JPH0474939B2 - - Google Patents
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- JPH0474939B2 JPH0474939B2 JP63045279A JP4527988A JPH0474939B2 JP H0474939 B2 JPH0474939 B2 JP H0474939B2 JP 63045279 A JP63045279 A JP 63045279A JP 4527988 A JP4527988 A JP 4527988A JP H0474939 B2 JPH0474939 B2 JP H0474939B2
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Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
[発明の利用分野]
この発明は、モーターや発電機等の回転電機に
使用する電刷子に関し、特に金属黒鉛質電刷子に
関する。 [従来技術] 従来から高電圧の回転電機には炭素黒鉛質、電
気黒鉛質を用いた電刷子が使用されてきたが、自
動車電装用モーターの如き低電圧のものには銅粉
と天然黒鉛粉とから造られるいわゆる金属黒鉛質
電刷子が使用されている。 金属黒鉛質電刷子は、電刷子が用いられるモー
ター等の出力性能、耐久性能に応じて、金属含有
量の異なつたものが使用されている。高出力を要
求されるものでは金属含有量が60〜90重量%(以
下%は重量%を現す)、高耐久性能を要求される
ものでは10〜50%が普通である。そして黒鉛粉と
しては、人造黒鉛粉よりも潤滑性に優れた天然黒
鉛粉が好んで用いられている。 これらの金属粉と黒鉛粉とから作られた電刷子
は、整流子上を摺動する時、電刷子中の黒鉛が他
の成分と共に整流子表面に黒鉛皮膜を形成し、こ
れが潤滑作用をすることで整流子や電刷子の磨耗
を防いでいると、一般に考えられている。 しかしながらこれらの皮膜の形成状態は、用い
たモーター等の回転電機の電流値、整流子の周
速、発熱状態、その他の要因により変化する。そ
して皮膜が厚くなり過ぎる、あるいは皮膜にむら
が生じる等の現象が生じると、電刷子や整流子が
著しく磨耗する。 従来から、これら電刷子や整流子の磨耗を防止
し適度な黒鉛皮膜を形成するために、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステン、硫化銅、硫化亜鉛
等の金属硫化物潤滑剤を添加する、あるいはシリ
カ、アルミナ、鉄粉、マンガン粉等の微粉末を添
加し皮膜の厚さを調整する、等の試みがなされて
いる。これらの試みは磨耗の防止に有効である
が、その効果は十分なものではない。 [発明の目的] この発明は、金属黒鉛質電刷子の耐久性の改善
を目的とする。この発明は特に、ガソリン等の液
体燃料中に浸漬して用いる電刷子の耐久性の改善
を目的とする。 [発明の構成] この発明は、金属黒鉛質電刷子に、20メツシユ
パス(最大粒径840μm以下)の粒度のコークス
粉を1〜30重量%含有させたことを特徴とする。
このようにすると、電刷子の磨耗を抑制し、その
耐久性を高めることができる。特にこの発明の電
刷子を、燃料噴射ポンプ用モーターの如く液体燃
料中に浸漬して用いると、電刷子、整流子双方の
磨耗を著しく抑制することができる。 この発明に用いる金属粉としては、主として銅
粉を用いるが、銀粉あるいは銅粉と銀粉との混合
粉でも良い。金属粉の使用量は用いる回転電機の
特性に応じて定め、例えば自動車のスターターモ
ーターの場合50〜80%が、ブロワーモーターの場
合30〜60%が、ガソリン等の燃料噴射ポンプ用モ
ーターの場合5〜40%が好ましい。 この発明に用いる黒鉛粉は天然黒鉛粉が好まし
いが、人造黒鉛粉あるいは人造黒鉛粉と天然黒鉛
粉との混合粉でも良い。銅含有量が70%以上の場
合は、結合材を用いず黒鉛粉をそのまま使用する
こともできる。しかし銅含有量が少なく黒鉛粉が
多い場合、電刷子の焼結性が低いため、フエノー
ル樹脂ワニス等の合成樹脂結合材で黒鉛粉の表面
を処理して用いることが好ましい。結合材は、炭
素換算で黒鉛粉の1〜30%程度が好ましい。 コークスとしては、石炭のガス化の際に得られ
るコークス、石炭ピツチを乾留して得られるピツ
チコークス、石油類の精製やクラツキングの副産
物である石油コークス等がある。コークス粉は、
例えばこれらのコークスの粉砕により調製する。
