ロウ付け工程を経た後にＣｒ粒子とＣｕマトリッ
クスとの界面に生成する溝の生成を抑制し、静耐圧特
性、接触抵抗特性の安定化、遮断特性の安定化を図るこ
とができる。

【００１２】この接点素材は、Ｃｕ，Ａｇの少なくとも
１種よりなる高導電性成分と、Ｃｒよりなり、粒子径が
０．１〜１５０μｍの範囲にある粒子が、粒子全体の少
なくとも９０容積％を占める耐弧性成分とを各々均一に
混合して［高導電性粉末・耐弧性粉末］混合粉を製造し
た後、この混合粉に対して、非酸化性雰囲気中での加熟
処理によって相対密度を８８％以上に調節した接点素材
とすることができる。

【００１３】このような構成とすることにより、ロウ付
け工程を経た後にＣｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面
に生成する溝の生成の抑制にさらに効果を発揮する。ま
た、この接点素材は、高導電性成分としてＣｕ又はＡｇ
の少なくとも１種の量を４０〜８０（重量）％、第１補
助成分としてＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅから選ばれた１つ以上の
元素の量を０．０１〜１．０％、残部の所定量が耐弧性
成分としてＣｒを含有した［高導電性粉末・耐弧性粉末
・第１補助成分粉末］混合粉で構成され、この混合粉を
非酸化性雰囲気中で高導電性成分の溶融温度以上の温度
（例えば溶浸法の場合は溶融温度以上の温度とす
る。）、または８００℃以上高導電性成分の溶融温度以
下の温度（例えば固相焼結法の場合は溶融温度以下の温
度とする。）（但し高導電性成分の溶融温度が８００℃
以下の場合は高導電性成分の溶融温度以上の温度）で加
熱処理して得た接点素材であってもよい。

【００１４】このような第１補助成分としての所定量の
Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅの存在によりＣｒ粒子とＣｕマトリッ
クスとの界面に生成する溝の状態が更に改善される。ま
た、接点素材は、第２補助成分として０．０５〜５％の
Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂの１つを含有した［高導電性粉末・耐
弧性粉末・第２補助成分粉末］混合粉または［高導電性
粉末・耐弧性粉末・第１補助成分粉末・第２補助成分粉
末］混合粉で構成され、この混合粉を非酸化性雰囲気中
で高導電性成分の溶融温度以上の温度、または８００℃
以上高導電性成分の溶融温度以下の温度（但し高導電性
成分の溶融温度が８００℃以下の場合は高導電性成分の
溶融温度以上の温度）で加熱処理して得た接点素材であ
ってもよい。

【００１５】このようなＢｉ、Ｔｅ、Ｓｂ等の第２補助
成分により、耐溶着性を改善することができる。さら
に、接点素材は、混合粉に対して、混合粉自体の自重の
みによる圧力以上８トン／ｃｍ² 以下の圧力を与えて成
型体とした後、この成型体を非酸化性雰囲気中で高導電
性成分の溶融温度以上の温度、または８００℃以上高導
電性成分の溶融温度以下の温度（但し高導電性成分の溶
融温度が８００℃以下の場合は高導電性成分の溶融温度
以上の温度）で加熱処理して得た接点素材であってもよ
い。

【００１６】また、接点素材は、Ｃｕを含む材料（例え
ばＣｕ粉末、Ｃｕ薄板、Ｃｕ合金板、ＡｇＣｕ合金板
等）と混合粉とを接触させて載置し（必要により加圧
し）た後、この混合粉をＣｕを含む材料と共に、非酸化
性雰囲気中で８００℃以上高導電性成分の溶融温度以下
の温度（但し高導電性成分の溶融温度が８００℃以下の
場合は高導電性成分の溶融温度以上の温度）で焼結して
得た少なくとも一面に高導電性成分層を持つ接点素材で
あってもよい。

【００１７】更に、この接点素材は、Ｃｒの一部をＣｒ
量に対して、０．１％以上５０％未満のＴｉ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１つによって置換して
得た接点素材であってもよい。

【００１８】Ｃｒの一部をＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、またはＷで置換することによりより、耐圧が改善さ
れる。また、この接点素材は、Ｃｒの表面を、厚さ０．
０１〜５０μｍのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏより選ばれた１つで
被覆して得た接点素材であってもよい。

【００１９】この場合のＦｅ、Ｎｉ、またはＣｏによる
被覆により、混合過程でのＣｒ粉の変質を軽減できると
ともに、焼結の時の相対密度の調整（密度を高くする）
が可能となる。

【００２０】さらに、この接点素材は、Ｃｒの表面を、
厚さ０．０１〜５０μｍのＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗより選ばれた１つで被覆して得た接点素材であっ
てもよい。

【００２１】この場合のＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、
またはＷによる被覆により、混合過程でのＣｒ粉の変質
を軽減できるとともに、、耐圧が改善される。また、こ
の接点素材は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅから選ばれた１つ以上
の元素の所定量と、ほぼ同容量のＣｕ、Ａｇ、Ｃｒから
選ばれた１つ以上の金属とを予め１次予備混合し、１次
予備混合された１次予備混合粉と、残部の金属とを混合
して混合粉を得た後、この混合粉を成型、焼結して得た
接点素材であってもよい。

【００２２】また、この接点素材は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂ
から選ばれた１つ以上の元素の所定量と、ほぼ同容量の
Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた１つ以上の金属とを予め
１次予備混合し、１次予備混合された１次予備混合粉
と、残部の金属とを混合して混合粉を得た後、この混合
粉を成型、焼結して得た接点素材であってもよい。

