(57)【要約】  粉末冶金法により製造された耐熱性物質を含有する電気接点材を銅からなる台金にスポットろう付け法によって接合する際に引き起こされる電気接点材の変形または破壊を防止することができるとともに電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないようにすることが可能な接点部材の製造方法、その製造方法によって得られた接点部材およびその接点部材を備えた開閉器を提供する。タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下含む電気接点材（２）と、銅を９９質量％以上含む台金（３）とを、接合後の台金（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極を用いたスポットろう付け法によって接合する。
2009041246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）を準備する工程と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）を準備する工程と、
接合後において温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極（５１、５２）を用いたスポットろう付け法によって前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合する工程と、
を備えた、接点部材（１）の製造方法。
【請求項２】
前記基材（３）の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下である、請求項１に記載の接点部材（１）の製造方法。
【請求項３】
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）と、
前記電気接点材（２）と前記基材（３）との間に配置され、前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合するろう材（４）とを備え、
温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である、接点部材（１）。
【請求項４】
前記ろう材（４）の液相線温度が、６２０℃以上である、請求項３に記載の接点部材（１）。
【請求項５】
前記基材（３）の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下である、請求項３に記載の接点部材（１）。
【請求項６】
接点部材（１）を備えた開閉器（１０）であって、
前記接点部材（１）が、
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）と、
前記電気接点材（２）と前記基材（３）との間に配置され、前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合するろう材（４）とを含み、
温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である、開閉器（１０）。
【請求項７】
固定側接点部材（３０）と、
前記固定側接点部材（３０）に接触することができるように、または、前記固定側接点部材（３０）から離隔することができるように、移動可能に配置された可動側接点部材（２０）とを備え、
前記接点部材（１）が前記可動側接点部材（２０）である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【請求項８】
前記基材（３）の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【請求項９】
前記接点部材（１）に印加される定格電流値が、３０Ａ以上２００Ａ以下である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には接合部材の製造方法、接合部材および開閉器に関し、特定的には、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化モリブデン（ＭｏＣ）、グラファイト（Ｇｒ）などの耐熱性物質を含有する材料からなる接点部材の製造方法、上記の材料からなる接点部材、その接点部材を備えた開閉器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化モリブデン（ＭｏＣ）、グラファイト（Ｇｒ）などの耐熱性物質を含有する材料として、銀−タングステン（Ａｇ−Ｗ）系、銀−炭化タングステン（Ａｇ−ＷＣ）系、銀−モリブデン（Ａｇ−Ｍｏ）系、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）系、銀−グラファイト（Ａｇ−Ｇｒ）などの材料からなる電気接点材は、耐アーク性、耐溶着性および耐摩耗性に優れているので、定格電流値が２００Ａを超える大型の遮断器（ブレーカ）などに広く用いられている。上記の耐熱性物質は、ＡｇまたはＣｕとの間では濡れ性が悪いために、このような電気接点材は、溶解法ではなく、粉末冶金法により製造される。【０００３】
一方、定格電流値が３０Ａ〜２００Ａの中型のブレーカでは、Ａｇと、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）またはインジウム（Ｉｎ）の酸化物とを含有する材料からなる電気接点材が用いられ、特にＡｇ−（Ｃｄの酸化物）系の材料からなる電気接点材が用いられている。このような電気接点材は、溶解法により製造される。【０００４】
ところが、最近、Ｃｄは環境汚染問題を引き起こすため、中型のブレーカ用電気接点材として、Ｃｄを含まない材料が望まれている。そこで、粉末冶金法により製造される上記の銀−タングステン（Ａｇ−Ｗ）系などの材料を中型のブレーカ用電気接点材として用いることが検討されている。【０００５】
しかしながら、粉末冶金法により製造される銀−タングステン（Ａｇ−Ｗ）系などの材料からなる電気接点材は、溶解法により製造されるＡｇ−（Ｃｄの酸化物）系の材料からなる電気接点材に比べて、高温条件下で機械的強度が低く、電気伝導度も低いという問題がある。【０００６】
一般的に電気接点材は、ろう付けによって基材（台金）に接合されてブレーカに組み込まれる。すなわち、ブレーカに組み込まれる接点部材は、電気接点材と、台金と、電気接点材と台金とを接合するろう材とから構成される。【０００７】
電気接点材と台金とを接合して接点部材を製造する際には、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないことが求められる。電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下すると、その接点部材を含むブレーカの電流遮断時などの使用時において、台金に大きな力が働く場合に台金が変形するおそれがある。特に、中型のブレーカ用接点部材では、台金が相対的に小さいので、ブレーカの使用時に台金の変形が起こりやすい。このため、中型のブレーカ用接点部材では、ブレーカの使用時における台金の変形をより効果的に防止するために電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないことが特に求められる。【０００８】
そこで、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないようにするために、従来から、中型のブレーカ用接点部材を製造するために、台金と、溶解法により製造される電気接点材とをろう付けによって接合する場合、スポットろう付け法が採用されている。ここで、スポットろう付け法とは、接合される二つの部材（ここでは台金と電気接点材）の間にろう材を介在させて、二つの電極で二つの部材を挟んで加圧しながら、電極間に大電流を短時間（瞬時）流すことによって生じる接触部の電気抵抗による発熱を利用して、ろう材を溶融させることによって二つの部材を接合する方法をいう。【０００９】
しかし、台金と、粉末冶金法により製造される銀−タングステン（Ａｇ−Ｗ）系などの材料からなる電気接点材とをスポットろう付け法によって接合すると、接触部の電気抵抗による発熱が生じるだけでなく、上述したように電気接点材の電気伝導度が低いために、すなわち、電気接点材の電気抵抗が高いために、電気接点材を流れる電流により電気接点材自体も発熱する。この発熱により、電気接点材の温度が過度に上昇して、上述したように高温条件下で電気接点材の機械的強度が低いために、電気接点材の硬度が低下する。その結果、スポットろう付け法において電気接点材に圧力が加えられることにより、電気接点材が変形し、または破壊するおそれがある。【００１０】
そこで、たとえば、特開昭５８−１１７５３号公報（以下、特許文献１という）と特開昭５８−１１７５４号公報（以下、特許文献２という）に記載されているように、抵抗ろう付け法によって、Ａｇ−ＷＣ系、Ａｇ−ＭｏＣ系、Ａｇ−ＴｉＣ系の材料からなる電気接点材を台金に接合することが記載されている。ここで、抵抗ろう付け法とは、接合される二つの部材（ここでは台金と電気接点材）の間にろう材を介在させて、数秒間〜１分間通電して加熱された二つのカーボン電極で二つの部材を挟んで、二つのカーボン電極から二つの部材への熱伝導を利用して、ろう材を溶融させることによって二つの部材を接合する方法をいう。【００１１】
また、たとえば、特開昭５９−１６０９２３号公報（以下、特許文献３という）に記載されているように、炉中接合ろう付け法によって、Ａｇ−ＷＣ系の材料からなる電気接点材を台金に接合することが記載されている。ここで、炉中接合ろう付け法とは、接合される二つの部材（ここでは台金と電気接点材）の間にろう材を介在させて、台金、電気接点材およびろう材を加熱炉内に配置して、ろう材を溶融させることによって二つの部材を接合する方法をいう。
【特許文献１】特開昭５８−１１７５３号公報
【特許文献２】特開昭５８−１１７５４号公報
【特許文献３】特開昭５９−１６０９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１と特許文献２では、通電して加熱された二つのカーボン電極で、電気接点材、ろう材および台金を挟み込んで加熱することによってろう材を溶融させて接合する抵抗ろう付け法により、電気接点材と台金とを接合しているために、ろう付け時に台金もろう付け温度に加熱される。この場合、台金がＣｕからなる場合には、Ｃｕの再結晶化が進行するために台金自体が焼き戻されて台金の硬度が低下する。これにより、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下するという問題がある。【００１３】
また、特許文献３では、電気接点材、ろう材および台金の全体を加熱炉内で接合する炉中接合ろう付け法により、電気接点材と台金とを接合しているために、加熱炉内で台金自体がろう付け温度に加熱される。その結果、、特許文献１と特許文献２に記載された抵抗ろう付け法と同様に、台金がＣｕからなる場合には、Ｃｕの再結晶化が進行するために台金自体が焼き戻されて台金の硬度が低下する。これにより、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下するという問題がある。【００１４】
以上のように、抵抗ろう付け法または炉中接合ろう付け法により、銅からなる台金と、粉末冶金法により製造される銀−タングステン（Ａｇ−Ｗ）系などの材料からなる電気接点材とを接合すると、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下するという問題がある。いいかえれば、抵抗ろう付け法と炉中接合ろう付け法は、上述したように台金が相対的に小さい中型のブレーカ用接点部材に要求される特性、すなわち、ブレーカの使用時における台金の変形を防止するために電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないこと、を満足することができない。【００１５】
したがって、上述したように、台金と、粉末冶金法により製造されるＡｇ−Ｗ系などの材料からなる電気接点材とを接合する方法として、接合後に台金の機械的強度が低下しないスポットろう付け方法を採用し、スポットろう付け法によって接合する際に引き起こされる一つの問題を解決すること、すなわち、電気接点材の変形または破壊を防止することが求められる。【００１６】
そこで、この発明の目的は、粉末冶金法により製造された耐熱性物質を含有する電気接点材を銅からなる基材（台金）にスポットろう付け法によって接合する際に引き起こされる電気接点材の変形または破壊を防止することができるとともに、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないようにすることが可能な接点部材の製造方法、その製造方法によって得られた接点部材、および、その接点部材を備えた開閉器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に従った接点部材の製造方法は、次の工程を備える。【００１８】
