CN106464094B - 滑动部件、旋转机、滑动部件的制造方法 - Google Patents

滑动部件、旋转机、滑动部件的制造方法 Download PDF

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Abstract

马达装置具备外壳、永久磁铁、转子和电刷(7)。转子在可旋转地支撑于外壳内部的旋转轴上设置电枢和与电枢的线圈进行电连接的换向器。电刷(7)具备臂部(51)、固定部(60)和滑动接触部(20)。电刷(7)的滑动接触部(20)具有转子(3)旋转所涉及的滑动接触面(71)。电刷(7)具有总是与换向器滑动接触而使电流在电枢的线圈流过的作用。电刷(7)和换向器因电阻损耗和滑动接触而达到高温。滑动接触部(20)由包含通过第1金属与第2金属的化学反应而生成的金属间化合物相的物质构成。

Description

滑动部件、旋转机、滑动部件的制造方法
技术领域
本发明涉及具有旋转所涉及的滑动接触面的滑动部件、具备该滑动部件的旋转机、及该滑动部件的制造方法。
背景技术
以往以来,作为对电能和旋转能进行转换的旋转机,正在广泛使用马达(motor)、发电机(dynamo)。旋转机具备具有旋转所涉及的滑动接触面的滑动部件。滑动部件为电刷或换向器。
例如在马达中,电刷具有总是与换向器滑动接触而使电流在线圈中流过的作用。另外,电刷和换向器因电阻损耗和滑动接触(摩擦)而变为高温。因此,马达的寿命很大程度上取决于电刷的耐久性。因此,专利文献1~6公开了耐久性优异的电刷。
专利文献1公开了利用热固化性树脂将银粉末和碳粉末成型的树脂系电刷。另外,专利文献2公开了利用热塑性树脂将碳粉末成型的树脂系电刷。另外,专利文献3公开了利用热塑性树脂将铜粉末、碳粉末和锌化合物粉末成型的树脂系电刷。
另一方面,专利文献4公开了由碳化硅的烧结体构成的非树脂系电刷。专利文献5公开了由铜和碳的烧结体构成的非树脂系电刷。专利文献6公开了由碳的烧结体构成的非树脂系电刷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-124224号公报
专利文献2:日本特开2005-229687号公报
专利文献3:日本特开2007-28841号公报
专利文献4:日本特开2001-37163号公报
专利文献5:日本特开2001-119903号公报
专利文献6:日本特开2006-67702号公报
发明内容
然而,专利文献1~3的树脂系电刷(滑动部件)利用碳粉末,因此耐磨损性提高,但是因为是树脂成型体所以耐久性有限。专利文献1~3的树脂系电刷也存在因树脂的磨损而导致碳粉末、其它金属粉末脱落,由于这些粉末导致马达电路的一部分发生短路的情况。
另一方面,专利文献4~6的非树脂系电刷(滑动部件)能够避免树脂的磨损和由树脂的磨损引起的碳粉末、金属粉末的脱落。但是,专利文献4~6的非树脂系电刷例如为碳化硅系则需要1350℃以上的烧结温度,为碳系则需要700℃以上的烧结温度。
即,专利文献4~6的非树脂系电刷虽然耐久性优异,但需要极高的烧结温度。因此,专利文献4~6的非树脂系电刷的制造方法容易变复杂,难以维持高的尺寸精度。因此,专利文献4~6的非树脂系电刷的制造成本变高。
因此,本发明的目的在于提供一种耐久性优异、能够容易且高精度地制造的滑动部件、旋转机及滑动部件的制造方法。
本发明的滑动部件为了解决上述课题,具备以下构成。
(1)本发明是在对电能和旋转能进行转换的旋转机中使用的滑动部件,
其具备具有旋转所涉及的滑动接触面的滑动接触部,
滑动接触部由包含通过第1金属与第2金属的反应而生成的金属间化合物构成,所述第1金属为Sn或含有Sn的合金,所述第2金属为CuNi合金、CuMn合金、AgPd合金、CuAl合金或CuCr合金。
该构成中,例如通过第1金属与第2金属的反应,生成含有选自Sn、Cu和Ni中的至少2种的金属间化合物或者含有选自Sn、Cu和Mn中的至少2种的金属间化合物。具体而言,金属间化合物例如为Cu6Sn5、Ni3Sn4、Cu2NiSn等。
