JPH0446546A - 積層ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発電機や電動機等の回転電機に使用される積
層ブラシに関する。

［従来の技術］ 従来より、回転電機の整流子に摺接するブラシから発生
する火花を防止するため、例えば、特開昭５９−６６０
８２号公報（他に、特開昭５０−２７００７号公報、特
開昭６１−７３５５０号公報、特開昭６２−６１２８４
号公報、特開昭６２−７１４５３号公報等）では、抵抗
の異なる２種類の層より精成された積層ブラシが採用さ
れている。

この積層ブラシは、Ｃｕの含有量の多い低抵抗部とＣｕ
の含有量の少ない高抵抗部とを接着剤などで貼り合わせ
、整流子の回転方向に対して、低抵抗部が前方側に配置
されて回転電機の性能を確保し、高抵抗部が後方側に配
置されて火花の発生を防止する。

また、特開昭６２−６１２８４号公報では、低抵抗部と
高抵抗部とを一体成形することで、両者の接合面での剥
離を防止する技術が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来の積層ブラシは、低抵抗部に含まれるＣ
ｕの量が多いことからブラシの摩耗および整流子の摩耗
を引き起こす。

また、低抵抗部と高抵抗部との抵抗比（高抵抗部の抵抗
値／低抵抗部の抵抗値）が小さい場合には、火花の抑制
効果が小さい。

さらには、低抵抗部を高抵抗部より厚くすることが望ま
しいが、あまり厚くすると高抵抗部の効果が失われ、耐
久性が低下する。従って、低抵抗部と高抵抗部との層比
（高抵抗部の厚さ／低抵抗部の厚さ）を適正に設定しな
いと、回転電機の性能やブラシ寿命の低下を招くことに
なる。

本発明は上記事情に基いてなされたもので、その目的は
、回転電機の性能を低下させることなく寿命を向上させ
た積層ブラシを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、Ｃｕの含有量に応
じて抵抗の異なる低抵抗部と高抵抗部の少なくとも２層
から成り、前記低抵抗部と前記高抵抗部とが一体成形に
より製造された積層ブラシにおいて、 前記低抵抗部に含まれる前記ＣｕＪｉを５０重量％以下
、前記低抵抗部に対する前記高抵抗部の抵抗比を５倍以
上、且つ、前記低抵抗部の厚さに対する前記高抵抗部の
厚さ比を０．３〜１．０の範囲とすることを技術的手段
とする。

［作用および発明の効果］ 上記構成よりなる本発明の積層ブラシは、低抵抗部に含
まれるＣｕ量とブラシの摩耗量との関係を測定すると、
Ｃｕ量が５０重量％を越えると次第にブラシの摩耗量が
増大する。

また、低抵抗部に対する高抵抗部の抵抗比と火花量との
関係を測定すると、抵抗比が５倍以上になると、火花量
は低い値でほぼ一定値を示し、抵抗比が５倍より小さく
なると、急激に火花量が増加する。

さらに、低抵抗部の厚さに対する高抵抗部の厚さ比と、
回転電機の性能（回転数）およびブラシの摩耗量との関
係をそれぞれ測定すると、厚さ比が０．３より小さくな
ると、ブラシの摩耗量が急激に増大し、厚さ比が１．０
を越えると、回転数が次第に低下する。

以上の結果より、低抵抗部に含まれるＣｕ量を５０重量
％以下、低抵抗部に対する高抵抗部の抵抗比を５倍以上
、低抵抗部の厚さに対する高抵抗部の厚さ比を０．３〜
１０の範囲とした積層ブラシを使用することで、ブラシ
の摩耗が低減されるとともに、火花抑制効果を増大させ
ることができ、回転電機の性能を低下させることなく寿
命の向上を図ることができる。

［実施例］ 次に、本発明の積層ブラシを図面に示す一実施例に基づ
き説明する。

第１図は整流子に摺接する積層ブラシの側面図である。

本実施例の積層ブラシ１は、低抵抗材であるＣＵの含有
量に応じて抵抗の異なる低抵抗部２と高抵抗部３の２層
から成り、回転電機の整流子４の外周面に摺接して設け
られる。このとき、整流子４の回転方向（第１図中矢印
で示す）に対して、低抵抗部２が前方側（第１図左側）
、高抵抗部３が後方側となるように配置される。なお、
第１図中の番号５はピグテールである。

