(57)【要約】【課題】接点材料の通電性能および耐電圧性能を向上させる。【解決手段】真空バルブ用接点材料は、銅または銅を主成分とする合金からなる基材と、基材の表面に設けられた微細組織層と、を具備する。微細組織層は、銅を含有するマトリクスと、クロムを含有し、平均粒径が０．１μｍ以下である粒子と、を有する。微細組織層の厚さは、２ｍｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅または銅を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材の表面に設けられた微細組織層と、
を具備し、
前記微細組織層は、
銅を含有するマトリクスと、
クロムを含有し、平均粒径が０．１μｍ以下である粒子と、
を有し、
前記微細組織層の厚さは、２ｍｍ以下である、真空バルブ用接点材料。
【請求項２】
前記厚さは、１ｍｍ以下である、請求項１に記載の接点材料。
【請求項３】
前記基材中の前記銅の濃度は、８０質量％以上であり、
前記微細組織層中の前記クロムの濃度は、２０質量％以上５０質量％以下である、請求項１または請求項２に記載の接点材料。
【請求項４】
前記クロムの濃度は、２０質量％以上３５質量％以下である、請求項３に記載の接点材料。
【請求項５】
前記基材は、スリットを有する、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の接点材料。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の接点材料を備える接点を具備する、真空バルブ。
【請求項７】
銅または銅を主成分とする合金からなる基材と、銅とクロムとを含有する合金材と、を摩擦圧接することにより、銅を含有するマトリクスと、クロムを含有する平均粒径０．１μｍ以下の粒子と、を有する厚さ２ｍｍ以上の微細組織層を前記基材と前記合金材との間に形成する工程と、
前記微細組織層の一部が前記基材の表面に残存するように前記微細組織層を切断することにより前記基材と前記合金材とを分離する工程と、
前記微細組織層の残存部の表面を切削加工する工程と、
を具備する、真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項８】
前記基材と前記合金材との圧接界面の温度を３００℃以上４００℃以下の温度に調整しながら前記基材と前記合金材とを摩擦圧接する、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記合金材中の前記クロムの濃度は、２０質量％以上５０質量％以下である、請求項７または請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記クロムの濃度は、２０質量％以上３５質量％以下である、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
切削加工された前記残存部の厚さは、１ｍｍ以下である、請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記残存部の表面とともに前記基材を切削加工する、請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
切削加工された前記基材は、スリットを有する、請求項７ないし請求項１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブ用接点材料、真空バルブ用接点材料の製造方法、および真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空遮断器やスイッチギヤ等の開閉器は、接点を備える真空バルブを具備する。真空バルブ用接点材料に要求される性能としては、遮断時に電流を遮断する性能（遮断性能）、通電時に電流を流す性能（通電性能）、電圧印加時に絶縁破壊されにくい性能（耐電圧性能）等が挙げられる。
【０００３】
通電性能および耐電圧性能は、求められる材料特性が相反し、トレードオフの関係を有する。従来から汎用接点として用いられている銅−クロム合金の焼結体からなる接点材料（ＣｕＣｒ接点材料）では、銅の含有量の割合が多いほど導電率が高くなり、硬度および接触抵抗が低下するため通電性能が向上するが、耐電圧性能が低下する。一方、クロムの含有量の割合が多いほど硬度が高くなり耐電圧性能が向上するが、通電性能が低下する。このため、従来のＣｕＣｒ接点材料では、クロムの含有量を約５０質量％に調整することにより、通電性能と耐電圧性能とのバランスを維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０３２０３６号公報
