(57)【要約】【課題】環境に優しく、整流子とブラシの耐摩耗性を従来よりも向上させ、銅線との接続を良好にするマイクロモータ用摺動接点を提供すること。【解決手段】第１導電性基体３１上に形成されてニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１ブラシ用被覆層３２と、第１ブラシ用被覆層３２上に形成されるパラジウム系金属からなる第２ブラシ用被覆層３３とを有するブラシ１６と、第２導電性基体２１上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１整流子用被覆層２２と、第１整流子用被覆層２２上に形成される銀系金属からなる第２整流子用被覆層２３と、第２整流子用被覆層２３のうちブラシ１６と接触する領域に形成されたストライプ状銀系金属層２５と、第２整流子用被覆層２３のうち銅材が接続される領域に形成されたスズ系金属層２４とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電性基体と、前記第１の導電性基体上に形成されてニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１のブラシ用被覆層と、前記第１のブラシ用被覆層の上に形成されるパラジウム系金属からなる第２のブラシ用被覆層とを有するブラシと、
第２の導電性基体と、前記第２の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の整流子用被覆層と、前記第１の整流子用被覆層の上に形成された銀系金属からなる第２の整流子用被覆層と、前記第２の整流子用被覆層のうち前記ブラシと接触する領域に形成されたストライプ状銀系金属層と、前記第２の整流子用被覆層のうち銅材が接続される領域に形成されたスズ系金属層とを有する整流子と
を備えたことを特徴とするマイクロモーター用摺動接点。
【請求項２】
前記整流子の前記ストライプ状銀系金属層の上には、金系、パラジウム系のいずれか一方の金属からなる金属層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロモーター用摺動接点。
【請求項３】
前記整流子の前記スズ系金属層は、リフロー処理がなされて表面が平滑であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロモーター用摺動接点。
【請求項４】
前記第２のブラシ用被覆層のうち前記整流子と接触する領域の上には、ストライプ状パラジウム系金属層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のマイクロモーター用摺動接点。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかのマイクロモーター用摺動接点を有することを特徴とするマイクロモーター。
【請求項６】
ブラシを構成する第１の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の被覆層を形成する工程と、
前記第１の被覆層を被覆するパラジウム系金属からなる第２の被覆層と、該第２の被覆層上の整流子接触領域を被覆するストライプ状パラジウム系金属層とのうち少なくとも下側の前記第２の被覆層を形成する工程とを有し、
少なくとも、前記第２の被覆層と前記ストライプ状パラジウム系金属層のうちの最上層となる一方をめっきにより形成する
ことを特徴とするマイクロモーター用摺動接点の製造方法。
【請求項７】
整流子を構成する第２の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の被覆層を形成する工程と、
前記第１の被覆層の上に銀系金属からなる第２の被覆層を形成する工程と、
前記第２の被覆層のうちブラシとの接触領域にストライプ状銀系金属層を形成する工程と、
前記第２の被覆層のうち銅線が接続される領域上にスズ系金属層を形成する工程とを有し、
少なくとも前記ストライプ状銀系金属層と前記スズ系金属層をめっきにより形成すること
を特徴とするマイクロモーター用摺動接点の製造方法。
【請求項８】
