JP6267912B2 - 金属炭素質ブラシおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、モータに用いられる金属炭素質ブラシおよびその製造方法に関する。
種々の家庭用および工業用の電気器具ならびに自動車等に、ブラシを備えたモータが用いられる。直流モータのブラシとして、金属炭素質ブラシがある。金属炭素質ブラシは、例えば、黒鉛と銅粉とを混合し、これを焼成および加圧成形することにより製造される（例えば、特許文献１）。
国際公開第２００７／０５５１６４号
従来、モータは掃除機または電動ドリル等の雑音を伴う機器に使用されていたため、モータに雑防（雑音防止）特性は求められていなかった。しかしながら、近年では、例えば自動車に搭載されるＣＤ（コンパクトディスク）またはＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）の再生装置等に用いられるモータには雑防特性が求められる。特許文献１のブラシでは、モータの雑音を抑制することができない。
本発明の目的は、モータの雑音を抑制可能な金属炭素質ブラシおよびその製造方法を提供することである。
（１）第１の発明に係る金属炭素質ブラシは、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、炭素質材料に混合される金属と、炭素質材料に含浸されるオイルとを含み、炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下であり、オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油であるものである。
この金属炭素質ブラシにおいては、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料に金属が混合される。炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下である。この構成によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
さらに、オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油である。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。また、炭素質材料に含浸されたオイルが長期間保持される。それにより、モータの雑音を長期に渡ってより抑制することが可能となる。
（２）第２の発明に係る金属炭素質ブラシは、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、炭素質材料に混合される金属と、炭素質材料に含浸されるオイルとを含み、炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下であり、オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油であるものである。
この金属炭素質ブラシにおいては、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料に金属が混合される。炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下である。この構成によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
さらに、オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油である。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。それにより、モータの雑音をより抑制することが可能となる。
（３）オイルの含浸率は、混合された炭素質材料および金属に対して０．５重量％以上であってもよい。
この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性をより向上させることができる。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗をより低減させることができる。これにより、モータの雑音をより抑制することが可能となる。
（４）金属は電解銅粉を含んでもよい。この場合、コストの増大を抑制しつつ金属炭素質ブラシの導電性を確保することができる。
（５）第３の発明に係る金属炭素質ブラシの製造方法は、炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油であるものである。
この金属炭素質ブラシの製造方法によれば、炭素粉およびバインダーが混合されることにより炭素質材料が作製される。作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属が混合される。混合された炭素質材料および金属が成形される。成形後の炭素質材料および金属が熱処理される。熱処理後の炭素質材料にオイルが含浸される。
この方法によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
さらに、オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油である。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。また、炭素質材料に含浸されたオイルが長期間保持される。それにより、モータの雑音を長期に渡ってより抑制することが可能となる。
（６）第４の発明に係る金属炭素質ブラシの製造方法は、炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油であるものである。
