JP3355380B2 - 直流小型モータ用整流子材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に直流小型モー
タ用整流子材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より摺動接点材料の一つとしてＡｇ
Ｃｕ合金が用いられてきたが、ＡｇＣｕ合金はその金属
組織が十分にコントロールされておらず、特にＣｕ原子
がＡｇα相中に完全に固溶されないため、固溶体硬化が
十分に発揮されていなかった。それ故、製造時の金属組
織のばらつきによって、摺動接点材料が摺動時に軟化
し、摩耗を早め、耐摩耗性が不十分であった。またこの
材料で整流子を製作した直流小型モータの場合には、刷
子接点との摺動により摩耗が生じ、その摩耗粉がノイズ
の原因となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、耐摩
耗性を向上させ、摩耗粉の発生を軽減し、ノイズの発生
を抑えるようにした特に直流小型モータ用整流子材料の
製造方法を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、下記のとおりである。 １ Ｃｕを０．１〜８重量％含有し、残部Ａｇからなる
ＡｇＣｕ合金を、その組成におけるＡｇＣｕ二元系状態
図での固相線温度以下で溶解度曲線温度以上の温度に保
持した後、急冷し、その後少なくとも３０％以上の加工
率で冷間加工を行うことを特徴とする直流小型モータ用
整流子材料の製造方法。 ２ ＡｇＣｕ合金は、さらにＺｎ又はＮｉを０．１〜２
重量％含有し、残部ＡｇからなるＡｇＣｕを主体とする
合金を、その組成におけるＡｇＣｕ二元系状態図での固
相線温度以下で溶解度曲線温度以上の温度に保持した
後、急冷し、その後少なくとも３０％以上の加工率で冷
間加工を行うことを特徴とする前項１記載の直流小型モ
ータ用整流子材料の製造方法。

【０００５】本発明の直流小型モータ用整流子材料の特
徴の一つとして、前記材料のＡｇＣｕ合金中に、さらに
Ｚｎ又はＮｉを０．１〜２重量％含有している点を挙げ
ることができ、耐摩耗性の改善に大きく貢献している。

【０００６】本発明における重要な特徴は、前記整流子
材料の組成のＡｇＣｕ二元系状態図における固相線温度
以下であって、かつ、溶解度曲線温度以上の温度、即ち
７００℃から７５０℃に保持した後、急冷し、その後少
なくとも３０％以上の加工率で冷間加工を行うことを特
徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】 上記のように本発明の直流小型モ
ータ用整流子材料は、Ａｇα相中に全Ｃｕ量の７０重量
％以上が固溶しているため、Ａｇα相への固溶体硬化を
十分に発揮させることができ、摺動時に起こる軟化に伴
う摩耗を軽減でき、耐摩耗性を向上することができる。
ここでＡｇα相中に固溶するＣｕの量を７０重量％以上
としたのは、これより少ないと固溶体硬化が十分に発揮
されないためである。

【０００８】さらに上記直流小型モータ用整流子材料
は、Ｚｎ又はＮｉを０．１〜２重量％の範囲で含有して
いるから、さらに摩耗を軽減させる効果が増大する。こ
こで含有させる範囲を０．１〜２重量％と規定したの
は、０．１重量％未満では添加による摩耗軽減効果が発
揮できず、２重量％を超えると接触抵抗が高くなりすぎ
るという問題が生じてしまうためである。

【０００９】本発明の直流小型モータ用整流子材料の製
造方法において、加熱溶体化処理を行なった後冷間加工
を行なうのは、溶体化処理を行なったままではＡｇα相
は再結晶して軟化してしまい、このままプレス加工する
と表面に凹凸が発生するという問題が生ずるためであ
る。本発明の直流小型モータ用整流子材料の製造方法の
ように、溶体化処理後、少なくとも３０％以上の加工率
で冷間加工を行なうことにより、加工硬化させプレス加
工する段階で発生する表面の凹凸を抑制し、さらに耐摩
耗性を向上させることができる。

【００１０】 上記の方法によって製造された直流小型モ
ータ用整流子材料 は、耐摩耗性が大幅に改善され、この
材料で整流子を製作した直流小型モータの場合、刷子接
点との摺動時の摩耗が軽減され、摩耗粉にもとづくノイ
ズの発生を大幅に抑制することができるものである。

【００１１】

【実施例１〜３及び従来例】 本発明の直流小型モータ用
整流子材料の製造方法を、実施例及び従来例に徴して具
体的に説明する。下記の表１の成分組成の、実施例１の
材料は、７５０℃で１時間保持した後、水冷し、その
後、４９％の加工率で伸線加工を行った。実施例２、３
の材料は、７００℃で３０分保持した後、水冷し、その
後、７５％の加工率で伸線加工を行った。また従来例の
材料は、５５０℃にて１時間保持した後、空冷し、その
後、４９％の加工率で伸線加工を行なった。なお、各実
施例及び従来例における元素の％は、ことわり無いかぎ
り重量％である。

