(57)【要約】  ブレーカ等の過負荷試験や短絡試験による遮断試験後において消耗率を低減させることが可能な電気接点材と、ブレーカ等の短絡試験による遮断試験後における溶着を防止することが可能な電気接点材を提供する。一つの局面に従った電気接点材（31）は、グラファイトを４質量％以上７質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物からなり、たわみが０．５ｍｍ以上、ビッカース硬度が５５以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。この電気接点材（31）は、炭化タングステンをさらに含むことが好ましい。炭化タングステンの平均粒径は４０ｎｍ以上３μｍ以下、炭化タングステンの含有量は２質量％以上４質量％以下であることが好ましい。もう一つの局面に従った電気接点材（31）は、グラファイトを０．５質量％以上２質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物からなり、たわみが０．８ｍｍ以上、ビッカース硬度が４０以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトを４質量％以上７質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物を含み、たわみが０．５ｍｍ以上、ビッカース硬度が５５以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である、電気接点材。
【請求項２】
抗折力が２１０ＭＰａ以上である、請求項１に記載の電気接点材。
【請求項３】
グラファイトの平均粒径が４０ｎｍ以上８μｍ以下である、請求項１に記載の電気接点材。
【請求項４】
炭化タングステンをさらに含む、請求項１に記載の電気接点材。
【請求項５】
炭化タングステンの平均粒径が４０ｎｍ以上３μｍ以下、炭化タングステンの含有量が２質量％以上４質量％以下である、請求項４に記載の電気接点材。
【請求項６】
炭化タングステンの平均粒径が４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、請求項５に記載の電気接点材。
【請求項７】
グラファイトを０．５質量％以上２質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物を含み、たわみが０．８ｍｍ以上、ビッカース硬度が４０以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である、電気接点材。
【請求項８】
抗折力が１２０ＭＰａ以上である、請求項７に記載の電気接点材。
【請求項９】
グラファイトの平均粒径が４０ｎｍ以上８μｍ以下である、請求項７に記載の電気接点材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には電気接点材に関し、特定的には銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料からなる遮断器（ブレーカ）等に用いられる電気接点材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銀−グラファイト系の材料からなる電気接点材は、従来からよく知られている。【０００３】
たとえば、特開平８−２３９７２４号公報（以下、特許文献１という）には、炭素を０．０５〜７重量％含有する銀、銀合金または銀複合材料からなる電気接点のための材料が開示されている。この電気接点のための材料では、炭素が平均一次粒径１５０ｎｍ未満のカーボンブラックの形で銀、銀合金または銀複合材料の粉末に添加されており、この混合物が押し出しにより冷間静水圧圧縮されて焼結されている。【０００４】
特許第３１３８９６５号公報（以下、特許文献２という）には、銀、銀を含む合金、または、銀を含む複合マテリアルと、０．５〜１０重量％の炭素とからなる電気接点のための複合マテリアルが開示されている。この電気接点のための複合マテリアルでは、炭素繊維と組み合わされた炭素粉末が粉末状の金属組成物とともに粉末冶金処理されて、炭素繊維の平均長さが炭素粉末粒子の平均直径の２倍以上であるマテリアルに形成されている。【０００５】
特開２００７−１６９７０１号公報（以下、特許文献３という）には、銀粉末を主成分とする複合粉末の成形焼結体である電気接点用材料が開示されている。この電気接点用材料は、銀粉末の内部に炭素微粉末が分散混入されており、銀粉末を主成分とする主材料と炭素微粉末とをメカニカルアロイングにより混合して混合粉末とする工程と、この複合粉末を成形して成形体とする工程と、この成形体を焼結する工程とによって製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３９７２４号公報
【特許文献２】特許第３１３８９６５号公報
【特許文献３】特開２００７−１６９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
銀−グラファイト系材料からなる電気接点材を用いてブレーカを構成すると、その電気接点材の導電性が高いので発熱し難く、発熱による弊害はほとんどない。しかしながら、銀−グラファイト系材料からなる電気接点材を用いたブレーカの短絡遮断試験では、電気接点材に加えられる熱的衝撃や機械的衝撃によって、試験後における電気接点材の消耗率が大きいという問題がある。【０００８】
そこで、この発明の目的は、ブレーカ等の過負荷試験や短絡試験による遮断試験後において消耗率を低減させることが可能な電気接点材を提供することである。【０００９】
また、この発明のもう一つの目的は、ブレーカ等の短絡試験による遮断試験後における溶着を防止することが可能な電気接点材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、銀−グラファイト系材料からなる電気接点材を用いたブレーカの短絡遮断試験後において電気接点材の消耗率の原因について種々検討した。【００１１】
まず、定格電流値が１００〜３２００Ａ程度の大電流用ブレーカは遮断電流が大きいので、そのブレーカに組み込まれる電気接点材に相対的に大きな電流が流れる。そこで、この電気接点材には、導電性よりも耐熱性が高いことが要求される。この要求を満たすためには、銀―グラファイト系材料における銀の含有量が相対的に低く、グラファイトの含有量が相対的に高い電気接点材が大電流用ブレーカに用いられる。具体的には、大電流用ブレーカに用いられる電気接点材は、グラファイトを４質量％以上７質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物からなる。【００１２】
大電流用ブレーカの遮断試験においては、大きな遮断電流でオンからオフへの動作が行われる短絡試験後の接点消耗が重要となる。この短絡試験で電気接点材が消耗する原因は、遮断電流が大きい条件でオンからオフへと瞬時に動作が行われるので、１回の短絡遮断試験時に電気接点材に加えられる熱的エネルギーや機械的衝撃が大きいものと考えられていた。【００１３】
ところが、本発明者らが、大電流用ブレーカの短絡試験後に電気接点材が消耗する原因について鋭意研究を重ねた結果、少なくとも電気接点材の常温における硬度をある特定値以上に相対的に大きくし、さらに、たわみ量をある特定値以上に相対的に大きくし、酸素含有量を特定値以下に抑制して、大電流が流れることによって発熱した状態（高温下）で変形しないように電気接点材を構成することにより、短絡試験後の消耗量を低減できることを見出した。この知見に基づいて、本発明の一つの局面に従った電気接点材は、次のような特徴を備えている。【００１４】
この発明の一つの局面に従った電気接点材は、グラファイトを４質量％以上７質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物を含み、たわみが０．５ｍｍ以上、ビッカース硬度が５５以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。【００１５】
