JP2641695B2 - Manufacturing method of metallic graphite brush - Google Patents

Manufacturing method of metallic graphite brush

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JP2641695B2 JP35352193A JP35352193A JP2641695B2 JP 2641695 B2 JP2641695 B2 JP 2641695B2 JP 35352193 A JP35352193 A JP 35352193A JP 35352193 A JP35352193 A JP 35352193A JP 2641695 B2 JP2641695 B2 JP 2641695B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属黒鉛質ブラシの製
造方法に関し、特に、ブラシ構成物である金属黒鉛質の
摩擦係数を低減させるとともに、結合強度を高めるため
に、特定の黒鉛結合剤を特定量で用いた金属黒鉛質ブラ
シの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a metallic graphite brush, and more particularly, to a specific graphite binder for reducing the friction coefficient of metallic graphite which is a component of the brush and increasing the bonding strength. The present invention relates to a method for producing a metal-graphite brush using a specific amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術として代表的な金属黒鉛質ブ
ラシの製造方法は、日本国特許公開第90−51345
号公報に開示されている。この特許は、モータ等の回転
機器の整流子面に、表皮膜が過剰に生成されるのを未然
に防止し、容量が大きい高速回転でのブラシ磨耗を少な
くして、寿命を長くする黒鉛質ブラシ製造方法に関す
る。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Publication No. 90-51345 discloses a method for manufacturing a metallic graphite brush, which is a typical prior art.
No. 6,086,045. This patent is a graphite material that prevents the surface film from being excessively formed on the commutator surface of rotating devices such as motors, reduces brush wear at high speed rotation with large capacity, and prolongs the service life. The present invention relates to a brush manufacturing method.

【0003】すなわち、このようなブラシ製造方法で
は、各々直径50μm以下のα-アルミニューム練磨
剤、二硫化モリブデン(MoS2)および二硫化タング
ステン(WS2)の粉末と結合剤溶液とを混合して、7
0〜300μmの粒子を製造し、人造黒鉛粉70重量%
に、結合剤としてノボラック型フェノール樹脂およびメ
タノールを加えて混練した後、粉砕して粒径100μm
の粉体を製造し、黒鉛粉に対して練磨剤+潤滑剤+結合
剤が0.5〜15重量%の量で配合される配合物を、
0.25ton/cm2の圧力で成形し、ついで700℃
で焼成している。
That is, in such a brush manufacturing method, powders of α-aluminum abrasive, molybdenum disulfide (MoS 2 ) and tungsten disulfide (WS 2 ) each having a diameter of 50 μm or less are mixed with a binder solution. And 7
Manufacture 0-300 μm particles, 70% by weight of artificial graphite powder
And a novolak-type phenol resin as a binder and methanol were added and kneaded, and then pulverized to a particle size of 100 μm.
A powder is prepared by mixing a graphite powder with a grinding agent + a lubricant + a binder in an amount of 0.5 to 15% by weight,
Molded at a pressure of 0.25 ton / cm 2 ,
Firing.

【0004】一方、従来の回転機器用、特に小型自動車
に用いられる小型モータ用の金属黒鉛質ブラシ製造方法
では、望まれる出力特性および耐久特性に応じて、金属
成分量を変更していた。例えば、もし高出力が望まれる
ときには、金属を60〜90重量%の量で添加し、高耐
久性が望まれるときには、金属を10〜50重量%の量
で添加していた。加えて、潤滑性を向上させるために、
黒鉛として天然黒鉛を使用していた。
On the other hand, in the conventional method of manufacturing a metallic graphite brush for rotating equipment, particularly for a small motor used in a small car, the amount of the metal component is changed in accordance with desired output characteristics and durability characteristics. For example, if a high output is desired, the metal is added in an amount of 60 to 90% by weight, and if a high durability is desired, the metal is added in an amount of 10 to 50% by weight. In addition, in order to improve lubricity,
Natural graphite was used as graphite.

【0005】さらに、ブラシの耐久性および高出力、モ
ータの騒音低減特性を向上させるために、結合剤の量
と、結合剤としての樹脂の種類、例えばノボラック型フ
ェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ビスフェノ
ール樹脂A型およびエポキシ−樹脂等とを選択すること
により、結合強度および気孔率を調整していた。
Further, in order to improve the durability and high output of the brush and the noise reduction characteristics of the motor, the amount of the binder and the type of the resin as the binder, for example, novolak type phenol resin, resol type phenol resin, bisphenol By selecting resin A type and epoxy-resin, etc., the bond strength and porosity were adjusted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の金属黒鉛質ブラシ製造方法の内、モータの出力特性
を向上させるために、金属含有量を増加させる方法で
は、ブラシの金属含有量を増加させると、ブラシの抵抗
率は低減するものの、ブラシの耐磨耗性およびモータ騒
音低減特性に悪影響を及ぼすという問題点があった。
However, in such a conventional method of manufacturing a metallic graphite brush, in order to improve the output characteristics of the motor, the method of increasing the metal content is not suitable for reducing the metal content of the brush. When the value is increased, the resistivity of the brush is reduced, but the abrasion resistance of the brush and the motor noise reduction characteristics are adversely affected.

