電気接点材料製造方法及び電気接点材料
【課題】 金属体に含まれるグラファイトの定着性を向上することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供する。
【解決手段】 電気接点材料１０の母材の表面に、電気メッキによって銀メッキ８を形成する。電気メッキによって銀メッキ８を形成する際、メッキ液中にグラファイト９の粉末を混入することで、銀メッキ８にはグラファイト９が分散されている。グラファイト９にはそれ自体に潤滑作用があるため、銀メッキ８にグラファイト９が含有された材料を電気接点材料１０として用いた場合には、グリースやオイル等の潤滑剤を塗布しなくて済むことから、この電気接点材料１０はグリースレス摺動接点として使用される。銀メッキ形成後、電気接点材料１０に高温化処理を施すことで銀メッキ８の表面８ａを溶融し、表面８ａ上のグラファイト９を銀メッキ８に定着させる。
【解決手段】 電気接点材料１０の母材の表面に、電気メッキによって銀メッキ８を形成する。電気メッキによって銀メッキ８を形成する際、メッキ液中にグラファイト９の粉末を混入することで、銀メッキ８にはグラファイト９が分散されている。グラファイト９にはそれ自体に潤滑作用があるため、銀メッキ８にグラファイト９が含有された材料を電気接点材料１０として用いた場合には、グリースやオイル等の潤滑剤を塗布しなくて済むことから、この電気接点材料１０はグリースレス摺動接点として使用される。銀メッキ形成後、電気接点材料１０に高温化処理を施すことで銀メッキ８の表面８ａを溶融し、表面８ａ上のグラファイト９を銀メッキ８に定着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料製造方法及び電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような焼結材の銀−グラファイト合金が広く使用されている。グラファイトは、元来、溶着性が殆ど無く、化学的に極めて安定であり、非常に高い潤滑作用を有している。従って、グラファイトを含有した銀−グラファイト合金は高い摺動性を有した材質となるため、銀−グラファイト合金を電気接点材料として用いれば、グリースやオイル等の潤滑剤を用いなくてもよいことから、銀−グラファイト合金はグリースレス摺動接点材料として使用される。
【０００３】
ここで、焼結材を用いた場合、銀には多量のグラファイトを含有できるが、銀に対するグラファイトの含有量が多くなると電気接点材料の強度が低くなり、もろくなってしまう問題がある。従って、電気接点材料の強度的な面を考えた場合には、例えば銅等の母材に対し、グラファイトを含有した銀をメッキすることによって、グラファイト含有の電気接点材料を製造する手法がとられる。
【特許文献１】特開２００２−５３９１９号公報
【特許文献２】特開１９９６−１３０６５号公報
【特許文献３】特開昭６３−７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、銀メッキ内のグラファイトは銀に対して単に引っ掛かっている状態のものがあり、そのグラファイトは例えば製造工程の製品搬送時に脱落する可能性が高いことから、今までの製造方法では銀に対するグラファイトの定着性があまりよくない現状があった。銀に対するグラファイトの定着性がよくないと、グラファイトが脱落することによって銀に対するグラファイトの表面積比率（表面グラファイト面積比）が低下するため、その分だけ耐摩耗性が悪化する問題があった。特に、グラファイト含有の電気接点材料をメッキ式で製造する場合、銀に含有できるグラファイト量には限界があるため、脱落するグラファイトをできるだけ減らしたいという要望は高い。
【０００５】
また、表面グラファイト面積比を向上するには、光沢メッキよりも表面形状が粗い無光沢メッキを用いるとよい。これは、光沢メッキよりも無光沢メッキの方が表面形状が粗いため、その大きな凹凸によってグラファイトの取込量が多くなるためである。しかし、無光沢メッキを用いた場合には、メッキ表面に引っ掛かった状態で取り付いたグラファイトが多いことから、その分だけ脱落するグラファイトの量も多い現状があり、この点からもグラファイトの定着性を向上したい要望があった。
【０００６】
本発明の目的は、金属体に含まれるグラファイトの定着性を向上することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面を溶融して該表面上の前記グラファイトを前記金属体に定着させることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、グラファイトにはそれ自体に潤滑作用があるため、金属体にグラファイトが含有されていれば、その金属体からなる電気接点材料はグリースやオイル等の潤滑剤を必要としない摺動接点として使用可能である。また、高温化処理によって金属体の表面を溶融する処理を施すことから、グラファイトの周囲は溶融した金属体で満たされることになり、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に定着する。従って、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、母材の表面の一部又は全体に金属メッキで前記金属体を形成し、当該金属体に高温化処理を施して前記金属メッキの表面を溶融し、当該金属メッキに前記グラファイトを定着させることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、その金属メッキ内にグラファイトを定着させる。従って、例えばグラファイトを増量する処理を施したとしても、グラファイトは金属メッキ内でその量が増えることになるため、母材の材質成分はそのままであることから、母材の強度が低下するようなことはなく、その母材を基材とした電気接点材料の強度が充分に確保される。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記高温化処理は、前記金属体の表面にレーザを照射することによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、レーザ照射は短時間で金属体表面を溶融することが可能であるため、高温化処理の処理時間短時化を図ることが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記高温化処理は、前記金属体を炉に入れて熱を加えることによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、炉に入れて金属体表面を溶融する処理は高価な装置を用いた処理ではないので、高温化処理にかかる費用ができるだけ安価に済ませられる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記高温化処理は、気体中の酸素割合が低い非酸化雰囲気下で行われることを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、高温化処理の処理空間内に酸化物が存在し難くなり、グラファイトの酸化を生じ難くすることが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキには、グラファイトが含有されていることを要旨とする。
この発明によれば、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、金属メッキにはグラファイトが含有されているので、メッキ内に取り込まれるグラファイト量が、ただ単に金属メッキ表面にまぶす場合に比べて相対的に多くなり、高い摩耗性の確保に寄与する。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記グラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイトを含んだ金属メッキ上に、グラファイトの粉末をまぶしてから高温化処理を行うので、そのグラファイトのまぶし量に応じて、金属メッキに定着するグラファイトの量が増量し、耐摩耗性が一層向上する。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着したグラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイトのまぶし量に応じて、金属メッキに定着するグラファイトの量が増量するため、耐摩耗性が一層向上する。また、グラファイトをまぶすにしても、そのまぶすグラファイトには金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着しているため、まぶされたグラファイトが金属メッキに一層定着し易くなり、金属メッキに定着するグラファイト量が一層増量して、更なる耐摩耗性向上に効果がある。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキの表面に少なくとも錫を含有した錫薄膜を形成し、当該錫薄膜を形成した後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００２３】
