真空バルブ用接点材料
【課題】Ｃｕ−Ｃｒ系合金の通電特性、溶着特性を改善するＢｉを添加した接点を通電軸に強固に固定する。
【解決手段】接離自在の接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１と、第１の接点層１に連接するとともに、通電軸３端がろう材４で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２とを備え、第２の接点層２は、Ｂｉが存在しない当該材料が露出するとともに、焼結時に付着したＢｉ付着物を取除いた基材面２ａに、通電軸３端が固定されることを特徴とする。
【解決手段】接離自在の接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１と、第１の接点層１に連接するとともに、通電軸３端がろう材４で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２とを備え、第２の接点層２は、Ｂｉが存在しない当該材料が露出するとともに、焼結時に付着したＢｉ付着物を取除いた基材面２ａに、通電軸３端が固定されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブの接点材料に係り、特に、接点にＢｉを添加した真空バルブ用接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空バルブ用接点材料に要求される特性としては、通電特性、耐電圧特性、遮断特性などがあるが、単一の金属種でこれらの特性の全てを達成することは困難である。そこで、各種の金属種を添加し、不足する特性を相互に補うようなことが行われている。従来、この真空バルブ用接点材料においては、Ｃｕ−Ｃｒ系接点材料の通電特性、溶着特性を改善するため、概ね０．４ｗｔ％のＢｉを添加することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９５５号公報 （第４ページ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来のＢｉを添加した真空バルブ用接点材料においては、次のような問題がある。Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金を焼結法などで製造するとき、Ｂｉが金属蒸気となって拡散し、接点の外周面に付着、凝固する。一方、製造した接点には、電路となる通電軸がろう付けで固定されるが、Ｂｉが付着している面にろう付けを行うと、接合強度が低下する。このため、Ｂｉを添加した接点を、ろう付けにより強固に通電軸に固定できるものが望まれていた。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、Ｂｉを添加した接点を通電軸に強固に固定できる真空バルブ用接点材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブ用接点材料は、接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、前記第１の接点に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層とを備え、前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、通電軸と接合される接点面をＢｉ付着物が付着されていない基材面としているので、通電軸と接点をろう付けにより強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、通電軸との接合面を、Ｂｉ付着物が付着、およびＢｉが添加されていない材料の基材面とし、ろう付けにより接合するものである。以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点材料を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図である。なお、一対の真空バルブ用接点を、一方の接点を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、接点は、接触面となる第１の接点層１と、第１の接点層１に連接された第２の接点層２と、第１の接点層１と対向する第２の接点層２側の略中央部に設けられるとともに、通電軸３端がろう材４で接合される基材面２ａとから構成されている。第１の接点層１は、厚さ数ｍｍであり、第２の接点層２よりも薄い。
【００１２】
次に、接点の製造方法を図２を参照して説明する。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、先ず、第１の接点層１となるＣｕ粉とＣｒ粉を同量ずつ混合するとともに、０．４ｗｔ％のＢｉを添加した第１の混合体５を直径４０ｍｍの金型内に充填し、その上に、第２の接点層２となる同量のＣｕ粉とＣｒ粉を混合した第２の混合体６を充填する。そして、１０ｔ／ｃｍ２で加圧し、圧粉体を得る。
【００１４】
次に、この圧粉体を真空雰囲気中で、温度１１００℃−１時間の条件で焼結する。すると、第１の混合体５と第２の混合体６とが連接し、二層構造の接点（第１の接点層１と第２の接点層２に相当）が形成される。同時に、第１の混合体５に添加しているＢｉが拡散し、図２（ｂ）の点線で示すように、Ｂｉ付着物７となって外周面に付着する。
【００１５】
冷却後、図２（ｃ）に示すように、外周端部を機械加工し所定の曲率を持たせる。また、第２の混合体６の略中央部に通電軸３端を嵌合するための深さ１ｍｍ程度の嵌合穴８を機械加工で設ける。この場合、Ｂｉ付着物７は、側面などに残存するものの、嵌合穴８のＢｉ付着物７は完全に取除かれる。即ち、Ｂｉが存在しない第２の混合体６の材料そのものの面が露出する。これを、基材面２ａと定義する。
【００１６】
次に、図２（ｄ）に示すように、嵌合穴８に通電軸３を嵌合し、所定温度に加熱し、Ｃｕ−Ａｇ系合金からなるろう材４で固定する。
【００１７】
これにより、接触面がＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１と、これに連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２とを製造することができ、Ｂｉ付着物７を取除いた第２の接点層２の基材面２ａに通電軸３を強固に固定することができる。なお、第１、第２の接点層１、２のＣｒは、１０〜５０ｗｔ％の範囲とすることができる。
【００１８】
上記実施例１の真空バルブ用接点材料によれば、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１により、Ｃｕ−Ｃｒ系接点材料の通電特性、溶着特性を改善することができる。また、第１の接点層１に連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２に、Ｂｉ付着物７を取除いた基材面２ａを設けているので、通電軸３をろう材４で強固に固定することができる。
【００１９】
