JPS60172117A - 真空しや断器用接点 - 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】 〔発明の概要〕 この発明は耐電圧性能に優れた真空しゃ断器用接点に関
するものである。

〔従来技術〕

真空しゃ断器は、その無保守、無公害性、優れたしゃ断
性能等の利点を持つため、適用範囲が急速に拡大してい
る製品であり、真空という状態を利用しているため、真
空しゃ断器の性能はめ、空容滞内の接点材料によって決
定される要素がきオ）、めで大である。

真空しゃ断器用接点材料の満足すべき特性として、（υ
しゃ断容歇が大きいこと、（２）耐電圧性能が高いこと
、（３）接触抵抗が小さいこと、ｔ’）俗γ１力が小さ
いこと、１５月妾点消耗量が小さいこと、（６）さい断
電流値が小さいこと、（７）加工性が良いこと、（８）
十分な機械的強度を有すること、等がある。

実際の接点材料では、これらの特性を全て満足させるこ
とは、かなり困難であって、一般には用途に応じて特に
重要な特性を満足させ、イΦの特性をある程１ｐ’　ｉ
ｆＪ性にした材料を使用しているのが実状である。

υ１′：″Ａ′・、この種の打点材料として銅−タング
ステン（以下Ｃｕ−Ｗと表示する。他の元素および元素
の組み合せからなる合金についても同Ｉ〕）に元素記弓
で１示する。）などのように真空中での耐電圧に侵れた
金属（Ｃｒ、Ｗなど）と電気伝尊氏【の伶れたＣｕとの
組合せからなる材料がしゃ断性能や耐電圧性能に仔れて
いるため、大電流や高亀′圧域ではよく使用されている
。

しかし、大’ｈ％７　ｍ化、４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満足させ
ることがＦＡ、ｉ　Ｌ９になって米ている。又、真空し
ゃ断器の小型化に対しても同様に従来の任−・点性能で
は十分でなく、より優れた性能をもつ接点材ｉｔがめら
れていた。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものを改良するためにな
されたもので、耐柘：圧性能に優れた真空しゃ断器用接
点材料を提供することを目ｌ”−・とじている。

我々はＣｕに種々の金属１合金、金属間化合物を添加し
た材料を試作し、真空しやｌＧ＋　ｉ４＋＜に組込んで
種々の実勢を行った。この結果Ｃｕ、ＩＶｌｏ及び四か
ら成る接点材料は非常に耐ｆ４ｆｉ圧性能が優れている
ことがわかった。

この発明による真空しゃ断器用接点＄４料は、耐火成分
としてＭＯ及びＷを含有し、電気長伝導成分として銅を
含有し、電気良伝導体としての銅が５傳憤％から８０体
積％の範囲にあることを特ｎｌ＋、としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。

第１図は真空しゃ断器の構造図で、貞空絶訃ψ容器（υ
と、前記真空給体容器（すの両１“’：ｌ：ｉを閉屋す
る倉、”・：板（２）及び（３）とにより形成された＠
飛内部にｉ’１．（ｔ＋（、ｇ　１４）及び（５）が、
それぞれ電極棒（６）及び（７）の一端に、お互いが対
向するよう配置ｊ（・されている。＋３ｉｌ記ｙ（１：
！ｉ　Ｌ７）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が可能なように接
合されている。シールド（９）及び（ＩＧ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（υの内面及び前記ベローズ＋８）を
遣っている。電極（４）及び（５）の構成を第２図に示
す。電１１ｉｉ！ｉ＋６）はその背面で＠極棒（７）に
ろう材間を介挿してろう付されている。前記電極（４）
　、　ｔ５）はこの発明のＣｕ−Ｍｏ−Ｗ系接点材料か
ら成っている。

以下に種々の測定あるいは試験を行った結果について説
明する。

第８図は合金中のＣｕｆｉを２５体積％に固定したもの
について残りの７５体積％をＭＯとＷの成分比を変化さ
せた際の耐電圧性能の変化をＣｕ−７５体積％Ｗを基準
（第８図左端Ｍｏ　ｏ重量％）とし表わしたものであり
、従来品（前記のＣｕ−７５体積％Ｗ）に比較して耐電
圧性能が著しく上昇していることがわかる。

