JPS6247330B2 - - Google Patents
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- JPS6247330B2 JPS6247330B2 JP825780A JP825780A JPS6247330B2 JP S6247330 B2 JPS6247330 B2 JP S6247330B2 JP 825780 A JP825780 A JP 825780A JP 825780 A JP825780 A JP 825780A JP S6247330 B2 JPS6247330 B2 JP S6247330B2
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Description
本発明は、電気接触子に係り、特に接触抵抗、
耐消耗性及び耐溶着性に優れる電気接触子に関す
る。 電気接触子に要求される最も重要な特性は、耐
溶着性、接触抵抗特性、耐消耗性等である。その
ためタングステン（Ｗ）のような高融点材料と銅
（Cu）のような高導電性材料との複合化が行わ
れ、従来よりCu―Ｗ合金から成る電気接触子が
しや断器、電気開閉器などに広く使用されてい
る。 ところで一方、従来使用されている85％前後の
Agを含有しカドミウム（Cd）、すず（Sn）、イン
ジウム（In）、亜鉛（Zn）又はアンチモン（Sb）
の酸化物とのAg―酸化物合金から成る電気接触
子が知られているが、これは接触抵抗が低く安定
しているため中負荷程度のしや断器又は接触器な
どのアーク接点兼主接点に使用される。しかし
Ag―酸化物合金は短絡責務（定格電流100〜1000
倍）に対して著しく劣ることが判つている。 又、30％前後のCuを含有する前述のCu―Ｗ電
気接触子は、低価格である上に、沸点、融点が高
くかつ機械的強度が大きい為、耐アーク性、耐溶
着性に優れ、例えば油中しや断器のアーキング接
点として使用され、優れた短絡責務を果たしてい
る。しかしこのCu―Ｗ接触子は、高温で非常に
酸化が速く、接触抵抗の安定性が著しく乏しい傾
向にある。 本発明は、上述の如き従来の電気接触子の問題
点に鑑みてなされたもので、定格電流開閉におけ
る安定な接触抵抗特性を有し、短絡時における耐
アーク性、耐溶着性をも兼備して短絡責務に優
れ、しかも耐消耗性にも優れた電気接触子の提供
を目的としている。 即ち、本発明は、上述したCu―Ｗ合金等の長
所と、銀―酸化物合金の長所とを生かしつつそれ
らの欠点の解消を目的として鋭意研究した結果完
成したもので、Cuを20〜60重量％含有するCu―
Ｗ合金、Cu―WC合金又はCu―Ｗ―WC合金から
成る下層部と；CdO，SnO2，In2O3，ZnO及び
Sb2O3から選ばれた１又は２以上の酸化物を５〜
30重量％含有するAg―酸化物合金から成り、前
記下層部上に接合され、上面を接触面とする上層
部と；から構成されていることを特徴とする電気
接触子である。 なお、Ag―CdO合金に0.1％程度のニツケルを
添加するとCdOの分散性が良くなつて、接触子
の耐消耗性や接触抵抗特性が向上するが、上記の
Ag―酸化物合金は、このような微量の第３成分
を含む場合も包含する。 本発明の電気接触子は、相対向する２つの電気
接触子のいずれか一方に用いてもよく、両方に用
いてもよい。図面は一実施例を表すものであり、
図中の１は導電性合金で、２は台金１上に接合さ
れたCu―Ｗ合金層であり、更に３はCu―Ｗ合金
層上に接合されたAg―CdO合金層である。一般
に下層部のCu―Ｗ合金層等は0.5〜３mm程度の厚
さが好ましく、上層部のAg―CdO合金層等は0.2
〜３mm程度の厚さがよい。 本発明の電気接触子を相対向する電気接触子の
少なくとも一方に採用した場合、定格電流開閉に
おいては、上層のAg―酸化物合金が安定した接
触抵抗特性を長期に亘つて維持できる。又、短絡
電流が与えられた時には、先にも述べた通りAg
―酸化物合金はそれに対する抵抗力がないため
Ag―酸化物合金層のほとんど大部分が爆発的に
飛散し、接触面からなくなり下層のCu―Ｗ系合
金層が現われる。しかし、この事態に至つても
Cu―Ｗ合金が持つ優れた耐アーク性、耐溶着性
のため、回路保護の目的を達し得る。以上の如く
