JP2016226180A - Conductive slide member, manufacturing method thereof, and alternator - Google Patents

Conductive slide member, manufacturing method thereof, and alternator Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive slide member which is capable of suppressing exfoliation of a base material and a conductive layer and improves slidability and conductivity.SOLUTION: The conductive slide member comprises: a base material containing carbon fibers and graphite in a matrix; and one or more conductive layers which are disposed in the base material in a layered state, contain a metal as a main component and regularly include a plurality of openings that penetrate from a front side to a rear side. The conductive layer is embedded in the base material in such a manner that the plurality of openings are filled with the materials that form the base material, and end faces of the one or more conductive layers are exposed at least on a sliding surface. It is preferable that the one or more conductive layers are disposed substantially vertically to the sliding surface. It is also preferable that the conductive layer is formed by arranging wires in a stripe shape or a mesh shape. It is further preferable that the wire is disposed to be tilted relatively to the sliding surface. It is preferable that the plurality of conductive layers are disposed substantially in parallel and at substantially equal intervals. It is also preferable that the metal is copper or copper alloy.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、導電性摺動部材及びその製造方法、並びにオルタネータに関する。   The present invention relates to a conductive sliding member, a manufacturing method thereof, and an alternator.

オルタネータ等の発電機やモータのブラシなどには、摺動性及び導電性を備える導電性摺動部材であるカーボンブラシが用いられる。このカーボンブラシは、一般的にはバインダー樹脂及びグラファイトと、銅等の金属粉末とを含有する(例えば特開平10−134921号公報参照)。このカーボンブラシ等の導電性摺動部材は、上述の発電機やモータの効率改善のため高い摺動性及び導電性の向上が要求され、特に自動車等の分野では摺動性のさらなる向上による長寿命化が要求されている。   Carbon brushes, which are conductive sliding members having slidability and conductivity, are used for generators such as alternators and motor brushes. This carbon brush generally contains a binder resin and graphite, and a metal powder such as copper (see, for example, JP-A-10-134922). These conductive sliding members such as carbon brushes are required to have high slidability and improved conductivity in order to improve the efficiency of the above-mentioned generators and motors. Life expectancy is required.

ここで、上記カーボンブラシの導電性を向上する方法として、金属粉末の含有量を増加する方法が考えられる。しかし、上記カーボンブラシのミクロ構造は、固有抵抗の大きいバインダー樹脂及びグラファイトと、固有抵抗の小さい導電性の金属粉末というそれぞれ性質の異なる成分が不規則かつ独立に分散することで構成されている。つまり、上記カーボンブラシは、含有する金属粉末が一方向に配列することで電流の経路が形成されているわけではない。そのため、上記カーボンブラシは、金属粉末の含有量を増加させても導電性を大きく向上させることは難しく、一方で接触抵抗の増加による耐摩耗性等の低下、ブラシの振動や騒音の増加等を生じるおそれがある。   Here, as a method of improving the conductivity of the carbon brush, a method of increasing the content of the metal powder can be considered. However, the microstructure of the carbon brush is formed by irregularly and independently dispersing components having different properties such as a binder resin and graphite having a large specific resistance and conductive metal powder having a low specific resistance. That is, in the carbon brush, the current path is not formed by arranging the contained metal powder in one direction. For this reason, it is difficult to improve the conductivity of the carbon brush even when the content of the metal powder is increased. On the other hand, the wear resistance is decreased due to an increase in contact resistance, and the vibration and noise of the brush are increased. May occur.

そこで、カーボンブラシの導電性を向上する別の方法として、例えばカーボンを主成分とする基材に接着剤等で金属箔、金属網等の導電層を接合する方法が提案されている(特開平10−23717号公報参照)。しかし、この方法は、カーボンブラシの導電性は向上し易いが、使用時の発熱によって接着剤の強度が低下することで基材と導電層とが剥離するおそれがある。また、導電層として金属網を使用した場合、接着剤が網目に溜まることで接着性が著しく低下し、その結果、基材と導電層とがより剥離し易くなるおそれがある。   Therefore, as another method for improving the conductivity of the carbon brush, for example, a method has been proposed in which a conductive layer such as a metal foil or a metal net is bonded to a base material mainly composed of carbon with an adhesive or the like (Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 10-23717). However, this method tends to improve the conductivity of the carbon brush, but there is a possibility that the base material and the conductive layer are peeled off due to the strength of the adhesive being reduced due to heat generation during use. Further, when a metal net is used as the conductive layer, the adhesiveness is remarkably lowered due to the adhesive being accumulated in the net, and as a result, the base material and the conductive layer may be more easily separated.

この基材と導電層との剥離を抑制するため、導電層として波形に成形した金属網を用いるカーボンブラシも提案されている(特開昭56−24777号公報参照)。このカーボンブラシは、金属網を波形とすることで基材の成分と結合し易くなるとされる。しかし、上記カーボンブラシは、複数の金属網同士が基材を介さずに接触する箇所が生じ易く、この金属網同士が接触する箇所を起因として基材と金属網との剥離が生じるおそれがあり、これは特にカーボンブラシのサイズを小さくした場合に顕著である。さらに、上記カーボンブラシは、金属網の形状が複雑であるため、基材中に金属網を均等間隔で配置することが困難である。そのため、上記カーボンブラシは、使用に伴う摩耗によって摺動面に露出する金属網の位置や面積が変化し、電気抵抗が変動するおそれがある。   In order to suppress the peeling between the base material and the conductive layer, a carbon brush using a corrugated metal net as a conductive layer has also been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-24777). This carbon brush is said to be easily combined with the components of the substrate by making the metal net corrugated. However, the carbon brush tends to generate a location where a plurality of metal meshes do not contact each other via a base material, and there is a possibility that peeling between the base material and the metal mesh may occur due to the location where the metal meshes contact each other. This is particularly noticeable when the size of the carbon brush is reduced. Furthermore, since the carbon brush has a complicated metal mesh shape, it is difficult to dispose the metal mesh at equal intervals in the substrate. Therefore, in the carbon brush, the position and area of the metal net exposed on the sliding surface may change due to wear accompanying use, and the electric resistance may vary.

特開平10−134921号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-134921 特開平10−23717号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-23717 特開昭56−24777号公報JP-A-56-24777

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基材と導電層との剥離を抑制でき、かつ摺動性及び導電性に優れる導電性摺動部材を提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a conductive sliding member that can suppress peeling between the base material and the conductive layer and is excellent in slidability and conductivity. There is to do.

上記課題を解決するためになされた発明は、マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する基材と、この基材中に層状に配設され、金属を主成分とし、表裏に貫通する複数の開口を規則的に有する1又は複数の導電層とを備え、上記導電層が、複数の開口に上記基材を構成する材料が充填されるよう上記基材中に埋没し、上記1又は複数の導電層の端面が少なくとも摺動面に露出している導電性摺動部材である。   The invention made in order to solve the above problems includes a base material containing carbon fibers and graphite in a matrix, and a plurality of openings arranged in layers in the base material, the main component of which is metal, and penetrating the front and back sides. One or a plurality of conductive layers having a regular structure, and the conductive layer is buried in the base material so that a plurality of openings are filled with a material constituting the base material, The conductive sliding member has an end surface of the layer exposed at least on the sliding surface.

当該導電性摺動部材は、金属を主成分とする導電層が基材中に埋没し、この導電層の端面が摺動面に露出している。当該導電性摺動部材は、上記導電層が摺動面から物理的に連続する電流の経路となるため、導電性に優れる。また、上記導電層は、表裏に貫通する複数の開口を規則的に有し、この複数の開口に上記基材を構成する材料が充填される。そのため、当該導電性摺動部材は、導電層の面積や層数を増やしたとしても摺動性を向上する成分である黒鉛の含有量を保持し易いため、摺動性に優れる。また、当該導電性摺動部材は、上記開口に充填された炭素繊維が、上記開口を囲繞する導電層の枠に絡みつくことができ、その結果、導電層と基材層との剥離が抑制される。   In the conductive sliding member, a conductive layer containing a metal as a main component is buried in a base material, and an end surface of the conductive layer is exposed on the sliding surface. The conductive sliding member is excellent in conductivity because the conductive layer serves as a current path that is physically continuous from the sliding surface. The conductive layer regularly has a plurality of openings penetrating the front and back, and the plurality of openings are filled with a material constituting the base material. Therefore, the conductive sliding member is excellent in slidability because it easily maintains the content of graphite, which is a component that improves the slidability, even if the area and the number of layers of the conductive layer are increased. Further, in the conductive sliding member, the carbon fiber filled in the opening can be entangled with the frame of the conductive layer surrounding the opening, and as a result, peeling between the conductive layer and the base material layer is suppressed. The

上記1又は複数の導電層が上記摺動面に略垂直に配設されているとよい。このように、上記1又は複数の導電層が上記摺動面に略垂直に配設されていることで、摺動面と反対側の面に配線を接続する場合に電流の経路を短くできるため、導電性をより向上できる。   The one or more conductive layers may be disposed substantially perpendicular to the sliding surface. As described above, since the one or more conductive layers are disposed substantially perpendicular to the sliding surface, a current path can be shortened when wiring is connected to the surface opposite to the sliding surface. The conductivity can be further improved.

上記導電層が、線材をストライプ状又は網状に配設することで形成されているとよい。ストライプ状又は網状に配設した線材は、入手し易く製造時の取り扱いも容易である。そのため、線材をストライプ状又は網状に配設した上記導電層を形成することで、製造コストを低減できる。   The conductive layer may be formed by arranging the wires in a stripe shape or a net shape. Wires arranged in stripes or nets are easily available and easy to handle during production. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by forming the conductive layer in which the wires are arranged in stripes or nets.

上記線材が、摺動面に対して傾斜するよう配設されているとよい。このように、上記線材が摺動面に対して傾斜するよう配設されていることで、当該導電性摺動部材の摩耗に伴って摺動面において線材が露出している位置が変化する。そのため、相手材の特定位置での凝着摩耗等を抑制できる。   The wire may be arranged so as to be inclined with respect to the sliding surface. As described above, the wire rod is disposed so as to be inclined with respect to the sliding surface, so that the position where the wire rod is exposed on the sliding surface changes with wear of the conductive sliding member. Therefore, it is possible to suppress adhesive wear at a specific position of the counterpart material.

上記複数の導電層が、略平行かつ略等間隔で配設されているとよい。このように、上記複数の導電層が略平行かつ略等間隔で配設されていることで、摩耗等に起因して相手材との接触位置が変化しても電気抵抗が変動し難い。また、複数の導電層同士が基材を介さずに接触する箇所を減少できるため、基材及び導電層の剥離をより抑制できる。   The plurality of conductive layers may be arranged substantially parallel and at substantially equal intervals. As described above, since the plurality of conductive layers are arranged substantially in parallel and at substantially equal intervals, even if the contact position with the counterpart material changes due to wear or the like, the electric resistance hardly changes. Moreover, since the location where several conductive layers contact without interposing a base material can be reduced, peeling of a base material and a conductive layer can be suppressed more.

上記金属が、銅又は銅合金であるとよい。このように、上記金属が導電性に優れ、かつ適度に柔らかく相手材を傷付け難い銅又は銅合金であることで、導電性及び摺動性をより向上できる。また、銅又は銅合金は比較的安価であるため、製造コストも低減できる。   The metal may be copper or a copper alloy. Thus, the conductivity and the slidability can be further improved when the metal is copper or a copper alloy that is excellent in conductivity and is moderately soft and hardly damages the counterpart material. Moreover, since copper or a copper alloy is comparatively cheap, manufacturing cost can also be reduced.

上記マトリックスの主成分がフェノール樹脂であるとよい。このように、上記マトリックスの主成分が強度及び耐熱性に優れるフェノール樹脂であることで、摺動性及び導電性をより向上できる。   The main component of the matrix is preferably a phenol resin. Thus, slidability and electrical conductivity can be further improved because the main component of the matrix is a phenol resin excellent in strength and heat resistance.

上記炭素繊維がピッチ系炭素繊維であるとよい。ピッチ系炭素繊維は、摺動時の発熱等によってタール分が染み出すことで摺動面の滑りを向上すると考えられる。そのため、上記炭素繊維がピッチ系炭素繊維であることで、摺動性をより向上できると考えられる。   The carbon fiber is preferably a pitch-based carbon fiber. It is considered that pitch-based carbon fibers improve the sliding of the sliding surface by tar exuding due to heat generated during sliding. Therefore, it is considered that the slidability can be further improved when the carbon fiber is a pitch-based carbon fiber.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該導電性摺動部材を含むカーボンブラシを備え、上記カーボンブラシが70℃以上となる条件下で使用するオルタネータである。   Another invention made to solve the above-described problems is an alternator that includes a carbon brush including the conductive sliding member and is used under conditions where the carbon brush is at 70 ° C. or higher.