该构成中,金属间化合物以低于上述非树脂系电刷的烧结温度(例如700℃以上)的反应温度生成,具有300℃以上的熔点。因此,滑动接触部不需要像上述非树脂系电刷那样的高的烧结温度,能够以低温制作。即,该构成的滑动部件与上述非树脂系电刷相比,能够容易且高精度地制造。
进而,金属间化合物具有300~500mg/μm2左右的硬度(压痕硬度)。因此,滑动接触部中的金属粉末脱落的危险性小。即,该构成的滑动部件与上述树脂系电刷相比,耐久性优异。
因此,该构成的滑动部件的耐久性优异,能够容易且高精度地制造。
(2)滑动部件为换向器或电刷,
滑动接触部是换向器的一部分或电刷的一部分。
(3)滑动接触部优选含有碳。
在该构成中,利用碳的作用能够进一步提高滑动接触部的耐磨损性。
(4)滑动接触部优选为多孔的。
在该构成中,滑动接触部的比表面积变大。即,与由转子的旋转而产生的空气流的接触面积变大,滑动接触部的散热性提高。
(5)进一步具备由第3金属构成的臂部,
臂部优选介由由第1金属和第3金属构成的合金层与滑动接触部接合。
在该构成中,滑动接触部和臂部之间通过合金层而稳固地接合。
(6)优选进一步具备介由导电性接合材料与滑动接触部接合的臂部。
在该构成中,滑动接触部和臂部之间通过导电性接合材料而稳固地接合。
另外,本发明的旋转机为了解决上述课题而具备以下构成。
具备上述(1)~(6)中任一项的滑动部件和转子。
在该构成中,通过使用上述(1)~上述(6)中任一项的滑动部件,具备该滑动部件的旋转机也起到同样的效果。
另外,本发明的滑动部件的制造方法为了解决上述课题,具备以下构成。
一种在对电能和旋转能进行转换的旋转机中使用的、具备臂部的滑动部件的制造方法,包括以下工序:
准备工序,准备含有第1金属和第2金属的混合体,所述第1金属为Sn或含有Sn的合金,所述第2金属为CuNi合金、CuMn合金、AgPd合金、CuAl合金或CuCr合金,
制作工序,对混合体进行加热处理,将由通过第1金属与第2金属的反应生成的金属间化合物构成的滑动接触部制成臂部的一部分。
该制造方法能够容易且高精度地制造耐久性优异的滑动部件。
应予说明,通过在规定的高压力下进行加热处理,能够降低加热温度。
另外,制作工序优选以臂部的一部分插入混合体中的状态对混合体进行加热处理。
该制造方法中,进行加热处理后,在臂部的一部分形成滑动接触部。
根据本发明,能够容易且高精度地制造耐久性优异的滑动部件。
附图说明
图1是具备本发明的第1实施方式的电刷7的马达装置100的外观立体图。
图2是图1中示出的电刷7的截面图。
图3是图1中示出的电刷7的前端部的放大截面图。
图4是表示图1中示出的电刷7的制造方法的流程图。
图5是表示图4中示出的投入工序的截面图。
图6是表示图4中示出的插入工序的截面图。
图7是表示图4中示出的加压·加热工序的截面图。
图8是表示本发明的第2实施方式的电刷207的截面图。
图9是表示图8中示出的电刷207的前端部的放大截面图。
图10是表示图8中示出的电刷207的制造方法的流程图。
图11是表示图10中示出的投入工序的截面图。
图12是表示图10中示出的加压·加热工序的截面图。
图13是表示图10中示出的接合工序的截面图。
图14是本发明的第3实施方式的电刷307的截面图。
图15是本发明的第4实施方式的电刷407的截面图。
图16是本发明的第5实施方式的电刷507的截面图。
图17是本发明的第6实施方式的电刷607的截面图。
具体实施方式
以下对本发明的第1实施方式的电刷进行说明。
图1是具备本发明的第1实施方式的电刷7的马达装置100的外观立体图。图2是图1中示出的电刷7的截面图。图3是图1中示出的电刷7的前端部的放大截面图。
马达装置100具备:外壳9、永久磁铁2、转子3、电刷7。马达装置100通过转子3的旋转将电能转换成旋转能(旋转力)。
外壳9收纳永久磁铁2、转子3和电刷7。外壳9由主体部91和盖92构成。盖92可装卸地安装于主体部91。永久磁铁2固定于主体部91的内周面。后述的电刷7的固定部60固定于盖92的内周面。