Ag―CdO合金の機能とCu―Ｗ系の機能を組合せ
活用した点が本発明接触子の特徴である。 本発明電気接触子の下層部を構成する銅―タン
グステン系合金に含まれるCuは20〜60重量％で
あり、Cuが20重量％未満では通常の方法では緻
密な繞結合金を製造し難く、又短絡後の酸化が著
しいため好ましくない。Cuが60重量％を超える
と耐溶着性が劣り好ましくない。 上層部を構成するAg―酸化物合金に含まれる
Cd、Sn，In，ZnやSbの酸化物は５〜30重量％で
あり、５重量％未満では数＋Ａ程度の中電流の定
格開閉でも耐消耗性に問題を生じ、表面荒れも著
しく、接触抵抗の安定性も劣る場合が認められ
る。又、酸化物の含有量が30重量％を超えると通
信後の接触抵抗値が大きくなつたり、接触子の温
度上昇が大きくなるという好ましくない傾向が現
われる。 本発明の電気接触子は、例えば上層部と下層部
を別々に公知の方法で製造し、両者を接合するこ
とによつて製造できる。一例として上層部：Ag
―CdO合金、下層部：Cu―Ｗ合金の場合につい
て説明する。Ag―CdO合金は、Ag―Cd合金を溶
解後３気圧の酸素中で750℃で48時間内部酸化処
理を行い、Ag―CdO合金を作る。Cu―Ｗ合金
は、Cu粉末とＷ粉末とを所要の配合比で充分に
混合し、２〜４トン／cm2で圧粉成形する。この成
型体中の残存空孔を充分に充たし得るCuを成形
体の上又は下に置き900〜1300℃、水素雰囲気中
で１〜３時間保持しCuを成形体中に溶浸させ
る。次に両者を重ね合せて、水素雰囲気中600〜
900℃で30分間加熱保持し接合する。加熱により
生ずるそりを機械加工により整形し所定寸法に加
工し電気接触子を得る。 以下、実施例を挙げて更に説明する。 実施例 １ 上層が10％CdO―２％SnO2―２％In2O3―86％
Ag合金、下層が40％Cu―Ｗ合金からなり、四角
すい台形の電気接触子を前述の方法により製造し
た。寸法は、上面が５mm×14mm、下面が８mm×14
mm、厚さが２mm（上層0.5mm、下層1.5mm）であ
る。これをノーヒユーズブレーカの固定側接点及
び可動側接点として取付け、次記の試験を行つ
た。試験結果を併せ記す。 〔Ａ〕：電圧550V、力率0.5電流1350Aで50回の開
閉を行つた。 (1) 接触子の損傷は極めて軽微であつた。 (2) 接触抵抗は初期値295μΩに対して、263〜
308μΩであつた。 (3) Ag―CdO―SnO2―InO2合金層とCu―Ｗ合
金層との境界からの剥離はなかつた。 〔Ｂ〕：〔Ａ〕に引き続き電圧550V、電流225Aで
4000回の開閉を行つた。 (1) 接触抵抗が271〜330μΩとなつた。安定し
た接触特性が維持された。 (2) 両層間の接合は堅固で、剥離はなかつた。 〔Ｃ〕：〔Ｂ〕に引き続き、電流225A、周囲温度
30℃で接触子温度を測定した。 (1) 接触子温度は52℃（温度上昇22℃）で温度
特性も問題はなかつた。 〔Ｄ〕：〔Ｃ〕に引き続き、短絡電流を50KAと
し投入及び開閉を各１回行つた。 (1) 上層のAg―CdO―SnO2―In2O3がところ
どころわずかに残つたまま飛散、蒸発し、下
層のCu―Ｗ層を一部露出したがこのCu―Ｗ
層の効果により溶着は認められずかつ優れた
短絡特性を示した。 比較例 １ 比較のために上層がAg―10％CdO―２％SnO2
―２％In2O3合金で、実施例１と同一寸法（上面
が５mm×14mm、下面が８mm×14mm、厚さ２mm）と
し、下層に黄銅を配した電気接触子を製造し、
50KAの短絡電流を投入したところ、上層のAg―
CdO―SnO2―In2O3合金層は飛散すると共に、下
層の黄銅も一部蒸発し、しかも強度の溶着事故を
示した。 実施例２〜６、比較例２〜５ 実施例１と同じ寸法・形状で夫々下表に示す如
き上層部、下層部を持つ電気接触子を製造し、実
施例１と同様にノーヒユーズブレーカに取付け、
接触抵抗特性、温度特性、短絡特性を同表に示す
条件で試験した。結果も併せ示した。 表より明らかなように、上層部であるAg―
CdO層のAg含有量が40％（比較例３）では、接
触抵抗の増大が著しく、温度上昇の度合も大きく
好ましくない。他方、Ag含有量が97％（比較例
２）では、短絡後の上層部の消耗が大きく、しか