当該オルタネータは、カーボンブラシが基材と導電層との剥離を抑制でき、かつ摺動性及び導電性に優れる当該導電性摺動部材を含むため、発電効率に優れ、長寿命でありる。また、当該オルタネータは、当該導電性摺動部材が接着剤を用いずに導電層と基材との剥離を抑制できるため、70℃以上となる比較的高温下で使用しても長寿命を維持し易い。   The alternator includes the conductive sliding member in which the carbon brush can suppress peeling between the base material and the conductive layer, and is excellent in slidability and conductivity. Therefore, the alternator is excellent in power generation efficiency and has a long life. In addition, the alternator maintains a long life even when used at a relatively high temperature of 70 ° C. or higher because the conductive sliding member can suppress peeling between the conductive layer and the substrate without using an adhesive. Easy to do.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する基材と、この基材中に層状に配設され、金属を主成分とし、表裏に貫通する複数の開口を規則的に有する1又は複数の導電層とを備える導電性摺動部材の製造方法であって、上記基材を構成する複数の基材層と上記1又は複数の導電層とを交互に積層する工程と、上記積層工程後の積層体を熱圧着する工程とを備える。   Still another invention made in order to solve the above-mentioned problems is a base material containing carbon fibers and graphite in a matrix, and is arranged in a layer form in the base material. It is a manufacturing method of an electroconductive sliding member provided with one or a plurality of conductive layers which have a plurality of openings regularly, Comprising: A plurality of base material layers which constitute the above-mentioned base material, and the above-mentioned one or a plurality of conductive layers The process of alternately laminating | stacking and the process of thermocompression-bonding the laminated body after the said lamination | stacking process are provided.

当該導電性摺動部材の製造方法は、基材と導電層との剥離を抑制でき、かつ摺動性及び導電性に優れる導電性摺動部材を容易かつ確実に提供できる。   The manufacturing method of the said electroconductive sliding member can suppress peeling with a base material and an electroconductive layer, and can provide the electroconductive sliding member excellent in slidability and electroconductivity easily and reliably.

ここで「マトリックス」とは、バインダーとして機能しているものを含む概念である。「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば含有量が50質量%以上の成分を指す。「基材中に埋没」とは、基材から露出している領域の表面積が全表面積のうちの50%未満であることをいう。「略垂直」とは、なす角度が80°以上100°以内であることを意味する。「略平行」とは、なす角度が±10°以内であることを意味する。「略等間隔」とは、任意の十点の間隔の最大値及び最小値の差が平均値の10%以内であることを意味する。「70℃以上となる条件下」とは、少なくとも瞬間的に70℃以上となる場合のある条件下をいう。   Here, the “matrix” is a concept including what functions as a binder. The “main component” is a component having the largest content, for example, a component having a content of 50% by mass or more. “Embedded in the substrate” means that the surface area of the region exposed from the substrate is less than 50% of the total surface area. “Substantially perpendicular” means that the angle formed is between 80 ° and 100 °. “Substantially parallel” means that the angle formed is within ± 10 °. “Substantially equidistant” means that the difference between the maximum value and the minimum value of the interval of any ten points is within 10% of the average value. “Condition of 70 ° C. or higher” refers to a condition that may be 70 ° C. or higher at least instantaneously.

当該導電性摺動部材及びその製造方法によれば、基材と導電層との剥離を抑制でき、かつ摺動性及び導電性に優れる導電性摺動部材を提供できる。当該オルタネータは、発電効率に優れ、かつ長寿命である。   According to the conductive sliding member and the manufacturing method thereof, it is possible to provide a conductive sliding member that can suppress the peeling between the base material and the conductive layer and is excellent in slidability and conductivity. The alternator is excellent in power generation efficiency and has a long life.

本発明の導電性摺動部材の一実施形態の摺動面を示す模式的正面図である。It is a typical front view which shows the sliding surface of one Embodiment of the electroconductive sliding member of this invention. 図1の導電層及び基材の模式的部分拡大図である。It is a typical partial enlarged view of the conductive layer and base material of FIG. 図1のX1−X1線での模式的部分拡大断面図である。It is a typical partial expanded sectional view in the X1-X1 line | wire of FIG. 本発明の実施例で用いるスラスト試験装置を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the thrust test apparatus used in the Example of this invention. 図4Aの模式的正面図である。FIG. 4B is a schematic front view of FIG. 4A. 本発明の実施例で用いる導電性摺動部材と低抵抗率計の端子とを説明する模式的平面図である。It is a typical top view explaining the electroconductive sliding member used in the Example of this invention, and the terminal of a low resistivity meter.

以下、本発明の導電性摺動部材及びその製造方法、並びにオルタネータについて説明する。なお、以下において例示される材料は、特に断りがない限り、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Hereinafter, the conductive sliding member, the manufacturing method thereof, and the alternator of the present invention will be described. In addition, as long as there is no notice in particular, the material illustrated below may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<導電性摺動部材>
図1〜3に示す当該導電性摺動部材は、基材1と、この基材1中に層状に配設される複数の導電層としての金属網2とを備える。金属網2は、表裏に貫通する複数の開口としての網目3を規則的に有する。金属網2は、複数の網目3に基材1を構成する材料が充填されるよう基材1中に埋没している。この複数の金属網2の端面は、少なくとも摺動面に露出している。
<Conductive sliding member>
The conductive sliding member shown in FIGS. 1 to 3 includes a base material 1 and a metal net 2 as a plurality of conductive layers arranged in layers in the base material 1. The metal net 2 regularly has a net 3 as a plurality of openings penetrating the front and back. The metal net 2 is embedded in the base material 1 so that a plurality of meshes 3 are filled with the material constituting the base material 1. The end surfaces of the plurality of metal nets 2 are exposed at least on the sliding surface.

当該導電性摺動部材の形状は直方体状で、図1に示す複数の金属網2の端面が露出する正方形状の面が摺動面であり、この摺動面が使用時に相手材と当接する。但し、当該導電性摺動部材の形状は、直方体状には限定されず、例えば三角柱状、五角柱状等の角柱状、円柱状などであってもよい。また、上記摺動面の形状も正方形状には限定されず、例えば三角形状、五角形状等の多角形状、円状、楕円状などであってもよい。さらに、上記摺動面は、平面でもよく、曲面でもよい。さらに、当該導電性摺動部材は、摺動面を複数有してもよい。この場合、当該導電性摺動部材は、1の摺動面のみを相手材と当接させて使用してもよく、複数の摺動面を1又は複数の相手材と当接させて使用してもよい。また、上記摺動面において相手材と当接してない領域は、配線の接続、当該導電性摺動部材の固定等の別用途に使用してもよい。   The shape of the conductive sliding member is a rectangular parallelepiped, and the square surface where the end faces of the plurality of metal nets 2 shown in FIG. 1 are exposed is the sliding surface, and this sliding surface comes into contact with the mating member during use. . However, the shape of the conductive sliding member is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a prismatic shape such as a triangular prism shape, a pentagonal prism shape, or a cylindrical shape. The shape of the sliding surface is not limited to a square shape, and may be, for example, a triangular shape, a polygonal shape such as a pentagonal shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like. Further, the sliding surface may be a flat surface or a curved surface. Further, the conductive sliding member may have a plurality of sliding surfaces. In this case, the conductive sliding member may be used with only one sliding surface in contact with the mating member, or with a plurality of sliding surfaces in contact with one or more mating members. May be. Moreover, you may use the area | region which is not contact | abutting with the other party material in the said sliding surface for another uses, such as connection of wiring, fixation of the said electroconductive sliding member.

上記摺動面が多角形である場合の一辺の平均長さや上記摺動面が円形である場合の平均径としては、特に限定されず、用途等に応じて適宜変更可能である。上記一辺の平均長さ又は平均径の下限としては、通常0.2mmであり、1mmが好ましく、3mmがより好ましい。一方、上記摺動面の上記一辺の平均長さ又は平均径の上限としては、通常100mmであり、20mmが好ましく、10mmがより好ましい。上記一辺の平均長さ又は平均径が上記下限より小さい場合、上記摺動面の面積が減少し、導電性や摺動性が低下するおそれがある。逆に、上記一辺の平均長さ又は平均径が上記上限を超える場合、小型の機器に使用することが困難となるおそれがある。   The average length of one side when the sliding surface is polygonal and the average diameter when the sliding surface is circular are not particularly limited, and can be changed as appropriate according to the application. The lower limit of the average length or average diameter of the one side is usually 0.2 mm, preferably 1 mm, and more preferably 3 mm. On the other hand, the upper limit of the average length or average diameter of the one side of the sliding surface is usually 100 mm, preferably 20 mm, and more preferably 10 mm. When the average length or average diameter of the one side is smaller than the lower limit, the area of the sliding surface is reduced, and there is a possibility that the conductivity and the sliding property are lowered. Conversely, when the average length or average diameter of the one side exceeds the upper limit, it may be difficult to use it for a small device.

当該導電性摺動部材の上記摺動面に対して垂直方向の平均長さとしては、特に限定されないが、例えば0.2mm以上100mm以下である。   The average length in the direction perpendicular to the sliding surface of the conductive sliding member is not particularly limited, and is, for example, 0.2 mm or more and 100 mm or less.

(基材)
基材1は、マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する。基材1は、本発明の効果を損なわない範囲において他の任意成分を含有してもよい。
(Base material)
The base material 1 contains carbon fibers and graphite in a matrix. The base material 1 may contain other arbitrary components as long as the effects of the present invention are not impaired.

基材1におけるマトリックスの含有量の下限としては、3質量%が好ましく、7質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。一方、マトリックスの含有量の上限としては、40質量%が好ましく、25質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。マトリックスの含有量が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材への成形が困難となるおそれがある。逆に、マトリックスの含有量が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の摺動性が低下するおそれや金属網2と基材1との剥離を十分に抑制できないおそれがある。   As a minimum of content of a matrix in substrate 1, 3 mass% is preferred, 7 mass% is more preferred, and 10 mass% is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the content of the matrix is preferably 40% by mass, more preferably 25% by mass, and still more preferably 20% by mass. When the content of the matrix is smaller than the lower limit, it may be difficult to form the conductive sliding member. On the other hand, when the content of the matrix exceeds the above upper limit, the slidability of the conductive sliding member may be deteriorated, and the peeling between the metal net 2 and the substrate 1 may not be sufficiently suppressed.

〔マトリックス〕
マトリックスは、基材1を賦形する。マトリックスの主成分としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の熱可塑性樹脂、ピッチ、タールなどがあげられる。マトリックスの主成分としては、これらの中で強度及び耐熱性の観点から熱硬化性樹脂が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。マトリックスにおける上述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ピッチ及びタールの合計含有量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%が好ましい。また、上記合計含有量は100質量%であってもよい。
〔matrix〕
The matrix shapes the substrate 1. Examples of the main component of the matrix include thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins, thermoplastic resins such as PPS (polyphenylene sulfide) and PEEK (polyether ether ketone), pitch, and tar. Of these, the main component of the matrix is preferably a thermosetting resin from the viewpoint of strength and heat resistance, and more preferably a phenol resin. The lower limit of the total content of the above-described thermosetting resin, thermoplastic resin, pitch and tar in the matrix is preferably 80% by mass, and more preferably 90% by mass. The total content may be 100% by mass.

[フェノール樹脂]
フェノール樹脂は、分子内に三次元架橋構造が形成されている不溶不融の樹脂であり、フェノール類及びアルデヒド類を原料とするオリゴマー(以下、「未硬化のフェノール樹脂」ともいう)を硬化させることで得られる。この未硬化のフェノール樹脂は、固体状でも液体状でもよい。フェノール樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。レゾール型フェノール樹脂としては、例えばメチロール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの中で加工時の欠けを抑制する観点から、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂としては、これらの中で当該導電性摺動部材の摺動性の向上の観点から、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。
[Phenolic resin]
A phenolic resin is an insoluble and infusible resin in which a three-dimensional cross-linked structure is formed in the molecule, and an oligomer made of phenols and aldehydes (hereinafter also referred to as “uncured phenol resin”) is cured. Can be obtained. This uncured phenol resin may be solid or liquid. Examples of the phenol resin include novolac type phenol resins and resol type phenol resins. Examples of the resol type phenol resin include methylol type phenol resin, dimethylene ether type phenol resin and the like, and dimethylene ether type phenol resin is preferable from the viewpoint of suppressing chipping during processing. Among these, a novolac type phenol resin is preferable from the viewpoint of improving the slidability of the conductive sliding member.