（ａ）タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材を準備する工程。【００１９】
（ｂ）銅を９９質量％以上含む基材を準備する工程。【００２０】
（ｃ）接合後において温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極を用いたスポットろう付け法によって電気接点材と基材とを接合する工程。【００２１】
この発明の製造方法においては、スポットろう付け法によって電気接点部材と基材とを接合する際に、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極を用いることによって、ろう材とその近傍で発生する熱を、電気接点材や基材を通じてスポットろう付け装置の電極側に容易に放散させることができる。これにより、接合時における電気接点材と基材の温度上昇を適切に抑制することができるので、接合時の温度上昇に起因して電気接点材が変形または破壊するのを防止することができる。【００２２】
また、この発明の製造方法においては、電気接点材が変形または破壊することを防止することができるので、スポットろう付け方法の本来の利点を活かすことができ、すなわち、電気接点材の接合後に基材の機械的強度が低下しないようにすることが可能となる。【００２３】
さらに、この発明の製造方法においては、電気接点材の接合後において温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように制御されている。このようにして得られた接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、本発明の製造方法によって得られた接点部材を用いることにより、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。【００２４】
この発明の接点部材の製造方法において、基材の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下であることが好ましい。【００２５】
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、スポットろう付け法によって電気接点部材と基材とを接合する際に、ろう材とその近傍で発生する熱を、基材を通じて外部に効果的に放散させることができる。なお、基材の体積が３００ｍ３未満では、基材の熱容量が小さくなるので、接合時にろう材とその近傍で発生する熱が基材を過度に加熱することにより、基材が焼き戻されて、基材の硬度が低下し、機械的強度が低下するおそれがある。また、基材の体積が４０００ｍ３を超える場合には、基材の熱容量が大きくなるので、接合時にろう材とその近傍で発生する熱を基材が過度に吸収することにより、ろう材が適切に溶融せず、接合不良を引き起こすおそれがある。【００２６】
なお、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法では、スポットろう付け法に比べて接合時間が長いため、基材が高温雰囲気に曝される。そのため、たとえ、還元雰囲気中で接合が行われたとしても、その雰囲気中に残存する酸素で基材の表面が酸化する等によってスス状の物質で基材の表面が覆われてしまう。そこで、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法で作製された接点部材では、接合後に酸または水で接点部材の表面を洗浄して、基材の表面上に形成されたスス状の物質を除去する工程が必要となる。しかし、洗浄後にベーキング等によって接点部材の表面を乾燥させても、酸素が電気接点材の内部に残留する。【００２７】
これに対して、本発明の製造方法で採用されるスポットろう付け法では、瞬間的に接合が完了するので、上記のようなスス状の物質が基材の表面に付着する量が少ない。このため、得られた接点部材の表面を洗浄する必要がない。したがって、電気接点材の内部に残留する酸素量を低減することができる。これにより、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において生じるアークの熱で、電気接点材の内部に残留する酸素が気化する量を低減することができる。その結果、電気接点材の内部に残留する酸素が気化する際に、爆発したように電気接点材が消耗する現象を抑制することができる。すなわち、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの繰り返し使用することによって電気接点材が消耗する割合を低減することができる。これにより、接点部材の寿命を向上させることができる。【００２８】
以上のようにこの発明の製造方法によれば、電気接点材が変形または破壊することを抑制することができるので、スポットろう付け方法の本来の利点を活かすことができ、すなわち、電気接点材の接合後に基材が焼き戻されてしまうのを抑制することができ、電気接点材の接合後に基材の機械的強度が低下しないようにすることが可能となる。その結果、基材と電気接点部材がろう付け接合されることによって形成された接点部材において、基材の機械的強度の低下が限定された範囲内に抑制されたものを得ることができる。すなわち、本発明の接点部材は、以下の特徴を備えている。【００２９】
この発明に従った接点部材は、電気接点材と、基材と、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合するろう材とを備える。電気接点材は、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む。基材は、銅を９９質量％以上含む。ろう材は、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合する。温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である。【００３０】
この発明の接点部材においては、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上であるので、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、本発明の接点部材を用いることにより、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。【００３１】
この発明の接点部材において、ろう材の液相線温度が、６２０℃以上であることが好ましい。【００３２】
接点部材において基材と電気接点材とを接合するろう材の液相線温度が６２０℃以上であるので、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の作動時に電気接点材の温度が上昇した場合に電気接点材が基材から剥がれ落ちるのを抑制することができる。【００３３】
また、この発明の接点部材において、基材の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下であることが好ましい。【００３４】
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、本発明の接点部材を定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下の中型の開閉器に容易に適用することができる。【００３５】
この発明に従った開閉器は、接点部材を備えた開閉器であって、接点部材は、電気接点材と、基材と、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合するろう材とを備える。電気接点材は、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む。基材は、銅を９９質量％以上含む。ろう材は、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合する。温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である。【００３６】
この発明の開閉器においては、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上であるので、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。【００３７】
この発明の開閉器は、固定側接点部材と、この固定側接点部材に接触することができるように、または、この固定側接点部材から離隔することができるように、移動可能に配置された可動側接点部材とを備え、上記の接点部材が可動側接点部材であることが好ましい。【００３８】
この場合、上述した特徴を備えた本発明の接点部材を少なくとも可動側接点部材に用いることにより、開閉器の電流遮断時などの使用時において可動側接点部材に大きな力が働く場合に、少なくとも可動側接点部材を構成する基材が変形するのを抑制することができる。したがって、開閉器の信頼性を効果的に高めることができる。【００３９】
また、この発明の開閉器において、基材の体積が、３００ｍ３以上４０００ｍ３以下であることが好ましい。【００４０】
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、本発明の開閉器を定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下で基材が相対的に小さい中型の開閉器として容易に構成することができる。【００４１】
さらに、この発明の開閉器において、接点部材に印加される定格電流値が、３０Ａ以上２００Ａ以下であることが好ましい。【００４２】
中型の開閉器用接点部材においては、基材が相対的に小さいので、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形しやすいという側面がある。このため、中型の開閉器では、開閉器の使用時における基材の変形をより効果的に防止することが特に求められる。【００４３】
これに対して、上述したように本発明の開閉器では、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上であるので、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。【００４４】
したがって、本発明の開閉器を、定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下である中型の開閉器に適用することによって、本発明の開閉器によって達成される作用効果を中型の開閉器の要求特性に容易に調和させることができる。
【発明の効果】
【００４５】
以上のようにこの発明によれば、要約すれば、粉末冶金法により製造された耐熱性物質を含有する電気接点材を銅からなる基材にスポットろう付け法によって接合する際に引き起こされる電気接点材の変形または破壊を防止することができるとともに、電気接点材の接合後に台金の機械的強度が低下しないようにすることが可能となるので、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、本発明の製造方法によって得られた接点部材、本発明の接点部材を用いることにより、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。特に、本発明の開閉器を、定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下である中型の開閉器に適用することによって、本発明の開閉器によって達成される上記の作用効果を中型の開閉器の要求特性に容易に調和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の一つの実施形態としての接点部材の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す接点部材の構成を分解して示す斜視図である。
【図３】図１に示す接点部材が適用される本発明の一つの実施の形態としてのブレーカの概略的な構造を示す斜視図である。
【図４】図３に示すブレーカを構成する固定側接点部材の概略的な構造を示す斜視図である。
【図５】図３に示す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６】図３に示す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。