この発明の一つの局面に従った電気接点材において、抗折力は２１０ＭＰａ以上であることが好ましい。【００１６】
また、この発明の一つの局面に従った電気接点材において、グラファイトの平均粒径は４０ｎｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。【００１７】
さらに、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止するためには、この発明の一つの局面に従った電気接点材は、炭化タングステンをさらに含むことが好ましい。【００１８】
この場合、炭化タングステンの平均粒径は４０ｎｍ以上３μｍ以下、炭化タングステンの含有量は２質量％以上４質量％以下であることが好ましい。炭化タングステンの平均粒径は４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。【００１９】
次に、定格電流値が１〜６０Ａ程度の小電流用ブレーカは遮断電流が小さいので、そのブレーカに組み込まれる電気接点材に相対的に小さな電流が流れる。そこで、この電気接点材には、耐熱性よりも導電性が高いことが要求される。この要求を満たすためには、銀―グラファイト系材料における銀の含有量が相対的に高く、グラファイトの含有量が相対的に低い電気接点材が小電流用ブレーカに用いられる。具体的には、小電流用ブレーカに用いられる電気接点材は、グラファイトを０．５質量％以上２質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物からなる。【００２０】
小電流用ブレーカの遮断試験においては、小さな遮断電流でオンからオフへの動作が多数回繰り返し行われる過負荷試験後の接点消耗が重要となる。しかしながら、小電流用ブレーカの遮断試験では、遮断電流が小さい条件でオンからオフへと瞬時に動作が行われるので、１回の過負荷試験時に電気接点材に加えられる機械的衝撃が小さく、機械的衝撃による電気接点材の損傷は少ないものと従来から考えられていた。【００２１】
ところが、本発明者らが、小電流用ブレーカの過負荷試験後に電気接点材が消耗する原因について鋭意研究を重ねた結果、少なくとも電気接点材のたわみ量をある特定値以上に相対的に大きくし、さらに、電気接点材の常温における硬度をある特定値以上に相対的に大きくし、酸素含有量を特定値以下に抑制して、多数回繰り返しの機械的衝撃に耐え得るように電気接点材を構成することにより、過負荷試験後の消耗量を低減できることを見出した。この知見に基づいて、本発明のもう一つの局面に従った電気接点材は、次のような特徴を備えている。【００２２】
この発明のもう一つの局面に従った電気接点材は、グラファイトを０．５質量％以上２質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物を含み、たわみが０．８ｍｍ以上、ビッカース硬度が４０以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。【００２３】
この発明のもう一つの局面に従った電気接点材において、抗折力は１２０ＭＰａ以上であることが好ましい。【００２４】
また、この発明のもう一つの局面に従った電気接点材において、グラファイトの平均粒径は４０ｎｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
以上のようにこの発明によれば、大電流用ブレーカに組み込まれる電気接点材では、短絡試験後において消耗率を低減させることができ、また、小電流用ブレーカに組み込まれる電気接点材では、過負荷試験後において消耗率を低減させることができる。また、大電流用ブレーカに組み込まれる電気接点材では、炭化タングステンをさらに含ませることにより、短絡試験による遮断試験後において溶着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一つの実施の形態としての電気接点材が組み込まれたブレーカを構成する固定側接点部材と可動側接点部材の閉状態における配置関係を示す側面図である。
【図２】この発明の一つの実施の形態としての電気接点材が組み込まれたブレーカを構成する固定側接点部材と可動側接点部材の開状態における配置関係を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず、この発明の一つの実施の形態としての電気接点材が組み込まれたブレーカの構成について説明する。
【００２８】
図１と図２に示すように、ブレーカ１０は、固定側接点部材３０と、固定側接点部材３０に接触することができるように、または、固定側接点部材３０から離隔することができるように、繰り返して移動可能に配置された可動側接点部材２０とを備えている。固定側接点部材３０は電気接点材３１と台金３２との接合体からなる。可動側接点部材２０は電気接点材２１と台金２２との接合体からなる。この発明の実施形態による電気接点材３１はブレーカ１０の固定側接点部材３０の一部分に使用される。なお、図１と図２に示される電気接点材３１は、本発明に従った「電気接点材」の一例である。
【００２９】
固定側接点部材３０においては、電気接点材３１と台金３２とが、台金３２側に一体的に形成された接合部３２ａの上面を接合面として、ろう材４を介して互いに接合されている。可動側接点部材２０においては、電気接点材２１と台金２２とが、台金２２側に一体的に形成された接合部の上面を接合面として、ろう材４を介して互いに接合されている。
【００３０】
このようにして、可動側接点部材２０と固定側接点部材３０が構成されているので、図１に示すように固定側接点部材３０の電気接点材３１に対して可動側接点部材２０の電気接点材２１が接触した状態（閉状態）から、ブレーカ１０の許容電流値を超える電流が所定時間流れた場合に、内蔵された接点引き外し装置（図示せず）が作動することによって、図２に示すように可動側接点部材２０の電気接点材２１が固定側接点部材３０の電気接点材３１から矢印Ｑ方向に瞬時に引き離された状態に移行して、電流を遮断するように構成されている。なお、図１と図２に示すように、固定側接点部材３０のうち、電気接点材３１が設けられていない台金３２の端部側が、ブレーカ１０の１次側（電源側）端子に接続されているとともに、可動側接点部材２０のうち、電気接点材２１が設けられていない台金２２の端部は、ブレーカ１０の２次側（負荷側）端子に接続されている。
【００３１】
まず、この発明の一つの局面では、定格電流値が１００〜３２００Ａ程度の大電流用ブレーカ１０に組み込まれる可動側の電気接点材２１は銀−炭化タングステン（Ａｇ−ＷＣ）系の材料からなり、固定側の電気接点材３１は銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料からなり、グラファイトを４質量％以上７質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物を含み、たわみが０．５ｍｍ以上、ビッカース硬度が５５以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。
【００３２】
このように少なくとも電気接点材３１の常温における硬度をある特定値以上に相対的に大きくして、さらに、たわみ量をある特定値以上に相対的に大きくし、酸素含有量を特定値以下に抑制して、大電流が流れることによって発熱した状態（高温下）で変形しないように電気接点材３１を構成することにより、短絡試験後の消耗量を低減することができる。
【００３３】
銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料においてグラファイトの含有量が増加すると、材料中に微細に分散されたグラファイト粒子がピン留め効果をもたらすので、材料が強化される。これにより、材料の硬度と抗折力が高くなる。グラファイトの含有量が４質量％未満では、ピン留め効果を得ることができない。グラファイトの含有量が７質量％を超えると、ピン留め効果が過剰になるので、たわみ量が小さくなる。
【００３４】