上記フェノール類としては、例えばクレゾール、エチルフェノール、キシレノール、p−t−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、p−フェニルフェノール等のアルキルフェノール、フェノールなどが挙げられ、これらの中でフェノールが好ましい。   Examples of the phenols include cresol, ethylphenol, xylenol, pt-butylphenol, octylphenol, nonylphenol, dodecylphenol, alkylphenols such as p-phenylphenol, and phenol, among which phenol is preferable.

上記アルデヒド類としては、例えばホルマリン、パラホルムアルデヒド等が挙げられ、これらの中でホルマリンが好ましい。   Examples of the aldehydes include formalin and paraformaldehyde, among which formalin is preferable.

未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量(Mn)の下限としては、400が好ましく、450がより好ましく、500がさらに好ましい。一方、未硬化のフェノール樹脂のMnの上限としては、1,200が好ましく、800がより好ましく、600がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量が上記下限未満である場合、又は上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の耐ヒートショック性が低下するおそれがある。なお、未硬化のフェノール樹脂の数平均分子量、及び後述する重量平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフの面積法による測定値である。   As a minimum of number average molecular weight (Mn) of an uncured phenol resin, 400 is preferred, 450 is more preferred, and 500 is still more preferred. On the other hand, the upper limit of Mn of the uncured phenol resin is preferably 1,200, more preferably 800, and even more preferably 600. When the number average molecular weight of the uncured phenol resin is less than the above lower limit or exceeds the above upper limit, the heat shock resistance of the conductive sliding member may be lowered. In addition, the number average molecular weight of an uncured phenol resin and the weight average molecular weight described later are values measured by an area method of gel filtration chromatograph.

未硬化のフェノール樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、400が好ましく、1,500がより好ましく、3,000がさらに好ましい。一方、未硬化のフェノール樹脂のMwの上限としては、5,000が好ましく、4,500がより好ましく、4,000がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂のMwが上記下限より小さい場合、又は上記上限を超える場合、成形材料の安定性及び成形性が低下するおそれがある。   The weight average molecular weight (Mw) of the uncured phenol resin is preferably 400, more preferably 1,500, and even more preferably 3,000. On the other hand, the upper limit of the Mw of the uncured phenol resin is preferably 5,000, more preferably 4,500, and still more preferably 4,000. When the Mw of the uncured phenol resin is smaller than the above lower limit or exceeds the above upper limit, the stability and moldability of the molding material may be lowered.

未硬化のフェノール樹脂の分散比(Mw/Mn)としては、1.1が好ましく、4.0がより好ましく、7.0がさらに好ましい。一方、未硬化のフェノール樹脂の分散比の上限としては、20.0が好ましく、12.0がより好ましく、8.0がさらに好ましい。未硬化のフェノール樹脂の分散比が上記下限より小さい場合、又は上記上限を超える場合、成形材料の安定性及び成形性が低下するおそれがある。   The dispersion ratio (Mw / Mn) of the uncured phenol resin is preferably 1.1, more preferably 4.0, and even more preferably 7.0. On the other hand, the upper limit of the dispersion ratio of the uncured phenol resin is preferably 20.0, more preferably 12.0, and even more preferably 8.0. When the dispersion ratio of the uncured phenol resin is smaller than the lower limit or exceeds the upper limit, the stability and moldability of the molding material may be reduced.

未硬化のフェノール樹脂は、上記フェノール類のモノマー及びダイマーを含んでもよい。未硬化のフェノール樹脂における上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量の上限としては、10質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の摩擦係数上昇や摩耗量増加のおそれがある。また、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量を上記範囲とすることで、当該導電性摺動部材の耐熱性及び寸法精度を向上できる。さらに、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量は0質量%でもよい。なお、上記フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量は、ゲル濾過クロマトグラフで測定した値をいう。   The uncured phenol resin may contain monomers and dimers of the above phenols. The upper limit of the total content of the monomers and dimers of the phenols in the uncured phenol resin is preferably 10% by mass and more preferably 5% by mass. When the total content of the phenolic monomer and dimer exceeds the above upper limit, there is a fear that the friction coefficient of the conductive sliding member is increased and the wear amount is increased. Moreover, the heat resistance of the said electroconductive sliding member and dimensional accuracy can be improved by making the total content of the monomer and dimer of the said phenol into the said range. Further, the total content of the monomers and dimers of the phenols may be 0% by mass. The total content of the phenolic monomer and dimer is a value measured by gel filtration chromatography.

なかでも、未硬化のフェノール樹脂は、フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が10質量%以下であり、かつ、上記分散比(Mw/Mn)が1.5以上20以下であることが特に好ましい。このように、フェノール類のモノマー及びダイマーとの合計含有量と上記分散比(Mw/Mn)とを上記範囲とすることで、当該導電性摺動部材の摩擦係数をより低減することができ、その結果、摩耗量をより低減できる。また、上記合計含有量及び上記分散比を共に上記範囲とすることで、フェノール類のモノマー及びダイマーの合計含有量が10質量%以下であっても溶融粘度を比較的低く保つことができる。   Among them, the uncured phenol resin has a total content of phenolic monomers and dimers of 10% by mass or less, and the dispersion ratio (Mw / Mn) is particularly preferably 1.5 or more and 20 or less. preferable. Thus, by making the total content of the phenolic monomer and dimer and the dispersion ratio (Mw / Mn) in the above range, the friction coefficient of the conductive sliding member can be further reduced, As a result, the amount of wear can be further reduced. Further, by setting both the total content and the dispersion ratio in the above range, the melt viscosity can be kept relatively low even if the total content of the phenolic monomer and the dimer is 10% by mass or less.

未硬化のフェノール樹脂の合成方法としては、例えば上記フェノール類、アルデヒド類及び触媒の混合液を調製する工程(調製工程)、上記混合液を還流温度で縮合反応させる工程(縮合反応工程)、及び縮合反応後の混合液を減圧濃縮する工程(除去工程)を備える方法等が挙げられる。   Examples of a method for synthesizing an uncured phenol resin include a step of preparing a mixed solution of the above phenols, aldehydes and catalyst (preparation step), a step of subjecting the mixed solution to a condensation reaction at a reflux temperature (condensation reaction step), and Examples include a method including a step (removal step) of concentrating the mixed solution after the condensation reaction under reduced pressure.

未硬化のノボラック型フェノール樹脂を合成する場合、上記触媒としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機酸、酸化亜鉛、塩化亜鉛、酸化マグネシウム、酢酸亜鉛等の酸性物質などの酸触媒などが挙げられ、これらの中で有機酸が好ましく、シュウ酸がより好ましい。また、上記混合液におけるアルデヒド類(F)のフェノール類(P)に対するモル比(F/P)としては、例えば0.75以上0.95以下である。   When synthesizing an uncured novolak type phenol resin, examples of the catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, organic acids such as oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and xylenesulfonic acid, and oxidation. Examples include acid catalysts such as zinc, zinc chloride, magnesium oxide, zinc acetate, and other acidic substances. Among these, organic acids are preferable, and oxalic acid is more preferable. In addition, the molar ratio (F / P) of the aldehydes (F) to the phenols (P) in the mixed solution is, for example, 0.75 or more and 0.95 or less.

未硬化のレゾール型フェノール樹脂を合成する場合、上記触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物などのアルカリ触媒が挙げられる。上記混合液における上記F/Pの下限としては、例えば1.1以上4.0以下である。   When synthesizing an uncured resol-type phenol resin, examples of the catalyst include alkali catalysts such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. The lower limit of the F / P in the mixed solution is, for example, 1.1 or more and 4.0 or less.

上記混合液における上記触媒の含有量としては、上記フェノール類100質量部に対して、例えば0.05質量部以上70質量部以下である。   As content of the said catalyst in the said liquid mixture, it is 0.05 mass part or more and 70 mass parts or less with respect to 100 mass parts of said phenols, for example.

上記縮合反応における還流温度としては、例えば90℃以上110℃以下である。また、上記縮合反応の反応時間としては、例えば2時間以上12時間以下である。   The reflux temperature in the condensation reaction is, for example, 90 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. Moreover, as reaction time of the said condensation reaction, they are 2 hours or more and 12 hours or less, for example.

[エポキシ樹脂]
エポキシ樹脂は、分子内に三次元架橋構造が形成されている不溶不融の樹脂であり、エポキシ基を有するオリゴマー(以下、「未硬化のエポキシ樹脂」ともいう)を硬化剤と共に硬化させることで得られる。エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール−A型エポキシ樹脂、ビスフェノール−F型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェノール型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
[Epoxy resin]
The epoxy resin is an insoluble and infusible resin in which a three-dimensional cross-linked structure is formed in the molecule, and an oligomer having an epoxy group (hereinafter also referred to as “uncured epoxy resin”) is cured together with a curing agent. can get. Although it does not specifically limit as an epoxy resin, For example, novolak type epoxy resin, bisphenol-A type epoxy resin, bisphenol-F type epoxy resin, trisphenol methane type epoxy resin, tetrakisphenol type epoxy resin, brominated epoxy resin, dicyclo Examples thereof include pentadiene type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, and cyclic aliphatic epoxy resins.

〔炭素繊維〕
炭素繊維は、当該導電性摺動部材の機械的強度を向上し、かつ金属網2の素線に絡むことで基材1と金属網2との剥離を抑制する。炭素繊維としては、例えばポリアクリロニトリル(PAN)を原料とするPAN系炭素繊維、ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維等が挙げられる。ピッチ系炭素繊維の原料としては、石油に由来するピッチでもよく、石炭に由来するピッチでもよい。炭素繊維としては、これらの中でピッチ系炭素繊維が好ましい。ピッチ系炭素繊維は、摺動時に発熱等によってタール分が染み出すことで当該導電性摺動部材の摺動面の滑りを良くし、その結果、当該導電性摺動部材の摩擦係数の変動を安定化できる。また、ピッチ系炭素繊維は、電気抵抗率が低いため、当該導電性摺動部材の導電性をより向上できる。
〔Carbon fiber〕
The carbon fiber improves the mechanical strength of the conductive sliding member and suppresses the peeling between the base material 1 and the metal net 2 by being entangled with the strands of the metal net 2. Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber using polyacrylonitrile (PAN) as a raw material, and pitch-based carbon fiber using pitch as a raw material. The raw material for the pitch-based carbon fiber may be a pitch derived from petroleum or a pitch derived from coal. Of these, pitch-based carbon fibers are preferred as the carbon fibers. The pitch-based carbon fiber improves the sliding of the sliding surface of the conductive sliding member by oozing out tar content due to heat generation during sliding, and as a result, the friction coefficient of the conductive sliding member is changed. Can be stabilized. Moreover, since the pitch-based carbon fiber has a low electrical resistivity, the conductivity of the conductive sliding member can be further improved.

炭素繊維の平均繊維長の下限としては、特に限定されないが、0.005mmが好ましく、0.01mmがより好ましく、0.05mmがさらに好ましい。一方、炭素繊維の平均繊維長の上限としては、特に限定されないが、1mmが好ましく、0.7mmがより好ましく、0.5mmがさらに好ましい。炭素繊維の平均繊維長が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の機械的強度が低下するおそれがある。逆に、炭素繊維の平均繊維長が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材から炭素繊維が剥がれ易くなることで摺動性が低下するおそれがある。また、基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。   Although it does not specifically limit as a minimum of the average fiber length of carbon fiber, 0.005 mm is preferable, 0.01 mm is more preferable, 0.05 mm is further more preferable. On the other hand, the upper limit of the average fiber length of the carbon fibers is not particularly limited, but is preferably 1 mm, more preferably 0.7 mm, and further preferably 0.5 mm. When the average fiber length of the carbon fiber is smaller than the lower limit, the mechanical strength of the conductive sliding member may be reduced. On the other hand, when the average fiber length of the carbon fibers exceeds the upper limit, the slidability may be reduced because the carbon fibers are easily peeled off from the conductive sliding member. Moreover, there exists a possibility that suppression of peeling with the base material 1 and the metal net | network 2 may become inadequate.

