JPH0564440B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の利用分野］ この発明は、金属黒鉛質電刷子の製造方法の改
良に関し、特に耐磨耗性の高い電刷子の製造方法
に関する。 ［従来技術］ 銅粉と黒鉛粉とを混合・成形し、金属黒鉛質の
電刷子を製造する方法が知られている。そしてこ
の電刷子は、モーターや発電機等の回転電機に用
いられる。 電刷子への要求の一つは、耐磨耗性を改善する
ことに有る。耐磨耗性の改善は、電刷子を小形化
し、かつ長時間使用することを可能にする。 耐磨耗性の改善方法として、銅粉の他に錫や鉛
等の低融点金属の粉末を添加することが知られて
いる（「電機用ブラシとその使い方」P16炭素材
料学会編 昭和52年３月発行）。ここで用いる粉
末は錫や鉛に限らず、銅よりも低融点のもので有
れば良く、これらの粉末を銅粉と共に黒鉛粉に添
加することにより、耐磨耗性を改良できる。 発明者らは、低融点金属の添加方法を変えて、
耐磨耗性を向上させることを検討した。得られた
結果を以下に示す。 (1) 銅粉の表面を低融点金属で被覆すれば、耐磨
耗性はさらに向上する。 (2) 銅と低融点金属との合金を用いても、耐磨耗
性はほとんど向上しない。 ［発明の課題］ この発明の課題は、耐磨耗性を改善した金属黒
鉛質電刷子の製造方法を提供することに有る。 ［発明の構成］ この発明では、銅粉の表面を銅よりも低融点の
金属で被覆し、被覆銅粉とする。この被覆銅粉と
黒鉛粉とを混合・成形し、金属黒鉛質電刷子を製
造する。 ここで銅粉には、電解銅粉、アトマイズ銅粉、
粉砕銅粉等のものを用いる。低融点金属には銅よ
りも融点の低い金属で有れば良いが、銅との合金
を形成し難く、かつ融点が200℃以上のものが好
ましい。なお融点が200℃以下の金属は、電刷子
製造時の焼結により銅との合金を生じ易い。そし
て好ましい金属としては、金、銀、鉛、錫、亜
鉛、カドミウム、アンチモン、アルミニウムが有
り、この中でも鉛が最も好ましい。 被覆方法には、電気メツキや無電解メツキ、あ
るいは真空蒸着等が有る。ここで被覆は、銅粉の
表面を部分的に被覆したものや全面的に被覆した
ものの、いずれでも良い。次に低融点金属の量
は、銅粉100重量部に対し、0.4〜15重量部が好ま
しく、特に2.0〜8.0重量部が好ましい。 黒鉛粉には、天然質、あるいは人造のものを用
い、必要に応じて、フエノール樹脂等の結合剤
や、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の
潤滑剤等を加えて用いる。 銅粉と黒鉛粉との混合・成形の方法は周知で有
るが、例えばこれらの物を混合した後、加圧成形
により所望の形状とし、焼結して電刷子を完成す
れば良い。 実施例 １ 見掛け比重1.8、250メツシユパスの電解銅粉
を、シアン化ソーダ、苛性ソーダ、一酸化鉛を混
合調整したメツキ液中に投入撹はんして無電解メ
ツキを行い、鉛で表面を被覆した銅粉を得た。こ
の被覆銅粉を化学分析した所、鉛の含有量は0.5
重量％であつた。 被覆銅粉70重量部と、フエノール樹脂ワニスで
処理した人造黒鉛粉30重量部（焼結後の黒鉛量と
して表示、以下同じ。）とを混合し、プレス成形
後に700℃にて焼結して電刷子を得た。 実施例 ２〜４ 鉛の被覆量を変えた他は、実施例１と全く同様
にして、他の電刷子を製造した。銅粉中の鉛含有
量は、４重量％、６重量％、10重量％の３種であ
つた。 実施例 ５ シアン化カリ水溶液に塩化銀を溶解して得た銀
メツキ液に電解銅粉を添加撹はんして、銀で被覆
