JP2006288011A

JP2006288011A - 電気機械用ブラシ

Info

Publication number: JP2006288011A
Application number: JP2005101636A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sukai; 博之須貝
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】長寿命な電気機械用ブラシを提供する。
【解決手段】本電気機械用ブラシは、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑材１〜８重量％含む導電層と、当接する整流子の摺動面に沿うように導電層間に設けられかつこの導電層の主成分に外率で研摩材１〜１０重量％添加してなる研磨層を少なくとも１層備える。
【選択図】図１

Description

本発明は電気機械用ブラシに係り、特に研摩材を含む研磨層が積層された電気機械用ブラシに関する。

小形モーターなどに使用される電気機械用ブラシ（以下ブラシと呼ぶ）は、一般に、金属粉末及び黒鉛粉末を主成分とした導電性組成物を加圧成形し、この加圧成形体を焼成することによって製造されている。このようにして製造されたブラシは、小型化、高出力化、高速回転化が進んでおり、摺動することによって摩耗し、相手材となる整流子に黒鉛や酸化銅等で形成される酸化膜を生成させる。

経時により整流子摺動面に生成される酸化膜が徐々に厚くなることと、整流子自体の酸化も進むため、徐々に接触抵抗や摩擦係数が高くなり、摩耗が促進され、寿命が短くなる問題がある。

そこで、ブラシには、ブラシが摺動する整流子の摺動面に形成される抵抗に高い過剰皮膜を除去すること、ブラシ自身の電気伝導度が高いこと、整流が良好なことが要求されている。

なお、銅被覆黒鉛粒子からなる層と銅粉及び黒鉛粉の混合物からなる層を当接する整流子の摺動面と垂直方向に交互に積層し、皮膜調整作用を持たせたブラシが提案されている（特許文献１）。しかし、このブラシは皮膜調整作用を有する銅被覆黒鉛粒子からなる層を整流子の摺動面と垂直方向に交互に積層しているので、整流子との接触面積が小さく十分な皮膜調整作用が得られず、長寿命化が期待できない。
特開昭６３−３０２７４４号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、長寿命な電気機械用ブラシを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る電気機械用ブラシは、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑材１〜８重量％含む導電層と、当接する整流子の摺動面に沿うように前記導電層間に設けられかつこの導電層の主成分に外率で研磨材１〜１０重量％添加してなる研磨層を少なくとも１層備えたことを特徴とする。

本発明に係る電気機械用ブラシによれば、長寿命な電気機械用ブラシを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る電気機械用ブラシについて添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る電気機械用ブラシの概念図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気機械用ブラシ１は、直方体形状をなし、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑材としてＭｏＳ_２１〜８重量％含む導電層２と、当接する整流子５の摺動面に沿うように導電層２間に積層するように設けられた研磨層３と、導電層２の一端に設けられたリード線４からなっている。

研磨層３の成分は、導電層２の主成分に研摩材としてＷＣを外率で１〜１０重量％添加してなっており、電気伝導度は導電層２と大差はない。なお、潤滑材としてはＭｏＳ_２のほかに、ＷＳ_２、ＢＮ等が好ましく、また、研摩材としてＷＣのほかに、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ等が好ましい。

ＷＣの添加量が１重量％より小さいと、皮膜調整作用が発揮されず、ＷＣの添加量が１０重量％を超えると、整流子の摺動面を傷つける原因となる。

また、ＷＣを添加することにより、研磨層の電気伝導度が変化（低下）しないように、また、組成物間の結合が弱くなり、強度が低下しないように、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％の範囲内で、導電層２の銅含有量よりも多少含有量を増加させるのが好ましい。

なお、研磨層３は導電層２に全面に渡って積層されていても、図２のように導電層２の一部の面に積層されていても同様の効果が得られる。

上記のような積層からなる本発明に係る電気機械用ブラシ１は、導電層２は整流子５側に流れる電気伝導度が大きく、さらに、経時的に整流子５摺動面に酸化膜が徐々に厚く形成されても、研摩材としてＷＣを含む研磨層３が整流子５の摺動面に沿うように積層されているので、整流子５の摺動面の全面に渡って当接して、生成される酸化膜を全面に渡ってタイムリーに研磨することができる。

従って、酸化膜が厚くなり過ぎて剥離しその部分に電流が集中し整流特性を悪化させることもなく、また、研磨層３の成分は、導電層２の主成分に研摩材としてＷＣを１〜１０重量％添加してなっており、電気伝導度は導電層２と大差なく、研磨層３による整流子５の酸化膜研磨時にも、給電量が低下することがほとんどない。さらに、接触抵抗や摩擦係数の上昇を回避することができ、ブラシ摩耗量の減少を抑制することができる。

本発明に係る電気機械用ブラシは、例えば、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率でＭｏＳ_２１〜８重量％にバインダを添加し、混練・造粒し、導電層の組成物層を作り、さらに、この組成物層の上に積層するように、銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率でＭｏＳ_２１〜８重量％、ＷＣ１〜１０重量％にバインダを添加して、研磨層の組成物層を作り、さらに、この組成物層の上に上記導電層の組成物層を作り、加圧成形し、この加圧成形体を焼成することによって製造されている。

上記実施形態の電気機械用ブラシによれば、導電層に研磨層により、整流子の摺動面に生成された酸化膜をタイムリーに研磨することができ、長寿命化が実現される。

本発明に係る電気機械用ブラシを用いて寿命試験を行い、従来のブラシと寿命を比較した。
試験条件
ブラシサイズ：５×１１×１５ｍｍ
整流子周速：７ｍ／ｓｅｃ
電流：１０Ａ／ｃｍ^２
導電層成分：Ｃｕ３０重量％、ＭｏＳ２４重量％、残部Ｃ
研磨層成分Ｃｕ３０重量％、ＭｏＳ２４重量％、ＷＣ５重量％残部Ｃ

結果：表１に示す。

実施例は、研磨層を有しない従来例に比べて、１５．５％寿命が延びた。

本発明の一実施形態に係る電気機械用ブラシの概念図。本発明の他の実施形態に係る電気機械用ブラシの概念図。

符号の説明

１電気機械用ブラシ
２導電層
３研磨層
４リード線

Claims

銅含有量０〜８０重量％、黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑材１〜８重量％含む導電層と、当接する整流子の摺動面に沿うように前記導電層間に設けられかつこの導電層の主成分に外率で研磨材１〜１０重量％添加してなる研磨層を少なくとも１層備えたことを特徴とする電気機械用ブラシ。