【図７】この発明の一つの実施形態としての接点部材の製造方法で用いられるスポットろう付け装置の概略的な構成を示す図である。
【図８】図３に示すブレーカの短絡遮断試験において台金に変形が生じているときの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。
【図９】本発明の実施例と比較例の接点部材において電気接点材の接合後に測定された台金の硬度測定箇所を説明するための側面図である。
【図１０】本発明の実施例と比較例の接点部材において電気接点材の接合後に測定された台金の硬度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：接点部材、２，２１，３１：電気接点材、３，２２，３２：台金、４：ろう材、１０：ブレーカ、２０：可動側接点部材、３０：固定側接点部材、５０：スポットろう付け装置、５１：台金側電極、５２：接点側電極。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の一つの実施形態を図面に基づいて説明する。【００４９】
図１は、この発明の一つの実施形態としての接点部材の概略的な構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す接点部材の構成を分解して示す斜視図である。図３〜図６は、図１に示す接点部材が適用される本発明の一つの実施の形態としてのブレーカの構造を説明するための図である。【００５０】
まず、図１〜図６を参照して、本発明の一つの実施形態による接点部材１について説明する。【００５１】
図１に示すように、本発明の一実施形態による接点部材１は、電気接点材２と、基材としての台金３とを備えている。また、図２に示すように、電気接点材２と台金３とは、台金３側に一体的に形成された接点接合台座部３ｂの上面を接合面として、ろう材４を介在して互いに接合されている。【００５２】
（電気接点材２について）
ここで、本実施形態では、電気接点材２は、耐熱性金属であるタングステン（Ｗ）とモリブデン（Ｍｏ）、耐熱性非酸化物である炭化タングステン（ＷＣ）と炭化モリブデン（ＭｏＣ）、および、グラファイト（Ｇｒ）からなる耐熱性物質の群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下の範囲（より好ましくは、５質量％以上５０質量％以下）で含むとともに、銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下の範囲（より好ましくは、５０質量％以上９５質量％以下）で含む、Ａｇ−Ｗ系、Ａｇ−ＷＣ系、Ａｇ−ＷＣ−Ｇｒ系、Ａｇ−Ｇｒ系およびＣｕ−Ｍｏ系などの合金であり、上記の耐熱性物質とＡｇまたはＣｕとの濡れ性が悪いために、溶解法ではなく粉末冶金法によって形成される。なお、この電気接点材２は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびクロム（Ｃｒ）などからなる群より選ばれた少なくとも１種類の添加元素を０質量％を超え、３０質量％以下の範囲で含んでいてもよい。このような電気接点材２は、粉末冶金法によって形成されるために、高温での硬度が低く（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ２２５２）に準拠して温度５００℃、試験荷重４９０Ｎ（５０ｋｇｆ）の条件で測定されたビッカース硬さが５ＨＶ以上４０ＨＶ未満）、かつ、高温での電気伝導度も低い（温度５００℃での電気伝導度が５％ＩＡＣＳ以上２０％ＩＡＣＳ未満）性質を有している。ここで、電気伝導度が５％ＩＡＣＳとは、ＩＡＣＳ（国際焼き戻し銅線標準）という名の標準焼き戻し銅線の電気伝導度を１００％とした場合に、導体としての電気接点材２の電気伝導度が５％であることをいう。このような電気接点材２の製造方法としては、所望の組成になるように原料粉末をヘンシェルミキサー等で混合し、９８〜９８０ＭＰａの圧力でプレス成形した後、得られた成形体を水素、窒素または真空のいずれかの雰囲気中にて温度８５０〜９５０℃で１〜３時間、焼結することによって作製することが好ましい。【００５３】
また、図２に示すように、板状の電気接点材２は、後述する開閉器の一例であるブレーカ１０（図３参照）に組み込んで電気接点としての機能を発揮させることを考慮した場合、縦横方法（矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向）にそれぞれ３ｍｍ以上３０ｍｍ以下の長さを有し、高さ方向（矢印Ｃ方向）に０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の厚みを有するように形成されている。電気接点材２は、台金３側（厳密には接点接合台座部３ｂ）との接合強度を確保するために、接合面２ａが６ｍｍ２以上１０００ｍｍ２以下の面積を有する。本実施形態では、電気接点材２の接合面２ａや側面２ｂには、ろう材４との接合性を向上させるために、０．５μｍ以上１０μｍ以下の厚みを有する銀メッキまたはニッケルメッキなどによる表面処理（図示せず）が施されている。【００５４】
（台金３について）
図２に示すように、台金３は、基体部３ａと上述の接点接合台座部３ｂとが一体になるようにプレス加工により形成されている。台金３の基体部３ａには、３ｍｍの内径を有する軸孔３ｃが設けられている。これにより、接点部材１は、後述するブレーカ１０（図３参照）内において、軸孔３ｃに挿入された回動軸（図示せず）を中心として上下方向に回動可能に構成されている。また、台金３は、Ｃｕを９９質量％以上（より好ましくは、９９．９９質量％以上１００質量％以下）含む材料から形成されている。具体的には、純銅、無酸素銅、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｈ３１００）に規定されたＣ１０２０およびＣ１１００などが用いられる。このような台金３は、ろう材４による接合前の硬度が高い必要があり、冷間圧延で冷間加工度が５％以上６０％以下であるのが望ましい。より具体的には、ろう材４による接合前の台金３の硬度が、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ２２４５）に準拠して、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎ（６０ｋｇｆ）の条件で測定されたロックウェル硬さとして８０ＨＲＦ以上であり、好ましくは８５ＨＲＦ以上である。【００５５】
本実施形態の接点部材１では、ろう材４による接合後の台金３（基体部３ａ）の位置Ｐ（図１参照）での硬度が、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ２２４５）に準拠して、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎ（６０ｋｇｆ）の条件で測定されたロックウェル硬さとして５０ＨＲＦ以上（好ましくは６５ＨＲＦ以上）であるように形成されている。この台金３の硬度はより高い方がよいが、その上限は、Ｃｕを９９質量％以上含む台金の場合では９５ＨＲＦ程度、Ｃｕを９９．９質量％以上含む台金の場合は９０ＨＲＦ程度である。なお、位置Ｐは、電気接点材２が接合された側の台金３の端縁から軸孔３ｃまでの距離Ｌの略中間の位置である。【００５６】
本実施形態では、ろう材４を介して電気接点材２を台金３に接合する際に、ろう材４およびその近傍で発生する熱を、台金３を通じて外部（たとえば、スポットろう付け装置の電極など）に適度に放散させることを考慮して、台金３は、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下の体積（基体部３ａを含む）を有するように形成されている。なお、台金３の体積が３００ｍｍ３未満の場合には、台金３の熱容量が小さくなり、接合時の熱が台金３を過度に加熱することにより台金３が焼き戻されて、台金３の硬度が低下し、機械的強度が低下するおそれがある。台金３の体積が４０００ｍｍ３を超える場合には、台金３の熱容量が大きくなり、接合時にろう材４およびその近傍で発生する熱を台金３が過度に吸収することにより、ろう材４が適切に溶融せず、その結果、接合不良を引き起こすおそれがある。【００５７】
図２に示すように、台金３は、後述するブレーカ１０（図３参照）に組み込んで、電気接点材２に接合されて接点部材１としての機能を発揮させることを考量して、基体部３ａが幅方向（矢印Ｂ方向）に２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さを有するとともに、長手方向（矢印Ａ方向）に３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の長さを有するように形成されている。基体部３ａは、高さ方向（矢印Ｃ方向）に０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の厚みを有する。台金３の接点接合台座部３ｂの上面上には、ろう材４との接合性を向上させるために、０．５μｍ以上１０μｍ以下の厚みを有する銀メッキまたはニッケルメッキなどによる表面処理が施されていてもよい。【００５８】
（ろう材４について）
本実施形態では、電気接点材２と台金３とは、液相線温度が６２０℃以上であるろう材４（図２参照）を用いて接合されている。具体的には、ろう材４としては、１００質量％Ａｇ（純銀）、１００質量％Ｃｕ（純銅）、Ａｇと４質量％以上１００質量％未満のＣｕとからなる合金などが挙げられる。このろう材４には、リン（Ｐ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）およびリチウム（Ｌｉ）などからなる群より選ばれた少なくとも１種類の添加元素が、０質量％以上３０質量％以下の範囲で含まれていてもよい。特に、良好な接合性能を得るために、溶け性や流れ性の良好なろう材として、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ３２６４）に示されたＢＣｕＰ−１〜５のリン銅ろう、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｚ３２６２）に示されたＢＡｇ−１〜８の銀ろう等を用いるのが好ましい。また、ろう材４の液相線温度の上限は９６０℃であるのが望ましい。ろう材４の液相線温度が９６０℃を超えると、ろう付け時に電気接点材２および台金３の構成材料であるＡｇやＣｕがろう材４よりも早く溶融してしまう。【００５９】
図２に示すように、接合前にろう材４は、電気接点材２の接合面２ａの縦横寸法（３ｍｍ以上３０ｍｍ以下）よりも１ｍｍずつ小さな縦横寸法（２ｍｍ以上２９ｍｍ以下）を有し、かつ、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の厚みを有している。これにより、図１に示すように、ろう材４が電気接点材２の接合面２ａ（図２参照）と台金３の接点接合台座部３ｂとの間で好適に溶融するとともに、その一部が台金３の矢印Ａ方向の側面３ｄまで滲みだしてフィレット形状（山の裾野のような形状）に形成されるので、電気接点材２と台金３との接合性がより良好となる。なお、ろう材４の寸法が上記の寸法よりも大きい場合は、接合時にろう材４が台金３側に過剰にはみ出す場合があるとともに、ろう材４の寸法が上記の寸法よりも小さい場合は、ろう材４が不足するので所定の接合強度を確保することができない場合がある。【００６０】
（ブレーカ１０について）
接点部材１は、図３に示すようなブレーカ１０に組み込まれることによって、電気配線上の電流路の開閉状態を切り換えるための接点を構成する機能部品（スイッチ）として用いられている。なお、本実施形態では、開閉器の一例であるブレーカ１０に本発明の接点部材１を適用した場合について以下に説明する。【００６１】
本実施形態では、図５と図６に示すように、ブレーカ１０（図３参照）は、固定側接点部材３０（電気接点材３１と台金３２との接合体）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（電気接点材２１と台金２２との接合体）とを備えている。そして、本実施形態による接点部材１（図１参照）は、図５と図６に示すように、ブレーカ１０の可動側接点部材２０に使用されている。なお、可動側接点部材２０は、本発明に従った開閉器における「接点部材」の一例である。【００６２】