【特許文献２】特開２００６−０２４４７６号公報
【特許文献３】特開平７−２４９３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、開閉器のコンパクト化に伴い、開閉器の熱密度が高まり、接点材料の通電性能の更なる向上が求められている。従来のＣｕＣｒ接点材料において、通電性能を高めるためにはクロムの含有量を減らす必要があるため、耐電圧性能の低下を抑制しつつ通電性能をさらに向上させることは困難である。
【０００６】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、接点材料の通電性能および耐電圧性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の真空バルブ用接点材料は、銅または銅を主成分とする合金からなる基材と、基材の表面に設けられた微細組織層と、を具備する。微細組織層は、銅を含有するマトリクスと、クロムを含有し、平均粒径が０．１μｍ以下である粒子と、を有する。微細組織層の厚さは、２ｍｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】真空バルブ用接点材料の構造例を示す図である。
【図２】微細組織の構造例を示す図である。
【図３】真空バルブ用接点材料の製造方法例を説明するための図である。
【図４】真空バルブ用接点材料の製造方法例を説明するための図である。
【図５】真空バルブ用接点材料の製造方法例を説明するための図である。
【図６】真空バルブ用接点材料の製造方法の他の例を説明するための図である。
【図７】真空バルブ用接点材料の製造方法の他の例を説明するための図である。
【図８】真空バルブ用接点材料の製造方法の他の例を説明するための図である。
【図９】真空バルブ用接点材料の他の構造例を示す断面図である。
【図１０】領域１１１の構造例を示す上面図である。
【図１１】真空バルブの構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を一部省略する場合がある。図面は模式的なものであり、各部の厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。
【００１０】
図１は、実施形態の真空バルブ用接点材料の構造例を示す図である。図１に示す接点材料１は、基材１１と、基材１１の表面に設けられた微細組織層１２と、を具備する。
【００１１】
基材１１は、接点材料１の通電性能を担う。基材１１は、電極としての機能を有してもよい。また、基材１１に通電軸を設けてもよい。基材１１は、銅または銅を主成分とする合金からなる。主成分とは、対象内で最も濃度が高い成分である。基材１１は、不可避不純物を含んでいてもよい。
【００１２】
銅は、高い導電性を有するため接点材料１の通電性を高めることができる。基材１１中の銅濃度は、例えば５０質量％以上、８０質量％以上、または９０質量％以上である。銅からなる基材１１としては、例えば無酸素銅が挙げられる。合金としては、例えば銅−ジルコニウム合金や銅−クロム合金等が挙げられる。基材１１中のジルコニウムやクロムの濃度は、例えば０．０１質量％以上５０質量％以下である。基材１１の形状は特に限定されないが、例えば棒状である。
【００１３】
微細組織層１２は、接点材料１の表面層としての機能を有する。微細組織層１２は、銅とクロムとを含有する合金の微細組織を有する。図２は、微細組織の構造例を示す図である。図２に示す微細組織は、主成分として銅を含有するマトリクス１２１と、マトリクス１２１中に分散され、主成分としてクロムを含有する複数の粒子１２２と、を有する。マトリクス１２１の銅の濃度は、例えば５０質量％以上、８０質量％以上、または９０質量％以上である。粒子１２２のクロムの濃度は、例えば５０質量％以上、８０質量％以上、または９０質量％以上である。
【００１４】
粒子１２２の平均粒径は、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下である。１μｍを超える場合、耐電圧性能が低下する。平均粒径の下限は、特に限定されないが、例えば０．０１μｍ以下である。粒子１２２は、互いに異なる形状を有してもよい。また、粒子１２２は、微細組織において、異なる向きに延在してもよい。
【００１５】
粒子１２２の粒径は、粒子１２２の最長軸の長さにより定義される。さらに、粒子１２２の平均粒径は、例えば走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）により観察された微細組織層１２の断面に存在する粒子１２２の粒径の平均値により定義される。