大電流用途の短絡試験では衝撃が大きいので、強度が相対的に大きな材料が要求されるが、過負荷試験におけるブレーカの繰り返し開閉（繰り返し衝撃）に耐えるためには、たわみ量が０．５ｍｍ以上である必要がある。たわみ量が０．５ｍｍ未満では、材料の靭性が低いので、上記の繰り返し衝撃によって、電気接点材３１に亀裂が発生する。ただし、製造上困難という理由により、たわみ量は２ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、たわみ量をどれだけ大きくしようとしても２ｍｍが製造上の限界という意味である。
【００３５】
大電流用途の短絡試験では衝撃が大きいので、その衝撃に耐えるためにはビッカース硬度が５５以上必要であり、ビッカース硬度が５５未満では、接点負荷の大きな短絡試験において、材料の硬度不足により、接点形状を維持することができない。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、接点形状はビッカース硬度による影響をほとんど受けない。ただし、硬度が大きすぎると接点どうしの接触抵抗が大きくなるという理由により、ビッカース硬度は１５０以下であることが好ましい。
【００３６】
酸素含有量が１００ｐｐｍを超えると、短絡試験時に生じる数千度の高熱により、材料中に存在する酸素が気体になるので、電気接点材３１の基材の一部分を飛散させる。これにより、電気接点材３１が消耗する割合が増大する。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、電気接点材３１が消耗する割合は酸素含有量による影響をほとんど受けない。ただし、製造上困難という理由により、酸素含有量は２０ｐｐｍ以上であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、酸素含有量をどれだけ小さくしようとしても２０ｐｐｍが製造上の限界という意味である。
【００３７】
この発明の一つの局面に従った電気接点材３１において、大電流用途の短絡試験では衝撃が大きいので、その衝撃に耐えるためには抗折力は２１０ＭＰａ以上であることが好ましい。抗折力が２１０ＭＰａ未満では、接点負荷の大きな短絡試験において、材料の機械的強度不足により、電気接点材３１が破壊する。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、抗折力による影響をほとんど受けない。ただし、製造上困難という理由により、抗折力は３００ＭＰａ以下であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、抗折力をどれだけ大きくしようとしても３００ＭＰａが製造上の限界という意味である。
【００３８】
また、この発明の一つの局面に従った電気接点材３１において、グラファイトの平均粒径は４０ｎｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。グラファイトの平均粒径が４０ｎｍ未満では、グラファイト粒子が細かすぎるので、銀粒子間にグラファイト粒子が密に詰まってしまう。このため、銀粒子同士が接触する面積が極端に小さくなる。本来、銀は電気接点材３１の強度を保持する役割を果たすものであるが、銀粒子同士の接触面が極端に小さい状態で圧力が加えられても、銀が強度を保持することができなくなるので、成形体を形成することが困難になる。その結果、電気接点材３１を製造することが困難になる。また、グラファイトの平均粒径が８μｍを超えると、電気接点材３１の硬度や抗折力が低下する。
【００３９】
さらに、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止するためには、この発明の一つの局面に従った電気接点材３１は、炭化タングステンをさらに含むことが好ましい。電気接点材３１が炭化タングステン（ＷＣ）をさらに含むことにより、電気接点材３１の硬度や抗折力をさらに高くすることができ、たとえば、ビッカース硬度を７０以上、抗折力を２３０ＭＰａ以上にすることができる。これにより、短絡試験後の消耗量をより効果的に低減することができる。
【００４０】
銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料において、グラファイト粒子は、たとえば、繊維状の形態で分散している。短絡試験において接点同士が接触すると、数千度の高熱が発生するので、銀が溶出しやすくなる。これにより、接点同士が溶着してしまう。そこで、炭化タングステンをさらに含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系の材料からなる電気接点材３１を用いると、銀が電気接点材３１の表面に浮き出るのを防止することができるので、短絡試験において接点同士が接触して高熱が発生しても、銀が溶出し難くなる。その結果、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止することができる。
【００４１】
この場合、炭化タングステンの平均粒径は４０ｎｍ以上３μｍ以下、炭化タングステンの含有量は２質量％以上４質量％以下であることが好ましい。炭化タングステンの平均粒径が４０ｎｍ未満では、炭化タングステンの粉末を作製することが困難である。炭化タングステンの平均粒径が３μｍを超えると、電気接点材３１の箇所によって強度のばらつきが生じる。強度の低い箇所がつながるようになると、短絡試験後に電気接点材３１が選択的に消耗する。炭化タングステンの含有量が２質量％未満では、銀の溶出を抑制することができないので、耐溶着性能に劣るとともに、電気接点材３１の硬度を高める効果が小さい。炭化タングステンの含有量が４質量％を超えると、電気接点材３１の電気伝導率が悪くなるので、発熱しやすくなる。このため、電気接点材３１が短絡するときの消耗量が多くなる。
【００４２】
炭化タングステンの平均粒径は４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。炭化タングステンの平均粒径が４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である場合、炭化タングステン粒子を銀中に均一に分散させることができるので、銀の溶出をより効果的に抑制することができる。これにより、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止することができる。すなわち、電気接点材３１の耐溶着性能を高めることができる。炭化タングステンの平均粒径が１５０ｎｍを超えると、電気接点材３１の表面に炭化タングステン粒子が多く存在することになるので、発熱しやすくなる。このため、電気接点材３１が短絡するときの消耗量が多くなる。
【００４３】
炭化タングステンをさらに含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系の材料から電気接点材３１を作製する場合、グラファイトの平均粒径は、１μｍ以上５μｍ以下であることがさらに好ましい。グラファイトの平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下である場合、電気接点材中にグラファイトを均一に分散させることができるので、電気接点材を強化させることができる。これにより、電気接点材の硬度と抗折力を高めることができる。グラファイトの平均粒径が１μｍ未満では、細かいグラファイト粒子と炭化タングステン粒子が、原料粉末の混合後に、銀粒子間に密に詰まってしまう。このため、銀粒子同士が接触する面積が極端に小さくなる。本来、銀は電気接点材３１の強度を保持する役割を果たすものであるが、銀粒子同士の接触面が極端に小さい状態で圧力が加えられても、銀が強度を保持することができなくなるので、成形体を形成することが困難になる。この場合、グラファイト粒子と同様に銀粒子同士の接触を阻害する微粒の炭化タングステン粒子が存在している分、グラファイト粒子のみを含む銀−グラファイト系の材料と比較して、グラファイト粒子の許容最小粒径が大きくなる。グラファイトの平均粒径が５μｍを超えると、銀粒子と炭化タングステン粒子が接触するための潤滑剤となるグラファイト粒子の数が少なくなるため、原料粉末の混合時に、炭化タングステン粒子が均一に分散せずに凝集し、炭化タングステンが均一に分散した電気接点材料を形成することが困難になる。このため、炭化タングステンを添加することによる効果、すなわち、銀の溶出をより効果的に抑制することにより、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止するという効果が得られなくなるおそれがある。
