JPS59167926A - 真空しゃ断器用接点材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、大電流しゃ所持性に優れ、かつ耐電圧性能
の高い真空しゃ断器用接点材ＮＫ閃するものである。

真室しゃ断器は、その無保守、ノ臥公害性、優れたしゃ
断性能等の利点を持つため、適用範囲が悠遠に拡大して
米ている。また、それに伴い、より大きなしゃ断容量や
鍋い耐電圧が要求されている。

一方、真空しゃ断器の性能は真空容器内の格点材料によ
って決定される要素がきわめて大である。

従来、この棟の接点材料として叱−クロム（重相 下Ｃｕ−Ｃｒと表示する。他の元素および元素の冨み合
せからなる合金についても同様に元素記号で表示する。

）などのように真空耐電圧に優れた金縞（Ｃｒ、Ｃｏ　
など）と’４気伝辱度の世れたＣｕ、！：の組み合せか
らなる材料かしや断性能や耐電圧性能に優れているため
、大電流や尚′市圧域ではよく使用されている。

しかし、大電流化、高電圧化への要求はさらに厳しく、
従来の接点材料では要求性能を十分に／ｊ旬足させるこ
とが困難となっている。又、真室しやけ「器の小型化に
対しても１０ｊ様に従来の接点性能では十分でなく、よ
り優れた性能を持つ接点材料が求りられていた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を１余去する
ためになされたもので、大電流しゃ折付性に優れ、かつ
高耐゛屯圧性能を何する真空じゃＷｒ器用接点材料を提
供することを目的としている。

我々はＣｕｒこ種々の金属、合金、金属間化合物を添加
した接点材料を試作し、真空スイッチ管ｅ（組み込んで
種々の実験を行なった。この結果、Ｃｕ１Ｃｒ１及びＴ
ｉが、各々単体金属、王者もしくは王者の合金、三者も
しくは王者の金属間化合物、又はそれらの複合体として
分布している接点材料は非′管にしゃ断性能が優れてい
ることがわかった。

この発明による真空しゃ断器用接点材料は、Ｃｕを含有
すると共に、他の成分としてＣｒが２０〜３０重量％及
びＴｉが５重量％以下の範囲含有する。Ｃｕ、Ｃｒ及び
Ｔｉが、各々単体金属、三者も１−＜は王者の合金、三
者もしくは王者の金属間化合物、又それらの複合体とし
て分布しているこ♂を特徴としている。

以下、この発明の−Ｘ姓例を図について説’５１する０ 第１図は真空スイッチ管の構造図で、真空絶縁容器（１
〕と、前記真空絶縁容器（１）の両端を閉塞する端板（
２）および（３）とにより形成された容器内部に屯４　
（４）および（５）が、それぞれ電極棒（６）および（
７）の一端に、お互いが対向するよう配置されている。

１Ｊｉｊ記゛屯櫃（７）は、ベローズ（８）を介して前
記端板（３）に気密を損うことなく軸方向の動作か可能
なように接合されている。シールド（９）および（ｉｏ
）がアークにより発生する蒸気で汚染されることがない
よう、それぞれ前記真空絶縁容器（１）の内聞および前
記ベローズ（８）を覆っている。電極（４）および（５
）の構１次を第２図に７Ｊりす。電）ｌｊｍ　（５）は
その前曲で電極体（７）にろう桐（ａｌ）を介押してろ
う付されている。前記電極（４）、（５ンはこの発１Ｊ
のＣｕ　−Ｃｒ−Ｔｉ系接点材料から反っている。

以下に種々の測定あるいは試験を行なった結果について
説り］する。

第３図は合金中のＣｒ量を２５重量％に向疋したものに
添加したＴｉ量とじゃ１信谷鍬の関係を示したものであ
り、ＴＩＭｉ、’が５重量％以下の範囲で従来品（Ｃｕ
−２５ｉμ量％Ｃｒ合金）に比較してしゃ断性能が著し
く上昇していることがわかる。

Ｔｉの添加量としては１重量％以下の範囲でピー添 夕を示し、それ以上＝加量を増加すると逆圧しゃ断容量
の減少が生じる。即ち、Ｃｕ中にＣｒとＴｉか共存して
、その相互作用により、しゃ断性能を上昇させるが、あ
る程度以上Ｔｉを増加させるとＣｕとＴｉが化合物など
を多量に生じてＣｕマトリンクスの電気伝導度や熱伝導
度が著しく低下し、アークによる熱入力をすみやかに放
牧することが困難になり、しゃ断性能を低下させるため
である。