前記ストライプ状銀系金属層の上に金系、パラジウム系のいずれか一方の金属層をめっきで形成することを特徴とする請求項７に記載のマイクロモーター用摺動接点の製造方法。
【請求項９】
前記スズ系金属層を形成した後に前記スズ系金属層をリフローする工程を有することを特徴とする請求項７に記載のマイクロモーター用摺動接点の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロモータ、マイクロモーター用摺動接点及びその製造方法に関し、より詳しくは、整流子とブラシから構成されるマイクロモータ用摺動接点及びその製造方法と、その摺動接点を有するマイクロモーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロモーターは、音響、家電、自動車等、多くの用途で幅広く使用されている。マイクロモーターの寿命は、主に、モーターコイルに通電するための部材である整流子とブラシの耐久性で決まる。
【０００３】
それらの部材には、耐摩耗性、耐アーク性、電気接続性、導電性及び機械的強度に優れた材料が必要とされており、一般に銀（Ag）合金により被覆された銅（Cu）合金条（以下、Ag合金被覆Cu合金条という。）が用いられている。このAg合金被覆Cu合金条は、銀合金が持つ耐摩耗性、耐アーク性及び高電気接続性の性質と、銅合金が持つ強度及び高導電性の性質とを組み合わせてなる高性能導電体である。
【０００４】
整流子材では、前記の特性の他に、モーターコイルの銅線との接続性や、ディスクバリスタとの半田接合性がさらに要求される。また、Ag合金被覆Cu合金条の端部には、モーターコイルの銅線と接続するためのスズ鉛（SnPb）半田めっきが施された構造を有している。SnPb半田めっきは、溶融めっき法又は電気めっき法により施される。
【０００５】
整流子材に使用される基材は、その板厚が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍであって、銅スズ（CuSn）系、銅ニッケル（CuNi）系の銅合金、又は純銅が用いられ、それを被覆する銀合金としては、銀カドミウム（AgCd）系、銀マグネシウム（AgMg）、銀銅（AgCu）系、銀ニッケル（AgNi）系の合金が用いられる。銀合金からなる被覆は、ブラシとの接触部分にのみ被覆したインレイ材が一般的であり、その厚さは２０〜１００μｍである。
【０００６】
一方、ブラシ材では、安定した接触圧力、耐摩耗性および低い接触抵抗が要求されることから、その基材には板厚が０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度でバネ性を持つ銅合金が用いられ、さらに整流子との接点部には厚さ５μｍ〜２０μｍの銀パラジウム（AgPd）合金が施されている。
【０００７】
なお、ブラシ材及び整流子材は、銅合金基材に銀合金テープを熱間圧着、冷間圧接、シーム溶接等のクラッド法により複合して製造される。
【０００８】
また、整流子又はブラシを構成する銅合金基材の表面に３層構造の被膜を形成することが下記の特許文献１、特許文献２において記載されている。その３層構造の被覆うちの第１層は、厚さ０．２μｍ〜１０μｍのクロム（Cr）、ニッケル（Ni）、ニッケル合金、レニウム（Re）のいずれかから構成され、第２層は、厚さ０．１μｍ〜１０μｍのロジウム（Rh）、プラチナ（Pt）、パラジウム、ルテニウム（Ru）のいずれかから構成され、また、第３層は厚さ０．１μｍ〜１０μｍの金（Au）、銀、金銀合金のいずれかから構成されている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−２１８７８２号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のような銅合金機材の表面に銀合金の被覆を形成してなる従来構造の整流子、ブラシは、次のような問題を有している。
【００１１】
まず、銀合金は、被覆率が大きいためにコストが高くなり、また、カドミウムを含有させる場合には環境を汚染するおそれがある。さらに、銀合金テープをクラッド法で製造すれば製造コストが高くなる。
【００１２】
