專利名稱：：模制換向器和其制造方法及應(yīng)用了其的電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于除塵器及電動(dòng)工具等的電動(dòng)機(jī)的模制換向器和其制造方法。
背景技術(shù)：
：在家電用除塵器等所使用的以高速旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)中，由于作用在每個(gè)換向器片上的離心力，而在模制換向器表面產(chǎn)生臺(tái)階。而且，在臺(tái)階大的情況下，電刷的機(jī)械磨損的增加及在其和電刷中間產(chǎn)生大的火花放電(下面記作"火花")，因此縮小臺(tái)階變得重要。于是，公開了將圓柱狀陶瓷壓入換向器片間且將臺(tái)階抑制在數(shù)微米左右的模制換向器的例子。(例如參照專利文獻(xiàn)l)另一方面，在信息設(shè)備等所使用的低電壓DC電動(dòng)機(jī)中，通常在換向器片間外置有非線性電阻(Z]J7夕)，該非線性電阻是具有若變?yōu)槟畴妷阂陨蟿t電阻值急劇減少而使電流開始流過的特性的元件。由此，吸收換向器片間的火花電壓，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)電刷壽命的長(zhǎng)壽命化及電動(dòng)機(jī)噪音的降低。因此，公開了制造適于低電壓驅(qū)動(dòng)的氧化鋅非線性電阻的方法的一個(gè)例子。(例如參照專利文獻(xiàn)2)。但是，上述電動(dòng)機(jī)的情況下，因?yàn)閾Q向器片的數(shù)量多，所以在外置非線性電阻時(shí)，需要長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，而且，因?yàn)榘殡S電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力，所以還需要保護(hù)非線性電阻的對(duì)策。另外，就除塵器等的電動(dòng)機(jī)而言，由于在換向器片間施加高電壓，因此存在無法使用非線性電阻電壓低的非線性電阻之類的問題。專利文獻(xiàn)1:特公平5-38544號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開平6-204006號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的模制換向器具有在兩側(cè)面部具有槽部的多個(gè)換向器片；在鄰接的換向器片的槽部之間卡合的多個(gè)圓筒狀非線性電阻；將多個(gè)換向器片和多個(gè)非線性電阻以卡合的狀態(tài)一體成形的模制件。由此，能抑制模制換向器的臺(tái)階產(chǎn)生，并且能利用非線性電阻吸收換向器片間的火花電壓，從而能提高電刷壽命及模制換向器的強(qiáng)度。圖1是相對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向的剖面圖2是圖1的2-2線剖面圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的非線性電阻的立體圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的流程圖5是說明同實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的俯視圖6是說明同實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的俯視圖7是說明同實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的俯視圖8是說明應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施方式中的模制換向器的電動(dòng)機(jī)的縱剖面圖9是說明應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施方式中的模制換向器的電動(dòng)機(jī)的側(cè)剖面圖。