【0007】さらに、ブラシを焼成した後、結合強度を
向上させるために、さらに結合剤を添加する場合、添加
量が多くなれば、結合強度は向上する。しかしながらこ
の場合には、ブラシの収縮が大きく気孔率が減少するた
め、ブラシの摩擦係数が増加し、ブラシによるモータ騒
音が大きくなる現象が現れた。ところで、結合剤は種類
別に特定の異なる炭素含有量を有しており、結合剤の種
類を変更すると、製造されるブラシの気孔率以外にも、
この炭素含有量の差異による結合剤由来の炭素量、即ち
非晶質炭素(hard carbon )量等が影響される。結合剤
の種類および量に依存する非晶質炭素量が多過ぎると、
ブラシの電気抵抗は気孔率が減少したとしても増加し、
かつモータ騒音も甚だしくなる。これは、整流子の黒鉛
と潤滑油とからなる皮膜の除去錬磨剤として作用する非
晶質炭素が多量であり、過度に皮膜が除去されるためで
あるまた、単独の樹脂からなる結合剤を充分な結合強
度が得られる量で使用した場合、所望の気孔率が得られ
たとしても、結合剤由来の炭素量の変動幅が制限され
る。したがって、所望の結合強度および気孔率が実現で
きる従来の結合剤量では、非晶質炭素量を制御して、過
剰な皮膜の除去により適量の黒鉛/潤滑油皮膜を形成
し、よって整流子としてのブラシの電気抵抗を低減して
円滑な電流供給を行い、かつその皮膜の潤滑作用でモー
タ騒音を低減できるようにすることが困難であった。
Further, when a binder is further added to improve the bonding strength after firing the brush, the bonding strength is improved as the amount of addition increases. However, this
In the case of (1), since the brush shrinks greatly and the porosity decreases, the friction coefficient of the brush increases, and a phenomenon that the motor noise caused by the brush increases appears. By the way, the type of binder
Separately have a specific different carbon content, the binder species
By changing the type, besides the porosity of the manufactured brush,
The amount of carbon derived from the binder due to this difference in carbon content, that is,
The amount of amorphous carbon (hard carbon) is affected. Binder
If the amount of amorphous carbon depends on the type and amount of
The electrical resistance of the brush increases even if the porosity decreases,
In addition, the motor noise becomes extremely large. This is commutator graphite
Acting as a polishing agent for removing the film consisting of oil and lubricating oil
Because a large amount of crystalline carbon removes the film excessively
There is . In addition, a binder made of a single resin must have sufficient binding strength.
When used in an amount that provides the desired porosity, the desired porosity can be obtained.
Even so, the range of variation in the amount of carbon derived from the binder is limited.
You. Therefore, the desired bond strength and porosity can be achieved.
With the conventional binder amount that can be controlled, the amount of amorphous carbon is controlled
Removes excess film to form an appropriate amount of graphite / lubricant film
And thus reduce the electrical resistance of the brush as a commutator
Smooth current supply and lubrication of the film
It was difficult to reduce noise.

【0008】なお、このような従来技術の問題点を解決
する方法として、従来では、摩擦係数を低くするため
に、金属の含有量を小さくし、接触電圧の変動を少なく
するために、純粋な黒鉛質を使用し、耐熱磨耗性を高め
るために潤滑剤として二硫化モリブデン等を使用し、結
合強度を高めるためにフェノール樹脂の結合剤を、1種
または2種利用する方法も採用されていた。
Incidentally, as a method of solving such a problem of the prior art, conventionally, in order to reduce the coefficient of friction, the content of the metal is reduced, and in order to reduce the fluctuation of the contact voltage, a pure metal is used. A method of using graphite, molybdenum disulfide or the like as a lubricant to enhance heat and wear resistance, and a method of using one or two phenolic resin binders to increase bonding strength was also adopted. .

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明の目的は、金属黒鉛質ブラシの製
造方法であって、騒音低減特性に重要な要素である摩擦
係数と、出力特性に重要な要素である抵抗率を低減させ
ることが可能な金属黒鉛質ブラシ製造方法を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metallic graphite brush, in which a friction coefficient which is an important factor for noise reduction characteristics and a resistivity which is an important factor for output characteristics are reduced. It is an object of the present invention to provide a method for producing a metallic graphite brush.

【0010】本発明の他の目的は、結合剤の炭素量を調
整し、ブラシの構成物である金属黒鉛質の結合強度を向
上させ、かつブラシの摩擦係数を低減して、モータの騒
音低減特性を向上させることが可能な金属黒鉛質ブラシ
の製造方法を提示することにある。
Another object of the present invention is to reduce the noise of the motor by adjusting the carbon content of the binder, improving the bonding strength of the metallic graphite which is a constituent of the brush, and reducing the friction coefficient of the brush. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metallic graphite brush capable of improving characteristics.

