電刷型觸點(diǎn)材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為位置傳感器等傳感器類、電位器等電阻器等的滑動觸點(diǎn)使用的電 刷型觸點(diǎn)材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于位置傳感器、車載用各種傳感器（風(fēng)門傳感器、踏板傳感器、車高傳感器）等 傳感器類、電位器、微調(diào)電容器等電阻器等而言，使用在傳感器的主體側(cè)的基板構(gòu)件與相對 于主體側(cè)基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或直線等的運(yùn)動的組件之間收發(fā)電信號、電力等的滑動件100(圖 1)。該滑動件100中設(shè)置有其前端部與傳感器的轉(zhuǎn)子等滑動接觸的電刷型觸點(diǎn)材料10。電 刷型觸點(diǎn)材料10連接有多個在與基板的接觸部附近彎曲的爪11。而且，各爪11的前端在 與作為被接觸物的基板滑動接觸的狀態(tài)下使用，因此，優(yōu)選爪的前端部11a盡可能地處于 能夠順暢地滑動的狀態(tài)。
[0003] 在電刷型觸點(diǎn)材料的制造時，首先，通過利用沖壓加工的沖裁來制造無彎曲的平 面狀的滑動觸片（參考圖2)。此時，大多由于沖裁加工而在電刷的爪的前端部的外周產(chǎn)生 毛刺從而變得鋒利。在爪的前端部殘留毛刺時，爪前端部無法順暢地滑動，因此，通常將沖 裁加工后的滑動觸片的前端部加工成曲面狀。
[0004] 作為將沖裁加工后的滑動觸片的前端部加工成曲面的方法，以前使用滾筒研磨。 滾筒研磨是指通過向容器中投入磨石等研磨介質(zhì)和沖壓后的滑動觸片并使容器旋轉(zhuǎn)而對 滑動觸片的外周面整體進(jìn)行研磨的方法。滾筒研磨能夠同時對多個尺寸小的滑動觸片進(jìn)行 加工，是有效的方法。但是，滾筒研磨不是對特定的部分進(jìn)行集中研磨的方法，難以可靠地 僅對前端部進(jìn)行曲面加工，并且研磨狀態(tài)容易產(chǎn)生波動。
[0005] 針對上述利用滾筒研磨的電刷型觸點(diǎn)材料的制造方法，本申請的申請人提出了利 用激光束的制造方法及利用該制造方法得到的觸點(diǎn)材料。該制造方法是依次對沖壓后的滑 動觸片的爪的前端部照射激光束而使爪的前端部熔融、凝固的方法。該制造方法能夠僅對 爪的前端部進(jìn)行曲面加工，另外，通過使激光束的照射條件適當(dāng)，能夠有效地制造沒有波動 的品質(zhì)恒定的材料。而且，對于利用該制法得到的電刷型觸點(diǎn)材料而言，爪的前端部具有截 面圓弧形狀等保持勻稱的曲面形狀，并且具有平滑的表面，認(rèn)為能夠進(jìn)行順暢的滑動動作。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3847211號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的問題
[0010] 如上所述，電刷型觸點(diǎn)材料所要求的是爪的前端部的順暢的滑動動作，通過上述 的激光加工形成的保持勻稱的曲面形狀大體上滿足該要求。但是，要求能夠進(jìn)行更順暢的 滑動動作的電刷型觸點(diǎn)材料。另外，上述的伴有激光加工的曲面加工中，激光照射后的熔融 /凝固部的材料組織發(fā)生變化而產(chǎn)生硬度降低，容易局部性地消耗、變形，難以維持曲面形 狀。因此，需要在激光照射后進(jìn)行熱處理來進(jìn)行硬度調(diào)節(jié)，但該熱處理導(dǎo)致觸點(diǎn)材料制造工 序中的工序增加。
[0011] 此外，在利用激光加工的電刷型觸點(diǎn)材料的情況下，熔融/凝固后的前端形狀接 近球形，但此時不能進(jìn)行形狀控制。而且，根據(jù)激光的照射條件，存在魚糕狀的曲面形狀的 中央部膨脹而集中的傾向，不能進(jìn)行穩(wěn)定的滑動。
[0012] 因此，對于電刷型觸點(diǎn)材料，本發(fā)明公開了能夠進(jìn)行更順暢的滑動動作并且能夠 比較簡便地制造的電刷型觸點(diǎn)材料及其制造方法。
[0013]用于解決問題的方法
[0014]用于解決上述問題的本發(fā)明為一種電刷型觸點(diǎn)材料，具有一個以上的彎曲的金屬 制爪，其前端部與被接觸對象物接觸，所述電刷型觸點(diǎn)材料中，上述爪的上述前端部在厚度 方向截面具有圓弧形狀，以使從與被接觸對象物的接觸點(diǎn)至表面?zhèn)鹊那拾霃絉1與從接 觸點(diǎn)至背面?zhèn)鹊那拾霃絉2為R1多R2的方式進(jìn)行了成形，進(jìn)而對爪的寬度方向的兩端部 進(jìn)行了倒角加工。
[0015]本發(fā)明的電刷型觸點(diǎn)材料包括如下情況：關(guān)于爪的前端部的形狀控制，使其為截 面圓弧形狀并使其曲率半徑均等，除此以外，表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊那拾霃讲煌?。而且，進(jìn)一 步對爪的寬度方向的兩端部也實(shí)施利用倒角加工的成形處理。