【００４４】
次に、この発明のもう一つの局面では、定格電流値が１〜６０Ａ程度の小電流用ブレーカ１０に組み込まれる可動側の電気接点材２１は銀−炭化タングステン（Ａｇ−ＷＣ）系の材料からなり、固定側の電気接点材３１は銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料からなり、グラファイトを０．５質量％以上２質量％以下含み、残部が銀と不可避的不純物からなり、たわみが０．８ｍｍ以上、ビッカース硬度が４０以上、酸素含有量が１００ｐｐｍ以下である。
【００４５】
このように少なくとも電気接点材３１のたわみ量をある特定値以上に相対的に大きくして、さらに、電気接点材の常温における硬度をある特定値以上に相対的に大きくし、酸素含有量を特定値以下に抑制して、多数回繰り返しの機械的衝撃に耐え得るように電気接点材３１を構成することにより、過負荷試験後の消耗量を低減することができる。
【００４６】
銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料においてグラファイトの含有量が増加すると、材料中に微細に分散されたグラファイト粒子がピン留め効果をもたらすので、材料が強化される。これにより、材料の硬度と抗折力が高くなる。グラファイトの含有量が０．５質量％未満では、ピン留め効果を得ることができない。グラファイトの含有量が２質量％を超えると、ピン留め効果が過剰になるので、たわみ量が小さくなる。
【００４７】
小電流用途の短絡試験では衝撃が大電流用途に比べて小さく、その衝撃に耐えるためには強度が相対的に小さな材料が要求されるので、過負荷試験におけるブレーカの繰り返し開閉（繰り返し荷重）に耐えるためには、たわみ量が０．８ｍｍ以上である必要がある。たわみ量が０．８ｍｍ未満では、材料の靭性が低いので、上記の繰り返し荷重によって、電気接点材３１に亀裂が発生する。ただし、製造上困難という理由により、たわみ量は２．５ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、たわみ量をどれだけ大きくしようとしても２．５ｍｍが製造上の限界という意味である。
【００４８】
小電流用途の短絡試験では衝撃が大電流用途に比べて小さいので、その衝撃に耐えるためにはビッカース硬度が４０以上必要であり、ビッカース硬度が４０未満では、接点負荷の大きな短絡試験において、材料の硬度不足により、接点形状を維持することができない。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、接点形状はビッカース硬度による影響をほとんど受けない。ただし、硬度が大きすぎると接点どうしの接触抵抗が大きくなるという理由により、ビッカース硬度は１００以下であることが好ましい。
【００４９】
酸素含有量が１００ｐｐｍを超えると、短絡試験時に生じる数千度の高熱により、材料中に存在する酸素が気体になるので、電気接点材３１の基材の一部分を飛散させる。これにより、電気接点材３１が消耗する割合が増大する。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、電気接点材３１が消耗する割合は酸素含有量による影響をほとんど受けない。ただし、製造上困難という理由により、酸素含有量は３０ｐｐｍ以上であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、酸素含有量をどれだけ小さくしようとしても３０ｐｐｍが製造上の限界という意味である。
【００５０】
この発明のもう一つの局面に従った電気接点材３１において、小電流用途の短絡試験では衝撃が大電流用途に比べて小さいので、その衝撃に耐えるためには抗折力は１２０ＭＰａ以上であることが好ましい。抗折力が１２０ＭＰａ未満では、接点負荷の大きな短絡試験において、材料の機械的強度不足により、電気接点材３１が破壊する。なお、過負荷試験においては、接点負荷が小さいので、抗折力による影響をほとんど受けない。ただし、製造上困難という理由により、抗折力は２８０ＭＰａ以下であることが好ましい。ここで、「製造上困難」ということは、抗折力をどれだけ大きくしようとしても２８０ＭＰａが製造上の限界という意味である。
【００５１】
また、この発明のもう一つの局面に従った電気接点材３１において、グラファイトの平均粒径は４０ｎｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。グラファイトの平均粒径が４０ｎｍ未満では、グラファイト粒子が細かすぎるので、銀粒子間にグラファイト粒子が密に詰まってしまう。このため、銀粒子同士が接触する面積が極端に小さくなる。本来、銀は電気接点材３１の強度を保持する役割を果たすものであるが、銀粒子同士の接触面が極端に小さい状態で圧力が加えられても、銀が強度を保持することができなくなるので、成形体を形成することが困難になる。その結果、電気接点材３１を製造することが困難になる。また、グラファイトの平均粒径が８μｍを超えると、電気接点材３１の硬度や抗折力が低下する。
【００５２】
なお、この発明の銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系の材料からなる電気接点材３１は次のようにして製造される。
【００５３】
まず、所定の組成に従って銀粉末とグラファイト粉末とを、たとえば、８０〜１５０Ｐａの真空中で、たとえば、３０〜６０分間混合する。その後、混合粉末に、たとえば、２５０〜３５０Ｍｐａの圧力を加えることにより、圧縮成形体を形成する。この圧縮成形体を、たとえば、８５０〜９５０℃の温度の、たとえば、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で、たとえば、１〜２時間保持することにより、仮焼結する。この仮焼結体を、真密度が、たとえば、９７％以上になるように、たとえば、１０００〜１２００ＭＰａの加圧下でコイニング加工する。コイニング加工された仮焼結体を、たとえば、７５０〜８５０℃の温度の、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で、または、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で、あるいは、これらの混合ガス雰囲気中で、たとえば、１〜２時間保持することにより、予備加熱した後、１００〜２００ＧＰａの押出圧力を加えることにより、所定の形状になるように押出加工する。
【００５４】
また、炭化タングステンを含む本発明の銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系の材料からなる電気接点材３１は次のようにして製造される。
【００５５】
まず、所定の組成に従って銀粉末とグラファイト粉末と炭化タングステン粉末とを、たとえば、８０〜１５０Ｐａの真空中で、たとえば、３０〜６０分間混合する。その後、混合粉末に、たとえば、２５０〜３５０Ｍｐａの圧力を加えることにより、圧縮成形体を形成する。この圧縮成形体を、たとえば、８５０〜９５０℃の温度の、たとえば、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で、たとえば、１〜２時間保持することにより、仮焼結する。この仮焼結体を、真密度が、たとえば、９７％以上になるように、たとえば、１０００〜１２００ＭＰａの加圧下でコイニング加工する。コイニング加工された仮焼結体を、たとえば、７５０〜８５０℃の温度の、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で、または、水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で、あるいは、これらの混合ガス雰囲気中で、たとえば、１〜２時間保持することにより、予備加熱した後、１００〜２００ＧＰａの押出圧力を加えることにより、所定の形状になるように押出加工する。