第８図より、耐電圧性能は電気良伝導体であるＣｕを除
いた耐火成分ＭＯとＷの重量比率が各々５０　：　５Ｇ
と６：９６の２ケ所でピークを示し、全体としてＣｕ−
Ｗ及Ｃｕ　−Ｍｏ　２元合金（第８図両端）より良い性
能を示す。但しＭｏとＷの重量比率においてん１ｏが９
５以下であれば、従来品（Ｃｕ−７５体積％Ｗ）と同等
もしくはそれ以上の耐電圧性能を示すが、望むべくは従
来品の１．５〜２倍以上の耐電圧性能が必要であり、従
ってＣｕを除いた１１＝ｉｏとＷの重量比率として各々
１：９９から１０　：　９０の範囲及び２５　：　７５
から８０＝２０の範囲が望ましい。なお１８図の横軸は
前記のごとく合金中の電気良伝導体であるＣｕｇｉを２
５体積％に固定したものについて、残りの耐ル入成分７
５体枦％を１ＶｉｏとＷのｔｐ比亭で表わしたものであ
り、縦軸はＣｕ−７５体也％Ｗの放電率を１とした除、
池のＭＯとＷの組合せにより得られた合金の放電率で基
準となる前記Ｃｕ−７５体積％Ｗの放電率を割った値で
ある。例として、ＭＯとＷの重量比率が５０：５０の場
合、耐電圧性能は約５となる。これは基準となるＣｕ−
７５体積９６Ｗの１１５の放電率であることを意味する
。ここで放電率とは電圧を印加し、数千から数十ガロ真
空しゃ断器を開閉した際の放電回数を全關閉回数で制っ
たものである。

第４図は第８図と同様にＣｕを２５体積％とし、残りの
７５体債％を〜■０とＷの重量比で表わしたものを横軸
とし、縦軸に従来のＣｕ−７５体積％Ｗ合金を基串とし
て設わした硬さを示す。

穿４図より硬さはＷ量が多い程高（、Ｍａｉｌが多くな
ると低くなることがわかる。また第４図の横４１Ｊはｊ
ＶｉｏとＷのｆｆｉ、ＩＰ比率で示しているが、Ｍｏと
Ｗの体積比率で表わすとほぼ直線になり、硬さは合金表
面のＭＯとＷの面積比に比例していることがわかる。

一方、第８図に示す耐電圧性能は、第４図に示す硬さに
依らず、従来から言われていた「硬さと齢！電圧性能は
相関がある」に合致しない。

第６図は第８，４図と同様にＣｕを２５体積％とじ、残
りの７５体積形をＭＯとＷの重量比で表わしたものを横
軸とし、縦軸に従来のＣｕ−７５体ｍ９６ｗ合金を基準
として表わした電気伝導度を示す。

第５図より電気伝導度は珈が多い程良いが、これはＷと
ＭＯの比抵抗の差によるもので、大半は２６体積％を占
るＣｕに依っている。

しかし、ここでも第４図に示した硬さと同様に、電気伝
導度も耐電圧性能と蓼接の相関は見られない。

これは、ＭＯ及びＷがＣｕと全んど固溶しないことに依
っており、Ｃｕの合金中に占める体積が決まれば、硬さ
は残りの％、ｉｏ　、　Ｗの比率で決まってしまい、電
気伝導度はＣｕのＣ４′積で決定され不ものと思われる
。一方、耐電圧性能に関しても、当初氷発明者らはＣｕ
の合金に占る体積の割合が一定であれば、単にＣｕ−Ｗ
２２元合金Ｃｕ−ＩＶＪｏ２元合金の２点のデータを直
綾で結べば、中間のＭｏとＷを同時に含有する８元合金
もこの直線上に乗ると考えていた。

しかし、実際に実験を行ってみると第３図に示すごとく
、予想に反した結果が得られた。

この結果に関しては、現在のところ原因不明であるが考
えられることとして次のことが掲げられる。つまり、Ｃ
ｕとＷ、ＣｕとＭｏは互いに固溶しないが、ＷとＭＯは
ハンセンの２元合金状態図によると等晶系であり、全率
固溶する。得られたＣｕ　−Ｍｏ　−Ｗの８元合金に於
てＭｏとＷが全量固溶しているかどうかわからないが、
全く固溶していないとも云えない。このＷ−Ｍｏの固浴
体の存在が、本発明合金の耐電圧性能の向上につながっ
ているものとも思われる。

以上はＣｕの含有用、が２５体積％の例についてこの発
明を述べたが、Ｃｕの含有拭が５ないし８０体積％の範
囲内であれば、残りの９５〜２０体積％を耐火成分とし
てｊｖｌｏ及びＷで構成すれば耐電圧特性の優れた持点
が得られることを確認している。

第６図は合金中のＣｕ量が前記のものと異なり５０（４
，：　￥ｎ％で残りのＩＶｌｏとＷの重量比が５：９５
である本発明の池の一実施例である接点合金の反射電子
像写真であり輝度の高い部分がＷ、中位がＭＯで低い部
分がＣｕである。又、第７図は合金中のＣｕｉが同じ＜
５０体積％で、残りのＭｏとＷの重量比が５８：４２で
ある本発明の他の一実施例である接点合金の反射電子像
写真である。