この発明によれば、請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、例えば錫の融点が金属メッキの融点よりも低い場合、金属メッキの融点に至る前の低い温度で錫が溶融し、その溶融した錫によって表層上のグラファイトが金属メッキに定着する。従って、金属メッキ自体を溶融してグラファイトを定着する場合に比べ、錫は短時間で融点に到達するため、高温化処理の処理時間短縮化を図ることが可能となる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキは銀メッキであることを要旨とする。
この発明によれば、請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、銀メッキは電気伝導性が高い材質であるため、金属メッキがグラファイト含有の銀メッキであれば、電気接点材料が電気伝導性の高い材料となる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明では、グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面が溶融されることで該表面上の前記グラファイトが前記金属体に定着されていることを要旨とする。この場合、請求項１と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、金属体に含まれるグラファイトの定着性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００２８】
（メッキ処理）
図１は、電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。電気メッキ装置１は、メッキしたい母材２をメッキ漕３内のメッキ液４に浸し、同じくメッキ液４に浸した電極（図示略）と母材２との間に直流電圧を印加することで、母材２の表面に金属メッキの層を形成する装置である。このとき、母材２が陰極（マイナス）、電極が陽極（プラス）となり、メッキ液４中の金属イオンが母材２に引き寄せられることによって、母材２に金属メッキが形成される。
【００２９】
母材２は、ロール状に巻かれてメッキ漕３の外部に設置されている。メッキ漕３の一対の側壁５にはその下部に通し孔５ａ，５ｂ貫設され、母材２はメッキに必要な量だけ巻き取られて一方の通し孔５ａからメッキ漕３内に導入され、メッキ処理後に他方の通し孔５ｂからメッキ漕３の外部へ導出される。また、通し孔５ａ，５ｂから漏れ出たメッキ液４はメッキ漕３の下方にある貯留部６に溜められ、そのメッキ液４はポンプ装置７によってメッキ漕３へ汲み上げられる。
【００３０】
本例の電気メッキ装置１は、メッキ液４としてシアン化銀の溶融した溶液を用いるため、銅等の母材２の表面に金属メッキとして銀メッキ８（図２参照）を形成する。電気メッキ装置１で母材２に銀メッキ８を形成する際、メッキ液４には例えば粒径が１〜２０μｍ程度のグラファイト９の粉末が混入される。従って、メッキ処理時に銀成分が母材２に付着する際、銀とともに粉末のグラファイト９も取り込まれ、図２（ａ）に示すように銀メッキ８にはグラファイト９の粉末が分散状態で含有した状態となる。なお、母材２及び銀メッキ８が金属体を構成する。
【００３１】
ところで、グラファイト９にはそれ自体に潤滑作用があるため、銀メッキ８にグラファイト９が含有された材料を電気接点材料１０として用いた場合には、グリースやオイル等の潤滑剤を塗布しなくて済むことから、この電気接点材料１０はグリースレス摺動接点として使用される。また、電気接点材料１０の摺動性は表面に露出するグラファイト９の量によって決まる。
【００３２】
また、銀メッキ８は光沢メッキ及び無光沢メッキのどちらを採用してもよいが、無光沢メッキはメッキ表面が粗い（凹凸が大きい）ため、引っ掛かるグラファイト量が多くなり、その分だけグラファイト９が多く取り付き、表面グラファイト面積比（銀に対するグラファイト９の表面積比率）Ｓが大きくなる。しかし、無光沢メッキの場合には、図２（ａ）に示すように銀メッキ８の表面８ａに引っ掛かっているだけのグラファイト９が多く、グラファイト９の脱落量が多い現状があるため、何らかの対処を施す必要がある。
【００３３】
（レーザ処理）
図３は、レーザ装置１１の概略構成を示す模式構成図である。レーザ装置１１は、高温化処理（リフロー処理）として加工物にレーザを照射することで加工物を溶融する装置である。レーザ装置１１は、電気接点材料１０を密閉状態で収容する処理室１２と、処理室１２内に取り付けられたレーザ照射部１３と、処理室１２を真空（非酸化雰囲気）に減圧する真空ポンプ１４とを備えている。レーザ装置１１は、レーザ照射部１３を所定方向に往復動させる駆動機構１５と、レーザ照射部１３の往復動方向と直交する方向に加工物を搬送する搬送機構１６とを備えている。なお、駆動機構１５及び搬送機構１６はモータ等を駆動源としている。
【００３４】
続いて、レーザ装置１１で電気接点材料１０を溶融する手順を説明すると、レーザ処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１０がレーザ装置１１の処理室１２にセットされ、続けて処理室１２の内部が真空ポンプ１４によって真空状態に減圧される。なお、処理室１２は必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。
【００３５】
処理室１２内が真空状態となった後、レーザ照射部１３は駆動機構１５によって往動を開始し、その往動の過程で、処理室１２内にセットされた電気接点材料１０にレーザを照射し、銀メッキ８の表面８ａにおいて１ライン目を溶融する。ここで、銀の融点が約９６２℃、グラファイト９の融点が約３５５０℃であるため、レーザ照射部１３による溶融温度は、母材２の融点よりも低く、しかも銀メッキ８のみを溶融すべく約１０００℃〜１５００℃に設定されている。
【００３６】
レーザ照射部１３が１往動を終えると、搬送機構１６が電気接点材料１０を所定量搬送する。続いて、今度はレーザ照射部１３が復動を開始し、その復動の過程で銀メッキ８にレーザを照射して銀メッキ８の表面８ａにおいて２ライン目を溶融する。そして、レーザ照射部１３が１復動を終えると、搬送機構１６が電気接点材料１０を所定量だけ再度搬送し、これ以降も上記と同様にレーザ照射部１３によるレーザ照射と電気接点材料１０の搬送とが、銀メッキ８の全ラインにレーザ照射が行われるまで繰り返し行われる。
【００３７】
従って、銀メッキ８の表面８ａが溶融されるので、その溶融した銀成分がグラファイト９の間にある隙間に流れ込み、図２（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト９の周囲が銀成分で満たされる。よって、溶融した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト９を周囲で強く固定し、グラファイト９の定着性が高まる。これにより、グラファイト９が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１０）の耐摩耗性が向上する。
【００３８】
（炉による加熱処理）
図４は、炉装置１７の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを溶融する方法は、上記したレーザ処理に限らず、例えば以下に示す炉装置１７による加熱処理でもよい。炉装置１７は、加工物を炉１８の中に入れて炉１８の内部を高温化して加工物を溶融する装置である。炉装置１７は、電気接点材料１０を密封状態で収容する処理室１９と、処理室１９内の温度を高温化する熱源２０と、処理室１９を真空（非酸化雰囲気）状態とする真空ポンプ２１とを備えている。
【００３９】