また、クラッド法は、焼鈍と圧延を繰り返す工程を含む方法であり、銀合金表面には加工変形層が生成されるため、この方法により形成された合金材のうち銀合金テープは耐アーク性に劣り、整流子及びブラシの摩耗を早めるのでモーターの寿命が短くなり、しかも、その表面では銀以外の合金成分が高密度化して耐蝕性に劣るという問題がある。
【００１３】
さらに、銀合金材にSnPb半田めっきを行う場合には、リードタイムが長くなるだけでなく、半田めっきに鉛（Pb）を含むため、環境を汚染するおそれがある。SnPb半田めっきを溶融めっき法により施す場合には、めっき厚のバラツキが大きく、しかも整形のためのプレスの際に粉落ちが多いために、モーターコイルの銅線との接続強度に大きなバラツキが生じる。
【００１４】
クラッド法により形成された整流子材及びブラシ材では、銀合金被覆部及び半田めっき部以外の部分では銅合金基材がそのまま露出することになるので、耐蝕性が悪い銅合金基材は酸化等により変色が生じ、更に、その変色が進行すると腐食生成物のクリープ現象によって整流子とブラシの接点部に汚染が生じ、接点不良が生じるといった不都合がある。
【００１５】
一方、ディスクバリスタとの半田付けは、クラッド法により形成された銀合金面の裏側である銅合金面に施されるためにその接続強度がばらつく。
【００１６】
これらの問題を解決するために、新たな銀合金組成の開発や、銀合金被膜上への金又は金合金を被覆に用いることなどが行われてきたが、一部の問題点の解決にしかならず、総合的な改善が望まれていた。
【００１７】
また、特許文献１、特許文献２に記載されているように、整流子又はブラシの表面に上記した３層構造を施すとともに相手側に従来の材料を用いると、上記のクラッド材特有の加工変形層や耐蝕性の影響でモーターの寿命の向上が十分に改善されない。また、それらの文献に記載の材料同士を組合せてマイクロモータに適用する場合には、整流子とブラシの各々の表面が軟質な金、銀、金銀合金となるため、モーター稼働直後に接点部で凝着摩耗が発生して、従来のクラッド材同士の組み合わせよりもモーター寿命が劣ってしまう。
【００１８】
さらに、モーターコイルの銅線と整流子を接続する部分については、上記の特許文献１、特許文献２には記載が無く、従来技術の溶融半田めっきを施すことになり、半田めっきについての上記した問題は解決されない。
【００１９】
本発明の目的は、環境に優しく、整流子とブラシの耐摩耗性を従来よりも向上させ、銅線との接続を良好にすることができるマイクロモータ、マイクロモータ用摺動接点およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するための本発明の第１の態様に係るマイクロモーター用摺動接点は、第１の導電性基体と、前記第１の導電性基体上に形成されてニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１のブラシ用被覆層と、前記第１のブラシ用被覆層の上に形成されるパラジウム系金属からなる第２のブラシ用被覆層とを有するブラシと、第２の導電性基体と、前記第２の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の整流子用被覆層と、前記第１の整流子用被覆層の上に形成された銀系金属からなる第２の整流子用被覆層と、前記第２の整流子用被覆層のうち前記ブラシと接触する領域に形成されたストライプ状銀系金属層と、前記第２の整流子用被覆層のうち銅線が接続される領域に形成されたスズ系金属層とを有する整流子とを備えている。
【００２１】
本発明の第２の態様に係るマイクロモータ用摺動接点は、前記整流子の前記ストライプ状銀系金属層の上には、金系、パラジウム系のいずれか一方の金属からなる金属層が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第３の態様に係るマイクロモータ用摺動接点は、前記整流子の前記スズ系金属層がリフロー処理がなされて表面が平滑であることを特徴とする。