この金属炭素質ブラシの製造方法によれば、炭素粉およびバインダーが混合されることにより炭素質材料が作製される。作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属が混合される。混合された炭素質材料および金属が成形される。成形後の炭素質材料および金属が熱処理される。熱処理後の炭素質材料にオイルが含浸される。
この方法によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
さらに、オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油である。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。それにより、モータの雑音をより抑制することが可能となる。
（７）炭素質材料および金属を成形する工程は、炭素質材料および金属の比重が２．２６ｇ／ｃｍ３以下になるように炭素質材料および金属を加圧することを含んでもよい。
この場合、炭素質材料の気孔（ポア）が小さくなることが抑制される。これにより、炭素質材料へのオイルの含浸率が低下することを防止することができる。
（８）第５の発明に係る金属炭素質ブラシの製造方法は、炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を８０℃以上１２０℃以下のオイルに浸漬させることを含むものである。
この金属炭素質ブラシの製造方法によれば、炭素粉およびバインダーが混合されることにより炭素質材料が作製される。作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属が混合される。混合された炭素質材料および金属が成形される。成形後の炭素質材料および金属が熱処理される。熱処理後の炭素質材料にオイルが含浸される。
この方法によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
さらに、炭素質材料および金属が８０℃以上１２０℃以下のオイルに浸漬される。この場合、炭素質材料へのオイルの含浸率を向上させることができる。
（９）オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を９０℃以上１１０℃以下のオイルに浸漬させることを含んでもよい。この場合、炭素質材料へのオイルの含浸率をより向上させることができる。
本発明によれば、モータの雑音を抑制することが可能となる。
本実施の形態に係る金属炭素質ブラシを用いた直流モータの模式的斜視図である。 オイルの種類と発生する雑音の大きさとの関係の測定結果を示すグラフである。 オイルの含浸条件と含浸率との関係の測定結果を示すグラフである。 経過時間とブラシの質量との関係の測定結果を示すグラフである。
以下、本発明の一実施の形態に係る金属炭素質ブラシについて図面を参照しながら説明する。
（１）ブラシの構成
図１は、本実施の形態に係る金属炭素質ブラシ（以下、ブラシと略記する）を用いた直流モータの模式的斜視図である。図１の直流モータ１０は、ブラシ１および回転体２を含む。回転体２は整流子であり、回転軸Ｇの周りで回転可能に設けられる。ブラシ１にはリード線４が接続される。ブラシ１の一端は回転体２の外周面に接触する。
図示しない電源からリード線４を介してブラシ１に電流が供給される。その電流がブラシ１から回転体２に供給されることにより、回転体２が回転軸Ｇの周りで回転する。ブラシ回転体２が回転することにより、ブラシ１が回転体２に対して摺動する。
本実施の形態においては、炭素質材料と金属粉とを混合して加圧成形することによりブラシ基材が作製される。その後、ブラシ基材にオイルが含浸されることによりブラシ１が製造される。
なお、本実施の形態では、直流モータ１０にブラシ１が用いられるが、これに限らず、交流モータにブラシ１が用いられてもよい。
（２）ブラシの製造方法
ブラシ１の製造方法について説明する。まず、造粒により炭素質材料を作製する。具体的には、炭素粉およびバインダーを混練することにより炭素質材料を作製する。炭素粉としては、黒鉛粉を用いることが好ましい。黒鉛粉としては、天然黒鉛粉、人造黒鉛粉または膨張黒鉛粉等を用いることができ、これらのうち複数を混合して用いてもよい。本例では、炭素粉は天然黒鉛粉である。
バインダーとしては、合成樹脂を用いることができ、熱硬化性合成樹脂または熱可塑性合成樹脂のいずれを用いてもよく、またはこれらを混合して用いてもよい。バインダーの好ましい例として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フラン樹脂、ポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂等が挙げられる。本例では、バインダーは、フェノール樹脂とメタノールの溶解液とが混練された組成物である。
次に、炭素質材料と金属粉とを混合する。混合物の総量に対する金属粉の割合は、１０重量％以上６０重量％以下である。金属粉としては、例えば、銅粉が用いられる。また、銅粉として、電解銅粉が用いられることが好ましい。この場合、コストの増大を抑制しつつブラシ１の導電性を確保することができる。電解銅粉の見かけ密度は０．７０以上１．２０以下であることが好ましく、電解銅粉の粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。
銅粉として、電解銅粉の代わりに、アトマイズ法またはスタンプ法により作製された銅粉を用いてもよい。また、銅粉の代わりに、銀粉を用いてもよい。銀粉としては、電解銀粉、アトマイズ法もしくはスタンプ法により作製された銀粉等を用いてもよい。あるいは、銅粉の代わりに、銀メッキ銅粉等の他の金属粉を用いてもよい。