続いて、炉装置１７で電気接点材料１０を溶融する手順を説明すると、炉１８による加熱処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１０が炉１８の処理室１９にセットされ、続けて処理室１９の内部が真空ポンプ２１によって真空状態に減圧される。なお、処理室１９はレーザ処理の場合と同様に、必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。また、熱源２０は例えば高周波加熱用熱源等の種々のものが採用される。
【００４０】
処理室１９内が真空状態となった後、熱源２０に電源が投入されて処理室１９の温度が高温化すると、銀メッキ８の表面８ａが溶融する。ここで、炉１８による加熱処理の溶融温度は、レーザ処理の場合の同様の理由から約１０００℃〜１５００℃に設定されている。従って、炉１８を用いた場合も銀メッキ８の表面８ａが溶融するため、それによってグラファイト９の定着性が高まり、レーザ処理の場合と同様に銀メッキ８の耐摩耗性が向上する。
【００４１】
（グラファイトのまぶし処理）
図５は、グラファイト粉末を銀メッキ８にまぶして生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト９を増量したい場合には、図５（ａ）に示すようにグラファイト２２の粉末を均一にまぶし、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。銀メッキ８の表面８ａにまぶすグラファイト２２は、銀メッキ８に分散したグラファイト９と同一材質のものとし、例えば銀メッキ８の表面８ａを覆う程度にまぶされる。なお、まぶし処理後に行う高温化処理は、上記したレーザ処理や炉１８による加熱処理等が採用される。
【００４２】
銀メッキ８にグラファイト２２がまぶされた後に高温化処理を行うと、図５（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、銀メッキ８内に分散したグラファイト９と、銀メッキ８にまぶしたグラファイト２２との周囲が共に銀成分で満たされる。よって、これらグラファイト９，２２が銀メッキ８に強く固定された状態となり、グラファイト９，２２の定着性が向上する。また、まぶしたグラファイト２２の量に応じて、銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト量が増量することになり、表面グラファイト面積比Ｓも大きくなって、銀メッキ８の耐摩耗性も一層向上する。
【００４３】
ここで、グラファイト２２のまぶし量によって表面グラファイト面積比Ｓは適宜決まるが、図６に表面グラファイト面積比Ｓとその耐久回数Ｎとの関係をグラフで示すと、表面グラファイト面積比Ｓによってその電気接点材料１０の耐久回数Ｎが決まってくる。従って、耐久回数Ｎはターゲットとする製品仕様に異なってくるが、充分な耐摩耗性を確保するためには、図６のグラフからも分るように耐久回数Ｎが１００万回確保された０．４５以上に表面グラファイト面積比Ｓを設定することが望ましい。
【００４４】
（銀コーティングを施したグラファイトのまぶし処理）
図７は、銀コーティングの施されたグラファイト粉末を銀メッキ８にまぶして生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト９を増量したい場合には、図７（ａ）に示すように銀コーティング２３ａを施したグラファイト２３の粉末を均一にまぶし、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３は、銀メッキ８と同一材質である銀が周りにコーティングされているため、銀メッキ８に付着する際の親和性が高く、銀メッキ８に定着し易い。
【００４５】
銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３は、銀メッキ８に分散したグラファイト９と同一材質のものとし、例えば銀メッキ８の表面８ａを覆う程度にまぶされる。なお、まぶし処理後に行う高温化処理は、上記した銀でコーティングされていないグラファイト２２をまぶす場合と同様に、上記したレーザ処理や炉１８による加熱処理等が採用される。なお、銀コーティング２３ａがコーティング材に相当する。
【００４６】
銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３が銀メッキ８にまぶされた後に高温化処理を行うと、銀メッキ８の表面８ａと、まぶされたグラファイト２３の銀コーティング２３ａとが溶融する。そして、図７（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、銀メッキ８内に分散したグラファイト９と、銀メッキ８にまぶしたグラファイト２３との周囲が共に銀成分で満たされる。よって、これらグラファイト９，２３が銀メッキ８に強く固定された状態となり、グラファイト９，２３の定着性が向上する。なお、この際の表面グラファイト面積比Ｓは、銀コーティング２３ａの施されていないグラファイト２２をまぶす場合と同様に０．４５以上が好ましい。
【００４７】
このまぶし処理で用いるグラファイト２３には、周りに銀がコーティングされているため、グラファイト２３が銀メッキ８に対して親和性が高くなる。よって、高温化処理を施す際には、まぶしたグラファイト２３が銀メッキ８の表面８ａから浮遊し難く、まぶしたグラファイト２３の殆どが銀メッキ８の表面８ａに定着する。従って、銀メッキ８に対するグラファイト２３の定着性向上に効果があり、銀メッキ８の耐摩耗性が一層向上する。また、まぶされるグラファイト２３の定着性が高まれば、銀メッキ８の表面８ａにおいて表面グラファイト面積比Ｓにバラツキが生じ難くなり、グラファイト９，２３の均一な分散にも効果がある。
【００４８】
（錫メッキ処理）
図８は、錫メッキ処理を用いて生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上に取り付いたグラファイト９の定着性を向上する場合、図８（ａ）に示すようにグラファイト９が分散した銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。なお、錫メッキ２４は上記の銀メッキ形成時に用いた電気メッキによって形成される。即ち、母材２に銀メッキ８を形成した後、錫成分を含んだメッキ液にその母材２を浸して直流電圧を印加し、銀メッキ８の表面８ａ全域に例えば１μｍ程度の厚さで錫メッキ２４を形成する。なお、錫メッキ２４が錫薄膜に相当する。
【００４９】
銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を形成した後に高温化処理が行われるが、この際に用いる高温化処理はレーザ処理と炉１８による加熱処理とのどちらを採用してもよい。ここで、この際の高温化処理は、図８（ｂ）に示すように錫を溶融してその溶融した錫２４ａによって銀メッキ８の凹凸を埋める処理である。従って、この高温化処理では錫を溶融させればよいため、錫の融点が約２３２℃であることから、この高温化処理の溶融温度は約２５０℃〜３００℃に設定されている。また、錫と銀とは相性がよいため、溶融した錫成分は銀メッキ８に強く固着した状態となる。
【００５０】
従って、錫メッキ２４を溶融し、その溶融した錫成分がグラファイト９の間にある隙間に流れ込み、図８（ｂ）に示すように溶融した錫２４ａが銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト９の周囲が錫成分で満たされる。よって、溶融した錫成分が銀メッキ８内のグラファイト９を周囲で強く固定した状態となり、グラファイト９が銀メッキ８から脱落し難くなり、グラファイト９の定着性向上や、銀メッキ８の耐摩耗性向上に効果がある。なお、銀メッキ８の表面８ａに設ける錫層は錫メッキ２４に代えて、薄い錫箔でもよい。また、この処理では銀よりも融点の低い錫を溶融させればよいので、高温化処理に際して温度上昇に必要な時間が短時間で済む。
【００５１】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）母材２にグラファイト含有の銀メッキ８をメッキした後、銀メッキ８の表面８ａを高温化処理によって溶融するので、その溶融した銀成分が銀メッキ８の表面８ａ上の凹凸を埋め、メッキ内のグラファイト９（２２，２３）が表面８ａ上に強く固定される。従って、多くのグラファイト９（２２，２３）が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト９（２２，２３）の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。
【００５２】
