滑动触头和制造滑动触头的方法

专利名称：滑动触头和制造滑动触头的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用在例如一位置传感器的传感器中的滑动触头。
背景技术：
在一例如位置传感器的传感器中使用了例如在图8中示出的一刷状滑动器100，用于在一传感器的主体侧上的一零件与执行运动(例如相对于这零件的转动或直线运动)的一部件(一零件)之间传送和接受电信号、功率等。在这滑动器100内，在该滑动器的未端部分内与一转子等滑动接触的一滑动触头10是一重要零件。在各指状体12a的未端部分中与一接触物体滑动接触的一状态下使用该滑动触头10，各指状体构成一刷子，较佳地指状体12a的未端部分是尽可能光滑地滑动。按这观点，在滑动触头10的制造中，有时可以将指状体21a的未端部分的表面制成一曲面。
例如，作为较容易制造一滑动触头的方法是通过在压机加工中的冲压制造一滑动触头的一方法。示意地，该方法包括通过对用于滑动触头的一板材的压机加工制造出具有不弯曲未端部分的滑动接触件(参阅

图1中的滑动接触件10’)和通过进一步执行加工制造一滑动触头。但是，在冲压的情况下一刷子的一指状未端部分的周边有时变得尖锐，一毛口有时会产生在这周边上(参阅图2(b))。如果指状体的末端部分是尖锐的或周边有一毛口，随着刷子12的未端部分保持与一接触物体接触时可能使刷子12的未端部分不可能光滑地滑动。因此，在冲压的情况下，抛光或加工由冲压得到的一滑动接触件的一刷子的指状体的未端部分以提供一曲面，从而保证光滑地滑动。
使用一滚筒抛光用作抛光刷子12的指状体12a的未端部分的一方法。通常，滑动触头(滑动接触件)10具有约15×15毫米的尺寸。这是因为随着将滑动触头放在一滚动抛光机内的一容器内时这尺寸适合于执行滚筒抛光。并且，这是因为要被抛光的一指状体的未端部分通常具有0.1毫米(厚度)×0.4毫米(宽度)的尺寸或比这更小的一微小区域，难于在进行滚筒抛光时仅可以抛光这部分。
在滚筒抛光中，将一抛光媒体，例如一抛光石和一滑动接触件放入一滚筒抛光机的容器内，通过转动该容器以抛光滑动接触件的整个周边表面。即，在滚筒抛光中，不可能以一集中的方式仅抛光刷子的指状体的未端部分。因此，当采用滚筒抛光时，难于可靠地抛光该未端部分直至获得一充分地光滑状态，而且在被抛光的状态下易于发生变形。
有些滑动接触件(滑动触头)由一片材制造，由于在滚动抛光期间从抛光媒质受到的力这些滑动接触件(滑动触头)有时可以变形。因为不能用弯形的材料制成产品，产生了生产率下降的问题。
但是，当滑动接触件将被抛光时，必须事先通过将呈一单元的诸滑动接触件分开为诸单件以便将这些滑动接触件成为能够放入该容器的状态。但是，一旦呈一单元的诸滑动接触件被分开时，其后诸滑动触头(该滑动接触件)变得不易处理。例如，当要将诸滑动触头(诸滑动接触件)以相同方向对齐时和要计算诸滑动触头的数量时，花费时间和劳力。因此，从处理诸滑动触头的观点看，较佳地是使用其中许多滑动接触件在直线内延伸的一条带材料(参阅图1所示的诸滑动接触件的条带材料)。这是因为当许多滑动触头作为一单元延伸时传送和计数都容易。而且，这是因为当自动地、连续地制造诸滑动器时，如果能够使用诸条带状滑动接触件，那么能够较容易地和迅速地连续输送诸滑动触头。
本发明的揭示从上述问题的观点作出了本发明，作为本发明的任务，本发明提供了一种制造一滑动触头的方法，该方法具有制造滑动触头的一较高生产率、能够可靠地使一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分表面光滑，它能够制造其中呈一单元的多个滑动接触件在直线上延伸的一条带材料，各接触件设置有这样一光滑表面的诸指状体。