转子3在可旋转地支撑于外壳9内部的旋转轴4设置有电枢5和与电枢5的线圈(不图示)电连接的换向器6。电枢5由铁芯和省略图示的线圈构成。各换向器6是3片圆筒片状金属板一体成型或者用粘接剂粘接于圆筒状的绝缘体的部件。
如图2、图3所示,电刷7具备固定部60、臂部51和滑动接触部20。臂部51的与滑动接触部20相反一侧的端部和固定部60例如介由软钎料等导电性接合材料而接合。固定部60固定于外壳9的内表面。臂部51的材料由第3金属构成。
应予说明,臂部51的材料例如是磷青铜、锌白铜等导电性金属,可以使用具有弹性的导电性金属。从导电性的方面考虑,臂部51的材料优选为含有铜的金属。固定部60的材料可以使用例如不锈钢等比较硬质的材料。
滑动接触部20具有转子3的旋转所涉及的滑动接触面71。换向器6也具有转子3的旋转所涉及的滑动接触面。电刷7的滑动接触部20具有总是与换向器6滑动接触,使电流在电枢5的线圈中流过的作用。电刷7与换向器6因电阻损耗和滑动接触(摩擦)而达到高温。因此,外壳9的内部空间也成为高温。
如图3所示,滑动接触部20由金属间化合物相12构成,所述金属间化合物相12由后述的第1金属11(参照图5)与第2金属21的化学反应而生成。进而,滑动接触部20在金属间化合物相12中包含碳27、空孔26和第2金属21。第1金属11、第2金属21和碳27分别为粉粒体。
第1金属11是由Sn构成的纯金属。第2金属21是由CuNi构成的合金。金属间化合物相12由CuNiSn合金构成。合金层25之后阐述。
该滑动接触部20以通过Sn与CuNi合金的反应而得的金属间化合物相12为主相。金属间化合物相12的CuNiSn合金的反应温度为200℃左右,具有300℃以上的熔点。
因此,滑动接触部20不需要像上述非树脂系电刷那样的高的烧结温度,能够以低温制作。即,电刷7与上述非树脂系电刷相比,能够容易且高精度地制造。
进而,金属间化合物相12具有300~500mg/μm2左右的硬度(压痕硬度)。因此,金属间化合物相12中的金属粉末脱落的危险性小。即,电刷7与上述树脂系电刷相比,耐久性优异。
因此,本实施方式的电刷7的耐久性优异,能够容易且高精度地制造。
应予说明,CuNiSn合金的导电率与在以往的电刷的滑动接触部中使用的加入铜粉的碳的导电率几乎相同。因此,本实施方式的电刷7的导电性优异。
另外,滑动接触部20优选在金属间化合物相12中含有碳27。通过含有碳27,能够进一步提高滑动接触部20的耐磨损性。
另外,如图3所示,该滑动接触部20优选为含有多个空孔26的多孔体。
电刷7、换向器6在滑动接触面产生因电阻损耗引起的发热和因滑动接触引起的摩擦热,但只要滑动接触部20为多孔体,滑动接触部20的比表面积就变大。即,与由转子3的旋转产生的空气流的接触面积变大,滑动接触部20的散热性提高。
应予说明,滑动接触部20的空孔率低于0.1%时,难以得到空冷效果,滑动接触部20的空孔率高于60%时,有时强度会不足。因此,优选滑动接触部20的空孔率为0.1~60%的范围内。
另外,具备本实施方式的电刷7的马达装置100也起到与电刷7同样的效果。
以下,对电刷7的制造方法进行详述。
图4是表示图1中示出的电刷7的制造方法的流程图。图5是表示图4中示出的投入工序的截面图。图6是表示图4中示出的插入工序的截面图。图7是表示图4中示出的加压·加热工序的截面图。
应予说明,图4中示出的加压·加热工序相当于本发明的制作工序。
首先,准备由接合材料接合的臂部51、固定部60和压铸制的容器D。
然后,如图5所示,向容器D中投入第1金属11、第2金属21和碳27(图4:S1)。在本实施方式中,向容器D中投入平均粒径20μm的Sn粉末、平均粒径5μm的CuNi合金粉末和平均粒径1μm的碳粉末。Sn粉末、CuNi合金粉末和碳粉末的配合比以重量比计为10:10:1。
投入后,将第1金属11、第2金属21和碳27用杵棒等搅拌使其变均匀,制作混合粉末10。混合粉末10相当于本发明的混合体。
应予说明,Sn粉末与CuNi合金粉末的配合比以重量比计优选为Sn粉末:CuNi合金粉末=5:95~50:50的范围内。Sn粉末的配合量过多时,有残留Sn成分而在高温下熔融、或在滑动时发生粘连的情况。另一方面,如果CuNi合金粉末的配合量过多,则有CuNi合金成分变得过量而在滑动时发生粘连的情况。