（２）母材２の表面にグラファイト含有の銀メッキ８を形成し、そのメッキ内のグラファイト９で電気接点材料１０の摺動性を確保している。ここで、例えばグラファイト９を増量する処理を施したとしても、グラファイト９は銀メッキ８内でその量が増えることになるため、母材２の材質成分はそのままである。従って、グラファイト９を増量したとしても、母材２が予め持つ強度はそのままであるため、その母材２を基材とする電気接点材料１０の強度はグラファイト増量に影響されず、電気接点材料１０の強度を充分に確保することができる。
【００５３】
（３）高温化処理としてレーザ処理を用いた場合、レーザ照射は短時間で銀メッキ８の表面８ａを溶融することが可能であるため、高温化処理の処理時間が短時間で済む。
（４）高温化処理として炉１８による加熱処理を用いた場合、電気接点材料１０を炉１８に入れて溶融する処理というのは例えばレーザ装置１１等の高価な装置を用いた処理ではないので、高温化処理にかかる費用ができるだけ安価で済み、実現性も高い。
【００５４】
（５）電気接点材料１０に高温化処理を施す際、高温化処理は非酸化雰囲気下で行われるため、その処理空間内に酸化物が存在し難くなり、銀メッキ８に分散したグラファイト９の酸化を生じ難くすることができる。
【００５５】
（６）銀メッキ８の表面８ａにグラファイト２２，２３をまぶしてから高温化処理を行う場合、銀メッキ８の表面８ａ上に分散するグラファイト量が増量するため、銀メッキ８の耐摩耗性を一層向上することができる。
【００５６】
（７）銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３を銀メッキ８の表面８ａにまぶしてから高温化処理を行う場合、まぶされるグラファイト２３はコーティングされた銀成分によって銀メッキ８との親和性が高いため、銀メッキ８に対する定着性を一層向上することができる。また、銀メッキ８にまぶされるグラファイト２３の定着性が高まれば、銀メッキ８の表面８ａにおいて表面グラファイト面積比Ｓにバラツキが生じ難くなり、グラファイト９，２３の均一な分散も期待することができる。
【００５７】
（８）銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、錫メッキ２４を高温化処理で溶融してグラファイト９を銀メッキ８に定着する場合、銀よりも融点の低い錫を溶融させればよい。従って、銀メッキ８自体を溶融してグラファイト９を定着する場合に比べ、錫は短時間で融点に到達するため、温度上昇に必要な時間が短く済み、より一層短時間でグラファイト９を銀メッキ８に定着させることができる。
【００５８】
（９）銀メッキ８にはそのメッキ特性として高い電気導線性があることから、電気接点材料１０に施す金属メッキを銀メッキ８とすることによって、電気導電性の高い電気接点材料１０を提供することができる。
【００５９】
なお、本実施形態は上記構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 電気接点材料１０を製造工程は、母材２の表面にグラファイト含有の銀メッキ８を形成し、その銀メッキ８の表面８ａを高温化処理で溶融する処理工程に限定されない。例えば、銀メッキ８自体にグラファイト９の粉末をまぶし、それに高温化処理を施すことで母材２の表面を溶融し、これによってグラファイト９を母材２に定着させてもよい。
【００６０】
・ 母材２は銅に限らず、例えばニッケル等の他の材料を採用してもよい。
・ 金属メッキを電気メッキで形成する際、その金属メッキは銀メッキ８に限らず、例えば金メッキ、無電解ニッケルメッキ、クロムメッキ、ニッケルメッキ、はんだメッキ、錫メッキ、亜鉛メッキ等を採用してもよい。
【００６１】
・ 周囲にコーティングを施したグラファイト２３をまぶす際、そのコーティング材の材料は銀に限定されず、例えば錫等の他の材料を用いてもよい。
・ 銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、錫メッキ２４を高温化処理で溶融してグラファイト９を銀メッキ８に定着する場合、そのメッキ層は錫メッキ２４に限定されない。即ち、銀よりも融点が低く、しかも銀に対して固着し易い材質であれば、メッキ材は特に限定されない。
【００６２】
・ 母材２のメッキ方法は電気メッキに限らず、例えば化学メッキ、溶融メッキ、物理蒸着、化学蒸着、浸透メッキ等を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００６３】
（１）請求項２〜１０のいずれかにおいて、前記グラファイトを含む金属メッキ液に前記母材を浸して当該母材を通電する電気メッキによって、グラファイト含有の前記金属メッキが該母材の表面に形成されている。この場合、電気メッキによって金属メッキを形成するので、ほぼ均一に安定した金属メッキを母材の表面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】一実施形態における電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図２】（ａ）は高温化処理を行う前の電気接点材料の断面図、（ｂ）は高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図３】レーザ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図４】炉装置の概略構成を示す模式構成図。
【図５】（ａ）はグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の電気接点材料の断面図であり、（ｂ）はまぶし処理を施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図６】表面グラファイト面積比とその耐久回数との関係を示すグラフ。
【図７】（ａ）は銀コーティングの施されたグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の電気接点材料の断面図、（ｂ）はまぶし処理を施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図８】（ａ）は銀メッキの表面に錫メッキを施した際の電気接点材料の断面図、（ｂ）は錫メッキを施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【符号の説明】
【００６５】
２…金属体を構成する母材、８…金属体（金属メッキ）を構成する銀メッキ、８ａ…表面１０…電気接点材料、９，２２，２３…グラファイト、１８…炉、２３ａ…コーティング材としての銀コーティング、２４…錫薄膜としての錫メッキ、２４ａ…錫。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料製造方法及び電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような焼結材の銀−グラファイト合金が広く使用されている。グラファイトは、元来、溶着性が殆ど無く、化学的に極めて安定であり、非常に高い潤滑作用を有している。従って、グラファイトを含有した銀−グラファイト合金は高い摺動性を有した材質となるため、銀−グラファイト合金を電気接点材料として用いれば、グリースやオイル等の潤滑剤を用いなくてもよいことから、銀−グラファイト合金はグリースレス摺動接点材料として使用される。
【０００３】
ここで、焼結材を用いた場合、銀には多量のグラファイトを含有できるが、銀に対するグラファイトの含有量が多くなると電気接点材料の強度が低くなり、もろくなってしまう問題がある。従って、電気接点材料の強度的な面を考えた場合には、例えば銅等の母材に対し、グラファイトを含有した銀をメッキすることによって、グラファイト含有の電気接点材料を製造する手法がとられる。
【特許文献１】特開２００２−５３９１９号公報
【特許文献２】特開１９９６−１３０６５号公報
【特許文献３】特開昭６３−７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、銀メッキ内のグラファイトは銀に対して単に引っ掛かっている状態のものがあり、そのグラファイトは例えば製造工程の製品搬送時に脱落する可能性が高いことから、今までの製造方法では銀に対するグラファイトの定着性があまりよくない現状があった。銀に対するグラファイトの定着性がよくないと、グラファイトが脱落することによって銀に対するグラファイトの表面積比率（表面グラファイト面積比）が低下するため、その分だけ耐摩耗性が悪化する問題があった。特に、グラファイト含有の電気接点材料をメッキ式で製造する場合、銀に含有できるグラファイト量には限界があるため、脱落するグラファイトをできるだけ減らしたいという要望は高い。