図４に示すように、固定側接点部材３０においても、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。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５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６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５と図６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１１（図３参照）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１２（図３参照）に接続されている。【００６３】
本実施形態ではブレーカ１０の１次側（電源側）端子１１に印加される電流値が、一般的に中型クラスの容量を有する３０Ａ以上２００Ａ以下であるように構成されている。【００６４】
図３に示すように、ブレーカ１０は、合成樹脂製の筐体１３と、取っ手部１４とを備えている。取っ手部１４は、筐体１３の内部に設けられた接点引き外し装置（図示せず）に連動して回動して位置が変化することにより、ブレーカ１０の状態（正常またはトリップ状態など）を使用者に知らせる役割を有するとともに、使用者が状況に応じて回路の再閉路（リセット）を行うことが可能なように構成されている。【００６５】
（接点部材の製造方法について）
図７は、この発明の一つの実施形態としての接点部材の製造方法で用いられるスポットろう付け装置の概略的な構成を示す図である。【００６６】
図１、図２および図７を参照して、本発明の一つの実施形態による接点部材１の製造プロセスについて説明する。【００６７】
まず、図２に示すように、接点部材１を構成する電気接点材２、ろう材４および台金３を下側からこの順に重ね合わせた上で、図７に示すようなスポットろう付け装置５０にて上下に配置された台金側電極５１と接点側電極５２の間に挟むようにしてセットする。そして、台金側電極５１と接点側電極５２の間に大電流を短時間（約０．３秒）印加する。これにより、電気接点材２とろう材４との接触部、および、台金３とろう材４との接触部の電気抵抗に起因して、電気接点材２と台金３が発熱するとともに、ろう材４が溶融される。その結果、図１に示すように、電気接点材２と台金３とが、ろう材４を介して接合される。なお、台金側電極５１と接点側電極５２は、それぞれ、本発明に従った接点部材の製造方法における「電極」の一例である。【００６８】
本実施形態では、スポットろう付け装置５０において、２１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導度を有する台金側電極５１と接点側電極５２を用いて、スポットろう付け法によって接点部材１を作製する。このとき、台金側電極５１または接点側電極５２の少なくともいずれか一方が２２０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導度を有するのが好ましい。これにより、ろう付け時に、ろう材４がその溶融温度（下限値が６２０℃）に到達するまで、ろう材４およびその近傍で局所的に発生していた熱が電気接点材２と台金３を通じて上下の台金側電極５１と接点側電極５２に速やかに伝達されるので、接合時における電気接点材２と台金３の過度の温度上昇を容易に抑制することができる。したがって、接合時の温度上昇に起因して、電気接点材２が変形または破壊することと、台金３が焼き戻されて機械的強度が低下することが、ともに抑制される。【００６９】
なお、台金側電極５１と接点側電極５２には、スポットろう付け時の電極自体の発熱を抑制するために、電気伝導度が５５％ＩＡＣＳ以上の電極材料を用いるとともに、スポットろう付け時に加えられる圧力によって電極自体が変形し、または破壊するのを抑制するために、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定されたロックウェル硬さが７０ＨＲＢ以上の電極材料を用いている。このような条件を満たす電極材料として、Ｃｕを３０質量％以上４０質量％以下の範囲で含有するＣｕ−Ｗの複合材料などが挙げられる。なお、Ｃｕ−Ｗの複合材料におけるＣｕの含有量が３０質量％未満の場合には、電極の硬度が高くなる一方、熱伝導度や電気伝導度が低下して上記の範囲を満たさなくなるおそれがある。逆に、Ｃｕ−Ｗの複合材料におけるＣｕの含有量が４０質量％を超える場合には、電極の熱伝導や電気伝導度が高くなる一方、硬度が低下して上記の範囲を満たさなくなるおそれがある。したがって、Ｃｕの含有量が上記の範囲内のＣｕ−Ｗの複合材料からなる電極材料を台金側電極５１と接点側電極５２に使用するのが望ましい。【００７０】
また、本実施形態では、スポットろう付け装置５０において、上下の台金側電極５１と接点側電極５２が台金３、ろう材４および電気接点材２を挟み込む際に加えられる圧力（加圧力）を、電気接点材２の変形または破壊を抑制することができる程度に低下させている。具体的には、加圧力を０．０９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に設定している。これにより、図１に示すように、接合後のろう材４が、台金３または電気接点材２の複数の側面に染み出てくるように調整されている。なお、上下の台金側電極５１と接点側電極５２による加圧力が２０ＭＰａを超える場合には、加圧力によって電気接点材２が変形または破壊するおそれがある。加圧力が０．０９ＭＰａ未満の場合には、溶融したろう材４が充分に流れずに接合不良を引き起こすおそれがある。したがって、上記の範囲内の加圧力によってスポットろう付け法によるろう付けを行うのが望ましい。【００７１】
さらに、本実施形態では、上記のように、ろう材４により接合された電気接点材２と台金３とを備えた接点部材１において、台金３（基体部３ａ）の位置Ｐ（図１参照）にて温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定されたロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように、スポットろう付け法によって電気接点材２と台金３とが接合される。すなわち、電気接点材２が変形または破壊することを抑制することができるので、スポットろう付け法の本来の利点を活かすことができ、電気接点材２の接合後に台金３の機械的強度が低下しないようにすることが可能になる。これにより、接合された電気接点材２と台金３とを備えた接点部材１を用いてブレーカ１０を構成すると、ブレーカ１０の電流遮断時などの使用時において、内蔵された接点引き外し装置の作動によって台金３に大きな力が働く場合に台金３が変形するのを抑制することができる。その結果、ブレーカ１０の信頼性を向上させることができる。【００７２】
さらにまた、本実施形態では、電気接点材２と台金３とを接合するろう材４の液相線温度が６２０℃以上であるので、ろう材４によって接合された電気接点材２と台金３とを備えた接点部材１を用いてブレーカ１０を構成すると、ブレーカ１０の作動時に電気接点材２の温度が上昇した場合に電気接点材２が台金３から剥がれ落ちるのを抑制することができる。【００７３】
本実施形態では、電気接点材２の接合面２ａや側面２ｂに、ろう材４による接合性を向上させるために０．５μｍ以上１０μｍ以下の厚みを有する銀メッキまたはニッケルメッキなどによる表面処理を施すように構成することによって、電気接点材２と台金３とを容易に接合することができる。【００７４】
本実施形態では、台金３の体積を３００ｍ３以上４０００ｍ３以下の範囲に設定することによって、ろう材４を介して電気接点材２を台金３に接合する際に、６２０℃以上の接合温度によって、ろう材４およびその近傍で発生する熱を、電気接点材２側から台金３を通じて、スポットろう付け装置５０の上側の台金側電極５１に効果的に放散させることができる。また、台金３の体積を上記の範囲に限定することにより、接点部材１を定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下の中型の開閉器（ブレーカ）に適用することができる。したがって、耐アーク性、耐溶着性、耐摩耗性に優れ、信頼性の高い中型のブレーカを実現することができる。特に、本実施形態によれば、Ｃｄを含まないＣｄフリーの材料で構成された中型のブレーカを実現することができる。【００７５】
なお、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法では、スポットろう付け法に比べて接合時間が長いため、台金３が高温雰囲気に曝される。そのため、たとえ、還元雰囲気中で接合が行われたとしても、その雰囲気中に残存する酸素で台金３の表面が酸化する等によってスス状の物質で台金３の表面が覆われてしまう。そこで、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法で作製された接点部材１では、接合後に酸または水で接点部材１の表面を洗浄して、台金３の表面上に形成されたスス状の物質を除去する工程が必要となる。しかし、洗浄後にベーキング等によって接点部材１の表面を乾燥させても、酸素が電気接点材２の内部に残留する。【００７６】
これに対して、本発明の製造方法で採用されるスポットろう付け法では、瞬間的に接合が完了するので、上記のようなスス状の物質が台金３の表面に付着する量が少ない。このため、得られた接点部材１の表面を酸または水で洗浄する必要がない。したがって、電気接点材２の内部に残留する酸素量を低減することができる。これにより、本発明の接点部材１を用いてブレーカ１０を構成すると、ブレーカ１０の電流遮断時などの使用時において生じるアークの熱で、電気接点材２の内部に残留する酸素が気化する量を低減することができる。その結果、電気接点材２の内部に残留する酸素が気化する際に、爆発したように電気接点材２が消耗する現象を抑制することができる。すなわち、本発明の接点部材１を用いてブレーカ１０を構成すると、ブレーカ１０の電流遮断時などの繰り返し使用することによって電気接点材２が消耗する割合を低減することができる。これにより、接点部材１の寿命を向上させることができる。【００７７】
特に、本発明の製造方法で採用されるスポットろう付け法では、電気接点材２の内部に残留する酸素量として残留酸素濃度を５００ｐｐｍ以下にすることができる。この残留酸素濃度は低い方が好ましい。しかし、電気接点材２が粉末冶金法によって形成されるので、残留酸素濃度の下限値は製造方法によって制約され、５０ｐｐｍ程度が限界である。【００７８】
また、粉末冶金法によって形成される電気接点材２の相対密度が８０％以上９３％以下であれば、電気接点材２の消耗率を低減する効果が顕著に現れる。電気接点材２の相対密度が９３％以下であると、電気接点材２の表面が水と接触した際に、水分が電気接点材２の内部に浸透し、残留酸素濃度が増大しやすい。しかし、本発明の製造方法で採用されるスポットろう付け法では、得られた接点部材１の表面を酸または水で洗浄する必要がないので、電気接点材２の相対密度が９３％以下の場合に、電気接点材２の内部に残留する酸素濃度が増大するのを抑制することができる。電気接点材２の相対密度が９３％以上であっても、電気接点材２の消耗率を低減する効果があるが、もともと電気接点材２が高密度で形成されており、水分が電気接点材２の内部に浸透し難いので、上記の効果は顕著ではない。なお、電気接点材２の相対密度が８０％未満であれば、電気接点材２の高温強度が不足するために電気接点材２としての本来の機能を発揮することができない。Ｇｒの含有量が１質量％以上１０質量％以下である電気接点材２の場合、焼結工程において電気接点材２の内部に残存している酸素がＧｒと結合し、炭酸ガスになるので、空孔が形成されやすいので、相対密度が８０％以上９３％以下の範囲内になることが多い。この場合、電気接点材２の消耗率を低減する効果が顕著に現れる。
【実施例】
【００７９】
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。【００８０】
［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１〜２７による接点部材を作製するとともに、従来例に対応する比較例として、以下の比較例１〜４による接点部材を作製して、これらの接点部材の各々を組み込んで構成されたブレーカの各々を用いて短絡遮断試験を行った。【００８１】
本発明の実施例と比較例において作製された接点部材１を構成する電気接点材２と台金３の材質を以下の表１、表４および表５に示す。本発明の実施例と比較例において採用された接合方法を表１に示す。本発明のスポットろう付け法で用いた電極の材質と特性を以下の表２と表６に示す。【００８２】
接合後の電気接点材２の変形または破壊の有無、接合後の台金３の硬度、および、短絡遮断試験後の台金３の変形の有無について、評価結果を表３に示す。【００８３】
なお、スポットろう付け法の具体的な条件としては、接合電流を５〜２０ｋＡ、通電時間を１０〜５０サイクル（６０Ｈｚ）として、台金３の体積に応じて、接合後において電気接点材２の外周部の任意の２面にフィレットが形成されるように上記の数値範囲内で条件を調整した。【００８４】