附號(hào)說明I、換向器片3、模制件7、模制成形用圈8、旋轉(zhuǎn)軸用的孔II、槽部20、非線性電阻(非線性電阻銷)30、電動(dòng)機(jī)31、定子32、轉(zhuǎn)子33、34、托架35、輸出軸36、吸入用旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇37、空氣引導(dǎo)件38、風(fēng)扇箱39、軸承40、狹縫41、T形區(qū)42、模制換向器43、電刷具體實(shí)施例方式下面，參照本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器。圖1是相對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器的旋轉(zhuǎn)軸成垂直方向的剖面圖。圖2是圖1的2-2線剖面圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的非線性電組的立體圖。如圖1和圖2所示，模制換向器由多個(gè)換向器片1、多個(gè)圓筒狀的非線性電阻(下面記作"非線性電阻銷")20、將多個(gè)換向器片1和多個(gè)非線性電阻銷20—體成形的模制件3構(gòu)成。而且，在模制件3的中央設(shè)有用于固定旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸用孔8，通過將旋轉(zhuǎn)軸與該旋轉(zhuǎn)軸用孔8卡合而使旋轉(zhuǎn)對(duì)象物旋轉(zhuǎn)。另外，換向器片1例如由對(duì)導(dǎo)電性良好的電解銅添加了約0.05wty。的銀而成的銅合金構(gòu)成，在附圖中箭頭所示的旋轉(zhuǎn)方向的兩側(cè)面部沿旋轉(zhuǎn)軸方向(相對(duì)于紙面垂直的方向)具有槽部11。在此，換向器片l例如是將銅合金的環(huán)狀原料采用異形沖模連續(xù)地形成槽部11，并通過壓力加工被加工成最終形狀。這時(shí)，根據(jù)需要，在換向器片1的表面，例如通過鍍敷處理設(shè)置例如錫、鎳、金或銀等具有柔軟性的金屬。因此，與非線性電阻銷卡合時(shí)，金屬容易地變形而能獲得穩(wěn)定的接觸。另外，非線性電阻銷20如圖1至圖3所示，以與換向器片l的槽部11形狀吻合的例如圓筒狀形成并壓入槽部11。而且，非線性電阻銷20，如下面詳細(xì)說明所示，采用在氧化鋅粉末中添加且混合了例如氧化鉍、氧化鈷、氧化鎳、氧化錳、氧化鉻、氧化鋁、氧化硅、氧化錫、氧化銻等氧化物而成的粉末，制作成具有規(guī)定的非線性電阻電壓。這時(shí)，根據(jù)需要，在非線性電阻銷20的至少與換向器片1接觸的側(cè)面，通過燒結(jié)處理設(shè)置例如錫、鎳、金或銀等具有柔軟性的金屬。由此，可以獲得與換向器片的穩(wěn)定接觸。另外，模制件3由添加了例如玻璃纖維或無機(jī)填充劑而成的酚醛樹脂等成形。另外，本發(fā)明的模制換向器的特征在于，在換向器片間具備用氧化鋅系組成物通過擠壓成形而成形并燒成而成的非線性電阻銷，使換向器片間的非線性電阻電壓高于換向器片間電壓。因此，鄰接的換向器片間的非線性電阻電壓Av設(shè)定為滿足如下條件，即，在使lmA的電流流過時(shí)，換向器片間的非線性電阻電壓Av〉電動(dòng)機(jī)施加電壓/(換向器片數(shù)/2)。也就是說，電動(dòng)機(jī)施加電壓施加在與換向器的一點(diǎn)接觸的第一電刷和在與第一電刷接觸的點(diǎn)對(duì)置的點(diǎn)接觸的第二電刷之間，因此，施加在各換向器片間的電壓為電動(dòng)機(jī)施加電壓/(換向器片數(shù)/2)。另外，非線性電阻銷的非線性電阻特性由[數(shù)l]表示。I=KV。在此，I表示施加于非線性電阻銷的電流，K表示非線性電阻常數(shù)，V表示非線性電阻電壓，a表示非線性電阻指數(shù)。