CN103404008A - 燃料泵用的碳刷及其制造方法 - Google Patents

燃料泵用的碳刷及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103404008A
CN103404008A CN2011800660063A CN201180066006A CN103404008A CN 103404008 A CN103404008 A CN 103404008A CN 2011800660063 A CN2011800660063 A CN 2011800660063A CN 201180066006 A CN201180066006 A CN 201180066006A CN 103404008 A CN103404008 A CN 103404008A
Authority
CN
China
Prior art keywords
brush
carbon
petrolift
carbon brush
ketone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800660063A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103404008B (zh
Inventor
西尾诚
中川慎也
大井清利
村上洋一
福塚隆司
本保亮一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN103404008A publication Critical patent/CN103404008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103404008B publication Critical patent/CN103404008B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • H01R39/22—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof incorporating lubricating or polishing ingredient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/022—Details for dynamo electric machines characterised by the materials used, e.g. ceramics
    • H01R39/025—Conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

本发明的燃料泵用的碳刷具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，刷子主体以碳和聚醚醚酮为主成分。即使在高电压下使燃料泵发动机工作，也不会发生异常磨损。

Description

燃料泵用的碳刷及其制造方法
技术领域
本发明涉及燃料泵用的碳刷及其制造方法。
背景技术
在液体燃料中使用的碳刷被组装在燃料泵发动机中并在液体燃料中作为滑动对象来滑动整流子。在燃料泵用的碳刷中，由于在刷子与整流子之间存在液体燃料，因此电接触不稳定。因而，在刷子与整流子之间易产生火花，火花的产生在刷子和整流子片分离的滑动后端处特别显著。在以往的碳刷中，粘合剂的酚醛树脂由于在高温下进行烘烤，因此几乎全部发生碳化，利用酚醛树脂的碳化物将作为刷子组织的主要成分的碳粒结合。当产生火花时，酚醛树脂碳化物被火花烧损，结果碳粒脱落、刷子发生磨损。
在燃料泵发动机以低电压进行工作的期间，由于火花的产生少，因此磨损也不会变大，但当超过某电压时，碳的脱落会急剧地增多，在滑动后端处发生表面粗糙、凹凸变得严重。这样的话，火花变得更容易产生、表面粗糙变得更明显、刷子急剧地发生磨损。如上所述，当在高负荷状态下以高电压使燃料泵发动机工作时，会发生刷子在短时间内异常磨损的所谓的异常磨损。刷子与整流子的寿命是燃料泵的重要功能之一，因此有必要确实地排除异常磨损。近年的燃料泵发动机由于要求为小型且高燃料压力，因此为了使其更高速地旋转，多在高负荷状态下进行工作。因而，发生异常磨损的风险增大，成为设计上很令人担忧的问题。
当示出相关的现有技术时，专利文献1（JP2007-300748A）公开了通过在燃料泵用的碳刷中添加1～10质量%的TiO2来抑制整流火花。另外，专利文献2（JP2008-43028A）公开了通过在碳刷中添加5～30质量%的蒙脱石或纤维状的钛酸钾来抑制整流火花。但是，根据本发明者们的实验可知，专利文献1、2的碳刷对于防止在高电压下使燃料泵发动机工作时的异常磨损是不充分的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP2007-300748A
专利文献2:JP2008-43028A
发明内容
发明预解决的课题
本发明的课题在于提供即使在高电压下使燃料泵发动机工作，也不会发生异常磨损的碳刷。
