滑动接点材料和金属包层复合材料以及直流小型电动机制造技术

本发明专利技术提供一种适合于用在最近的小型化的ＣＤ播放器上的直流小型电动机的、耐久性更好的滑动接点材料。本发明专利技术是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，它由０．０１～３．０重量％的Ｎｉ、０．０１～６．０重量％的ＺｎＯ及／或０．０１－３．０重量％的ＭｇＯ、根据情况还含有０．０１－５．０重量％的Ｃｕ、余分为Ａｇ的组成构成，使Ｎｉ金属粒子、ＺｎＯ粒子或ＭｇＯ粒子分散于Ａｇ基体中。

【技术实现步骤摘要】
滑动接点材料和金属包层复合材料以及直流小型电动机
本专利技术涉及由机械性滑动动作进行电通断的直流小型电动机的整流子，特别涉及构成整流子的滑动接点材料，该整流子为在CD播放器中用于控制CD进出仓的加载机构及使读取CD信号的透镜移动的进给机构的直流小型电动机用整流子，由充电式电池驱动的家电产品所使用的直流小型电动机用整流子(此外，接地圈、旋转开关等)。
技术介绍
近年来，在上述
中，有关新的滑动接点材料的研究正方兴未艾。对构成直流小型电动机的整流子的滑动接点材料而言，最重要的课题是在使用接点时将磨损控制在比较理想的状态，并且实现低接触电阻。本来，要实现滑动接点材料的低接触电阻，除了滑动接点材料自身的导电性以外，可以通过使相接触的材料彼此间完全接触，或着贴合来达成。但是，该材料滑动时，相接触的材料彼此间的接触或着贴合程度越大，则摩擦阻力越大，如果使材料克服该摩擦进行滑动，则会发生显著的磨损现象。即对滑动接点材料而言，如果不能根本控制上述这种相反的现象，则不能获得具有更理想特性的材料。此外，该滑动接点的磨损现象在学术上还有很多未明确之处，因此要通过改进滑动接点材料来控制磨损现象可以说是非常困难的。该滑动接点材料的磨损大致可以分为粘附磨损和刮痕磨损。通常，即使滑动接点材料的表面被加工得非常平滑，但在微观上也并不是完全的平面，存在较多微细的凹凸。如果这种金属表面互相接触，则虽然从表观上看起来好象是大面积接触，但实际上是存在于表面的微细的凹凸中突起的部分互相接触的状态，所谓的真接触面积小于表观的接触面积。由此该真的接触部、即相接触的突起部受到较大的压力，相接触的金属彼此间发生粘附，从而导致粘附磨损，即软质的金属被撕裂移向硬质金属。此外，在硬度不同的材料相接触时或者虽然是软质金属互相接触但一方含有较硬粒子时，软质金属被硬质金属机械剪切，发生刮痕磨损。这种磨损现象较大程度上取决于相接触的金属材料的硬度，这些金属彼此间-->的结合性等，滑动接点材料的磨损现象基本上与接触压成正比，接触压越大越显著，利用材料的固化来降低。但是接触时的温度或湿度变化，以及存在腐蚀性成分、有机质蒸气、灰尘等，也会使磨损现象发生显著变化。由于该磨损现象的变化是接点部的接触状态的变化，因此会引起接触电阻的增加，对稳定地维持低接触电阻有很大的影响。上述磨损现象，具体来说产生于将使用了滑动接点材料的金属包层复合材料作为整流子装入直流小型电动机，以高速旋转驱动电动机时的整流子和电刷间。即，构成整流子的滑动接点材料受长时间的接触摩擦，再加上滑动所产生的摩擦热，上述的粘附磨损、刮痕磨损一并产生。由此，因该磨损现象滑动接点材料的表面被磨削，产生磨损粉末，使接触电阻增加，该磨损磨粉填埋整流子的间隙，造成导通短路，或成为杂音产生的原因。而且，如果磨损现象进一步发展，则在用了滑动接点材料的金属包层复合材料中，设置于金属包层复合材料的表层的金属、即滑动接点材料受到磨损而被破坏，磨损扩大到其下的基底材料。这种金属包层复合材料的基底材料被磨损的状态的情况下，由于易氧化的基底材料露出，因此可能会因该基底材料的金属氧化物引发各种电气故障。因此构成所谓的二层或三层金属包层复合材料用作整流子的情况下，可以说改进构成各层的合金的材料是极其重要的课题。近年来，在CD播放器中控制CD进出仓的加载机构、或使读取CD信号的透镜移动的进给机构所使用的直流小型电动机用整流子的滑动接点材料，以及由充电式电池驱动的家电产品所使用的直流小型电动机用整流子的滑动接点材料采用，表面层使用由1～2重量％的Cd、余分为Ag构成的Ag-Cd合金，基底层使用Cu或Cu合金的二层金属包层复合材料(例如Ag99-Cdl/Cu)；或者表面层使用由1～2重量％的Cd、0.01～0.70重量％的Ni、余分为Ag构成的Ag-Cd-Ni合金，基底层用Cu或Cu合金的二层金属包层复合材料(例如Ag97.7-Cd2-Ni0.3/Cu)等。上述()内所述的“合金组成/Cu”表示构成二层的金属包层复合材料，“/”表示表面层和基底层的界面。在合金组成元素后的数字表示重量％的值。这种Ag-Cd合金及Ag-Cd-Ni合金是电气特性、硬度、低接触电阻性都非常优良的材料，例如在日本特许公告平2-60745号公报中所公开的直流小型电-->动机的整流子用滑动接点材料，该接点材料由含有1～5重量％的Sn及Cd中的至少一种，余分为Ag的Ag合金构成。