【0011】また、本発明のさらに他の目的は、ブラシ
用組成物に含まれる添加剤が、各々1.5重量%の二硫
化モリブデンと、1重量%の鉛とからなり、特に結合剤
はノボラック型フェノール樹脂と、フルフラール樹脂が
50:50で含まれ、かつ黒鉛粉に対して7.5重量%
添加され、これによって、製品強度を向上させることが
可能な金属黒鉛質ブラシ製造方法を提示することにあ
る。
Still another object of the present invention is that the additives contained in the brush composition are each composed of 1.5% by weight of molybdenum disulfide and 1% by weight of lead. Novolak-type phenol resin and furfural resin are contained in a ratio of 50:50, and 7.5% by weight based on graphite powder.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a metallic graphite brush which can be added to thereby improve product strength.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の金属黒鉛質ブラシ製造方法は、以下
の工程を含んでいる。 イ)55〜70重量%の天然黒鉛粉と、25〜40重量
%の電解銅粉と、1〜5重量%の潤滑剤としての二硫化
モリブデンおよび鉛と、ノボラック型フェノール樹脂お
よびフルフラール樹脂を含み、前記天然黒鉛粉に対して
1〜15重量%の結合剤としての混合樹脂粉末と、を製
造する工程; ロ)前記天然黒鉛粉と前記混合樹脂粉末とを湿式混合
し、任意に造粒して粒径200μm以下の粉末を製造す
る工程;および ハ)前記工程ロ)で得られた材料と、他の原料とを混合
して得られた組成物を圧力2〜3ton/cm2にて加圧
成形した後に、温度600〜800℃で焼成し、この際
同時にリード線が付着されるようにする工程 本発明では、銅粉末粒子分布が、平均27μmであり、
原料粉末の混合比が、天然黒鉛62.5重量%、電解銅
粉35重量%、添加剤2.5重量%であり、結合剤とし
て、ノボラック型フェノール樹脂とフルフラール樹脂が
50:50の重量比で混合された混合樹脂が、天然黒鉛
に対して7.5重量%添加されることが好ましい。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a metallic graphite brush according to the present invention includes the following steps. B) 55 to 70% by weight of natural graphite powder, 25 to 40% by weight of electrolytic copper powder, 1 to 5% by weight of molybdenum disulfide and lead as a lubricant, and a novolak type phenol resin and a furfural resin Producing a mixed resin powder as a binder in an amount of 1 to 15% by weight based on the natural graphite powder; b) wet-mixing the natural graphite powder and the mixed resin powder and optionally granulating the mixed powder. C) producing a powder having a particle size of 200 μm or less; and c) applying a composition obtained by mixing the material obtained in the above step b) with other raw materials at a pressure of 2-3 ton / cm 2 . After pressing, baking at a temperature of 600 to 800 ° C., in which a lead wire is simultaneously attached. In the present invention, the copper powder particle distribution has an average of 27 μm,
The mixing ratio of the raw material powder is 62.5% by weight of natural graphite, 35% by weight of electrolytic copper powder, and 2.5% by weight of additives. The novolak phenol resin and the furfural resin are 50:50 weight ratio as a binder. It is preferable that the mixed resin mixed in the above is added at 7.5% by weight based on the natural graphite.

【0013】特に、本発明の金属黒鉛質ブラシの製造方
法では、結合剤として、ノボラック型フェノール樹脂と
フルフラール樹脂を50:50の重量比にて混合した混
合樹脂が、天然黒鉛に対して1〜15重量%の量で含有
されることが望ましい。
[0013] In particular, in the method for producing a metallic graphite brush of the present invention, as a binder, a mixed resin obtained by mixing a novolak type phenol resin and a furfural resin in a weight ratio of 50:50 is 1 to 1 with respect to natural graphite. Desirably, it is contained in an amount of 15% by weight.

【0014】[0014]

【発明の具体的説明】本発明の金属黒鉛質ブラシの製造
方法では、例えば、以下の具体的方法によって、金属黒
鉛質ブラシを製造できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the method for producing a metallic graphite brush of the present invention, for example, a metallic graphite brush can be produced by the following specific method.

【0015】天然黒鉛粒子に、ノボラック型フェノール
樹脂およびフルフラール樹脂を50:50の重量比で混
合してなる結合剤としての混合樹脂を、天然黒鉛に対し
て7.5重量%の量となるように添加し、湿式混合して
乾燥させた後、粉砕して200μm以下の平均粒径を有
する黒鉛・樹脂粉末を得る。
A mixed resin as a binder obtained by mixing natural graphite particles with a novolak type phenol resin and a furfural resin in a weight ratio of 50:50 is used in an amount of 7.5% by weight based on the natural graphite. And wet-mixed, dried, and then pulverized to obtain a graphite / resin powder having an average particle size of 200 μm or less.