【００１６】
各元素の濃度は、例えばＳＥＭ−ＥＤＸ（走査電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分光法：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ−Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等を用いて測定することができる。
【００１７】
微細組織層１２における銅の濃度は、５０質量％以上８０質量％以下が好ましい。５０質量％未満の場合、通電性能が著しく低下する。８０質量％を超える場合、耐電圧性能が著しく低下する。
【００１８】
クロムは、高い耐弧性を有し、接点材料１の耐電圧性能を担う。微細組織層１２におけるクロムの濃度は、２０質量％以上５０質量％以下が好ましい。通電性能は、クロムの含有量が少ないほど良好であるが、２０質量％未満の場合、耐電圧性能が著しく低下する。５０質量％を超える場合、通電性能が著しく低下する。また、微細組織層１２は、クロムの濃度を例えば３５質量％以下と低くする場合であっても高い耐電圧性能を有する。
【００１９】
接点材料１の通電特性は、接点材料１の表面だけでなく内部にも依存するため、内部をより低抵抗にすることにより通電性能を向上させることができる。従来のＣｕＣｒ接点材料では、表面だけでなく内部にもクロムが含まれているため、通電性能が低い。
【００２０】
通電性能の更なる向上のためには、微細組織層１２は薄いことが好ましく、例えば、微細組織層１２の厚さを２ｍｍ以下にすることが好ましい。通電性能は、定格通電電流による定常状態の温度分布によって評価されるが、微細組織層１２の厚さを１ｍｍ以下にすることにより、接点接触部の温度上昇を低減することができる。従って、高い耐電圧性能を実現するとともに通電性能の向上を図るには、微細組織層１２の厚さは１ｍｍ以下とすることがより好ましい。厚さの下限は、特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以下である。このように、微細組織層１２の好ましい厚さは、接点接触部の温度上昇の観点から明確に規定することができる。
【００２１】
接点材料１の耐電圧性能は、過酷な使用条件下で適用される場合を除き、表面状態に依存し、内部の材料特性は関与しない。従って、基材１１の表面に微細組織層１２を形成することにより、基材１１の高い通電性能と微細組織層１２の高い耐電圧性能を両立することができるため、通電性能および耐電圧性能の両方を向上させることができる。
【００２２】
図３ないし図５は、接点材料１の製造方法例を説明するための図である。接点材料１の製造方法例は、図３に示すように基材１１と合金材１３とを摩擦圧接して微細組織層１２を形成する工程（摩擦圧接工程）と、図４に示すように微細組織層１２を切断することにより基材１１と合金材１３とを分離する工程（切断工程）と、図５に示すように基材１１の表面に残存する微細組織層１２（微細組織層１２の残存部）の表面を切削加工する工程（切削加工工程）と、を具備する。
【００２３】
接点材料１の組織を微細化する方法としては、例えば合金材を溶融して急冷する方法（溶融法）や電子ビームやレーザービームにより合金材の表面を急熱急冷する方法(急熱急冷法）等が挙げられる。
【００２４】
溶融法では、焼結法よりも組織を微細化することができるが、溶解面積を小さくする必要があり、非効率的である。また、組織の微細化は、冷却速度に依存するため、微細化のためには多大なコストがかかり経済性が損なわれる。さらに、急熱急冷処理は、量産性が低く、また経済性も悪い。
【００２５】
これに対し、実施形態の接点材料の製造方法では、摩擦圧接を用いてメカニカルに組織を微細化することにより微細組織層１２を形成する。これにより、経済性を損なうことなく耐電圧性能および通電性能を向上させることができる。
【００２６】
摩擦圧接工程では、図３に示すように、基材１１および合金材１３を加圧するとともに基材１１および合金材１３の少なくとも一方を回転させることにより、基材１１および合金材１３を摩擦圧接する。基材１１および合金材１３は、例えば摩擦圧接機を用いて大気雰囲気下で摩擦圧接される。基材１１および合金材１３を互いに逆方向に回転させることにより基材１１および合金材１３を摩擦圧接してもよい。摩擦圧接により形成される微細組織層１２の厚さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。微細組織層１２の厚さや微細組織は、摩擦圧接の条件を調整することにより制御することができる。
