[发明专利]滑动接点材料

说明书

技术领域

本发明涉及在直流小型电动机、滑动片接触开关等的电滑动部或机械滑动部中使用的接点材料。

背景技术

作为在直流小型电动机的换向器、滑动片接触开关等的电滑动部或机械滑动部中使用的接点材料，至今为止已知各种组成的材料，例如作为由本申请人发明的材料，有专利文献1中记载的材料。

该接点材料是为了确保较宽的温度区域内的耐久性而发明的材料，是以在Au-Ag合金中添加Cu而得的Au-Ag-Cu合金为基本组成、并且还添加有微量的Pd、Ni等的合金。该合金通过在一直以来已知作为接点材料的Au-Ag合金中添加Cu、Pd等，从而在维持Au-Ag合金所具有的接触稳定性的同时抑制了由凝集导致的磨损，提高了耐久性。

专利文献1：日本专利特开平8-291349号公报

发明的揭示

上述接点材料是可应对该要求的材料，可显示出一定的耐久性。但是，针对这种材料的提高性能的要求是没有限度的，希望开发出与上述材料相比耐久性更好的材料。特别是本申请的发明人确认，即使是上述接点材料，例如在将其用于直流小型电动机的换向器时也会因长时间的使用而发生接触电阻的增加，产生接触不良的问题，因而对使用寿命比以往更长的材料的开发进行了研究。于是，本发明提供直流小型电动机的换向器等的电滑动部或机械滑动部的接点材料，该接点材料是考虑到上述使用环境而耐久性更好的材料。

本发明人为解决上述问题，对接点材料的使用环境与耐久性之间的关系进行了研究。电动机的换向器等的滑动部的接点材料通常在涂布有烯烃类、酯类、氟类等润滑脂的状态下使用。这是因为无论是耐磨损性多么优异的材料，如果直接使用，则都会在短时间内发生磨损而变得不能使用。因此，润滑脂的使用本身并没有问题。但是，根据本发明人的研究，现有的接点材料存在通过使用过程中与润滑脂间的相互作用而导致接触电阻增大的倾向。经研究，该与润滑脂间的相互作用是润滑脂中的有机成分通过与接点材料的接触而变质为某种引起接触不良的物质的现象。

对于因与润滑脂间的相互作用而导致的接点材料的特性变化，至今为止很少有研究的案例。通常，关于接点材料的特性，研究主要针对的是接点材料之间的磨损特性和使用温度。而且，即使润滑脂对接点材料的特性造成影响，也很难不去使用。于是，作为接点材料的构成，本发明人考虑了润滑脂带来的影响而对构成元素和组成进行了研究，从而想到了本发明。

即，本发明是一种滑动接点材料，其特征在于，含有40～60重量％的Au、15～25重量％的Pd，还必须含有Sn和In，并且Sn和In的含量以总量计为1～4重量％，其余部分为Ag。此外，本发明是一种滑动接点材料，其特征在于，含有40～60重量％的Au、15～25重量％的Pd，还含有Zn，并且Zn的含量为0.1～5重量％，其余部分为Ag。

本发明以Au-Ag-Pd合金为根本，而不像上述现有技术那样添加Cu。这是因为从减轻润滑脂带来的影响的角度来看，Cu的削减的效果很好。此外，润滑脂的影响也与Pd的添加量有关。Pd在确保合金的耐磨损性方面是必需的，但其配比如果较大，则因润滑脂而产生的接触电阻升高。于是，本发明在对去除了Cu的Au-Ag-Pd合金进行Pd添加量的调整的同时进行Sn和In的合金化或Zn的合金化，从而实现了耐磨损性的提高。

如果对本发明的接点材料的各构成元素的组成范围进行说明，则首先，Au是确保作为接点材料的导电性和耐腐蚀性的金属。Au如果低于40重量％，则耐腐蚀性劣化；另一方面，如果高于60重量％，则并不能看到上述特性的改善。Pd是提高耐磨损性的金属，如果低于15重量％，则合金的硬度降低，容易磨损。但是，如上所述，Pd是容易引起因润滑脂而产生的接触电阻的增大的构成元素，因此其上限设为25重量％。

为了改善耐磨损性，本发明还将Sn和In合金化，或者将Zn合金化。Sn和In以总浓度计为1～4重量％，如果低于1重量％，则无助于耐磨损性的提高。如果高于4重量％，则因Sn和In的氧化而导致接触电阻变得不稳定，对原材料的加工性也造成不良影响。作为Sn和In各自的添加量，Sn为0.5～3.5重量％，In为0.5～3.5重量％，其总和在上述范围内。Zn的添加量为0.1～5重量％，这是因为如果低于0.1重量％，则耐磨损性不会提高，如果高于5重量％，则因Zn的氧化而导致接触电阻变得不稳定，加工性变差。

以上所述的滑动接点材料在其使用时大多会制成包层材料的形式。此时，较好的是以本发明的滑动接点材料作为表面层，在其上接合由Cu或Cu合金中的任一种构成的基底层而得。