この積層ブラシ１は、以下に示す一体成形により製造さ
れる。

まず、第２図および第３図に示すように、銅粉３４重量
％、バインダーで処理した黒鉛粉６６重量％の混合粉の
低抵抗材２ａを金型６内に充填し、この上から、バイン
ダーで処理した黒鉛粉１００重量％の高抵抗材３ａを充
填して積層する。

その後、上下バンチ７．８により所定の圧力で加圧成型
後（第４図参照）、約７５０℃で焼成して低抵抗部２と
高抵抗部３との２Ｎから成る成型品を得る。

この一体成形により得られた積層ブラシ１は、低抵抗部
２と高抵抗部３とを接着剤などで貼り合わせた場合と比
較して、接合面での剥離を防止することができ、ブラシ
１の耐久性を高めることができる。

上記の積層ブラシ１は、 低抵抗部２の固有抵抗：３００μΩＣ１、高抵抗部３の
固有抵抗：　３９００μΩＣ１、を有し、 低抵抗部２の厚さＳｌ：高抵抗部３の厚さ５２＝３：１
に設定されている。

従って、低抵抗部２に対する高抵抗部３の抵抗比は１３
倍、低抵抗部２の厚さに対する高抵抗部３の厚さ比は０
．３３となる。

この積層ブラシ１を使用したブロワモータの評価結果を
以下に示す。

ブロワモータの回転数：　３６００１−の下で、低抵抗
部２に含まれるＣｕ量とブラシ１の摩耗量との関係を測
定すると、第５図の測定グラフに示すように、低抵抗部
２に含まれるＣｕ量が３４重量％である本実施例のブラ
シ１では、ブラシ摩耗量が極めて少ない結果を得ること
ができる。

また、同様に、ブロワモータの回転数：　３６００ｒｐ
−の下で、低抵抗部２に対する高抵抗部３の抵抗比と火
花量との関係を測定すると、第６図の測定グラフに示す
ように、抵抗比が５倍より小さくなると火花量が急激に
増大し、５倍以」−になると低い値を示す、従って、抵
抗比が１３倍である本実施例のブラシ１によれば、火花
の発生をほとんど抑えることができる。

さらに、低抵抗部２の厚さに対する高抵抗部３の厚さ比
と、ブラシ１の摩′に５１Ｂおよびブロワモータの回転
数との関係を測定すると、第７図の測定グラフに示すよ
うに、厚さ比が０．３より小さくなる（低抵抗部２の割
合が大きくなる）と、ブラシ１の摩耗量が急激に増大し
、また、厚さ比が１．０を越えると回転数が次第に低下
する。従って、厚さ比が０．３３である本実施例のブラ
シ１を使用した場合には、ブロワモータの回転数を低下
させることなく、ブラシ１の摩耗量も少なくすることが
できる。

このように、低抵抗部２に含まれるＣｕ量、低抵抗部２
に対する高抵抗部３の抵抗比、および低抵抗部２の厚さ
に対する高抵抗部３の厚さ比を適切に設定することによ
り、火花の発生を抑えるとともに、ブラシ１の摩耗を少
なくすることができ。

その結果、回転電機の出力性能を低下させることなく、
ブラシ１の寿命を延ばすことができる。

なお、本実施例では、低抵抗部２と高抵抗部３との２層
としたが、３層以」−に積層しても良い。

例えば、３層に積層する場合には、中央に低抵抗部を配
し、その両側に高抵抗部が配される。

【図面の簡単な説明】

第１図は整流子に摺接する積層ブラシの側面図、第２図
〜第４図は積層ブラシの製造過程を示す説明図、第５図
は低抵抗部に含まれるＣｕ量とブラシの摩耗１との関係
を示すグラフ、第６図は抵抗比と火花量との関係を示す
グラフ、第７図は低抵抗部と高抵抗部との厚さ比と、ブ
ラシの摩耗量およびブロワモータの回転数との関係を示
すグラフである。 図中 １・・・積層ブラシ ２・・・低抵抗部 ３・・・高抵抗部 第１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｃｕの含有量に応じて抵抗の異なる低抵抗部と高抵
   抗部の少なくとも２層から成り、前記低抵抗部と前記高
   抵抗部とが一体成形により製造された積層ブラシにおい
   て、 前記低抵抗部に含まれる前記Ｃｕ量を５０重量％以下、
   前記低抵抗部に対する前記高抵抗部の抵抗比を５倍以上
   、且つ、前記低抵抗部の厚さに対する前記高抵抗部の厚
   さ比を０．３〜１．０の範囲とすることを特徴とする積
   層ブラシ。