另外,优选Sn粉末的平均粒径(D50)为5~50μm的范围内。进一步优选CuNi合金粉末的平均粒径(D50)为0.1~80μm的范围内。
Sn粉末的平均粒径小于5μm时,有时Sn粉末不会熔融。另一方面,Sn粉末的平均粒径大于50μm时,有时在反应物内的组成偏差变大。
另外,CuNi合金粉末的平均粒径小于0.1μm时,有时CuNi合金粉末与Sn粉末的润湿性变差而分离。另一方面,CuNi合金粉末的平均粒径大于80μm时,有时CuNi合金粉末直接残留而在滑动时发生粘连。
接下来,优选碳粉末的含量相对于Sn粉末与CuNi合金粉末的合计量以重量比计为0.1~20%的范围内。另外,碳粉末的平均粒径(D50)优选为0.01~50μm的范围内。
碳粉末的配合量低于0.1重量%时,滑动时金属成分有时发生粘连。另一方面,碳粉末的配合量高于20重量%时,接触电阻有时增大。
另外,碳粉末的平均粒径低于0.01μm时,有时发生脱落而丧失作为润滑剂的效果。另一方面,平均粒径高于50μm时,有时接触电阻增大。
接下来,如图6所示,将臂部51的前端部插入混合粉末10中(图4:S2)。
接下来,如图7所示,以臂部51的前端部插入混合粉末10中的状态将混合粉末10在规定的压力(在本实施方式中为20MPa)下于规定的温度(在本实施方式中为200℃)进行加热(图4:S3)。
对图6所示的混合粉末10进行加热时,能够得到图7所示的滑动接触部20。滑动接触部20由金属间化合物相12、金属间化合物相12中所含的第2金属21、碳27、空孔26和CuSn合金层25构成。
如果进行详述,对混合粉末10进行加热时,由第1金属与第2金属的化学反应生成金属间化合物(例如,Cu6Sn5、Ni3Sn4、Cu2NiSn等)。该反应是伴随例如液相扩散接合(“TLP接合:Transient Liquid Phase Diffusion Bonding”)的反应。生成的金属间化合物是含有选自Cu、Ni和Sn中的至少2种的合金。金属间化合物的熔点为300℃以上,进而为400℃以上。
金属间化合物相12是由该金属间化合物构成的相。即,滑动接触部20形成以CuNiSn合金相为主相、在该主相中分散有第2金属颗粒、碳颗粒、空孔(pore)的结构。
另外,当加热混合粉末10时,同时,通过第1金属11与构成臂部51的第3金属的化学反应而生成CuSn合金层25。因此,金属间化合物相12与臂部51之间被稳固接合。
应予说明,即便在金属间化合物相12中残留CuNi合金粉末也无妨。优选实质上不残留Sn颗粒。CuNi合金粉末例如可以使用Cu-10Ni合金粉末。
另外,优选S3的加热温度为50~300℃左右,压力为0.1~50MPa左右。通过在规定的高压力下进行S3的加热工序,能够降低加热温度。优选S3的加热时间也为1分钟~10分钟左右。
这里,加热·加压条件低于50℃、0.1Pa时,有时金属成分残留而在滑动时发生粘连。另一方面,加热·加压条件高于300℃、50Pa时,有时反应过度进行而变脆。
另外,加热时间小于1分钟时,有时金属成分残留而在滑动时发生粘连。另一方面,加热时间高于10分钟时,有时变脆而容易发生断裂·破碎。
自然冷却后,将臂部51的前端部从容器D中拔出(图4:S4)。由此,完成在臂部51的前端部具备滑动接触部20的电刷7(参照图2、图3)。
如上所述,本实施方式的制造方法能够以低温制造耐久性优异的电刷7。即,能够容易地制造电刷7,因此电刷7能够维持高的尺寸精度。
接下来,以下对本发明的第2实施方式的电刷进行说明。
图8是本发明的第2实施方式的电刷207的截面图。图9是图8中示出的电刷207的前端部的放大截面图。图9是将图8中示出的圆环状的虚线部分放大的图。
第2实施方式的电刷207与第1实施方式的电刷7的不同点在于,滑动接触部220介由导电性接合材料225与臂部51接合。导电性接合材料225例如为Sn系软钎料(在本实施方式中为SnAgCu软钎料)。滑动接触部220也具有滑动接触面271。其它构成与电刷7相同。