された銅粉を得た。このものは分析の結果１重量
％の銀が付着していることが分かつた。 この銀被覆銅粉70重量部とフエノール樹脂で処
理した黒鉛粉30重量部とを混合しプレス成形後に
250℃にて２時間焼結して、電刷子を得た。 実施例 ６ シアン化ソーダ溶液中に電解銅粉を投入し、撹
はん下で酸化カドミウムを加え、カドミウムで被
覆された銅粉を得た。銅粉中のカドミウム含有量
は２重量％で有つた。 銀被覆銅粉をカドミウム被覆銅粉とした他は実
施例５と全く同様にして、電刷子を得た。 実施例 ７ 酸化錫をシアン化ソーダ水溶液に溶解した後撹
はん下に電解銅粉を投入し、錫メツキ銅粉を得
た。銅粉中の錫含有量は３重量％であつた。錫メ
ツキ銅粉を使用する以外は実施例５と全く同様に
して、電刷子を得た。 なお実施例５〜７において焼結温度を700℃と
すると、錫やカドミウム、銀は銅と合金化し、こ
れらのものの添加効果がほとんど失われた。その
ためこれらの実施例では、焼結後の強度を犠牲に
して250℃で焼結した。従つて鉛以外のものを被
覆剤に用いる場合、焼結温度を250℃程度と低く、
一般的には400℃以下、好ましくは300℃以下、と
するのが良い。 比較例 １ 比較のため、実施例１と同じ銅粉67重量部と鉛
粉３重量部、およびフエノール樹脂ワニスで処理
した黒鉛粉30重量部とを混合し、他の点では実施
例１と全く同様にして比較例の電刷子を得た。 比較例 ２ 鉛粉を用いず、銅粉70重量部と黒鉛粉30重量部
とを用いた他は、比較例１と全く同様にして電刷
子を得た。 ［試験例］ 実施例・比較例で得られた電刷子を自動車用
1.0KWのスターターモーターに組付け、このモ
ーターを1800c.c.エンヂンに取り付けた。モーター
を２秒間回転させ、28秒間休止させることを１サ
イクルとして、10000サイクル作動させ、作動後
の電刷子の磨耗量を比較した。結果を表１に示
す。

【表】

【表】 表１から明らかなごとく、実施例の電刷子は抵
抗率がやや高くなるがモーターの出力には殆ど影
響することが無く、それにもかかわらず電刷子の
耐磨耗性が大きく向上することが分かる。 鉛添加量を３％程度としたものについて比較す
ると（実施例２と比較例１、２）、鉛粉を添加し
たものでは磨耗量は1.38mmから1.20mmに改善され
るに過ぎないのに対し、鉛被覆銅粉を用いたもの
では磨耗量は0.8mmまで改善されている。そして
抵抗率は被覆銅粉を用いたものの方がやや高い
が、モーター出力には影響してい無い。さらに、
鉛添加量を微少量としたもの（実施例１）や過剰
量としたもの（実施例４）でも、粉末として適正
量の鉛を加えたもの（比較例１）より耐磨耗性が
優れており、モーター出力にも大差は無い。 次に鉛粉の添加量について見ると（実施例１〜
４）、銅粉中の鉛の含有量を２〜８％とすること
により耐磨耗性が著しく向上することが分かる。
また鉛に代え銀やカドミウム、錫を用いたもので
も、耐磨耗性が大きく改善されることが分かる。 なお発明者らは、銅粉含有量を55重量％とし黒
鉛粉含有量を45重量％としたものに付いても同様
の実験を行つたが、ほぼ同様の結果が得られた。 ［発明の効果］ この発明の製造方法では、耐久性が優れ、しか
もモーター等の出力への影響の小さい電刷子を得
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅粉の表面を銅よりも低融点の金属で被覆し
   て被覆銅粉とし、 この被覆銅粉と黒鉛粉とを混合・成形して電刷
   子とする、ことを特徴とする金属黒鉛質電刷子の
   製造方法。