【００２３】更に、この接点素材は、１次予備混合粉
と、ほぼ同容量のＣｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた１つ以
上の金属とを２次予備混合し、必要によりこの予備混合
粉とほぼ同容量の残部のＣｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた
１つ以上の金属とを混合して予備混合粉を得る混合作業
を複数回繰り返し、得られた予備混合粉と残部の金属と
を混合し、混合粉を得た後、この混合粉を成型、焼結し
て得た接点素材であってもよい。以上のような予備混合
を行う混合方法により均一に混合された混合粉を用いる
ことにより溝の生成を抑制する効果を一層高めることが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。最新の開閉装置プラントや開閉シス
テムでも、その性能がたった１つの接点材料、接点部品
の品質欠陥によって、ばらつきが出たり機能発揮しない
ケースが存在する場合がある。本発明者らは、真空バル
ブに使用されている接点材料を検討し真空バルブ特性を
対比した結果、この発明を完成するに至った。すなわち
この発明は、下記の事項をもつことを特徴とするもので
ある。

【００２５】上記した開閉装置プラントや開閉システム
の電気的（または機械的、化学的）性能のばらつきの一
部には、真空バルブに搭載された接点と密接に相関して
いる傾向にあることが判明した。特に、ロウ付け工程を
経た後にばらつきが発生している場合が認められた。

【００２６】すなわち、種々の条件・状態にあるＣｕＣ
ｒ接点片に於いて、その表面粗さの平均値Ｒａｖｅ．を
０．１μｍ程度に十分平滑に表面仕上げした状態にある
接点の針／平板電極を対向させた静耐圧特性、接触抵抗
特性を調査すると、原料Ｃｒの粒子直径や粒度分布、Ｃ
ｕＣｒ合金の組成成分、焼結条件又は焼結・溶浸条件な
どがある程度一定ならば、同じ条件・状態グループ間で
はほぼ同じ静耐圧特性、接触抵抗特件を示す。しかし、
これらの接点片を使用しロウ付け工程を経て真空バルブ
として組立てた後、再度静耐圧特性、接触抵抗特性を詳
細に調査すると、前記静耐圧値の低下とばらつき幅の拡
大、接触抵抗特性の上昇とばらつき幅の拡大が発生する
ことがある。

【００２７】ロウ付け工程を経た直後の接点表面を走査
型電子顕微鏡によって観察すると、Ｃｒ粒子とＣｕマト
リックスとの界面には、幅が主として０．１〜１０μｍ
程度の溝が連続状または不連続状に存在していることが
観察され、かつこの溝のエッジ部分には静耐圧測定時の
放電の痕跡が集中する傾向があるのが観察された。この
様な場合には、前記静耐圧特性、接触抵抗特性の低下が
見られ、真空バルブとしての遮断特性にも好ましくない
影響を示している。すなわち前記したロウ付け工程を経
た直後に認められた溝の存在など表面状態と前記ロウ付
け工程を経た後の静耐圧特牲、接触抵抗特性のばらつき
とが関連し、また遮断特性にも影響を与えたと推察され
た。

【００２８】更に、ロウ付け工程を経た直後の接点表面
のＣｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面に見られた前記
した連続状または不連続状に存在している溝の状態に対
して、ＣｕＣｒ中のＡｌ、Ｓｉの量とも密接に相関して
いる傾向にあることが判明した。すなわち一定量範囲以
内のＡｌ、Ｓｉ量の存在によって幅、連続の長さ、深さ
など溝の状態が改善され、ロウ付け工程を経た直後の静
耐圧特性、接触抵抗特性に好影響が見られている。

【００２９】以上の様に、上記したロウ付け工程を経た
直後の接点表面のＣｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面
に見られた前記した連続状または不連続状に存在する前
記した溝の状態を所定範囲に制御する事が不可欠であ
る。

【００３０】すなわち本発明の実施形態では、上述した
様にロウ付け工程を経た直後のＣｕＣｒ接点のＣｒ粒子
とＣｕマトリックスとの界面に生ずる連続状または不連
続状に存在する溝の生成欠陥を抑制したＣｕＣｒとす
る。

【００３１】前記した溝の生成を制御する為に、原料粉
として０．１〜１５０μｍの粒子直径のＣｒ粉を選択し
て製造し、ＣｕＣｒ中の０．１〜１５０μｍの範囲にあ
る粒子直径のＣｒを少なくとも９０容積％とした上で、
しかもそのＣｕＣｒ合金は、ロウ付け温度として９００
℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５０℃の時の熱膨張率値α
₅₀との差の、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ に対する
比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］が、
０．８％以上１２％以下の素材とすることによって、前
記した溝の生成を抑制する。その結果ロウ付け工程を経
た後でも、Ｃｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面に生成
する溝の生成を抑制し、静耐圧特性、接触抵抗特性の安
定化、遮断特性の安定化に寄与する。更に上述した様に
ＣｕＣｒ合金中のＡｌ，Ｓｉ量の制御も溝の生成の抑制
に対して、効果を発揮する。

【００３２】なお、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と
５０℃の時の熱膨張率値α₅₀との差の、９００℃の時の
熱膨張率値α₉₀₀ に対する比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１
００／（α₉₀₀ ）］が、１２％を大きく越えるＣｕＣｒ
素材では、ロウ付け工程を経ることによって接点表面の
荒れなどで静耐圧特性、接触抵抗特性、遮断特性の不安
定化を招き好ましくない。

【００３３】また、上記Ａｌ、Ｓｉ量が一定量以下
（０．０１％以下）では、上記溝の状態の改善が少な
く、一定量範囲以上（１．０％以上）では、ＣｕＣｒ合
金素材自体の機械的特性の変化で、逆に静耐圧特性、接
触抵抗特性は低下傾向を示している。ＣｕＣｒ接点中の
Ａｌ、Ｓｉの量のばらつきも前記した界面に見られた連
続状または不連続状に存在した溝の状態に影響を与え、
これらも一因となって、真空バルブとしての静耐圧特
性、接触抵抗特性の安定化に対して不具合を示してい
る。

【００３４】一方、有益な上記溝抑制手段を実施した上
で、あらかじめＣｕマトリックス中のＣｒ粒子の分散を
均一化したり、Ｃｕマトリックス中Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉな
どの分散を均一化したＣｕＣｒ合金では、前記ロウ付け
工程を経た後の、Ｃｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面
に生成する溝の抑制に有益となる。