炭素繊維の平均繊維径の下限としては、1μmが好ましく、3μmがより好ましい。一方、炭素繊維の平均繊維径の上限としては、18μmが好ましく、12μmがより好ましい。炭素繊維の平均繊維径が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の耐摩耗性が低下するおそれがある。また、炭素繊維の強度が低下するため、基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。逆に、炭素繊維の平均繊維径が上記上限を超える場合、炭素繊維の柔軟性が低下して金属網2の網目3に充填され難くなるため、炭素繊維が金属網2の網目3に絡まり難くなるおそれがある。その結果、基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となり、当該導電性摺動部材に衝撃が加わった際等に基材1と金属網2とが剥離し易くなるおそれがある。   As a minimum of the average fiber diameter of carbon fiber, 1 micrometer is preferred and 3 micrometers is more preferred. On the other hand, the upper limit of the average fiber diameter of the carbon fibers is preferably 18 μm, and more preferably 12 μm. When the average fiber diameter of the carbon fiber is smaller than the lower limit, the wear resistance of the conductive sliding member may be reduced. Moreover, since the intensity | strength of carbon fiber falls, there exists a possibility that suppression of peeling with the base material 1 and the metal net | network 2 may become inadequate. On the contrary, when the average fiber diameter of the carbon fiber exceeds the above upper limit, the flexibility of the carbon fiber is lowered and it is difficult to fill the network 3 of the metal net 2, so that the carbon fiber is not easily entangled with the network 3 of the metal net 2. There is a risk. As a result, suppression of peeling between the base material 1 and the metal net 2 becomes insufficient, and the base material 1 and the metal net 2 may be easily peeled off when an impact is applied to the conductive sliding member. .

基材1における炭素繊維の含有量の下限としては、1質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、4質量%がさらに好ましい。一方、炭素繊維の含有量の上限としては、20質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、7質量%がさらに好ましい。炭素繊維の含有量が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の機械的強度が不十分となるおそれや基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。逆に、炭素繊維の含有量が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の成形材料の成形性が低下するおそれがある。   As a minimum of content of carbon fiber in substrate 1, 1 mass% is preferred, 3 mass% is more preferred, and 4 mass% is still more preferred. On the other hand, as an upper limit of content of carbon fiber, 20 mass% is preferable, 10 mass% is more preferable, and 7 mass% is further more preferable. When the carbon fiber content is smaller than the above lower limit, the mechanical strength of the conductive sliding member may be insufficient, and the suppression of peeling between the base material 1 and the metal net 2 may be insufficient. Conversely, if the carbon fiber content exceeds the above upper limit, the moldability of the molding material of the conductive sliding member may be reduced.

〔黒鉛〕
黒鉛は、当該導電性摺動部材の摩擦係数を低減する。黒鉛としては、特に限定されないが、例えば球状黒鉛、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。黒鉛としては、これらの中で球状黒鉛及び人造黒鉛が好ましい。なお、黒鉛は、通常粒子状であり、この黒鉛粒子の少なくとも一部は、金属網2の平均目開きよりも粒径が小さいとよい。ここで、「黒鉛の少なくとも一部」とは、黒鉛の10質量%以上のことをいう。
〔graphite〕
Graphite reduces the coefficient of friction of the conductive sliding member. Although it does not specifically limit as graphite, Natural graphite, artificial graphite, etc., such as spherical graphite, scale-like graphite, lump graphite, and earth-like graphite, etc. are mentioned, for example. Of these, spherical graphite and artificial graphite are preferred as the graphite. Note that graphite is usually in the form of particles, and at least a part of the graphite particles may have a particle size smaller than the average opening of the metal net 2. Here, “at least a part of graphite” means 10% by mass or more of graphite.

基材1における黒鉛の含有量の下限としては、40質量%が好ましく、55質量%がより好ましく、70質量%がさらに好ましい。一方、黒鉛の含有量の上限としては、90質量%が好ましく、85質量%がより好ましい。黒鉛の含有量が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の摺動性が低下するおそれがある。逆に、黒鉛の含有量が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の成形材料の成形性が低下するおそれがある。   As a minimum of content of graphite in substrate 1, 40 mass% is preferred, 55 mass% is more preferred, and 70 mass% is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the graphite content is preferably 90% by mass, and more preferably 85% by mass. When the content of graphite is smaller than the lower limit, the slidability of the conductive sliding member may be reduced. Conversely, if the graphite content exceeds the above upper limit, the moldability of the molding material of the conductive sliding member may be reduced.

基材1が含有してもよい任意成分としては、例えば金属粉末、固体潤滑剤等が挙げられる。上記金属粉末としては、例えば銅、銀、錫、金、白金、パラジウム、アルミニウム、これらの合金等を主成分とする金属粉末が挙げられる。また、上記固体潤滑剤としては、ホウ素系化化合物、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等が挙げられる。これら他の成分の含有量は、当該導電性摺動部材の摺動性や導電性を損なわない範囲で適宜変更できる。但し、基材1が金属粉末をさらに含有する場合、当該導電性摺動部材の質量に対する金属粉末及び金属網2の合計質量の上限としては、30質量%が好ましく、25質量%がより好ましい。上記合計質量の上限が上記上限を超えると、当該導電性摺動部材の摺動性が低下するおそれや重量が不要に増加するおそれがある。   As an arbitrary component which the base material 1 may contain, a metal powder, a solid lubricant, etc. are mentioned, for example. As said metal powder, the metal powder which has copper, silver, tin, gold | metal | money, platinum, palladium, aluminum, these alloys etc. as a main component is mentioned, for example. Examples of the solid lubricant include boron compounds, molybdenum disulfide, and tungsten disulfide. The content of these other components can be changed as appropriate as long as the slidability and conductivity of the conductive sliding member are not impaired. However, when the base material 1 further contains a metal powder, the upper limit of the total mass of the metal powder and the metal net 2 with respect to the mass of the conductive sliding member is preferably 30% by mass, and more preferably 25% by mass. If the upper limit of the total mass exceeds the upper limit, the slidability of the conductive sliding member may be reduced or the weight may be increased unnecessarily.

(導電層)
当該導電性摺動部材は、導電層として金属網2を備える。図1では当該導電性摺動部材の備える導電層の層数は3であるが、これに限定されない。上記導電層の層数の下限としては、通常1であり、2が好ましく、3がより好ましい。一方、導電層の層数の上限としては、通常100であり、20が好ましく、8がより好ましい。導電層の層数が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の導電性が低下するおそれがある。逆に、導電層の層数が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材への成形が困難となるおそれや重量が不要に増加するおそれがある。
(Conductive layer)
The conductive sliding member includes a metal net 2 as a conductive layer. In FIG. 1, the number of conductive layers provided in the conductive sliding member is 3, but the number is not limited thereto. The lower limit of the number of the conductive layers is usually 1, preferably 2 and more preferably 3. On the other hand, the upper limit of the number of conductive layers is usually 100, preferably 20, and more preferably 8. When the number of conductive layers is smaller than the lower limit, the conductivity of the conductive sliding member may be reduced. On the other hand, when the number of conductive layers exceeds the above upper limit, there is a possibility that molding into the conductive sliding member may be difficult and the weight may increase unnecessarily.

複数の金属網2の平均間隔の下限としては、0.1mmが好ましく、0.5mmがより好ましく、0.8mmがさらに好ましい。一方、複数の金属網2の平均間隔の上限としては、5mmが好ましく、3mmがより好ましく、1.5mmがさらに好ましい。複数の金属網2の平均間隔が上記下限より小さい場合、複数の金属網2が基材1を介さずに接触し易くなり、その結果、基材1と金属網2とが剥離し易くなるおそれがある。上記複数の金属網2の平均間隔が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材が不要に大きくなるおそれがある。   As a minimum of an average interval of a plurality of metal nets 2, 0.1 mm is preferred, 0.5 mm is more preferred, and 0.8 mm is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the average interval between the plurality of metal nets 2 is preferably 5 mm, more preferably 3 mm, and even more preferably 1.5 mm. When the average interval between the plurality of metal nets 2 is smaller than the above lower limit, the plurality of metal nets 2 are likely to come into contact with each other without the base material 1, and as a result, the base material 1 and the metal net 2 may be easily peeled off. There is. When the average interval between the plurality of metal nets 2 exceeds the upper limit, the conductive sliding member may become unnecessarily large.

(金属網)
金属網2は、金属を主成分とする線材を網状に配設したものであり、表裏に貫通する複数の矩形状の網目3を規則的に有する。複数の金属網2は、略平行かつ略等間隔に配設されている。また、金属網2は、上記摺動面に略垂直に配設されていてもよく、上記摺動面に対して傾斜するよう配設されていてもよいが、上記摺動面に略垂直に配設されていることが好ましい。
(Metal mesh)
The metal net 2 is formed by arranging wire rods mainly composed of metal in a net shape, and regularly has a plurality of rectangular nets 3 penetrating the front and back. The plurality of metal nets 2 are disposed substantially parallel and at substantially equal intervals. Further, the metal net 2 may be disposed substantially perpendicular to the sliding surface, or may be disposed so as to be inclined with respect to the sliding surface, but is substantially perpendicular to the sliding surface. It is preferable that it is disposed.

この複数の金属網2の端面は、上述のように少なくとも摺動面に露出していればよいが、導電性摺動部材の摺動面以外の面にも露出しているとよい。このように、複数の金属網2の端面が摺動面及びそれ以外の面に露出している場合、上記それ以外の面に露出した金属網2の端面にリード線等の配線を電気的に接続することで、相手材と上記配線との間に金属網2を介した電流の経路を形成できる。但し、複数の金属網2の端面は摺動面にのみ露出していてもよく、この場合、当該導電性摺動部材の摺動面以外の面に挿通孔を設けることで基材1の内部で上記配線と金属網2とを電気的に接続できる。   The end surfaces of the plurality of metal nets 2 may be exposed at least on the sliding surface as described above, but may be exposed on a surface other than the sliding surface of the conductive sliding member. Thus, when the end surfaces of the plurality of metal nets 2 are exposed on the sliding surface and other surfaces, wiring such as lead wires is electrically connected to the end surfaces of the metal net 2 exposed on the other surfaces. By connecting, a current path through the metal net 2 can be formed between the counterpart material and the wiring. However, the end surfaces of the plurality of metal nets 2 may be exposed only on the sliding surface, and in this case, by providing an insertion hole on the surface other than the sliding surface of the conductive sliding member, Thus, the wiring and the metal net 2 can be electrically connected.

金属網2としては、線材を製織することで網状とした織網(メッシュ)でもよく、線材を接着剤等で貼り合わせることで網状としたものでもよい。また、金属網2は、厚さ方向に波状の凹凸が形成されていてもよく、平坦であってもよいが、平坦であることが好ましい。   The metal net 2 may be a woven net (mesh) formed by weaving a wire, or may be formed by bonding the wire with an adhesive or the like. Further, the metal net 2 may have wavy irregularities formed in the thickness direction and may be flat, but is preferably flat.

上記線材の主成分である金属、すなわち金属網2の主成分である金属としては、銀、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル及びこれらの合金が好ましく、銅及び銅合金がより好ましい。   As the metal which is the main component of the wire, that is, the metal which is the main component of the metal net 2, silver, copper, aluminum, iron, nickel and alloys thereof are preferable, and copper and copper alloys are more preferable.

金属網2の平均厚さの下限としては、0.05mmが好ましく、0.15mmが好ましい。一方、金属網2の平均厚さの上限としては、1mmが好ましく、0.3mmがより好ましい。金属網2の平均厚さが上記下限より小さい場合、ここで「金属網の平均厚さ」とは、任意の十点の線材の交差領域で測定した厚さの平均値をいう。   As a minimum of average thickness of metal net 2, 0.05 mm is preferred and 0.15 mm is preferred. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the metal net 2 is preferably 1 mm, and more preferably 0.3 mm. When the average thickness of the metal mesh 2 is smaller than the above lower limit, the “average thickness of the metal mesh” herein refers to the average value of the thicknesses measured in the intersecting regions of arbitrary ten points of wire rods.

