JPH0121690B2 - - Google Patents
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- JPH0121690B2 JPH0121690B2 JP17045279A JP17045279A JPH0121690B2 JP H0121690 B2 JPH0121690 B2 JP H0121690B2 JP 17045279 A JP17045279 A JP 17045279A JP 17045279 A JP17045279 A JP 17045279A JP H0121690 B2 JPH0121690 B2 JP H0121690B2
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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
Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
この発明は、金属黒鉛質ブラシに関するもので
ある。かかる金属黒鉛質ブラシは、例えば整流子
を有する直流電動機に適用することができる。 従来、この種の金属黒鉛質ブラシは一般に黒鉛
に有機結合剤を加えて捏和し、粉砕後、これに銅
粉などの金属粉末を混合してから成形及び焼成し
て製造していた。有機結合剤としては、フエノー
ル樹脂、ピツチ、タール、クロマン、インデン樹
脂などのように種々のものが使用されている。揮
発分を多く含む有機結合剤を用いる場合は、機械
的強度の低下を防止するため金属黒鉛質ブラシの
気孔率を18%以下に抑える必要があると考えられ
ており、あらかじめ捏和時に加熱して揮発性物質
を飛散させてから用いている。この様な方法で製
造された金属黒鉛質ブラシは、気孔率が5〜18%
であり、振動吸収性が劣るため、良好な整流特性
が得られず、摩耗が大きく、摺動音も大きい欠点
があつた。 この様な整流や摩耗の欠点を改善する対策とし
て、従来は極力金属添加率を少なくするととも
に、二硫化モリブテンなどの固体潤滑剤を添加し
たり、あるいは硫黄を加えて硫化銅を生成させた
り、ステアリン酸などを含浸する方法が用いられ
てきた。これらの処理は気孔率の改善を意図する
ものでなく、気孔率は5〜18%のままであつた。 しかし、これらの従来方法では耐摩耗性と整流
特性は改善されるものの、今度は接触抵抗が増大
し出力低下をまねく欠点がある。 この発明の目的は、この様な実情に鑑みて振動
吸収性の良好な金属黒鉛質ブラシを提供すること
である。 この発明の他の目的は、出力低下をまねくこと
なしに整流性能及び耐摩耗性を向上せしめ、摺動
音を低下せしめることのできる金属黒鉛質ブラシ
を提供することである。 この発明のさらに他の目的は、出力を向上しか
つ耐摩耗性及び整流に優れた直流始動電動機や、
出力を維持しつつ摺動音の少ない小型直流電動機
用金属黒鉛質ブラシを提供することである。 この様な目的を達成するための本発明の要旨と
するところは、金属と黒鉛により構成され気孔率
が20〜30%の多孔構造であることを特徴とする金
属黒鉛質ブラシにある。なお、ここで言う気孔率
とはJIS規格R2205により測定したものである。 本発明者らは、人造黒鉛ブラシに比べ気孔率が
低いため著しく振動吸収性が悪いという金属黒鉛
質ブラシの特質に着目し、気孔率と摺動特性との
関連性について実験を重ね本発明を完成した。気
孔率を増加させるためには、次の方法を採用でき
る。 (1) 成形圧力を低くする。 (2) 揮発性物質を多量に含むエポキシ樹脂、尿素
樹脂、クマロン・インデン樹脂、エチルアセテ
ート、またはポリスチレンに黒鉛を混合し、焼
成時に揮発分を飛散させる。 (3) (2)にて列記した樹脂の一つと揮発性物質の比
較的少ないフエノール樹脂とを併用し、焼成時
に揮発分を飛散させる。 以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に
説明する。 まず、実施例1乃至7について述べれば、第1
表に示すようにエポキシ樹脂とフエノール樹脂を
用いて列記の如き気孔率の金属黒鉛質ブラシを製
造した。すなわち、黒鉛100に対し第1表に示す
重量割合でエポキシ樹脂を混合し、60℃で乾燥後
粉砕し、これにフエノール樹脂ワニスを黒鉛100
に対し重量割合で15%混合し、80℃で乾燥してか
ら粉砕する。この粉砕粉と銅粉及び二硫化モリブ
テンをそれぞれ重量割合で15%、83%、2%混合
し、3.0t/cm2で成形後、還元性雰囲気中で750℃、
4時間焼成して、気孔率18〜36%の金属黒鉛質ブ