为了执行这任务，本发明研究了通过其能够可靠地使一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分成形，从而提供为一光滑的和很好均衡的，例如在剖面中为一圆弧的一曲面形状的方法。其结果，发现在一金属刷子的情况下，通过熔化未端部分后就固化该未端部分能使该刷子的一指状体的末端部分光滑，因此本发明人发现了本发明。
本发明的特征在于制造具有一个或多个金属指状体的一滑动触头的一方法，该指状体的未端部分与一接触物体接触，该方法具有熔化一指状体的未端部分和随后通过在一气体中固化该表面使一指状体的未端部分的该表面光滑的步骤。
使一指状体的未端部分光滑的步骤包括熔化一滑动接触件的一指状体的未端部分和随后在一气体中固化该未端部分，并使用该步骤作为在制造一滑动触头期间的一中间步骤或最后步骤。例如，在通过在压机中冲压加工制造一滑动触头的情况下，通过加热熔化由冲压得到的一滑动触头的一指状体的未端。然后，即使在熔化之前存在一尖锐部分和一毛口时，它们都消失。当完全熔化未端部分的表面时，停止加热和在一气体中固化该表面。由此，可靠地形成了如以上所述的具有一光滑弯曲表面的一未端部分和可以制造具有由这些指状体构成的一刷子的一滑动触头。
另外，按照如此制造一滑动触头的一方法，可以可靠地将一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分形成为在剖面中为由一半球形和一半圆柱形表示的半圆的一中凸形状。可以想像出得到这一形状的原因是一滑动触头的一指状体的未端部分的特征在于一微小区域和这是因为在熔化未端部分时表面张力起作用，用于改进表面形状。在由滚筒抛光进行的抛光和喷砂加工或者例如纸抛光和擦光的机械抛光中，很难使一指状体的未端部分形成为如以上所述的一中凸形状。
顺便说一下，以这方式形成的一指状体的未端部分表面是很光滑的曲面，但是要被加热的一滑动触头的一指状体的未端部分是一微小区域，因此不易于仅加热这部分。因此，该装置必须防止在加热一指状体的末端部分时加热一指状体的尽可能远的未端部分之外的部分。这是因为如果一指状体的未端部分之外的部分被加热到接近熔化点的一温度，那么该滑动接触件就变得易变形。如果发生变形，就产生疵品，降低了生产率。所以，本发明人研究了仅加热一指状体的未端部分的方法。
其结果，本发明人发现较佳地是通过用称为高能量密度的一光束，例如一激光束和电子束(以下也为了简化称为“激光束”等)照射这部分使一指状体的未端部分熔化。因为用这一光束，所以可以通过控制光束直径或方向，从而将能量仅施加于一指状体的未端部分，以仅仅熔化该部分。并且，使用一激光束等具有可以通过短时间照射而单个地和可靠地加热和熔化各指状体的未端部分的优点。也部分地由于这一优点，防止了整个滑动触头被加热到靠近熔点的一温度和因此防止了加热产生的变形。此外，在称为一梳齿形刷子的情况下，刷子中为一形状、一纸条形状等的诸指状体被设置成平行相邻的诸指状体(梳齿)，并且彼此靠得很近，因此，很难对齐各个齿(梳齿)单独地加热。但是，用一激光束等，在这情况中也能可靠地仅熔化诸指状体(梳齿)的未端部分。
另外，如果采用一激光束等方法，不像滚筒抛光，而是通过由一光束照射用某些夹具保持的一滑动触头的一指状体的未端部分，加热和熔化该部分，从而能够使这指状体的未端部分成形。因此，这方法不仅能够应用于分开的诸滑动接触件，而且能够应用于构成其中呈一单元的许多滑动接触件成一直线延伸的一条带材料的各滑动接触件10’(参阅图1的条带材料)。例如，对于用一夹具保持的、其中呈一单元的许多滑动接触件10’成一直线延伸的条带材料1，随后用一激光束等照射构成这条带材料1的一刷子12’的一指状体12a’的未端部分，从而熔化指状体12a’的未端部分和使它的表面成形，用于提供一光滑的曲面状态。