【００３５】例えば、Ｃｕマトリックス中のＣｒ粒子の
分散を均一化したＣｕＣｒ合金を得るには、７５％Ｃｕ
−２５％Ｃｒの時には、２５％Ｃｒとほぼ同量のＣｕと
をあらかじめ混合（１次混合）し、得られた１次混合粉
と残部Ｃｕとを再度混合（２次混合）した原料粉を用い
てＣｕＣｒ合金とする。

【００３６】また、Ｃｕマトリックス中Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ等の分散を均一化したＣｕＣｒ合金を得る手段は、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂから選ばれた１つ以
上の元素の所定量と、ほぼ同容積のＣｕ，Ａｇ，Ｃｒか
ら選ばれた１つ以上の金属とをあらかじめ１次予備混合
し、この１次予備混合した１次予備混合粉と残部のＣ
ｕ、Ａｇ，Ｃｒとを十分混合する。

【００３７】このようにして混合した後、この混合粉を
成型、焼結して得た接点素材を得る。以上説明したよう
に、ＣｕＣｒ合金の静耐圧特性、接触抵抗特性、遮断特
性の安定化には、ロウ付け工程を経た直後の接点表面の
Ｃｒ粒子とＣｕマトリックスとの界面に見られる連続状
または不連続状に存在する溝の制御する事が不可欠であ
る。

【００３８】溝の制御の効果を、以下具体例によって説
明する。実際に試作した、実施例及び比較例の試作の条
件を図１乃至図３に、またこれらの実施例及び比較例の
評価結果を図４乃至図６に示す。なお、図４乃至図６に
おける「熱膨張値の比率」は、９００℃の時の熱膨張率
値α₉₀₀ と５０℃の時の熱膨張率値α₅₀との差の、９０
０℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ に対する比率［（α₉₀₀ −
α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］のことである。

【００３９】ここで、まず、これらの実施例及び比較例
に係る接点の評価条件及び結果について説明する。接触
抵抗特性、温度上昇特性、温度上昇特性及び遮断特性
は、次の通りである。

【００４０】（ａ）接触抵抗特性曲率半径５Ｒの純銅製の針状電極と平板状の各接点片と
を、接触加重１０Ｋｇで対向させ、直流１０Ａを通電し
た時の両者間の電位降下から、接触抵抗を求めた。

【００４１】（ｂ）温度上昇特性各接点片を真空バルブに組み込んだ後、バルブ端子部の
温度を、高感度赤外温度計を用いて表面温度を非接触的
に測定した測定値から、室温を差し引いた後の数値をも
って温度上昇特性とした。

【００４２】（ｃ）遮断特性遮断テストも実施した。遮断テストは、接点間ギャップ
８ｍｍに対向させた直径２０ｍｍの接点を、着脱可能な
簡易型真空バルブに組み込み、ベーキング、電圧エージ
ング等を与えた後、７．２ＫＶ、５０Ｈｚで１ＫＡずつ
電流を増加させながら遮断限界を調べた。

【００４３】なお、評価は、３本の簡易型真空バルブに
ついて測定したもので、図４乃至図６では実施例５に示
したＣｕ−Ｃｒ接点のデータを１．０とした時の相対的
な値で比較した。図中の各例は比較例８を除き、耐弧成
分の粒径範囲を、０．１〜１５０μｍの粒子を９０容量
％又はそれ以上含有する接点とした。

【００４４】次いで、実施するに当たっては、接点製造
には、例えば溶浸法、固相焼結法、アークメルト法等、
主として耐弧性成分量によって選択し適宜使用した。例
えば、固相焼結法を選択して本発明の実施例、比較例の
接点を製造するには、Ｃｕ粉、Ｃｒ粉、Ａｌ粉の各々を
所定の粒子範囲に調整する。

【００４５】Ｃｒ粉では、粒子径を０．１μｍ以下、
０．１〜１５０μｍ、１５０μｍ以上に区分するととも
に、特に比較例８を除いて、０．１〜１５０μｍの粒子
径のＣｒ粉が９０容量％となるように篩いわけなどで制
御した。その理由は、粒子径が０．１μｍ以下では接点
の微粉Ｃｒを均一分散させながら工業的規模で供給する
ことは、接点製造コスト上、また品質管理上不利となる
ので、本発明の対象から除外する。また１５０μｍ以上
では、接触抵抗値、温度上昇値がともに著しく上昇し好
ましくない為である。

【００４６】これらの各々を均一に混合し［Ｃｕ・Ｃ
ｒ］混合粉、又は［Ｃｕ・Ｃｒ・Ａｌ］混合粉を得る。
次いでプレス機にてこの混合粉を成型し、成型体を得た
後、例えば水素ガス、アルゴンガス、窒素ガスなどでは
露点を−７０℃程度又は真空雰囲気では真空度を１×１
０^-3Ｐａ．程度の雰囲気にて、８５０℃以上Ｃｕの溶融
点以下の焼結温度（Ａｇの場合には８００℃以上Ａｇの
溶融点以下の温度）で約１時間焼結し焼結体（供試接点
素材）とした。

【００４７】なおプレス機にて混合粉を成型する時の圧
力は８トン／ｃｍ² 以下とすることが好ましい。混合粉
を８トン／ｃｍ² 以上で成型すると、型から取り出した
時に成型体に亀裂が入りやすいのみならず、これ以上高
い圧力で行うことは経済的にも好ましくない。