も表面荒れが顕著である。 しかしAg含有量95〜70％（実施例２〜４）の
ものは、いずれの特性も安定し良好であつた。こ
の結果から酸化物の総量が５〜30％必要であるこ
とが判る。 また、下層部であるCu―Ｗ合金層のCu含有量
が10％（比較例４）では、短絡後露出したCu―
Ｗ合金表面の酸化が著しかつた。Cu含有量が90
％（比較例５）では、短絡後に溶着事故が発生し
た。しかし、実施例５，６では、いずれの点でも
良好であつた。
耐消耗性及び耐溶着性に優れる電気接触子に関す
る。 電気接触子に要求される最も重要な特性は、耐
溶着性、接触抵抗特性、耐消耗性等である。その
ためタングステン（Ｗ）のような高融点材料と銅
（Cu）のような高導電性材料との複合化が行わ
れ、従来よりCu―Ｗ合金から成る電気接触子が
しや断器、電気開閉器などに広く使用されてい
る。 ところで一方、従来使用されている85％前後の
Agを含有しカドミウム（Cd）、すず（Sn）、イン
ジウム（In）、亜鉛（Zn）又はアンチモン（Sb）
の酸化物とのAg―酸化物合金から成る電気接触
子が知られているが、これは接触抵抗が低く安定
しているため中負荷程度のしや断器又は接触器な
どのアーク接点兼主接点に使用される。しかし
Ag―酸化物合金は短絡責務（定格電流100〜1000
倍）に対して著しく劣ることが判つている。 又、30％前後のCuを含有する前述のCu―Ｗ電
気接触子は、低価格である上に、沸点、融点が高
くかつ機械的強度が大きい為、耐アーク性、耐溶
着性に優れ、例えば油中しや断器のアーキング接
点として使用され、優れた短絡責務を果たしてい
る。しかしこのCu―Ｗ接触子は、高温で非常に
酸化が速く、接触抵抗の安定性が著しく乏しい傾
向にある。 本発明は、上述の如き従来の電気接触子の問題
点に鑑みてなされたもので、定格電流開閉におけ
る安定な接触抵抗特性を有し、短絡時における耐
アーク性、耐溶着性をも兼備して短絡責務に優
れ、しかも耐消耗性にも優れた電気接触子の提供
を目的としている。 即ち、本発明は、上述したCu―Ｗ合金等の長
所と、銀―酸化物合金の長所とを生かしつつそれ
らの欠点の解消を目的として鋭意研究した結果完
成したもので、Cuを20〜60重量％含有するCu―
Ｗ合金、Cu―WC合金又はCu―Ｗ―WC合金から
成る下層部と；CdO，SnO2，In2O3，ZnO及び
Sb2O3から選ばれた１又は２以上の酸化物を５〜
30重量％含有するAg―酸化物合金から成り、前
記下層部上に接合され、上面を接触面とする上層
部と；から構成されていることを特徴とする電気
接触子である。 なお、Ag―CdO合金に0.1％程度のニツケルを
添加するとCdOの分散性が良くなつて、接触子
の耐消耗性や接触抵抗特性が向上するが、上記の
Ag―酸化物合金は、このような微量の第３成分
を含む場合も包含する。 本発明の電気接触子は、相対向する２つの電気
接触子のいずれか一方に用いてもよく、両方に用
いてもよい。図面は一実施例を表すものであり、
図中の１は導電性合金で、２は台金１上に接合さ
れたCu―Ｗ合金層であり、更に３はCu―Ｗ合金
層上に接合されたAg―CdO合金層である。一般
に下層部のCu―Ｗ合金層等は0.5〜３mm程度の厚
さが好ましく、上層部のAg―CdO合金層等は0.2
〜３mm程度の厚さがよい。 本発明の電気接触子を相対向する電気接触子の
少なくとも一方に採用した場合、定格電流開閉に
おいては、上層のAg―酸化物合金が安定した接
触抵抗特性を長期に亘つて維持できる。又、短絡
電流が与えられた時には、先にも述べた通りAg
―酸化物合金はそれに対する抵抗力がないため
Ag―酸化物合金層のほとんど大部分が爆発的に
飛散し、接触面からなくなり下層のCu―Ｗ系合
金層が現われる。しかし、この事態に至つても
Cu―Ｗ合金が持つ優れた耐アーク性、耐溶着性
のため、回路保護の目的を達し得る。以上の如く
Ag―CdO合金の機能とCu―Ｗ系の機能を組合せ
活用した点が本発明接触子の特徴である。 本発明電気接触子の下層部を構成する銅―タン
グステン系合金に含まれるCuは20〜60重量％で
あり、Cuが20重量％未満では通常の方法では緻
密な繞結合金を製造し難く、又短絡後の酸化が著
しいため好ましくない。Cuが60重量％を超える