也就是说，虽然在包括使用滚筒抛光的制造一滑动触头的一传统方法中，它不可能在一条带材料的状态中提供呈一单元成一直线延伸的许多滑动触头，但是按照涉及本发明的制造一滑动触头的方法，可以在一条带材料的状态中提供作为一单元的在一直线中延伸的许多滑动触头。条带材料比其中诸滑动触头是分开的状态较大。因此，条带材料在传送和输送中很容易操纵。尤其是，在自动地、连续地制造诸滑动器的情况下，诸滑动触头呈一条带材料的状态使诸滑动触头容易地和迅速地被输送，可以易于简化滑动触头的制造过程和提高生产率。
当通过一激光束等照射熔化一刷子的一指状体的未端部分时，希望在照射加工之后热处理该未端部分。这是因为固化后获得的一指状体的未端部分的硬度不是所要求的硬度，进行热处理可以得到较佳的硬度。尤其，在要得到一硬的未端部分时，希望使用经过热处理预先硬化的合金。
按照涉及本发明的制造一滑动触头的方法，如以上所述，能使一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分表面提供一很光滑的曲面，而且可以使这未端部分形成为在剖面中是由一半球形和一半圆柱形所表示的半圆形的一中凸形状。
如果使用其中结合设置有这一未端部分的诸指状体的诸滑动触头的一滑动器作为一电位器的一部分，可以使诸指状体的未端部分光滑地在一接触物体的表面上滑动。如果保证光滑的滑动，可以获得滑动器和接触物体表面的消耗(磨损)最少的效果和减少测量精度下降的效果。并且，如果保证光滑滑动，安装在例如一电位器上的一传感器内的一状态中的滑动器光滑地滑动检测，因此显著地减少了作为一检测结果的电信号中干扰的发生。
附图简述图1是在制造第一实施例的一滑动触头期间获得的诸滑动接触件的一立体图；图2(a)和2(b)各是示出一冲压滑动接触件的一刷子的一指状体的未端部分的一放大照片图；
图2(c)和2(d)各是示出在第一实施例中得到的一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分的一放大照片图；图2(e)和2(f)各是示出比较例子1中获得的一滑动触头的一刷子的一指状体的端部分的一放大照片图；图3(a)和3(b)各是示出一指状体的未端部分的一放大立体图，用于说明如何用一激光束进行照射和关于照射工作的步骤；图4中的各图分别示出在第一至第五实施例中获得一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分形状的照片图；图5中的各图分别示出了显示在第一至第五实施例中获得的一滑动触头的一刷子的一指状体的未端部分表面状态的照片图；图6是在第十实施例中得到的一滑动触头的一立体图；图7(a)和7(b)各是示出在用一激光束照射之前诸滑动接触件的未端部分的一放大照片图；以及图8是示出其中使用一滑动触头的一传统滑动器的一例子的一立体图。
实施本发明的最好方式将参照附图叙述关于本发明的一滑动触头的较佳实施例。
第一实施例通过对包含39.5％重量的银、43.0％重量的钯、17.0％重量的银和0.5％重量的铂的材料进行滚压等备制23毫米宽和0.07毫米厚的片材。通过这片材的冲压加工获得滑动接触件的一条带材料1，其中，呈一个单元的许多滑动接触件10’成直线的一条带状态延伸，如图1所示。