【００４８】必要によりこの過程を複数回繰り返し（上
記成型、焼結を再度与える）、接点の相対密度を８８％
以上に調整し供試接点とした。その理由は、相対密度が
８８％未満では接点の耐消耗特性が著しく劣るととも
に、接点素材中にガス成分が多く残存し耐電圧特性を害
する為である。例えば、焼結温度、時間を適宜選択する
ことによっても接点密度を調整し供試接点とした。密度
が８８％より低い時には、接点の対溶着性は、相対密度
がほぼ１００％の接点の１／３〜２／３程度に改善され
るものの、接点の耐消耗性が、相対密度がほぼ１００％
の接点の１．３〜３．５倍程度に増加（特性が劣化）す
るとともに、耐電圧値も０．８〜０．４倍に低下（特性
が劣化）する傾向にあり、更に８００℃での銀ロウ付け
処理を行った時、５ｍｍの厚さの接点内部の空隙を貫通
して接点表面層にまで銀ロウがしみ出てきて、耐電圧特
性の一層の低下が見られる。従って、相対密度を８８％
以上とした接点を使用することによって後述する本発明
の効果の発揮に有益である。

【００４９】また、溶浸法を選択した本発明の実施例の
接点の製造は、特に実施例６、実施例３９〜４０、比較
例３で示したＣｒ量が例えば５０％程度のＣｕＣｒの製
造に有効である。Ｃｕ粉、Ｃｒ粉、Ａｌ粉の各々を所定
の粒子範囲に調整する。まず必要により少量のＣｕ粉を
混合したＣｒ粉、またはＣｒ・Ａｌ粉を所定の粒子範囲
に調整し、これを露点が−７０℃程度の水素、アルゴ
ン、窒素などの雰囲気で又は真空度が１×１０^-3Ｐａ．
程度の真空雰囲気にて、８５０℃以上Ｃｕの溶融点以下
の焼結温度（Ａｇの場合には８００℃以上Ａｇの溶融点
以下の温度）例えば９５０℃で約１時間仮焼結し、Ｃ
ｒ、ＣｒＣｕ、ＣｒＡｌ、ＣｒＡｌＣｕ、ＣｒＡｇ、Ｃ
ｒＡｌＡｇ等の仮焼結体を得る。次いで、これら仮焼結
体の残存空孔中にＣｕ（導電成分がＡｇの場合にはＡ
ｇ）をＣｕの溶融点以上の温度例えば１１５０℃（導電
成分がＡｇの場合にはＡｇの溶融点以上の温度例えば１
０００℃）で１時間溶浸させ供試接点とした。一部の接
点では溶浸工程の後の冷却工程を凝固温度近傍から約６
５０℃近傍の温度区間の冷却速度をＣｕマトリックス中
に（導電成分がＡｇの場合にはＡｇマトリックス中に）
Ｃｒが大量には固溶しないように制御しながら冷却し導
電率を調整し供試接点とした。

【００５０】さらに、アークメルト法を選択した本発明
の実施例の接点の製造は、ラバープレスしたＣｒ粉、Ｃ
ｕＣｒ、ＣｒＡｌ、ＣｕＣｒＡｌ、ＣｒＡｇ等の混合粉
を水素中で例えば８００℃で約１時間仮焼結して得た仮
焼結体、又はＣｕ（又はＡｇ）とＣｒとＡｌとを重ね合
わせたＣｕＣｒＡｌ合せ板を製造した後これを電極とし
アルゴン中で例えば２０００Ａでエレクトロンビーム溶
解させながら水冷銅ルツボで凝固させ供試接点とした。

【００５１】又、溶融吹付け法を選択した本発明の実施
例の接点の製造は、１〜１０ｍｍ程度の厚さのＣｕ板表
面上に溶融Ｃｕ（又はＡｇ）、溶融Ｃｒ、溶融Ａｌを同
時に又は溶融ＣｕＣｒＡｌ（又はＡｇ）を吹付け凝固さ
せて供試接点とした。

【００５２】さらに、直接溶融法を選択した本発明の実
施例の接点の製造は、Ｃｕ（又はＡｇ）板表面上に設置
した固体状のＣｒＡｌ混合体、Ｃｕ（又はＡｇ）ＣｒＡ
ｌ混合体に直接例えばエレクトロンビームを照射し、Ｃ
ｕ板（又はＡｇ）の一部又は全部とともに溶融しＣｕＣ
ｒＡｌ供試接点とした。

【００５３】供試するＣｒ粉は、上記のようにＣｒ粉単
体でも良いが、実施例３０〜３８に示したように、その
表面を予め０．０１〜５０μｍの厚さのＦｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ等で被覆したもの
を使用することによって、混合過程でのＣｒ粉の変質を
軽減できる為、必要により適宜採用した。

【００５４】又、Ａｌ等第１の補助成分や、Ｂｉ等第２
の補助成分の量は、Ｃｕ等の高導電性成分やＣｒ等の耐
弧性成分の量に比べて著しく微量な為、これらの混合に
は十分な管理の下で実施したが、より確実にする為にま
ず第１の補助成分や第２の補助成分の量とほぼ同量の高
導電性成分や耐弧性成分とを１次混合し、得られた１次
混合粉と残部の高導電性成分や耐弧性成分とを混合する
ことが、均一分散混合に対して有効である為必要により
適宜採用した。

【００５５】また、各製法によって得た接点に対しても
更に非酸化性雰囲気中で少なくとも３５０℃の熱処理を
追加することは、接点の硬さ、加工性、導電率等の調整
に対して有益である為必要により適宜採用した。上記い
ずれの方法を選択しても９００℃と５０℃との熱膨張率
比を所定範囲に制御した接点素材の効果を一層発揮させ
発明の目的を達成するのに有益である。各実施例及び比
較例の評価結果は、以下の通りである。

【００５６】（実施例１〜３、比較例１）接点素材の９
００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５０℃の時の熱膨張率
値α₅₀との差の９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ に対す
る比率［（α₉₀₀ −α₅₀) ×１００／（α₉₀₀ ）］値を
所定値に制御することによって、諸特性に及ぼす効果を
明らかにする為に、まず、７０〜１００μｍの範囲の対
弧成分Ｃｒの粒径のものが９０容量％以上となるように
篩選別し、Ｃｕ量を７５％、Ａｌ量を０．０５％とした
上で、［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値
を、０．８〜３５（％）の範囲に変化させた７５％Ｃｕ
−Ｃｒ−Ａｌ接点を製造した。この製造にあたっては、
原料Ｃｒ粉中のＡｌの量を０．００２％近傍〜０．１近
傍に調製したＣｒ粉を出発粉として適宜採用するととも
に、上記［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値
の制御に際しては、使用するＣｒ粉に対して、０．１〜
１５０μｍの粒子径範囲の中での粒度分布、低温度での
揮発性物質の添加とその量の調整、成型圧力、焼結（溶
浸）温度、焼結時間、冷却速度等の調整を適宜実施し
た。なお、［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］
値が１２％近傍のものを得るには、成型圧力、焼結温度
を低目に設定すると容易に得られる。