因此，對(duì)于本發(fā)明的模制換向器的非線性電阻，作為非線性電阻特性，如下面所示，要求具有規(guī)定的非線性電阻電壓和高的非線性電阻指數(shù)。首先，規(guī)定的非線性電阻電壓作為lmA的電流流過非線性電阻銷時(shí)的電壓被求出，并根據(jù)施加在換向器片間的電壓和換向器片間的距離而確定。例如，施加于換向器片間的電壓是30V、換向器片間距離為0.5mm時(shí)，需要每厚度lmm的非線性電阻電壓為60V/mm以上。而且，就實(shí)用而言，在換向器片間產(chǎn)生的火花電壓是換向器片間電壓的2倍以上，并且需要考慮確定電壓波動(dòng)及制造時(shí)的換向器片間的距離的變動(dòng)等的安全率。具體地說，例如在換向器24極、交流240V規(guī)格的情況下，為56V/0.8mm(實(shí)際的換向器片間距離)。因此，實(shí)際上，作為每厚度lmm的非線性電阻電壓，優(yōu)選采用具有70V/mm至80V/mm左右的非線性電阻銷。其次，就非線性電阻指數(shù)a而言，a值越高越穩(wěn)定，從而可以使電流(火化電流)在非線性電阻銷中流過，所以優(yōu)選用a值高的材料形成非線性電阻銷。例如，相對(duì)于鈦酸鍶系非線性電阻的a值為2至IO左右，氧化鋅系非線性電阻具有20至60左右的a值，所以是對(duì)火花電壓的吸收非常有用的材料。于是，本實(shí)施方式中，采用了用下面說明的方法制作的氧化鋅組成物所組成的非線性電阻銷。另外，所謂氧化鋅組成物通過在氧化鋅粉末中添加氧化鉍、氧化鈷、氧化鎳、氧化猛、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋁、氧化硅、氧化錫、氧化銻等氧化物而成。下面，就本發(fā)明實(shí)施方式的非線性電阻銷的制造方法進(jìn)行說明。首先，在以如上所示的氧化鋅為主體的平均粒徑為0.6Pm以上3Pm以下的粉末中添加聚乙烯醇作為粘合劑，制作可成形狀態(tài)的混合物。其次，將該混合物進(jìn)行真空混勻并同時(shí)進(jìn)行擠壓成形，并切斷成規(guī)定的長(zhǎng)度而燒成。這時(shí)，混合物例如在燒成溫度900。C以上1300°C以下、燒成時(shí)間10小時(shí)以上30小時(shí)以下、升溫速度25。C/小時(shí)以上50。C/小時(shí)以下的條件下進(jìn)行燒成。另外，通常，與換向器片的旋轉(zhuǎn)方向的兩側(cè)面部相吻合的圓筒狀的非線性電阻的直徑為lmm至2mm左右，長(zhǎng)度為5mm至15mm左右。因此，在將上述混合物填充于模具內(nèi)并通過壓力成形而制作圓筒狀的成形品的非線性電阻銷時(shí)，從成形性及生產(chǎn)性的觀點(diǎn)來看是非常困難的。所以，如上所述，通過將對(duì)氧化鋅組成物和粘合劑進(jìn)行真空混勻而獲得的混合物在高壓下進(jìn)行擠壓成形，可以連續(xù)且高生產(chǎn)性地形成尺寸精度良好的圓筒狀的非線性電阻銷。這時(shí)，通過預(yù)先提高氧化鋅組成物的粉末和粘合劑的混合物的密度且對(duì)擠壓成形的壓力進(jìn)行調(diào)整，來進(jìn)行制作以使燒成后的非線性電阻銷的密度是5g/ci^以上5.5g/cmS以下。由此，可制作出將雜質(zhì)的混入及砂眼的產(chǎn)生防止于未然的可靠性優(yōu)越的非線性電阻。另外，非線性電阻銷的非線性電阻電壓由晶界的數(shù)量支配。因此，在制作具有規(guī)定的非線性電阻電壓的非線性電阻銷時(shí)，控制晶界數(shù)量是重要的。也就是說，在低電壓區(qū)域，由于晶界成為電阻，因此電子在晶界不能移動(dòng)，電流無法流過。另一方面，在高電壓區(qū)域，由于隧道效應(yīng)，電子可以越過晶界的壁，電流可流過。一般認(rèn)為，在氧化鋅系非線性電阻中，兩個(gè)晶界間的非線性電阻電壓是約2V。因此，如果將每厚度lmm的非線性電阻電壓設(shè)定為50V/mm，則lmm間的晶界數(shù)量約為25個(gè)。