【００５６】
以上のように本発明の銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系または銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系の材料から電気接点材３１を製造するためには、押出加工法が採用される。押出加工法によって電気接点材３１を製造すると、原材料粉末における旧粉末粒界が引きちぎられることにより、押出加工体では粉末冶金にて最も脆い粉末粒界が強化される。これにより、材料の抗折力やたわみを高くすることができる。また、押出加工法によって材料が緻密化されるので、材料の硬度を高くすることができる。これに対して、焼結法を採用すると、原材料粉末における旧粉末粒界が焼結体にそのまま残存するので、押出加工体に比べて機械的強度の低い焼結体が得られる。
【００５７】
本発明の製造方法では、上述したように原材料粉末が真空中で混合される。原材料粉末としての銀粉末の比重はグラファイト粉末の比重に対して約４．８倍であるので、銀粉末とグラファイト粉末を大気中で均一に分散させて混合することが困難である。このため、大気中で混合させて得られた混合粉末を用いて製造された電気接点材３１は、粒子の均一分散強化による効果を得ることができないので、硬度と抗折力が低下する。これに対して、真空中で混合させて得られた混合粉末を用いて製造された電気接点材３１は、粒子の均一分散強化による効果を得ることができる。
【００５８】
また、本発明の製造方法では、上述したように圧縮成形体が還元性ガス雰囲気中で仮焼結されるので、原材料粉末の表面に付着した酸素が除去される。その結果、得られた電気接点材３１の過負荷試験や短絡試験による遮断試験後における消耗量を低減することができる。これに対して、圧縮成形体が不活性ガス雰囲気中で仮焼結されると、焼結時に混入する酸素は存在しないが、原材料粉末の表面に付着した酸素が除去されないので、電気接点材の遮断試験後における消耗量が増大する。
【００５９】
さらに、本発明の製造方法では、上述したように仮焼結体をコイニング加工した後に押出加工するので、予備加熱時の材料の密度が９８％以上になる。このため、予備加熱時に加熱炉内から材料に進入する酸素の量を少なくすることができる。これにより、たとえば、最終的に得られた電気接点材３１において酸素含有量を２０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に制御することができる。これに対して、仮焼結体をコイニング加工しない場合には、材料の密度が９０％程度であるので、予備加熱時に加熱炉内から材料に進入する酸素の量が多くなる。このため、銀の酸化が進行するので、最終的に得られる電気接点材３１における酸素含有量が増加する。
【実施例】
【００６０】
以下、上述の実施形態の効果を確認するために行った実施例と比較例とによる比較実験について以下に説明する。【００６１】
［実施例Ａ］
本実施例では、上述の実施形態に対応する実施例として、以下の実施例Ａ１〜Ａ９による固定側の電気接点材３１を作製した。また、本発明の実施例と同様の方法で、グラファイトの含有量、たわみ、ビッカース硬度および酸素含有量が本発明の範囲外である比較例Ａ１〜Ａ８による固定側の電気接点材３１を作製した。さらに、従来例に対応する比較例として、以下の比較例Ａ１１〜Ａ１６、Ａ２１〜Ａ２６、Ａ３１〜Ａ３６、Ａ４１〜Ａ４６による固定側の電気接点材３１を作製した。これらの電気接点材３１の各々を組み込んで構成された定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカの各々を用いて過負荷試験と短絡試験による遮断試験を行った。なお、可動側の電気接点材２１は、銀を５０質量％含み、残部が炭化タングステンからなる材料を用いた。【００６２】
本発明の実施例と比較例において電気接点材３１を作製するために用いられた（グラファイト（Ｇｒ）粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１におけるグラファイト（Ｇｒ）の含有量、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度を以下の表１に示す。また、過負荷試験後の電気接点材３１の消耗率、短絡試験後の電気接点材３１の消耗率についての評価結果も表１に示す。なお、表１において下線が付されている数値は、本発明の範囲外であることを示す。【００６３】
なお、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度の測定方法、大電流用ブレーカの過負荷試験と短絡試験による遮断試験の方法、これらの遮断試験後の消耗率の評価については後述する。【００６４】
（実施例Ａ１〜Ａ９）（比較例Ａ１〜Ａ８）
実施例Ａ１〜Ａ９と比較例Ａ１〜Ａ８では、表１に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【００６５】
表１に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表１に示すグラファイト含有量になるようにボールミルを用いて真空中（１００Ｐａ）で３０分間混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、厚みが３００ｍｍ、外径が８０ｍｍの円盤状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を還元性ガス雰囲気である９５０℃の温度の水素ガス中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、１１００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。コイニング加工された仮焼結体を、不活性ガス雰囲気である８００℃の温度の窒素ガス中で２時間保持することにより、予備加熱した後、押出圧力１００ＧＰａを加えることにより、断面が１０ｍｍ角の棒状体になるように押出加工した。得られた棒状体を１ｍｍの厚みに切断することにより、電気接点材３１を作製した。なお、平均粒径が１０ｎｍのグラファイト粉末を用いて上記の方法で電気接点材を作製しようとしたが、製造することができなかった。【００６６】
（比較例Ａ１１〜Ａ１６）
比較例Ａ１１〜Ａ１６では、仮焼結体をコイニング加工する工程を行わない点を除いては、上記の実施例Ａ１〜Ａ９と同様の工程に従って、表１に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００６７】
（比較例Ａ２１〜Ａ２６）
比較例Ａ２１〜Ａ２６では、銀粉末とグラファイト粉末を大気中で混合した点を除いては、上記の実施例Ａ１〜Ａ９と同様の工程に従って、表１に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００６８】
（比較例Ａ３１〜Ａ３６）
比較例Ａ３１〜Ａ３６では、圧縮成形体を保護ガス雰囲気である９５０℃の温度の窒素ガス中で１時間保持することにより仮焼結した点を除いては、上記の実施例Ａ１〜Ａ９と同様の工程に従って、表１に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００６９】
（比較例Ａ４１〜Ａ４６）
比較例Ａ４１〜Ａ４６では、表１に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【００７０】