と耐溶着性が劣り好ましくない。 上層部を構成するAg―酸化物合金に含まれる
Cd、Sn，In，ZnやSbの酸化物は５〜30重量％で
あり、５重量％未満では数＋Ａ程度の中電流の定
格開閉でも耐消耗性に問題を生じ、表面荒れも著
しく、接触抵抗の安定性も劣る場合が認められ
る。又、酸化物の含有量が30重量％を超えると通
信後の接触抵抗値が大きくなつたり、接触子の温
度上昇が大きくなるという好ましくない傾向が現
われる。 本発明の電気接触子は、例えば上層部と下層部
を別々に公知の方法で製造し、両者を接合するこ
とによつて製造できる。一例として上層部：Ag
―CdO合金、下層部：Cu―Ｗ合金の場合につい
て説明する。Ag―CdO合金は、Ag―Cd合金を溶
解後３気圧の酸素中で750℃で48時間内部酸化処
理を行い、Ag―CdO合金を作る。Cu―Ｗ合金
は、Cu粉末とＷ粉末とを所要の配合比で充分に
混合し、２〜４トン／cm2で圧粉成形する。この成
型体中の残存空孔を充分に充たし得るCuを成形
体の上又は下に置き900〜1300℃、水素雰囲気中
で１〜３時間保持しCuを成形体中に溶浸させ
る。次に両者を重ね合せて、水素雰囲気中600〜
900℃で30分間加熱保持し接合する。加熱により
生ずるそりを機械加工により整形し所定寸法に加
工し電気接触子を得る。 以下、実施例を挙げて更に説明する。 実施例 １ 上層が10％CdO―２％SnO2―２％In2O3―86％
Ag合金、下層が40％Cu―Ｗ合金からなり、四角
すい台形の電気接触子を前述の方法により製造し
た。寸法は、上面が５mm×14mm、下面が８mm×14
mm、厚さが２mm（上層0.5mm、下層1.5mm）であ
る。これをノーヒユーズブレーカの固定側接点及
び可動側接点として取付け、次記の試験を行つ
た。試験結果を併せ記す。 〔Ａ〕：電圧550V、力率0.5電流1350Aで50回の開
閉を行つた。 (1) 接触子の損傷は極めて軽微であつた。 (2) 接触抵抗は初期値295μΩに対して、263〜
308μΩであつた。 (3) Ag―CdO―SnO2―InO2合金層とCu―Ｗ合
金層との境界からの剥離はなかつた。 〔Ｂ〕：〔Ａ〕に引き続き電圧550V、電流225Aで
4000回の開閉を行つた。 (1) 接触抵抗が271〜330μΩとなつた。安定し
た接触特性が維持された。 (2) 両層間の接合は堅固で、剥離はなかつた。 〔Ｃ〕：〔Ｂ〕に引き続き、電流225A、周囲温度
30℃で接触子温度を測定した。 (1) 接触子温度は52℃（温度上昇22℃）で温度
特性も問題はなかつた。 〔Ｄ〕：〔Ｃ〕に引き続き、短絡電流を50KAと
し投入及び開閉を各１回行つた。 (1) 上層のAg―CdO―SnO2―In2O3がところ
どころわずかに残つたまま飛散、蒸発し、下
層のCu―Ｗ層を一部露出したがこのCu―Ｗ
層の効果により溶着は認められずかつ優れた
短絡特性を示した。 比較例 １ 比較のために上層がAg―10％CdO―２％SnO2
―２％In2O3合金で、実施例１と同一寸法（上面
が５mm×14mm、下面が８mm×14mm、厚さ２mm）と
し、下層に黄銅を配した電気接触子を製造し、
50KAの短絡電流を投入したところ、上層のAg―
CdO―SnO2―In2O3合金層は飛散すると共に、下
層の黄銅も一部蒸発し、しかも強度の溶着事故を
示した。 実施例２〜６、比較例２〜５ 実施例１と同じ寸法・形状で夫々下表に示す如
き上層部、下層部を持つ電気接触子を製造し、実
施例１と同様にノーヒユーズブレーカに取付け、
接触抵抗特性、温度特性、短絡特性を同表に示す
条件で試験した。結果も併せ示した。 表より明らかなように、上層部であるAg―
CdO層のAg含有量が40％（比較例３）では、接
触抵抗の増大が著しく、温度上昇の度合も大きく
好ましくない。他方、Ag含有量が97％（比較例
２）では、短絡後の上層部の消耗が大きく、しか
も表面荒れが顕著である。 しかしAg含有量95〜70％（実施例２〜４）の
ものは、いずれの特性も安定し良好であつた。こ
の結果から酸化物の総量が５〜30％必要であるこ
とが判る。 また、下層部であるCu―Ｗ合金層のCu含有量
が10％（比較例４）では、短絡後露出したCu―
Ｗ合金表面の酸化が著しかつた。Cu含有量が90
