專(zhuān)利名稱(chēng)：整流子材料及電刷材料、包層復(fù)合材料及直流小型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)機(jī)械的滑動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行電轉(zhuǎn)換的直流小型電動(dòng)機(jī)的整流子和電刷，尤其涉及在DVD播放器中用于使DVD碟片旋轉(zhuǎn)的直流小型電動(dòng)機(jī)所使用的整流子材料和電刷材料。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在上述技術(shù)領(lǐng)域中，隨著使用方式從CD向DVD的變化，進(jìn)行了大量關(guān)于適合各種用途的直流小型電動(dòng)機(jī)用材料的研究。最初播放音樂(lè)的CD播放器中，碟片的旋轉(zhuǎn)為約500rpm，對(duì)于直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料和電刷材料的負(fù)荷并不是非常大。
后來(lái)，CD播放器作為音響器材搭載到汽車(chē)上時(shí)，要求-40℃～85℃的溫度范圍內(nèi)的直流小型電動(dòng)機(jī)的使用耐久性，本申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)了可以實(shí)現(xiàn)這樣的耐久性的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料(參看專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-291349號(hào)公報(bào)該專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所揭示的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料可以用于CD播放器的2倍速、4倍速的高速旋轉(zhuǎn)化以及再生專(zhuān)用的DVD播放器，現(xiàn)在成為了主軸電動(dòng)機(jī)中代表性的整流子材料。
然而，DVD用的主軸電動(dòng)機(jī)的控制方法更復(fù)雜，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料有時(shí)也會(huì)無(wú)法滿足其特性要求，目前需要進(jìn)一步提高性能。此外，為了進(jìn)一步提高性能，目前不僅希望開(kāi)發(fā)直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，也希望開(kāi)發(fā)與之對(duì)應(yīng)的電刷材料。

發(fā)明內(nèi)容
近年來(lái)，已知DVD用的主軸電動(dòng)機(jī)的控制方法有多種方式。例如，在高級(jí)音響器材中通過(guò)脈沖電流控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料被指出有無(wú)法滿足要求特性的情況。
本發(fā)明是在這樣的背景下完成的，其目的在于提供可使通過(guò)脈沖電流進(jìn)行控制的類(lèi)型的DVD用主軸電動(dòng)機(jī)的壽命延長(zhǎng)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料和電刷材料。
本發(fā)明者為了解決上述課題而認(rèn)真研究后，完成了本發(fā)明。本發(fā)明是直流小型電動(dòng)機(jī)所使用的整流子材料，其特征在于，由6.0～10.0重量％的Cu、1.0～5.0重量％的ZnO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使Cu金屬粒子、ZnO粒子分散在AgCu合金基質(zhì)中。
本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的特征是，材料為使Cu金屬粒子、ZnO粒子分散在AgCu合金基質(zhì)中的合金。該AgCu合金基質(zhì)中，固溶的Cu和分散的Cu粒子利于提高耐磨損性，AgCu合金基質(zhì)中分散的ZnO粒子不僅減少電弧引起的損耗，而且起到用作整流子時(shí)的滑動(dòng)部分的潤(rùn)滑劑的效果，具有使摩擦力減低的作用。
以往的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，例如Ag-Pd-Cu-Ni合金，通過(guò)所謂熔解法制造，通過(guò)在合金基質(zhì)中分散Cu金屬粒子和Ni金屬粒子來(lái)抑制磨損。另一方面，本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料中，在AgCu合金基質(zhì)中分散有Cu金屬粒子和ZnO粒子，這樣將金屬粒子和氧化物粒子一同分散，則作為直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，可以實(shí)現(xiàn)極好的耐磨損性。
此外，通過(guò)以所謂粉末冶金法制造整流子材料，可以實(shí)現(xiàn)像本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料那樣，將ZnO粒子分散在AgCu合金基質(zhì)中。如果采用粉末冶金法，則存在于Ag基質(zhì)中的氧化物粒子極均一地分散，而通過(guò)熔解法無(wú)法制造具有與本發(fā)明相同的組織結(jié)構(gòu)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料。