表１に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表１に示すグラファイト含有量になるように大気中で３０分間、手作業で混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、平面形状が１０ｍｍ角で厚みが１ｍｍの板状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を９００℃の温度の真空中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、５００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。このようにして、電気接点材３１が得られた。【００７１】
（たわみ）
作製された電気接点材のたわみ［ｍｍ］は、ＪＩＳ  Ｈ５５０１に準拠して測定した。【００７２】
（抗折力）
作製された電気接点材と同じ素材から５ｍｍ×２ｍｍ×３０ｍｍの大きさの抗折試験用の試料を作製した。この試料を用いて、支点間距離１５ｍｍ、ヘッド速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件で抗折力［ＭＰａ］を測定した。【００７３】
（硬度）
ビッカース硬度計を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠して、作製された電気接点材のビッカース硬度［ＨＶ］を測定した。【００７４】
（酸素含有量）
作製された電気接点材に残留する酸素含有量の測定は、株式会社堀場製作所製の酸素分析機器（機種ＢＭＧＡ５２０）を用いて赤外線吸収法によって行った。【００７５】
（密度）
作製された電気接点材の密度（相対密度）は、電気接点材の重量を電気接点材の体積（縦寸法×横寸法×厚み寸法の積で得られる算出値）で除することによって算出された密度を、各材質の理論密度で除することによって算出した。【００７６】
（大電流用ブレーカの遮断試験（過負荷試験））
過負荷試験は、２２０Ｖの負荷電圧で６００Ａの遮断電流を設定した。試験方法としては、ＣＯ責務（負荷電圧２２０Ｖで６００Ａの遮断電流が流れる回路にブレーカをセットし、スイッチＯＦＦ状態で強制的にスイッチをＯＮ投入して瞬時に電流を遮断させる試験）を５０回行った。そして、過負荷試験後の電気接点材３１の消耗率を次の式によって算出した。表１には、消耗率の評価として、算出された消耗率が５％以下であるとき「◎」、１０％以下であるとき「○」、１０％を超えるとき「×」で示す。【００７７】
（電気接点材の消耗率）＝［{（試験前の電気接点材の厚み）−（試験後の電気接点材の厚み）}／（試験前の電気接点材の厚み）］×１００（％）・・・（式１）。【００７８】
（大電流用ブレーカの遮断試験（短絡試験））
短絡試験は、２２０Ｖの負荷電圧で５０００Ａの遮断電流を設定した。試験方法としては、Ｏ責務（ブレーカのスイッチＯＮ状態で遮断電流を流し、電流を遮断させる試験）とＣＯ責務（負荷電圧２２０Ｖで５０００Ａの遮断電流が流れる回路にブレーカをセットし、スイッチＯＦＦ状態で強制的にスイッチをＯＮ投入して瞬時に電流を遮断させる試験）を次の手順で行った。すなわち、この短絡試験では、動作責務として１回のＯ責務と３回のＣＯ責務をこの順で行った。そして、短絡試験後の電気接点材３１の消耗率を上記の（式１）によって算出した。表１には、消耗率の評価として、算出された消耗率が１０％以下であるとき「◎」、４０％以下であるとき「○」、４０％を超えるとき「×」で示す。【００７９】
【表１】
2010109777.tif 000003
【００８０】
表１から、定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカでは、少なくとも電気接点材の常温におけるビッカース硬度を５５以上に相対的に大きくし、さらに、たわみ量を０．５ｍｍ以上に相対的に大きくし、酸素含有量を１００ｐｐｍ以下に抑制して、大電流が流れることによって発熱した状態（高温下）で変形しないように電気接点材を構成することにより、過負荷試験後の消耗率だけでなく、短絡試験後の消耗量をも低減できたことがわかる。【００８１】
［実施例Ｂ］
本実施例では、上述の実施形態に対応する実施例として、以下の実施例Ｂ１〜Ｂ９による固定側の電気接点材３１を作製した。また、本発明の実施例と同様の方法で、グラファイトの含有量、たわみ、ビッカース硬度および酸素含有量が本発明の範囲外である比較例Ｂ１〜Ｂ８による固定側の電気接点材３１を作製した。さらに、従来例に対応する比較例として、以下の比較例Ｂ１１〜Ｂ１６、Ｂ２１〜Ｂ２６、Ｂ３１〜Ｂ３６、Ｂ４１〜Ｂ４６による固定側の電気接点材３１を作製した。これらの電気接点材３１の各々を組み込んで構成された定格電流値が３０Ａの小電流用ブレーカの各々を用いて過負荷試験と短絡試験による遮断試験を行った。なお、可動側の電気接点材２１は、銀を５０質量％含み、残部が炭化タングステンからなる材料を用いた。【００８２】
本発明の実施例と比較例において電気接点材３１を作製するために用いられた（グラファイト（Ｇｒ）粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１におけるグラファイト（Ｇｒ）の含有量、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度を以下の表２に示す。また、過負荷試験後の電気接点材３１の消耗率、短絡試験後の電気接点材３１の消耗率についての評価結果も表２に示す。なお、表２において下線が付されている数値は、本発明の範囲外であることを示す。【００８３】
なお、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度の測定方法については、上述の実施例Ａと同様である。小電流用ブレーカの過負荷試験と短絡試験による遮断試験の方法、これらの遮断試験後の消耗率の評価については後述する。【００８４】
（実施例Ｂ１〜Ｂ９）（比較例Ｂ１〜Ｂ８）
実施例Ｂ１〜Ｂ９と比較例Ｂ１〜Ｂ８では、表２に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【００８５】
表２に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表２に示すグラファイト含有量になるようにボールミルを用いて真空中（１００Ｐａ）で３０分間混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、厚みが３００ｍｍ、外径が８０ｍｍの円盤状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を還元性ガス雰囲気である９５０℃の温度の水素ガス中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、１１００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。コイニング加工された仮焼結体を、不活性ガス雰囲気である８００℃の温度の窒素ガス中で２時間保持することにより、予備加熱した後、押出圧力１００ＧＰａを加えることにより、断面が１０ｍｍ角の棒状体になるように押出加工した。得られた棒状体を１ｍｍの厚みに切断することにより、電気接点材３１を作製した。なお、平均粒径が１０ｎｍのグラファイト粉末を用いて上記の方法で電気接点材を作製しようとしたが、製造することができなかった。【００８６】
（比較例Ｂ１１〜Ｂ１６）
比較例Ｂ１１〜Ｂ１６では、仮焼結体をコイニング加工する工程を行わない点を除いては、上記の実施例Ｂ１〜Ｂ９と同様の工程に従って、表２に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００８７】
（比較例Ｂ２１〜Ｂ２６）
比較例Ｂ２１〜Ｂ２６では、銀粉末とグラファイト粉末を大気中で混合した点を除いては、上記の実施例Ｂ１〜Ｂ９と同様の工程に従って、表２に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００８８】
（比較例Ｂ３１〜Ｂ３６）