あるいは得られたコークス粉をピツチやタール等
で処理成形した後、1000〜1200℃程度で焼成し、
再度粉砕してコークス粉としても良い。 コークス粉の粒度は20メツシユパス(最大粒径
840μm以下)とする。粒度を粗くすると、電刷
子の組成が不均一になりやすく、また整流子に条
痕を生じやすい。好ましい粒度は32メツシユパス
(粒径500μm以下)であり、特に好ましくは100
メツシユパス(粒径150μm以下)とする。なお
粒径10μm以下のコークス粉は耐磨耗性の改善効
果に乏しく、コークス粉の粒径は10μm以上が好
ましい。勿論コークス粉中に粒径10μm以下のも
のが少量混合していても、耐磨耗性の改善効果を
損なうものでない。 この発明では、電刷子中にその全量に対しコー
クス粉を1〜30%含有させる。コークス粉の含有
量を1%以下とすると、電刷子の耐久性はほとん
ど向上しない。また30%以上含有させると、電刷
子の抵抗率を高め、かつ整流子の磨耗を増大させ
る。 電刷子の製造時に、コークス粉を、その含有量
が1〜30%となるように銅粉等の金属粉や黒鉛粉
と混合する。ここで好ましくは、黒鉛粉とコーク
ス粉とを混合してフエノール樹脂ワニス等の合成
樹脂結合材で処理し、これを銅粉等の金属粉と混
合するようにする。なお電刷子には、これ以外に
二硫化モリブデンや二硫化タングステン、カオリ
ン、シリカ等の公知の添加材を加えても良い。 この発明では上記の混合物を圧縮成形し電刷子
形状とするが、圧縮と同時にリード線を取り付け
るのが好ましい。圧縮成形は、例えばメカニカル
プレスや油圧プレスで行えば良い。圧縮成形後の
電刷子を焼成し、電刷子を完成する。なお焼成は
非酸化性雰囲気で行い、焼成温度例えば200〜800
℃が好ましい。 実施例 1 銅粉60%、フエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉33%、145メツシユパスの石炭ピツチ系
コークス粉(粒径105μm以下)5%、二硫化モ
リブデン2%を混合し、電刷子形状に成形し、非
酸化性雰囲気中700℃で焼成して電刷子とした。
電刷子中のコークス粉含有量は5.2%であつた。 実施例 2〜4 24メツシユパスの石油コークス粉(粒径700μ
m以下)100重量部にピツチ30重量部を加え混練
した後に、金型に充填して圧縮成形を行つた。こ
のものを1000℃に焼成した後粉砕し、32メツシユ
パスのコークス粉(粒径500μm以下)を得た。 銅粉60%に、上記のコークス粉をそれぞれ3
%、5%、8%、及び残部をフエノール樹脂ワニ
スで処理した天然黒鉛粉とし、総量が100%とな
るように混合粉を作つた。これらの混合物を実施
例1と同様に成形焼成し、実施例2〜4の電刷子
を得た。 比較例 1 コークス粉を使用しなかつた他は、実施例1と
全く同様にして電刷子を得た。 得られた電刷子を2.0KWの自動車用スタータ
モーターに取付け、3000c.c.のエンジンに取り付け
て、2秒駆動、28秒休止を1サイクルとし、
10000サイクル後の電刷子磨耗量を比較した。結
果を表1に示す。
使用する電刷子に関し、特に金属黒鉛質電刷子に
関する。 [従来技術] 従来から高電圧の回転電機には炭素黒鉛質、電
気黒鉛質を用いた電刷子が使用されてきたが、自
動車電装用モーターの如き低電圧のものには銅粉
と天然黒鉛粉とから造られるいわゆる金属黒鉛質
電刷子が使用されている。 金属黒鉛質電刷子は、電刷子が用いられるモー
ター等の出力性能、耐久性能に応じて、金属含有
量の異なつたものが使用されている。高出力を要
求されるものでは金属含有量が60〜90重量%(以
下%は重量%を現す)、高耐久性能を要求される
ものでは10〜50%が普通である。そして黒鉛粉と
しては、人造黒鉛粉よりも潤滑性に優れた天然黒
鉛粉が好んで用いられている。 これらの金属粉と黒鉛粉とから作られた電刷子
は、整流子上を摺動する時、電刷子中の黒鉛が他
の成分と共に整流子表面に黒鉛皮膜を形成し、こ
れが潤滑作用をすることで整流子や電刷子の磨耗
を防いでいると、一般に考えられている。 しかしながらこれらの皮膜の形成状態は、用い
たモーター等の回転電機の電流値、整流子の周
速、発熱状態、その他の要因により変化する。そ
して皮膜が厚くなり過ぎる、あるいは皮膜にむら
が生じる等の現象が生じると、電刷子や整流子が
著しく磨耗する。 従来から、これら電刷子や整流子の磨耗を防止
し適度な黒鉛皮膜を形成するために、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステン、硫化銅、硫化亜鉛
