JP4713978B2 - 電気接点材料製造方法及び電気接点材料 - Google Patents
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Description
以下、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第1実施形態を図1〜図13に従って説明する。
図1は、電気メッキ装置1の概略構成を示す模式構成図である。電気メッキ装置1は、メッキしたい母材2をメッキ漕3内のメッキ液4に浸した状態で、同じくメッキ液4に浸した電極(図示略)と母材2との間に直流電圧を印加して母材2に直流電流を流し、母材2の表面に金属メッキの層を形成する装置である。このとき、母材2が陰極(マイナス)、電極が陽極(プラス)となり、メッキ液4中の金属イオンが母材2に引き寄せられることによって、母材2に金属メッキが形成される。本例は、メッキ液4としてシアン化銀の溶融した溶液を用い、銅等の母材2の表面に金属メッキとして銀メッキ8(図2参照)を形成する。
図3は、電気接点材料製造装置9の概略構成を示す模式構成図である。電気接点材料製造装置9は、光を利用して感光体にグラファイトの粒子(以下、グラファイト粒子10と記す)を付着させ、銀メッキ8を形成した母材2(以下、試料11と言う)にグラファイト粒子を転写して電気接点材料12(図8(b)参照))を製造する電子写真方式の製造装置である。また、電気接点材料製造装置9は、中心点O回りに回転可能な感光ドラム13にグラファイト粒子10を付着させるドラム式を採用している。なお、感光ドラム13が感光体に相当する。
図10は、レーザ装置22の概略構成を示す模式構成図である。定着機構18としてのレーザ装置22は、高温化処理(リフロー処理)として加工物にレーザを照射することで加工物を溶融する装置である。レーザ装置22は、電気接点材料12を密閉状態で収容する処理室23と、処理室23内に取り付けられたレーザ照射部24と、処理室23を真空(非酸化雰囲気)に減圧する真空ポンプ25とを備えている。レーザ装置22は、レーザ照射部24を所定方向に往復動させる駆動機構26と、レーザ照射部24の往復動方向と直交する方向に加工物を搬送する搬送機構27とを備えている。
図11は、炉装置28の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ8の表面8aを溶融する方法は、上記したレーザ処理に限らず、例えば定着機構18としての炉装置28による加熱処理でもよい。炉装置28は、加工物を炉29の中に入れて炉29の内部を高温化して加工物を溶融する装置である。炉装置28は、電気接点材料12を密封状態で収容する処理室30と、処理室30内の温度を高温化する熱源31と、処理室30を真空(非酸化雰囲気)状態とする真空ポンプ32とを備えている。
図12は、加圧処理装置33の概略構成を示す模式構成図である。定着機構18としての加圧処理装置33は、ローラ等で加工物を加圧することによって加工物の表面を塑性変形させる装置である。加圧処理装置33は、電気接点材料12を載置する支持台34と、回転動作が可能なローラ35と、ローラ35を所定圧で電気接点材料12に押しつけた状態でそのローラ35を所定方向(図3の矢印A方向)に移動させる駆動機構36とを備えている。
図13は、グラファイト粒子10の縦断面図である。グラファイト粒子10は、その周囲に例えば絶縁皮膜37がコーティングされていてもよい。この絶縁皮膜37は例えば樹脂材等を材質とし、帯電し易い性質がある。従って、絶縁皮膜37がコーティングされたグラファイト粒子10は、現像工程の際に絶縁皮膜37が作用して帯電し易くなるため、例えば帯電せずに感光ドラム13に取り付かないグラファイト量が減り、グラファイトの均一分散に効果がある。また、定着工程で高温化処理を施せば、絶縁皮膜37が溶けて銀メッキ8に凝着するため、グラファイト粒子10の定着性が高まる。
(1)転写物を均一に転写することが可能な電子写真方式を用いてグラファイト粒子10を試料11に散布するので、試料11の銀メッキ8上にはグラファイト粒子10が均一に散布する状態となることから、銀メッキ8上にバラツキのない適量のグラファイト粒子10を分布させることができる。また、電気接点材料12の耐摩耗性は表面上のグラファイト量によって決まることから、表面上のグラファイト量が適量であれば、電気接点材料12の耐摩耗性を摺動性と金属接触との間でバランスのとれた好適な値に設定することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第2実施形態を図14及び図15に従って説明する。本例は、第1実施形態と比較してグラファイト粒子10を試料11(銀メッキ8)に適量散布する方法が異なっているのみであり、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
図14は、グラファイト棒38を用いたグラファイト固定方法の説明図である。ところで、グラファイト棒38を銀メッキ8に擦り付けるためには、銀メッキ8の表面8aが粗い必要があるが、無光沢メッキにはその表面凹凸形状が粗い性質があるため、本例の銀メッキ8には無光沢メッキを採用している。このように、銀メッキ8に無光沢メッキを用いれば、図14に示すように銀メッキ8の表面8aの凹凸形状が粗くなり、グラファイト粒子10が引っ掛かり易くなる。なお、グラファイト棒38が棒材に相当する。
図16は、別構成の電気メッキ装置1の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ8の表面8aを粗くする方法は、銀メッキ8を無光沢メッキとすることに限らず、電気メッキの初期段階において過電流を流す方法を用いてもよい。これを以下に説明すると、本例の電気メッキ装置1はメッキ漕3が中間の区画壁39によって2領域に区画され、電気メッキ時には母材2が第1メッキ漕3a、第2メッキ漕3bの順に各漕内のメッキ液4にそれぞれ浸される。本例の電気メッキ装置1は、母材2を先に潜らす第1メッキ漕3aで母材2に過電流を流し、母材2を後で潜らす第2メッキ漕3bで母材2に通常の電流を流して、母材2の表面に金属メッキを形成する処理を行う。