但是，如果考虑到目前的环境问题等，制造及使用含有作为有害物质的Cd的滑动接点材料并不是理想的。作为其它的合金，也可以采用Ag-Cu合金和Ag-Cu-Cd合金等。但是这些滑动接点材料虽然使用初期的接触电阻低，但是该接触电阻会随使用时间的增加发生变化。因此存在使用充电式电池的电动剃刀等的产品价值差的问题。即，这些合金系的滑动接点材料用于直流小型电动机时，由于经时变化接触电阻增高，因此电动机的启动电压增高。即，电池的电动势下降到电动机的启动电压的时间变短，产生电动机不立即启动的问题。其结果是，电池的充电次数增加，电池本身的寿命变短。此外，例如在日本特许公开公报58-104140号中公开了一种Ag-Zn系合金的滑动接点材料，该合金由在Ag中添加1～10重量％的Zn和0.5-1.0重量％的Te、Co、Ni、Cu、Ge、Ti、Pb的至少一种而形成。这种滑动接点材料利用Te、Co、Ni、Cu、Ge、Ti、Pb比Zn更易氧化的性质，通过含有这些金属，抑制Zn的氧化，保持滑动接点材料的耐硫化性、润滑性，实现耐磨损性的提高和低接触电阻的稳定化。但是，这种滑动接点材料也和上述的Ag-Cu合金等一样，虽然初期接触电阻低，但是接触电阻发生经时变化，具有随着使用时间的增长接触电阻变高的趋势。在日本特许公开公报平8-260078号中，公开了Ag-Zn合金、Ag-Zn-Ni合金的滑动接点材料。这些滑动接点材料虽然接触电阻低，但还称不上是能够将磨损现象控制到使电动机的寿命得到提高的程度。
技术实现思路
上述以往的滑动接点材料可以说不能充分适应最近小型化的CD播放器的加载机构和进给机构的规格。随着CD播放器的小型化，用在其内部的直流电动机也小型化，但CD播放器的加载机构规格本身与电动机的大小无关，与一直以来所需的转矩相同。因此即使将电动机小型化，也达到1万转/分钟以上的高速旋转，通过齿轮，实现必需的转矩。但是在该1万转/分钟以上的高速旋转领域中，凭以往的滑动接点材料所具有的特性是无法充分满足要求的，因此迫切需要耐久-->性更高的优良的滑动接点材料。本专利技术的目的是提供滑动接点材料，以及通过将该具有优良特性的滑动接点材料用于直流小型电动机的整流子，实现电动机的长寿化。该滑动接点材料为不含有Cd这类有害物质的合金组成，特别是接触电阻特性优良，电气性能良好，且无经时变化，具有实用上不逊于以往的滑动接点材料的耐磨损性。为了解决上述课题，本专利技术者经过深入地研究，最终想到了本专利技术。本专利技术是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征是由0.01～3.0重量％的Ni、0.01～6.0重量％的ZnO、余分为Ag的组成构成，使Ni金属粒子、ZnO粒子分散于Ag基体中。本专利技术涉及的滑动接点材料是Ni金属粒子、ZnO粒子分散于Ag基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
滑动接点材料，它是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征在于，由０．０１～３．０重量％的Ｎｉ、０．０１～６．０重量％的ＺｎＯ、余分为Ａｇ的组成构成，使Ｎｉ金属粒子、ＺｎＯ粒子分散于Ａｇ基体中。

【技术特征摘要】
JP 2003-11-26 2003-3951811.滑动接点材料，它是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征在于，由0.01～3.0重量％的Ni、0.01～6.0重量％的ZnO、余分为Ag的组成构成，使Ni金属粒子、ZnO粒子分散于Ag基体中。2.滑动接点材料，它是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征在于，由0.01～3.0重量％的Ni、0.01～6.0重量％的ZnO、0.01～5.0重量％的Cu、余分为Ag的组成构成，使Ni金属粒子、ZnO粒子分散于AgCu合金基体中。3.滑动接点材料，它是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征在于，由0.01～3.0重量％的Ni、0.01～3.0重量％的MgO、余分为Ag的组成构成，使Ni金属粒子、MgO粒子分散于Ag基体中。4.滑动接点材料，它是用作直流小型电动机的整流子的滑动接点材料，其特征在于，由0.01～...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村启次，桥本康弘，高桥昌宏，洼田秀一，麻田敬雄，山本俊哉，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]