另夕卜，如果將每厚度lmm的非線性電阻電壓設(shè)定為350V/mm，則lmm間的晶界數(shù)量約為175個(gè)。因此，非線性電阻銷的規(guī)定的非線性電阻電壓通過調(diào)整燒成溫度及燒成時(shí)間來控制。例如，通過提高燒成溫度、延長(zhǎng)燒成時(shí)間來使氧化鋅的結(jié)晶粒徑成長(zhǎng)，由此減少晶界的數(shù)量，從而可以制造出具有低電壓的非線性電阻電壓的非線性電阻銷。另外，也可以在真空混勻時(shí)預(yù)先選定粒徑大的氧化鋅粉末進(jìn)行燒成，從而制作具有低電壓的非線性電阻電壓的非線性電阻銷。另外，在氧化鋅組成物的粉末和粘合劑的混合物的密度低的情況下，由于粒子彼此難以燒結(jié)，因此每單位長(zhǎng)度的粒子數(shù)量增多。其結(jié)果是，可以制作具備高電壓的非線性電阻電壓的非線性電阻銷。另一方面，在氧化鋅組成物的粉末和粘合劑的混合物的密度高的情況下，由于粒子彼此容易燒結(jié)，因此每單位長(zhǎng)度的粒子數(shù)量減少。其結(jié)果是，可以制作具備低電壓的非線性電阻電壓的非線性電阻銷。另外，通常，除塵器及電動(dòng)工具等所使用的換向器電動(dòng)機(jī)的使用電壓在ioov至240V的交流下使用。因此，施加在換向器電動(dòng)機(jī)的換向器片間的電壓成為IOV至50V左右，換向器片間的距離成為0.2mm至l.Omm左右。其結(jié)果是，在非線性電阻銷中需要的每厚度lnmi的非線性電阻電壓成為10V/mm以上250V/mm以下。但是，實(shí)用上，在換向器片間產(chǎn)生的火花電壓是換向器片間的電壓的兩倍以上，而且考慮到電壓波動(dòng)、制造時(shí)的換向器片間的距離的變動(dòng)等安全率，作為每厚度lmm的規(guī)定的非線性電阻電壓，優(yōu)選設(shè)定在20V/mm以上500V/mm以下。如上述說明，通過調(diào)整為氧化鋅的結(jié)晶粒徑及規(guī)定的非線性電阻電壓，可任意地制作適于模制換向器的非線性電阻銷20。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，通過保持在鄰接的換向器片之間的非線性電阻銷，可以實(shí)現(xiàn)能降低火花從而改善電刷壽命、并且機(jī)械性強(qiáng)度提高的換向器。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過具有規(guī)定的非線性電阻電壓的非線性電阻銷，可以防止非線性電阻銷的特性降低及破壞，并且可以高效率地吸收火花。以下，參照?qǐng)D4圖7對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器的制造方法進(jìn)行說明。圖4是說明本發(fā)明實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的流程圖。圖5圖7是說明同實(shí)施方式的模制換向器的制造方法的俯視圖。首先，如圖4和圖5所示，例如將24個(gè)換向器片1沿圓筒狀的模制成形用圈7內(nèi)的圓周并列配置(步驟S1)。其次，如圖4和圖6所示，沿著并列在圓周上的各換向器片l之間的槽部11，用2kN5kN的壓入載荷將非線性電阻銷20壓入(步驟S2)。這時(shí)，壓入載荷小于2kN時(shí)，模制件介于換向器片和非線性電阻銷之間，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生高非線性電阻電壓的地方，因此不理想。而且，壓入載荷超過5kN時(shí)，容易產(chǎn)生非線性電阻銷的破損等，因此不理想。其次，如圖4和圖7所示，將非線性電阻銷20壓入各換向器片1間，并以將換向器片1和非線性電阻銷20卡合的狀態(tài)注入模制件3進(jìn)行樹脂模制(步驟S3)。這時(shí)，將形成旋轉(zhuǎn)軸用孔8的圈(未圖示)以與模制成形用圈7同心的方式設(shè)置。