大電流用に使用する場合、Ｔｉ添加量として、しゃ断容
欺がＣｕ−２５％Ｃｒ合金の１．５倍を上回る１、５直
置％以下が最も望ましい。なお、この実験に使用したＣ
ｕ−Ｃｒ−Ｔｉ合金はＣｕ粉とＣｒ紛及びＴｉ粉を谷々
＝必要量配合した混合粉を底形、焼結して得られたもの
である。

第３図の縦軸は従来品のＣｕ　−２５重量％Ｃｒ合金の
しゃ断容量の値を１とした比率を示し、横軸はＴｉ添加
燻を示す。

第４図は同様にＴｉｔ＆加量と電気伝導度の関係を示す
ものである。図から明らかなようにＴｉ量が１重置％以
下では従来品（Ｃｕ−２５恵量％Ｃｒ合金）と差がわず
かであるが、添加量が増加すれば、ＴｉｊｊＪと共に電
気伝導度が低下し始め、３重量％を越えるとかなり悪く
なる。この鴫気伝４度の低下と共に接触抵抗も増大し、
Ｔｉ量が３重量％を越えると負荷開閉中及びしゃ断器の
通電に悪影響を及ばずこともあるため、しゃ断性能的に
は１゛寡は５重社％以下まで有効であるが、接触抵抗を
重視する用途にはＴｉ３東量％以−ドの範囲が望捷しい
。第４図の縦軸は従来品（Ｃｕ−２５重星形Ｃｒ合金）
の電気伝導度の値を１さした比率を示す。

第５図は同様に”１’　ｉ添加量、！：硬度Ａ及び耐電
圧Ｂ性能との関係を示すものである。図からリイらかな
ようにＴｌ量が１重量％以下では硬度の上昇はほとんど
なく、１重量％以上でしだいに硬度か上昇する。これは
Ｔｉ量１重墳％以上でＣｕとＴｉが反応し、金属間化合
物を多量に形成して、Ｃｕマ）　ＩＪソクスの硬度を上
昇させるものである。一方、＃電圧はＴｉ量が０．５重
量％程度にピークがあり、その３型組％程度まで低下し
たのち、また上昇する。Ｔ１量３＠量％以上での耐電圧
性能の上昇は硬度の上昇によるものと思われるが、３重
量％Ｔｉ以下においては硬度の上昇と直接関連性がない
ようであり。このように耐電圧性と硬度の両方からみて
、材料の加工性などを考ｌばするさＴｉ量は３重量％以
下がより望ましい。第５図の縦軸は従来品（Ｃｕ−２５
重量％％金）の硬度および耐電圧の値を１とした比率を
示す。

発明者らは第３図に示したようなＴ　１（Ｆｘ加量とし
ゃ断容量の関係をＣｒ量を５〜４０重量％まで捜々変化
させた合金についても実験したが、どのＣｒ量の場合に
もＴｉ１ｄ′０．５重量％程度でしゃ断容量のピークが
存在することを見出した。そこでＴｌ量を０．５重ｈ４
％に固定して、Ｃｒ量を変化させた実験から次のことが
明らかになった。即ち、Ｃｒ量が３０重量％以下の範囲
で従来品（Ｃｕ−２５重撤％Ｃｒ）のしや萌容句。

全上回る結果が得られたが、一方Ｃｒ星が２０重量％浴 未満の場合にけ耐；着性、耐電圧が不十分でしゃ断器用
接点として不適であった。従って、Ｃｒ量は２０〜３０
重重％の範囲が望ましい。

また図示しないが、上記合金にＢｉ　、　Ｔｅ、　Ｓｂ
、　”ｌ’１属 Ｐｂ、Ｓｅ、Ｃｅ及びＣａの低融点金；、それらの合金
、並びにそれらの金属間化合物、酸化物のうち少なくと
も１種以上を２０重量％以下添加した低さい断真空じゃ
断器用接点においても、前記実施例と同様にしゃ断性能
や耐電圧性能を上昇させる効果があることを確認してい
る。

なお、低融点金属、それらの合金、並びにそれらの金属
間化合物、酸化物のうち少なくとも１棟以上を２０重旭
％以上添加した場合には著しく、しゃ断性能が低下した
。又、低融点金属がＣｅ、あるいはＣａの賜金は、若干
特性が落゛らた。