本発明の第４の態様に係るマイクロモータ用摺動接点は、前記第２のブラシ用被覆層のうち前記整流子と接触する領域の上には、ストライプ状パラジウム系金属層が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第５の態様に係るマイクロモーターは、本発明の第１乃至第４のいずれかのマイクロモーター用摺動接点を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第６の態様に係るマイクロモーター用摺動接点の製造方法は、ブラシを構成する第１の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の被覆層を形成する工程と、前記第１の被覆層を被覆するパラジウム系金属からなる第２の被覆層と、該第２の被覆層上の整流子接触領域を被覆するストライプ状パラジウム系金属層とのうち少なくとも下側の前記第２の被覆層を形成する工程とを有し、少なくとも、最上層となる前記第２の被覆層と前記ストライプ状パラジウム系金属層のうちの一方をめっきにより形成することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第７の態様に係るマイクロモータ用摺動接点の製造方法は、整流子を構成する第２の導電性基体上にニッケル系、コバルト系のいずれか一方の金属からなる第１の被覆層を形成する工程と、前記第１の被覆層の上に銀系金属からなる第２の被覆層を形成する工程と、前記第２の被覆層のうちブラシとの接触領域にストライプ状銀系金属層を形成する工程と、前記第２の被覆層のうち銅線が接続される領域上にスズ系金属層を形成する工程とを有し、少なくとも前記ストライプ状銀系金属層と前記スズ系金属層をめっきにより形成することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第８の態様に係るマイクロモーター用摺動接点の製造方法は、前記ストライプ状銀系金属層の上に金系、パラジウム系のいずれか一方の金属層をめっきで形成することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第９の態様に係るマイクロモーター用摺動接点の製造方法は、前記スズ系金属層を形成した後に前記スズ系金属層をリフローする工程を有することを特徴とする。
【００２８】
なお、ニッケル系金属はニッケル又はニッケル合金であり、コバルト系金属はコバルト又はコバルト合金であり、銀系金属は銀又は銀合金であり、パラジウム系金属はパラジウム又はパラジウム合金であり、スズ系金属はスズ又はスズ合金であり、金系金属は金又は金合金である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、導電性基材上にニッケル系金属層又はコバルト系金属層を形成し、その上にパラジウム系金属層を形成してなる層構造からブラシを構成する一方で、導電性基体上にニッケル系金属層又はコバルト系金属層を形成し、その上に銀系金属層を形成してなる層構造から整流子を形成するとともに、その整流子の銀系金属層のうちブラシと接触する領域にストライプ状銀系金属層を形成し、さらに銅材が接続される領域にスズ系金属層を形成している。
【００３０】
ニッケル系金属層又はコバルト系金属層は、ブラシ及び整流子を構成する導電性基体の成分の拡散を防止する。また、整流子においてニッケル系金属層又はコバルト系金属層の上に形成される銀系金属層は、導電性基材の腐食を防止するとともに、整流子に接続されるディスクバリスタとの半田接合性を向上させる。さらに、銀系金属層上に形成されるスズ系金属層は、銅線と接続される領域に形成されるが、リフロー等により銀系金属と合金化することにより、融点が下がって銅線との接続の信頼性が向上するとともに、密着性が向上してプレス時の粉落ちが抑制される。また、整流子のうちブラシとの接触領域にストライプ状の銀系金属層を突出させて形成しているので、ブラシとの接触領域以外で銀系金属層を薄くすることができ、貴金属の使用量を少なくして経済性を高めることができる。しかも、クラッド構造となっていないことから、加工変形層が形成されないので、アークの発生が生じ難くなって摩耗速度を遅くすることができる。
【００３１】
ブラシにおいて、導電性基体を覆うニッケル系金属層又はコバルト系金属の表面に形成されるパラジウム系金属層は、耐摩耗性、耐蝕性に優れ、さらに接触抵抗が低いので、ブラシの整流子に対する押し付け圧力を低くでき、摺動接点の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るマイクロモーターの一例を示す要部断面図である。