如图1所示，由一基部11和从基部11延伸的两刷子12’构成各滑动接触件10’，该滑动接触件通过一切断容差部分13在基部11的区域与一相邻的滑动接触件10’连通。各刷子12’具有相同长度(宽度0.4毫米)，设置成像一梳子的齿的三个指状体12’。两个刷子12’被设置成使诸指状体12a’相互平行，同时使诸指状体12a’的诸未端部分对齐成一直线。图2(a)和2(b)各是示出一指状体12a’的未端部分的状态的一照片图。如图2(a)所示，在这阶段中的指状体12a’未端部分表面为一如被冲压的粗糙状态。而且，如图2(b)所示，指状体12a’的未端部分形状是横向不对称，未端部分表面的轮廓为一不规则的(不确定的)曲线形状。
在冲压加工之后，用一激光束照射各滑动接触件10’的指状体12a’的未端部分，使该未端部分表面光滑(使该表面光滑的步骤)。具体地，首先通过使用一夹具(未示出)保持住滑动接触件10’的条带材料1，处于如图3(a)所示的状态，用一激光束B照射指状体12a’的一个的未端部分一预定时期，从而使该指状体12a’的未端部分熔化和再固化(参阅图3(b))。对于所有的指状体12a’进行一激光束B的照射。在第一实施例中，通过使用一YAG(钇铝柘榴石激光)脉冲作为激光媒体以一脉冲方式输出激光束B和以1P(脉冲)的数量对着各指状体12a’的未端部分照射。照射时间(＝脉冲长度)是0.5毫秒和1P的输出(能量的数量)是0.3J/P(焦尔/脉冲)。激光束的光束直径为0.6毫米，该直径足够一次照射指状体12a的整个未端部分。
其后，将诸滑动接触件10’的条带材料1进行在360℃的加热状态下2小时的热处理。作为一先前研究的结果，表明热处理温度在0℃和400℃之间是较佳的。因此，采用在这温度范围内特别较佳的上述温度。在热处理之后测量了在滑动接触件中指状体的未端部分附近的一区域的维氏硬度，这硬度值是300+30Hv。可以认为由于热处理产生了硬度下降。在热处理之后进行弯曲，以及在条带材料中呈一个单元的诸滑动触头具有诸指状体12a，这些指状体具有在一直线延伸的诸弯曲未端部分(参见图8的滑动触头)。图2(c)和2(d)各是示出所提到的指状体12a的未端部分。
如图2(c)所示，所得到的滑动触头的指状体的未端部分的表面状态是一光滑的表面状态(镜面状态)和该未端部分的形状被称为其整体上均匀的半圆柱体形。并且，如图2(d)所示，该指状体的未端部分形状是沿侧向对称的，该顶部表面的外形是光滑的圆弧形状，在该圆弧中曲率半径在其全部中是一致的。
比较例1使用一传统的制造方法制造一滑动触头。首先，备制与在第一实施例中的相同的条带材料和通过执行相同的冲压加工得到类似于在第一实施例中的滑动接触件1的一条带材料(参见图1)。其次，对这条带材料进行冲压加工和将呈一个单元的直线延伸的诸滑动接触件10’分成为许多单个滑动接触件10’。随后，对各滑动接触件10’在与第一实施例中执行的热处理的相同的条件下进行热处理。在热处理之后指状体12a’的未端部分的状态与第一实施例中冲压之后的状态相同(参见图2(a)和2(b))。
其后，将所得到的许多滑动触头10’进行滚筒抛光，使各滑动接触件10’的指状体12a’的未端部分光滑(使表面光滑的步骤)。在滚筒抛光中，使用具有1升容量的一容器的一离心滚动抛光机。具体地，在滚筒抛光机中放入0.7升作为抛光媒体的、各具有0.5毫米半径的抛光碎石(矾土制)和经过热处理的100个滑动接触件10’，以300转/分速度转动该容器一小时进行滚筒抛光。通过这滚动抛光得到了滑动触头10(参见图8)。图2(e)和2(f)各是示出在滚筒抛光之后得到的一滑动触头10的一指状体12a的未端部分的一照片图。测量在所得到的滑动触头10中指状体12a的未端部分附近一区域的维氏硬度，该硬度值为300+30Hv。由滚筒抛光得到的100个滑动触头中的8个是不适合用于产品的。