上記線材の断面形状としては、特に限定されないが、例えば正方形状、長方形状、三角形状、丸状、楕円状等が挙げられる。上記線材の平均径の下限としては、1μmが好ましく、10μmがより好ましく、100μmがさらに好ましい。一方、上記線材の平均径の上限としては、500μmが好ましく、300μmがより好ましく、150μmがさらに好ましい。上記線材の平均径が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の導電性が低下するおそれがある。逆に、上記線材の平均径が上記上限を超える場合、相手材が同じ金属材料である場合等に凝着摩耗を起こし、当該導電性摺動部材の摺動性が低下するおそれがある。その結果、使用時に発生する振動や音が増加するおそれがある。また、炭素繊維が絡みにくくなり、基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。ここで「平均径」とは、軸方向と直交する任意の十点における断面積と等面積の真円の直径の平均値を意味する。   Although it does not specifically limit as a cross-sectional shape of the said wire, For example, square shape, rectangular shape, triangular shape, round shape, elliptical shape etc. are mentioned. The lower limit of the average diameter of the wire is preferably 1 μm, more preferably 10 μm, and even more preferably 100 μm. On the other hand, the upper limit of the average diameter of the wire is preferably 500 μm, more preferably 300 μm, and even more preferably 150 μm. When the average diameter of the said wire is smaller than the said minimum, there exists a possibility that the electroconductivity of the said electroconductive sliding member may fall. Conversely, if the average diameter of the wire exceeds the upper limit, adhesive wear may occur when the counterpart material is the same metal material, and the slidability of the conductive sliding member may be reduced. As a result, there is a risk that vibration and sound generated during use may increase. Moreover, it becomes difficult for the carbon fibers to be entangled, and there is a possibility that suppression of peeling between the base material 1 and the metal net 2 becomes insufficient. Here, the “average diameter” means an average value of the diameters of perfect circles having the same area as the cross-sectional area at any ten points orthogonal to the axial direction.

金属網2の平均目開きの下限としては、50μmが好ましく、100μmがより好ましく、120μmがさらに好ましい。一方、金属網2の平均目開きの上限としては、5,000が好ましく、500μmがより好ましく、180μmがさらに好ましい。また、金属網2の網目3の平均面積の下限としては、2.5×10μmが好ましく、1.0×10がより好ましく、1.5×10μmがさらに好ましい。一方、金属網2の網目3の平均面積の上限としては、2.5×10μmが好ましく、2.5×10がより好ましく、3.2×10μmがさらに好ましい。上記平均目開き又は平均面積が上記下限より小さい場合、網目3に基材1を構成する材料が充填され難くなるため、炭素繊維による基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均目開き又は平均面積が上記上限を超える場合、網目3の中央付近に充填された基材1が含有する炭素繊維が金属網2に絡み難くなるため、基材1と金属網2との剥離の抑制が不十分となるおそれがある。また、金属網2のサイズが増加するため、当該導電性摺動部材のサイズが不要に増加するおそれがある。ここで、金属網2の平均目開きは、JIS−G3556(2001年)「工業用織金網」の「7.2.1平均目開き」に準拠して測定した値をいう。また、金属網2の網目3の平均面積は、任意の十個の網目の面積の平均値をいう。 The lower limit of the average opening of the metal net 2 is preferably 50 μm, more preferably 100 μm, and still more preferably 120 μm. On the other hand, the upper limit of the average opening of the metal net 2 is preferably 5,000, more preferably 500 μm, and further preferably 180 μm. Moreover, as a minimum of the average area of the mesh 3 of the metal net 2, 2.5 × 10 3 μm 2 is preferable, 1.0 × 10 4 is more preferable, and 1.5 × 10 4 μm 2 is more preferable. On the other hand, the upper limit of the average area of the mesh 3 of the metal net 2 is preferably 2.5 × 10 7 μm 2 , more preferably 2.5 × 10 5 , and even more preferably 3.2 × 10 4 μm 2 . When the average opening or the average area is smaller than the lower limit, it is difficult to fill the mesh 3 with the material constituting the substrate 1, so that the suppression of peeling between the substrate 1 and the metal mesh 2 by the carbon fiber is insufficient. There is a risk. On the contrary, when the average opening or the average area exceeds the upper limit, the carbon fiber contained in the base material 1 filled in the vicinity of the center of the mesh 3 is difficult to be entangled with the metal network 2. There is a possibility that suppression of peeling with 2 may be insufficient. Moreover, since the size of the metal net 2 increases, the size of the conductive sliding member may increase unnecessarily. Here, the average opening of the metal net 2 refers to a value measured in accordance with “7.2.1 Average Opening” of JIS-G3556 (2001) “Industrial Woven Wire Mesh”. Further, the average area of the mesh 3 of the metal net 2 is an average value of the area of any ten meshes.

金属網2の平均目開きと炭素繊維の平均繊維径との比の下限としては、1:0.001が好ましく、1:0.01がより好ましく、1:0.05がさらに好ましい。一方、上記比の上限としては、1:0.5が好ましく、1:0.3がより好ましく、1:0.1がさらに好ましい。上記比が上記下限より小さい場合、又は上記上限を超える場合、基材1と金属網2との剥離を十分に抑制できないおそれがある。   The lower limit of the ratio between the average opening of the metal net 2 and the average fiber diameter of the carbon fibers is preferably 1: 0.001, more preferably 1: 0.01, and still more preferably 1: 0.05. On the other hand, the upper limit of the ratio is preferably 1: 0.5, more preferably 1: 0.3, and still more preferably 1: 0.1. When the ratio is smaller than the lower limit or exceeds the upper limit, peeling between the base material 1 and the metal net 2 may not be sufficiently suppressed.

金属網2の目数の下限としては、5メッシュが好ましく、30メッシュがより好ましく、80メッシュがさらに好ましい。一方、金属網2の目数の上限としては、500メッシュが好ましく、200メッシュがより好ましく、120メッシュがさらに好ましい。ここで「メッシュ」とは、25.4mm(1インチ)の一辺あたりの目数をいい、例えば100メッシュとは上記一辺当たりの目数が100であることを意味する。
As a minimum of the number of meshes of metal net 2, 5 mesh is preferred, 30 mesh is more preferred, and 80 mesh is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the number of meshes of the metal net 2 is preferably 500 mesh, more preferably 200 mesh, and still more preferably 120 mesh. Here, “mesh” means the number of eyes per side of 25.4 mm (1 inch). For example, 100 mesh means that the number of eyes per side is 100.

基材1の質量と金属網2の質量との比の下限としては、70:30が好ましく、75:25がより好ましい。一方、基材1の質量と金属網2の質量との比の上限としては、97:3が好ましく、90:10がより好ましく、85:15がさらに好ましい。基材1の質量と金属網2の質量との比が上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の強度が低下するおそれや成形が困難となるおそれがある。逆に、基材1の質量と金属網2の質量との比が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材の導電性が低下するおそれがある。   The lower limit of the ratio of the mass of the substrate 1 to the mass of the metal net 2 is preferably 70:30, and more preferably 75:25. On the other hand, the upper limit of the ratio of the mass of the substrate 1 to the mass of the metal net 2 is preferably 97: 3, more preferably 90:10, and even more preferably 85:15. When the ratio of the mass of the base material 1 and the mass of the metal net 2 is smaller than the lower limit, the strength of the conductive sliding member may be reduced or the molding may be difficult. On the contrary, when the ratio of the mass of the base material 1 and the mass of the metal net 2 exceeds the upper limit, the conductivity of the conductive sliding member may be lowered.

なお、当該導電性摺動部材は、耐熱強度を向上する観点から、基材1及び金属網2が接着剤等の接合材を介さずに当接した状態で固定されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the said electroconductive sliding member is fixed in the state which contact | abutted the base material 1 and the metal net | network 2 without joining materials, such as an adhesive agent, from a viewpoint of improving heat resistance strength.

<導電性摺動部材の製造方法>
当該導電性摺動部材の製造方法は、基材を構成する複数の基材層と上記1又は複数の導電層とを交互に積層する工程(積層工程)と、上記積層工程後の積層体を熱圧着する工程(熱圧着工程)とを備える。以下、各工程について説明する。
<Method for producing conductive sliding member>
The method for producing the conductive sliding member includes a step of laminating a plurality of base material layers constituting the base material and the one or more conductive layers alternately (lamination step), and a laminate after the lamination step. A step of thermocompression bonding (thermocompression bonding step). Hereinafter, each step will be described.

(積層工程)
本工程では、基材を構成する複数の基材層と上記1又は複数の導電層とを交互に積層する。
(Lamination process)
In this step, a plurality of substrate layers constituting the substrate and the one or more conductive layers are alternately laminated.

〔基材層〕
上記基材層は、マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する。また、上記基材層のマトリックスの主成分が熱硬化性樹脂である場合、この熱硬化性樹脂は通常未硬化である。炭素繊維及び黒鉛の種類及び含有量については、当該導電性摺動部材の基材と同様とできるため、説明を省略する。
[Base material layer]
The base material layer contains carbon fibers and graphite in a matrix. Moreover, when the main component of the matrix of the base material layer is a thermosetting resin, the thermosetting resin is usually uncured. About the kind and content of carbon fiber and graphite, since it can be the same as that of the base material of the said electroconductive sliding member, description is abbreviate | omitted.

上記基材層の製造方法としては、例えばマトリックスの主成分と炭素繊維と黒鉛と任意成分とを混合する工程(混合工程)と、上記混合工程で得られた混合物を加圧成形する工程(加圧成形工程)とを備える方法等が挙げられる。上記製造方法では、黒鉛の粒度調整のため、加圧成形前に上記混合物を粉砕してもよい。また、マトリックスの主成分が溶液状でない場合、上記混合工程ではマトリックスの主成分等の各成分をエタノール等の溶媒に溶解することで混合し、その後、加圧成形工程前に上記溶媒を揮発させるとよい。この場合、上記各成分の合計質量と上記溶媒の質量との比としては、例えば85:15以上96:4以下である。さらに、上記混合工程では、その他の方法として、マトリックスの主成分等の各成分を加圧ニーダー、ミキシングロール、二軸押出機などで混練混合することによって混合物を得てもよい。上記加圧成形工程で加える圧力としては、例えば1kg/cm以上1,000kg/cm以下である。なお、上記混合工程で混練混合する場合、及び/又は加圧成形前に上記混合物を粉砕する場合、上記炭素繊維の繊維長が切断によって低下するため、混合工程で比較的繊維長の大きい炭素繊維を用いることもできる。この場合の具体的な炭素繊維の平均繊維長としては、例えば50μm以上6,000μm以下である。 Examples of the method for producing the base material layer include a step of mixing the main component of the matrix, carbon fiber, graphite, and an optional component (mixing step), and a step of press-molding the mixture obtained in the mixing step (processing) Pressure forming step) and the like. In the above production method, the mixture may be pulverized before pressure molding in order to adjust the particle size of graphite. In addition, when the main component of the matrix is not in the form of a solution, each component such as the main component of the matrix is mixed in a solvent such as ethanol in the mixing step, and then the solvent is volatilized before the pressure molding step. Good. In this case, the ratio of the total mass of the above components to the mass of the solvent is, for example, 85:15 or more and 96: 4 or less. Furthermore, in the mixing step, as another method, a mixture may be obtained by kneading and mixing each component such as a main component of the matrix with a pressure kneader, a mixing roll, a twin screw extruder, or the like. The pressure applied in the pressure molding step is, for example, 1 kg / cm 2 or more and 1,000 kg / cm 2 or less. In addition, when kneading and mixing in the mixing step and / or when the mixture is pulverized before pressure molding, the carbon fiber has a relatively long fiber length in the mixing step because the fiber length of the carbon fiber is reduced by cutting. Can also be used. In this case, the specific average fiber length of the carbon fibers is, for example, 50 μm or more and 6,000 μm or less.

上記基材層の各層の平均厚さの下限としては、0.1mmが好ましく、0.5mmがより好ましく、0.8mmがさらに好ましい。一方、上記基材層の各層の平均厚さの上限としては、5mmが好ましく、3mmがより好ましく、1.5mmがさらに好ましい。基材層の各層の平均厚さが上記下限より小さい場合、当該導電性摺動部材の金属網の平均間隔が減少し、その結果、金属網が基材を介さずに接触することで基材と金属網とが剥離し易くなるおそれがある。逆に、上記基材層の各層の平均間隔が上記上限を超える場合、当該導電性摺動部材が不要に大きくなるおそれがある。   As a minimum of average thickness of each layer of the above-mentioned base material layer, 0.1 mm is preferred, 0.5 mm is more preferred, and 0.8 mm is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the average thickness of each layer of the base material layer is preferably 5 mm, more preferably 3 mm, and even more preferably 1.5 mm. When the average thickness of each layer of the base material layer is smaller than the above lower limit, the average distance of the metal mesh of the conductive sliding member is reduced, and as a result, the metal mesh contacts the base material without going through the base material. And the metal net may be easily peeled off. On the other hand, when the average interval between the layers of the base material layer exceeds the upper limit, the conductive sliding member may become unnecessarily large.