本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料中，固溶在AgCu合金基質(zhì)中的Cu和Cu金屬粒子主要起到使直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的耐磨損性提高的作用，該Cu含量較好是在6.0～10.0重量％。若不到6.0重量％，則AgCu合金化產(chǎn)生的基質(zhì)的強(qiáng)化和Cu金屬粒子產(chǎn)生的耐磨損性的提高效果減小，若超過(guò)10.0重量％，則對(duì)耐磨損性的提高產(chǎn)生反效果，磨損與整流子對(duì)應(yīng)的電刷(brush)，結(jié)果使直流小型電動(dòng)機(jī)的耐久壽命低下。將該Cu含量設(shè)定在7.0～9.0重量％的組成范圍內(nèi)，可使本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的特性達(dá)到最佳，在實(shí)用上是非常理想的。
此外，本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料中，ZnO粒子在滑動(dòng)部分、即接點(diǎn)表面起到固體潤(rùn)滑劑的作用。該ZnO的含量較好是1.0～5.0重量％。該ZnO的含量不到1.0重量％，則無(wú)法發(fā)揮作為潤(rùn)滑劑的功能，若超過(guò)5.0重量％，則加工性下降，難以加工成直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子。將該ZnO設(shè)定在2.0～4.0重量％的組成范圍內(nèi)，可以使滑動(dòng)接點(diǎn)特性達(dá)到最佳，在實(shí)用上是非常理想的。
將上述的本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料用作電動(dòng)機(jī)的整流子時(shí)，為了制成更理想的整流子的構(gòu)成材料，較好是使用采用Cu或Cu合金的基材，在該基材上的一部分埋設(shè)本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，制成包層復(fù)合材料。由此，在將整流子與外部導(dǎo)通時(shí)，例如錫焊性良好，而且成形為整流子形狀所要求的圓度高的形狀時(shí)的加工性也提高。此外，通過(guò)采用所謂包層復(fù)合材料的形態(tài)，可以對(duì)應(yīng)于所使用的直流小型電動(dòng)機(jī)，控制埋設(shè)于基材中的本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的厚度，所以可以只在必要的部分使用昂貴的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，在成本方面也是理想的。
使用Cu或Cu合金的基材的包層復(fù)合材料的所埋設(shè)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料中露出于表面的部分由于暴露在大氣中，所以容易被硫化。因此，對(duì)于在Cu或Cu合金的基材上的一部分埋設(shè)本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的包層復(fù)合材料，更好是將該被埋設(shè)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料上的至少一部分用Au或Au合金被覆。已知Au或Au合金是耐腐蝕性良好、而且可以實(shí)現(xiàn)低接觸電阻的良好的整流子材料，但由于非常昂貴，所以大量使用在制造成本上是不利的。因此，通過(guò)僅將Au或Au合金被覆必要部分的一部分，不僅可以抑制成本的增加，而且可以有效地防止本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的硫化現(xiàn)象。如果將這樣的包層復(fù)合材料用于直流小型電動(dòng)機(jī)的整流子，則由于使用初期時(shí)Au或Au合金的良好的接觸電阻特性，可以實(shí)現(xiàn)良好的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，即使Au或Au合金因磨損而受到破壞，由于其內(nèi)部側(cè)存在本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，可以再繼續(xù)使用。
將上述的本發(fā)明的所謂二層或三層包層復(fù)合材料用于DVD用主軸電動(dòng)機(jī)的整流子的情況下，可以大幅延長(zhǎng)該直流小型電動(dòng)機(jī)自身的壽命。
本發(fā)明者在開(kāi)發(fā)上述直流小型電動(dòng)機(jī)所使用的整流子材料的同時(shí)，對(duì)與其對(duì)應(yīng)的電刷材料進(jìn)行認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)了以下說(shuō)明的、適合用于直流小型電動(dòng)機(jī)的2種電刷材料。
第一種本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的特征在于，由0.1～5.0重量％的MgO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使MgO粒子分散在Ag的基質(zhì)中。