如图2(e)所示，在该滑动触头10的指状体12a的未端部分的表面上观察到被滚筒抛光弄光滑的一区域和仍旧没有被抛光的一区域，以及该表面是处于不均匀状态。并且，被抛光而弄光滑的表面不是处于一镜面状态，对于在第一实施例中所得到的滑动触头的指状体的未端部分表面在光滑度方面相对是较差的。该指状体12a的未端部分不是一半圆柱形。此外，如图2(f)所示，该指状体12a的未端部分形状仍然沿侧向不对称和未端部分表面的外形不是一圆弧。
在第一实施例与比较例子1之间作比较从图2(c)和2(e)的比较中显然可知第一实施例的滑动触头的指状体与比较例子1的指状体相比具有很优越的表面光滑度。从图2(d)和2(f)的比较中显然可知第一实施例的滑动触头在指状体的未端部分的剖面形状的侧向对称方面是极佳的。在第一实施例的滑动触头中，指状体的未端部分具有被称为一半圆柱体形状，该指状体的未端部分表面的轮廓线被形成为几乎完全的一圆弧。此外，虽然在比较例子1中产生8个变形的滑动触头，但是在第一实施例中没有产生变形的滑动触头。从这可知在第一实施例中可靠地改进了生产率。维氏硬度是相同的。从以上结果可知在第一实施例中所得到的滑动触头具有在光滑度和未端部分表面形状方面极佳的诸指状体。如果滑动触头的指状体的未端部分表面是光滑的，可以保证在这滑动触头实际地用作一个在例如一位置传感器中的滑动触头时是光滑滑动的。从以上结果可知显然用一激光束照射使表面光滑的步骤是使该表面光滑的一极佳方法和能够产生优越的滑动触头。
第二至第七实施例这些实施例与第一实施例的不同在于使表面光滑的步骤中激光束照射的时间和/或输出。表1示出了在各实施例中的激光束照射时间和输出。在图4和5的照片图中示出了各实施例中所得到滑动触头的刷子未端部分的状态。除了激光束照射时间和输出之外的制造条件与第一实施例中的相同，故在此省去了对它们的叙述。
表1

在未端部分的表面状态方面E整个表面是处于一很光滑的状态(镜面状态)。
G几乎整个表面是光滑的和表面状态比传统产品(比较例子1)的好。
F如传统产品(比较例子1)，存在某些区域不光滑。
在未端部分形状方面E未端部分的外形是一几乎完全的圆弧。
G未端部分的外形是一特别充分的圆弧和比传统的产品(比较例子1)好。
F如传统产品(比较例子1)，存在某些区域不具有一圆弧或者其中厚度不均匀。
从第一至第三实施例，显然，即使照射时间相同，在如第二实施例中那些低输出时和在如第三实施例中那样高输出时，不可能使指状体的整个未端部分表面光滑，产生了被认为是由于指状体的中部的熔化所造成的隆起部分，造成一不均匀形状。此外，从在第一、第四和第五实施例之间的比较看，即使输出相同，当如在第四实施例中那样短照射时和如在第五实施例中那样长照射时不可能使指状体的整个顶部表面光滑，在指状体的中部产生一降起的部分。其结果，显然为了通过用一激光束照射使刷子的未端部分表面为一光滑曲面形状，需要适当地设置激光照射时间和输出。作为一调研的结果，显然第一实施例和第六至第九实施例的激光照射状态是更佳的，第一实施例的状态特别佳。例如，当照射时间被设定为0.5毫秒时较佳的输出范围是0.25焦尔/脉冲至0.35焦尔/脉冲，当输出被设定为0.3焦尔/脉冲时照射时间的较佳范围是0.4毫秒至0.6毫秒。虽然在照片图中没有示出在第六至第九实施例中得到的滑动触头的指状体的未端部分状态，但是如与第一实施例的情况那样，表面是很光滑的(镜面状态)，并带有一沿侧向对称的外形和一半圆形状。由此，在第六至第九实施例中的未端部分状态是一所需要的状态。