図17は、母材2の表面2aを粗くする際の作業状態を示す斜視図である。銀メッキ8の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法に代えて、母材2の表面2aを予め粗くする加工処理を施しておき、表面2aを粗くした母材2に電気メッキを施して、銀メッキ8の表面凹凸を大きくする方法もある。母材2の表面2aを予め粗くするには、例えばヤスリやショットブラスト等で粗くする例が挙げられるが、母材2の表面凹凸を粗くできるのであれば、その方法は特に限定されない。
図18は、銀メッキ8を施した試料11をエッチングする際の説明図である。銀メッキ8の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法や、母材2の表面2aを予め粗くしておく方法に限らず、銀メッキ8の施された試料11をエッチングし、それを再メッキする方法でもよい。この処理では、まず最初に上記した処理内容の電気メッキによって母材2に銀メッキ8を形成し、表層に銀メッキ8を有する試料11を用意する。
(8)グラファイト粒子10を固めたグラファイト棒38を用意し、そのグラファイト棒38を銀メッキ8に擦り付けることで銀メッキ8にグラファイト粒子10を付着させるので、適量のグラファイト粒子10を簡単な作業で銀メッキ8に固定することができる。
・ 試料11は、母材2に銀メッキ8を施したのみの材料に限らず、例えば図19に示すようにグラファイト粒子10が含有した銀メッキ8を母材2に形成した材料でもよい。この試料11を製造するには、まずメッキ液4に例えば粒径が1〜20μm程度のグラファイト粒子10の粉末を混入する。グラファイト混入後、母材2及び電極の間に直流電圧を加えると、母材2に銀メッキ8が付着するが、この際に銀とともに粉末のグラファイト粒子10も取り込まれ、図19に示すように銀メッキ8にはグラファイト粒子10が分散状態で含有した状態となる。この場合、表面グラファイト面積比Sが一層向上し、銀メッキ8の耐摩耗性が一層向上する。
・ 定着処理は、高温化処理や加圧処理に限定されない。例えば、熱と圧力とでグラファイト粒子10を試料11(銀メッキ8)に融着する熱ロール式や、化学溶液を私用して化学変化によってグラファイト粒子10を試料11(銀メッキ8)に定着する化学式などを採用してもよい。
・ 電気接点材料製造装置9は、感光ドラム13が中心点O回りに回転するドラム式に限定されず、例えば一つに繋がった帯状の感光ベルト部材が回るベルト式でもよい。
(1)中心点回りに回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電機構と、前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する露光機構と、電荷を付与したグラファイト粒子を前記感光体に現像する現像機構と、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する転写機構と、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する定着機構とを備えたことを特徴とする電気接点材料製造装置。
(2)母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることを特徴とする電気接点材料製造方法。この発明によれば、グラファイトを固めた棒材を金属メッキの表面に擦り付けることでグラファイトを金属メッキに固定する場合、例えば棒材の擦る強さや回数を変えれば、それに応じたグラファイト量が金属メッキの表面に取り付くことになる。従って、グラファイトを固めた棒材を金属メッキに擦り付ける手法を用いれば、適量のグラファイトを簡単な作業で金属メッキに固定することが可能となる。よって、金属メッキの耐摩耗性はメッキ表面上のグラファイト量によって決まるため、メッキ表面上のグラファイトが適量であれば、金属体(電気接点材料)が持つ耐摩耗性が好適な値に設定される。
(3)母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることで製造したことを特徴とする電気接点材料。この発明によれば、請求項2と同様の作用が得られる。
Claims (6)
- 中心点回りに回転可能な感光体を帯電する手順と、
前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する手順と、
前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像する手順と、
前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する手順と、
前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する手順と
を備えたことを特徴とする電気接点材料製造方法。 - 前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、当該金属体に高温化処理を施して当該金属体の表面を溶融する手順であることを特徴とする請求項1に記載の電気接点材料製造方法。
- 前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、前記金属体の表面に加圧処理を施すことで当該金属体の表面を塑性変形させる手順であることを特徴とする請求項1に記載の電気接点材料製造方法。
- 前記グラファイト粒子には、樹脂を材質とする絶縁皮膜がコーティングされていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
- 母材の表面の一部又は全体にグラファイト含有の金属メッキを形成することで前記金属体を形成し、当該金属メッキの表面に前記グラファイトが転写されることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
- 支軸回りに回転可能な感光体ドラムを帯電し、前記感光体ドラムに露光する光量によって当該感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像し、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体ドラムに現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写し、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着することで製造した電気接点材料。
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