而且，模制件3以從旋轉(zhuǎn)軸用孔8朝向外周，至少不覆蓋換向器片1的圓周方向的最外周表面的方式注入而進(jìn)行樹脂模制。另外，旋轉(zhuǎn)軸用孔8用模制件3對(duì)整體進(jìn)行了樹脂模制后，也可以用沖裁加工或切削加工形成。而且，使模制件3固化后，拆下模制成形用圈7及壓圈(未圖示)，制成圖1所示的模制換向器。根據(jù)本施方式的制造方法，由于換向器片1和非線性電阻銷20的表面能夠以壓接狀態(tài)連接，因此可以降低換向器片1和非線性電阻銷20之間的接觸電阻。其結(jié)果是，不需要換向器片1和非線性電阻銷20之間的電連接工序，所以生產(chǎn)性提高。就采用了上述實(shí)施方式的模制換向器的電動(dòng)機(jī)而言，參照?qǐng)D8簡(jiǎn)單地進(jìn)行說明。圖8是說明采用了本發(fā)明的實(shí)施方式的模制換向器的電動(dòng)機(jī)的縱剖面圖，圖9是其側(cè)剖面圖。如圖8和圖9所示，電動(dòng)機(jī)30中，定子(勵(lì)磁)31及轉(zhuǎn)子32通過環(huán)狀空隙對(duì)置。在轉(zhuǎn)子32上設(shè)置有與輸出軸35的軸線平行的例如22個(gè)狹縫40，相互的狹縫40之間形成有22個(gè)T形區(qū)41。在各T形區(qū)41之間放入繞組，在轉(zhuǎn)子32的一端部固定有例如由22個(gè)部分組成的本實(shí)施方式的模制換向器。轉(zhuǎn)子32旋轉(zhuǎn)，由此相對(duì)于一對(duì)電刷43，模制換向器42以滑動(dòng)的方式互相抵接并同時(shí)旋轉(zhuǎn)。具有安裝了定子(勵(lì)磁)31及轉(zhuǎn)子32的一對(duì)支架33、34。轉(zhuǎn)子32的輸出軸35利用軸承39可旋轉(zhuǎn)地支承上下兩點(diǎn)。從支座33延長(zhǎng)至電動(dòng)機(jī)30的外側(cè)，在其頂端安裝有吸入用旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇36。而且，以將吸入用旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇36和定子31及轉(zhuǎn)子32之間隔開的方式安裝空氣引導(dǎo)件37，為了覆蓋吸入用旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇36，在外周部安裝著設(shè)置有多個(gè)孔的風(fēng)扇箱38。利用以上的構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命、可靠性優(yōu)越的電動(dòng)機(jī)30。下面，就本發(fā)明實(shí)施方式中的具體的實(shí)施例進(jìn)行說明。(實(shí)施例1)就實(shí)施例1而言，對(duì)換向器片及非線性電阻銷的構(gòu)成材料(表面狀態(tài))和電刷壽命的關(guān)系進(jìn)行了研究。首先，作為換向器的表面狀態(tài)，準(zhǔn)備在由銅合金組成的換向器片的表面進(jìn)行了鍍錫處理而成的換向器片和未處理的換向器片。而且，作為非線性電阻銷的表面狀態(tài)，準(zhǔn)備在用由氧化鋅系氧化物組成的非線性電阻銷與換向器片接合的側(cè)面燒結(jié)有銀電極的非線性電阻銷和未處理的非線性電阻銷。另外，選定非線性電阻銷徑，并將壓入載荷調(diào)整為2KN之后，將非線性電阻銷壓入換向器片的槽部間。而且，將上述換向器片和非線性電阻銷分別組合而制作模制換向器。這時(shí)，通過對(duì)氧化鋅粉末的平均粒徑、燒成溫度及燒成時(shí)間進(jìn)行研究，將各非線性電阻銷的非線性電阻電壓調(diào)整為每厚度lmm為100V/mm。而且，作為評(píng)價(jià)試樣，模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓僅采用與非線性電阻銷的每厚度lmm的非線性電阻電壓和換向器片間距離的積的電壓接近的狀態(tài)的評(píng)價(jià)試樣作為合格品，從而制作樣品1樣品4的電動(dòng)機(jī)。