【００１２】

【表１】

【００１３】このようにして製作した材料の、Ａｇα相
の格子定数は、実施例１で４．０３７Å、実施例２で
４．０５０Å、実施例３で４．０５０Å、従来例で４．
０６３Åであった。ＡｇはＣｕの固溶量が増えるに従
い、格子定数が小さくなることが知られておりＶｅｇａ
ｒｄ則に従う。実施例１〜３、従来例の格子定数からＣ
ｕを計算すると、それぞれ実施例１が６．６重量％、実
施例２が４．８重量％、実施例３が４．８重量％、従来
例が３、０重量％であり、直流小型モータ用整流子材料
に含まれる全Ｃｕ量のそれぞれ、実施例１が８８重量
％、実施例２、実施例３が８０重量％、従来例が４０重
量％、Ａｇα相中に固溶しているものであった。

【００１４】しかして、上記成分組成の実施例１、２、
３及び従来例の試験材料は、直径２ｍｍの丸棒を用い、
同径のＡｇ−Ｐｄ５０重量％の丸棒と十字交差させて、
下記の試験条件にて摺動試験を行ない、摩耗量と接触抵
抗を求めた処、下記の表２に示すような結果を得た。

【００１５】〔試験条件〕 電流 ： ＤＣ１７０ｍＡ 摺動速度 ： ２０ｍｍ／ｓｅｃ 荷重 ： ２５ｇ テスト時間： ３３３分 温度 ： ２５℃ 湿度 ： ５０％ＲＨ

【００１６】

【表２】

【００１７】上記の表２から明らかなように、実施例
１、２、３の直流小型モータ用整流子 材料は、従来例の
材料に比べ摩耗量が著しく少なく、接触抵抗も著しく低
いことが判る。また、実施例１〜３において７５０℃〜
７００℃で熱処理後直ちに急冷し、これを冷間加工する
ことで直流小型モータ用整流子材料として卓越したもの
となる。 実施例において、その１、２、３は本発明の実
施の形態であり、従来例は、本発明の技術的範囲外のも
のである。

【００１８】

【発明の効果】以上の通り、本発明に係る直流小型モー
タ用整流子材料は、Ａｇα相中に含有する全Ｃｕ原子の
７０重量％以上が固溶されていることに加え、さらにＺ
ｎ又はＮｉを０．１〜２重量％含有するから、Ａｇα相
への固溶体硬化を十分に達成できる。従って摺動時に起
こる軟化に伴う摩耗を軽減でき、結果として耐摩耗性を
向上させる。

【００１９】また、溶体化処理を行なったままでは、Ａ
ｇα相は再結晶して軟化してしまうが、本発明の直流小
型モータ用整流子材料の製造方法に従い、７００℃で熱
処理後に急冷する事により、Ｃｕは酸化されることなく
固溶してＡｇαマトリックス中に存在させることが可能
で、これを少なくとも３０％以上の加工率で冷間加工を
行なうことにより十分に加工硬化しうる。従って、この
材料で製作した整流子は、刷子接点との摺動時摩耗が軽
減され、摩耗粉にもとづくノイズの発生を大幅に抑制で
きるなど、特別顕著な作用効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１Ａ ６８２ ６８２ ６８５ ６８５ ６９１ ６９１Ｂ ６９４ ６９４Ａ (72)発明者 麻田 敬雄 神奈川県平塚市新町２番73号 田中貴金 属工業株式会社技術開発センター内 (72)発明者 柳下 雄二 神奈川県平塚市新町２番73号 田中貴金 属工業株式会社技術開発センター内 (72)発明者 山本 俊哉 神奈川県平塚市新町２番73号 田中貴金 属工業株式会社技術開発センター内 (72)発明者 中村 哲也 神奈川県平塚市新町２番73号 田中貴金 属工業株式会社技術開発センター内 (56)参考文献 特開 昭58−110645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−107451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−71671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−135505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−55539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 5/06 - 5/08 C22F 1/14 H01H 1/02 H01H 11/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃｕを０．１〜８重量％含有し、残部Ａ
   ｇからなるＡｇＣｕ合金を、その組成におけるＡｇＣｕ
   二元系状態図での固相線温度以下で溶解度曲線温度以上
   の温度に保持した後、急冷し、その後少なくとも３０％
   以上の加工率で冷間加工を行うことを特徴とする直流小
   型モータ用整流子材料の製造方法。
2. 【請求項２】 ＡｇＣｕ合金は、さらにＺｎ又はＮｉを
   ０．１〜２重量％含有し、残部ＡｇからなるＡｇＣｕを
   主体とする合金を、その組成におけるＡｇＣｕ二元系状
   態図での固相線温度以下で溶解度曲線温度以上の温度に
   保持した後、急冷し、その後少なくとも３０％以上の加
   工率で冷間加工を行うことを特徴とする請求項１記載の
   直流小型モータ用整流子材料の製造方法。