ラシを製造した。 また、第1表に示した従来品は黒鉛、銅、二
硫化モリブテンをそれぞれ重量割合で15%、83
%、2%混合してから3.0t/cm2で成形後、還元性
雰囲気中で750℃、4時間焼成して製造したもの
である。 これらの実施例1〜7および従来品を直流始
動電動機に適用してブラシの摩耗量、回転数、整
流火花号数を調べたところ、第1表に示す結果が
得られた。その際の試験方法は次の通りであつ
た。即ち、直流始動電動機は整流子径32mmφ、整
流子片32枚、極数4のものを用い、印加電圧
12V、負荷電流100A(エンジン負荷)、起動周期
3秒ON、3秒OFF、ブラシ寸法6.8×12×17mm
で、起動回数と摩耗量との関係を調べた。また、
整流火花号数及び始動機回転数は上記の直流始動
電動機で印加電圧12V、負荷直流180A(負荷はエ
ア・ブレーキ)、起動周期3秒ON、3秒OFFで、
100回繰り返した後測定した。 第1表より明らかなように、従来品の摩耗量お
よび整流火花号数が3.1mm/1万回および#4〜
5に比べ、本発明に該当する実施例2〜5の摩耗
量および整流火花号数は1.0〜1.9mm/1万回およ
び#1〜3と著しく改善されている。 また、エポキシ樹脂の添加量を変化させること
により気孔率の調整は可能であり、気孔率が20〜
30%の範囲内にて顕著な効果が得られる。気孔率
が20%以下では、摩耗量が大きく整流火花号数も
#4以上となる。気孔率が30%以上では、摩耗量
も大きく、整流火花号数も#4以上となるととも
に、出力回転数が低下する。更に顕著な効果を得
るには、気孔率を20〜25%とするのが好ましい。 次いで実施例8乃至13について述べれば、黒鉛
100に対し第2表に示す重量割合でクマロン・イ
ンデン樹脂ワニスを混合し、110℃で乾燥後に粉
砕し、これにフエノール樹脂ワニスを黒鉛100に
対し重量割合で15%混合し、80℃で乾燥してから
粉砕する。重量割合でこの粉砕粉60%と銅粉40%
を混合し、3.0t/cm2で成形後、還元性雰囲気中で
750℃、4時間焼成して、気孔率19〜34%の金属
黒鉛ブラシを製造した。 なお、第2表に示した従来品は、重量割合で
黒鉛60%と銅40%を混合した後、3.0t/cm2で成形
後、還元性雰囲気中で750℃、4時間焼成して製
造したものである。 これらの実施例8〜13及び従来品についてワ
イパー用小型直流電動機で摩耗量及び摺動音を測
定したところ第2表に示す結果が得られた。この
ときの試験方法は次の通りであつた。即ち、直流
電動機は整流子径14mmφ、整流子片7枚、極数2
の物で、印加電圧12V、無負荷で高速回転時の摺
動音を電動機より30cmの位置で1/3オークター
ブバンド騒音計で測定し、同時に摩耗量も測定し
た。 第2表より明らかなように、従来品の摩耗量お
よび摺動音が1.2mm/1000Hおよび62dBに比べ、
本発明に該当する実施例9〜12の摩耗量および摺
動音は0.7〜1.1mm/1000Hおよび56〜58と著しく
改善されている。また、クロマン・インデン樹脂
の添加量を変化させることにより気孔率の調整は
可能であり、気孔率が20〜30%の範囲内にて顕著
な効果が得られる。気孔率が20%以下では、摩耗
量、摺動音とも充分な値が得られない。気孔率が
30%以上では、機械的強度の著しい低下により摩
耗量が増加する。更に顕著な効果を得るには、気
孔率を2〜25%とするのが好ましい。 この様に本発明に基ずく多孔構造の金属黒鉛質
ブラシは以下のような効果が得られる。 (1) 振動吸収性に優れる (2) 摩耗量が少ない (3) 整流特性が良好 (4) 摺動音が小さい (5) 出力が向上 (6) 座じよう性が良好
ある。かかる金属黒鉛質ブラシは、例えば整流子
を有する直流電動機に適用することができる。 従来、この種の金属黒鉛質ブラシは一般に黒鉛
に有機結合剤を加えて捏和し、粉砕後、これに銅
粉などの金属粉末を混合してから成形及び焼成し
て製造していた。有機結合剤としては、フエノー
ル樹脂、ピツチ、タール、クロマン、インデン樹
脂などのように種々のものが使用されている。揮
発分を多く含む有機結合剤を用いる場合は、機械
的強度の低下を防止するため金属黒鉛質ブラシの
気孔率を18%以下に抑える必要があると考えられ
ており、あらかじめ捏和時に加熱して揮発性物質
を飛散させてから用いている。この様な方法で製
造された金属黒鉛質ブラシは、気孔率が5〜18%
であり、振動吸収性が劣るため、良好な整流特性
が得られず、摩耗が大きく、摺動音も大きい欠点
があつた。 この様な整流や摩耗の欠点を改善する対策とし
て、従来は極力金属添加率を少なくするととも