滑动接触部220的材料与滑动接触部20的材料相同。因此,如图9所示,滑动接触部220由通过后述的第1金属11(参照图11)与第2金属21的化学反应生成的金属间化合物相12构成。进而,滑动接触部220在金属间化合物相12中包含碳27、空孔26和第2金属21。
这里,第1金属11为由Sn构成的纯金属。第2金属21为由CuNi构成的合金。金属间化合物相12由CuNiSn合金构成。
该滑动接触部220以通过Sn与CuNi合金的反应而得到的金属间化合物相12为主相。金属间化合物相12的CuNiSn合金的反应温度为200℃左右,具有300℃~600℃的范围内的熔点。
因此,滑动接触部220不需要像上述非树脂系电刷那样的高的烧结温度,能够以低温制作。即,电刷207与上述非树脂系电刷相比,能够容易且高精度地制造。
进而,金属间化合物相12具有300~500mg/μm2左右的硬度(压痕硬度)。因此,金属间化合物相12中的金属粉末脱落的危险性小。即,电刷207与上述树脂系电刷相比,耐久性优异。
因此,本实施方式的电刷207与第1实施方式的电刷7同样耐久性优异,能够容易且高精度地制造。
另外,优选滑动接触部220在金属间化合物相12中含有碳27。通过含有碳27,能够进一步提高滑动接触部220的耐磨损性。
另外,如图9所示,优选该滑动接触部220为含有多个空孔26的多孔体。通过该构成,与由转子3的旋转产生的空气流的接触面积变大,滑动接触部220的散热性提高。
应予说明,马达装置100也可以具备电刷207来代替电刷7。该情况下,电刷207代替电刷7,固定于外壳9。
以下,对电刷207的制造方法进行详述。
图10是表示图8中示出的电刷207的制造方法的流程图。图11是表示图10中示出的投入工序的截面图。图12是表示图10中示出的加压·加热工序的截面图。图13是表示图10中示出的接合工序的截面图。
图10示出的电刷207的制造方法与图4中示出的电刷7的制造方法的不同点为S22的加压·加热工序和S23的接合工序。图10中示出的S1的投入工序与图4中示出的S1的投入工序相同,因此省略详细说明。
应予说明,S22的加压·加热工序和S23的接合工序相当于本发明的制作工序。
首先,准备用接合材料接合的臂部51、固定部60和压铸制的容器D。
然后,如图11所示,将第1金属11、第2金属21和碳27投入容器D中(图10:S1)。投入后,将第1金属11、第2金属21和碳27用杵棒等搅拌使其变均匀,制作混合粉末10。
接下来,如图12所示,将混合粉末10在规定的压力(在本实施方式中为20MPa)下,以规定的温度(在本实施方式中为200℃)进行加热(图10:S22)。
对图11中示出的混合粉末10进行加热时,能够得到图12中示出的滑动接触部220。滑动接触部220由金属间化合物相12、金属间化合物相12中所含的第2金属21、碳27和空孔26构成。
如果进行详述,对混合粉末10进行加热时,通过第1金属与第2金属的化学反应而生成金属间化合物(例如,Cu6Sn5、Ni3Sn4、Cu2NiSn等)。金属间化合物相12是由该金属间化合物构成的相。即,滑动接触部220形成以CuNiSn合金相为主相、在该主相中分散有第2金属粒、碳粒、空孔(孔隙)的结构。
应予说明,即便在金属间化合物相12中残留CuNi合金粉末也无妨。优选实质上不残留Sn颗粒。CuNi合金粉末例如可以使用Cu-10Ni合金粉末。
另外,优选S22的加热温度为50~300℃左右,压力为0.1~50MPa左右。优选S22的加热时间也为1分钟~10分钟左右。
这里,加热·加压条件低于50℃、0.1Pa时,有金属成分残留而在滑动时发生粘连的情况。另一方面,加热·加压条件高于300℃、50Pa时,有反应过度进行而变脆的情况。
另外,加热时间小于1分钟时,有金属成分残留而在滑动时发生粘连的情况。另一方面,加热时间高于10分钟时,有变脆而容易发生断裂·破碎的情况。
自然冷却后,将滑动接触部220介由导电性接合材料225与臂部51接合(图10:S23)。由此,完成在臂部51的前端部具备滑动接触部220的电刷207(参照图8、图9)。