【０００５】
また、表面グラファイト面積比を向上するには、光沢メッキよりも表面形状が粗い無光沢メッキを用いるとよい。これは、光沢メッキよりも無光沢メッキの方が表面形状が粗いため、その大きな凹凸によってグラファイトの取込量が多くなるためである。しかし、無光沢メッキを用いた場合には、メッキ表面に引っ掛かった状態で取り付いたグラファイトが多いことから、その分だけ脱落するグラファイトの量も多い現状があり、この点からもグラファイトの定着性を向上したい要望があった。
【０００６】
本発明の目的は、金属体に含まれるグラファイトの定着性を向上することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面を溶融して該表面上の前記グラファイトを前記金属体に定着させることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、グラファイトにはそれ自体に潤滑作用があるため、金属体にグラファイトが含有されていれば、その金属体からなる電気接点材料はグリースやオイル等の潤滑剤を必要としない摺動接点として使用可能である。また、高温化処理によって金属体の表面を溶融する処理を施すことから、グラファイトの周囲は溶融した金属体で満たされることになり、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に定着する。従って、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、母材の表面の一部又は全体に金属メッキで前記金属体を形成し、当該金属体に高温化処理を施して前記金属メッキの表面を溶融し、当該金属メッキに前記グラファイトを定着させることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、その金属メッキ内にグラファイトを定着させる。従って、例えばグラファイトを増量する処理を施したとしても、グラファイトは金属メッキ内でその量が増えることになるため、母材の材質成分はそのままであることから、母材の強度が低下するようなことはなく、その母材を基材とした電気接点材料の強度が充分に確保される。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記高温化処理は、前記金属体の表面にレーザを照射することによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、レーザ照射は短時間で金属体表面を溶融することが可能であるため、高温化処理の処理時間短時化を図ることが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記高温化処理は、前記金属体を炉に入れて熱を加えることによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、炉に入れて金属体表面を溶融する処理は高価な装置を用いた処理ではないので、高温化処理にかかる費用ができるだけ安価に済ませられる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記高温化処理は、気体中の酸素割合が低い非酸化雰囲気下で行われることを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、高温化処理の処理空間内に酸化物が存在し難くなり、グラファイトの酸化を生じ難くすることが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキには、グラファイトが含有されていることを要旨とする。
この発明によれば、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、金属メッキにはグラファイトが含有されているので、メッキ内に取り込まれるグラファイト量が、ただ単に金属メッキ表面にまぶす場合に比べて相対的に多くなり、高い摩耗性の確保に寄与する。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記グラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイトを含んだ金属メッキ上に、グラファイトの粉末をまぶしてから高温化処理を行うので、そのグラファイトのまぶし量に応じて、金属メッキに定着するグラファイトの量が増量し、耐摩耗性が一層向上する。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着したグラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイトのまぶし量に応じて、金属メッキに定着するグラファイトの量が増量するため、耐摩耗性が一層向上する。また、グラファイトをまぶすにしても、そのまぶすグラファイトには金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着しているため、まぶされたグラファイトが金属メッキに一層定着し易くなり、金属メッキに定着するグラファイト量が一層増量して、更なる耐摩耗性向上に効果がある。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキの表面に少なくとも錫を含有した錫薄膜を形成し、当該錫薄膜を形成した後に前記高温化処理を実施することを要旨とする。
【００２３】
この発明によれば、請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、例えば錫の融点が金属メッキの融点よりも低い場合、金属メッキの融点に至る前の低い温度で錫が溶融し、その溶融した錫によって表層上のグラファイトが金属メッキに定着する。従って、金属メッキ自体を溶融してグラファイトを定着する場合に比べ、錫は短時間で融点に到達するため、高温化処理の処理時間短縮化を図ることが可能となる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記金属メッキは銀メッキであることを要旨とする。
この発明によれば、請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、銀メッキは電気伝導性が高い材質であるため、金属メッキがグラファイト含有の銀メッキであれば、電気接点材料が電気伝導性の高い材料となる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明では、グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面が溶融されることで該表面上の前記グラファイトが前記金属体に定着されていることを要旨とする。この場合、請求項１と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、金属体に含まれるグラファイトの定着性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００２８】
（メッキ処理）
図１は、電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。電気メッキ装置１は、メッキしたい母材２をメッキ漕３内のメッキ液４に浸し、同じくメッキ液４に浸した電極（図示略）と母材２との間に直流電圧を印加することで、母材２の表面に金属メッキの層を形成する装置である。このとき、母材２が陰極（マイナス）、電極が陽極（プラス）となり、メッキ液４中の金属イオンが母材２に引き寄せられることによって、母材２に金属メッキが形成される。
【００２９】
母材２は、ロール状に巻かれてメッキ漕３の外部に設置されている。メッキ漕３の一対の側壁５にはその下部に通し孔５ａ，５ｂ貫設され、母材２はメッキに必要な量だけ巻き取られて一方の通し孔５ａからメッキ漕３内に導入され、メッキ処理後に他方の通し孔５ｂからメッキ漕３の外部へ導出される。また、通し孔５ａ，５ｂから漏れ出たメッキ液４はメッキ漕３の下方にある貯留部６に溜められ、そのメッキ液４はポンプ装置７によってメッキ漕３へ汲み上げられる。
【００３０】
本例の電気メッキ装置１は、メッキ液４としてシアン化銀の溶融した溶液を用いるため、銅等の母材２の表面に金属メッキとして銀メッキ８（図２参照）を形成する。電気メッキ装置１で母材２に銀メッキ８を形成する際、メッキ液４には例えば粒径が１〜２０μｍ程度のグラファイト９の粉末が混入される。従って、メッキ処理時に銀成分が母材２に付着する際、銀とともに粉末のグラファイト９も取り込まれ、図２（ａ）に示すように銀メッキ８にはグラファイト９の粉末が分散状態で含有した状態となる。なお、母材２及び銀メッキ８が金属体を構成する。
