[發(fā)明專利]換向器材料及其制造方法、使用了該換向器材料的微型電動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280049368.6
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103857522A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鈴木智;小林良聰
• 申請（專利權(quán)）人: 古河電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B81B5/00;C25D5/10;C25D5/12;C25D7/00;H01R39/20;H02K13/00;H02K15/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電接點材料及其制造方法；更詳細(xì)而言，涉及一種滑動特性優(yōu)異的電接點材料及其制造方法、以及具有該電接點的微型電動機(jī)。

背景技術(shù)

微型電動機(jī)廣泛應(yīng)用于音響機(jī)器、家電、移動電話、照相機(jī)、汽車等較多的用途。電動機(jī)的壽命是由換向器與電刷的耐久性而決定的，所述換向器為用于對電動機(jī)線圈通電的構(gòu)件。對該構(gòu)件要求耐磨性、耐電弧性、電連接性、導(dǎo)電性、強(qiáng)度等優(yōu)異的材料，通常大多使用Ag合金被覆Cu合金條。所述材料是將Ag合金具有的耐磨性、耐電弧性、電連接性與Cu合金具有的強(qiáng)度及導(dǎo)電性組合而成的高性能導(dǎo)體。

在電刷材料中要求穩(wěn)定的接觸壓力與耐磨性、低接觸電阻，因此，基材使用板厚為0.03mm～0.1mm左右的彈簧用Cu合金，接點部使用厚度為5μm～20μm的Ag-Pd合金。

換向器用材料所使用的Cu合金基材是板厚為0.1mm～0.3mm的純Cu系、Cu-Sn系，大多為Cu-Sn系；作為Ag合金，大多為Ag-Mg系、Ag-Cu系、Ag-Ni系。對于Ag合金的被覆而言，通常是僅被覆于與電刷接觸的部分的嵌體材料，被覆厚度通常為20μm～100μm。

電刷材料及換向器用材料的制造方法中，利用熱壓合、冷壓接、滾焊等所謂的包層(クラッド)在Cu合金基材上進(jìn)行Ag合金帶的復(fù)合，由此來制造。

迄今為止所使用的電刷材料及換向器材料存在如下所述的各種問題。

(1)Ag或Pd等貴金屬的被覆率大，因此成本高。

(2)利用包層法進(jìn)行制造，因此制造成本高。

(3)包層是反復(fù)進(jìn)行退火與壓延而制造的，因此Ag合金表面會生成由加工所引起的加工變形層，耐電弧性差，換向器及電刷的磨耗快，電動機(jī)壽命短。

(4)包層是反復(fù)進(jìn)行退火與壓延而制造的，因此在Ag合金的表面除Ag以外的合金成分富集，初始的接觸電阻高，耐蝕性也差。

(5)除Ag合金部與焊料鍍覆部以外的部分露出基材，Cu合金基材會因耐蝕性差而產(chǎn)生變色，或者若進(jìn)一步惡化則會產(chǎn)生因腐蝕生成物的蠕變現(xiàn)象所引起的接點部的污染。

為了解決這些問題，進(jìn)行了Ag合金組成的開發(fā)、以及在Ag合金皮膜上被覆Au及Au合金等，但僅解決了一部分問題，期待一種綜合性的改善。

在日本特愿昭58-218782號公報、日本特愿昭58-218783號公報中，提出了在Cu合金基材上形成有3層皮膜的換向器用接觸片材料及滑動接點用刷子材料。該3層皮膜的特征在于：第1層是Cr、Ni、Ni合金、Re中的任一者，其厚度為0.1μm～10μm；第2層是Rh、Pt、Pd、Ru中的任一者，其厚度為0.1μm～10μm；第3層是Au、Ag、Au-Ag中的任一者，其被覆厚度為0.1μm～10μm；在將該材料用于換向器或電刷、另一方使用現(xiàn)有材料的情況下，因上述包層材特有的加工變形層或者耐蝕性的影響而無法期待電動機(jī)壽命的提高得到大幅改善。另外，在將所提出的材料彼此組合而制成微型電動機(jī)的情況下，由于換向器與電刷這兩者的表面為軟質(zhì)的Au或Ag及Au-Ag合金，因此在電動機(jī)運轉(zhuǎn)后不久在接點部產(chǎn)生粘著磨損，電動機(jī)壽命不及現(xiàn)有包層材彼此的組合等，現(xiàn)狀為問題仍未得到解決。

在日本專利第4520191號公報中，提出一種材料，其中，在換向器片基材的一部分上以特定長度形成貴金屬鍍層。作為貴金屬鍍層，使用有Ag(銀)、Ag+Se(硒)、Ag+Se+Sb(銻)、Au(金)、Au+Co(鈷)、Pd(鈀)、Pd+Ni(鎳)。進(jìn)而，也可為如下構(gòu)成：在基材上，分別進(jìn)行在Ag上鍍Au、或者在Ag上鍍Pd等2層鍍覆后，進(jìn)行熱處理從而使該2層擴(kuò)散。

在條紋狀地鍍覆貴金屬而進(jìn)行被覆的情況下，與包層相比，價格大幅降低，但鍍覆覆膜的組織致密且內(nèi)部應(yīng)力較大，因此現(xiàn)狀為在與電刷的滑動時產(chǎn)生粘著磨損而使換向器的貴金屬受到較大損傷，從而無法獲得所期待的電動機(jī)壽命。

另外，條紋鍍覆是根據(jù)制品寬度而實施的，因此現(xiàn)狀為鍍覆加工費相對變高。