電刷型觸點材料及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發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使用的電 刷型觸點材料。
【背景技術】
[0002] 對于位置傳感器、車載用各種傳感器（風門傳感器、踏板傳感器、車高傳感器）等 傳感器類、電位器、微調電容器等電阻器等而言，使用在傳感器的主體側的基板構件與相對 于主體側基板進行旋轉或直線等的運動的組件之間收發電信號、電力等的滑動件100(圖 1)。該滑動件100中設置有其前端部與傳感器的轉子等滑動接觸的電刷型觸點材料10。電 刷型觸點材料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下使用，因此，優選爪的前端部11a盡可能地處于 能夠順暢地滑動的狀態。
[0003] 在電刷型觸點材料的制造時，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和沖壓后的滑動觸片并使容器旋轉而對 滑動觸片的外周面整體進行研磨的方法。滾筒研磨能夠同時對多個尺寸小的滑動觸片進行 加工，是有效的方法。但是，滾筒研磨不是對特定的部分進行集中研磨的方法，難以可靠地 僅對前端部進行曲面加工，并且研磨狀態容易產生波動。
[0005] 針對上述利用滾筒研磨的電刷型觸點材料的制造方法，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 爪的前端部進行曲面加工，另外，通過使激光束的照射條件適當，能夠有效地制造沒有波動 的品質恒定的材料。而且，對于利用該制法得到的電刷型觸點材料而言，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，認為能夠進行順暢的滑動動作。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本專利第3847211號說明書
【發明內容】
[0009] 發明所要解決的問題
[0010] 如上所述，電刷型觸點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，要求能夠進行更順暢的 滑動動作的電刷型觸點材料。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生變化而產生硬度降低，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行熱處理來進行硬度調節，但該熱處理導致觸點材料制造工 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，但此時不能進行形狀控制。而且，根據激光的照射條件，存在魚糕狀的曲面形狀的 中央部膨脹而集中的傾向，不能進行穩定的滑動。
[0012] 因此，對于電刷型觸點材料，本發明公開了能夠進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明為一種電刷型觸點材料，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至表面側的曲率半徑R1與從接 觸點至背面側的曲率半徑R2為R1多R2的方式進行了成形，進而對爪的寬度方向的兩端部 進行了倒角加工。
[0015]本發明的電刷型觸點材料包括如下情況：關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，表面側和背面側的曲率半徑不同。而且，進一 步對爪的寬度方向的兩端部也實施利用倒角加工的成形處理。
[0016]本發明中的調節爪前端部的曲率的意義在下文進行詳細說明。另一方面，對爪的 寬度方向的兩端部也進行倒角加工是由于，在觸點使用時產生偏載荷的情況下，如果爪兩 端部的角鋒利，則有時會使對象側觸點產生局部磨損。而且具有如下優點：通過對爪兩端部 進行倒角加工，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，優選從與被接觸對象物的接觸 點至表面側的曲率半徑R1與從接觸點至背面側的曲率半徑R2的關系為Rl>R2。通過增 大外側的R1，可以防止產生粘滑現象，確保觸點材料的更順暢的滑動。另外是由于，通過減 小內側的R2,可以吸引伴隨觸點材料的滑動產生的切削粉末從而抑制其向周圍散布。
[0018] 特別是，關于R1與R2的關系，優選使R1/R2為3.0以下。這是由于，在電刷型觸 點材料的通常的使用狀態下，以使電刷與基板以70度~85度的角度接觸的方式來設定爪 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 近似的位置，顯示出穩定的滑動。
[0019] 另外，本發明中，除爪前端部的截面形狀的調節以外，還對兩端部進行倒角加工， 但對于該倒角加工部，優選在電刷寬度W的兩端部W/10~W/4的范圍進行倒角加工。而且， 作為該加工部的形狀，優選設定為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生的抑制和接觸的穩定。
[0020] 作為觸點材料的材質，可以應用與現有的觸點材料同樣的金屬。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 觸點材料，導電性優良，并且彈性、硬度（耐磨損性）也良好，從而優選。
[0021 ] 本發明的電刷型觸點材料的制造中，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。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 點材料的爪的兩端部進行研磨，能夠進行倒角加工。
[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材料使用，因此，通過熱處理進行硬度調節。
[0023] 應用上述的激光加工的制造方法中，通過條件設定，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進行成形，無法調節它們的關系。另外，為了 確保硬度，必須進行激光加工后的熱處理，工序數增多。因此，優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行研磨。
[0024] 利用磨石研磨的成形加工中，通過調節放置磨石的位置、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，通過適當選擇磨石的粒度，能 夠調節爪前端的表面粗糙度。此外，利用機械研磨的成形中，能夠在不產生熱影響部、不使 金屬組織發生變化的情況下進行加工，因此，能夠將研磨后的材料直接使用。
[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。該加工時，半固定狀態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，能夠將爪前端部慢慢適當地研磨成R形狀。
[0026] 磨石使用能夠同時對數個至數十個爪進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、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