【００３３】
図１において、マイクロモーター１は、一端に閉塞部２ａを有する中空筒状の金属製ケース２を有し、その内周面には永久磁石３がアークセグメント状に固着され、また、金属製ケース２の閉塞部２ａの中央には軸受け４が取り付けられている。その金属製ケース２の内部には回転子５が取り付けられている。
【００３４】
回転子５は、金属製ケース２の閉塞部２ａの軸受け４に一端を貫通させる回転軸６と、この回転軸６に取り付けられて金属製ケース２内に収容されるモーターコイル７と、回転軸６の他端の近傍に取り付けられる整流子８とを有している。モーターコイル７は、回転軸６が貫通される鉄心９に銅線７ａを巻き付けて構成されている。
【００３５】
整流子８は、図２に示すように、回転軸６上に固定される絶縁性の整流子芯１０の外周に取り付けられ、そのうちモーターコイル７に近い端部には凸部８ａが形成されている。その凸部８ａには、整流子８の外周に取り付けられるディスクバリスタ１１がSnPb半田１２により接続されるとともに、モーターコイル７の銅線７ａが半田により接続されている。
【００３６】
モーターケース２の開放端には絶縁性のケースキャップ１３が取り付けられ、その中央には、回転軸６の他端を軸支する軸受け１４が嵌め込まれれている。また、ケースキャップ１３のうち外周寄りには導電性端子１５が金属製ケース２の内側から外側に突出するように取付られている。さらに、ケースキャップ１３のうち整流子８に対向する部分には、導電性端子１５に接続されるブラシ１６が固定され、そのブラシ１６は整流子８の外周面に摺動接触するようにバネ性を有している。
【００３７】
整流子８とブラシ１６は、回転するモーターコイル７に電力を供給するための摺動接点であり、整流子８は例えば図３に示す整流子材から形成され、また、ブラシ１６は例えば図４に示すようなブラシ材から形成されている。
【００３８】
整流子８とブラシ１６のそれぞれを構成する導電性基体２１，３１として、例えば、銅、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）、或いはこれらの合金、又は鋼材やアルミニウム材等に銅又は銅合金を被覆してなる複合素材等が適用される。整流子用の導電性基体２１の厚さは０．１５〜０．３ｍｍであり、例えば０．３ｍｍとする。また、ブラシ用の導電性基体３１の厚さは０．０３〜１．０ｍｍであり、例えば０．０５〜０．０７とする。そのような導電性基体２１，３１の表面には、整流子８、ブラシ１６のそれぞれに適した被覆層が形成される。
【００３９】
整流子材は、図３に例示するように、上記の導電性基体２１上に、ニッケル、コバルト（Co）又はこれらの合金を主成分とする第１の被覆層２２と、銀又は銀合金からなる第２の被覆層２３が順に形成されている。なお、ニッケル合金としては、NiCo、NiZn、NiSn、NiFe、NiP 、NiB 等がある。また、コバルト合金としては、CoNi、CoZn、CoSn、CoFe、CoP 、CoB 等がある。
【００４０】
整流子材の第１の被覆層２２は、導電性基体２１の成分の拡散を防止する拡散バリアとして機能し、その厚さは特に限定されるものではなく、例えば０．１〜１０μｍの範囲で形成されるが、拡散バリア性能の向上と経済性を考慮すれば０．５〜２．０μｍの厚さとするのが好ましい。
【００４１】
また、整流子材の第２の被覆層２３は、導電性基体２１を構成する銅の腐食を防止するとともに、ディスクバリスタ１１との半田接合性を向上させる機能を有する。第２の被覆層２３の厚さは、特に限定されるものではないが例えば０．００５〜２．０μｍの範囲で施され、半田付け性の向上と経済性を考慮すると０．０５〜０．５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００４２】
整流子８のうちモーターコイル７の銅線７ａが接続される凸部８ａとなる領域において、第２の被覆層２３上にはスズ（Sn）層又はスズ合金層からなる接続層２４が形成されている。なお、スズ合金としては、SnZn、SnCu、SnBi、SnAg、SnNi等がある。
【００４３】