而且，作為比較例l，代替非線性電阻銷而采用壓入了由氧化鋁構(gòu)成的陶瓷銷的模制換向器，準(zhǔn)備樣品C1的電動(dòng)機(jī)。采用按照上述條件制作的電動(dòng)機(jī)，在無負(fù)荷的狀態(tài)下施加100V的交流電壓，在轉(zhuǎn)速44000r/min的條件下，測(cè)定并評(píng)價(jià)電刷的壽命。下面，樣品1樣品4和樣品Cl的各種因素和評(píng)價(jià)結(jié)果在(表1)中表不。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如(表1)所示可知，與采用了使用樣品Cl的陶瓷銷的模制換向器的電動(dòng)機(jī)相比，使用了樣品1樣品4的各非線性電阻銷的電動(dòng)機(jī)對(duì)于電刷壽命的長(zhǎng)壽命化具有大的效果。艮P，樣品C1的情況的電刷壽命是600h，相對(duì)于此，樣品l的情況的電刷壽命是800h,樣品2樣品4的情況的電刷的壽命的900h。而且可知，樣品1的情況的電刷壽命是800h，相對(duì)于此，樣品3的情況的電刷壽命是900h。這是因?yàn)?，通過在與非線性電阻銷的換向器片接觸的側(cè)面燒結(jié)銀，對(duì)于電刷的壽命的長(zhǎng)壽命化具有效果。而且可知，樣品1的情況的電刷壽命為800h，相對(duì)于此，樣品2的情況的電刷壽命為900h，因此，通過在換向器片上進(jìn)行鍍錫處理，也對(duì)電刷壽命的長(zhǎng)壽命化具有效果。(實(shí)施例2)就實(shí)施例2而言，對(duì)非線性電阻銷的壓入載荷和電刷壽命之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。首先，作為換向器片，準(zhǔn)備將由銅合金組成的換向器片的表面進(jìn)行了鍍錫處理的換向器片，作為非線性電阻銷，準(zhǔn)備由氧化鋅系氧化物組成且表面未處理(沒有燒結(jié)電極)的非線性電阻銷。而且，選定非線性電阻銷徑，將壓入載荷調(diào)整為0.5kN以上10kN以下，之后將非線性電阻銷壓入換向器片的槽部之間。這時(shí)，非線性電阻銷徑分別為1.28rran、1.30mm、1.32mm、1.34mm，對(duì)應(yīng)的壓入載荷是0.5kN、2kN、5kN、10kN。而且，上述以外的條件與實(shí)施例1同樣而制作模制換向器，通過采用所制作的模制換向器，制作樣品5樣品8的電動(dòng)機(jī)。采用按照上述條件制作的電動(dòng)機(jī)，以無負(fù)荷的狀態(tài)施加100V的交流電壓，在與轉(zhuǎn)速44000r/min的實(shí)施例l相同的條件下，測(cè)定評(píng)價(jià)電刷的壽命。下面，樣品5樣品8的各種因素和評(píng)價(jià)結(jié)果在(表2)中表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如(表2)所示，在壓入載荷小于2kN為0.5kN的樣品5中，將樹脂介于換向器片和非線性電阻銷之間模制成形后，產(chǎn)生了換向器片間的非線性電阻電壓異常增高的地方。因此，壓入載荷是0.5kN的樣品5的情況下，無法計(jì)測(cè)電刷壽命。另外，對(duì)于壓入載荷超過5kN為10kN的樣品8，壓入時(shí)非線性電阻銷破裂，模制成形后，產(chǎn)生了換向器片間的非線性電阻電壓異常增高的地方。因此，壓入載荷是10kN的樣品8的情況下，無法計(jì)測(cè)電刷壽命。另一方面，在壓入載荷為2kN5kN的范圍的樣品6和樣品7中，在換向器片和非線性電阻銷之間可獲得穩(wěn)定的導(dǎo)通。由該結(jié)果可知，通過將壓入載荷調(diào)整為2kN5kN的范圍，可以使電刷壽命長(zhǎng)壽命化。