比較例４で採用された抵抗ろう付け法の具体的な条件としては、直径が５〜３０ｍｍのカーボン電極を用いて接合電圧を３〜１５Ｖ、接合時間を３〜６０秒として、接合後において電気接点材２の外周部全体をフィレットが覆うように形成されるように上記の数値範囲内で条件を調整した。【００８５】
電気接点材２は、粉末冶金法によって次のようにして作製した。Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、ＷＣ、Ｇｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒの各粉末を表４に示す材質（１）〜（１５）、（１８）〜（２０）の組成になるようにヘンシェルミキサーで混合し、３９２ＭＰａの圧力でプレス成形した後、得られた成形体を水素雰囲気中にて温度９５０℃で１時間、焼結することによって作製した。【００８６】
（接点部材１の作製）
まず、図１、図２および図７を参照して、実施例１〜２７と比較例１〜４における各接点部材１の作製方法について説明する。【００８７】
（実施例１）
実施例１では、材質がＡｇ６０質量％−ＷＣ４０質量％の電気接点材２と、材質がＣ１１００Ｒ−Ｈ（タフピッチ銅：硬材）の台金３と、材質がＢＣｕＰ−５（ＪＩＳ  Ｚ３２６４、液相線：８１５℃）のろう材４とを準備するとともに、材質がＣｕ３２質量％−Ｗ６８質量％の台金側電極５１と接点側電極５２を使用して、スポットろう付け法を用いて接点部材１を作製した。電気接点材２の寸法は４．８ｍｍ（縦）×８．４ｍｍ（横）×１．６ｍｍ（厚み）、台金３の基体部３ａの寸法は１０ｍｍ（縦）×４０ｍｍ（横）×２．３ｍｍ（厚み）とした。台金３は、プレス加工により、接点接合台座部３ｂの寸法が４ｍｍ（縦）×７ｍｍ（横）×２ｍｍ（厚み）となるように作製した。この場合、台金３の体積は、基体部３ａと接点接合台座部３ｂを含めた状態で９７６ｍｍ３でった。台金３の基体部３ａの位置Ｐ（図１参照）における接合前のロックウェル硬さは８８．１ＨＲＦであった。台金側電極５１は１８ｍｍ（外径）×５０ｍｍ（高さ）の円筒形状の電極を使用し、接点側電極５２は２０ｍｍ（縦）×２０ｍｍ（横）×１００ｍｍ（高さ）の直方体形状の電極を使用した。台金側電極５１と接点側電極５２については、電気伝導度が６０％ＩＡＣＳ、熱伝導度が２２０Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが８０ＨＲＢであった。この実施例１の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８５ＨＲＦであった。【００８８】
（実施例２）
この実施例２では、上記の実施例１と異なる材質の台金側電極５１と接点側電極５２（ともにＣｕ３０質量％−Ｗ７０質量％）を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。台金側電極５１と接点側電極５２については、電気伝導度が５５％ＩＡＣＳ、熱伝導度が２１４Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが８７ＨＲＢであった。実施例２における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは５２ＨＲＦであった。【００８９】
（実施例３）
この実施例３では、台金側電極５１に上記の実施例１と同じ材質を適用し、接点側電極５２に実施例２と同じ材質を適用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例３における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例３の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６５ＨＲＦであった。【００９０】
（実施例４）
この実施例４では、台金側電極５１にＣｕ４０質量％−Ｗ６０質量％の材質を適用し、接点側電極５２に実施例２と同じ材質を適用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。台金側電極５１については、電気伝導度が６４％ＩＡＣＳ、熱伝導度が２２５Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが７５ＨＲＢであった。実施例４における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例４の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７９ＨＲＦであった。【００９１】
（実施例５）
この実施例５では、上記の実施例１よりも小さな体積の基体部３ａからなる台金３を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例５での基体部３ａの寸法は１７ｍｍ（縦）×５ｍｍ（横）×２．３ｍｍ（厚み）とした。この場合、台金３の体積は、基体部３ａと接点接合台座部３ｂを含めた状態で２５０ｍｍ３であった。実施例５における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例５の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは５１ＨＲＦであった。【００９２】
（実施例６）
この実施例６では、上記の実施例５よりも若干大きな体積の基体部３ａからなる台金３を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例６での基体部３ａの寸法は１９ｍｍ（縦）×６ｍｍ（横）×２．３ｍｍ（厚み）とした。この場合、台金３の体積は、基体部３ａと接点接合台座部３ｂを含めた状態で３２０ｍｍ３であった。実施例６における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例６の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６６ＨＲＦであった。【００９３】
（実施例７）
この実施例７では、上記の実施例１に対して約４倍の体積の基体部３ａからなる台金３を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例７での基体部３ａの寸法は６４ｍｍ（縦）×２０ｍｍ（横）×３ｍｍ（厚み）とした。この場合、台金３の体積は、基体部３ａと接点接合台座部３ｂを含めた状態で３９００ｍｍ３であった。実施例７における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例７の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８８ＨＲＦであった。【００９４】
（実施例８）
この実施例８では、上記の実施例７に対して約１５％大きな体積の基体部３ａからなる台金３を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例８での基体部３ａの寸法は７４ｍｍ（縦）×２０ｍｍ（横）×３ｍｍ（厚み）とした。この場合、台金３の体積は、基体部３ａと接点接合台座部３ｂを含めた状態で４５００ｍｍ３であった。実施例８における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例８の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８８ＨＲＦであった。【００９５】
（実施例９）
この実施例９では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ９５質量％−ＷＣ５質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例９における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例９の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６８ＨＲＦであった。【００９６】
（実施例１０）
この実施例１０では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ８０質量％−ＷＣ２０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１０における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１０の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７０ＨＲＦであった。【００９７】
（実施例１１）
この実施例１１では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ５０質量％−ＷＣ５０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１１における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１１の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７９ＨＲＦであった。【００９８】
（実施例１２）
この実施例１２では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ９５質量％−ＷＣ５質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１２における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１２の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６６ＨＲＦであった。【００９９】
（実施例１３）
この実施例１３では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ８０質量％−ＷＣ２０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１３における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１３の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７２ＨＲＦであった。【０１００】
（実施例１４）
この実施例１４では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ５０質量％−ＷＣ５０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１４における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１４の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８１ＨＲＦであった。【０１０１】
（実施例１５）
この実施例１５では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ｃｕ９５質量％−Ｍｏ５質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１５における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１５の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６５ＨＲＦであった。【０１０２】
（実施例１６）
この実施例１６では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ｃｕ８０質量％−Ｍｏ２０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１６における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１６の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７６ＨＲＦであった。【０１０３】
（実施例１７）
この実施例１７では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ｃｕ５０質量％−Ｍｏ５０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１７における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１７の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８５ＨＲＦであった。【０１０４】
