JP2007028840A

JP2007028840A - ブラシ

Info

Publication number: JP2007028840A
Application number: JP2005209934A
Authority: JP
Inventors: Yuji Saito; 雄次斉藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】面倒な寸法測定作業が不要で、運転時においても低抵抗層と該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層の境界面を目視にて簡単に確認することが可能なブラシを提供する。
【解決手段】高抵抗層、中抵抗層及び低抵抗層を含む３層構造からなるブラシにおいて、このうち低抵抗層にはリード線が接続され、該低抵抗下方には摺動面となる高抵抗層及び中抵抗層が配設され、かつ低抵抗層の平面寸法を、該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層を合わせた平面寸法より小さく形成してなるブラシ。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転時においてもブラシの摩耗量、詳しくは、高抵抗層、中抵抗層及び低抵抗層を含む３層構造からなるブラシにおいて、低抵抗層と該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層との境界面を目視で判断してブラシの摩耗限度を確認することが可能なブラシに関する。

従来の３層構造のブラシの一例として、図３に示すように、リード線１が接続された低抵抗層２、その下方には摺動面となる高抵抗層３及び中抵抗層４が配設したものがある（例えば、本発明者らが先に出願した特許文献１参照）。
特願２００４−１１２００９号

上記に示す構造のブラシは、摺動面の高抵抗層３及び中抵抗層４が摩耗し、低抵抗層２との境界面に達した時点で新しいブラシと交換していた。
境界面に達したか否かを確認するために従来は、適宜ブラシをブラシ保持器から取り出し、その都度寸法を測定して確認するか又は低抵抗層２、高抵抗層３及び中抵抗層４のブラシの配合組成によるわずかな色の違いを目視で判断して確認していた。

しかしながら、前者の方法では測定作業が大変面倒で手間がかかるという問題点があり、一方、後者の方法では使用中にブラシの表面に摩耗した粉末が付着して境界面の位置が不明瞭になり、目視することが困難であるという問題点があった。

本発明は、面倒な寸法測定作業が不要で、運転時においても低抵抗層と該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層の境界面を目視で簡単に確認することが可能なブラシを提供するものである。

本発明は、高抵抗層、中抵抗層及び低抵抗層を含む３層構造からなるブラシにおいて、このうち低抵抗層にはリード線が接続され、該低抵抗層下方には摺動面となる高抵抗層及び中抵抗層が配設され、かつ低抵抗層の平面寸法を、該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層を合わせた平面寸法より小さく形成してなるブラシに関する。

本発明になるブラシは、面倒な寸法測定作業が不要となり、運転時においても低抵抗層と該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層との境界面を目視にて簡単に確認することができ、工業的に極めて好適である。

本発明になるブラシは、図１及び図２に示されるようにリード線１が接続された低抵抗層２、該低抵抗層２下方には摺動面となる高抵抗層３及び中抵抗層４が配設され、、さらに低抵抗層２の平面寸法が該低抵抗層２下方に位置する高抵抗層３及び中抵抗層４を合わせた平面寸法より小さく形成することが必要とされる。

上記の各層における抵抗率は、高抵抗層３＞中抵抗層４＞低抵抗層２の関係を満足していれば特に制約はないが、これらの抵抗率の関係を満足するには、例えば、高抵抗層３の抵抗率は中抵抗層４の抵抗率の２〜２０倍程度が好ましく、４〜１６倍程度がより好ましく、８〜１２倍程度が更に好ましい。

また、低抵抗層２の抵抗率は中抵抗層４の抵抗率の２／３以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、１／３以下がさらに好ましい。なお、中抵抗層４はブラシの性能の大部分を決定する部位であるため、抵抗率は使用される回転電機などの要求特性に合せて設定されるが、一般的には０．１〜３０μΩ・ｍ程度の値である。これらの各層の抵抗率は主に黒鉛を主成分としたブラシに含有させる金属粉の量を調整して適宜選定する。ブラシに含有させる金属粉としては、銅、銀等の粉末が挙げられる。