(實(shí)施例3)就實(shí)施例3而言，對(duì)非線性電阻銷的非線性電阻電壓和電刷壽命的關(guān)系進(jìn)行了研究。首先，作為換向器片，準(zhǔn)備對(duì)由銅合金構(gòu)成的換向器片的表面進(jìn)行了鍍錫處理的換向器片，作為非線性電阻銷，準(zhǔn)備由氧化鋅系氧化物構(gòu)成且表面未處理(沒有燒結(jié)電極)的非線性電阻銷。另外，選定非線性電阻銷徑為1.3mm的非線性電阻銷，將壓入載荷調(diào)整為2kN，之后將非線性電阻銷壓入換向器片的槽部之間。這時(shí)，就非線性電阻銷的非線性電阻電壓而言，選定氧化鋅粉末的平均粒徑及調(diào)整燒成溫度、燒成時(shí)間，采用每厚度lmm的非線性電阻電壓為50V/mm、100V/mm、120V/mm、240V/mm的非線性電阻銷。而且，對(duì)于換向器片間的電壓為12V和28V的情況來說，以模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓達(dá)到約兩倍和約四倍的組合制作模制換向器。具體地說，換向器片間的電壓是12V時(shí)，組合模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓是25V(約2倍)的模制換向器和模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓是50V(約4倍)的模制換向器。而且，換向器片間的電壓為28V時(shí)，組合模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓是60V(約2倍)的模制換向器和模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓是120V(約4倍)的模制換向器。而且，上述以外的條件與實(shí)施例1同樣地制作樣品9樣品12的電動(dòng)機(jī)。采用通過上述條件制作的電動(dòng)機(jī)，以無負(fù)荷的狀態(tài)分別施加IOOV及240V的交流電壓，在44000r/min及38000r/min的轉(zhuǎn)速的條件下，測(cè)定評(píng)價(jià)電刷的壽命。下面，樣品9樣品12的各種因素和評(píng)價(jià)結(jié)果在(表3)中表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如(表3)所示的結(jié)果，相對(duì)于換向器片間的電壓，模制成形后的換向器片間的非線性電阻電壓約2倍的樣品9和樣品11，與約4倍的樣品10和樣品12相比，電刷的壽命稍長(zhǎng)。這里認(rèn)為，模制成形后換向器片間的非線性電阻電壓與換向器片間的電壓越接近，基于非線性電阻銷的火花電壓及火花電流的吸收效果越高，與模制換向器的電刷的長(zhǎng)壽命化有關(guān)系。根據(jù)以上的研究可知，本發(fā)明的模制換向器與現(xiàn)有的模制換向器相比，在電刷壽命的長(zhǎng)壽命化方面具有極優(yōu)越的效果。其結(jié)果是，可以大幅度改善電動(dòng)機(jī)的壽命。另外，對(duì)于上述實(shí)施方式，以具備24個(gè)換向器片1及24個(gè)非線性電阻銷20的模制換向器為例進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，換向器片1及非線性電阻銷20的數(shù)量可以是這以外的數(shù)量，也可獲得同樣的效果。而且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)由向?qū)щ娦粤己玫碾娊忏~添加了約0.05wt%的銀而成的銅合金構(gòu)成換向器片的例子進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，也可以由導(dǎo)電性良好的100%的銅構(gòu)成，也可以改變所添加的金屬的材料及數(shù)量。