に、二硫化モリブテンなどの固体潤滑剤を添加し
たり、あるいは硫黄を加えて硫化銅を生成させた
り、ステアリン酸などを含浸する方法が用いられ
てきた。これらの処理は気孔率の改善を意図する
ものでなく、気孔率は5〜18%のままであつた。 しかし、これらの従来方法では耐摩耗性と整流
特性は改善されるものの、今度は接触抵抗が増大
し出力低下をまねく欠点がある。 この発明の目的は、この様な実情に鑑みて振動
吸収性の良好な金属黒鉛質ブラシを提供すること
である。 この発明の他の目的は、出力低下をまねくこと
なしに整流性能及び耐摩耗性を向上せしめ、摺動
音を低下せしめることのできる金属黒鉛質ブラシ
を提供することである。 この発明のさらに他の目的は、出力を向上しか
つ耐摩耗性及び整流に優れた直流始動電動機や、
出力を維持しつつ摺動音の少ない小型直流電動機
用金属黒鉛質ブラシを提供することである。 この様な目的を達成するための本発明の要旨と
するところは、金属と黒鉛により構成され気孔率
が20〜30%の多孔構造であることを特徴とする金
属黒鉛質ブラシにある。なお、ここで言う気孔率
とはJIS規格R2205により測定したものである。 本発明者らは、人造黒鉛ブラシに比べ気孔率が
低いため著しく振動吸収性が悪いという金属黒鉛
質ブラシの特質に着目し、気孔率と摺動特性との
関連性について実験を重ね本発明を完成した。気
孔率を増加させるためには、次の方法を採用でき
る。 (1) 成形圧力を低くする。 (2) 揮発性物質を多量に含むエポキシ樹脂、尿素
樹脂、クマロン・インデン樹脂、エチルアセテ
ート、またはポリスチレンに黒鉛を混合し、焼
成時に揮発分を飛散させる。 (3) (2)にて列記した樹脂の一つと揮発性物質の比
較的少ないフエノール樹脂とを併用し、焼成時
に揮発分を飛散させる。 以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に
説明する。 まず、実施例1乃至7について述べれば、第1
表に示すようにエポキシ樹脂とフエノール樹脂を
用いて列記の如き気孔率の金属黒鉛質ブラシを製
造した。すなわち、黒鉛100に対し第1表に示す
重量割合でエポキシ樹脂を混合し、60℃で乾燥後
粉砕し、これにフエノール樹脂ワニスを黒鉛100
に対し重量割合で15%混合し、80℃で乾燥してか
ら粉砕する。この粉砕粉と銅粉及び二硫化モリブ
テンをそれぞれ重量割合で15%、83%、2%混合
し、3.0t/cm2で成形後、還元性雰囲気中で750℃、
4時間焼成して、気孔率18〜36%の金属黒鉛質ブ
ラシを製造した。 また、第1表に示した従来品は黒鉛、銅、二
硫化モリブテンをそれぞれ重量割合で15%、83
%、2%混合してから3.0t/cm2で成形後、還元性
雰囲気中で750℃、4時間焼成して製造したもの
である。 これらの実施例1〜7および従来品を直流始
動電動機に適用してブラシの摩耗量、回転数、整
流火花号数を調べたところ、第1表に示す結果が
得られた。その際の試験方法は次の通りであつ
た。即ち、直流始動電動機は整流子径32mmφ、整
流子片32枚、極数4のものを用い、印加電圧
12V、負荷電流100A(エンジン負荷)、起動周期
3秒ON、3秒OFF、ブラシ寸法6.8×12×17mm
で、起動回数と摩耗量との関係を調べた。また、
整流火花号数及び始動機回転数は上記の直流始動
電動機で印加電圧12V、負荷直流180A(負荷はエ
ア・ブレーキ)、起動周期3秒ON、3秒OFFで、
100回繰り返した後測定した。 第1表より明らかなように、従来品の摩耗量お
よび整流火花号数が3.1mm/1万回および#4〜
5に比べ、本発明に該当する実施例2〜5の摩耗
量および整流火花号数は1.0〜1.9mm/1万回およ
び#1〜3と著しく改善されている。 また、エポキシ樹脂の添加量を変化させること
により気孔率の調整は可能であり、気孔率が20〜
30%の範囲内にて顕著な効果が得られる。気孔率
が20%以下では、摩耗量が大きく整流火花号数も
#4以上となる。気孔率が30%以上では、摩耗量
も大きく、整流火花号数も#4以上となるととも
に、出力回転数が低下する。更に顕著な効果を得
るには、気孔率を20〜25%とするのが好ましい。 次いで実施例8乃至13について述べれば、黒鉛
100に対し第2表に示す重量割合でクマロン・イ
ンデン樹脂ワニスを混合し、110℃で乾燥後に粉
砕し、これにフエノール樹脂ワニスを黒鉛100に
対し重量割合で15%混合し、80℃で乾燥してから
粉砕する。重量割合でこの粉砕粉60%と銅粉40%
を混合し、3.0t/cm2で成形後、還元性雰囲気中で
750℃、4時間焼成して、気孔率19〜34%の金属