【0016】黒鉛・樹脂粉末、および他の原料、すなわ
ち平均粒径27μmの電解銅粉と、平均粒径27μmの
電解銅粉と、平均粒子粒径27μm以下の二硫化モリブ
デンおよび鉛とを、黒鉛:62.5重量%、銅粉:35
重量%、二硫化モリブデン:1.5重量%、および鉛:
1.0重量%の組成で混合し、2.75ton/cm2
圧力で加圧成形した後、700℃の温度において加熱処
理し、同時にリード線を付着させた後、モータに装着で
きるよう加工処理して金属黒鉛質ブラシを得る。
The graphite / resin powder and other raw materials, ie, an electrolytic copper powder having an average particle diameter of 27 μm, an electrolytic copper powder having an average particle diameter of 27 μm, and molybdenum disulfide and lead having an average particle diameter of 27 μm or less are mixed with graphite. : 62.5% by weight, copper powder: 35
% By weight, molybdenum disulfide: 1.5% by weight, and lead:
After mixing at a composition of 1.0% by weight and press-molding at a pressure of 2.75 ton / cm 2 , a heat treatment is performed at a temperature of 700 ° C., and at the same time, a lead wire is attached, and then processed so that it can be mounted on a motor. Treated to obtain metallic graphite brush.

【0017】すなわち、本発明の金属黒鉛質ブラシ製造
方法は、以下に説明される通りである。先ず、55〜7
0重量%、好ましくは57.5〜70重量%天然黒鉛粉
と、25〜40重量%、好ましくは27.5〜40重量
%の電解銅粉と、潤滑特性を向上させる添加剤として合
計1〜5重量%、好ましくは合計2.5重量%の二硫化
モリブデンおよび鉛の粉末とを準備する。
That is, the method for producing a metallic graphite brush of the present invention is as described below. First, 55-7
0% by weight, preferably 57.5 to 70% by weight of natural graphite powder, 25 to 40% by weight, preferably 27.5 to 40% by weight of electrolytic copper powder, and a total of 1 to 1 as additives for improving lubricating properties. 5% by weight, preferably a total of 2.5% by weight, of molybdenum disulfide and lead powder are provided.

【0018】添加剤としての二硫化モリブテンおよび鉛
は上記合計量となる限りいかなる量で用いてもよいが、
例えば、二硫化モリブテンの粉末は、好ましくは0.7
5〜3重量%、さらに好ましくは1.5重量%の量で用
いられ、鉛の粉末は、好ましくは0.25〜2重量%、
さらに好ましくは1.0重量%の量で用いられることが
望ましい。
The molybdenum disulfide and lead as additives may be used in any amount as long as the total amount is as described above.
For example, the powder of molybdenum disulfide is preferably 0.7
5 to 3% by weight, more preferably 1.5% by weight, the lead powder is preferably 0.25 to 2% by weight,
More preferably, it is used in an amount of 1.0% by weight.

【0019】これら準備された粉末の内、少なくとも天
然黒鉛粉と、天然黒鉛粉に対し1〜15重量%の結合剤
とを湿式混合し、好ましくは乾燥した後、粉砕して20
0μm以下の平均粒径を有する粉末を得る。
Of these prepared powders, at least natural graphite powder and 1 to 15% by weight of a binder based on the natural graphite powder are wet-mixed, preferably dried, and then pulverized.
A powder having an average particle size of 0 μm or less is obtained.

【0020】黒鉛粉末が天然黒鉛である場合、人造黒鉛
より潤滑性に優れるため、摺動特性を向上させる。黒鉛
原料粉末の粒度分布は、好ましくは−150μm〜+6
3μm:30〜40重量%、−63μm〜+45μm:
25〜35重量%、−45μm:30〜40重量%、さ
らに好ましくは−150μm〜+63μm:35重量
%、−63μm〜+45μm:30重量%、−45μ
m:35重量%であることが望ましい。
When the graphite powder is natural graphite, it has better lubricating properties than artificial graphite, so that the sliding characteristics are improved. The particle size distribution of the graphite raw material powder is preferably from −150 μm to +6.
3 μm: 30 to 40% by weight, −63 μm to +45 μm:
25 to 35% by weight, -45m: 30 to 40% by weight, more preferably -150m to + 63m: 35% by weight, -63m to + 45m: 30% by weight, -45m
m: desirably 35% by weight.

【0021】結合剤としては、ノボラック型フェノール
樹脂とフルフラール樹脂を混合してなる混合樹脂が使用
され、これら樹脂の混合比は、樹脂の全体重量を100
とした場合、好ましくは25:75〜75:25であ
り、特に好ましくは50:50であり、このような混合
比の混合樹脂を用いることにより、もっとも優れた黒鉛
と樹脂との混合効果を得ることができる。
As the binder, a mixed resin obtained by mixing a novolak type phenol resin and a furfural resin is used, and the mixing ratio of these resins is such that the total weight of the resin is 100%.
In this case, the ratio is preferably from 25:75 to 75:25, particularly preferably 50:50. By using a mixed resin having such a mixing ratio, the most excellent mixing effect between graphite and resin is obtained. be able to.

【0022】上述したように、本発明では、結合剤とし
ての混合樹脂を、黒鉛に対して1〜15重量%、好まし
くは7.5重量%添加して湿式混合し、次いで好ましく
は乾燥した後、粉砕して200μm以下の平均粒径を有
する黒鉛・樹脂粉末を得る。
As described above, in the present invention, the mixed resin as a binder is added to the graphite in an amount of 1 to 15% by weight, preferably 7.5% by weight, wet-mixed, and then preferably dried. Then, pulverization is performed to obtain a graphite / resin powder having an average particle diameter of 200 μm or less.