（実施例１８）
この実施例１８では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ６０質量％−ＷＣ３９質量％−Ｆｅ１質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１８における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１８の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７７ＨＲＦであった。【０１０５】
（実施例１９）
この実施例１９では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ６０質量％−ＷＣ３７質量％−Ｎｉ３質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例１９における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例１９の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８２ＨＲＦであった。【０１０６】
（実施例２０）
この実施例２０では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ６０質量％−ＷＣ３５質量％−Ｃｏ５質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２０における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２０の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８０ＨＲＦであった。【０１０７】
（実施例２１）
この実施例２１では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ８０質量％−ＷＣ１９質量％−Ｃｒ１質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２１における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２１の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６５ＨＲＦであった。【０１０８】
（実施例２２）
この実施例２２では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ８０質量％−ＷＣ１７質量％−Ｇｒ３質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２２における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２２の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは６７ＨＲＦであった。【０１０９】
（実施例２３）
この実施例２３では、上記の実施例１と異なる材質の台金３（Ｃ１１００Ｒ−１／２Ｈ（タフピッチ銅：半硬材））を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。台金３の基体部３ａの位置Ｐ（図２参照）における接合前のロックウェル硬さは９０ＨＲＦであった。実施例２３における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２３の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８４ＨＲＦであった。【０１１０】
（実施例２４）
この実施例２４では、上記の実施例１と異なる材質の台金３（Ｃ１０２０Ｒ−Ｈ（無酸素銅：硬材））を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。台金３の基体部３ａの位置Ｐ（図２参照）における接合前のロックウェル硬さは８２ＨＲＦであった。実施例２４における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２４の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは７９ＨＲＦであった。【０１１１】
（実施例２５）
この実施例２５では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ９９質量％−Ｇｒ１質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２５における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２５の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８０ＨＲＦであった。【０１１２】
（実施例２６）
この実施例２６では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ９５質量％−Ｇｒ５質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２６における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２６の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８２ＨＲＦであった。【０１１３】
（実施例２７）
この実施例２７では、上記の実施例１と異なる材質の電気接点材２（Ａｇ９０質量％−Ｇｒ１０質量％）を用いて、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。実施例２７における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この実施例２７の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊は確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは８１ＨＲＦであった。【０１１４】
（比較例１）
実施例１〜２７に対する比較例１では、上記の実施例１と異なる材質の台金側電極５１（Ｃｕ１０質量％−Ｗ９０質量％）と接点側電極５２（Ｃｕ４０質量％−Ｗ６０質量％）を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。台金側電極５１については、電気伝導度が２６％ＩＡＣＳ、熱伝導度が１８０Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが１００ＨＲＢであった。接点側電極５２については、電気伝導度が６４％ＩＡＣＳ、熱伝導度が２２５Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが７５ＨＲＢであった（実施例４の台金側電極５１に使用した材質と実質的に同じである）。すなわち、比較例１では、実施例１〜２７に比べて低い電気伝導度と低い熱伝導度を有する台金側電極５１を用いて接合を行った。比較例１における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この比較例１の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊が確認されたために、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは測定しなかった。【０１１５】
（比較例２）
実施例１〜２７に対する比較例２では、上記の比較例１と同じ材質の台金側電極５１を使用し、上記の比較例１と異なる材質の接点側電極５２（Ｃｕ２０質量％−Ｗ８０質量％）を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。接点側電極５２については、電気伝導度が４３％ＩＡＣＳ、熱伝導度が１９０Ｗ／ｍＫ、ロックウェル硬さが１００ＨＲＢであった。すなわち、比較例２では、実施例１〜２７に比べて低い電気伝導度と低い熱伝導度を有する台金側電極５１と接点側電極５２を用いて接合を行った。比較例２における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この比較例２の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊が確認されたために、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは測定しなかった。【０１１６】
（比較例３）
実施例１〜２７に対する比較例３では、上記の実施例４と同じ材質の台金側電極５１を使用し、上記の比較例２と同じ材質の接点側電極５２を使用して、実施例１と同様のスポットろう付け法により接点部材１を作製した。すなわち、比較例３では、実施例１〜２７に比べて低い電気伝導度と低い熱伝導度を有する接点側電極５２を用いて接合を行った。比較例３における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この比較例３の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊が確認されたために、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは測定しなかった。【０１１７】
（比較例４）
実施例１〜２７に対する比較例４では、上記の実施例１と同じ材質の電気接点材２と台金３とろう材４とを用いて、従来の抵抗ろう付け法により接点部材１を作製した。すなわち、通電して加熱された二つのカーボン電極で、電気接点材２、ろう材４および台金３を上下に挟み込むことにより、カーボン電極から電気接点材２と台金３への熱伝導を利用して、ろう材４を溶融させて接合を行った。比較例４における接点部材１のその他の構成は上記の実施例１と同様とした。この比較例４の接合結果としては、表３に示すように、接合後の電気接点材２において変形と破壊が確認されず、台金３の位置Ｐ（図１参照）におけるロックウェル硬さは２７ＨＲＦであった。【０１１８】
（ブレーカ１０の短絡遮断試験について）
次に、図３、図５、図６および図８を参照して、上記の実施例１〜２７の接点部材１と比較例１〜４の接点部材の接合状態と機械的性質を確認するために行ったブレーカ１０の短絡遮断試験の結果について説明する。【０１１９】
この短絡遮断試験では、実施例１〜２７の接点部材１と比較例１〜４の接点部材１の各々を定格電流値が１５０Ａのブレーカ１０（図３参照）に組み込んだ上で、短絡遮断試験を行った。試験条件は以下の通りとした。【０１２０】
まず、図５に示すように、可動側接点部材２０に、上記の実施例１〜２７と比較例１〜４で作製した接点部材１を使用し、固定側接点部材３０に、Ａｇ８０質量％−ＷＣ１７質量％−Ｇｒ３質量％系の材料からなる接点部材を使用した。短絡遮断試験は、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、この短絡遮断試験では、規格試験（動作責務としてＯ責務と２回のＣＯ責務をこの順で行う）と、余力試験（規格試験後にさらに２回のＣＯ責務を行う）とを１セットとして、これを３セット実施した場合と、さらに２セットを追加的に実施した場合（合計５セット実施）における台金３の変形状態をそれぞれ調べた。【０１２１】
なお、台金３の変形の有無の判断基準は、接点部材１による回路遮断後（接点部材１の位置が図６の状態）に、接点部材１を復帰させた際の通電の可否に基づいて判断した。すなわち、復帰後に通電がある場合は、可動側接点部材２０と固定側接点部材３０とが図５に示すような状態（閉状態）であると推測されるために、台金３に変形が生じていないと判断した。一方、復帰後に通電がない場合は、可動側接点部材２０と固定側接点部材３０とが図８に示すような状態（開状態）であると推測されるために、この状態を台金３に変形が生じているとみなした。【０１２２】
表３に示すように、比較例１〜３では、上述のように接合後の電気接点材２に変形と破壊が確認された。これは、台金側電極５１または接点側電極５２の熱伝導度が１８０Ｗ／ｍＫ〜１９０Ｗ／ｍＫ程度と低かったために、ろう付け接合の際に発生する熱が、電気接点材２と台金３を通じて台金側電極５１または接点側電極５２に適切に吸収されず、接合時における電気接点材２の過度の温度上昇が抑制されなかったためであると考えられる。比較例４では、接合後における台金３のロックウェル硬さが２７ＨＲＦであったために、ブレーカの短絡遮断試験を３セット実施した時点で台金３に変形が確認された。これは、従来の抵抗ろう付け法によれば、台金３がろう付け温度に加熱されるために、Ｃｕからなる台金３が焼き戻されて機械的強度が低下したのが原因であると考えられる。【０１２３】