第十实施例该实施例是用于从一合金丝制造具有一刷子的一滑动触头。首先，准备包含10％重量的金、30％重量的银、10％重量的铂、35％重量的钯、14％重量的铜和1％重量的锌的一合金丝(直径0.09毫米)和切成一预定长度。通过电阻焊将切断的诸合金丝连接于由一金属板制成的一基体21(参阅图6)，以致使诸合金丝的未端部分对齐成一直线，得到了具有由合金丝形成的诸指状体的滑动接触件。图7(a)和7(b)各是示出所得到的滑动接触件的指状体的未端部分的一照片图。如图7(a)所示，诸滑动接触件的诸指状体的未端部分表面为呈一如切断状态的粗糙断面形状。此外，如图7(b)所示，诸指状体的未端部分的断面形状为一几乎平表面状态和在平表面的边缘处有被认为是在切断时所形成的许多毛口。
如在第一实施例中那样，用相同激光束由1P(脉冲)照射，从而得到诸滑动接触件的各指状体的未端部分。照射时间(＝脉冲长度)为0.3毫秒和1P的输出为0.05焦尔/脉冲。激光束的光束直径为0.3毫米，这直径大到足够一次照射一指状体22a的整个未端部分。然后，将该滑动触头在360℃的加热状态下热处理2小时。通过进一步弯曲，得到了如图6所示的带有包含诸弯曲未端部分22a的一刷子22的滑动触头20。图7(c)和7(d)各是示出所得到的滑动接触件20的诸指状体22a的未端部分的一照片图。
如图7(c)所示，所得到的滑动触头的诸指状体的未端部分的表面状态是一光滑的表面状态(镜面状态)，以如图7(d)所示，该指状体的未端部分形状是沿侧向对称的和该未端部分表面的外形具有一光滑圆弧的形状，在该形状中的曲率半径在其整个之中是一致的。其结果，显然在第十实施例中所得到的滑动触头20在未端部分表面的光滑度和形状方面是优越的。显然按照第十实施例能够制造优越的滑动触头。
工业应用如以上所述，按照涉及本发明的制造一滑动触头的方法可以可靠地使一滑动触头的一指状体的未端部分表面光滑和提高制造滑动触头的生产率。并且，在涉及本发明的滑动触头中，一指状体的未端部分表面是很光滑的，因此，通过在一滑动器中结合这滑动触头，可以提供其中接触滑动是很平稳的一滑动器。
权利要求
1.一种制造具有一个或多个金属指状体的一滑动触头用的一方法，该指状体的未端部分与一接触物体接触，其特征在于该方法具有熔化一指状体的未端部分以及因此通过在一气体中固化该表面使一指状体的未端部分表面光滑的一步骤。
2.按照权利要求1的制造一滑动触头的方法，其特征在于通过用一高能密度的光束照射一指状体的未端部分熔化一指状体的未端部分。
3.按照权利要求2的制造一滑动触头的方法，其特征在于保持一条带材料，由呈一个单元的在直线延伸的多个滑动触头构成所述条带材料，随后用一高能密度的光束照射构成条带材料的各滑动触头的一指状体的未端部分，从而熔化一指状体的未端部分。
4.按照权利要求1至3的任一项的制造一滑动触头的方法，其特征在于该方法具有对在熔化之后通过固化形成一表面进行热处理的一步骤。
5.一种由按照权利要求1至4的任一项制造一滑动触头的方法制造的滑动触头。
全文摘要
一种具有制造滑动触头的高生产率的和能够可靠地使一滑动触头的一刷子的一指状体的末端部分表面光滑的、制造一滑动触头用的一方法。在该制造具有一金属刷子的一滑动触头的一方法中，熔化一滑动接触件(10′)的一指状体(12a′)的末端部分，随后在一气体中固化该末端部分以使该指状体(12a′)的末端部分表面光滑。当通过冲压一金属条带材料制造一滑动触头时例如用一激光束照射通过冲压得到的滑动接触件(10′)的刷子(12′)的指状体(12a′)的末端部分和加热熔化该末端部分。因此，在熔化之前存在的一尖锐部分和一毛口消失了。当熔化之后在一气体中固化指状体12a′的末端部分时制造了具有一刷子的一滑动触头，该刷子设置有一指状体，该指状体的末端部分表面是一光滑曲面。
文档编号H01H1/36GK1585990SQ0380148
公开日2005年2月23日 申请日期2003年2月7日 优先权日2002年5月23日
发明者佐山光义, 谷贤一郎, 铃木博人 申请人:田中贵金属工业株式会社