而且，在上述實(shí)施方式中，以在換向器的與非線性電阻銷接觸的接觸面上鍍錫的例子進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，也可以用鎳、銀或金等的鍍敷處理將換向器片覆蓋。還有，以在非線性電阻銷的與換向器片1接觸的接觸面上燒結(jié)銀的例子進(jìn)行了說明，但也可以用錫、鎳或金等的燒結(jié)處理或鍍敷處理進(jìn)行覆蓋。由此，可以進(jìn)一步降低換向器片和非線性電阻銷之間的接觸電阻。另外，在上述實(shí)施方式中，以非線性電阻銷的形狀是圓筒狀為例進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，只要是與換向器片的槽部的形狀吻合的形狀，則可以是任意的形狀。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的模制換向器作為除塵器及電動(dòng)工具等所使用的電動(dòng)機(jī)的模制換向器是有用的。權(quán)利要求1.一種模制換向器，其特征在于，具有多個(gè)換向器片，其在旋轉(zhuǎn)方向的兩側(cè)面部形成有與旋轉(zhuǎn)方向垂直的槽部；多個(gè)非線性電阻，其將所述換向器片的槽部和鄰接的所述換向器片的槽部之間卡合；模制件，其將所述多個(gè)換向器片和所述多個(gè)非線性電阻以卡合的狀態(tài)一體成形。2.如權(quán)利要求1所述的模制換向器，其特征在于，施加在lmA的電流流過時(shí)的所述鄰接的換向器片間的非線性電阻上的非線性電阻電壓Av滿足非線性電阻電壓Av〉電動(dòng)機(jī)施加電壓/(換向器片數(shù)/2)的條件。3.如權(quán)利要求1所述的模制換向器，其特征在于，所述非線性電阻由氧化鋅系組成物構(gòu)成。4.如權(quán)利要求3所述的模制換向器，其特征在于，所述非線性電阻通過將構(gòu)成所述非線性電阻的氧化鋅系組成物的粉末進(jìn)行真空混勻并擠壓成形而形成。5.如權(quán)利要求1所述的模制換向器，其特征在于，所述換向器片由錫、鎳、金或銀覆蓋。6.如權(quán)利要求1所述的模制換向器，其特征在于，所述非線性電阻在與換向器片接觸的側(cè)面燒結(jié)有錫、鎳、金或銀。7.—種模制換向器的制造方法，所述模制換向器具有多個(gè)換向器片，其在旋轉(zhuǎn)方向的兩側(cè)面部形成有與旋轉(zhuǎn)方向垂直的槽部且在圓周上并列；多個(gè)非線性電阻，其將所述換向器片的槽部和鄰接的所述換向器片的槽部之間卡合；模制件，其將所述多個(gè)換向器片和所述多個(gè)非線性電阻以卡合的狀態(tài)一體成形，所述模制換向器的制造方法的特征在于，包括非線性電阻壓入步驟，其將所述非線性電阻用2kN以上5kN以下的壓入載荷壓入圓周上并列的所述換向器片之間；模制步驟，其在將所述換向器片和所述非線性電阻卡合的狀態(tài)下用模制件進(jìn)行樹脂模制。8.—種電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使用了如權(quán)利要求1所述的模制換向器。9.一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使用了通過權(quán)利要求7所述的模制換向器的制造方法制造的模制換向全文摘要本發(fā)明提供一種模制換向器，其具有換向器片(1)、壓入相鄰的換向器片間的圓筒狀的非線性電阻銷(20)、將換向器片(1)和非線性電阻銷(20)一體成形而形成模制換向器的模制件(3)。非線性電阻銷(20)吸收換向器片間的火花電壓而改善電刷的壽命。文檔編號(hào)H02K13/00GK101356710SQ20078000112公開日2009年1月28日申請(qǐng)日期2007年10月12日優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日發(fā)明者前田憲輝,水上裕文申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社