これに対して、上記の実施例１〜２７で作製された接点部材１では、ブレーカの短絡遮断試験を３セット実施した時点では、いずれの接点部材１でも、図８に示すような台金３の変形は確認されなかった。これは、台金側電極５１と接点側電極５２の熱伝導度がともに２１０Ｗ／ｍＫ以上であったために、ろう材４が溶融する温度（本実施例の場合は８１５℃）を超える温度まで加熱された場合に発生する熱を、台金側電極５１または接点側電極５２に適度に放散させることができ、台金３の過度の温度上昇が抑制された結果であると考えられる。【０１２４】
また、表３に示すように、上記の実施例２と実施例５以外の実施例では、ブレーカの短絡遮断試験を５セット実施した時点においても、いずれの接点部材１でも、図８に示すような台金３の変形は確認されなかった。一方、上記の実施例２と実施例５では、ブレーカの短絡遮断試験を５セット実施した時点において、図８に示すような台金３の変形が確認された。これは、実施例２の場合、台金側電極５１と接点側電極５２の両者の材料が比較的低い熱伝導度（２１４Ｗ／ｍＫ）を有するので、実施例２以外の他の実施例と比べて、ろう材４の溶融時の熱が台金側電極５１と接点側電極５２へと伝達され難く、台金３の焼き戻しがある程度進行したためである。実施例５の場合、台金３の体積が２５０ｍ３と他の実施例と比べて小さかったために、台金３の熱容量が小さく、スポットろう付け法を用いても、台金３の焼き戻しがある程度進行したためであると考えられる。この結果、実施例２と実施例５では、接合後の台金３のロックウェル硬さが下限値である５０ＨＲＦ程度まで低下し、すなわち、台金３の機械的強度が他の実施例よりも比較的低下し、追加の２セットの試験実施によって、台金３に変形が生じたものと考えられる。【０１２５】
さらに、上記の実施例８では、台金３の変形は確認されなかったが、接点部材１を１０００個作製した場合に、電気接点材２と台金３との接合不良（ろう材４がフィレット形状を形成せず、適切に拡がらない）が５％の確率で確認された。なお、実施例８以外の他の実施例では、同様に接点部材１を１０００個作製した場合に、接合不良率は１％未満であった。これは、実施例８の台金３の基体部３ａの体積が４５００ｍｍ３と他の実施例に比べて大きかったために、台金３の熱容量が大きくなり、接合時にろう材４とその近傍で発生する熱が台金３へ過度に放散するために、スポットろう付け法では、ろう材４を十分に溶融させることができない場合が増加したためであると考えられる。【０１２６】
【表１】
2009041246.tif 000003
【０１２７】
【表２】
2009041246.tif 000004
【０１２８】
【表３】
2009041246.tif 000005
【０１２９】
【表４】
2009041246.tif 000006
【０１３０】
【表５】
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【０１３１】
【表６】
2009041246.tif 000008
【０１３２】
［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、以下の表７に示す実施例１０１〜１１０による接点部材を作製するとともに、従来例に対応する比較例として、以下の比較例１０１〜１２０による接点部材を作製して、これらの接点部材の各々を組み込んで構成されたブレーカの各々を用いて短絡遮断試験を行った。【０１３３】
本発明の実施例と比較例において作製された接点部材１を構成する電気接点材２と台金３の材質を以下の表７、上記の表４および表５に示す。電気接点材２の相対密度を以下の表７に示す。本発明の実施例と比較例において採用された接合方法を表１に示す。スポットろう付け法で用いた電極の材質を以下の表７と上記の表６に示す。【０１３４】
接合後の電気接点材２の内部に残留する酸素濃度、および、短絡遮断試験後の電気接点材２の消耗率の測定結果を表７に示す。【０１３５】
なお、スポットろう付け法の具体的な条件としては、接合電流を５〜２０ｋＡ、通電時間を１０〜５０サイクル（６０Ｈｚ）として、台金３の体積に応じて、接合後において電気接点材２の外周部の任意の２面にフィレットが形成されるように上記の数値範囲内で条件を調整した。【０１３６】
比較例１０１〜１０４、１０９〜１１４で採用された抵抗ろう付け法の具体的な条件としては、直径が５〜３０ｍｍのカーボン電極を用いて接合電圧を３〜１５Ｖ、接合時間を３〜６０秒として、接合後において電気接点材２の外周部全体をフィレットが覆うように形成されるように上記の数値範囲内で条件を調整した。【０１３７】
比較例１０５〜１０８、１１５〜１２０で採用された炉中接合ろう付けの具体的な条件としては、加熱炉内の温度を７００〜８５０℃、加熱炉内の雰囲気を窒素、水素または真空、接合時間を２〜８時間として、接合後において電気接点材２の外周部全体をフィレットが覆うように形成されるように上記の数値範囲内で条件を調整した。【０１３８】
比較例１０１〜１０４、１０９〜１１４で採用された抵抗ろう付け法や、比較例１０５〜１０８、１１５〜１２０で採用された炉中接合ろう付け法では、スポットろう付け法に比べて接合時間が長いため、台金３が高温雰囲気に曝されるので、その雰囲気中に残存する酸素で台金３の表面が酸化する等によってスス状の物質で台金３の表面が覆われてしまった。そこで、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法で作製された接点部材１では、電気接点材２の機能を果たすことができるように、接合後に水で接点部材１の表面を洗浄して、台金３の表面上に形成されたスス状の物質を除去した。【０１３９】
電気接点材２は、粉末冶金法によって次のようにして作製した。Ａｇ、ＷＣ、Ｇｒの各粉末を表４に示す材質（２）、（１５）〜（２０）の組成になるようにヘンシェルミキサーで混合し、以下の表８に示す圧力でプレス成形した後、得られた成形体を水素雰囲気中にて温度９５０℃で３時間、焼結することにより、表７に示されるような相対密度の電気接点材２を作製した。電気接点材２の相対密度は、電気接点材２の重量を電気接点材２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。【０１４０】
得られた各接点部材１の電気接点材２に残留する酸素濃度の測定は、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。【０１４１】
ブレーカ１０の短絡遮断試験については、上記の実施例Ａと同様の方法で行った。実施例Ｂでは、上記の実施例Ａで実施した短絡遮断試験を１セット行った。短絡遮断試験後における電気接点材２の消耗率は、次の式によって算出した。【０１４２】
（電気接点材２の消耗率）＝［{（試験前の電気接点材２の厚み）−（試験後の電気接点材２の厚み）}／（試験前の電気接点材２の厚み）］×１００（％）
表７に示すように、実施例１０１〜１１０の接点部材１の電気接点材２では、同じ相対密度で比べると、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法で作製された比較例１０１〜１２０の接点部材１の電気接点材２よりも、残留酸素濃度が低く、短絡遮断試験後における電気接点材２の消耗率が低いことがわかる。実施例１０１〜１１０の接点部材１の電気接点材２では、残留酸素濃度を５００ｐｐｍ以下にすることができた。【０１４３】
また、同じ相対密度の実施例と比較例とを対比すると、相対密度が８０〜９３％の電気接点材２の場合（実施例１０３、１０４、１０５〜１１０と比較例１０３、１０４、１０７〜１２０）は、相対密度が９３％を超える電気接点材２の場合（実施例１０１、１０２と比較例１０１、１０２、１０５、１０６）よりも、短絡遮断試験後における電気接点材２の消耗率を低減する効果が顕著であることがわかる。【０１４４】
【表７】
2009041246.tif 000009
【０１４５】
【表８】
2009041246.tif 000010
【０１４６】
［実施例Ｃ］
上記の実施例Ａで作製された実施例１と比較例４の接点部材１において、台金３の表面における硬度分布を測定した。【０１４７】
図９は、実施例１と比較例４の接点部材１において電気接点材２の接合後に測定された台金３の硬度測定箇所を説明するための側面図である。【０１４８】
図９に示すように、電気接点材２の後端縁の位置０を原点（ゼロ点）として、Ｘ軸に沿って硬度を測定した。図９においてＣ寸法は１０ｍｍであり、Ｌ寸法は２４ｍｍである。硬度分布の測定結果を図１０に示す。【０１４９】
図１０に示すように、抵抗ろう付け法によって電気接点材２が接合された比較例４の台金３においては、電気接点材２の接合箇所に関係なく、接合後の台金３の硬度が全体的に低下することがわかる。これは、抵抗ろう付け法では、台金３の全体がろう付け温度に加熱されることによって、台金３自体が焼き戻されて台金３の硬度が全体的に低下したことによるものと考えられる。【０１５０】
これに対して、本発明のスポットろう付け方法によって電気接点材２が接合された実施例１の台金３は、電気接点材２の接合箇所とその近傍（図１０にてＸ軸の数値が０未満）では、接合前の硬度（８８．１ＨＲＦ）に対して接合後の硬度が低下する度合いが比較的大きいが、接合箇所から離れた箇所（図１０にてＸ軸の数値が０以上）では接合後の硬度が低下する度合いは小さい。すなわち、実施例１の台金３は、回動軸が挿入される軸孔３ｃとその近傍の位置では、接合前の硬度（８８．１ＨＲＦ）に対して接合後の硬度があまり低下していない。なお、実施例１の台金３は、電気接点材２の接合箇所とその近傍の硬度は、接合前よりも低下しているが、対応する位置における比較例４の台金３の硬度よりも高い。【０１５１】
したがって、実施例１の台金３は、回動軸が挿入される軸孔３ｃとその近傍の位置では硬度があまり低下していないので、ブレーカ１０の電流遮断時などの使用時において、回動軸が取り付けられる軸孔３ｃを中心として台金３が回動して台金３に大きな力が働く場合に台金３が変形するのを効果的に防止することができる。【０１５２】
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、請求の範囲によって示され、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。【０１５３】
たとえば、上記の実施形態と実施例では、ブレーカ１０の可動側接点部材２０に本発明の接点部材１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の固定側接点部材３０に本発明の接点部材を用いてもよい。【０１５４】
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に接点部材１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）に本発明の接点部材を用いてもよい。【０１５５】
さらに、上記の実施例１〜４、６、７および９〜２７では、台金３の基体部３ａを３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下の体積範囲において種々のサイズ（縦×横×厚み）に形成した例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、台金３を上記の体積範囲を満足するならば、上記の実施例１〜４、６、７および９〜２７に示したサイズ以外のサイズに形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
この発明の接点部材は、定格電流値が３０Ａ〜２００Ａの中型の開閉器（ブレーカ）に組み込まれて用いられる。
【図１】
2009041246.tif 000011
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月8日(2008.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）を準備する工程と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）を準備する工程と、
接合後において前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上、かつ、ロックウェル硬さが７０ＨＲＢ以上の電極（５１、５２）を用いたスポットろう付け法によって前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合する工程と、
