(57)【要約】低電圧電力遮断器用の真空スイッチ管において、短絡電流を抑制するのに必要な接点圧力を減少させるべく、夫々所定のばね定数を持つ複数の単位分離接触子を備えた２つの接触子からなる接触子装置を形成する。少なくとも一方の接触子本体（４）を、高弾性材料からなる下層と良導電性材料からなる上層とを持つ２層渦巻き型接触子として構成し、各接触子アーム（１０）の外側領域内の上層として接点材料からなる接点被覆（９）を設ける。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する接触面を有し同軸配置された２つの接触子を備え、各接触子が複数アームの平坦な渦巻き型接触子（１）として構成され、少なくとも一方の接触子が軸方向に可動の真空スイッチ管用接触子装置において、両接触子の少なくとも一方が、高弾性材料製の下層（６）と良導電性材料製の上層（７）を有する少なくとも２層の接触子本体（４）として構成され、
前記下層（６）と上層（７）が材料接合により互いに結合され、
各接触子アーム（１０）の外側領域内に接点材料からなる被覆（９）が設けられたことを特徴とする装置。
【請求項２】
下層（６）が特殊鋼、上層（７）が高純度の銅そして被覆（９）が銅とクロムを含む材料からなることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
下層（６）と上層（７）の厚さが各々３〜５ｍｍ、被覆（９）の厚さが２ｍｍであることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
下層が特殊鋼、上層が銅とクロムを含む材料からなり、両層間に高純度の銅層が配置されたことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
各接触子が６アームの渦巻き型接触子（１２）として形成されたことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は電気部品、具体的には互いに対向する接触面を有し同軸配置された２つの接触子を備え、各接触子が複数アームの平坦な渦巻き型接触子として構成され、少なくとも一方の接触子が軸方向に可動の真空スイッチ管に適用される真空スイッチ管用接触子装置に関する。この種装置は多くの場合４アームを備え、ときに６アームとされる（独国特許出願公開第１９６２４９２０号明細書参照）。
【０００２】
この種真空スイッチ管用接触子装置は、所謂「羽根車型電極」又は「渦巻き型接触子」として知られ、しばしば運転電流開閉用の内側接触子領域と、該領域を同心的に取り囲み、短絡電流遮断用に設けられ、回転アークの走行面として働く外側接触子領域とを備える。その際、内側接触子領域は外側接触子領域に左程大きくない所定量だけ突出する（米国特許第３１５８７１９号、同第３８０９８３６号明細書）。渦巻き型接触子の他の公知例では、接触面の内側領域を窪みとして形成し、運転電流開閉用の接点領域を短絡電流遮断用の接点領域と同一にしている（欧州特許第０５３２５１３号、独国特許出願公開第１９８０２８９３号、独国特許出願公開第１９９１０１４８号明細書）。
【０００３】
真空スイッチ管において溶着接点領域を容易に分離可能とすべく、各接触子に多数の接点面を与え、それら接点面を主接触子本体に弾性的に保持することは公知である。そのため、接点面に対し内側に突き出た放射方向支持アームを持つ筒状の主接触子本体を設ける（米国特許第３８６９５８９号明細書）。
【０００４】
更に空気中で開閉する低電圧用の電力遮断器において、接点圧力を減少させるべく、可動接点を互いに並列配置した複数の接触子フィンガに分割することは公知である（米国特許第５２１０３８５号明細書）。
【０００５】
電力遮断器、特に低電圧領域の電力遮断器用の真空スイッチ管では、大電流で接触子に大きな力が生じ、これが両接点を互いに開離させようとする（独国特許出願公開第１９９１０４１８号明細書参照）。電流によるこの力は、接点溶着の危険性を持つ接点開離を防止すべく、適当な手段で補償せねばならない。真空スイッチ管を装備した遮断器では、この問題は常時印加する静的な接点圧力に付加的に短時間、特に短絡電流の通流時に接点圧力を増強すべく作用する大きな動的電磁力を、付加的な電流回路により加えることで既に解決している。その結果、短時間のみ必要な全接点圧力を機械的に加える必要がなくなる。しかしかかる電流回路は比較的高価なものなので、恒久的に機械的に加える接点圧力は比較的大きな電流、特に５０ｋＡを超える大電流では依然として単位開閉極当たり数ｋＮにも達する。このため、開閉装置に相当高い機械的費用を要することになる。