用于解决课题的方法
本发明涉及一种燃料泵用的碳刷，其具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体为碳和聚醚醚酮PEEK（[－O－φ－O－φ－CO－φ]n：φ是苯环，n是聚合度、例如100～1000左右）。聚醚醚酮是熔点为334℃、玻璃化转移点为143℃的耐热性高的热塑性树脂。聚醚醚酮由于耐热性高，因此不易因与整流子之间的火花放电而烧损。因此，当使其含有在燃料泵用的碳刷中时，可以防止刷子的异常磨损、增加刷子的耐久性。另外，刷子主体中的聚醚醚酮的含量优选为5质量%～30质量%，不足5质量%时，由于刷子的强度不足，因此缺乏耐久性，超过30质量%时，刷子的导电性降低。刷子主体中的碳可以是电石墨等人造石墨或非晶质碳，优选是廉价且滑动性优异的天然石墨。
聚醚醚酮的平均粒径例如为5μm～50μm、优选为15μm～35μm、最优选为20μm～30μm。聚醚醚酮由于将碳粒间键合，因此过大的粒子作为粘合剂效率不高。因此，平均粒径优选为50μm以下、更优选为35μm以下、特别优选为30μm以下。聚醚醚酮的平均粒径的最佳值在25μm附近，平均粒径优选为15μm以上、特别优选为20μm以上。
平均粒径过小的聚醚醚酮防止异常磨损的能力不充分，而平均粒径过大的聚醚醚酮作为粘合剂效率不高。因此，对优选平均粒径为15μm～35μm、特别优选平均粒径为20μm～30μm的聚醚醚酮与碳的混合粉体进行压缩成型。
另外，本发明还涉及一种燃料泵用的碳刷的制造方法，所述燃料泵用的碳刷具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体如下制造：对以碳和聚醚醚酮为主成分的混合粉体进行压缩成型，在聚醚醚酮的熔点即334℃～500℃的温度下进行烘烤来制造。其中，压缩成型和烘烤可以在同一模具内进行，也可以是将刷子主体从压缩成型的模具中取出后采用另外的步骤进行，烘烤气氛为空气中、氮气中、还原气氛中等的任意气氛。聚醚醚酮在500℃以下的烘烤中实质上不会分解，但优选烘烤温度为熔点的334℃～400℃。
发明效果
本发明可以防止燃料泵用碳刷的异常磨损、提高燃料泵的可靠性。
附图说明
图1为实施例的碳刷的正视图。
图2为表示实施例与比较例中的碳刷的磨损量的特性图。
图3为表示实施例与比较例中的整流子的磨损量的特性图。
具体实施方式
以下示出用于实施本发明的最佳实施例。本发明并不限定于实施例，其根据权利要求的范围确定，并且本领域技术人员可对实施例加入公知项目以进行变形。
实施例
相对于平均粒径为30μm的天然石墨粉末92质量%，配合平均粒径为25μm的PEEK（聚醚醚酮）树脂8质量%，利用混合机均匀地混合，得到配合粉。利用粉末压缩成型机以3×104N/cm2的压力对该配合粉进行成型，将配合粉成型得到的成型品从模具中取出，在空气中、350℃（最高温度的保持时间为60分钟）下进行热处理，得到刷子原材料。利用切削加工机将该刷子加工成图1的形状，利用铜粉固定安装导线，制成刷子完成品。PEEK是[－O－φ－φ－CO－φ－]n（φ为苯环）结构的热塑性树脂，熔点为334℃、玻璃化转移点为143℃。通过350℃下的烘烤，PEEK粒子发生熔融而将天然石墨粒子之间连接。另外，烘烤环境气氛是任意的、烘烤时的最高温度为PEEK的熔点即334℃以上，且为了避免PEEK的热分解，优选在500℃以下进行烘烤、特别优选在400℃以下进行烘烤。另外，PEEK的含量相对于刷子主体优选为5质量%～30质量%，碳优选为天然石墨，但也可以是非晶质碳或电石墨等人造石墨。烘烤温度优选为聚醚醚酮的熔点即334℃以上且500℃以下，特别优选为聚醚醚酮的熔点以上且400℃以下。图1示出了碳刷2的结构，4为上述的刷子主体、6为导线、8为与整流子的滑动面。
制造比较例的碳刷。利用混合机在平均粒径为30μm的天然石墨粉末80质量%中混炼在甲醇中溶化有相对于天然石墨80质量%为20质量%的酚醛树脂蜡的液体，进行干燥、粉碎，使其通过开口的一边为198μm的筛子，得到配合粉。利用粉末压缩成型机在3×104N/cm2的压力下对该配合粉进行成型，在还原气氛中利用电炉加热至800℃进行烘烤，得到刷子原材料。其他与实施例同样地制作比较例的碳刷。
在以下的条件下对实施例和比较例的碳刷进行试验。将碳刷组装到具备碳整流子的燃料泵发动机中，接着将该发动机组装到燃料泵中。对浸渍于常规汽油中的燃料泵最初施加14V的电压，每经过48小时上升1V的电压，每48小时施加恒定的电压使其工作。使最终的施加电压为19V、总运行时间为288小时，用2个泵进行试验，每经过48小时暂时停止发动机，测定碳刷的磨损量和整流子的磨损量。将碳刷的磨损量示于图2、将整流子的磨损量示于图3。
由图2、图3可知，比较例中当使施加于燃料泵发动机的电压为16V以上时，碳刷、整流子同时发生异常磨损。实施例中随着时间流逝虽然碳刷及整流子的磨损量增大，但未达到异常磨损。如此通过使用聚醚醚酮作为粘合剂，可以防止在高负荷时、高电压下使燃料泵发动机工作时的异常磨损。
符号说明
2      碳刷
4      刷子主体
6      导线
8      滑动面