を備えた、接点部材（１）の製造方法。
【請求項２】
前記基材（３）の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下である、請求項１に記載の接点部材（１）の製造方法。
【請求項３】
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）と、
前記電気接点材（２）と前記基材（３）との間に配置され、前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合するろう材（４）とを備え、
前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である、接点部材（１）。
【請求項４】
前記ろう材（４）の液相線温度が、６２０℃以上である、請求項３に記載の接点部材（１）。
【請求項５】
前記基材（３）の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下である、請求項３に記載の接点部材（１）。
【請求項６】
接点部材（１）を備えた開閉器（１０）であって、
前記接点部材（１）が、
タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む電気接点材（２）と、
銅を９９質量％以上含む基材（３）と、
前記電気接点材（２）と前記基材（３）との間に配置され、前記電気接点材（２）と前記基材（３）とを接合するろう材（４）とを含み、
前記基材（３）のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である、開閉器（１０）。
【請求項７】
固定側接点部材（３０）と、
前記固定側接点部材（３０）に接触することができるように、または、前記固定側接点部材（３０）から離隔することができるように、移動可能に配置された可動側接点部材（２０）とを備え、
前記接点部材（１）が前記可動側接点部材（２０）である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【請求項８】
前記基材（３）の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【請求項９】
前記接点部材（１）に印加される定格電流値が、３０Ａ以上２００Ａ以下である、請求項６に記載の開閉器（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
量％以下、含む電気接点材を準備する工程。
［００１９］
（ｂ）銅を９９質量％以上含む基材を準備する工程。
［００２０］
（ｃ）接合後において温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極を用いたスポットろう付け法によって電気接点材と基材とを接合する工程。
［００２１］
この発明の製造方法においては、スポットろう付け法によって電気接点部材と基材とを接合する際に、熱伝導度が２１０Ｗ／ｍＫ以上の電極を用いることによって、ろう材とその近傍で発生する熱を、電気接点材や基材を通じてスポットろう付け装置の電極側に容易に放散させることができる。これにより、接合時における電気接点材と基材の温度上昇を適切に抑制することができるので、接合時の温度上昇に起因して電気接点材が変形または破壊するのを防止することができる。
［００２２］
また、この発明の製造方法においては、電気接点材が変形または破壊することを防止することができるので、スポットろう付け方法の本来の利点を活かすことができ、すなわち、電気接点材の接合後に基材の機械的強度が低下しないようにすることが可能となる。
［００２３］
さらに、この発明の製造方法においては、電気接点材の接合後において温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上になるように制御されている。このようにして得られた接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、本発明の製造方法によって得られた接点部材を用いることにより、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。
［００２４］
この発明の接点部材の製造方法において、基材の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下であることが好ましい。
［００２５］
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、スポットろう付け法によって電気接点部材と基材とを接合する際に、ろう材とその近傍で発生する熱を、基材を通じて外部に効果的に放散させることができる。なお、基材の体積が３００ｍｍ３未満では、基材の熱容量が小さくなるので、接合時にろう材とその近傍で発生する熱が基材を過
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
度に加熱することにより、基材が焼き戻されて、基材の硬度が低下し、機械的強度が低下するおそれがある。また、基材の体積が４０００ｍｍ３を超える場合には、基材の熱容量が大きくなるので、接合時にろう材とその近傍で発生する熱を基材が過度に吸収することにより、ろう材が適切に溶融せず、接合不良を引き起こすおそれがある。
［００２６］
なお、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法では、スポットろう付け法に比べて接合時間が長いため、基材が高温雰囲気に曝される。そのため、たとえ、還元雰囲気中で接合が行われたとしても、その雰囲気中に残存する酸素で基材の表面が酸化する等によってスス状の物質で基材の表面が覆われてしまう。そこで、従来の抵抗ろう付け法や炉中接合ろう付け法で作製された接点部材では、接合後に酸または水で接点部材の表面を洗浄して、基材の表面上に形成されたスス状の物質を除去する工程が必要となる。しかし、洗浄後にベーキング等によって接点部材の表面を乾燥させても、酸素が電気接点材の内部に残留する。
［００２７］
これに対して、本発明の製造方法で採用されるスポットろう付け法では、瞬間的に接合が完了するので、上記のようなスス状の物質が基材の表面に付着する量が少ない。このため、得られた接点部材の表面を洗浄する必要がない。したがって、電気接点材の内部に残留する酸素量を低減することができる。これにより、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において生じるアークの熱で、電気接点材の内部に残留する酸素が気化する量を低減することができる。その結果、電気接点材の内部に残留する酸素が気化する際に、爆発したように電気接点材が消耗する現象を抑制することができる。すなわち、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの繰り返し使用することによって電気接点材が消耗する割合を低減することができる。これにより、接点部材の寿命を向上させることができる。
［００２８］
以上のようにこの発明の製造方法によれば、電気接点材が変形または破壊することを抑制することができるので、スポットろう付け方法の本来の利点を活かすことができ、すなわち、電気接点材の接合後に基材が焼き戻されてしまうのを抑制することができ、電気接点材の接合後に基材の機械的強度が低下しないようにすることが可能となる。その結果、基材と電気接点部材がろう付け接合されることによって形成された
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
接点部材において、基材の機械的強度の低下が限定された範囲内に抑制されたものを得ることができる。すなわち、本発明の接点部材は、以下の特徴を備えている。
［００２９］
この発明に従った接点部材は、電気接点材と、基材と、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合するろう材とを備える。電気接点材は、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む。基材は、銅を９９質量％以上含む。ろう材は、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合する。温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である。
［００３０］
この発明の接点部材においては、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上であるので、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、本発明の接点部材を用いることにより、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。
［００３１］
この発明の接点部材において、ろう材の液相線温度が、６２０℃以上であることが好ましい。
［００３２］
接点部材において基材と電気接点材とを接合するろう材の液相線温度が６２０℃以上であるので、本発明の接点部材を用いて開閉器を構成すると、開閉器の作動時に電気接点材の温度が上昇した場合に電気接点材が基材から剥がれ落ちるのを抑制することができる。
［００３３］
また、この発明の接点部材において、基材の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下であることが好ましい。
［００３４］
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、本発明の接点部材を定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下の中型の開閉器に容易に適用することができる。
［００３５］
この発明に従った開閉器は、接点部材を備えた開閉器であって、接点部材は、電気接点材と、基材と、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
合するろう材とを備える。電気接点材は、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、炭化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を０．１質量％以上６０質量％以下、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも１種類の材料を４０質量％以上９９．９質量％以下、含む。基材は、銅を９９質量％以上含む。ろう材は、電気接点材と基材との間に配置され、電気接点材と基材とを接合する。温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上である。
［００３６］
この発明の開閉器においては、温度２５℃、試験荷重５８８Ｎの条件で測定された基材のロックウェル硬さが５０ＨＲＦ以上であるので、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形するのを抑制することができる。したがって、開閉動作の信頼性を向上させることが可能な開閉器を得ることができる。
［００３７］
この発明の開閉器は、固定側接点部材と、この固定側接点部材に接触することができるように、または、この固定側接点部材から離隔することができるように、移動可能に配置された可動側接点部材とを備え、上記の接点部材が可動側接点部材であることが好ましい。
［００３８］
この場合、上述した特徴を備えた本発明の接点部材を少なくとも可動側接点部材に用いることにより、開閉器の電流遮断時などの使用時において可動側接点部材に大きな力が働く場合に、少なくとも可動側接点部材を構成する基材が変形するのを抑制することができる。したがって、開閉器の信頼性を効果的に高めることができる。
［００３９］
また、この発明の開閉器において、基材の体積が、３００ｍｍ３以上４０００ｍｍ３以下であることが好ましい。
［００４０］
基材の体積を上記の範囲に限定することにより、本発明の開閉器を定格電流値が３０Ａ以上２００Ａ以下で基材が相対的に小さい中型の開閉器として容易に構成することができる。
［００４１］
さらに、この発明の開閉器において、接点部材に印加される定格電流値が、３０Ａ以上２００Ａ以下であることが好ましい。
［００４２］
中型の開閉器用接点部材においては、基材が相対的に小さいので、開閉器の電流遮断時などの使用時において基材に大きな力が働く場合に基材が変形しやすい
【国際調査報告】
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