等の金属硫化物潤滑剤を添加する、あるいはシリ
カ、アルミナ、鉄粉、マンガン粉等の微粉末を添
加し皮膜の厚さを調整する、等の試みがなされて
いる。これらの試みは磨耗の防止に有効である
が、その効果は十分なものではない。 [発明の目的] この発明は、金属黒鉛質電刷子の耐久性の改善
を目的とする。この発明は特に、ガソリン等の液
体燃料中に浸漬して用いる電刷子の耐久性の改善
を目的とする。 [発明の構成] この発明は、金属黒鉛質電刷子に、20メツシユ
パス(最大粒径840μm以下)の粒度のコークス
粉を1〜30重量%含有させたことを特徴とする。
このようにすると、電刷子の磨耗を抑制し、その
耐久性を高めることができる。特にこの発明の電
刷子を、燃料噴射ポンプ用モーターの如く液体燃
料中に浸漬して用いると、電刷子、整流子双方の
磨耗を著しく抑制することができる。 この発明に用いる金属粉としては、主として銅
粉を用いるが、銀粉あるいは銅粉と銀粉との混合
粉でも良い。金属粉の使用量は用いる回転電機の
特性に応じて定め、例えば自動車のスターターモ
ーターの場合50〜80%が、ブロワーモーターの場
合30〜60%が、ガソリン等の燃料噴射ポンプ用モ
ーターの場合5〜40%が好ましい。 この発明に用いる黒鉛粉は天然黒鉛粉が好まし
いが、人造黒鉛粉あるいは人造黒鉛粉と天然黒鉛
粉との混合粉でも良い。銅含有量が70%以上の場
合は、結合材を用いず黒鉛粉をそのまま使用する
こともできる。しかし銅含有量が少なく黒鉛粉が
多い場合、電刷子の焼結性が低いため、フエノー
ル樹脂ワニス等の合成樹脂結合材で黒鉛粉の表面
を処理して用いることが好ましい。結合材は、炭
素換算で黒鉛粉の1〜30%程度が好ましい。 コークスとしては、石炭のガス化の際に得られ
るコークス、石炭ピツチを乾留して得られるピツ
チコークス、石油類の精製やクラツキングの副産
物である石油コークス等がある。コークス粉は、
例えばこれらのコークスの粉砕により調製する。
あるいは得られたコークス粉をピツチやタール等
で処理成形した後、1000〜1200℃程度で焼成し、
再度粉砕してコークス粉としても良い。 コークス粉の粒度は20メツシユパス(最大粒径
840μm以下)とする。粒度を粗くすると、電刷
子の組成が不均一になりやすく、また整流子に条
痕を生じやすい。好ましい粒度は32メツシユパス
(粒径500μm以下)であり、特に好ましくは100
メツシユパス(粒径150μm以下)とする。なお
粒径10μm以下のコークス粉は耐磨耗性の改善効
果に乏しく、コークス粉の粒径は10μm以上が好
ましい。勿論コークス粉中に粒径10μm以下のも
のが少量混合していても、耐磨耗性の改善効果を
損なうものでない。 この発明では、電刷子中にその全量に対しコー
クス粉を1〜30%含有させる。コークス粉の含有
量を1%以下とすると、電刷子の耐久性はほとん
ど向上しない。また30%以上含有させると、電刷
子の抵抗率を高め、かつ整流子の磨耗を増大させ
る。 電刷子の製造時に、コークス粉を、その含有量
が1〜30%となるように銅粉等の金属粉や黒鉛粉
と混合する。ここで好ましくは、黒鉛粉とコーク
ス粉とを混合してフエノール樹脂ワニス等の合成
樹脂結合材で処理し、これを銅粉等の金属粉と混
合するようにする。なお電刷子には、これ以外に
二硫化モリブデンや二硫化タングステン、カオリ
ン、シリカ等の公知の添加材を加えても良い。 この発明では上記の混合物を圧縮成形し電刷子
形状とするが、圧縮と同時にリード線を取り付け
るのが好ましい。圧縮成形は、例えばメカニカル
プレスや油圧プレスで行えば良い。圧縮成形後の
電刷子を焼成し、電刷子を完成する。なお焼成は
非酸化性雰囲気で行い、焼成温度例えば200〜800
℃が好ましい。 実施例 1 銅粉60%、フエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉33%、145メツシユパスの石炭ピツチ系
コークス粉(粒径105μm以下)5%、二硫化モ
リブデン2%を混合し、電刷子形状に成形し、非
酸化性雰囲気中700℃で焼成して電刷子とした。
電刷子中のコークス粉含有量は5.2%であつた。 実施例 2〜4 24メツシユパスの石油コークス粉(粒径700μ
m以下)100重量部にピツチ30重量部を加え混練
した後に、金型に充填して圧縮成形を行つた。こ
のものを1000℃に焼成した後粉砕し、32メツシユ
パスのコークス粉(粒径500μm以下)を得た。 銅粉60%に、上記のコークス粉をそれぞれ3