Claims (6)

1.一种燃料泵用的碳刷，其具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体以碳和聚醚醚酮为主成分。
2.根据权利要求1所述的燃料泵用的碳刷，其特征在于，刷子主体中的聚醚醚酮的含量为5质量%～30质量%。
3.根据权利要求1或2所述的燃料泵用的碳刷，其特征在于，刷子主体中的碳为天然石墨。
4.根据权利要求3所述的燃料泵用的碳刷，其特征在于，所述聚醚醚酮的平均粒径为15～35μm。
5.一种燃料泵用的碳刷的制造方法，所述燃料泵用的碳刷具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体如下制造：对以碳和聚醚醚酮为主成分的混合粉体进行压缩成型，在334℃～500℃的温度下进行烘烤来制造。
6.根据权利要求5所述的燃料泵用的碳刷的制造方法，其特征在于，对平均粒径为15～35μm的聚醚醚酮和碳的混合粉体进行压缩成型。
CN201180066006.3A 2011-01-27 2011-12-15 燃料泵用的碳刷及其制造方法 Active CN103404008B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011014803 2011-01-27
JP2011-014803 2011-01-27
PCT/JP2011/079067 WO2012101924A1 (ja) 2011-01-27 2011-12-15 燃料ポンプ用のカーボンブラシとその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103404008A true CN103404008A (zh) 2013-11-20
CN103404008B CN103404008B (zh) 2016-06-08

Family

ID=46580507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180066006.3A Active CN103404008B (zh) 2011-01-27 2011-12-15 燃料泵用的碳刷及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9337599B2 (zh)
JP (1) JP6137835B2 (zh)
CN (1) CN103404008B (zh)
DE (1) DE112011104794T5 (zh)
WO (1) WO2012101924A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106370232A (zh) * 2016-09-29 2017-02-01 联合汽车电子有限公司 燃油泵碳刷异常磨损检测系统及其检测方法
CN111434013A (zh) * 2017-12-01 2020-07-17 特耐斯株式会社 汽车电装用电机的刷子

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2986919B1 (fr) * 2012-02-10 2016-04-22 Converteam Tech Ltd Moteur electrique a grande vitesse

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63283449A (ja) * 1987-05-12 1988-11-21 Nippon Steel Chem Co Ltd 回転電機用カ−ボンブラシ
JPS6426344A (en) * 1987-07-20 1989-01-27 Fuji Kako Kk Electric brush
JPH01313867A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 樹脂ボンドブラシ
JPH063334A (ja) * 1992-06-24 1994-01-11 Kawasaki Steel Corp ２探触子超音波探傷方法
JPH10134921A (ja) * 1996-11-05 1998-05-22 Denso Corp 電気ブラシ
JP2000201455A (ja) * 1999-01-06 2000-07-18 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 回転電機の接地ブラシ装置
CN101647179A (zh) * 2007-04-06 2010-02-10 东炭化工株式会社 燃料泵用碳整流器和碳刷，以及组装有碳整流器和碳刷的燃料泵