上記マトリックスの主成分が未硬化の熱硬化性樹脂である場合、上記混合工程で任意成分として硬化剤をさらに混合することが好ましい。熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である場合の硬化剤としては、例えばヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合の硬化剤としては、例えば多価フェノール類、酸無水物類、アミン類、イミダゾール類等が挙げられる。硬化剤の混合量としては、熱硬化性樹脂100質量部に対して、例えば10質量部以上25質量部以下である。   When the main component of the matrix is an uncured thermosetting resin, it is preferable to further mix a curing agent as an optional component in the mixing step. Examples of the curing agent when the thermosetting resin is a phenol resin include hexamethylenetetramine. Examples of the curing agent when the thermosetting resin is an epoxy resin include polyhydric phenols, acid anhydrides, amines, imidazoles, and the like. The mixing amount of the curing agent is, for example, 10 parts by mass or more and 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin.

(熱圧着工程)
本工程では、上記積層工程後の積層体を熱圧着する。本工程により、金属網が複数の開口に基材を構成する材料が充填されるよう上記基材中に埋没する。また、基材層のマトリックスの主成分が未硬化の熱硬化性樹脂である場合、本工程により上記熱硬化性樹脂が硬化する。上記熱圧着の条件としては、マトリックスの主成分等によって適宜変更可能であるが、加熱温度としては例えば150℃以上230℃以下であり、成形圧としては例えば1kg/cm以上1,000kg/cm以下である。
(Thermo-compression process)
In this step, the laminated body after the lamination step is thermocompression bonded. By this step, the metal net is buried in the base material so that the plurality of openings are filled with the material constituting the base material. Moreover, when the main component of the matrix of the base material layer is an uncured thermosetting resin, the thermosetting resin is cured by this step. The thermocompression bonding conditions can be appropriately changed depending on the main component of the matrix, but the heating temperature is, for example, 150 ° C. or more and 230 ° C. or less, and the molding pressure is, for example, 1 kg / cm 2 or more and 1,000 kg / cm. 2 or less.

なお、当該導電性摺動部材の製造方法では、上記熱圧着工程後、さらに加工を行ってもよい。上述の熱圧着工程後の加工としては、例えばバインダーを炭化させるための焼成、当該導電性摺動部材を特定の形状にするための切削加工、研削加工、研磨加工等の機械加工などが挙げられる。また、当該導電性摺動部材のマトリックスの主成分が熱硬化性樹脂である場合、上述の熱圧着工程後の加工としてキュア(加熱)を行ってもよい。キュアを行うことにより、上記熱硬化性樹脂の硬化をより進行させることができ、その結果、当該導電性摺動部材の摺動性をより向上できる。キュアを行う場合、その加熱温度としては、熱硬化性樹脂の種類等によって適宜変更可能であるが、例えば160℃以上280℃以下である。   In addition, in the manufacturing method of the said conductive sliding member, you may further process after the said thermocompression-bonding process. Examples of the processing after the thermocompression bonding step include firing for carbonizing the binder, machining for making the conductive sliding member into a specific shape, machining such as grinding, polishing, and the like. . Moreover, when the main component of the matrix of the conductive sliding member is a thermosetting resin, curing (heating) may be performed as processing after the above-described thermocompression bonding step. By performing the curing, the thermosetting resin can be further cured, and as a result, the slidability of the conductive sliding member can be further improved. When curing is performed, the heating temperature can be appropriately changed depending on the type of the thermosetting resin, and is, for example, 160 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.

なお、上記機械加工では、金属網の端部が摺動面以外に突出するように加工してもよい。このような機械加工により、突出した金属網の端部とリード線等の配線とを容易に電気的接続が可能になる。   In the above machining, the end of the metal net may be machined so as to protrude beyond the sliding surface. By such machining, it is possible to easily electrically connect the end of the protruding metal net and the wiring such as the lead wire.

(用途)
当該導電性摺動部材の用途としては、例えばオルタネータ等の発電機やモータのカーボンブラシ、鉄道信号機用継電器、エレベータ等の開閉器、小型電圧調整器、遮断機などの電気接点、コネクタ、スイッチ等の電子機器接続部品、コンデンサ等の受動部品、パンタグラフ用すり板などが挙げられる。当該導電性摺動部材は、これらの中でカーボンブラシとして好適に用いることができ、オルタネータのカーボンブラシとしてより好適に用いることができる。なお、オルタネータとは、動力により電気を生成するための発電機であり、自動車等に使用される。
(Use)
Applications of the conductive sliding member include, for example, generators such as alternators, carbon brushes for motors, relays for railway traffic signals, switches such as elevators, small voltage regulators, electrical contacts such as circuit breakers, connectors, switches, etc. Electronic device connection parts, passive parts such as capacitors, and pantograph sliding boards. Among these, the conductive sliding member can be suitably used as a carbon brush, and can be more suitably used as a carbon brush for an alternator. An alternator is a generator for generating electricity by power and is used for automobiles and the like.

<オルタネータ>
当該オルタネータは、当該導電性摺動部材を含むカーボンブラシを備え、上記カーボンブラシが70℃以上となる条件下で使用する。なお、当該オルタネータのカーボンブラシ以外については、従来公知のものと同様とできるため、説明を省略する。
<Alternator>
The alternator includes a carbon brush including the conductive sliding member, and is used under a condition where the carbon brush is 70 ° C. or higher. Except for the carbon brush of the alternator, since it can be the same as a conventionally known one, the description is omitted.

カーボンブラシは、当該導電性摺動部材の摺動面以外の面にリード線等の配線を接続したものである。当該導電性摺動部材は、相手材(コンミテータ)との摺動面に上記金属網の端面が露出し、上記配線と相手材とを電気的に接続する。   The carbon brush has a wiring such as a lead wire connected to a surface other than the sliding surface of the conductive sliding member. In the conductive sliding member, the end face of the metal net is exposed on the sliding surface with the mating material (commutator), and the wiring and the mating material are electrically connected.

なお、上記配線は、当該導電性摺動部材に穴をあけてそこにリード線を挿入し、導電性の高い金属粉末等を詰め込むことで固定してもよい。また、リード線を取り付ける面の金属網を突出させておき、成形後、突出した金属網を撚り合わせることでリード線を固定してもよい。   The wiring may be fixed by making a hole in the conductive sliding member, inserting a lead wire there, and packing metal powder or the like having high conductivity. Alternatively, the lead wire may be fixed by protruding the metal mesh on the surface to which the lead wire is attached and twisting the protruding metal mesh after forming.

当該オルタネータは、当該導電性摺動部材が導電性及び摺動性に優れるため、発電効率に優れ、かつ長寿命である。また、当該オルタネータは、使用時に摩擦熱等で70℃以上となる場合があるが、当該導電性摺動部材は基材と金属網との剥離の抑制に接着剤等の接合材を用いる必要がないため、耐熱強度を向上し易く、その結果、より長寿命である。   The alternator has excellent power generation efficiency and a long life because the conductive sliding member is excellent in conductivity and sliding property. In addition, the alternator may become 70 ° C. or higher due to frictional heat during use, but the conductive sliding member needs to use a bonding material such as an adhesive to suppress peeling between the base material and the metal net. Therefore, it is easy to improve the heat resistance strength, and as a result, the lifetime is longer.

<その他の実施形態>
本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更可能である。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the intended scope of the present invention.

上記金属網の網目の形状としては、図3の矩形状に限定されず、例えば三角形状、円状、楕円形状等であってもよい。   The shape of the mesh of the metal mesh is not limited to the rectangular shape in FIG. 3, and may be, for example, a triangular shape, a circular shape, an elliptical shape, or the like.

上記導電層は、金属網に限定されず、例えばパンチングメタル、複数の線材をストライプ状に配設したもの等が挙げられる。また、上記導電層は、金属を主成分としていれば樹脂、セラミック、ガラス等の金属以外の成分を含有してもよい。   The conductive layer is not limited to a metal net, and examples thereof include punching metal and a plurality of wires arranged in a stripe shape. The conductive layer may contain components other than metals such as resin, ceramic, glass, etc., as long as the metal is the main component.

上記導電層がパンチングメタルである場合、このパンチングメタルの開口の形状としては、特に限定されないが、例えば正方形状、長方形状、菱形状、円状、楕円状等の多様な形状を採用できる。また、上記開口の平均面積としては、例えば上記金属網の網目の平均面積と同様とすることができる。さらに、このパンチングメタルの隣接する開口間の平均距離としては、例えば上記金属網の線材の平均径と同様とすることができる。さらに、このパンチングメタルの平均厚さとしては、例えば上述の金属網の平均厚さと同様とすることができる。   When the conductive layer is a punching metal, the shape of the opening of the punching metal is not particularly limited. For example, various shapes such as a square shape, a rectangular shape, a rhombus shape, a circular shape, and an oval shape can be adopted. Further, the average area of the openings may be the same as the average area of the mesh of the metal net, for example. Furthermore, the average distance between adjacent openings of the punching metal can be the same as the average diameter of the metal mesh wire, for example. Furthermore, the average thickness of the punching metal can be the same as, for example, the average thickness of the metal mesh described above.

上記導電層が線材をストライプ状に配設することで形成されている場合、上記線材の断面形状及び平均径としては、例えば上記金属網の線材と同様とすることができる。また、上記線材の間隔としては、例えば金属網の平均目開きと同様とすることができる。   In the case where the conductive layer is formed by arranging the wire in a stripe shape, the cross-sectional shape and the average diameter of the wire can be the same as those of the metal mesh wire, for example. Moreover, as the space | interval of the said wire, it can be made the same as that of the average opening of a metal net, for example.

上記導電層が線材をストライプ状又は網状に配設することで形成されている場合、上記線材が摺動面に対して傾斜するように配設されているとよい。この場合、線材の摺動面に対する傾斜角としては、例えば30°以上60°以下である。   In the case where the conductive layer is formed by disposing the wire in a stripe shape or a net shape, the wire material may be disposed so as to be inclined with respect to the sliding surface. In this case, the inclination angle with respect to the sliding surface of the wire is, for example, 30 ° or more and 60 ° or less.

上記複数の導電層は、略平行かつ略等間隔に配設されていなくてもよい。   The plurality of conductive layers may not be arranged substantially in parallel and at substantially equal intervals.

当該導電性摺動部材の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。具体的には、例えば射出成形、移送成形等において1又は複数の導電層を金型内に配設し、この金型内に基材を形成する材料を充填する方法なども挙げられる。   The manufacturing method of the said conductive sliding member is not limited to the above-mentioned manufacturing method. Specifically, for example, a method in which one or a plurality of conductive layers are disposed in a mold in injection molding, transfer molding, and the like, and a material for forming a base material is filled in the mold.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例記載の「部」及び「%」は、特に断らない限り「質量部」及び「質量%」を示す。また、本明細書において質量部を用いて配合量を説明する場合、特に断らない限りフェノール樹脂又はエポキシ樹脂100質量部に対する質量部として記載する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by a following example. In the examples, “parts” and “%” indicate “parts by mass” and “% by mass” unless otherwise specified. Moreover, when describing a compounding quantity using a mass part in this specification, it describes as a mass part with respect to 100 mass parts of phenol resins or epoxy resins unless there is particular notice.

(未硬化のフェノール樹脂の製造)
温度計、攪拌装置及びコンデンサを備えた反応容器内に、フェノール(P)193質量部、37質量%ホルマリン(F)142質量部(F/P=0.85)、及びシュウ酸0.97質量部(0.5質量%/P)をそれぞれ仕込んだ後、徐々に還流温度(98℃〜102℃)まで昇温して同温度で6時間の縮合反応を行った。次いで、減圧濃縮を行ったところ、199質量部(収量103質量%/P)の未硬化のノボラック型フェノール樹脂が得られた。この未硬化フェノール樹脂は、重量平均分子量(Mw)が3,840、数平均分子量(Mn)が512、分散比(Mw/Mn)が7.5であった。
(Manufacture of uncured phenolic resin)
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser, 193 parts by mass of phenol (P), 142 parts by mass of 37% by weight formalin (F) (F / P = 0.85), and 0.97 mass of oxalic acid Parts (0.5% by mass / P) were each charged, and the temperature was gradually raised to the reflux temperature (98 ° C. to 102 ° C.), followed by a condensation reaction at the same temperature for 6 hours. Subsequently, when vacuum concentration was performed, 199 parts by mass (yield: 103% by mass / P) of an uncured novolac type phenol resin was obtained. This uncured phenol resin had a weight average molecular weight (Mw) of 3,840, a number average molecular weight (Mn) of 512, and a dispersion ratio (Mw / Mn) of 7.5.