本発明において、低抵抗層の平面寸法とは、低抵抗層の上下面に位置する平面部分の寸法、即ち、低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層を合わせた平面部分を指すものである。
なお、低抵抗層の平面寸法は、該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層を合わせた平面寸法より小さければ特に制限はない。

以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
平均粒径が５０μｍの天然黒鉛粉（日本黒鉛工業（株）製、商品名ＣＢ−１５０）８０重量部及びレゾール型フェノール樹脂（日立化成工業（株）製、商品名ＶＰ−１１Ｎ）２０重量部を混練した後、６５℃で１６時間乾燥し、その後粉砕して平均粒径が１５０μｍの樹脂処理黒鉛粉を得た。

次に、この樹脂処理黒鉛粉４５重量％及び平均粒径が３５μｍの電解銅粉（福田金属箔工業（株）製、商品名ＣＥ−２５）５５重量％を混合機で３０分間混合して中抵抗層用の粉体を得た。一方、上記で得た樹脂処理黒鉛粉６５重量％及び上記で用いた電解銅粉３５重量％を混合機で３０分間混合して高抵抗層の粉体を得た。
また、上記で得た樹脂処理黒鉛粉３０重量％及び上記で用いた電解銅粉７０重量％を混合機で３０分間混合して低抵抗層の粉体を得た。

上記で得た各々の粉体を金型の所定の位置にそれぞれ別々に充填し、さらに低抵抗層となる箇所にリード線を設置した後、成形プレスで３９２ＭＰａの圧力で一体成形し、その後還元雰囲気中で７００℃まで３時間で昇温し、７００℃で１時間焼結し、次いで所定の形状、即ち、中抵抗層の部分が１６×８×厚さ５．４ｍｍ、高抵抗層の部分が１６×８×厚さ１．６ｍｍ及び低抵抗層の部分が１４×５×厚さ７ｍｍの寸法になるように機械加工して図１及び図２に示す構造のブラシを得た。このブラシの抵抗率を測定したところ高抵抗層は３．５μΩ・ｍ、中抵抗層は０．４μΩ・ｍ及び低抵抗層３は０．１μΩ・ｍであった。

上記の抵抗率の測定は、各々の粉体を単独で上記と同様の条件で成形、焼結後、機械加工して５×５×２０ｍｍの寸法の試験片を作製し、２０ｍｍの方向に１Ａの電流を流した際の１０ｍｍ間の電圧降下を測定し、次式により算出した。ここで、測定用試験片は２０ｍｍ方向を成形加圧直角方向とした。

但し、Ｓは断面積（ｍ^２）、Ｖは電圧降下、Ｉは電流及びＬは電圧降下測定スパンである。

比較例１
低抵抗層２の部分が１６×８×厚さ７ｍｍの寸法になるように機械加工したものを使用した以外は実施例１と同様の工程を経て、図３に示す低抵抗層２が該低抵抗層２下方に位置する高抵抗層３及び中抵抗層４の平面寸法と同等のブラシを得た。

次に、図１及び図２に示す実施例１で得た本発明になるブラシ並びに図３に示す比較例１で得た従来のブラシを各々ブラシ保持器に取り付けて実際にモータを回転させて運転をした結果、本発明の実施例１で得た本発明になるブラシは、低抵抗層２と該低抵抗層２下方の高抵抗層３及び中抵抗層４との境界面を目視ではっきりと確認することができた。これに対し、図３の比較例１で得た従来のブラシは、運転を停止しても境界面を目視で確認することはできなかった。

本発明の一実施例になるブラシの正面図である。図１に示すブラシの平面図である。従来のブラシの正面図である。

符号の説明

１リード線
２低抵抗層
３高抵抗層
４中抵抗層

Claims

高抵抗層、中抵抗層及び低抵抗層の３層構造からなるブラシにおいて、このうち低抵抗層にはリードが接続され、該低抵抗層下方には摺動面となる高抵抗層及び中抵抗層が配設され、かつ低抵抗層の平面寸法を、該低抵抗層下方に位置する高抵抗層及び中抵抗層を合わせた平面寸法より小さく形成してなるブラシ。