%、5%、8%、及び残部をフエノール樹脂ワニ
スで処理した天然黒鉛粉とし、総量が100%とな
るように混合粉を作つた。これらの混合物を実施
例1と同様に成形焼成し、実施例2〜4の電刷子
を得た。 比較例 1 コークス粉を使用しなかつた他は、実施例1と
全く同様にして電刷子を得た。 得られた電刷子を2.0KWの自動車用スタータ
モーターに取付け、3000c.c.のエンジンに取り付け
て、2秒駆動、28秒休止を1サイクルとし、
10000サイクル後の電刷子磨耗量を比較した。結
果を表1に示す。
【表】
実施例 5〜8
銅粉20%、実施例2で使用したものと同じコー
クス粉をそれぞれ2%、8%、15%、28%添加
し、それぞれフエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉を加えて総量が100%となるように混合
粉を作つた。これらの混合粉を、実施例1と同様
の方法で、電刷子形状に成形焼成して、実施例5
〜8の電刷子を得た。電刷子中のコークス粉含有
量は、表2にようになつた。 比較例 2 比較のために、コークス粉を使用しなかつた他
は実施例5と全く同様にして、電刷子を得た。 得られた電刷子を自動車用のガソリン噴射ポン
プ用モーターに組付け、電刷子がガソリン中に浸
漬された状態で電刷子の磨耗テストを行つた。テ
ストはモーター電圧12V、電流4Aとし、500時間
駆動後の電刷子と整流子の磨耗量を測定した。結
果を表2に示す。
クス粉をそれぞれ2%、8%、15%、28%添加
し、それぞれフエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉を加えて総量が100%となるように混合
粉を作つた。これらの混合粉を、実施例1と同様
の方法で、電刷子形状に成形焼成して、実施例5
〜8の電刷子を得た。電刷子中のコークス粉含有
量は、表2にようになつた。 比較例 2 比較のために、コークス粉を使用しなかつた他
は実施例5と全く同様にして、電刷子を得た。 得られた電刷子を自動車用のガソリン噴射ポン
プ用モーターに組付け、電刷子がガソリン中に浸
漬された状態で電刷子の磨耗テストを行つた。テ
ストはモーター電圧12V、電流4Aとし、500時間
駆動後の電刷子と整流子の磨耗量を測定した。結
果を表2に示す。
【表】
[発明の効果]
表1、表2の結果等から明らかなように、この
発明の電刷子は磨耗が少なく耐久性に優れてい
る。特にガソリン等の液体燃料中に浸漬して用い
る場合、電刷子、整流子共に著しく磨耗を小さく
することができる。
発明の電刷子は磨耗が少なく耐久性に優れてい
る。特にガソリン等の液体燃料中に浸漬して用い
る場合、電刷子、整流子共に著しく磨耗を小さく
することができる。
Claims (1)
- 1 金属粉と黒鉛粉とを混合成形した金属黒鉛質
電刷子において、20メツシユパスの粒度のコーク
ス粉を電刷子の全量に対して1〜30重量%含有さ
せたことを特徴とする、金属黒鉛質電刷子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4527988A JPH01222641A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 金属黒鉛質電刷子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4527988A JPH01222641A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 金属黒鉛質電刷子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01222641A JPH01222641A (ja) | 1989-09-05 |
JPH0474939B2 true JPH0474939B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=12714871
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1988
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Patent Citations (1)
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