【００５７】製造した接点を前記した着脱式の簡易型真
空バルブに装着し、前記した温度上昇特性及び遮断特性
を評価した。また組立て式の接触抵抗測定装置に半径５
Ｒの純銅製の針状電極と平板状の各接点片とを装着し、
接点間に接触加重１０Ｋｇで対向させ、直流１０Ａを通
電した時の両者間の電位降下から求めた接触抵抗特性も
評価した。その結果を図４に示す。

【００５８】標準試料とした実施例５の特性と比較し
て、接触抵抗特性、温度上昇特性、及び遮断特性におい
て、［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を
０．８％〜１２％（実施例１〜３）とした時、後述する
標準接点とした実施例５とほぼ同等の好ましい値の範囲
にあった。しかし、［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α
₉₀₀ ）］値を３５％（比較例１）とした時には、諸特性
が著しく低下した。

【００５９】従って、上述した実施結果から［（α₉₀₀
−α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した
時の効果は、０．８％〜１２％の範囲とすることが好ま
しい。

【００６０】更に、銀ロウ接合処理後の接点、遮断テス
ト後の接点について、走査型電子顕微鏡により表面を観
察すると、比較例１の接点では、Ｃｒ粒子とＣｕマトリ
ックスとの間に、連続状又は不連続状の溝がＣｒ粒子を
取囲むように存在するのが観察され、特に遮断テスト後
の接点では、その溝は幅が広くかつ深く、しかも溝はＣ
ｒ粒子の周囲を連続化した状態で存在している。更に溝
の淵部は盛り上がりも見られ、接点面の平滑性をミクロ
的に損なっている。この状態が図４に示した特性と関係
しているものと考えられる。

【００６１】これに対して、実施例１〜３では、銀ロウ
接合処理後の接点の溝は幅が狭くかつ溝の淵部は盛り上
がりもなく平坦であり、好ましい表面状態を呈し、接触
抵抗特性、温度上昇特性の安定化に寄与している。

【００６２】（実施例４〜６、比較例２〜３）上述した
実施例１〜３、比較例１では、ＣｕＣｒ中の導電成分Ｃ
ｕを７５％、使用した耐弧成分Ｃｒの粒子直径を７０〜
１００μｍ、第１補助成分としてＡｌを例として選択
し、その量を０．０５％とした時の［（α₉₀₀ −α₅₀）
×１００／（α₉₀₀ ）］値の効果を検討した結果を示し
た。

【００６３】ここでは、［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／
（α₉₀₀ ）］値を２．５％とした上で、導電成分Ｃｕの
量を３０〜９５％の範囲とした時の調査結果を述べる。
導電成分Ｃｕの量が７５〜８０％（実施例４〜５）で
は、接触抵抗特性、温度上昇特性、更に遮断特性におい
て、標準接点とした実施例５の特性と比較して、好まし
い特性を発揮した。なお実施例５は標準接点としてい
る。更に４０％（実施例６）においては、接触抵抗特
性、温度上昇特性ともやや上昇の傾向は示すものの、ほ
ぼ同等の好ましい特性を発揮した。

【００６４】これに対して、導電成分Ｃｕの量が３０％
（比較例３）では、接触抵抗特性、温度上昇特性とも著
しくばらつきの傾向を示すとともに、遮断特性が著しく
低下し好ましくない特性を示している。

【００６５】従って、上述した結果から、Ｃｕ−Ｃｒ−
Ａｌ接点中のＣｕの量は、４０〜８０％の範囲の接点に
おいて、本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／
（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した時の効果が発揮され
ることがわかった。

【００６６】なお、実施例６に示した４０％Ｃｕ−Ｃｒ
−Ａｌ接点は、所定比率のＣｕ板とＣｒ板とを複数組重
ね合わせたＣｕＣｒを消耗電極としたアーク溶解法によ
っても製造供給して、固相焼結法、溶浸法によって各々
製造した接点と比較したが、アーク溶解法による接点で
は特に耐消耗特性に、また固相焼結法による接点では特
に耐溶融特性に、溶浸法よる接点では特に遮断特性に優
位にある傾向を示したが、互いに許容範囲の特性を示
し、本発明における第１の補助成分のＡｌ又は／及びＳ
ｉの添加効果を発揮させる製造方法として、いずれも実
用上有益な製造方法であることがわかった。

【００６７】更に、内径５０ｍｍの水冷るつぼの中に、
外径が約５０ｍｍ、厚さ約６ｍｍのＣｕ板と、ほぼ７５
％Ｃｕ粉、０．１％Ａｌ粉、残部Ｃｒの比率となるよう
に混合した混合粉を成型した直径５０ｍｍ、厚さ約１ｍ
ｍの成型体とを重ねるようにして設置した後、Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｃｒ成型体の表面に、エレクトロンビームを、下部
に配置したＣｕ板の表面一部が同時に溶融するようビー
ム深さ、ビームの焦点、照射時間、照射速度を調整しな
がら照射し溶融させて接点素材を得た。所定形状に加工
後、同様の電気的評価に供したが、本発明における
［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値
に制御した効果が十分発揮され、標準試料とした実施例
５の特性と比較して、接触抵抗特性、温度上昇特性及び
遮断特性においてほぼ同等の好ましい値の範囲にあっ
た。