【００２７】
合金材１３は、銅とクロムとを含有する焼結体である。クロムは、接点材料１の耐アーク性を担う。合金材１３中の銅の濃度は、例えば５０質量％以上８０質量％以下が好ましい。合金材１３中のクロムの濃度は、例えば２０質量％以上５０質量％以下が好ましい。２０質量％未満であると大電流遮断性能が著しく低下する。５０質量％を超えると大電流通電特性が著しく低下する。合金材１３の形状は特に限定されないが、例えば棒状である。
【００２８】
圧接界面は、３００℃以上５００℃以下の温度に調整されることが好ましい。圧接界面の温度を調整することにより、微細組織層１２中の粒子１２２の粒径を制御することができる。圧接界面の温度は、例えば摩擦部の表面温度により定義される。
【００２９】
摩擦圧接時の圧接界面の温度が銅の軟化温度である４００℃よりも高い場合、摩擦によりクロム相が分断され、粒子１２２の粒径が小さくなる。これにより、溶解法により製造されるＣｕ−Ｃｒ合金材以上のレベルまで耐電圧性能が向上し、仮に微細組織層１２中のクロムの濃度が３５質量％以上５０質量％以下であっても、焼結法により製造され、クロム濃度が５０質量％であるＣｕ−Ｃｒ合金材以上の耐電圧性能を実現することができる。
【００３０】
４００℃より低い場合には、クロム相がマトリクス１２１に拘束されたまま引き伸ばされるため微細化の度合いは大幅に向上し、急熱急冷法により製造された材料以上の硬度を有し、微細で連結性が高いナノオーダーの微細組織層１２を形成することができる。これにより、仮に微細組織層１２中のクロム濃度が２０質量％以上３５質量％以下であっても、焼結法により製造され、クロム濃度が５０質量％以上のＣｕ−Ｃｒ合金材と同程度の耐電圧性能が得られる。圧接界面は４００℃以下、さらには３５０℃以下の温度に調整することがより好ましい。部分的であっても４００℃以下で圧接された部分の組織はナノオーダーレベルの微細組織となる。
【００３１】
圧接界面は、例えば基材１１と合金材１３との摩擦熱により熱せられる。よって、圧接界面の温度は、例えば、基材１１および合金材１３に加えられる圧力、基材１１または合金材１３の回転速度等を調整することにより調整される。摩擦圧接を行う時間は、例えば１秒以上１０秒以下が好ましい。基材１１および合金材１３に加えられる圧力は、例えば１００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下が好ましい。基材１１または合金材１３の回転速度は、例えば１０００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下が好ましい。
【００３２】
切断工程では、図４に示すように、基材１１の表面に微細組織層１２の一部が残存するように微細組織層１２を切断することにより、基材１１と合金材１３とを分離する。微細組織層１２は、例えばダイヤモンドカッター等により切断する。
【００３３】
切削加工工程では、図５に示すように、微細組織層１２の残存部を所定の形状に切削加工する。上記残存部と共に基材１１も所定の形状に切削加工してもよい。切削加工された残存部の厚さは、２ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下が好ましい。切断工程における切断位置を調整することにより残存部の厚さを調整してもよい。切削加工により、接点と通電軸を形成してもよい。
【００３４】
図６ないし図８は、接点材料１およびその製造方法の他の例を説明するための図である。本製造方法では、上記製造方法と基材１１よりも小さい径を有する棒状の合金材を用いた通電軸１４を微細組織層１２とともに形成する点が異なる。通電軸１４に用いられる合金材には、基材１１に適用可能な材料を用いることができる。その他の部分については、上記製造方法の説明を適宜援用する。
【００３５】
摩擦圧接工程では、図６に示すように、基材１１と合金材１３とを摩擦圧接して微細組織層１２を形成するとともに、摩擦圧接面の反対面において基材１１と通電軸１４に用いられる合金材とを回転軸を合わせて圧接する。切断工程では、図７に示すように、微細組織層１２を切断することにより基材１１と合金材１３とを分離する。切削加工工程では、図８に示すように、微細組織層１２の残存部の表面を切削加工する。上記製造方法では、径が小さい合金材を用いて通電軸を形成することにより、切削加工工程における切削量を低減することができる。
【００３６】
接点材料は、スリットを有していてもよい。図９は、接点材料の他の構造例を示す断面図である。図９に示す接点材料は、基材１１と、微細組織層１２と、通電軸１４と、接続子１５と、中空部１６と、スリット１７１と、スリット１７２と、を具備する。