如上所述,本实施方式的制造方法能够以低温制造耐久性优异的电刷207。即,能够容易地制造电刷207,因此电刷207能够维持高的尺寸精度。
《其它实施方式》
应予说明,在上述实施方式中,本发明适用于将电能转换为旋转能(旋转力)的马达,但并不限定于此。实施时,例如,也可以适用于将旋转能(旋转力)转换为电能的发电机。
另外,在本实施方式中,第1金属为由Sn构成的纯金属,但并不限定于此。实施时,第1金属可以为含有Sn的合金。
另外,在上述实施方式中,第2金属为CuNi合金,但并不限定于此。实施时,第2金属也可以为CuMn合金、AgPd合金、CuAl合金或CuCr合金。例如第2金属为CuMn合金时,利用熔融的Sn(第1金属)与CuMn合金(第2金属)的反应而生成含有选自Cu、Mn和Sn中的至少2种的金属间化合物。
另外,在上述实施方式中,在图4和图10的S1的投入工序中,将第1金属11、第2金属21和碳27投入容器D中,但并不限定于此。实施时,例如可以投入热塑性树脂的粉末。该情况下,在加压·加热工序时,熔融的热塑性树脂进入空孔26,在加压·加热工序后热塑性树脂作为润滑剂发挥作用。
另外,在上述实施方式中,电刷7具备滑动接触部20,电刷207具备滑动接触部220,但并不限定于此。实施时,例如图14中示出的板电刷307、图15中示出的贵金属电刷407、以及图16、图17中示出的碳电刷507、607可以在臂部351、451、551、651的前端部具备滑动接触部320、420、520、620。
贵金属电刷407主要用于电流电压低的低输出的马达。以往的贵金属电刷的滑动接触部由贵金属(例如AgPd或Pd等)构成,但贵金属电刷407的滑动接触部420由金属间化合物构成。碳电刷507、607主要用于电流电压高的高输出的马达。
应予说明,板电刷307、贵金属电刷407和碳电刷507、607进一步具备固定部360、460、560、660,该固定部360、460、560、660与臂部351、451、551、651的与滑动接触部320、420、520、620相反的一侧的端部接合。
另外,在上述实施方式中,滑动接触部全部由上述金属间化合物构成,但并不限定于此。实施时,可以仅滑动接触部的表面由上述金属间化合物构成。
另外,在上述实施方式中,电刷具备滑动接触部,但并不限定于此。实施时,换向器也可以具备滑动接触部。
最后,应该认为上述实施方式的说明在所有方面均为例示,不受限制。本发明的范围不是通过上述实施方式而是通过专利申请要求保护的范围示出。进而,本发明的范围旨在包括与专利申请要求保护的范围等效的含义和范围内的全部变更。
符号说明
D…容器
2…永久磁铁
3…转子
4…旋转轴
5…电枢
6…换向器
7…电刷
9…外壳
10…混合粉末
11…第1金属
12…金属间化合物相
20…滑动接触部
21…第2金属
25…合金层
26…空孔
27…碳
51…臂部
60…固定部
71…滑动接触面
91…主体部
92…盖
100…马达装置
207…电刷
220…滑动接触部
225…导电性接合材料
271…滑动接触面
307…板电刷
320…滑动接触部
351…臂部
360…固定部
407…贵金属电刷
420…滑动接触部
460…固定部
507…碳电刷
520…滑动接触部
560…固定部
607…碳电刷
620…滑动接触部
660…固定部

Claims (9)

1.一种滑动部件,在对电能和旋转能进行转换的旋转机中使用,所述滑动部件具备滑动接触部,所述滑动接触部具有旋转所涉及的滑动接触面,
所述滑动接触部由包含金属间化合物的物质构成,所述金属间化合物通过第1金属与第2金属的反应而生成,所述第1金属为Sn或含有Sn的合金,所述第2金属为CuNi合金、CuMn合金、CuAl合金或CuCr合金。
2.根据权利要求1所述的滑动部件,其中,所述滑动部件为换向器或电刷,