【0023】得られた黒鉛・樹脂粉末に加えて、他の原
料、例えば金属粉として、好ましくは25〜40μm、
さらに好ましくは27μmの平均粒径を有する電解銅粉
を用いると共に、添加剤として、好ましくは10〜30
μm、さらに好ましくは27μm以下の平均粒径を有す
る二硫化モリブデンおよび鉛の粉砕粉末を使用する。こ
れら粉体は、例えば、各々天然黒鉛:62.5重量%、
電解銅粉:35重量%、二硫化モリブデン:1.5重量
%、および鉛:1.0重量%の組成で混合する。電解銅
粉は、その他の銅粉と比較して、黒鉛と混合された場合
の電気伝導度および摺動特性に優れている。また、金属
粉は、黒鉛・樹脂混練時に加えてもよい。
In addition to the obtained graphite / resin powder, other raw materials such as metal powder, preferably 25 to 40 μm,
More preferably, electrolytic copper powder having an average particle size of 27 μm is used, and as an additive, preferably 10 to 30 μm.
A ground powder of molybdenum disulfide and lead having an average particle size of less than 27 μm, more preferably less than 27 μm, is used. These powders are, for example, natural graphite: 62.5% by weight,
Electrolytic copper powder: 35% by weight, molybdenum disulfide: 1.5% by weight, and lead: 1.0% by weight are mixed. Electrolytic copper powder is superior to other copper powders in electrical conductivity and sliding properties when mixed with graphite. Further, the metal powder may be added at the time of kneading graphite and resin.

【0024】なお、結合剤を15重量%を越えて混合し
た場合、ブラシの抵抗率が上昇することとなり、さらに
モータ作動時での整流子の皮膜形成が困難となるので、
かえって導電率を低下させることがある。
If the amount of the binder is more than 15% by weight, the resistivity of the brush increases, and it becomes difficult to form a commutator film during operation of the motor.
Instead, the conductivity may be reduced.

【0025】これら混合された粉末を、通常2〜3ton/
cm2 、好ましくは2.75ton/cm2の圧力下で加圧成形
した後に、結合剤が炭化される温度、通常600 〜800
℃、好ましくは700 ℃で焼成(加熱処理)し、この際、
同時にリード線を付着し、次いでモータに装着できるよ
う加工することによって、金属黒鉛質ブラシを製造する
ことができる。結合剤としてノボラック型フェノール樹
脂およびフルフラール樹脂の混合樹脂を使用して焼成・
炭化させた場合は、ノボラック型フェノール樹脂のみを
結合剤と用いて焼成・炭化させた場合と比較して、製品
の収縮率が大きく、よって気孔率が低減されるが、結合
剤の炭素量を所望の値とすることができる。この気孔率
の低減は、モータ騒音を甚だしく増加させる程度ではな
く、かつ電気抵抗の低減に寄与する。また、この結合剤
中の炭素に由来する非晶質炭素は、整流子表面の皮膜を
調製する錬磨剤作用を有する。本発明の方法では、上述
したように結合剤中の炭素量(非晶質炭素量)を所望の
値に制御できる他、黒鉛と結合剤との均一な混合を達成
し、焼成によって結合剤が炭化されてなる非晶質炭素を
均一に分布させることができる。本発明によって達成さ
れる量および分布を有する非晶質炭素の錬磨剤作用によ
れば、最適な炭素/潤滑剤皮膜を形成できる。 したがっ
て、本発明の金属黒鉛質ブラの製造方法では、ブラシ
の電気抵抗を低減してモータの出力特性を向上させるこ
とが可能であり、さらにはその皮膜の潤滑作用で気孔率
の低減にも係わらずブラシの摩擦抵抗およびモータ騒音
を低減させることができる。
These mixed powders are usually added in an amount of 2-3 ton /
After pressing under a pressure of 2 cm 2 , preferably 2.75 ton / cm 2 , the temperature at which the binder is carbonized, usually 600 to 800
℃ (preferably 700 ° C.)
At the same time adhering to the lead wire, then it can instrumentation wear to the motor
To produce metallic graphite brushes
be able to. Novolac-type phenol tree as binder
Baking using a mixed resin of fat and furfural resin
If carbonized, only the novolak type phenol resin
Compared to the case of firing and carbonizing with a binder, the product
High shrinkage, thus reducing porosity,
The carbon content of the agent can be set to a desired value. This porosity
Reduction is not enough to significantly increase motor noise.
And contributes to reduction of electric resistance. Also, this binder
Amorphous carbon derived from the carbon in the coating on the surface of the commutator
It has an abrasive effect to prepare. In the method of the present invention,
As described above, the amount of carbon (amorphous carbon amount)
Value and achieve a uniform mixing of graphite and binder
Then, the amorphous carbon formed by carbonizing the binder by firing is
It can be distributed uniformly. Achieved by the present invention
Action of amorphous carbon with the amount and distribution
Then, an optimum carbon / lubricant film can be formed. Accordingly
Te, the metal-graphite brush manufacturing method of the present invention, the brush
To improve the motor output characteristics by reducing the electrical resistance of the motor.
Porosity due to the lubricating effect of the film.
Friction resistance and motor noise despite the reduction of noise
Can be reduced.