【００６８】（実施例７〜９、比較例４〜５）上述した
実施例１〜６、比較例１〜３では、使用した耐弧成分Ｃ
ｒの粒子直径を７０〜１００μｍとした時の効果を示し
た。しかし、本発明ではこれに限ることなく粒子直径を
所定範囲に変化させても効果があることが確認された。

【００６９】即ち、諸特性に及ぼす効果を明らかにする
為に、まず、Ｃｕ量をほぼ７５％と一定とし、第１補助
成分としてＡｌを０．０５％とした上で、耐弧成分Ｃｒ
の粒径を０．１μｍ以下、０．１〜１５０μｍ、１５０
μｍ以上の範囲に変化させた７５％Ｃｕ−Ｃｒ−Ａｌ接
点を製造した。（実施例７〜９、比較例４〜５）。

【００７０】接点素材の製造にあたっては、原料Ｃｒ粉
中のＡｌの量が少量の為、前記実施例の場合と同じ配慮
をしたＣｒ粉を出発粉として採用した。製造した接点を
前記した着脱式の簡易型真空バルブに装着し、前記した
接触抵抗特性、温度上昇特性及び参考として遮断特性を
評価した。その結果を図４に示す。

【００７１】図４から明らかなように、７５％Ｃｕ−Ｃ
ｒ−Ａｌ接点中で用いた耐弧成分Ｃｒの粒径が０．１μ
ｍ以下（比較例４）では、標準試料とした実施例５の特
性と比較して、接触抵抗特性、温度上昇特性とも好まし
い範囲であったが、活性な性質を有する微粉を均一分散
させながら工業的規模で供給することは、接点製造コス
ト上、また品質管理上不利となり本発明の対象から除外
する。

【００７２】１５０μｍ以上（比較例５）では、標準試
料とした実施例５の特性と比較して、接触抵抗値におい
て平均値、最大値とも大きな増加とばらつきが見られた
上、さらに温度上昇特性においても著しい特性低下が見
られた。特に遮断テスト後の接点断面の金属顕微鏡的観
察によると、１５０μｍ以上の巨大Ｃｒ粒子とＣｕとの
界面が起点となった長く連続した亀裂が多数発生した。

【００７３】他の粒子直径のＣｒを使用した接点では、
同じＣｒ量であっても亀裂発生が少ないことがわかっ
た。耐弧成分Ｃｒの粒径が０．１〜２０μｍ、７０〜１
５０μｍ、１００〜１５０μｍ（実施例７〜９）では、
標準試料とした実施例５の特性とほぼ同等の好ましい範
囲であった。

【００７４】従って、上述した結果から、本発明におけ
る［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定
値に制御した効果が十分発揮させるには、耐弧成分Ｃｒ
の粒径は０．１〜１５０μｍの範囲の接点とするのが好
ましい。

【００７５】（実施例１０〜１２、比較例６）第１補助
成分（Ａｌ量）が諸特性に及ぼす効果を明らかにする為
に、まず、Ｃｕ量をほぼ７５％とした上で、Ａｌ量を
０．０１〜４．５％の範囲に変化させた７５％Ｃｕ−Ｃ
ｒ−Ａｌ接点を製造した（実施例１０〜１２、比較例
６）。製造にあたっては、原料Ｃｒ粉中のＡｌの量を
０．００２％近傍〜０．１％近傍に調製したＣｒ粉を出
発粉として適宜採用した。

【００７６】本発明の実施においては、実施例１〜４
０、比較例１〜５、７〜８（比較例６を除く）のよう
に、Ａｌ量が０．０１〜０．１％の如く、きわめて少量
のＡｌ量を含有させた接点を製造するには、目標とする
Ａｌ量から原料Ｃｒ粉（出発粉）中のＡｌの量を差引い
た量だけを、混合工程で追加する方法を採用した。

【００７７】また、具体的には、Ａｌ量が量的に極めて
微量である為、Ａｌ量とほぼ同量（同容積）のＣｕ、Ｃ
ｒのいずれか１つを１次混合し（１次混合粉）、得られ
た１次混合粉とほぼ同量（同容積）のＣｕとを２次混合
する（２次混合粉）方式によって均一混合粉を得た。こ
のようにして得た均一混合粉の所定量とＣｕ、Ｃｒとを
十分混合後、例えば７トン／ｃｍ² で成型し、真空中１
０００℃で焼結して７５％Ｃｕ−Ｃｒ−Ａｌ接点素材を
得た後、所定接点形状に加工し接点とした。

【００７８】一方、目標とするＡｌ量が４．５％（比較
例６）のように前記より多い時には、上記したような１
次混合粉、２次混合粉を作っても良いが、必ずしもこの
方法でなく、直接Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ粉を混合する通常の
方法でも目標成分量を得る。

【００７９】図４から明らかなように、接点中のＡｌ量
が０．０１〜１．０％（実施例１０〜１２）では、標準
試料とした実施例５の特性と比較して、接触抵抗特性、
温度上昇特性、及び７．２ＫＶ、５０Ｈｚで１ＫＡずつ
電流を増加させながら調査した遮断特性においてほぼ同
等の好ましい値の範囲にあった。

【００８０】しかし、接点中のＡｌ量が、４．５％（比
較例６）では、標準試料とした実施例５の特性と比較し
て、接触抵抗特性、温度上昇特性とも大きな増加とばら
つきが見られ、さらに遮断特性において著しい劣化が見
られた。

【００８１】従って、上述した結果から、［（α₉₀₀ −
α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効
果は、接点中のＡｌ量が０．０１〜１．０％（実施例１
０〜１２）の範囲において、発揮されることがわかっ
た。

【００８２】（実施例１３〜１５）前記実施例１０〜１
２では、Ｃｕ量をほぼ７５％、使用した耐弧成分Ｃｒの
粒子直径を７０〜１００μｍとし、かつ［（α₉₀₀ −α
₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値も２．５％と、一定とし
た上で、第１補助成分（Ａｌ量）の効果を検討し、Ａｌ
量が０．０１〜１．０％含有させたＣｕＣｒＡｌ接点に
おいて、［（α₉₀₀−α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値
を所定値に制御した効果が有効に示されることを示し
た。