[0016]本發(fā)明中的調(diào)節(jié)爪前端部的曲率的意義在下文進(jìn)行詳細(xì)說明。另一方面，對爪的 寬度方向的兩端部也進(jìn)行倒角加工是由于，在觸點(diǎn)使用時產(chǎn)生偏載荷的情況下，如果爪兩 端部的角鋒利，則有時會使對象側(cè)觸點(diǎn)產(chǎn)生局部磨損。而且具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過對爪兩端部 進(jìn)行倒角加工，可以減少由使用時的偏載荷引起的局部磨損。
[0017] 而且，對于成為圓弧形狀的爪前端部的截面形狀，優(yōu)選從與被接觸對象物的接觸 點(diǎn)至表面?zhèn)鹊那拾霃絉1與從接觸點(diǎn)至背面?zhèn)鹊那拾霃絉2的關(guān)系為Rl>R2。通過增 大外側(cè)的R1，可以防止產(chǎn)生粘滑現(xiàn)象，確保觸點(diǎn)材料的更順暢的滑動。另外是由于，通過減 小內(nèi)側(cè)的R2,可以吸引伴隨觸點(diǎn)材料的滑動產(chǎn)生的切削粉末從而抑制其向周圍散布。
[0018] 特別是，關(guān)于R1與R2的關(guān)系，優(yōu)選使R1/R2為3.0以下。這是由于，在電刷型觸 點(diǎn)材料的通常的使用狀態(tài)下，以使電刷與基板以70度~85度的角度接觸的方式來設(shè)定爪 的彎曲（參考圖3)。此時，通過使R1/R2 = 1. 0~3. 0，R1與R2的連接位置成為與接觸點(diǎn) 近似的位置，顯示出穩(wěn)定的滑動。
[0019] 另外，本發(fā)明中，除爪前端部的截面形狀的調(diào)節(jié)以外，還對兩端部進(jìn)行倒角加工， 但對于該倒角加工部，優(yōu)選在電刷寬度W的兩端部W/10~W/4的范圍進(jìn)行倒角加工。而且， 作為該加工部的形狀，優(yōu)選設(shè)定為10°~45°的倒角（R連接）或R0. 15~R0. 5的R倒角 (參考圖4)。這是為了確保毛刺產(chǎn)生的抑制和接觸的穩(wěn)定。
[0020] 作為觸點(diǎn)材料的材質(zhì)，可以應(yīng)用與現(xiàn)有的觸點(diǎn)材料同樣的金屬。特別是，Ag系合金 (例如，已知Ag:39. 5 重量％、Pd:43. 0 重量％、Cu:17. 0 重量％、Pt:0? 5 重量％、或、PtlO 重量％、Au:10重量％、Ag:30重量％、Pd:35重量％、Cu:14重量％、Zn:1重量％等）作為 觸點(diǎn)材料，導(dǎo)電性優(yōu)良，并且彈性、硬度（耐磨損性）也良好，從而優(yōu)選。
[0021 ] 本發(fā)明的電刷型觸點(diǎn)材料的制造中，首先，從金屬板沖裁加工出連接有多個爪的 帶狀板材。然后，將帶狀板材的爪的前端部形狀加工成上述中說明的形狀，但作為該加工方 法，可以以本申請申請人提出的激光加工作為基礎(chǔ)。通過利用激光加工，能夠使爪的前端部 平滑并且成形為截面圓弧形狀的保持勻稱的曲面形狀。而且，通過這樣對激光加工后的觸 點(diǎn)材料的爪的兩端部進(jìn)行研磨，能夠進(jìn)行倒角加工。
[0022] 利用激光加工的爪前端部的加工中，在保持沖裁加工后的帶狀板材的狀態(tài)下，依 次對爪前端部照射激光束，使爪的前端部熔融、凝固。該激光加工中，如上所述，熔融后的部 位的材料硬度降低，無法直接作為電刷型觸點(diǎn)材料使用，因此，通過熱處理進(jìn)行硬度調(diào)節(jié)。
[0023] 應(yīng)用上述的激光加工的制造方法中，通過條件設(shè)定，能夠得到保持勻稱（R1與R2 大致相等）的圓弧形狀，但無法分開對R1、R2進(jìn)行成形，無法調(diào)節(jié)它們的關(guān)系。另外，為了 確保硬度，必須進(jìn)行激光加工后的熱處理，工序數(shù)增多。因此，優(yōu)選將沖裁加工后的帶狀板 材固定并依次利用磨石對爪前端部進(jìn)行研磨。
[0024] 利用磨石研磨的成形加工中，通過調(diào)節(jié)放置磨石的位置、角度，能夠自由地形成爪 前端形狀，特別是能夠局部性地形成R不同的前端部。另外，通過適當(dāng)選擇磨石的粒度，能 夠調(diào)節(jié)爪前端的表面粗糙度。此外，利用機(jī)械研磨的成形中，能夠在不產(chǎn)生熱影響部、不使 金屬組織發(fā)生變化的情況下進(jìn)行加工，因此，能夠?qū)⒀心ズ蟮牟牧现苯邮褂谩?br>[0025] 利用研磨的爪前端加工中，使磨石與爪前端抵接，但此時，帶狀板材的爪前端呈半 固定狀態(tài)。該加工時，半固定狀態(tài)的帶狀板材要離開磨石，另一方面，磨石要咬住帶狀板材。 通過利用該相反的動作，能夠?qū)⒆η岸瞬柯m當(dāng)?shù)匮心コ蒖形狀。
[0026] 磨石使用能夠同時對數(shù)個至數(shù)十個爪進(jìn)行研磨的寬度充分的磨石，在相對于帶狀 板材的垂直方向旋轉(zhuǎn)、搖動的同時使其與爪前端部接觸并使其通過。爪前端的表面和背面 的R、端部的倒角加工可以通