【００３１】
ところで、グラファイト９にはそれ自体に潤滑作用があるため、銀メッキ８にグラファイト９が含有された材料を電気接点材料１０として用いた場合には、グリースやオイル等の潤滑剤を塗布しなくて済むことから、この電気接点材料１０はグリースレス摺動接点として使用される。また、電気接点材料１０の摺動性は表面に露出するグラファイト９の量によって決まる。
【００３２】
また、銀メッキ８は光沢メッキ及び無光沢メッキのどちらを採用してもよいが、無光沢メッキはメッキ表面が粗い（凹凸が大きい）ため、引っ掛かるグラファイト量が多くなり、その分だけグラファイト９が多く取り付き、表面グラファイト面積比（銀に対するグラファイト９の表面積比率）Ｓが大きくなる。しかし、無光沢メッキの場合には、図２（ａ）に示すように銀メッキ８の表面８ａに引っ掛かっているだけのグラファイト９が多く、グラファイト９の脱落量が多い現状があるため、何らかの対処を施す必要がある。
【００３３】
（レーザ処理）
図３は、レーザ装置１１の概略構成を示す模式構成図である。レーザ装置１１は、高温化処理（リフロー処理）として加工物にレーザを照射することで加工物を溶融する装置である。レーザ装置１１は、電気接点材料１０を密閉状態で収容する処理室１２と、処理室１２内に取り付けられたレーザ照射部１３と、処理室１２を真空（非酸化雰囲気）に減圧する真空ポンプ１４とを備えている。レーザ装置１１は、レーザ照射部１３を所定方向に往復動させる駆動機構１５と、レーザ照射部１３の往復動方向と直交する方向に加工物を搬送する搬送機構１６とを備えている。なお、駆動機構１５及び搬送機構１６はモータ等を駆動源としている。
【００３４】
続いて、レーザ装置１１で電気接点材料１０を溶融する手順を説明すると、レーザ処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１０がレーザ装置１１の処理室１２にセットされ、続けて処理室１２の内部が真空ポンプ１４によって真空状態に減圧される。なお、処理室１２は必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。
【００３５】
処理室１２内が真空状態となった後、レーザ照射部１３は駆動機構１５によって往動を開始し、その往動の過程で、処理室１２内にセットされた電気接点材料１０にレーザを照射し、銀メッキ８の表面８ａにおいて１ライン目を溶融する。ここで、銀の融点が約９６２℃、グラファイト９の融点が約３５５０℃であるため、レーザ照射部１３による溶融温度は、母材２の融点よりも低く、しかも銀メッキ８のみを溶融すべく約１０００℃〜１５００℃に設定されている。
【００３６】
レーザ照射部１３が１往動を終えると、搬送機構１６が電気接点材料１０を所定量搬送する。続いて、今度はレーザ照射部１３が復動を開始し、その復動の過程で銀メッキ８にレーザを照射して銀メッキ８の表面８ａにおいて２ライン目を溶融する。そして、レーザ照射部１３が１復動を終えると、搬送機構１６が電気接点材料１０を所定量だけ再度搬送し、これ以降も上記と同様にレーザ照射部１３によるレーザ照射と電気接点材料１０の搬送とが、銀メッキ８の全ラインにレーザ照射が行われるまで繰り返し行われる。
【００３７】
従って、銀メッキ８の表面８ａが溶融されるので、その溶融した銀成分がグラファイト９の間にある隙間に流れ込み、図２（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト９の周囲が銀成分で満たされる。よって、溶融した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト９を周囲で強く固定し、グラファイト９の定着性が高まる。これにより、グラファイト９が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１０）の耐摩耗性が向上する。
【００３８】
（炉による加熱処理）
図４は、炉装置１７の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを溶融する方法は、上記したレーザ処理に限らず、例えば以下に示す炉装置１７による加熱処理でもよい。炉装置１７は、加工物を炉１８の中に入れて炉１８の内部を高温化して加工物を溶融する装置である。炉装置１７は、電気接点材料１０を密封状態で収容する処理室１９と、処理室１９内の温度を高温化する熱源２０と、処理室１９を真空（非酸化雰囲気）状態とする真空ポンプ２１とを備えている。
【００３９】
続いて、炉装置１７で電気接点材料１０を溶融する手順を説明すると、炉１８による加熱処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１０が炉１８の処理室１９にセットされ、続けて処理室１９の内部が真空ポンプ２１によって真空状態に減圧される。なお、処理室１９はレーザ処理の場合と同様に、必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。また、熱源２０は例えば高周波加熱用熱源等の種々のものが採用される。
【００４０】
処理室１９内が真空状態となった後、熱源２０に電源が投入されて処理室１９の温度が高温化すると、銀メッキ８の表面８ａが溶融する。ここで、炉１８による加熱処理の溶融温度は、レーザ処理の場合の同様の理由から約１０００℃〜１５００℃に設定されている。従って、炉１８を用いた場合も銀メッキ８の表面８ａが溶融するため、それによってグラファイト９の定着性が高まり、レーザ処理の場合と同様に銀メッキ８の耐摩耗性が向上する。
【００４１】
（グラファイトのまぶし処理）
図５は、グラファイト粉末を銀メッキ８にまぶして生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト９を増量したい場合には、図５（ａ）に示すようにグラファイト２２の粉末を均一にまぶし、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。銀メッキ８の表面８ａにまぶすグラファイト２２は、銀メッキ８に分散したグラファイト９と同一材質のものとし、例えば銀メッキ８の表面８ａを覆う程度にまぶされる。なお、まぶし処理後に行う高温化処理は、上記したレーザ処理や炉１８による加熱処理等が採用される。
【００４２】
銀メッキ８にグラファイト２２がまぶされた後に高温化処理を行うと、図５（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、銀メッキ８内に分散したグラファイト９と、銀メッキ８にまぶしたグラファイト２２との周囲が共に銀成分で満たされる。よって、これらグラファイト９，２２が銀メッキ８に強く固定された状態となり、グラファイト９，２２の定着性が向上する。また、まぶしたグラファイト２２の量に応じて、銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト量が増量することになり、表面グラファイト面積比Ｓも大きくなって、銀メッキ８の耐摩耗性も一層向上する。
【００４３】
ここで、グラファイト２２のまぶし量によって表面グラファイト面積比Ｓは適宜決まるが、図６に表面グラファイト面積比Ｓとその耐久回数Ｎとの関係をグラフで示すと、表面グラファイト面積比Ｓによってその電気接点材料１０の耐久回数Ｎが決まってくる。従って、耐久回数Ｎはターゲットとする製品仕様に異なってくるが、充分な耐摩耗性を確保するためには、図６のグラフからも分るように耐久回数Ｎが１００万回確保された０．４５以上に表面グラファイト面積比Ｓを設定することが望ましい。
【００４４】
（銀コーティングを施したグラファイトのまぶし処理）
図７は、銀コーティングの施されたグラファイト粉末を銀メッキ８にまぶして生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上のグラファイト９を増量したい場合には、図７（ａ）に示すように銀コーティング２３ａを施したグラファイト２３の粉末を均一にまぶし、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３は、銀メッキ８と同一材質である銀が周りにコーティングされているため、銀メッキ８に付着する際の親和性が高く、銀メッキ８に定着し易い。
【００４５】
銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３は、銀メッキ８に分散したグラファイト９と同一材質のものとし、例えば銀メッキ８の表面８ａを覆う程度にまぶされる。なお、まぶし処理後に行う高温化処理は、上記した銀でコーティングされていないグラファイト２２をまぶす場合と同様に、上記したレーザ処理や炉１８による加熱処理等が採用される。なお、銀コーティング２３ａがコーティング材に相当する。
【００４６】
銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３が銀メッキ８にまぶされた後に高温化処理を行うと、銀メッキ８の表面８ａと、まぶされたグラファイト２３の銀コーティング２３ａとが溶融する。そして、図７（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、銀メッキ８内に分散したグラファイト９と、銀メッキ８にまぶしたグラファイト２３との周囲が共に銀成分で満たされる。よって、これらグラファイト９，２３が銀メッキ８に強く固定された状態となり、グラファイト９，２３の定着性が向上する。なお、この際の表面グラファイト面積比Ｓは、銀コーティング２３ａの施されていないグラファイト２２をまぶす場合と同様に０．４５以上が好ましい。
【００４７】
このまぶし処理で用いるグラファイト２３には、周りに銀がコーティングされているため、グラファイト２３が銀メッキ８に対して親和性が高くなる。よって、高温化処理を施す際には、まぶしたグラファイト２３が銀メッキ８の表面８ａから浮遊し難く、まぶしたグラファイト２３の殆どが銀メッキ８の表面８ａに定着する。従って、銀メッキ８に対するグラファイト２３の定着性向上に効果があり、銀メッキ８の耐摩耗性が一層向上する。また、まぶされるグラファイト２３の定着性が高まれば、銀メッキ８の表面８ａにおいて表面グラファイト面積比Ｓにバラツキが生じ難くなり、グラファイト９，２３の均一な分散にも効果がある。
【００４８】
（錫メッキ処理）
図８は、錫メッキ処理を用いて生成した電気接点材料１０の断面図である。銀メッキ８の表面８ａ上に取り付いたグラファイト９の定着性を向上する場合、図８（ａ）に示すようにグラファイト９が分散した銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、その後に高温化処理（リフロー処理）を施してもよい。なお、錫メッキ２４は上記の銀メッキ形成時に用いた電気メッキによって形成される。即ち、母材２に銀メッキ８を形成した後、錫成分を含んだメッキ液にその母材２を浸して直流電圧を印加し、銀メッキ８の表面８ａ全域に例えば１μｍ程度の厚さで錫メッキ２４を形成する。なお、錫メッキ２４が錫薄膜に相当する。
【００４９】
銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を形成した後に高温化処理が行われるが、この際に用いる高温化処理はレーザ処理と炉１８による加熱処理とのどちらを採用してもよい。ここで、この際の高温化処理は、図８（ｂ）に示すように錫を溶融してその溶融した錫２４ａによって銀メッキ８の凹凸を埋める処理である。従って、この高温化処理では錫を溶融させればよいため、錫の融点が約２３２℃であることから、この高温化処理の溶融温度は約２５０℃〜３００℃に設定されている。また、錫と銀とは相性がよいため、溶融した錫成分は銀メッキ８に強く固着した状態となる。
【００５０】
従って、錫メッキ２４を溶融し、その溶融した錫成分がグラファイト９の間にある隙間に流れ込み、図８（ｂ）に示すように溶融した錫２４ａが銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト９の周囲が錫成分で満たされる。よって、溶融した錫成分が銀メッキ８内のグラファイト９を周囲で強く固定した状態となり、グラファイト９が銀メッキ８から脱落し難くなり、グラファイト９の定着性向上や、銀メッキ８の耐摩耗性向上に効果がある。なお、銀メッキ８の表面８ａに設ける錫層は錫メッキ２４に代えて、薄い錫箔でもよい。また、この処理では銀よりも融点の低い錫を溶融させればよいので、高温化処理に際して温度上昇に必要な時間が短時間で済む。
【００５１】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）母材２にグラファイト含有の銀メッキ８をメッキした後、銀メッキ８の表面８ａを高温化処理によって溶融するので、その溶融した銀成分が銀メッキ８の表面８ａ上の凹凸を埋め、メッキ内のグラファイト９（２２，２３）が表面８ａ上に強く固定される。従って、多くのグラファイト９（２２，２３）が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト９（２２，２３）の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。
【００５２】
（２）母材２の表面にグラファイト含有の銀メッキ８を形成し、そのメッキ内のグラファイト９で電気接点材料１０の摺動性を確保している。ここで、例えばグラファイト９を増量する処理を施したとしても、グラファイト９は銀メッキ８内でその量が増えることになるため、母材２の材質成分はそのままである。従って、グラファイト９を増量したとしても、母材２が予め持つ強度はそのままであるため、その母材２を基材とする電気接点材料１０の強度はグラファイト増量に影響されず、電気接点材料１０の強度を充分に確保することができる。
【００５３】
（３）高温化処理としてレーザ処理を用いた場合、レーザ照射は短時間で銀メッキ８の表面８ａを溶融することが可能であるため、高温化処理の処理時間が短時間で済む。
（４）高温化処理として炉１８による加熱処理を用いた場合、電気接点材料１０を炉１８に入れて溶融する処理というのは例えばレーザ装置１１等の高価な装置を用いた処理ではないので、高温化処理にかかる費用ができるだけ安価で済み、実現性も高い。
【００５４】
（５）電気接点材料１０に高温化処理を施す際、高温化処理は非酸化雰囲気下で行われるため、その処理空間内に酸化物が存在し難くなり、銀メッキ８に分散したグラファイト９の酸化を生じ難くすることができる。
【００５５】
（６）銀メッキ８の表面８ａにグラファイト２２，２３をまぶしてから高温化処理を行う場合、銀メッキ８の表面８ａ上に分散するグラファイト量が増量するため、銀メッキ８の耐摩耗性を一層向上することができる。
【００５６】
（７）銀コーティング２３ａの施されたグラファイト２３を銀メッキ８の表面８ａにまぶしてから高温化処理を行う場合、まぶされるグラファイト２３はコーティングされた銀成分によって銀メッキ８との親和性が高いため、銀メッキ８に対する定着性を一層向上することができる。また、銀メッキ８にまぶされるグラファイト２３の定着性が高まれば、銀メッキ８の表面８ａにおいて表面グラファイト面積比Ｓにバラツキが生じ難くなり、グラファイト９，２３の均一な分散も期待することができる。
【００５７】
（８）銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、錫メッキ２４を高温化処理で溶融してグラファイト９を銀メッキ８に定着する場合、銀よりも融点の低い錫を溶融させればよい。従って、銀メッキ８自体を溶融してグラファイト９を定着する場合に比べ、錫は短時間で融点に到達するため、温度上昇に必要な時間が短く済み、より一層短時間でグラファイト９を銀メッキ８に定着させることができる。
【００５８】
（９）銀メッキ８にはそのメッキ特性として高い電気導線性があることから、電気接点材料１０に施す金属メッキを銀メッキ８とすることによって、電気導電性の高い電気接点材料１０を提供することができる。
【００５９】
なお、本実施形態は上記構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 電気接点材料１０を製造工程は、母材２の表面にグラファイト含有の銀メッキ８を形成し、その銀メッキ８の表面８ａを高温化処理で溶融する処理工程に限定されない。例えば、銀メッキ８自体にグラファイト９の粉末をまぶし、それに高温化処理を施すことで母材２の表面を溶融し、これによってグラファイト９を母材２に定着させてもよい。
【００６０】
・ 母材２は銅に限らず、例えばニッケル等の他の材料を採用してもよい。
・ 金属メッキを電気メッキで形成する際、その金属メッキは銀メッキ８に限らず、例えば金メッキ、無電解ニッケルメッキ、クロムメッキ、ニッケルメッキ、はんだメッキ、錫メッキ、亜鉛メッキ等を採用してもよい。
【００６１】
・ 周囲にコーティングを施したグラファイト２３をまぶす際、そのコーティング材の材料は銀に限定されず、例えば錫等の他の材料を用いてもよい。