【０００６】
本発明の課題は、請求項１の前文に記載の接触子装置を、両接触子間の機械的接触部が複数の各分割接点において所定のばね定数をもって分布し、それにも係らずアークの回転が可能なように構成することである。
【０００７】
この課題を解決するため、本発明では各接触子を高弾性材料からなる下層と良導電性材料からなる上層を持つ少なくとも２層の接触子本体として構成し、下層と上層を材料接合により互いに結合し、各接触子アームの外側領域内に接点材料からなる被覆を設ける。なお材料接合とは、半田付け、ろう付け、溶接等の材料同士の接合を意味する。
【０００８】
接触子装置の上記構成では、個々の接触子の層構成により機械的安定性と電気的伝導性の機能を互いに分離し、機械的安定性を保証する層内に、導電層により若干抑制されるばね特性を付加的に集約させる。その際、接点材料製の被覆で、渦巻き型接触子のアームのばね性曲げ応力を生ずるかなり広い接触部が生ずる。個々の渦巻き型接触子のかかる構成で、良導電性の比較的高価な材料からなる層を電気的な条件から必要な範囲内で薄くできる。ばね弾性層を持つこの層の裏張りで、多くの場合脆い接触子材料からなる導電層の早期疲労破損を回避できる。この目的に、特に特殊鋼の群から選択した材料が適し、他方導電層には高純度の銅が好適である。上、下層は各々約３〜５ｍｍ、被覆は約２ｍｍの厚さとし、被覆は銅とクロムを含む材料、特に実証済みの銅−クロム焼結材料で構成するとよい。該材料は、場合により導電層にも使用できる。その際、両層間に必要な電気特性を保証する銅層を介在させてもよい。
【０００９】
両渦巻き型接触子間の機械的接触部を多くの単位分割接点に分割すべく、接触子を５アーム以上、特に６アームの渦巻き型接触子として構成するとよい。
【００１０】
図１〜図３は、本発明による接触子装置の２つの実施形態を示す。
【００１１】
図１の接触子装置の両接触子１、２は、図２に示す如く４つのアーム１０の渦巻き型接触子を構成し、夫々接触子支持体３と固有の接触子本体４からなる。
【００１２】
円板状の接触子本体４は、各々下層６と上層７を備える。下層６と上層７は材料接合、特に半田付けで互いに結合されている。上層７には接点被覆９がある。接触子本体４は接触子支持体３で支持されている。接触子支持体３は段付き部８を備え、下層６の貫通孔を経て上層７に直接接続されている。接触子支持体３は高純度の銅、下層６は特殊鋼、上層７は高純度の銅、そして接点被覆９は銅−クロム焼結材料からなっている。
【００１３】
図２によれば、両渦巻き型接触子１、２の接触子アーム１０は、欧州特許第０５３２５１３号明細書で公知の装置と同様に、特別なスリット１１により形成されている。スリット１１は中心貫通孔５を持つ円板状の接触子本体４に作られ、該本体４は開閉時、アーム領域内でのアーク発生を保証する。接点被覆９は各々接触子アーム１０の端部、即ち接触子アーム１０の外側領域内に設けられる。
【００１４】
図３は６アーム型に構成された接触子本体１２を示す。渦巻き型に形成された接触子アーム１３の端部に、各々接点被覆１４が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
４アームの渦巻き型接触子を備えた第１接触子装置の縦断面図。
【図２】
図１の接触子装置における接触子の平面図。
【図３】
６アームの渦巻き型接触子を備えた第２接触子装置の接触子の平面図。
【符号の説明】
１、２渦巻き型接触子、３  接触子支持体、４、１２  接触子本体、
５  中心貫通孔、６  下層、７  上層、８  段付け部、９、１４  接点被覆、
１０  接触子アーム、１１  スリット
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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