另一種本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的特征在于，由5.0～15.0重量％的Ni、其余部分為Pt的組成構(gòu)成，使Ni固溶在Pt基質(zhì)中。
本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料中，MgO粒子分散在Ag基質(zhì)中的材料中，分散在Ag基質(zhì)中的MgO粒子不僅減少電弧引起的損耗，而且起到用作電刷時(shí)的滑動(dòng)部分的潤(rùn)滑劑的效果，具有使摩擦力減低的作用。
該Ag基質(zhì)中分散有MgO粒子的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料中，MgO粒子在滑動(dòng)部分、即接點(diǎn)表面起到固體潤(rùn)滑劑的作用，該MgO的含量較好是0.1～5.0重量％。該MgO的含量不到0.1重量％，則無(wú)法發(fā)揮作為潤(rùn)滑劑的功能，若超過(guò)5.0重量％，則加工性下降，難以加工成直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷。將該MgO設(shè)定在1.5～4.0重量％的組成范圍內(nèi)，可以使滑動(dòng)接點(diǎn)特性達(dá)到最佳，在實(shí)用上是非常理想的。
此外，通過(guò)以所謂粉末冶金法制造電刷材料，可以實(shí)現(xiàn)Ag基質(zhì)中分散有MgO粒子的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料。如果采用粉末冶金法，則存在于Ag基質(zhì)中的氧化物粒子極均一地分散。這樣的粒子分散型的材料通過(guò)后述的所謂熔解法無(wú)法制造具有相同的組織結(jié)構(gòu)的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料。
另外，本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料中，對(duì)于在Pt基質(zhì)中固溶有Ni的合金而言，Pt金屬本來(lái)耐電弧引起的損耗性能就優(yōu)異，再通過(guò)使Ni固溶在Pt基質(zhì)中，電刷表面變得光滑。即，固溶Ni起到用作電刷時(shí)的滑動(dòng)部分的潤(rùn)滑劑的效果，具有使摩擦力減低的作用。
此外，由在Pt基質(zhì)中固溶有Ni的合金構(gòu)成的本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料中，固溶的金屬Ni使Pt的潤(rùn)滑性提高，該Ni含量較好是為5.0～15.0重量％。該Ni含量不到5.0重量％，則Ni的潤(rùn)滑性提高功能無(wú)法發(fā)揮，若超過(guò)15.0重量％，則由于Ni氧化成氧化鎳而接觸電阻增加。將該Ni設(shè)定在8.0～12.0重量％的組成范圍內(nèi)，可以使滑動(dòng)接點(diǎn)特性達(dá)到最佳，在實(shí)用上是非常理想的。
另外，通過(guò)所謂熔解法進(jìn)行制造，可以實(shí)現(xiàn)在Pt基質(zhì)中固溶有Ni的合金構(gòu)成的本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料。以往已知的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，例如Ag50wt％-Pd50wt％合金，通過(guò)所謂熔解法進(jìn)行制造，通過(guò)制成AgPd的固溶合金來(lái)抑制磨損。對(duì)于本發(fā)明所述的在Pt基質(zhì)中固溶有Ni的合金構(gòu)成的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，可以與Ag50wt％-Pd50wt％合金同樣地通過(guò)熔解法進(jìn)行制造，通過(guò)使Ni固溶在Pt基質(zhì)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于電弧的耐損耗性和潤(rùn)滑性的共存，作為直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，可以實(shí)現(xiàn)極好的耐磨損性。
將上述的本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料用作電動(dòng)機(jī)的電刷時(shí)，為了制成更理想的電刷的構(gòu)成材料，較好是使用采用具有彈性的Cu合金的基材，在該基材上的一部分埋設(shè)本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，制成包層復(fù)合材料。由此，利用基材的彈性，可以使電刷以最適的荷重與整流子接觸。此外，通過(guò)采用所謂包層復(fù)合材料的形態(tài)，可以對(duì)應(yīng)于所使用的直流小型電動(dòng)機(jī)，控制埋設(shè)于基材中的本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的厚度，所以可以只在必要的部分使用昂貴的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，在成本方面也是理想的。