スズ層又はスズ合金層からなる接続層２４は、めっき被覆膜厚の分布を均一化するために電気めっき法により形成されることが好ましく、形成後にリフローすることにより密着性が向上して整形用のプレス加工時の粉落ちが大幅に削減され、その表面が平滑になる。また、スズ層又はスズ合金層は、リフロー処理により、その下地である第２の被覆層２３を構成する銀又は銀合金と合金化してスズ銀合金が形成され、これにより融点が下がって銅線７ａとの接続の信頼性が向上する。この場合、スズの結晶粒径が大きくなって下地との拡散反応速度は遅く、スズ層が劣化しにくい。スズ層又はスズ合金層の厚さは、特に限定されるものでないが例えば０．５〜１０μｍの範囲で施され、接続信頼性向上、プレス時の粉落ち防止、及び経済性を考慮すると２．０〜６．０μｍの範囲で形成することが好ましい。
【００４４】
また、整流子８のうちブラシ１６と接する領域において、第２の被覆層２３上にはストライプ状の銀層又は銀合金層からなる接触層２５が電気めっきにより形成されている。その銀層又は銀合金層には加工変形層が形成されないので、整流子８の回転時にアークが発生し難くなって摩耗速度が遅くなる。しかも、銀層又は銀合金層をストライプ状に形成することにより、貴金属の使用量を少なくして経済性が高まる。そのよう接触層２５の厚さは、モーターの必要な寿命から決定され、低寿命モーター用では例えば約１．０μｍ、長寿命モーターでは例えば５．０〜２０μｍの範囲で被覆される。
【００４５】
さらに、ストライプ状の接触層２５の上に、金（Au）層又は金合金層や、パラジウム（Pd）層又はパラジウム合金層からなる保護層２６を形成すれば、さらにブラシ１６との接触により生じる摩耗の速度を遅くすることができる。この保護層２６の厚さは、特に限定されるものではないが例えば０．００１〜１．０μｍの範囲で施され、耐蝕性、耐摩耗性、経済性を考慮すると０．０１〜０．５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００４６】
そのような構造の整流子８と組み合わせて使用されるブラシ１６は、上記の導電性基体３１の表面全体に、ニッケル、コバルト、又はこの合金を主成分とする第１の被覆層３２と、パラジウム（Pd）又はパラジウム合金からなる第２の被覆層３３を順に形成した構造を有している。
【００４７】
第１の被覆層３２は、導電性基体３１の成分の拡散を防止する拡散バリアとして機能し、また、第２の被覆層３３は、耐摩耗性、耐蝕性に優れ、接触抵抗が低いことから耐久性に優れるために、導電性基体３１を構成する銅の耐蝕性劣化防止のために形成されている。
【００４８】
第２の被覆層３３は、電気めっきにより形成されるので加工変形が生じ難く、しかも整流子８との摺動時にアークが発生し難いので、摩耗速度が遅くなり、さらに電気接続性、耐熱性、耐酸化性、耐蝕性が優れている。従って、ブラシ１６と上記構造の整流子８とを組み合わせて使用した場合に、従来のクラッド材を使用した構造に比べて整流子８に対するブラシ１６の押し付け圧力を低くできる。
【００４９】
これにより、第２の被覆層３３を構成するパラジウム層、パラジウム合金層の厚さを大幅に薄くでき、形成時間の短縮化、経済性の向上が図れる。その厚さは、特に限定されるものではないが例えば０．１〜５．０μｍの範囲で形成される。この場合、０．１μｍ未満ではめっき厚が薄すぎて接触抵抗が上昇するし、５．０μｍ以上では使用上では何ら問題はないが、経済性の観点から好ましくなく、例えば０．３〜１．０μｍの範囲とする。
【００５０】
第２の被覆層３３のうち整流子８と接触する領域には、パラジウム層又はパラジウム合金層からなるストライプ層３４が形成されている。これにより、パラジウムの使用量が少なくなって経済的である。このストライプ層３４は省略してもよい。
なお、導電性基体２１，３１の上に形成される銀合金層は、特に限定されるものではないが、例えばAgSb合金、AgSe合金、AgPd合金、AgAu合金、AgMg合金等の層がある。また、導電性基体２１，３１の上に形成されるパラジウム合金層は、特に限定されるものでないが、PdNi合金、PdAg合金、PdCo合金、PdAu合金、等の層がある。
【００５１】
次に、上述した整流子８とブラシ１６についてさらに詳細に説明する。