【００８３】上記した［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／
（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は、第１成分が
Ａｌの場合のみに発揮されるのはなく、Ｓｉ、Ｓｉ＋Ａ
ｌ、Ｆｅを含有した接点の場合（実施例１３〜１５）で
も、標準とする実施例５と比較してほぼ同等の接触抵抗
特性、温度上昇特性を発揮し、遮断特性も良好であっ
た。

【００８４】（実施例１６〜２１、比較例７）上記した
実施例１〜１５、比較例１〜６では、Ｃｕ（高導電成
分）、Ｃｒ（耐弧成分）と第１補助成分（Ａｌ、Ｓｉ、
Ｆｅ）とで構成された接点合金について、［（α₉₀₀ −
α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効
果を示したが、本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１
００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は、上記
構成に限ることなく、更に第２補助成分を添加した接点
材料に対しても有効であることがわかった。

【００８５】即ち、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂ等耐溶着性を改善
する第２補助成分を含有したＣｕ−Ｃｒ−Ａｌ系接点に
おいては、耐溶着性効果が発揮され、著しい向上が見ら
れている。その上、図５に示した如く標準試料とした実
施例５の特性と比較して、接触抵抗特性、温度上昇特
性、及び遮断特性においてほぼ同等の好ましい値の範囲
にあった（実施例１６〜２１）。

【００８６】しかし、第２補助成分の量が１５％（比較
例７）の時には、耐溶着性は良好であったが、標準試料
とした実施例５の特性と比較して、高い接触抵抗値とそ
の大きなばらつき幅を示すとともに、高い温度上昇値を
示した。更に遮断特性の低下と耐電圧の著しい低下が見
られ、本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／
（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は消失し好まし
くなかった。

【００８７】従って、第２補助成分の量は、その値を
０．０５〜５％とした時に、本発明における［（α₉₀₀
−α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した
効果が発揮される。

【００８８】（実施例２２〜２９）上記した実施例１〜
２１ではＣｒを耐弧成分の代表材料として使用したが、
本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α
₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は、Ｃｒに限ること
なく発揮される。

【００８９】即ち、Ｃｒに代替して９９．９％Ｃｒ−Ｔ
ｉ、９５％Ｃｒ−Ｔｉ、５０％Ｃｒ−Ｔｉ、９５％Ｃｒ
−Ｖ、９５％Ｃｒ−Ｎｂ、９５％Ｃｒ−Ｔａ、９５％Ｃ
ｒ−Ｍｏ、９５％Ｃｒ−Ｗにおいて、標準試料とした実
施例５の特性と比較して、接触抵抗特性、温度上昇特
性、及び遮断特性においてほぼ同等の好ましい値の範囲
にあった（実施例２２〜２９）。

【００９０】（実施例３０〜３８）上記した実施例１〜
２１ではＣｒを耐弧成分の代表材料として使用したが、
本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α
₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は、Ｃｒ又はＣｒ合
金に限ることなく発揮される。

【００９１】即ち、Ｃｒ表面にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、またはＷを被覆したＣｒに
代替しても、標準試料とした実施例５の特性と比較し
て、接触抵抗特性、温度上昇特性、及び遮断特性におい
てほぼ同等の好ましい値の範囲にあった（実施例３０〜
３８）。なお、被覆方法は電気メッキ法、スパッタリン
グ、イオンプレーティング等通常の技術を利用した。

【００９２】（実施例３９〜４０）上記した実施例１〜
３８ではＣｕを高導電成分の代表材料として使用した例
について示したが、本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）
×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は、
これに限ることなく発揮される。

【００９３】即ち、高導電成分がＡｇであっても、標準
試料とした実施例５の特性と比較して、接触抵抗特性、
温度上昇特性、及び遮断特性においてほぼ同等の好まし
い値の範囲にあった（実施例３９〜４０）。

【００９４】（比較例８）上記した実施例１〜４０で
は、Ｃｒ（ＣｒＴｉ合金、Ｔｉ被覆Ｃｒ）等の粒子直径
を０．１μｍ〜１５０μｍとした時に本発明における
［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α₉₀₀ ）］値を所定値
に制御した効果が十分発揮されることを示した。接点合
金中の全耐弧成分の粒子直径が０．１μｍ〜１５０μｍ
のものが９０容量％以下の時には、接触抵抗値と温度上
昇特性及び遮断特性に著しいばらつきが見られ、前記し
た本発明における［（α₉₀₀ −α₅₀）×１００／（α
₉₀₀ ）］値を所定値に制御した効果は十分に発揮されな
い。

【００９５】（変形例１）所定のＣｕ板（Ｃｕ粉末、Ｃ
ｕ薄板、Ｃｕ合金板、ＡｇＣｕ合金板など）と前記混合
粉とを接触させて載置（必要により加圧して）した後、
この混合粉を前記Ｃｕ板とともに、非酸化性雰囲気中８
００℃以上ＣｕまたはＡｇの溶融温度以下の温度範囲で
焼結し、少なくとも一面に高導電成分層を持つ接点素材
を得て、Ｃｕ板面を接合面とすることによって、銀ロウ
付け性を改善するのに有益となる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば接
触抵抗特性と遮断特性に優れ安定した真空バルブを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
１〜１２及び比較例１〜６の試作の条件を示す表図。

【図２】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
１３〜２９及び比較例７の試作の条件を示す表図。

【図３】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
３０〜４０及び比較例８の試作の条件を示す表図。

【図４】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
１〜１２及び比較例１〜６の評価結果を示す表図。