【0026】[0026]

【実施例】ここで、上述の具体的方法に従って金属黒鉛
質ブラシ1を製造した実施例と、結合剤としてノボラッ
ク型フェノール樹脂のみを用いた以外は、上述の具体的
方法と同様にして金属黒鉛質ブラシ2を製造して比較例
とを参照し、本発明の上記効果をさらに具体的に説明す
る。
The metal graphite brush 1 was manufactured according to the above-described specific method, and the metal graphite brush 1 was manufactured in the same manner as the above-described specific method except that only the novolak type phenol resin was used as the binder. The above effects of the present invention will be more specifically described with reference to a comparative example in which the quality brush 2 is manufactured.

【0027】また、実施例の黒鉛質ブラシ1の原料と同
様の黒鉛・樹脂粉末、電解銅粉、二硫化モリブデンおよ
び鉛の原料混合物を、基板上で混練して焼成した場合の
状態を示す倍率10倍の写真を図2に、比較例の黒鉛質
ブラシ1の原料と同様の原料混合物を、基板上で混練し
て焼成した場合の状態を示す倍率10倍の写真を図1に
示す。
Further, a magnification indicating a state where a raw material mixture of the same graphite / resin powder, electrolytic copper powder, molybdenum disulfide and lead as the raw material of the graphite brush 1 of the embodiment is kneaded and fired on a substrate. FIG. 2 shows a 10-times photograph, and FIG. 1 shows a 10-times photograph showing a state in which a raw material mixture similar to the raw material of the graphite brush 1 of the comparative example was kneaded and fired on a substrate.

【0028】図1に示されるように、金属黒鉛ブラシ2
の製造原料であり、結合剤として、ノボラック型フェノ
ール樹脂のみを使用した原料混合物を用いて700℃で
焼成した場合、この混合物の焼成物は、不均質であるこ
とが観察された。これは、結合剤としての樹脂成分と他
の成分との濡れ特性が不良であるため、均質な焼成原料
混合物が製造できなかったことに起因している。 また、
図2に示されるように、金属黒鉛ブラシ1の製造原料で
あり、結合剤として、ノボラック型フェノール樹脂とフ
ルフラール樹脂を50:50で混合した混合樹脂を含む
原料混合物を用いて700℃で焼成した場合、結合剤と
しての混合樹脂成分と他の成分との濡れ特性が良好で、
均質な焼成原料混合物を得ることができるため、この混
合物の焼成物も非常に均質であることが観察された。こ
のような均質な焼成物が製造できることは、均質な特性
の製品を量産する上で特に重要な利点である。
As shown in FIG . 1, the metal graphite brush 2
Novolac-type phenol as a binder
At 700 ° C using a raw material mixture using only
If fired, the fired product of this mixture must be heterogeneous.
Was observed. This is because the resin component as a binder and other
Because of poor wettability with the components of
This is because the mixture could not be produced. Also,
As shown in FIG. 2, the raw material for manufacturing the metallic graphite brush 1
Yes, novolak type phenolic resin and
Including a mixed resin obtained by mixing 50:50 of furfural resin
When firing at 700 ° C. using the raw material mixture, the binder and
Good wettability between the mixed resin component and other components
Since a homogeneous mixture of raw materials for firing can be obtained,
It was also observed that the fired product of the compound was very homogeneous. This
The ability to produce homogeneous fired products such as
This is a particularly important advantage in mass-producing products.

【0029】ところで、炭化量が余りに多い結合剤を使
用すると、結合力が高まる反面、潤滑特性に悪影響を及
ぼすこととなり、摩擦係数が上昇して、ブラシによるモ
ータの騒音が増加される結果となる。
When a binder having an excessively large amount of carbonization is used, the bonding force is increased, but the lubrication characteristics are adversely affected, the friction coefficient is increased, and the motor noise due to the brush is increased. .

【0030】本発明では、70%程度の炭素を含有する
ノボラック型フェノール樹脂と、60%程度の炭素を含
有するフルフラール樹脂を混合してなる混合樹脂を結合
剤として用いているため、この混合比を適宜選択して結
合剤中の炭素量を調節することができた
In the present invention, a mixed resin obtained by mixing a novolak type phenol resin containing about 70% of carbon and a furfural resin containing about 60% of carbon is used as a binder. Was appropriately selected to control the amount of carbon in the binder .