所述滑动接触部是所述换向器的一部分或者所述电刷的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,所述滑动接触部含有碳。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的滑动部件,其中,所述滑动接触部为多孔的。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的滑动部件,其中,进一步具备由第3金属构成的臂部,
所述臂部介由由所述第1金属和所述第3金属构成的合金层与所述滑动接触部接合。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的滑动部件,其中,进一步具备介由导电性接合材料与所述滑动接触部接合的臂部。
7.一种旋转机,具备权利要求1~6中任一项所述的滑动部件和转子。
8.一种滑动部件的制造方法,是在对电能和旋转能进行转换的旋转机中使用的具备臂部的滑动部件的制造方法,包括如下工序:
准备工序,准备含有第1金属和第2金属的混合体,所述第1金属为Sn或含有Sn的合金,所述第2金属为CuNi合金、CuMn合金、CuAl合金或CuCr合金,
制作工序,对所述混合体进行加热处理,将由包含通过所述第1金属与所述第2金属的反应而生成的金属间化合物的物质构成的滑动接触部制成所述臂部的一部分。
9.根据权利要求8所述的滑动部件的制造方法,其中,所述制作工序以将所述臂部的一部分插入所述混合体中的状态对所述混合体进行所述加热处理。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6936836B2 (ja) 2019-08-09 2021-09-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 端子付き電線
JP6957568B2 (ja) * 2019-08-09 2021-11-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 端子付き電線

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494029A (en) * 1982-08-30 1985-01-15 Mabuchi Motor Co., Ltd. Brushgear
CN101127430A (zh) * 2007-07-06 2008-02-20 哈尔滨工业大学 碳铜复合结构换向器钎焊成型方法
CN102201637A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 德昌电机(深圳)有限公司 换向器及其制造方法
CN103153528A (zh) * 2010-11-19 2013-06-12 株式会社村田制作所 导电性材料、使用它的连接方法和连接结构

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195242A (en) * 1977-04-28 1980-03-25 Mabuchi Motor Co., Ltd. Brush device
JPS5698360A (en) * 1980-12-08 1981-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Installing method for brush to commutator motor
JPS59229432A (ja) * 1983-06-08 1984-12-22 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 刷子用摺動接点材料
JPS60159140A (ja) * 1984-01-27 1985-08-20 Tokuriki Honten Co Ltd 摺動接点材料
US20030155836A1 (en) * 1985-07-31 2003-08-21 Shigenori Uda Small-size motor