上記実施例１では、第２の接点層２をＣｕ−Ｃｒ合金で説明したが、これを全てＣｕ粉の圧粉体とし、焼結してＣｕ単独層とすることができる。第１の接点層１で通電特性、溶着特性を改善することができ、更にＣｕ単独層により導電率がよく、通電特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点材料を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、接点の層構成である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、先ず、第１の接点層１となるＣｕ粉とＣｒ粉とＢｉを添加した第１の混合体５を金型内に充填し、その上に、第２の接点層２となるＣｕ粉とＣｒ粉の第２の混合体６を充填し、更にその上に、ｔ０．２ｍｍのＣｕ箔９を載せる。そして、１０ｔ／ｃｍ２で加圧し、圧粉体を得る。
【００２２】
次に、この圧粉体を真空雰囲気中で、温度１１００℃−１時間の条件で焼結する。すると、第１の混合体５と第２の混合体６とＣｕ層１０（Ｃｕ箔９に相当）が連接するとともに、第１の混合体５に添加しているＢｉが拡散し、図３（ｂ）の点線で示すように、Ｂｉ付着物７となって外周面に付着する。
【００２３】
冷却後、図３（ｃ）に示すように、外周端部を機械加工し所定の曲率を持たせる。また、Ｃｕ層１０の表面を機械加工して削り、Ｂｉ付着物７を取除く。即ち、Ｃｕ層１０の材料そのものの面を露出させる。これを、基材面１０ａと定義する。
【００２４】
次に、図３（ｄ）に示すように、基材面１０ａにろう材４を介して通電軸３を置き、所定温度に加熱し、固定する。基材面１０ａには、Ｂｉ付着物７が付着しておらず、強固に通電軸３を固定することができる。
【００２５】
上記実施例２の真空バルブ用接点材料によれば、実施例１と同様の効果を得ることができるほか、Ｃｕ層１０の導電率がよいため、通電軸３との接合部の通電特性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 第１の接点層
２ 第２の接点層
２ａ、１０ａ 基材面
３ 通電軸
４ ろう材
５ 第１の混合体
６ 第２の混合体
７ Ｂｉ付着物
８ 嵌合穴
９ Ｃｕ箔
１０ Ｃｕ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブの接点材料に係り、特に、接点にＢｉを添加した真空バルブ用接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空バルブ用接点材料に要求される特性としては、通電特性、耐電圧特性、遮断特性などがあるが、単一の金属種でこれらの特性の全てを達成することは困難である。そこで、各種の金属種を添加し、不足する特性を相互に補うようなことが行われている。従来、この真空バルブ用接点材料においては、Ｃｕ−Ｃｒ系接点材料の通電特性、溶着特性を改善するため、概ね０．４ｗｔ％のＢｉを添加することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９５５号公報 （第４ページ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来のＢｉを添加した真空バルブ用接点材料においては、次のような問題がある。Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金を焼結法などで製造するとき、Ｂｉが金属蒸気となって拡散し、接点の外周面に付着、凝固する。一方、製造した接点には、電路となる通電軸がろう付けで固定されるが、Ｂｉが付着している面にろう付けを行うと、接合強度が低下する。このため、Ｂｉを添加した接点を、ろう付けにより強固に通電軸に固定できるものが望まれていた。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、Ｂｉを添加した接点を通電軸に強固に固定できる真空バルブ用接点材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブ用接点材料は、接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、前記第１の接点に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層とを備え、前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、通電軸と接合される接点面をＢｉ付着物が付着されていない基材面としているので、通電軸と接点をろう付けにより強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、通電軸との接合面を、Ｂｉ付着物が付着、およびＢｉが添加されていない材料の基材面とし、ろう付けにより接合するものである。以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点材料を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図である。なお、一対の真空バルブ用接点を、一方の接点を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、接点は、接触面となる第１の接点層１と、第１の接点層１に連接された第２の接点層２と、第１の接点層１と対向する第２の接点層２側の略中央部に設けられるとともに、通電軸３端がろう材４で接合される基材面２ａとから構成されている。第１の接点層１は、厚さ数ｍｍであり、第２の接点層２よりも薄い。
【００１２】
次に、接点の製造方法を図２を参照して説明する。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、先ず、第１の接点層１となるＣｕ粉とＣｒ粉を同量ずつ混合するとともに、０．４ｗｔ％のＢｉを添加した第１の混合体５を直径４０ｍｍの金型内に充填し、その上に、第２の接点層２となる同量のＣｕ粉とＣｒ粉を混合した第２の混合体６を充填する。そして、１０ｔ／ｃｍ２で加圧し、圧粉体を得る。
【００１４】
次に、この圧粉体を真空雰囲気中で、温度１１００℃−１時間の条件で焼結する。すると、第１の混合体５と第２の混合体６とが連接し、二層構造の接点（第１の接点層１と第２の接点層２に相当）が形成される。同時に、第１の混合体５に添加しているＢｉが拡散し、図２（ｂ）の点線で示すように、Ｂｉ付着物７となって外周面に付着する。
【００１５】
冷却後、図２（ｃ）に示すように、外周端部を機械加工し所定の曲率を持たせる。また、第２の混合体６の略中央部に通電軸３端を嵌合するための深さ１ｍｍ程度の嵌合穴８を機械加工で設ける。この場合、Ｂｉ付着物７は、側面などに残存するものの、嵌合穴８のＢｉ付着物７は完全に取除かれる。即ち、Ｂｉが存在しない第２の混合体６の材料そのものの面が露出する。これを、基材面２ａと定義する。
【００１６】
次に、図２（ｄ）に示すように、嵌合穴８に通電軸３を嵌合し、所定温度に加熱し、Ｃｕ−Ａｇ系合金からなるろう材４で固定する。