整流子８の整流子材に使用される導電性基体２１として、厚さ０．３ｍｍ、幅２０ｍｍの米国銅開発協会（ＣＤＡ）の銅合金規格Ｃ１４４１０の合金条を用い、これを連続的に条材にめっきを施すラインに通板し、その表面に電解脱脂、酸洗の処理を行った後に、表１に示したように電気めっきを施す。Ｃ１４４１０は、スズが０．１〜０．２ｗｔ．％で、残りが銅の組成となっている。
【表１】
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【００５２】
表１において、整流子用金属材を示す本発明材Ｎｏ．１〜５は、図３に示したように導電性基板２１上に順に形成される第１の被覆層２２、第２の被覆層２３、接触層２５及び接続層２４のそれぞれの材料及び厚さを示している。また、スズ又はスズ合金からなる接続層２４は、その形成後にリフローされている。リフロー処理は、炉内温度５００℃に設定されたリフロー炉内で５秒間行われた。また、表１で示した整流子用めっき材の従来材１は、クラッド法により形成した従来構造を示しており、半田層は、スズ鉛半田を溶融めっきにより形成したものである。なお、本発明材１〜５及び従来材１の導電性基材は同じＣｕ合金条であり、ＣＡＤ規格Ｃ１４４１０であって古河電気工業株式会社の商品名ＦＦＴＥＣ−３を用いている。
【００５３】
一方、ブラシ１６のブラシ材に使用される導電性基体３１として、厚さ０．０７ｍｍ、幅２０ｍｍの米国ＣＤＡの銅合金規格Ｃ７７０００の合金条を用い、これを連続的に条材にめっきを施すラインに通板し、その表面に電解脱脂、酸洗の処理を行った後に、電気めっきにより表１に示しためっきを施す。
【００５４】
表１において、ブラシ用金属材を示す本発明材Ｎｏ．６、７は、図４に示したように、導電性基板３１上に順に形成される第１の被覆層３２、第２の被覆層３３及びストライプ層３４のそれぞれの材料及び厚さを示している。また、表１で示したブラシ用メッキ材の従来材２は、クラッド法により形成した従来構造を示している。なお、本発明材６、７と従来材２の導電性基体は同じ銅合金条であり、ＣＡＤ規格Ｃ７７０００のバネ用洋白条である三菱電機メテックス株式会の製品番号Ｃ７７０１Ｒを用いている。Ｃ７７０１Ｒは、銅を５０〜７０ｗｔ．％、亜鉛を１５〜３５ｗｔ．％、ニッケルを５〜３５ｗｔ．％含有している。
【００５５】
それらの電気めっきは次のような条件の液、温度、電流で行う。
ニッケルめっきに使用するめっき液は、NiSO4 、NiCl2 、H3BO3 をそれぞれ２４０g/l 、４５g/l 、３０g/l の濃度で含み、これを５０℃の温度に加熱するとともに、めっき用電極に流す電流を５A/dm2 とする。
【００５６】
また、コバルトめっきに使用するめっき液は、CoSO4 、NaCl、H3BO3 をそれぞれ４００g/l 、２０g/l 、４０g/l の濃度で含み、これを３０℃の温度に設定するとともに、めっき用電極に流す電流を５A/dm2 とする。
【００５７】
また、パラジウムを８０wt. ％、ニッケルを２０wt. ％の割合で含むNiPdめっきに使用するめっき液は、Pd(NH3)2Cl2、NiSO4 、NH4OH 、(NH4)2SO4をそれぞれ４０g/l 、４５g/l 、９０g/l 、５０g/l の濃度で含み、これを３０℃の温度に設定するとともに、めっき用電極に流す電流を１A/dm2 とする。
【００５８】
また、ストライプ状の銀層を形成するための銀めっきに使用するめっき液は、AgCN、KCN、K2CO3 をそれぞれ５０g/l 、１００g/l 、３０g/l の濃度で含み、これを３０℃の温度に設定するとともに、めっき用電極に流す電流を２A/dm2とする。
また、スズ層を形成するためのめっきに使用する液は、平滑剤が添加された有機酸系めっき液を用い、これを２０℃の温度に設定するとともに、めっき用電極に流す電流を１０A/dm2 とする。スズめっき液は、アルカノールスルフォン酸スズを４００ｇ／ｌ、アルカノールスルフォン酸を１００ｇ／ｌ、石原薬品製添加剤（製品番号：５１３Ｙ）を２０ｃｃ／ｌの量で含有したものを用いる。
【００５９】
また、銀めっきを施すために使用するめっき液は、AgCN、KCN、K2CO3 をそれぞれ５０g/l 、５０g/l 、３０g/l の濃度で含み、これを３０℃の温度に設定するとともにめっき用電極に流す電流を１A/dm2とする。