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929404A (en) * 1984-09-25 1990-05-29 Mitsubishi Petrochemical Company Limited Graphitic or carbonaceous moldings and processes for producing the same
JPS63334A (ja) * 1986-06-20 1988-01-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 樹脂ボンド炭素成形品の製造方法
JP2002039062A (ja) * 2000-07-26 2002-02-06 Toyota Industries Corp 圧縮機
US7008989B2 (en) * 2000-11-14 2006-03-07 Coltec Industrial Products, Inc. Abrasion-resistant polytetrafluoroethylene tape
JP2005204387A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Denso Corp 整流子とそれを用いた電動機および燃料ポンプ
JP2007134196A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Alps Electric Co Ltd 導電膜、導電性塗料、およびこれらの製造方法
JP2007300748A (ja) 2006-05-01 2007-11-15 Toraisu Kk カーボンブラシとカーボンコンミュテータ及び燃料噴射ポンプ
JP2008043028A (ja) 2006-08-04 2008-02-21 Toraisu Kk カーボンブラシ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63283449A (ja) * 1987-05-12 1988-11-21 Nippon Steel Chem Co Ltd 回転電機用カ−ボンブラシ
JPS6426344A (en) * 1987-07-20 1989-01-27 Fuji Kako Kk Electric brush
JPH01313867A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 樹脂ボンドブラシ
JPH063334A (ja) * 1992-06-24 1994-01-11 Kawasaki Steel Corp ２探触子超音波探傷方法
JPH10134921A (ja) * 1996-11-05 1998-05-22 Denso Corp 電気ブラシ
JP2000201455A (ja) * 1999-01-06 2000-07-18 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 回転電機の接地ブラシ装置
CN101647179A (zh) * 2007-04-06 2010-02-10 东炭化工株式会社 燃料泵用碳整流器和碳刷，以及组装有碳整流器和碳刷的燃料泵

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106370232A (zh) * 2016-09-29 2017-02-01 联合汽车电子有限公司 燃油泵碳刷异常磨损检测系统及其检测方法
CN111434013A (zh) * 2017-12-01 2020-07-17 特耐斯株式会社 汽车电装用电机的刷子

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012101924A1 (ja) 2012-08-02
JPWO2012101924A1 (ja) 2014-06-30
CN103404008B (zh) 2016-06-08
US20130300251A1 (en) 2013-11-14
US9337599B2 (en) 2016-05-10
JP6137835B2 (ja) 2017-05-31
DE112011104794T5 (de) 2013-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102130407B (zh) 一种卡车起动电机用碳刷及其制造方法和应用
CN106233590B (zh) 树脂结合碳质电刷及其制造方法
EP2555391A1 (en) Carbon brush
CN104901116A (zh) 一种掺混纳米铜的低磨损电机用碳刷及其制备方法
CN103404008A (zh) 燃料泵用的碳刷及其制造方法
JP5015137B2 (ja) モールド整流子の製造方法
JP6456142B2 (ja) 金属炭素質ブラシおよびその製造方法
US20150284251A1 (en) Carbon Product
JP2007325401A (ja) カーボンブラシ及びその製造方法
CN105036747A (zh) 一种掺混纳米羟基磷灰石的高致密度电机碳刷材料及其制备方法
CN107431323A (zh) 碳复合材料用于制造用于燃料泵的电气接触元件的用途和接触元件的用途
US7094366B2 (en) Resin-bonded graphite material, method for the production of a resin bonded graphite material and use thereof
JP2021508913A (ja) カーボンブラシ及びその製造方法
CN111512503B (zh) 碳刷和生产方法
CN104993350A (zh) 一种高耐磨电刷及其制备方法
KR102506927B1 (ko) 카본 브러시 및 그의 제조 방법
CN104901117A (zh) 一种掺混六钛酸钾晶须的防过热跳火电机用碳刷及其制备方法
JP2008154368A (ja) 整流子
CN103811968A (zh) 一种软质电刷的生产工艺
CN104882756A (zh) 一种高防水金属石墨电刷材料及其制备方法
JP2775902B2 (ja) 金属黒鉛質ブラシの製造法
JPS5829586B2 (ja) デンサツシオヨビソノ セイゾウホウホウ
KR100225509B1 (ko) 직류 전동기용 브러시의 제조방법
JP2007159283A (ja) 樹脂結合質カーボンブラシ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230705

Address after: Aichi Prefecture, Japan

Patentee after: AISAN KOGYO Kabushiki Kaisha

Address before: Aichi Prefecture, Japan

Patentee before: DENSO Corp.

TR01 Transfer of patent right