なお、上述の重量平均分子量及び数平均分子量は、東ソー株式会社のゲル濾過クロマトグラフSC−8020シリーズビルドアップシステム(カラム:G2000Hxl+G4000Hxl、検出器:UV254nm、キャリヤー:テトラヒドロフラン1mL/分、カラム温度:38℃)を用いて標準ポリスチレン換算で測定した。   The above-mentioned weight average molecular weight and number average molecular weight are as follows: Tosoh Corporation gel filtration chromatograph SC-8020 series build-up system (column: G2000Hxl + G4000Hxl, detector: UV254 nm, carrier: tetrahydrofuran 1 mL / min, column temperature: 38 ° C. ) Using standard polystyrene conversion.

(実施例1)
グラファイト(黒鉛)(日本黒鉛工業社の「青P」)75.0質量部と、ピッチ系炭素繊維(三菱樹脂化学工業社の「K6371T」;平均繊維径11μm;平均繊維長3,000μm)5.0質量部と、マトリックスとして上述の未硬化のフェノール樹脂13.0質量部及びヘキサメチレンテトラミン(硬化剤)2.1質量部とをエタノール7.0質量部に溶解させたグラファイト混合物を調製した。次に、このエタノールを揮発させて上記グラファイト混合物を乾燥させた。その後、含有するグラファイトの粒度調整のため、上記グラファイト混合物の粉砕を行い、処理グラファイト混合物を作製した。この処理グラファイト混合物を180kg/cmで加圧成形して、平均厚さ1mmの平板状に賦形化した基材層を作成した。その後、5枚の未硬化の基材層(合計80質量部)と導電層としての4枚の銅メッシュ(線材の平均径が110μm、100メッシュ、平均目開き144μm)(合計20質量部)とを交互に積層し、温度180℃、成形圧180kg/cmで熱圧着することで成形した。次に、得られた成形物を250℃でキュア後、後加工することで、実施例1の導電性摺動部材を得た。なお、この導電性摺動部材が含有する上記炭素繊維は、上述のグラファイト混合物の粉砕によって切断されているため、その平均繊維長は100μm程度である。
Example 1
Graphite (graphite) (“Blue P” from Nippon Graphite Industries Co., Ltd.) 75.0 parts by mass and pitch-based carbon fiber (“K6331T” from Mitsubishi Plastics Chemical Industries, Ltd .; average fiber diameter 11 μm; average fiber length 3,000 μm) 5 A graphite mixture was prepared by dissolving 1.0 part by mass and 13.0 parts by mass of the above-mentioned uncured phenol resin and 2.1 parts by mass of hexamethylenetetramine (curing agent) as a matrix in 7.0 parts by mass of ethanol. . Next, the ethanol was volatilized to dry the graphite mixture. Thereafter, in order to adjust the particle size of the graphite contained, the above graphite mixture was pulverized to produce a treated graphite mixture. This treated graphite mixture was pressure-molded at 180 kg / cm 2 to prepare a base material layer shaped into a flat plate having an average thickness of 1 mm. Thereafter, five uncured base material layers (total 80 parts by mass) and four copper meshes as conductive layers (average diameter of wire rods 110 μm, 100 mesh, average aperture 144 μm) (total 20 parts by mass) Were alternately laminated and molded by thermocompression bonding at a temperature of 180 ° C. and a molding pressure of 180 kg / cm 2 . Next, the obtained molded product was cured at 250 ° C. and then post-processed to obtain the conductive sliding member of Example 1. In addition, since the said carbon fiber which this electroconductive sliding member contains is cut | disconnected by the grinding | pulverization of the above-mentioned graphite mixture, the average fiber length is about 100 micrometers.

実施例1の導電性摺動部材は、5mm×5mm×3mmの直方体であり、5mm四方の正方形の面が摺動面である。上記導電性摺動部材の備える導電層としての4枚の銅メッシュは、略平行かつ略等間隔で上記摺動面に略垂直に配設され、端面が摺動面に露出している。   The conductive sliding member of Example 1 is a rectangular parallelepiped of 5 mm × 5 mm × 3 mm, and a square surface of 5 mm square is a sliding surface. The four copper meshes as the conductive layers provided in the conductive sliding member are arranged substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the sliding surface, and the end surfaces are exposed to the sliding surface.

(実施例2)
成形後にキュアを行わなかった以外は実施例1と同様に操作して実施例2の導電性摺動部材を得た。
(Example 2)
A conductive sliding member of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that no curing was performed after molding.

(実施例3)
炭素繊維としてピッチ系炭素繊維の代わりにPAN系炭素繊維(東レ社の「トレカ T−008A」;平均繊維径7μm;平均繊維長3,000μm)5.0質量部を用い、かつ成形後にキュアを行わなかった以外は実施例1と同様に操作し、実施例3の導電性摺動部材を得た。
Example 3
Instead of pitch-based carbon fiber, 5.0 parts by mass of PAN-based carbon fiber (Torayca T-008A; average fiber diameter 7 μm; average fiber length 3,000 μm) is used as carbon fiber, and curing is performed after molding. The conductive sliding member of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that this was not performed.

(実施例4)
未硬化のフェノール樹脂の代わりに未硬化のエポキシ樹脂(三菱化学社の「JER871」(主剤)と三菱化学社の「JERキュアFL240」(硬化剤)とを重量比で100:20に混合)16.0質量部を用い、かつ成形後にキュアを行わなかった以外は実施例1と同様に操作し、実施例3の導電性摺動部材を得た。
Example 4
Uncured epoxy resin instead of uncured phenol resin (Mitsubishi Chemical's "JER871" (main agent) and Mitsubishi Chemical's "JER Cure FL240" (curing agent) mixed at a weight ratio of 100: 20) 16 A conductive sliding member of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.0 part by mass was used and curing was not performed after molding.

(比較例1)
グラファイト(黒鉛)(日本黒鉛工業社の「青P」)80.0質量部と、マトリックスとして上述の未硬化のフェノール樹脂13.0質量部及びヘキサメチレンテトラミン(硬化剤)2.1質量部とをエタノール7.0質量部に溶解させたものをグラファイト混合物とし、かつ成形後にキュアを行わなかった以外は実施例1と同様に操作し、比較例1の導電性摺動部材を得た。
(Comparative Example 1)
80.0 parts by mass of graphite (“Blue P” from Nippon Graphite Industries Co., Ltd.), 13.0 parts by mass of the aforementioned uncured phenol resin and 2.1 parts by mass of hexamethylenetetramine (curing agent) as a matrix An electroconductive sliding member of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 7.0 mass parts of ethanol was used as a graphite mixture, and no curing was performed after molding.

(比較例2)
グラファイト(黒鉛)(日本黒鉛工業社の「青P」)48.0質量部とマトリックスとして上述の未硬化のフェノール樹脂12.0質量部及びヘキサメチレンテトラミン(硬化剤)1.9質量部とをエタノール7.0質量部で混合してグラファイト混合物を調製した。次に、このエタノールを揮発させて混合物を乾燥させた。その後、含有するグラファイトの粒度調整のため、上記グラファイト混合物の粉砕を行い、処理グラファイト混合物を作製した。この処理グラファイト混合物60質量部に銅粉末(和光純薬工業社の「銅粉末(和光一級)」)40質量部を混合し、成形圧3,500kg/cmで成形し、次に250℃でキュア後、後加工することで比較例2の導電性摺動部材とした。比較例2の導電性摺動部材の形状は、実施例1の導電性摺動部材の形状と同様とした。
(Comparative Example 2)
48.0 parts by mass of graphite (“Blue P” from Nippon Graphite Industries Co., Ltd.), 12.0 parts by mass of the above-mentioned uncured phenol resin and 1.9 parts by mass of hexamethylenetetramine (curing agent) as a matrix. A graphite mixture was prepared by mixing with 7.0 parts by mass of ethanol. Next, this ethanol was volatilized and the mixture was dried. Thereafter, in order to adjust the particle size of the graphite contained, the above graphite mixture was pulverized to produce a treated graphite mixture. 40 parts by mass of copper powder (“Copper Powder (Wako First Grade)” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is mixed with 60 parts by mass of this treated graphite mixture, molded at a molding pressure of 3,500 kg / cm 2 , and then at 250 ° C. After curing, the conductive sliding member of Comparative Example 2 was obtained by post-processing. The shape of the conductive sliding member of Comparative Example 2 was the same as the shape of the conductive sliding member of Example 1.

<評価>
以下に示す方法により、実施例1〜4及び比較例2の導電性摺動部材の摺動性及び導電性を評価した。なお、比較例1の導電性摺動部材は、成形直後に基材と銅メッシュとが剥離したため、評価を行わなかった。
<Evaluation>
The slidability and conductivity of the conductive sliding members of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 were evaluated by the methods described below. In addition, since the base material and the copper mesh peeled immediately after shaping | molding, the electroconductive sliding member of the comparative example 1 was not evaluated.

(摺動性)
スラスト試験機AFT−6A(東測精密工業社)を用いた図4A及び図4Bに示すスラスト試験装置により、各導電性部材の摺動性を測定した。スラスト試験装置は、角板状の相手材Y1と、この相手材Y1上に配設される3つの導電性摺動部材Y2と、この導電性摺動部材Y2の上面に接着剤で固定されるピンY3と、このピンY3を介して導電性摺動部材Y2に下向きの試験面圧Aをかける治具(図示略)とにより構成される。3つの導電性摺動部材Y2は、相手材Y1の上面の中央Bに対して点対称に配設し、この中央Bと導電性摺動部材Y2の摺動面の中央との平均距離を18mmとした。
(Sliding property)
The slidability of each conductive member was measured by a thrust test apparatus shown in FIGS. 4A and 4B using a thrust tester AFT-6A (Toho Seimitsu Kogyo Co., Ltd.). The thrust testing apparatus is fixed to the square plate-shaped mating member Y1, three conductive sliding members Y2 disposed on the mating material Y1, and an upper surface of the conductive sliding member Y2. The pin Y3 and a jig (not shown) for applying a downward test surface pressure A to the conductive sliding member Y2 through the pin Y3. The three conductive sliding members Y2 are arranged point-symmetrically with respect to the center B of the upper surface of the counterpart material Y1, and the average distance between the center B and the center of the sliding surface of the conductive sliding member Y2 is 18 mm. It was.

下記条件にて相手材Y1を上面の中央Bと下面の中央とを結ぶ仮想直線を中心軸として一方向に回転させ、動摩擦係数、自己摩耗量、及び相手材摩耗量を測定した。
相手材:55mm×55mm×厚み3mmのリン青銅(C5191)の角板
試験面圧A:0.25MPa
試験速度:2.64m/秒(回転数2,000rpm)
環境:無潤滑
試験時間:20h
Under the following conditions, the mating material Y1 was rotated in one direction with a virtual straight line connecting the center B of the upper surface and the center of the lower surface as the central axis, and the dynamic friction coefficient, the self wear amount, and the mating material wear amount were measured.
Counter member: 55 mm × 55 mm × 3 mm thick phosphor bronze (C5191) square plate Test surface pressure A: 0.25 MPa
Test speed: 2.64 m / sec (rotation speed: 2,000 rpm)
Environment: No lubrication Test time: 20h

〔自己摩耗量〕
マイクロメーターで測定した導電性摺動部材Y2及びピンY3の摺動面に対する垂直方向の合計平均長さdの試験前後における差を導電性摺動部材Y2の自己摩耗量(μm/20h)とした。なお、この自己摩耗量は、3つの導電性摺動部材Y2及びピンY3における測定値の平均である。自己摩耗量は、数値が小さいほど摺動性に優れることを示し、130μm/20h以下の場合を良好、130μm/20hを超える場合を良好ではないと判断できる。
[Self wear amount]
The difference before and after the test of the total average length d in the direction perpendicular to the sliding surfaces of the conductive sliding member Y2 and the pin Y3 measured with a micrometer was defined as the self-abrasion amount (μm / 20h) of the conductive sliding member Y2. . This self-abrasion amount is an average of the measured values of the three conductive sliding members Y2 and the pin Y3. The smaller the value of the self-wear amount, the better the slidability, and it can be judged that the case of 130 μm / 20 h or less is good and the case of exceeding 130 μm / 20 h is not good.