炭素質材料と金属粉との混合物にタングステン、タングステンカーバイト、モリブデンおよびこれらの硫化物のうち１種類または複数種類を添加剤として加えてもよい。炭素粉およびバインダーの総量に対する添加剤の割合は、例えば、０．１重量％以上１０重量％以下であり、１重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
続いて、炭素質材料と金属粉との混合物を加圧成形する。成形後の混合物を窒素またはアンモニア還元雰囲気下、あるいは真空下において、４００℃以上９００℃以下で熱処理することによりブラシ基材を作製する。その後、作製されたブラシ基材にオイルを含浸させる。オイルの含浸は、ブラシ基材をオイルに例えば４０分間浸漬させることにより行われる。オイルの温度は、例えば８０℃以上１２０℃以下であり、９０℃以上１１０℃以下であることが好ましく、１００℃であることがより好ましい。この場合、炭素質材料へのオイルの含浸率を向上させることができる。これにより、ブラシ１が完成する。
オイルは、合成炭化水素油、エステル油、鉱物油または石油系炭化水素油を含む。本実施の形態においては、オイルは、９５重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油（潤滑油釜油）と１重量％以上５重量％以下のシリコーン油との混合油である。
シリコーン油は、ジメチルシリコーン油（ジメチルポリシロキサン油）、メチルフェニルシリコーン油およびメチルハイドロジェンシリコーンシリコーン油を含む。オイルの含浸率は、ブラシ基材に対して０．５重量％以上であることが好ましく、０．５重量％以上５重量％以下であることがより好ましい。
（３）効果
本実施の形態に係るブラシ１においては、炭素粉およびバインダーからなる炭素質材料に金属粉が混合される。炭素質材料に混合される金属粉の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下である。この構成によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、ブラシ１の無線妨害特性が向上する。また、ブラシ１と回転体２との磨耗が低減することにより、ブラシ１の摺動音が抑制される。その結果、直流モータ１０の雑音を抑制することが可能となる。
ここで、オイルの含浸率がブラシ基材に対して０．５重量％以上である場合、ブラシ１の無線妨害特性をより向上させることができる。また、ブラシ１と回転体２との磨耗をより低減させることができる。
（４）オイルの種類と雑音の大きさとの関係
以下の実施例１〜１２および比較例１において用いるブラシ基材を以下の手順により作製した。まず、天然黒鉛にバインダーとしてフェノール樹脂を加えるとともに添加剤として二硫化モリブデンを加え、これを常温で混練することにより炭素質材料を作製し、作製された炭素質材料を熱風乾燥器により乾燥した。
天然黒鉛の平均粒径は５０μｍであり、天然黒鉛の灰分の割合は０．５％以下である。天然黒鉛およびフェノール樹脂の総量に対する天然黒鉛の割合は８５重量％であり、フェノール樹脂の割合は１５重量％である。天然黒鉛およびフェノール樹脂の総量に対する二硫化モリブデンの割合は３重量％である。
次に、２５０メッシュ以下の粒径を有する炭素質材料が３０％以上６０％以下になるように、炭素質材料を粒状に粉砕した。続いて、粒状の炭素質材料に２０重量％の電解銅粉を混合した。電解銅粉の平均粒径は２０μｍである。
その後、炭素質材料と電解銅粉との混合物を加圧成形した。加圧成形時の圧力は２ｔ／ｃｍ２である。次に、混合物を不活性ガス雰囲気下において６００℃〜８００℃で熱処理（炭化）することによりブラシ基材を作製した。
実施例１においては、９９．５重量％の石油系炭化水素油（ＤＩＮ規格５１５６１による動粘度が４０℃において６８ｍｍ２／ｓのオイル）と０．５重量％のジメチルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例１のオイルを第１のオイルと呼ぶ。ブラシ基材を温度１００℃の第１のオイルに４０分間浸漬させることにより、ブラシ基材に第１のオイルを含浸させた。このようにして、実施例１に係るブラシを製造した。
実施例２においては、９９重量％の石油系炭化水素油と１重量％のメチルフェニルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例２のオイルを第２のオイルと呼ぶ。実施例２に係るブラシの製造方法は、第１のオイルに代えて第２のオイルを用いた点を除いて、実施例１に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例３においては、９０重量％の石油系炭化水素油と１０重量％のメチルフェニルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例３のオイルを第３のオイルと呼ぶ。実施例３に係るブラシの製造方法は、第１のオイルに代えて第３のオイルを用いた点を除いて、実施例１に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例４においては、９７重量％の石油系炭化水素油と３重量％のジメチルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例４のオイルを第４のオイルと呼ぶ。実施例４に係るブラシの製造方法は、第１のオイルに代えて第４のオイルを用いた点を除いて、実施例１に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例５においては、９４重量％の石油系炭化水素油と６重量％のジメチルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例５のオイルを第５のオイルと呼ぶ。実施例５に係るブラシの製造方法は、第１のオイルに代えて第５のオイルを用いた点を除いて、実施例１に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例６においては、９０重量％の石油系炭化水素油と１０重量％のジメチルシリコーン油とを混合することによりオイルを作製した。以下、実施例６のオイルを第６のオイルと呼ぶ。実施例６に係るブラシの製造方法は、第１のオイルに代えて第６のオイルを用いた点を除いて、実施例１に係るブラシの製造方法と同様である。