【００３７】
図１０は、基材１１の構造例を示す上面図である。基材１１は、領域１１１と、領域１１２と、を有する。領域１１１は、中空部１６を包囲する外周部が接続子１５に接合され、接続子１５を介して領域１１２に接続される。
【００３８】
スリット１７１は、領域１１１に設けられる。スリット１７１は、接点接触面に沿って延在し、かつ接触面に交差する方向に延在する。なお、図９では、スリット１７１が接触面に対して垂直な方向に延在しているが、これに限定されず、接触面に対して鋭角に延在していてもよい。なお、スリット１７１の数は、特に限定されない。
【００３９】
スリット１７２は、接点接触面に沿って延在する。このとき、スリット１７２の中心が、中空部１６の底面に位置し、スリット１７１で区分された領域１１１の一部は領域１１３として残存する。領域１１３は、スリット１７１の同一の円周方向（時計回りまたは反時計回り）に延在する。図１０では、中心軸Ｏを基準に対称に位置する領域１１１の一部が領域１１３に相当する。なお、スリット１７２の数は、特に限定されない。
【００４０】
スリット１７１、１７２は通常幅が狭いため、開閉機構の加圧力でこのスリットが閉じないようにするには、スリット部の剛性が十分であることが必要である。よって、基材１１にＣｒやＺｒを含有するＣｕ合金等を用いることが好ましい。
【００４１】
上記接点材料を真空バルブの接点に用いる場合、固定軸または可動軸から流入する電流は、通電軸１４→領域１１１→領域１１３→中空部１６の外周部を流れ、外周部をほぼ半周した位置で接続子１５を経由して領域１１２および微細組織層１２に至る。この外周部に流れる電流により磁界が発生し、アークとの相互作用をもたらす。接点材料にスリットを形成することにより、接点間に発生するアーク放電を制御することができる。これにより、接点の破壊を抑制することができ、耐電圧性能や遮断性能の低下を抑制することができる。
【００４２】
図１１は、真空バルブの接点の構造例を示す図である。図１１に示す真空バルブの接点は、基材１１として基材１１ａと、微細組織層１２として微細組織層１２ａと、を有する接点材料１ａと、基材１１として基材１１ｂと、微細組織層１２として微細組織層１２ｂと、を有する接点材料１ｂと、１２ｂと、通電軸１４として通電軸１４ａ、１４ｂと、を具備する。接点材料１ａ、１ｂとしては、図１または図９に示す接点材料を用いることができる。
【００４３】
筒状の真空絶縁容器２２の両端開口面には、固定側の封着金具２３ａ、および可動側の封着金具２３ｂが、それぞれろう付けによって設けられている。固定側の封着金具２３ａには、固定側の通電軸１４ａが貫通固定されている。
【００４４】
固定側の通電軸１４ａの下端部には、固定側の基材１１ａがろう材によって固着されている。また、固定側の基材１１ａの下面には、微細組織層１２ａが設けられている。なお、固定側の基材１１ａは、固定側の通電軸１４ａにかしめ等によって圧着接続されてもよい。
【００４５】
固定側の接点材料１ａに対向して接離自在に、可動側の接点材料１ｂが設けられている。微細組織層１２ａは、可動側の基材１１ｂの上面に設けられている。可動側の基材１１ｂは、ろう材によって、可動側の通電軸１４ｂの上端部に固着されている。なお、可動側の基材１１ｂは、可動側の通電軸１４ｂにかしめ等によって圧着接続されてもよい。
【００４６】
可動側の通電軸１４ｂは、可動側の封着金具２３ｂの中央開口部を移動自在に貫通する。可動側の通電軸１４ｂと可動側の封着金具２３ｂの開口部との間には、伸縮自在のベローズ２８がろう付けによって設けられている。
【００４７】
固定側の接点材料１ａおよび可動側の接点材料１ｂを包囲する筒状のアークシールド２９の外周には、支持部材３０がろう付けされている。支持部材３０は、真空絶縁容器２２の内面から突き出た突出部２２ａに固定されている。
【００４８】
真空バルブ２１がこのような構成を有することによって、真空絶縁容器２２内を真空に保ちながら、可動側の接点材料１ｂが固定側の接点材料１ａと接離することができる。
【００４９】
真空バルブ２１は、例えば真空遮断器やスイッチギヤ等の開閉器に適用することができる。通電性能および耐電圧性能を向上させた接点材料１ａ、１ｂを開閉器に用いることにより、開閉器の特性を向上させることができる。
【実施例】
【００５０】
（実施例１〜１５、比較例１〜５）
棒状の無酸素銅からなる基材と、基材と同径の棒状のＣｕＣｒ合金材と、をそれぞれ準備した。ＣｕＣｒ合金材としては、焼結法により形成し、Ｃｒ粉末とＣｕ粉末の配合比を変えることにより、Ｃｒ濃度を２０〜５０質量％の範囲で異ならせた複数のＣｕＣｒ合金材を準備した。