根據(jù)本發(fā)明者的研究確認(rèn)，如果組合上述的本發(fā)明所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料和電刷材料，用于DVD播放器所使用的直流小型主軸電動(dòng)機(jī)，則可以可靠地實(shí)現(xiàn)低接觸電阻特性和低電壓?jiǎn)?dòng)特性等。
如上所述，如果將本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料或電刷材料、或者這些材料的組合用于DVD播放器所使用的直流小型主軸電動(dòng)機(jī)，則可以長(zhǎng)期維持低接觸電阻，長(zhǎng)時(shí)間以低啟動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。因此，如果采用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)以往的整流子材料或電刷材料無(wú)法實(shí)現(xiàn)的直流小型電動(dòng)機(jī)壽命的延長(zhǎng)。


圖1二層包層復(fù)合材料的立體圖。
圖2三層包層復(fù)合材料的立體圖。
圖3脈沖控制的波形簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式基于以下記載的實(shí)施例和以往例進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)關(guān)于本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料和電刷材料的磨損特性評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。表1中表示了，涉及本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的實(shí)施例1的組成和進(jìn)行與該實(shí)施例1的特性對(duì)比的以往例1的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的組成。
表1


(重量％)對(duì)于實(shí)施例1的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，首先將8.0重量％的Cu粉末、3.0重量％的ZnO粉末和其余部分的Ag粉末用球磨機(jī)攪拌4小時(shí)，制成各粉末均一分散的粉末混合物。接著，將該粉末混合物填入圓筒容器中，從圓柱的軸向施加4.9×105N(50tf)的壓力，進(jìn)行壓縮加工處理，形成直徑50mm的圓柱坯。接著，將該圓柱坯在973K(700℃)的溫度下進(jìn)行4小時(shí)的燒結(jié)處理(5.0Pa)。這些壓縮加工處理、燒結(jié)處理重復(fù)進(jìn)行3次。
進(jìn)行了這些壓縮加工和真空燒結(jié)處理的圓柱坯通過(guò)熱擠壓加工形成直徑6.0mm的線材。然后，通過(guò)拉絲加工，制成直徑1.6mm的線材。
以往例1的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料通過(guò)熔解法制成，按照表1所記載的組成，將各金屬熔解，然后通過(guò)進(jìn)行鑄造、擠壓加工、拉絲加工，制成直徑1.6mm的線材。該以往例的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的制造方法在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中有詳細(xì)說(shuō)明。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-291349號(hào)公報(bào)如上所述形成的各線材通過(guò)壓延機(jī)加工成帶狀，將其嵌入接合到作為基底層的Cu材中，得到包層復(fù)合材料。然后，對(duì)該包層復(fù)合材料在1023K(750℃)下進(jìn)行熱處理，反復(fù)進(jìn)行壓延，制成總厚度0.3mm、寬19mm的二層包層復(fù)合材料。
在這里，對(duì)本發(fā)明所述的包層復(fù)合材料的形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖1的立體圖表示由Cu合金構(gòu)成的基材的一部分中埋設(shè)了本實(shí)施方式所示的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的被稱(chēng)作二層包層復(fù)合材料的形態(tài)。此外，圖2的立體圖表示由Cu合金構(gòu)成的基材的一部分中埋設(shè)了本實(shí)施例所示的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料、再將該埋設(shè)了的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的一部分用Au或Au合金被覆了的、被稱(chēng)作三層包層復(fù)合材料的形態(tài)。此外，圖1a和圖2a、2b表示單嵌條的包層復(fù)合材料，圖1b表示雙嵌條的包層復(fù)合材料。圖中，符號(hào)1表示本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，圖2的符號(hào)1′表示代表被埋設(shè)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料1的一部分露出了的部分的露出部，符號(hào)2表示Cu合金基材，符號(hào)3表示Au或Au合金。