〔相手材摩耗量〕
試験前後の相手材Y1の質量の差を測定することで摩耗した相手材Y1の質量を求めた。この摩耗した相手材Y1の質量を相手材Y1の比重で割り、摩耗した体積を相手材摩耗量(mm/20h)とした。相手材摩耗量は、数値が小さいほど摺動性に優れることを示し、0.5mm/20h以下の場合を良好、0.5mm/20h超2.0mm/20h以下の場合をやや良好、2.0mm/20h超の場合を良好ではないと判断できる。
[Counterpart wear]
The mass of the mating material Y1 worn by measuring the difference in mass of the mating material Y1 before and after the test was determined. The mass of the worn counterpart Y1 was divided by the specific gravity of the counterpart Y1, and the worn volume was defined as the counterpart wear (mm 3 / 20h). Mating member wear amount, numerical indicate that excellent slidability the smaller, 0.5 mm 3 / 20h good for the following:, 0.5 mm 3 / 20h ultra 2.0 mm 3 / 20h somewhat better in the following cases can determine if the 2.0 mm 3 / 20h than not good.

〔動摩擦係数〕
相手材Y1の回転時の摩擦力を測定し、その摩擦力を試験面圧Aで割った値を摩擦係数とした。相手材Y1の回転開始から10分経過し、開始直後の摩擦係数(静摩擦係数)よりも低い値で安定したときの値を動摩擦係数とした。動摩擦係数は、数値が小さいほど摺動性に優れることを示し、0.15以下の場合を良好、0.15以上の場合を良好ではないと評価できる。
(Dynamic friction coefficient)
The frictional force during rotation of the counterpart material Y1 was measured, and the value obtained by dividing the frictional force by the test surface pressure A was defined as the friction coefficient. The value obtained when 10 minutes passed from the start of rotation of the counterpart material Y1 and stabilized at a value lower than the friction coefficient (static friction coefficient) immediately after the start was defined as the dynamic friction coefficient. The dynamic friction coefficient indicates that the smaller the numerical value, the better the slidability, and it can be evaluated that the case of 0.15 or less is good and the case of 0.15 or more is not good.

(導電性)
JIS−K7194(1994年)「導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法」に準拠して4探針法により導電性摺動部材の抵抗値を測定し、導電性を評価した。具体的には、図5に示すように、低抵抗率計(三菱化学社の「Loresta−GP MCP−T600」)の端子Z1を導電性摺動部材Z2の摺動面に当接し、電気抵抗(×10−3Ω)を測定した(N=10〜15)。なお、測定は、4つの端子Z1が基材Z4のみに偏って接触したり、銅メッシュZ3のみに偏って接触したりしないように注意して行った。電気抵抗は、数値が小さいほど導電性に優れることを示し、2.5×10−3Ω以下の場合を良好、2.5×10−3Ω超10.0×10−3Ω未満の場合をやや良好、10.0×10−3Ω超の場合を良好ではないと判断できる。
(Conductivity)
In accordance with JIS-K7194 (1994) “Resistivity test method for conductive plastics by four-probe method”, the resistance value of the conductive sliding member was measured by the four-probe method to evaluate the conductivity. Specifically, as shown in FIG. 5, the terminal Z1 of a low resistivity meter (“Loresta-GP MCP-T600” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is brought into contact with the sliding surface of the conductive sliding member Z2, and the electrical resistance (× 10 −3 Ω) was measured (N = 10 to 15). Note that the measurement was performed with care so that the four terminals Z1 are not in contact with only the base material Z4 and are not in contact with only the copper mesh Z3. Electrical resistance, numerical indicate that excellent conductivity smaller the, 2.5 × 10 -3 Ω following cases good, 2.5 × 10 -3 Ω than 10.0 × when less than 10 -3 Omega It can be judged that the case of slightly better than 10.0 × 10 −3 Ω is not good.

各導電性摺動部材の材料と、上述の評価結果とを表1に合わせて示す。なお、表1において、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂の質量部は、硬化に用いた硬化剤の質量部を含む。また、「−」は、該当する材料を用いていないことを示す。   Table 1 shows the material of each conductive sliding member and the evaluation results described above. In Table 1, the mass parts of the phenol resin and the epoxy resin include the mass part of the curing agent used for curing. Further, “-” indicates that the corresponding material is not used.

Figure 2016226180
Figure 2016226180

表1から明らかなように、実施例1〜4の導電性摺動部材は、摺動性及び導電性に優れ、かつ基材と金属網との剥離を抑制できた。一方、比較例2の導電性摺動部材は、自己摩耗量が良好ではなかった。これは、実施例1〜4の導電性摺動部材は、比較例2の導電性摺動部材と比較して、摺動性を低下させる銅の含有量が少なく、代わりに摺動性を向上する黒鉛の含有量が多いためであると考えられる。また、実施例1及び2の導電性摺動部材は、比較例2の導電性摺動部材よりも金属の含有量が少ないにも関わらず、電気抵抗が低下していた。これは、実施例1及び2の導電性摺動部材の備える金属網は、電流の流れる方向に物理的に連続しているため、金属粉末と比較して少量でも効率的に導電できるためである判断される。   As is clear from Table 1, the conductive sliding members of Examples 1 to 4 were excellent in slidability and conductivity, and could suppress the peeling between the base material and the metal net. On the other hand, the conductive sliding member of Comparative Example 2 did not have a good self-abrasion amount. This is because the conductive sliding members of Examples 1 to 4 have a lower copper content that lowers the slidability than the conductive sliding member of Comparative Example 2, and instead improve the slidability. This is thought to be due to the high content of graphite. In addition, although the conductive sliding members of Examples 1 and 2 had a lower metal content than the conductive sliding member of Comparative Example 2, the electrical resistance was reduced. This is because the metal mesh provided in the conductive sliding members of Examples 1 and 2 is physically continuous in the direction in which the current flows, and therefore can efficiently conduct even a small amount compared to the metal powder. To be judged.

また、比較例1の導電性摺動部材は、基材と金属網との剥離を抑制できなかった。これは、炭素繊維が金属網に絡みつくことによる基材と金属網との剥離を抑制する効果が得られなかったためであると判断される。   Moreover, the electroconductive sliding member of the comparative example 1 was not able to suppress peeling with a base material and a metal net | network. It is judged that this is because the effect of suppressing the peeling between the base material and the metal net due to the entanglement of the carbon fiber with the metal net was not obtained.

さらに、実施例1の導電性摺動部材は、実施例2の導電性摺動部材よりも自己摩耗量が少なかった。これは、実施例1の導電性摺動部材は、キュアによってフェノール樹脂の硬化が進行し、強度が向上したためであると考えられる。   Furthermore, the conductive sliding member of Example 1 had less self-abrasion than the conductive sliding member of Example 2. This is presumably because the conductive sliding member of Example 1 was improved in strength by curing the phenolic resin by curing.

さらに、実施例2の導電性摺動部材は、実施例3の導電性摺動部材よりも電気抵抗が低下していた。これは、ピッチ系炭素繊維がPAN系炭素繊維よりも電気抵抗率が低いためであると考えられる。また、実施例2の導電性摺動部材は、実施例3の導電性摺動部材よりも自己摩耗量及び相手材摩耗量が低下していた。これは、摺動時の発熱等でピッチ系炭素繊維から微量のタール分が摺動面に染み出し、その結果、摩擦係数の変動が安定化したためであると考えられる。一方、実施例3の導電性摺動部材は、上述の摩擦係数の安定化の効果が得られなかったため、振動が発生することで自己摩耗量及び相手材摩耗量が増加したと考えられる。   Furthermore, the electric resistance of the conductive sliding member of Example 2 was lower than that of the conductive sliding member of Example 3. This is thought to be because pitch-based carbon fibers have a lower electrical resistivity than PAN-based carbon fibers. In addition, the conductive sliding member of Example 2 had lower self-abrasion amount and counterpart material abrasion amount than the conductive sliding member of Example 3. This is considered to be because a small amount of tar exudes from the pitch-based carbon fiber to the sliding surface due to heat generation during sliding, and as a result, the variation in the friction coefficient was stabilized. On the other hand, since the conductive sliding member of Example 3 did not achieve the effect of stabilizing the friction coefficient described above, it is considered that the amount of self wear and the amount of wear of the counterpart material increased due to vibration.

なお、自己摩耗量及び相手材摩耗量は、通常一方が増加すると他方が減少する関係にあるが、上述の振動の発生等の要因によって両方が同時に増減することもありうる。   Note that the self wear amount and the counterpart material wear amount are normally in a relationship in which one increases and the other decreases, but both may increase or decrease simultaneously due to factors such as the occurrence of vibration described above.

さらに、実施例2の導電性摺動部材は、実施例4の導電性摺動部材よりも自己摩耗量及び相手材摩耗量が低下していた。これは、フェノール樹脂の方がエポキシ樹脂よりも摺動性に優れるためであると考えられる。   Furthermore, the conductive sliding member of Example 2 had a lower self-abrasion amount and a counterpart material abrasion amount than the conductive sliding member of Example 4. This is considered to be because the phenol resin is more slidable than the epoxy resin.

当該導電性摺動部材及びその製造方法によれば、基材と導電層との剥離を抑制でき、かつ摺動性及び導電性に優れる導電性摺動部材を提供できる。当該オルタネータは、発電効率に優れ、かつ長寿命である。   According to the conductive sliding member and the manufacturing method thereof, it is possible to provide a conductive sliding member that can suppress the peeling between the base material and the conductive layer and is excellent in slidability and conductivity. The alternator is excellent in power generation efficiency and has a long life.

1 基材
2 金属網
3 網目
Y1 相手材
Y2 導電性摺動部材
Y3 ピン
Z1 端子
Z2 導電性摺動部材
Z3 基材
Z4 銅メッシュ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Metal net 3 Net | network Y1 Opposite material Y2 Conductive sliding member Y3 Pin Z1 Terminal Z2 Conductive sliding member Z3 Base material Z4 Copper mesh

Claims (10)

マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する基材と、
この基材中に層状に配設され、金属を主成分とし、表裏に貫通する複数の開口を規則的に有する1又は複数の導電層と
を備え、
上記導電層が、複数の開口に上記基材を構成する材料が充填されるよう上記基材中に埋没し、
上記1又は複数の導電層の端面が少なくとも摺動面に露出している導電性摺動部材。
A substrate containing carbon fibers and graphite in a matrix;
One or a plurality of conductive layers arranged in layers in this substrate, comprising metal as a main component and regularly having a plurality of openings penetrating the front and back,
The conductive layer is buried in the base material so that a material constituting the base material is filled in a plurality of openings,
A conductive sliding member in which end surfaces of the one or more conductive layers are exposed at least on a sliding surface.
上記1又は複数の導電層が上記摺動面に略垂直に配設されている請求項1に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to claim 1, wherein the one or more conductive layers are disposed substantially perpendicular to the sliding surface. 上記導電層が、線材をストライプ状又は網状に配設することで形成されている請求項1又は請求項2に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to claim 1, wherein the conductive layer is formed by disposing a wire in a stripe shape or a net shape. 上記線材が、摺動面に対して傾斜するよう配設されている請求項3に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to claim 3, wherein the wire is disposed so as to be inclined with respect to the sliding surface. 上記複数の導電層が、略平行かつ略等間隔で配設されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of conductive layers are disposed substantially in parallel and at substantially equal intervals. 上記金属が、銅又は銅合金である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal is copper or a copper alloy. 上記マトリックスの主成分がフェノール樹脂である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to any one of claims 1 to 6, wherein a main component of the matrix is a phenol resin. 上記炭素繊維がピッチ系炭素繊維である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の導電性摺動部材。   The conductive sliding member according to any one of claims 1 to 7, wherein the carbon fiber is a pitch-based carbon fiber. 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の導電性摺動部材を含むカーボンブラシを備え、
上記カーボンブラシが70℃以上となる条件下で使用するオルタネータ。
A carbon brush including the conductive sliding member according to any one of claims 1 to 8,
An alternator used under conditions where the carbon brush is at 70 ° C. or higher.
マトリックス中に炭素繊維及び黒鉛を含有する基材と、
この基材中に層状に配設され、金属を主成分とし、表裏に貫通する複数の開口を規則的に有する1又は複数の導電層と
を備える導電性摺動部材の製造方法であって、
上記基材を構成する複数の基材層と上記1又は複数の導電層とを交互に積層する工程と、
上記積層工程後の積層体を熱圧着する工程と
を備える導電性摺動部材の製造方法。
A substrate containing carbon fibers and graphite in a matrix;
A method for producing a conductive sliding member comprising: one or a plurality of conductive layers arranged in layers in the base material, the metal as a main component, and regularly having a plurality of openings penetrating the front and back,
A step of alternately laminating a plurality of substrate layers constituting the substrate and the one or more conductive layers;
And a step of thermocompression-bonding the laminate after the lamination step.
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