【００５１】
基材とＣｕＣｒ合金材とを所定の条件で摩擦圧接して、基材とＣｕＣｒ合金材との間に厚さ２ｍｍ以上の微細組織層を形成した。微細組織層としては、Ｃｕ−２０質量％Ｃｒ、Ｃｕ−２５質量％Ｃｒ、Ｃｕ−３５質量％Ｃｒ、Ｃｕ−４０質量％Ｃｒ、Ｃｕ−５０質量％Ｃｒの５種類の微細組織層を形成した。圧接界面の温度は、実施例１〜５では５００℃、実施例６〜１０では４００℃、実施例１１〜１５では３００℃となるように調整した。摩擦圧接によって側面にはみ出した部材を切削除去した後微細組織層を切断し、切削加工することによって基材の表面に５００μｍの厚さの微細組織層を有する接点材料を作製した。比較のため焼結法で同組成のＣｕＣｒ合金接点材料を作製した。また、微細組織層の厚さを１ｍｍ以上とした接点材料についても併せて作製した。それぞれの微細組織層中の粒子の平均粒径を測定したところ０．１μｍ以下であった。なお、圧接界面の温度は、摩擦部の表面温度である。
【００５２】
作製した接点材料を用いた接点を真空バルブに組み込み、以下のように耐電圧性能を評価した。接点間のギャップを絶縁破壊が必ず極間で起こるような短い間隔に設定した上で、無負荷にて開閉を１０００回行った後に極間にインパルス電圧を印加して絶縁破壊電圧を測定した。なお、耐電圧性能は、比較として焼結法で作製したＣｕ−５０質量％Ｃｒ接点の絶縁破壊電圧を基準値（１．０）とし、基準値に対する絶縁破壊電圧の相対比により評価した。結果を表１に示す。また、絶縁破壊電圧は、絶縁破壊を複数回繰り返すことによりほぼ一定の値となるため、ほぼ一定となったときの平均値により定義した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
表１に示すように、いずれの組成においても絶縁破壊電圧は、微細組織層を有する接点材料の方が焼結法により作製された接点材料を上回っており、実施形態の接点材料の耐電圧性能が従来のＣｕＣｒ接点材料の耐電圧性能よりも優れていることがわかる。また、実施例１〜５から平均界面温度が５００℃の場合、ＣｕＣｒ合金材のＣｒ濃度が４０質量％以上にすることにより５０質量％Ｃｒと同等以上の耐電圧性能を実現できることがわかる。また、平均界面温度を４００℃に制御した実施例６〜１０、３００℃とした実施例１１〜１５では微細組織層の組成がＣｕ−２０質量％Ｃｒでも焼結法で作製したＣｕ−５０質量％Ｃｒと同等以上の絶縁破壊電圧を示しており、高電圧領域での使用が可能となる。
【００５５】
（実施例１６〜１９、比較例６）
微細組織層の厚さを異ならせた複数の接点材料を真空バルブに組み込み、通電性能を評価した。通電性能は、閉極状態の真空バルブに定格遮断電流を３秒間通電した後に開極動作を行い、この際開極に要する溶着力を測定することにより評価した。真空バルブに組み込む接点材料には、棒状の無酸素銅からなる基材の表面に厚さ０．５〜２ｍｍのＣｕ−３５質量％Ｃｒ微細組織層を有する接点材料と、比較のために焼結法で製造したＣｕ−３５質量％Ｃｒ接点材料を用いた。それぞれの微細組織層中の粒子の平均粒径を測定したところ０．１μｍ以下であった。結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
表２に示すように、焼結法で製造した接点材料の溶着力が１０００Ｎであり、開極に非常に大きな力を要するが、厚さ２ｍｍ以下の微細組織層を形成する場合、溶着力が小さく、通電性能が優れていることがわかる。さらに、微細組織層の厚さを１ｍｍ以下にすることにより、溶着力をほぼ０にすることができる。よって、低駆動力の機構を用いる場合等、高い通電性能が要求される場合には、微細組織層は１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示され、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１…接点材料、１ａ…接点材料、１ｂ…接点材料、１１…基材、１１ａ…基材、１１ｂ…基材、１２…微細組織層、１２ａ…微細組織層、１２ｂ…微細組織層、１３…合金材、１４…通電軸、１４ａ…通電軸、１４ｂ…通電軸、１５…接続子、１６…中空部、２１…真空バルブ、２２…真空絶縁容器、２２ａ…突出部、２３ａ…封着金具、２３ｂ…封着金具、２８…ベローズ、２９…アークシールド、３０…支持部材、１１１…領域、１１２…領域、１１３…領域、１２１…マトリクス、１２２…粒子、１７１…スリット、１７２…スリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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