【００１７】
これにより、接触面がＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１と、これに連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２とを製造することができ、Ｂｉ付着物７を取除いた第２の接点層２の基材面２ａに通電軸３を強固に固定することができる。なお、第１、第２の接点層１、２のＣｒは、１０〜５０ｗｔ％の範囲とすることができる。
【００１８】
上記実施例１の真空バルブ用接点材料によれば、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層１により、Ｃｕ−Ｃｒ系接点材料の通電特性、溶着特性を改善することができる。また、第１の接点層１に連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層２に、Ｂｉ付着物７を取除いた基材面２ａを設けているので、通電軸３をろう材４で強固に固定することができる。
【００１９】
上記実施例１では、第２の接点層２をＣｕ−Ｃｒ合金で説明したが、これを全てＣｕ粉の圧粉体とし、焼結してＣｕ単独層とすることができる。第１の接点層１で通電特性、溶着特性を改善することができ、更にＣｕ単独層により導電率がよく、通電特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点材料を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る真空バルブ用接点の製造方法を説明する図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、接点の層構成である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、先ず、第１の接点層１となるＣｕ粉とＣｒ粉とＢｉを添加した第１の混合体５を金型内に充填し、その上に、第２の接点層２となるＣｕ粉とＣｒ粉の第２の混合体６を充填し、更にその上に、ｔ０．２ｍｍのＣｕ箔９を載せる。そして、１０ｔ／ｃｍ２で加圧し、圧粉体を得る。
【００２２】
次に、この圧粉体を真空雰囲気中で、温度１１００℃−１時間の条件で焼結する。すると、第１の混合体５と第２の混合体６とＣｕ層１０（Ｃｕ箔９に相当）が連接するとともに、第１の混合体５に添加しているＢｉが拡散し、図３（ｂ）の点線で示すように、Ｂｉ付着物７となって外周面に付着する。
【００２３】
冷却後、図３（ｃ）に示すように、外周端部を機械加工し所定の曲率を持たせる。また、Ｃｕ層１０の表面を機械加工して削り、Ｂｉ付着物７を取除く。即ち、Ｃｕ層１０の材料そのものの面を露出させる。これを、基材面１０ａと定義する。
【００２４】
次に、図３（ｄ）に示すように、基材面１０ａにろう材４を介して通電軸３を置き、所定温度に加熱し、固定する。基材面１０ａには、Ｂｉ付着物７が付着しておらず、強固に通電軸３を固定することができる。
【００２５】
上記実施例２の真空バルブ用接点材料によれば、実施例１と同様の効果を得ることができるほか、Ｃｕ層１０の導電率がよいため、通電軸３との接合部の通電特性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 第１の接点層
２ 第２の接点層
２ａ、１０ａ 基材面
３ 通電軸
４ ろう材
５ 第１の混合体
６ 第２の混合体
７ Ｂｉ付着物
８ 嵌合穴
９ Ｃｕ箔
１０ Ｃｕ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層とを備え、
前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項２】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層と、
前記第２の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ層とを備え、
前記Ｃｕ層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項３】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕからなる第２の接点層とを備え、
前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項４】
前記基材面は、前記Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の焼結時に拡散して付着したＢｉ付着物を取除いた面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空バルブ用接点材料。
【請求項１】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層とを備え、
前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項２】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接されたＣｕ−Ｃｒ合金の第２の接点層と、
前記第２の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕ層とを備え、
前記Ｃｕ層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項３】
接触面となるＣｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の第１の接点層と、
前記第１の接点層に連接するとともに、通電軸端がろう材で固定されるＣｕからなる第２の接点層とを備え、
前記第２の接点層は、当該材料が露出した基材面に前記通電軸端が固定されることを特徴とする真空バルブ用接点材料。
【請求項４】
前記基材面は、前記Ｃｕ−Ｃｒ−Ｂｉ合金の焼結時に拡散して付着したＢｉ付着物を取除いた面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空バルブ用接点材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１４２０５４（Ｐ２０１１−１４２０５４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２８８（Ｐ２０１０−３２８８）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９５０１９５９９）芝府エンジニアリング株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９５０１９５９９）芝府エンジニアリング株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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