黒鉛ブラシを製造した。 なお、第2表に示した従来品は、重量割合で
黒鉛60%と銅40%を混合した後、3.0t/cm2で成形
後、還元性雰囲気中で750℃、4時間焼成して製
造したものである。 これらの実施例8〜13及び従来品についてワ
イパー用小型直流電動機で摩耗量及び摺動音を測
定したところ第2表に示す結果が得られた。この
ときの試験方法は次の通りであつた。即ち、直流
電動機は整流子径14mmφ、整流子片7枚、極数2
の物で、印加電圧12V、無負荷で高速回転時の摺
動音を電動機より30cmの位置で1/3オークター
ブバンド騒音計で測定し、同時に摩耗量も測定し
た。 第2表より明らかなように、従来品の摩耗量お
よび摺動音が1.2mm/1000Hおよび62dBに比べ、
本発明に該当する実施例9〜12の摩耗量および摺
動音は0.7〜1.1mm/1000Hおよび56〜58と著しく
改善されている。また、クロマン・インデン樹脂
の添加量を変化させることにより気孔率の調整は
可能であり、気孔率が20〜30%の範囲内にて顕著
な効果が得られる。気孔率が20%以下では、摩耗
量、摺動音とも充分な値が得られない。気孔率が
30%以上では、機械的強度の著しい低下により摩
耗量が増加する。更に顕著な効果を得るには、気
孔率を2〜25%とするのが好ましい。 この様に本発明に基ずく多孔構造の金属黒鉛質
ブラシは以下のような効果が得られる。 (1) 振動吸収性に優れる (2) 摩耗量が少ない (3) 整流特性が良好 (4) 摺動音が小さい (5) 出力が向上 (6) 座じよう性が良好
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 金属と黒鉛により構成され、気孔率が20〜30
%の多孔構造であることを特徴とする金属黒鉛質
ブラシ。 2 前記ブラシを直流電動機用のブラシに構成し
た特許請求の範囲第1項に記載の金属黒鉛質ブラ
シ。 3 金属黒鉛質ブラシにおける銅含有量が重量%
で40〜85%であることを特徴とする前記特許請求
の範囲第2項に記載の金属黒鉛質ブラシ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17045279A JPS5694946A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Metallic graphite brush |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17045279A JPS5694946A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Metallic graphite brush |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5694946A JPS5694946A (en) | 1981-07-31 |
JPH0121690B2 true JPH0121690B2 (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=15905185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17045279A Granted JPS5694946A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Metallic graphite brush |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5694946A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0813181B2 (ja) * | 1989-01-24 | 1996-02-07 | 東芝セラミックス株式会社 | 金属黒鉛質ブラシ |
JP2023037039A (ja) * | 2020-02-12 | 2023-03-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電動機及び電動送風機 |
-
1979
- 1979-12-28 JP JP17045279A patent/JPS5694946A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5694946A (en) | 1981-07-31 |
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