比較例１においては、ブラシ基材にオイルを含浸させることなくブラシを製造した。
第１〜第６のオイルの組成を表１に示す。実施例１〜６および比較例１に係るブラシをそれぞれ含む複数のモータを準備した。これらのモータについて、ＣＩＳＰＲ１４−１規格に基づくＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）試験をＤＣ（直流）３６Ｖの条件で行うことにより、オイルの種類とブラシから発生する雑音の大きさとの関係を測定した。
Figure 0006267912
 図２は、オイルの種類と発生する雑音の大きさとの関係の測定結果を示すグラフである。図２の縦軸は雑音の大きさを示し、図２の横軸は雑音の周波数を示す。
図２に示すように、実施例１〜６に係るブラシから発生する雑音は、周波数３０ＭＨｚ〜９０ＭＨｚのうちの広い帯域に渡って、比較例１に係るブラシから発生する雑音よりも低減した。特に、実施例２に係るブラシから発生する雑音は、実施例１および３〜６に係るブラシから発生する雑音よりも低減し、比較例１に係るブラシから発生する雑音よりも最大で約５ｄＢ低減した。
実施例１〜６と比較例１との比較結果から、ブラシ基材にオイルを含浸させることにより、広い周波数帯域に渡ってブラシから発生する雑音を低減することができることが確認された。特に、ブラシ基材に第２のオイルを含浸させることにより、ブラシから発生する雑音を大きく低減することができることが確認された。
（５）オイルの含浸条件と含浸率との関係
実施例７においては、２．２１ｇ／ｃｍ３以上２．２６ｇ／ｃｍ３以下の比重を有する複数のブラシ基材を作製した。ブラシ基材の比重は、加圧成形時の圧力を変化させることにより調整した。ブラシ基材を温度８０℃の第２のオイルに２０分間浸漬させることにより、ブラシ基材に第２のオイルを含浸させた。このようにして、実施例７に係るブラシを製造した。
実施例８に係るブラシの製造方法は、ブラシ基材を温度８０℃の第２のオイルに４０分間浸漬させた点を除いて、実施例７に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例９に係るブラシの製造方法は、ブラシ基材を温度１００℃の第２のオイルに２０分間浸漬させた点を除いて、実施例７に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例１０に係るブラシの製造方法は、ブラシ基材を温度１００℃の第２のオイルに４０分間浸漬させた点を除いて、実施例７に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例１１に係るブラシの製造方法は、ブラシ基材を温度１２０℃の第２のオイルに２０分間浸漬させた点を除いて、実施例７に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例１２に係るブラシの製造方法は、ブラシ基材を温度１２０℃の第２のオイルに４０分間浸漬させた点を除いて、実施例７に係るブラシの製造方法と同様である。
実施例７〜１２に係るブラシについて、オイルの含浸条件と含浸率との関係を測定した。実施例７〜１２におけるオイルの含浸条件を表２に示す。
Figure 0006267912
 図３は、オイルの含浸条件と含浸率との関係の測定結果を示すグラフである。図３の縦軸はオイルの含浸率を示し、図３の横軸はオイルを含浸させる前のブラシ基材の比重を示す。
図３に示すように、ブラシ基材の比重を小さくするほど実施例７〜１２に係るブラシのオイルの含浸率が向上することが確認された。これは、ブラシ基材の比重が小さいほどブラシ基材の気孔（ポア）が小さくなることが抑制され、ブラシ基材にオイルが含浸されやすくなるためであると考えられる。
また、実施例７および８の比較、実施例９および１０の比較、ならびに実施例１１および１２の比較から、ブラシ基材をオイルに浸漬させる時間を長くするほどブラシのオイルの含浸率が向上することが確認された。
さらに、実施例９に係るブラシのオイルの含浸率は実施例７および１１に係るブラシのオイルの含浸率よりも大きく、実施例１０に係るブラシのオイルの含浸率は実施例８および１２に係るブラシのオイルの含浸率よりも大きくなった。そのため、ブラシ基材を８０℃または１２０℃のオイルに浸漬させるよりも、１００℃のオイルに浸漬させた方がブラシのオイルの含浸率が向上することが確認された。
これらの結果から、小さい比重を有するブラシ基材を適切な温度を有するオイルに長時間浸漬させることにより、ブラシのオイルの含浸率を向上させることができることが確認された。
（６）経過時間とオイルの含浸率との関係
実施例１３，１４，１５においては、互いに異なる質量を有するブラシ基材（東洋炭素株式会社製ＭＦ−７０１）を準備した。実施例１３〜１５の質量は、それぞれ約１．９４５ｇ、約１．９３７ｇおよび約１．９２５ｇである。これらのブラシ基材に第２のオイルを含浸させることにより、実施例１３〜１５に係るブラシを製造した。
比較例２，３，４においては、それぞれ実施例１３，１４，１５のブラシ基材と同一のブラシ基材を準備した。これらのブラシ基材を用いて比較例２〜４に係るブラシを製造した。
実施例１３〜１５および比較例２〜４に係るブラシを温度１２０℃の雰囲気下に放置し、ブラシの質量の時間変化を測定することにより、経過時間と実施例１３〜１５に係るブラシのオイルの含浸率との関係を測定した。図４は、経過時間とブラシの質量との関係の測定結果を示すグラフである。図４の縦軸はブラシの質量を示し、図４の横軸は経過時間を示す。