これら第６及７図の写真からはＷと１ｖ１０が別々の輝
度で表れているため、全率固溶はしていないものと思わ
れるが、全く固溶していないとも云えない。従ってＷと
ＭＯの固溶変と副電圧性能の関係ははっきりしないが、
何らかの１！′１門はあるものとｍわれる。

後になったがこれら第６及７［ツ１の合金はＷ　、！：
ＩＶＩＯでスケルトンを形成した後、Ｃｕの融点以−ヒ
、非酸化性雰囲気中でＣ１ｌを浸み込ませた、いわゆる
ン谷浸法で製］告したものである。又、）「間者らは製
浩法と耐電圧性能の１９１係を調べるため、＋’ｉｌ記
浴浸法。

同相粉末焼結法、液相粉末焼結Ｙノミを用いて合金を試
作したが、はとんど性能に変化はみられなかった。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、耐火成分としてＭＯ
及Ｗを含有し、？纜気良伝入りＱρ分としてＣｕを含有
し、電気良伝導体としてのＣｕが５体積％から８０体積
％の範囲にあることを（ｔ−’ｒ　６ｇｔとしており、
耐重“圧性能の非常に優れた貞空しゃ断器用接点をＩ＋
、することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される真空しゃ湘１器の構造を
示す断面図、第２図は甲１図の電極部分の短大断面図、
第８図はこの発明の接点材料における合金に対するＣｕ
の体積比率を２５％に固定し、残りの７５％の部分をＭ
ＯとＷで重量配分した場合の耐電圧性能の変化を示す特
性図。第４図はこの発明の接点材料における合金に対す
るＣｕの体積比率を２５％に固定し、残りの７５％の部
分を１ｖｉｏとＷで重量配分した場合の硬さの変化を示
す特性図、第５図はこの発明の接点材料における合金に
対するＣｕの体積比率を２５％に固定し、残りの７５％
の部分をＭＯとＷで重量配分した場合の眠気伝導度の変
化を示す特性図、第６図はこの発明の接点材料における
合金に対するＣｕの体積比率を５０％とし、残りの５０
％の部分をＭｏとＷで各々５：９５に重量配分した合金
の反射電子像による金属組織図、第７図はこの発明の接
点材料における合金に対するＣｕの体積比率を５０９６
とし、残りの５０の部分をＭＯ％とＷで各々５８　：　
４２に重量配分した合金の反射電子像による金属組織図
である。 図において、（１ンは真空絶縁容器、＋２）　、　（３
）は端板、（４）　、　１５）は電極、（６）　、　（
７）は電極棒、（８）はベローズ、１９１　、　ｔｌＱ
はシールド、ψ１）はろう材である。 なお、図中同一符号は各々向−又は相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄 第１図 第２図 第３１１ い １ｏｏ　５ｏ　θｏ　７０　６０　、ｆｏ　４０　Ｊｏ
　２０　ｔｏ　Ｏり　ｏ　１ｏ　２ｏ　ＪＯ４０、ｆＯ
−６０７θ　θθ　９０　１００Ｍｏ−Ｗ東童比 第４図 ＷｔθＯりＯｇｏ　７θ６０　ｆθ４０　Ｊｏ　２θｌ
θθＨＯＯ１０２０Ｊｏ　４０　ｆ０７θ７θ３θ５’
／７　／θθＮｏ−Ｗ　’！ｊ−量比 第５図 Ｗｌｏｏ　９０８０７０６０　Ｊｏ　４０　Ｊｏ　２θ
ｌｏ　ＯＭＤ　Ｏ１０２０３０４０ｆｏ　６０７０８０
９’θｉｏθｓｏ−ｗｉ−７＃ 第６１欠（ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （υ耐大成１分としてモリブデン及びタングステンを含
   有し、電気良伝導成分として銅を含有し、ｎヱ気良伝導
   体としての銅が５体私％から８０体積％の範囲にあるこ
   とを特徴とする真空しゃ断器用接点。 （２）耐火成分としてのモリブデン及タングステンがそ
   れらの重量成分比として１：９９から９５＝５の範囲に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載“の
   真空しゃ断器用接点。 （３）　ｉ′４大成分成分てのモリブデン及タングステ
   ンがそれらの重量成分比として１：９９から１０　：　
   ９０の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記ｉｔ机の真空しゃ断器用接点。 （４）耐火成分としてのモリブデン及タングステンがそ
   れらの％ｊｌ−成分比として２５　：　７５から８０　
   ：　２０の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項に記載の真空しゃ断器用接点。