％（比較例５）では、短絡後に溶着事故が発生し
た。しかし、実施例５，６では、いずれの点でも
良好であつた。
【表】
以上述べた実施例２〜６では、上層部の酸化物
としてCdOの場合を選んで示したが、本発明の
効果は、実施例１で示したように他の前述した酸
化物でも得られる。すなわち、５〜30％のCdO
量の全部又は一部を他の酸化物で置換しても同じ
効果を得ている。 更に、実施例では、固定側接点と可動側接点の
双方に本発明の電気接触子を用いたが、いずれか
一方にのみ用いても良好な耐溶着性を得ることが
出来た。
としてCdOの場合を選んで示したが、本発明の
効果は、実施例１で示したように他の前述した酸
化物でも得られる。すなわち、５〜30％のCdO
量の全部又は一部を他の酸化物で置換しても同じ
効果を得ている。 更に、実施例では、固定側接点と可動側接点の
双方に本発明の電気接触子を用いたが、いずれか
一方にのみ用いても良好な耐溶着性を得ることが
出来た。
図面は、本発明に係る一実施例を表す図であ
る。 １…導電性合金、２…Cu―Ｗ合金層、３…Ag
―WC合金層。
る。 １…導電性合金、２…Cu―Ｗ合金層、３…Ag
―WC合金層。
Claims (1)
- １ Cuを20〜60重量％含有するCu―Ｗ合金、Cu
―WC合金又はCu―Ｗ―WC合金から成る下層部
と；CdO，SnO2，In2O3，ZnO及びSb2O3から選
ばれた１又は２以上の酸化物を５〜30重量％含有
するAg―酸化物合金から成り、前記下層部上に
接合され、上面を接触面とする上層部と；から構
成されていることを特徴とする電気接触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP825780A JPS56106313A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Electric contactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP825780A JPS56106313A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Electric contactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56106313A JPS56106313A (en) | 1981-08-24 |
| JPS6247330B2 true JPS6247330B2 (ja) | 1987-10-07 |
Family
ID=11688085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP825780A Granted JPS56106313A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Electric contactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56106313A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443185Y2 (ja) * | 1988-11-15 | 1992-10-13 | ||
| JPH0451744Y2 (ja) * | 1986-12-03 | 1992-12-04 |
-
1980
- 1980-01-29 JP JP825780A patent/JPS56106313A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0451744Y2 (ja) * | 1986-12-03 | 1992-12-04 | ||
| JPH0443185Y2 (ja) * | 1988-11-15 | 1992-10-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56106313A (en) | 1981-08-24 |
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