図４に示すように、実施例１３〜１５に係るブラシの質量は、測定開始から４００時間（ｈ）が経過してもほとんど変化しなかった。また、比較例２〜４に係るブラシの質量は、測定開始から４００時間が経過しても変化しなかった。これらの結果から、実施例１３〜１５に係るブラシのオイルの含浸率は、測定開始から４００時間が経過してもほとんど変化しないことが確認された。
このように、第２のオイルは、ブラシ基材において長期間保持される。したがって、第２のオイルを含浸させたブラシを用いることにより、直流モータの雑音を長期に渡ってより抑制することが可能となる。
表３は、実施例１３〜１５に係るブラシを温度１２０℃の雰囲気下に４００時間放置した場合のオイルの含浸率の最大低下率を示す。
Figure 0006267912
 表３に示すように、実施例１３に係るブラシのオイルの初期含浸率は１．４６９％であり、最小含浸率は１．２１９％であった。したがって、実施例１３に係るブラシのオイルの含浸率の最大低下率は、０．２５０％であった。
実施例１４に係るブラシのオイルの初期含浸率は１．２２４％であり、最小含浸率は１．０２２％であった。したがって、実施例１４に係るブラシのオイルの含浸率の最大低下率は、０．２０２％であった。
実施例１５に係るブラシのオイルの初期含浸率は１．８３６％であり、最小含浸率は１．６３５％であった。したがって、実施例１５に係るブラシのオイルの含浸率の最大低下率は、０．２０１％であった。
ブラシの使用時においては、ブラシと回転体との摩擦によりブラシの温度が１２０℃程度まで上昇する。この場合、オイルの粘度が低下する。このような場合でも、オイルの含浸率の最大低下率が１％以下に低減されることにより、ブラシ基材からのオイルの離脱が防止される。これにより、長期に渡ってブラシの潤滑性を維持することができる。また、ブラシ基材からオイルが離脱することによるブラシの周辺の汚染を防止することができる。
（７）参考形態
（１）第１の参考形態に係る金属炭素質ブラシは、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、炭素質材料に混合される金属と、炭素質材料に含浸されるオイルとを含み、炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下であるものである。
この金属炭素質ブラシにおいては、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料に金属が混合される。炭素質材料に混合される金属の割合は、炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下である。この構成によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
（２）オイルの含浸率は、混合された炭素質材料および金属に対して０．５重量％以上であってもよい。
この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性をより向上させることができる。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗をより低減させることができる。これにより、モータの雑音をより抑制することが可能となる。
（３）オイルの含浸率の低下率は、温度１２０℃の雰囲気下において、４００時間で１％以下であってもよい。
金属炭素質ブラシと整流子との摩擦により金属炭素質ブラシの温度が上昇すると、オイルの粘度が低下する。このような場合でも、オイルの含浸率の低下率が低減されることにより、炭素質材料からのオイルの離脱が防止される。これにより、長期に渡って金属炭素質ブラシの潤滑性を維持することができる。また、炭素質材料からオイルが離脱することによる金属炭素質ブラシの周辺の汚染を防止することができる。
（４）オイルは、合成炭化水素油、エステル油、鉱物油もしくは石油系炭化水素油またはこれらの混合油を含んでもよい。この場合、炭素質材料にオイルを容易に含浸させることができる。
（５）オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油であってもよい。
この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。また、炭素質材料に含浸されたオイルが長期間保持される。それにより、モータの雑音を長期に渡ってより抑制することが可能となる。
（６）オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油であってもよい。
この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性がより向上する。それにより、モータの雑音をより抑制することが可能となる。
（７）金属は電解銅粉を含んでもよい。この場合、コストの増大を抑制しつつ金属炭素質ブラシの導電性を確保することができる。
（８）第２の参考形態に係る金属炭素質ブラシの製造方法は、炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含むものである。
この金属炭素質ブラシの製造方法によれば、炭素粉およびバインダーが混合されることにより炭素質材料が作製される。作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属が混合される。混合された炭素質材料および金属が成形される。成形後の炭素質材料および金属が熱処理される。熱処理後の炭素質材料にオイルが含浸される。
この方法によれば、炭素質材料にオイルが十分に含浸される。この場合、金属炭素質ブラシの無線妨害特性が向上する。また、金属炭素質ブラシと整流子との磨耗が低減することにより、金属炭素質ブラシの摺動音が抑制される。その結果、モータの雑音を抑制することが可能となる。
