JPH06189506A - 回転電機用カーボンブラシの製造法 - Google Patents
回転電機用カーボンブラシの製造法Info
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- JPH06189506A JPH06189506A JP33434492A JP33434492A JPH06189506A JP H06189506 A JPH06189506 A JP H06189506A JP 33434492 A JP33434492 A JP 33434492A JP 33434492 A JP33434492 A JP 33434492A JP H06189506 A JPH06189506 A JP H06189506A
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- brush
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- carbon brush
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高電流密度、高温条件下でも、摩擦係数が小
さく、ブラシ摩耗量が少ない、長寿命の回転電機用カー
ボンブラシの製造法を提供する。 【構成】 主原料の黒鉛粉に対し二硫化モリブデン粉１
〜１０重量％、チタン粉０．１〜５重量％及び結合剤を
添加し、混合、成形後、５００〜８００℃の温度で熱処
理する回転電機用カーボンブラシの製造法。
さく、ブラシ摩耗量が少ない、長寿命の回転電機用カー
ボンブラシの製造法を提供する。 【構成】 主原料の黒鉛粉に対し二硫化モリブデン粉１
〜１０重量％、チタン粉０．１〜５重量％及び結合剤を
添加し、混合、成形後、５００〜８００℃の温度で熱処
理する回転電機用カーボンブラシの製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機、特に電動工
具等の高電流密度の小形回転電機に使用されるカーボン
ブラシの製造法に関する。
具等の高電流密度の小形回転電機に使用されるカーボン
ブラシの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転電機の小型化、高速化に伴って、機
械の振動等によりブラシのすり特性が不安定になり、整
流が悪化し易くなっている。この対策として、整流子面
に過剰に生成された皮膜を除去してカーボンブラシの摺
動接触を良好に保持するため、特公昭39−16363号公報
では、ブラシ中に無定形シリカとアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、マンガン、アルミニウム、ビスマス、ニッ
ケル等のシリカの結晶化促進作用を有する金属とを含有
させ、７００〜１０００℃で熱処理している。また、有
害な整流子表皮層の生成を未然に防止して適正な皮膜調
整作用をして、高速回転においても安定したすり特性を
得るため、特公昭58−58787号公報では、ブラシ中に
０．５〜５．０重量％のアルミニウム(Ａl)粉を含有さ
せ、３５０℃以下の温度で熱処理している。一方、特公
昭60−13382号公報では、ブラシ中に０．５〜５．０重
量％のＡl粉及び０．５〜５．０重量％のＳiＣ粉を含有
させ、１５０〜３５０℃の温度で熱処理して、ＳiＣ粉
の研磨性による摩擦係数の上昇をＡl粉の皮膜生成作用
によって低下させ、接触電圧降下も低下させて、摺動状
態を安定に保っている。
械の振動等によりブラシのすり特性が不安定になり、整
流が悪化し易くなっている。この対策として、整流子面
に過剰に生成された皮膜を除去してカーボンブラシの摺
動接触を良好に保持するため、特公昭39−16363号公報
では、ブラシ中に無定形シリカとアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、マンガン、アルミニウム、ビスマス、ニッ
ケル等のシリカの結晶化促進作用を有する金属とを含有
させ、７００〜１０００℃で熱処理している。また、有
害な整流子表皮層の生成を未然に防止して適正な皮膜調
整作用をして、高速回転においても安定したすり特性を
得るため、特公昭58−58787号公報では、ブラシ中に
０．５〜５．０重量％のアルミニウム(Ａl)粉を含有さ
せ、３５０℃以下の温度で熱処理している。一方、特公
昭60−13382号公報では、ブラシ中に０．５〜５．０重
量％のＡl粉及び０．５〜５．０重量％のＳiＣ粉を含有
させ、１５０〜３５０℃の温度で熱処理して、ＳiＣ粉
の研磨性による摩擦係数の上昇をＡl粉の皮膜生成作用
によって低下させ、接触電圧降下も低下させて、摺動状
態を安定に保っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
39−16363号公報によるブラシは、整流子面の皮膜を除
去する作用はあるが、研磨作用を強めることになり、摩
擦係数及びその変動が大きくなり、回転電機の効率を低
下させるばかりでなく、ブラシ温度が１５０℃を越える