以上のように、この発引くよれば、銅を含有すると共に
、他の成分としてクロムが２０〜３０夏量％及びチタン
が５重量％以下の範囲含有することを特徴とするもので
あるので、しゃ断性能に優れ、かつ高耐電圧性能を伺す
る真空しゃ断器用接点材料が得られる効果抄、′ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発りＪの一実施例を適用する真、空スイッ
チ管の構造を示す断面Ｈ、第２図はその第１図の電極部
分の拡大断１出図である。第３図はこの発すノの接点材
料（（おけるＣｒ量を２５ボ量％に固定した合金に対し
てＴｉ添加！Ｉｌを変化させた時のしゃ断容量の変化を
示す特性図、第゛４図はこの発９Ｊの接点材料における
Ｃｒ量を２５．ｉＪｉ量％に固定した合金に対してＴｉ
添加量を変化させた時の電気伝導度の変化を示す特性図
、第５図はこの発明の接点材料におけるＣｒ量を２５重
量％に固定した合金に対して］゛１添加量を変化させた
時の硬度Ａと＃電圧Ｂ性能の変化を示す特性図である。 （１）・・・頁空絶縁容器、（２）、（３川端板、（４
）、（５）・・電極、（６）、（７）・・・電権棒、（
８）・・・ベローズ、（９）、（１０）・シールド、（
５１）・ろう材 代理人Ｓ野　信− 第１１７１ 第２図 第　３　Ｉツ１ θ　　　　／２．Ｊ４５ Ｔノ　番１１０４（中量ヅ） 第４図 θ　　　　／　　　　　２　　　　　’Ｊ　　　　　ｌ
　　　　　ｆＴス　；オトカＵ」シー　（ｆ層寥ｌン第
δ図 θ　　　　／　　　　　７’　　　　　Ｊ　　　　　４
ｊＪＴｉ　　；＃刀ｎ蓋ｒＲ％ン 丁−続　袖　止　書（自発） ｈ１許Ｊ）長官殿 １．４１件の表示　　　特願昭５８−４８８８５号２、
発明の名称 真空しゃ断器用接点材料 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 明紙蒼の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄 ６、　油止の内材 （１）明１用書の特許請求の範囲を別紙のとおり訂正す
る。 （２）同第７頁第１行の「Ｔｉ８重１％」を「Ｔｉ瀘３
重清％」に訂正する。 （３）同第７頁第１１行の「その３本成」を「その後３
重吋」に訂正する。 （４）同第８頁第工４行〜第１５行の「Ｃａの低融点金
属、そｎらの合金、並びにそれらの金属間化合物酸化物
」を「Ｃａのうちの少なくとも１つの低融点金属、その
合金、の金属間化合物、並びにその酸化物」に訂正する
。 （５）同第８頁第２０行〜第９頁第１行の「それらの合
金、並びにそれらの金属間化合物、酸化物」を「その合
金、その金属間化合物、並びにその酸化物」に訂正する
。 ７、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面１通 以上 特許請求の範囲 （１）銅を含有すると共に、他の成分としてクロムが２
０〜８０重盪％及重量タンが５重量％以下の範囲含有す
ることを特徴とする真空しゃ断器用接点材料。 （２）チタンが８重量％１．杖下の範囲含倚することを
しゃ断器用接点材料。 （３）チタンが１．５重量％以下の範囲含有すること空
しゃ断器用接点材料。 （４）銅、クロム、及びチタンが、各々単体金属、王者
もしくは王者の合金、王者もしくは二番の金属間化合物
、又はそれらの複合性として同第１項ないし第８項の何
２１かに記載の真空しゃ断器用接点材料。 （５）ビスマス、テルル、γンチモン、タリウム、その
金属間化合物、並びにその酸化物のうち少なくとも１種
以上を２０重量％以下含有していることを特徴とする特
許ｉｉＴ求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
の真空しゃ断器用接点材料。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅を含有すると共に、他の成分としてクロムが２
   ０〜３０重量％及びチタンが５重置％以下の範囲含有す
   ることを特徴とする真空しゃ断器用接点材料。
2. （２）チタンが３重量％以下の範囲含有することを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載の真空しゃ断器用接点材
   料。
3. （３）チタンが１．Ｓ＠Ｚ％以下の範囲含有することを
   特徴とする特許請求範囲第１増配戦の真をしゃ断器用接
   点材料。
4. （４）　ｆｆ１ｉｆｌ　”ｔクロム、及びチタンが、各
   々単体金属、王者もしくは王者の合金、三者もしくは王
   者の含有 ゝ属１ｍｌ化合物、又はそれらの複合体として分＃して
   いることを特徴とする特許ａ求範囲第１ないし弗３項の
   何れかに記載の真空しゃ断器用接点材料。
5. （５）ビスマス、テルル、アンチモン、タリクム、鉛、
   セレン、セリウム及びカルシタムの低融点金属、それら
   の合金、韮びにそれらの金属間化合物、酸化物のうち少
   なくとも１種以上を２０重量％以下含有していることを
   特徴とする特許請求範囲第１項ないし第４項のいずれか
   に記載の真室じゃ断器用接点材料。