（９）炭素質材料および金属を成形する工程は、炭素質材料および金属の比重が２．２６ｇ／ｃｍ ３ 以下になるように炭素質材料および金属を加圧することを含んでもよい。
この場合、炭素質材料の気孔（ポア）が小さくなることが抑制される。これにより、炭素質材料へのオイルの含浸率が低下することを防止することができる。
（１０）オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を８０℃以上１２０℃以下のオイルに浸漬させることを含んでもよい。この場合、炭素質材料へのオイルの含浸率を向上させることができる。
（１１）オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を９０℃以上１１０℃以下のオイルに浸漬させることを含んでもよい。この場合、炭素質材料へのオイルの含浸率をより向上させることができる。
本発明は、種々のモータに有効に利用することができる。
１ ブラシ
２ 回転体
４ リード線
１０ 直流モータ
Ｇ 回転軸

Claims (9)

  1. 複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
    前記炭素質材料に混合される金属と、
    前記炭素質材料に含浸されるオイルとを含み、
    前記炭素質材料に混合される前記金属の割合は、前記炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下であり、
    前記オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油である、金属炭素質ブラシ。
  2. 複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
    前記炭素質材料に混合される金属と、
    前記炭素質材料に含浸されるオイルとを含み、
    前記炭素質材料に混合される前記金属の割合は、前記炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下であり、
    前記オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油である、金属炭素質ブラシ。
  3. オイルの含浸率は、混合された前記炭素質材料および前記金属に対して０．５重量％以上である、請求項１または２記載の金属炭素質ブラシ。
  4. 前記金属は電解銅粉を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属炭素質ブラシ。
  5. 炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、
    作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、
    混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、
    成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、
    熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、
    前記オイルは、９０重量％以上９９重量％以下の石油系炭化水素油と１重量％以上１０重量％以下のシリコーン油との混合油である、金属炭素質ブラシの製造方法。
  6. 炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、
    作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、
    混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、
    成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、
    熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、
    前記オイルは、９０重量％以上９９．５重量％以下の石油系炭化水素油と０．５重量％以上１０重量％以下のジメチルシリコーン油との混合油である、金属炭素質ブラシの製造方法。
  7. 前記炭素質材料および金属を成形する工程は、炭素質材料および金属の比重が２．２６ｇ／ｃｍ３以下になるように炭素質材料および金属を加圧することを含む、請求項５または６記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
  8. 炭素粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、
    作製された炭素質材料に対して１０重量％以上６０重量％以下の金属を混合する工程と、
    混合された炭素質材料および金属を成形する工程と、
    成形後の炭素質材料および金属を熱処理する工程と、
    熱処理後の炭素質材料にオイルを含浸させる工程とを含み、
    前記オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を８０℃以上１２０℃以下のオイルに浸漬させることを含む、金属炭素質ブラシの製造方法。
  9. 前記オイルを含浸させる工程は、炭素質材料および金属を９０℃以上１１０℃以下のオイルに浸漬させることを含む、請求項８記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
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