接著，對(duì)與進(jìn)行上述實(shí)施例1和以往例1的整流子材料的磨損特性評(píng)價(jià)時(shí)所使用的整流子的對(duì)應(yīng)的電刷材料進(jìn)行說(shuō)明。表2中表示該直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的組成。
表2


(重量％)對(duì)采用表2所示的各直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的電刷的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例2、實(shí)施例3中，將與各組成相當(dāng)?shù)腗gO粉末、其余部分的Ag粉末用球磨機(jī)攪拌4小時(shí)，制成各粉末均一分散的粉末混合物。接著，將該粉末混合物填入圓筒容器中，從圓柱的軸向施加4.9×105N(50tf)的壓力，進(jìn)行壓縮加工處理，形成直徑50mm的圓柱坯。接著，將該圓柱坯在1123K(850℃)的溫度下進(jìn)行4小時(shí)的燒結(jié)處理(5.0Pa)。這些壓縮加工處理、燒結(jié)處理重復(fù)進(jìn)行3次。
進(jìn)行了這些壓縮加工和真空燒結(jié)處理的圓柱坯通過(guò)熱擠壓加工形成直徑6.0mm的線材。然后，通過(guò)拉絲加工，制成直徑1.6mm的線材。
接著，對(duì)采用表2所示的實(shí)施例4和以往例2的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的電刷的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于實(shí)施例4和以往例2的電刷材料，使用熔解法，按照表2所記載的各組成，將各金屬熔解，然后通過(guò)進(jìn)行鑄造、擠壓加工、拉絲加工，制成直徑1.6mm的線材。
如上所述形成的各電刷用線材通過(guò)壓延機(jī)加工成帶狀，將其嵌入接合到作為基底層的Cu材中，得到包層復(fù)合材料。然后，對(duì)該包層復(fù)合材料在1073K(800℃)下進(jìn)行熱處理，反復(fù)進(jìn)行壓延，制成總厚度70μm、寬19mm的二層包層復(fù)合材料。該二層包層復(fù)合材料為與圖1所示相同的形態(tài)，是由Cu合金構(gòu)成的基材的一部分中埋設(shè)了本實(shí)施方式所示的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料的形態(tài)。對(duì)于該電刷用二層包層復(fù)合材料，圖1中的符號(hào)1表示表2所示的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，圖2的符號(hào)1′表示代表被埋設(shè)的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料1的一部分露出了的部分的露出部，符號(hào)2表示Cu合金基材。
接著，使用采用上述的二層包層復(fù)合材料的整流子和電刷實(shí)際組裝直流小型電動(dòng)機(jī)，對(duì)以規(guī)定時(shí)間驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)整流子和電刷的磨損狀態(tài)進(jìn)行研究。向直流小型電動(dòng)機(jī)的組裝中，使用表1所示各組成的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，制作上述圖1a所示的二層包層復(fù)合材料，將該包層復(fù)合材料加工成外徑3.3mm、長(zhǎng)2.4mm的三極整流子，裝入DVD主軸用直流小型電動(dòng)機(jī)。此外，對(duì)于表2所示各組成的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，制作上述圖1a所示的二層包層復(fù)合材料，將該包層復(fù)合材料加工成三叉的刷子形狀，裝入DVD主軸用直流小型電動(dòng)機(jī)。比較試驗(yàn)的條件如表3所示，這時(shí)的脈沖控制的大致波形示于圖3。
表3


這里的磨損特性評(píng)價(jià)對(duì)表4所示的整流子材料與電刷材料的組合的直流小型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行。試驗(yàn)溫度為60℃，分別對(duì)于5臺(tái)各組合的直流小型電動(dòng)機(jī)，以12cm的DVD碟片作為負(fù)荷，旋轉(zhuǎn)200小時(shí)后，測(cè)定這5臺(tái)電動(dòng)機(jī)的整流子和電刷的磨損深度，算出其平均值。其結(jié)果示于表4。
表4


(μm)由表4可知，實(shí)施例1的整流子材料與實(shí)施例4的電刷材料的組合的電動(dòng)機(jī)中，整流子的磨損深度、電刷的磨損深度與以往例1的整流子材料與以往例2的電刷材料的組合的電動(dòng)機(jī)相比都小了許多。此外，整流子材料或電刷材料的任一方為本發(fā)明的組成的情況下，整流子的磨損深度、電刷的磨損深度也比以往例1的整流子材料與以往例2的電刷材料的組合的電動(dòng)機(jī)小。通常，DVD主軸用直流小型電動(dòng)機(jī)的脈沖控制中，由于頻繁地施加電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)控制電壓，因此發(fā)生相當(dāng)于額定的10倍的沖擊電流變化。由于這時(shí)產(chǎn)生的火花，整流子中整流片的整流轉(zhuǎn)換部分熔解損耗，而且若轉(zhuǎn)換部分損耗，則向電刷的轉(zhuǎn)移量也增加，凝結(jié)損耗變強(qiáng)。發(fā)現(xiàn)這樣的凝結(jié)損耗現(xiàn)象在以往例1的整流子材料與以往例2的電刷材料的組合的電動(dòng)機(jī)中顯著，而其它組合的電動(dòng)機(jī)中，確認(rèn)這樣的損耗現(xiàn)象得到抑制。