【図５】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
１３〜２９及び比較例７の評価結果を示す表図。

【図６】本発明に係る真空バルブの接点素材の実施例
３０〜４０及び比較例８の評価結果を示す表図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｐ (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 (72)発明者染井宏通東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｕ，Ａｇの少なくとも１種よりなる高導
電性成分と、Ｃｒよりなり、粒子径が０．１〜１５０μ
ｍの範囲にある粒子が、粒子全体の少なくとも９０容積
％を占める耐弧性成分とからなる接点素材を備えた真空
バルブに於いて、前記接点素材は、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５
０℃の時の熱膨張率値α₅₀との差の、９００℃の時の熱
膨張率値α₉₀₀ に対する比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１０
０／（α₉₀₀ ）］が、０．８％以上１２％以下であるこ
とを特徴とした真空バルブ。
【請求項２】Ｃｕ，Ａｇの少なくとも１種よりなる高導
電性成分と、Ｃｒよりなり、粒子径が０．１〜１５０μ
ｍの範囲にある粒子が、粒子全体の少なくとも９０容積
％を占める耐弧性成分とを各々均一に混合して［高導電
性粉末・耐弧性粉末］混合粉を製造した後、この混合粉
に対して、非酸化性雰囲気中での加熟処理によって相対
密度を８８％以上に調節した接点素材を備えた真空バル
ブに於いて、前記接点素材は、９００℃の時の熱膨張率値α₉₀₀ と５
０℃の時の熱膨張率値α₅₀との差の、９００℃の時の熱
膨張率値α₉₀₀ に対する比率［（α₉₀₀ −α₅₀）×１０
０／（α₉₀₀ ）］が、０．８％以上１２％以下であるこ
とを特徴とした真空バルブ。
【請求項３】前記接点素材は、高導電性成分としてＣｕ
又はＡｇの少なくとも１種の量を４０〜８０（重量）
％、第１補助成分としてＡｌ、Ｓｉ、Ｆｅから選ばれた
１つ以上の元素の量を０．０１〜１．０％、残部の所定
量が耐弧性成分としてＣｒを含有した［高導電性粉末・
耐弧性粉末・第１補助成分粉末］混合粉で構成され、この混合粉を非酸化性雰囲気中で高導電性成分の溶融温
度以上の温度、または８００℃以上高導電性成分の溶融
温度以下の温度（但し高導電性成分の溶融温度が８００
℃以下の場合は高導電性成分の溶融温度以上の温度）で
加熱処理して得た接点素材であることを特徴とした請求
項１または請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】前記接点素材は、第２補助成分として０．
０５〜５％のＢｉ、Ｔｅ、Ｓｂの１つを含有した［高導
電性粉末・耐弧性粉末・第２補助成分粉末］混合粉また
は［高導電性粉末・耐弧性粉末・第１補助成分粉末・第
２補助成分粉末］混合粉で構成され、この混合粉を非酸化性雰囲気中で高導電性成分の溶融温
度以上の温度、または８００℃以上高導電性成分の溶融
温度以下の温度（但し高導電性成分の溶融温度が８００
℃以下の場合は高導電性成分の溶融温度以上の温度）で
加熱処理して得た接点素材であることを特徴とした請求
項１乃至請求項３のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項５】前記接点素材は、前記混合粉に対して、混
合粉自体の自重のみによる圧力以上８トン／ｃｍ² 以下
の圧力を与えて成型体とした後、この成型体を非酸化性
雰囲気中で高導電性成分の溶融温度以上の温度、または
８００℃以上高導電性成分の溶融温度以下の温度（但し
高導電性成分の溶融温度が８００℃以下の場合は高導電
性成分の溶融温度以上の温度）で加熱処理して得た接点
素材であることを特徴とした請求項２乃至請求項４のい
ずれかに記載の真空バルブ。
【請求項６】前記接点素材は、Ｃｕを含む材料と前記混
合粉とを接触させて載置し（必要により加圧し）た後、
この混合粉を前記Ｃｕを含む材料と共に、非酸化性雰囲
気中で８００℃以上前記高導電性成分の溶融温度以下の
温度（但し高導電性成分溶融温度が８００℃以下の場合
は高導電性成分の溶融温度以上の温度）で焼結して得た
少なくとも一面に高導電性成分層を持つ接点素材である
ことを特徴とした請求項２乃至請求項５のいずれかに記
載の真空バルブ。
【請求項７】前記接点素材は、前記Ｃｒの一部をＣｒ量
に対して、０．１％以上５０％未満のＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１つによって置換して得た
接点素材であることを特徴とした請求項１乃至請求項６
のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項８】前記接点素材は、前記Ｃｒの表面を、厚さ
０．０１〜５０μｍのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏより選ばれた１
つで被覆して得た接点素材であることを特徴とした請求
項１乃至請求項７のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項９】前記接点素材は、前記Ｃｒの表面を、厚さ
０．０１〜５０μｍのＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ
より選ばれた１つで被覆して得た接点素材であることを
特徴とした請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の真
空バルブ。
【請求項１０】前記接点素材は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅから
選ばれた１つ以上の元素の所定量と、ほぼ同容量のＣ
ｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた１つ以上の金属とを予め１
次予備混合し、１次予備混合された１次予備混合粉と、
残部の金属とを混合して混合粉を得た後、この混合粉を
成型、焼結して得た接点素材であることを特徴とした請
求項３乃至請求項９のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項１１】前記接点素材は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂから
選ばれた１つ以上の元素の所定量と、ほぼ同容量のＣ
ｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた１つ以上の金属とを予め１
次予備混合し、１次予備混合された１次予備混合粉と、
残部の金属とを混合して混合粉を得た後、この混合粉を
成型、焼結して得た接点素材であることを特徴とした請
求項４乃至請求項９のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項１２】前記接点素材は、前記１次予備混合粉
と、ほぼ同容量のＣｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた１つ以
上の金属とを２次予備混合し、必要によりこの予備混合
粉とほぼ同容量のＣｕ、Ａｇ、Ｃｒから選ばれた残部の
金属とを混合して予備混合粉を得る混合作業を複数回繰
り返し、得られた予備混合粉と残部の金属とを混合し、
混合粉を得た後、この混合粉を成型、焼結して得た接点
素材であることを特徴とした請求項１０または請求項１
１に記載の真空バルブ。