さらに、パラジウムめっきに使用するめっき液は、Pd(NH3)2Cl2 、NH4OH 、(NH4)2SO4をそれぞれ４５g/l 、９０g/l 、５０g/l の濃度で含み、これを３０℃の温度に設定するとともにめっき用電極に流す電流を１A/dm2 とする。
【００６０】
以上のような方法と従来方法により形成された整流子用材料について、ストライプ状の銀又は銀合金からなる接触層２５、及びスズ又はスズ合金からなる接続層２４が形成されない領域での半田付け性能の評価を行ったところ、表２に示すような結果が得られた。その評価は、半田としてSnPb共晶半田を用い、フラックスとしてIPA（イソプロピルアルコール）にロジンが２５wt. ％ で溶け込んだものを使用し、半田の濡れ時間（ゼロクロスタイム）をメニスコグラフ法により求めた。
【表２】
2006149144.tif 000004
【００６１】
表２によれば、整流子材としては、本発明材Ｎｏ．１〜５の方が従来例１に比べて、半田濡れ時間が短く、密着性が良いことがわかる。
【００６２】
次に、本発明材Ｎｏ．１〜５の整流子材と従来例１について、プレスによる整形加工を行ってそのスズ粉の発生を調べたところ、表２の右に示すように、本発明材Ｎｏ．１〜５からの粉落ち量が従来例１からの粉落ち量より少ないことが明らかになった。
【００６３】
さらに、表１に示した組合せで、本発明材Ｎｏ．１〜５の整流子材と本発明材Ｎｏ．６、７のブラシ材のそれぞれをプレスして得た整流子８とブラシ１６を組み込んだ本発明の実施例１〜６に係るマイクロモーターと、従来材１を用いた整流子と従来材２を用いたブラシを組み込んだマイクロモーターの各々についてモーター寿命の試験をしたところ、表３に示す結果が得られた。また、表３では、整流子とブラシの一方について、従来のクラッド材を使用した場合の実験結果を比較例１，２として示している。なお、表３において、整流子、ブラシの各々の材料は表１の表示に基づいて示されている。
【表３】
2006149144.tif 000005
【００６４】
表３は、マイクロモーターに連続して電力を供給し、その電機子５の回転が自然に停止するまでの停止時間と、その停止時間に基づいて整流子８の銀層又は銀合金被層の膜厚１μｍ当たりの寿命とが示されている。それらのマイクロモーターは、駆動電圧が２．５、駆動電流０．２Ａ、回転数２０００ｒｐｍの条件で駆動された。
【００６５】
表３から明らかなように、本発明の実施例１〜６に係る整流子８とブラシ１６の組合せから構成される摺動接点によれば、整流子８の銀層又は銀合金層の厚さ当たりのモーター寿命が従来例１、２の寿命に比べて４倍以上となり、寿命が大幅に延びていることがわかる。
【００６６】
また、整流子８とブラシ１６の一方の接点にクラッド材を用いた場合には、寿命を延ばす効果は得られず、本発明の構造の整流子とブラシの組合せがモーター寿命を延ばしていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るマイクロモーターを示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るマイクロモーターの摺動接点を構成する整流子を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るマイクロモーターの摺動接点を構成する整流子に使用される整流子材を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るマイクロモーターの摺動接点を構成するブラシに使用されるブラシ材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１：マイクロモーター
８：整流子
２１：導電性基体
２２：第１の被覆層
２３：第２の被覆層
２４：接続層
２５：接触層
１６：ブラシ
３１：導電性基体
３２：第１の被覆層
３３：第２の被覆層
３４：ストライプ層
【図１】
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【図２】
2006149144.tif 000007
【図３】
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【図４】
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