JPH06141514A (ja) * 1992-10-20 1994-05-20 Nippondenso Co Ltd 複合材料
US5879747A (en) 1992-10-20 1999-03-09 Nippondenso Co., Ltd. Composite material and process of producing same
JPH09140103A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 小型直流モータ
JP2001037163A (ja) 1999-07-14 2001-02-09 Bridgestone Corp モーター用ブラシ、及びそれを備えたモーター
JP2001119903A (ja) 1999-10-14 2001-04-27 Asmo Co Ltd ブラシおよびブラシを備えたモータ
JP2002305858A (ja) * 2001-03-30 2002-10-18 Kyosan Denki Co Ltd 車両用モータ式燃料ポンプ
JP2004124224A (ja) 2002-10-07 2004-04-22 Totan Kako Kk カーボンブラシ
JP4520191B2 (ja) * 2003-07-11 2010-08-04 マブチモーター株式会社 小型モータの整流装置の製造方法
JP2005229687A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Nikkiso Co Ltd 整流子モータ用ブラシの製造方法
JP2005295699A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Mitsubishi Materials Corp 金属黒鉛ブラシ
US7495366B2 (en) * 2004-06-18 2009-02-24 Moog Inc. Compact slip ring incorporating fiber-on-tips contact technology
JP4618484B2 (ja) 2004-08-26 2011-01-26 アイシン精機株式会社 金属黒鉛質ブラシ及び金属黒鉛質ブラシを備えたモータ
JP2007028841A (ja) 2005-07-20 2007-02-01 Hitachi Chem Co Ltd 直流電動モータ用ブラシ及びその製造法
JP4538813B2 (ja) * 2006-05-29 2010-09-08 Dowaホールディングス株式会社 銅基合金材を用いたコネクタ及び充電用ソケット
JP2007324244A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP2011193657A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Sanwa Techno:Kk 直流モータ用ブラシ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494029A (en) * 1982-08-30 1985-01-15 Mabuchi Motor Co., Ltd. Brushgear
CN101127430A (zh) * 2007-07-06 2008-02-20 哈尔滨工业大学 碳铜复合结构换向器钎焊成型方法
CN102201637A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 德昌电机(深圳)有限公司 换向器及其制造方法
CN103153528A (zh) * 2010-11-19 2013-06-12 株式会社村田制作所 导电性材料、使用它的连接方法和连接结构

Also Published As

Publication number Publication date
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