・ 銀メッキ８の表面８ａに錫メッキ２４を施し、錫メッキ２４を高温化処理で溶融してグラファイト９を銀メッキ８に定着する場合、そのメッキ層は錫メッキ２４に限定されない。即ち、銀よりも融点が低く、しかも銀に対して固着し易い材質であれば、メッキ材は特に限定されない。
【００６２】
・ 母材２のメッキ方法は電気メッキに限らず、例えば化学メッキ、溶融メッキ、物理蒸着、化学蒸着、浸透メッキ等を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００６３】
（１）請求項２〜１０のいずれかにおいて、前記グラファイトを含む金属メッキ液に前記母材を浸して当該母材を通電する電気メッキによって、グラファイト含有の前記金属メッキが該母材の表面に形成されている。この場合、電気メッキによって金属メッキを形成するので、ほぼ均一に安定した金属メッキを母材の表面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】一実施形態における電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図２】（ａ）は高温化処理を行う前の電気接点材料の断面図、（ｂ）は高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図３】レーザ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図４】炉装置の概略構成を示す模式構成図。
【図５】（ａ）はグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の電気接点材料の断面図であり、（ｂ）はまぶし処理を施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図６】表面グラファイト面積比とその耐久回数との関係を示すグラフ。
【図７】（ａ）は銀コーティングの施されたグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の電気接点材料の断面図、（ｂ）はまぶし処理を施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【図８】（ａ）は銀メッキの表面に錫メッキを施した際の電気接点材料の断面図、（ｂ）は錫メッキを施して高温化処理を行った後の電気接点材料の断面図。
【符号の説明】
【００６５】
２…金属体を構成する母材、８…金属体（金属メッキ）を構成する銀メッキ、８ａ…表面１０…電気接点材料、９，２２，２３…グラファイト、１８…炉、２３ａ…コーティング材としての銀コーティング、２４…錫薄膜としての錫メッキ、２４ａ…錫。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面を溶融して該表面上の前記グラファイトを前記金属体に定着させることを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項２】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキで前記金属体を形成し、当該金属体に高温化処理を施して前記金属メッキの表面を溶融し、当該金属メッキに前記グラファイトを定着させることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項３】
前記高温化処理は、前記金属体の表面にレーザを照射することによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項４】
前記高温化処理は、前記金属体を炉に入れて熱を加えることによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項５】
前記高温化処理は、気体中の酸素割合が低い非酸化雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項６】
前記金属メッキには、グラファイトが含有されていることを特徴とする請求項２〜５のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項７】
前記グラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項８】
前記金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着したグラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項９】
前記金属メッキの表面に少なくとも錫を含有した錫薄膜を形成し、当該錫薄膜を形成した後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項１０】
前記金属メッキは銀メッキであることを特徴とする請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項１１】
グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面が溶融されることで該表面上の前記グラファイトが前記金属体に定着されていることを特徴とする電気接点材料。
【請求項１】
グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面を溶融して該表面上の前記グラファイトを前記金属体に定着させることを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項２】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキで前記金属体を形成し、当該金属体に高温化処理を施して前記金属メッキの表面を溶融し、当該金属メッキに前記グラファイトを定着させることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項３】
前記高温化処理は、前記金属体の表面にレーザを照射することによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項４】
前記高温化処理は、前記金属体を炉に入れて熱を加えることによって前記金属体の表面を溶融する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項５】
前記高温化処理は、気体中の酸素割合が低い非酸化雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項６】
前記金属メッキには、グラファイトが含有されていることを特徴とする請求項２〜５のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項７】
前記グラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項８】
前記金属メッキに対して親和性の高いコーティング材が付着したグラファイトの粉末を前記金属メッキの表面にまぶし、当該まぶしを行った後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜６のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項９】
前記金属メッキの表面に少なくとも錫を含有した錫薄膜を形成し、当該錫薄膜を形成した後に前記高温化処理を実施することを特徴とする請求項２〜８のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項１０】
前記金属メッキは銀メッキであることを特徴とする請求項２〜９のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項１１】
グラファイトを含む金属体に高温化処理を施し、当該金属体の表面が溶融されることで該表面上の前記グラファイトが前記金属体に定着されていることを特徴とする電気接点材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−４２３８８（Ｐ２００７−４２３８８Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４５０８（Ｐ２００５−２２４５０８）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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