【0031】また、上述の具体的方法に示した組成で各
粉末を用い、ノボラック型フェノール樹脂とフルフラー
ル樹脂を重量比50:50で混合して結合剤とし、この
結合剤を用いて製造した金属黒鉛質ブラシ1の場合は、
金属黒鉛質ブラシ2と比較して、黒鉛と結合剤との均一
な混合を達成し、焼成によって結合剤が炭化されてなる
非晶質炭素を均一に分布させることができた。 したがっ
て本発明によれば、所望の結合強度を有するとともに、
所望の気孔率を有するために電気抵抗が低くモータ出力
特性が良好であり、さらには非晶質炭素の量および分布
の調節により実現された最適な炭素/潤滑剤皮膜除去錬
磨機能、即ち最適な皮膜形成能力を有するために、摩擦
係数が低くモータの騒音低減特性が高い金属黒鉛質ブラ
シを提供できることがわかる。
Further, using each powder having the composition shown in the above specific method, a novolak type phenol resin and a furfural resin are mixed at a weight ratio of 50:50 to form a binder, and a metal produced using this binder is prepared. In the case of the graphite brush 1,
Uniformity of graphite and binder compared to metallic graphite brush 2
Achieving proper mixing and carbonizing the binder by firing
Amorphous carbon could be distributed uniformly. Accordingly
According to the present invention, while having a desired bonding strength,
Motor output with low electrical resistance due to desired porosity
Good properties, as well as the amount and distribution of amorphous carbon
Carbon / lubricant film removal and smelting realized by adjusting
To have a polishing function, that is, an optimal film-forming ability,
Metallic graphite bra with low coefficient and high motor noise reduction characteristics
It can be seen that the service can be provided.

【0032】さらに、上記方法にて製造した金属黒鉛ブ
ラシ1および2を、160W容量の自動車用ヒーターブ
ロアモータに装着し、出力4.7kg/cmの負荷を与えて
テストした。また、自動車用ヒーターブロアモータを防
音室内に入れ、モータ回転数1500rpm とし、無負荷
状態で発生する騒音の周波数分析をおこなって、ブラシ
と整流子間の騒音を評価した。
Further, the metallic graphite brushes 1 and 2 produced by the above-mentioned method were mounted on a 160 W capacity automotive heater blower motor, and a load of 4.7 kg / cm was tested. Further, the heater blower motor for an automobile was placed in a soundproof room, the motor speed was set to 1500 rpm, and the frequency of the noise generated under no load was analyzed to evaluate the noise between the brush and the commutator.

【0033】以下の表1に、結合剤としてノボラック型
フェノール樹脂と、フルフラール樹脂を50:50で混
合した混合樹脂を用いた実施例の金属黒鉛質ブラシ1
と、結合剤としてノボラック型フェノール樹脂のみを用
いた比較例の金属黒鉛質ブラシ2の、密度、気孔率、抵
抗率、摩擦係数、出力および騒音の測定結果を示した。
Table 1 below shows the metallic graphite brush 1 of the example using a mixed resin obtained by mixing a novolak type phenol resin and a furfural resin at a ratio of 50:50 as a binder.
And the measurement results of density, porosity, resistivity, coefficient of friction, output and noise of the metal graphite brush 2 of the comparative example using only the novolak type phenol resin as the binder.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】前記表1によれば、結合剤としてノボラッ
ク型フェノール樹脂と、フルフラール樹脂を重量比5
0:50で混合した混合樹脂を用いた実施例の金属黒鉛
質ブラシ1は、結合剤としてノボラック型フェノール樹
脂のみを用いた比較例の金属黒鉛質ブラシ2と比べて、
密度が高く、かつ気孔率が低いために、抵抗率が減少し
て出力特性が向上しており、また摩擦係数が低く、かつ
騒音低減特性が向上していることが判る。
According to Table 1, a novolak type phenol resin and a furfural resin were used as binders in a weight ratio of 5%.
The metal graphite brush 1 of the example using the mixed resin mixed at 0:50 was compared with the metal graphite brush 2 of the comparative example using only the novolak type phenol resin as the binder.
It can be seen that since the density is high and the porosity is low, the resistivity is reduced and the output characteristics are improved, and the friction coefficient is low and the noise reduction characteristics are improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る金属
黒鉛質ブラシの製造方法によれば、上記特定量の天然黒
鉛粉と、電解銅粉と、添加剤としての二硫化モリブデン
および鉛と、ノボラック型フェノール樹脂およびフルフ
ラール樹脂を特定割合で混合してなる結合剤としての混
合樹脂とを混合して成形し、次いで焼成して金属黒鉛質
ブラシを製造しているため、焼成後の製品の収縮率が大
きく気孔率を減少させることができ、ブラシの抵抗率が
減少し、モータの出力特性が向上する他、焼成前に均一
に存在する結合剤が炭化して非晶質炭素となるため、黒
鉛と黒鉛との結合力が向上し、整流子表面の皮膜を調整
する練磨剤作用を奏することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a metallic graphite brush according to the present invention, the above specific amount of natural graphite powder, electrolytic copper powder, molybdenum disulfide and lead as additives are used. , Novolak type phenolic resin and furfural resin are mixed in a specific ratio as a binder and mixed with a mixed resin, and then molded and fired to produce a metallic graphite brush. Since the shrinkage is large and the porosity can be reduced, the resistivity of the brush is reduced, the output characteristics of the motor are improved, and the binder existing uniformly before firing is carbonized into amorphous carbon. As a result, the bonding force between graphite and graphite is improved, and the effect of adjusting the coating on the surface of the commutator can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】比較例の黒鉛質ブラシ1の原料混合物を、基板
上で混練して焼成した場合の状態を示す倍率10倍の写
真である。
FIG. 1 is a photograph at 10 × magnification showing a state in which a raw material mixture of a graphite brush 1 of a comparative example is kneaded on a substrate and fired.