比較例Ｂ３１〜Ｂ３６では、圧縮成形体を保護ガス雰囲気である９５０℃の温度の窒素ガス中で１時間保持することにより仮焼結した点を除いては、上記の実施例Ｂ１〜Ｂ９と同様の工程に従って、表２に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を作製した。【００８９】
（比較例Ｂ４１〜Ｂ４６）
比較例Ｂ４１〜Ｂ４６では、表２に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）を含む銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【００９０】
表２に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表２に示すグラファイト含有量になるように大気中で３０分間、手作業で混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、平面形状が１０ｍｍ角で厚みが１ｍｍの板状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を９００℃の温度の真空中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、５００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。このようにして、電気接点材３１が得られた。【００９１】
（小電流用ブレーカの遮断試験（過負荷試験））
耐久試験は、２２０Ｖの負荷電圧で１８０Ａの遮断電流を設定した。試験方法としては、ＣＯ責務（負荷電圧２２０Ｖで１８０Ａの遮断電流が流れる回路にブレーカをセットし、スイッチＯＦＦ状態で強制的にスイッチをＯＮ投入して瞬時に電流を遮断させる試験）を５０回行った。そして、過負荷試験後の電気接点材３１の消耗率を上記の（式１）によって算出した。表２には、消耗率の評価として、算出された消耗率が５％以下であるとき「◎」、１０％以下であるとき「○」、１０％を超えるとき「×」で示す。【００９２】
（小電流用ブレーカの遮断試験（短絡試験））
短絡試験は、２２０Ｖの負荷電圧で３００Ａの遮断電流を設定した。試験方法としては、Ｏ責務（ブレーカのスイッチＯＮ状態で遮断電流を流し、電流を遮断させる試験）とＣＯ責務（負荷電圧２２０Ｖで３００Ａの遮断電流が流れる回路にブレーカをセットし、スイッチＯＦＦ状態で強制的にスイッチをＯＮ投入して瞬時に電流を遮断させる試験）を次の手順で行った。すなわち、この短絡試験では、動作責務として１回のＯ責務と３回のＣＯ責務をこの順で行った。そして、短絡試験後の電気接点材３１の消耗率を上記の（式１）によって算出した。表２には、消耗率の評価として、算出された消耗率が１０％以下であるとき「◎」、４０％以下であるとき「○」、４０％を超えるとき「×」で示す。【００９３】
【表２】
2010109777.tif 000004
【００９４】
表２から、定格電流値が３０Ａの小電流用ブレーカでは、少なくとも電気接点材のたわみ量を０．８ｍｍ以上に相対的に大きくし、さらに、電気接点材の常温におけるビッカース硬度を４０以上に相対的に大きくし、酸素含有量を１００ｐｐｍ以下に抑制して、多数回繰り返しの機械的衝撃に耐え得るように電気接点材を構成することにより、短絡試験後の消耗率だけでなく、過負荷試験後の消耗量をも低減できたことがわかる。【００９５】
［実施例Ｃ］
本実施例では、上述の実施形態に対応する実施例として、以下の実施例Ｃ１〜Ｃ２０による固定側の電気接点材３１を作製した。また、従来例に対応する比較例として、以下の比較例Ｃ１０７、Ｃ２０７、Ｃ３０７、Ｃ４０７による固定側の電気接点材３１を作製した。これらの電気接点材３１の各々を組み込んで構成された定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカの各々を用いて過負荷試験と短絡試験による遮断試験を行った。なお、可動側の電気接点材２１は、銀を５０質量％含み、残部が炭化タングステンからなる材料を用いた。【００９６】
本発明の実施例と比較例において電気接点材３１を作製するために用いられたグラファイト（Ｇｒ）粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１におけるグラファイト（Ｇｒ）の含有量、炭化タングステン（ＷＣ)粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１における炭化タングステン（ＷＣ）の含有量、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度を以下の表３に示す。また、過負荷試験後の電気接点材３１の消耗率、短絡試験後の電気接点材３１の消耗率についての評価結果も表３に示す。なお、表３において下線が付されている数値は、本発明の範囲外であることを示す。【００９７】
なお、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度の測定方法については、上述の実施例Ａと同様である。大電流用ブレーカの過負荷試験と短絡試験による遮断試験の方法、これらの遮断試験後の消耗率の評価についても、上述の実施例Ａと同様である。【００９８】
（実施例Ｃ１〜Ｃ２０）
実施例Ｃ１〜Ｃ２０では、表３に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ)を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【００９９】
表３に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末および炭化タングステン（ＷＣ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表３に示すグラファイト含有量および炭化タングステン含有量になるようにボールミルを用いて真空中（１００Ｐａ）で３０分間混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、厚みが３００ｍｍ、外径が８０ｍｍの円盤状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を還元性ガス雰囲気である９５０℃の温度の水素ガス中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、１１００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。コイニング加工された仮焼結体を、不活性ガス雰囲気である８００℃の温度の窒素ガス中で２時間保持することにより、予備加熱した後、押出圧力１００ＧＰａを加えることにより、断面が１０ｍｍ角の棒状体になるように押出加工した。得られた棒状体を１ｍｍの厚みに切断することにより、電気接点材３１を作製した。【０１００】
（比較例Ｃ１０７）
比較例Ｃ１０７では、仮焼結体をコイニング加工する工程を行わない点を除いては、上記の実施例Ｃ１〜Ｃ２０と同様の工程に従って、表３に示すように実施例Ｃ７と同じ平均粒径と含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ）を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を作製した。【０１０１】
（比較例Ｃ２０７）
比較例Ｃ２０７では、銀粉末とグラファイト粉末と炭化タングステン粉末を大気中で混合した点を除いては、上記の実施例Ｃ１〜Ｃ２０と同様の工程に従って、表３に示すように実施例Ｃ７と同じ平均粒径と含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ）を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を作製した。【０１０２】
（比較例Ｃ３０７）
比較例Ｃ３０７では、圧縮成形体を保護ガス雰囲気である９５０℃の温度の窒素ガス中で１時間保持することにより仮焼結した点を除いては、上記の実施例Ｃ１〜Ｃ２０と同様の工程に従って、表３に示すように実施例Ｃ７と同じ平均粒径と含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ）を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を作製した。【０１０３】