接著，對(duì)于使用表1和表2所示的整流子材料和電刷材料的直流小型電動(dòng)機(jī)，就進(jìn)行耐久試驗(yàn)后的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。
該耐久試驗(yàn)的條件除了試驗(yàn)時(shí)間之外與表3所示的條件相同，脈沖控制的波形也與圖3相同地進(jìn)行。此外，該耐久試驗(yàn)分別對(duì)5臺(tái)以表5所示的整流子材料和電刷材料的組合組裝的直流小型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行。該耐久試驗(yàn)測(cè)定電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間，但耐久壽命超過(guò)1300小時(shí)的電動(dòng)機(jī)在1300小時(shí)終止耐久試驗(yàn)，以1300小時(shí)作為耐久時(shí)間。
表5


(小時(shí))由表5可知，實(shí)施例1的整流子材料與實(shí)施例2～4的電刷材料的組合中，5臺(tái)電動(dòng)機(jī)都具有1000小時(shí)以上的耐久壽命，滿足市場(chǎng)要求。
權(quán)利要求
1.直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料，其特征在于，由6.0～10.0重量％的Cu、1.0～5.0重量％的ZnO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使Cu金屬粒子、ZnO粒子分散在AgCu合金基質(zhì)中。
2.包層復(fù)合材料，其特征在于，在Cu或Cu合金的基材上的一部分埋設(shè)了權(quán)利要求1所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料。
3.如權(quán)利要求2所述的包層復(fù)合材料，其特征還在于，所埋設(shè)的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料上的至少一部分用Au或Au合金被覆。
4.直流小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使用權(quán)利要求2或3所述的包層復(fù)合材料制成整流子。
5.直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，其特征在于，由0.1～5.0重量％的MgO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使MgO粒子分散在Ag基質(zhì)中。
6.直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料，其特征在于，由5.0～15.0重量％的Ni、其余部分為Pt的組成構(gòu)成，使Ni固溶在Pt基質(zhì)中。
7.包層復(fù)合材料，其特征在于，在具有彈性的Cu合金的基材上的一部分埋設(shè)了權(quán)利要求5或6所述的直流小型電動(dòng)機(jī)用電刷材料。
8.直流小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使用權(quán)利要求7所述的包層復(fù)合材料制成電刷。
9.直流小型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使用權(quán)利要求2或3所述的包層復(fù)合材料制成整流子，使用權(quán)利要求7所述的包層復(fù)合材料制成電刷。
全文摘要
本發(fā)明提供可使通過(guò)脈沖電流進(jìn)行控制的類(lèi)型的DVD用主軸電動(dòng)機(jī)的壽命延長(zhǎng)的、直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料和電刷材料。本發(fā)明的直流小型電動(dòng)機(jī)用整流子材料的特征在于，由6.0～10.0重量％的Cu、1.0～5.0重量％的ZnO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使Cu金屬粒子、ZnO粒子分散在AgCu合金基質(zhì)中。電刷材料的特征在于，由0.1～5.0重量％的MgO、其余部分為Ag的組成構(gòu)成，使MgO粒子分散在Ag基質(zhì)中；或者由5.0～15.0重量％的Ni、其余部分為Pt的組成構(gòu)成，使Ni固溶在Pt基質(zhì)中。
文檔編號(hào)H01R39/20GK1869263SQ20061008197
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者中村啓次, 高畠誠(chéng), 高橋昌宏, 漥田秀一, 麻田敬雄, 山本俊哉 申請(qǐng)人:馬淵馬達(dá)株式會(huì)社, 田中貴金屬工業(yè)株式會(huì)社