【図2】本発明の実施例の黒鉛質ブラシ1の原料と同様
の黒鉛・樹脂粉末、電解銅粉、二硫化モリブデンおよび
鉛の原料混合物を、基板上で混練して焼成した場合の状
態を示す倍率10倍の写真である。
FIG. 2 shows a state in which a raw material mixture of graphite / resin powder, electrolytic copper powder, molybdenum disulfide and lead similar to the raw material of the graphite brush 1 of the embodiment of the present invention is kneaded on a substrate and fired. It is a photograph at a magnification of 10 times shown.

フロントページの続き (72)発明者 リー ジァエ スング 大韓民国,キュングキ−ドー,アンサ ン,ウォルピ−ドング,ヒュンダイ 2 エヌディー エーピーティー 204−705Continuation of the front page (72) Inventor Li Jia-Sung South Korea, Kung Kido, Angsang, Walpie Dung, Hyundai 2 NDP 204-705

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属黒鉛質ブラシの製造方法において、イ) 55〜70重量%の天然黒鉛粉と、25〜40重量
%の電解銅粉と、1〜5重量%の添加剤としての二硫化
モリブデンおよび鉛とノボラック型フェノール樹脂およ
びフルフラール樹脂を含み、前記天然黒鉛粉に対して1
〜15重量%の結合剤としての混合樹脂粉末とを製造す
る工程、ロ) 前記天然黒鉛粉と前記混合樹脂粉末とを湿式混合
し、任意に造粒して粒径200μm以下の粉末を製造す
る工程、およびハ) 前記工程ロ)で得られた材料と、他の原料とを混合
して得られた組成物を圧力2〜3ton/cm2にて加圧
成形した後に、温度600〜800℃で焼成し、この際
同時にリード線が付着されるようにする工程を含むこと
を特徴とする金属黒鉛質ブラシの製造方法。
1. A method for producing a metallic graphite brush, comprising: a ) 55 to 70% by weight of natural graphite powder, 25 to 40% by weight of electrolytic copper powder, and 1 to 5% by weight of disulfide as an additive. It contains molybdenum and lead, a novolak type phenol resin and a furfural resin.
(B) wet mixing the natural graphite powder and the mixed resin powder, and optionally granulating to produce a powder having a particle size of 200 μm or less. And c) press-molding the composition obtained by mixing the material obtained in the above step b) with other raw materials at a pressure of 2 to 3 ton / cm 2 , followed by a temperature of 600 to 800 ° C. And baking at the same time so that lead wires are simultaneously attached.
【請求項2】 前記工程ロ)において、前記天然黒鉛5
5〜70重量%と、前記電解銅粉25〜40重量%と、
前記天然黒鉛粉に対して1〜15重量%の前記結合剤と
を湿式混合し、かつ該結合剤はノボラック型フェノール
樹脂およびフルフラール樹脂を25:75〜75:25
の重量比で混合してなることを特徴とする請求項1に記
載の金属黒鉛質ブラシの製造方法。
2. In the step b), the natural graphite 5
5 to 70% by weight, the electrolytic copper powder 25 to 40% by weight,
The natural graphite powder is wet-mixed with 1 to 15% by weight of the binder, and the binder is a 25:75 to 75:25 novolak-type phenol resin and a furfural resin.
The method for producing a metallic graphite brush according to claim 1, wherein the mixture is mixed at a weight ratio of:
【請求項3】 前記天然黒鉛粉は、粒度分布が、−15
0μm〜+63μm:30〜40重量%、−63μm〜
+45μm:25〜35重量%、−45μm:30〜4
0重量%であり、かつ平均粒径が、27μmであること
を特徴とする請求項1に記載の金属黒鉛質ブラシ製造方
法。
3. The natural graphite powder has a particle size distribution of -15.
0 μm to +63 μm: 30 to 40% by weight, −63 μm to
+45 μm: 25 to 35% by weight, −45 μm: 30 to 4
The method for producing a metallic graphite brush according to claim 1, wherein the weight is 0% by weight and the average particle size is 27 µm.
【請求項4】 前記天然黒鉛、電解銅粉および潤滑剤
が、各々62.5重量%、35重量%および2.5重量
%の量で用いられ、前記結合剤が、ノボラック型フェノ
ール樹脂およびフルフラール樹脂を50:50の重量比
で混合してなり、かつ前記天然黒鉛粉に対して7.5重
量%の量で添加されることを特徴とする請求項1に記載
の金属黒鉛質ブラシ製造方法。
4. The natural graphite, electrolytic copper powder and lubricant are used in amounts of 62.5% by weight, 35% by weight and 2.5% by weight, respectively, and the binder is a novolak-type phenolic resin and furfural. 2. The method according to claim 1, wherein the resin is mixed in a weight ratio of 50:50, and is added in an amount of 7.5% by weight based on the natural graphite powder. .
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