（比較例Ｃ４０７）
比較例Ｃ４０７では、表３に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ)を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【０１０４】
表３に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末および炭化タングステン（ＷＣ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表３に示すグラファイト含有量になるように大気中で３０分間、手作業で混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、平面形状が１０ｍｍ角で厚みが１ｍｍの板状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を９００℃の温度の真空中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、５００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。このようにして、電気接点材３１が得られた。【０１０５】
【表３】
2010109777.tif 000005
【０１０６】
表３から、銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を用いた、定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカでも、少なくとも電気接点材の常温におけるビッカース硬度を５５以上に相対的に大きくし、さらに、たわみ量を０．５ｍｍ以上に相対的に大きくし、酸素含有量を１００ｐｐｍ以下に抑制して、大電流が流れることによって発熱した状態（高温下）で変形しないように電気接点材を構成することにより、過負荷試験後の消耗率だけでなく、短絡試験後の消耗量をも低減できたことがわかる。【０１０７】
［実施例Ｄ］
本実施例では、上述の実施形態に対応する実施例として、以下の実施例Ｄ１〜Ｄ９による固定側の電気接点材３１を作製した。本発明の実施例と同様の方法で、炭化タングステン粉末の平均粒径と炭化タングステンの含有量が本発明の好ましい範囲外である比較例Ｄ１〜Ｄ４による固定側の電気接点材３１を作製した。これらの電気接点材３１の各々を組み込んで構成された定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカの各々を用いて溶着試験を行った。なお、可動側の電気接点材２１は、銀を５０質量％含み、残部が炭化タングステンからなる材料を用いた。【０１０８】
本発明の実施例と比較例において電気接点材３１を作製するために用いられたグラファイト（Ｇｒ）粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１におけるグラファイト（Ｇｒ）の含有量、炭化タングステン（ＷＣ)粉末の平均粒径、作製された電気接点材３１における炭化タングステン（ＷＣ）の含有量を以下の表４に示す。また、溶着試験についての評価結果も表４に示す。なお、表４において下線が付されている数値は、本発明の好ましい範囲外であることを示す。【０１０９】
なお、電気接点材３１のたわみ、抗折力、硬度、酸素含有量および密度の測定方法については、上述の実施例Ａと同様である。大電流用ブレーカの溶着試験の方法、溶着試験の評価については後述する。【０１１０】
（実施例Ｄ１〜Ｄ９）（比較例Ｄ１〜Ｄ４）
実施例Ｄ１〜Ｄ９と比較例Ｄ１〜Ｄ４では、表４に示す含有量でグラファイト（Ｇｒ）と炭化タングステン（ＷＣ)を含む銀−グラファイト−炭化タングステン（Ａｇ−Ｇｒ−ＷＣ）系材料の電気接点材３１を次のようにして作製した。【０１１１】
表４に示す平均粒径のグラファイト（Ｇｒ）粉末および炭化タングステン（ＷＣ）粉末と、平均粒径が３μｍの銀（Ａｇ）粉末とを、表４に示すグラファイト含有量および炭化タングステン含有量になるようにボールミルを用いて真空中（１００Ｐａ）で３０分間混合した。得られた混合粉末にプレスで圧力３００ＭＰａを加えることにより、厚みが３００ｍｍ、外径が８０ｍｍの円盤状の圧縮成形体を形成した。この圧縮成形体を還元性ガス雰囲気である９５０℃の温度の水素ガス中で１時間保持することにより、仮焼結した。この仮焼結体を、真密度が９７％以上になるように、１１００ＭＰａの加圧下でコイニング加工した。コイニング加工された仮焼結体を、不活性ガス雰囲気である８００℃の温度の窒素ガス中で２時間保持することにより、予備加熱した後、押出圧力１００ＧＰａを加えることにより、断面が１０ｍｍ角の棒状体になるように押出加工した。得られた棒状体を１ｍｍの厚みに切断することにより、電気接点材３１を作製した。【０１１２】
（大電流用ブレーカの溶着試験）
溶着試験は、２６５Ｖの負荷電圧で５０００Ａの遮断電流を設定した。試験方法としては、Ｏ責務（ブレーカのスイッチＯＮ状態で遮断電流を流し、電流を遮断させる試験）とＣＯ責務（負荷電圧２６５Ｖで５０００Ａの遮断電流が流れる回路にブレーカをセットし、スイッチＯＦＦ状態で強制的にスイッチをＯＮ投入して瞬時に電流を遮断させる試験）を次の手順で行った。すなわち、この溶着試験では、動作責務として１回のＯ責務と５回のＣＯ責務をこの順で行った。そして、溶着試験中または溶着試験後の電気接点材３１の溶着具合を評価した。表４には、溶着具合の評価として、接点が全く溶着しないとき「◎」、ブレーカのＯＮ／ＯＦＦで簡単に溶着が外れる場合（軽溶着）「○」、ブレーカのＯＮ／ＯＦＦで簡単に溶着が外れない場合（重溶着）「×」で示す。【０１１３】
【表４】
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【０１１４】
表４から、定格電流値が１００Ａの大電流用ブレーカでは、炭化タングステンの平均粒径が４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、炭化タングステンの含有量が２質量％以上４質量％以下である銀−グラファイト−炭化タングステン系材料で電気接点材を構成することにより、短絡試験による遮断試験後における溶着を防止できたことがわかる。【０１１５】
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。【０１１６】
たとえば、上記の実施形態と実施例では、ブレーカ１０の固定側接点部材３０に本発明の電気接点材３１を適用した例について示したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、ブレーカ１０の可動側接点部材２０または固定側接点部材３０のいずれかに本発明の電気接点材を用いてもよい。【０１１７】
また、上記の実施形態と実施例では、開閉器の一例としてのブレーカ１０に本発明の電気接点材３１を用いた例について示したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、たとえば、電磁開閉器などのブレーカ以外の開閉器（スイッチ機器）に本発明の電気接点材を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
この発明の電気接点材は、定格電流値が１００〜３２００Ａの大電流用ブレーカ、または、定格電流値が１〜６０Ａの小電流用ブレーカに組み込まれて用いられる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０：ブレーカ、２１，３１：電気接点材。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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