高温下では摩擦係数が上昇し、ブラシ摩耗が増大すると
いう問題がある。また、特公昭58−58787号公報及び特
公昭60−13382号公報のブラシは、摩擦係数を低下させ
る作用を持っているが、ブラシ温度が１５０℃を越える
高温下では、摩擦係数を低下させる作用が不充分であ
り、同様にブラシ摩耗が増大するという問題がある。本
発明は、ブラシ温度が１５０℃を越える高温下でも、摩
擦係数が小さく、ブラシ摩耗が少ない、即ち今日の小
型、高電流密度で高出力を要求される電動工具等の回転
電機においても、ブラシ摩耗が少なく、長寿命のカーボ
ンブラシの製造法を提供するものである。
39−16363号公報によるブラシは、整流子面の皮膜を除
去する作用はあるが、研磨作用を強めることになり、摩
擦係数及びその変動が大きくなり、回転電機の効率を低
下させるばかりでなく、ブラシ温度が１５０℃を越える
高温下では摩擦係数が上昇し、ブラシ摩耗が増大すると
いう問題がある。また、特公昭58−58787号公報及び特
公昭60−13382号公報のブラシは、摩擦係数を低下させ
る作用を持っているが、ブラシ温度が１５０℃を越える
高温下では、摩擦係数を低下させる作用が不充分であ
り、同様にブラシ摩耗が増大するという問題がある。本
発明は、ブラシ温度が１５０℃を越える高温下でも、摩
擦係数が小さく、ブラシ摩耗が少ない、即ち今日の小
型、高電流密度で高出力を要求される電動工具等の回転
電機においても、ブラシ摩耗が少なく、長寿命のカーボ
ンブラシの製造法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、主原料の黒鉛
粉に対し二硫化モリブデン粉１〜１０重量％、チタン粉
０．１〜５重量％及び結合剤を添加し、混合、成形後、
５００〜８００℃の温度で熱処理する回転電機用カーボ
ンブラシの製造法に関する。
粉に対し二硫化モリブデン粉１〜１０重量％、チタン粉
０．１〜５重量％及び結合剤を添加し、混合、成形後、
５００〜８００℃の温度で熱処理する回転電機用カーボ
ンブラシの製造法に関する。
【０００５】本発明において、主原料の黒鉛粉は、精製
した灰分の少ない天然黒鉛、石油系コークス、石炭系コ
ークス等を黒鉛化して得られる人造黒鉛、熱分解黒鉛、
キッシュ黒鉛等の粉末であり、粒度は特に制限がない。
灰分の量が多いと、ブラシ温度が１５０℃を越えると摩
擦係数及びその変動が大きくなり、すり特性が不安定と
なるので０．１重量％以下が好ましい。結合剤は特に制
限はないが、熱硬化性樹脂、タールピッチ、コールター
ル等の炭化残量の大きなものが用いられる。
した灰分の少ない天然黒鉛、石油系コークス、石炭系コ
ークス等を黒鉛化して得られる人造黒鉛、熱分解黒鉛、
キッシュ黒鉛等の粉末であり、粒度は特に制限がない。
灰分の量が多いと、ブラシ温度が１５０℃を越えると摩
擦係数及びその変動が大きくなり、すり特性が不安定と
なるので０．１重量％以下が好ましい。結合剤は特に制
限はないが、熱硬化性樹脂、タールピッチ、コールター
ル等の炭化残量の大きなものが用いられる。
【０００６】二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）粉は、通常
潤滑剤として用いられる純度が９８重量％以上で、粒径
が１００メッシュ以下のものが使用される。また、チタ
ン粉は、チタン地金であるスポンジチタンの破砕粉、更
にこれを脱水素処理したチタン粉等があり、特に制限は
ない。チタン（Ｔi）粉の粒径は２５０メッシュ以下が
好ましい。粒径が大きいと研磨性が強くなって摩擦係数
が増大するばかりでなく、整流子面に有害な条痕が発生
することがある。
潤滑剤として用いられる純度が９８重量％以上で、粒径
が１００メッシュ以下のものが使用される。また、チタ
ン粉は、チタン地金であるスポンジチタンの破砕粉、更
にこれを脱水素処理したチタン粉等があり、特に制限は
ない。チタン（Ｔi）粉の粒径は２５０メッシュ以下が
好ましい。粒径が大きいと研磨性が強くなって摩擦係数
が増大するばかりでなく、整流子面に有害な条痕が発生
することがある。
【０００７】ＭｏＳ2粉及びＴi粉の添加量は、主原料の
黒鉛粉に対して、それぞれ１〜１０重量％及び０．１〜
５重量％とされる。ＭｏＳ2粉の添加量が１重量％未満
の場合は、ブラシ温度が１５０℃を越える高温下では摩
擦係数の低減効果が現われない。ＭｏＳ2粉の添加量が
１０重量％を越えると、ＭｏＳ2の皮膜が整流子面に過
剰に形成され、電動機の通電電流が縮流となって整流子
面に条痕が発生し易くなると共に、ブラシの温度が異常
に高温となり、高電流密度の回転電機には好ましくな
い。また、Ｔi粉の添加量が０．１重量％未満の場合
は、皮膜調整作用が不十分となり過剰皮膜が生成され易
く、特にブラシ温度が１５０℃を越える高温下では黒化
現象が発生する。Ｔi粉の添加量が５重量％を越える
と、研磨性が強くなり、摩擦係数が増大してすり特性が
不安定になる。つまり、ＭｏＳ2粉及びＴi粉の添加量が
前記範囲から外れた場合は、ブラシ温度が１５０℃を越
えると<高電流条件の下ではすり特性を安定に保持でき
ないことになる。
黒鉛粉に対して、それぞれ１〜１０重量％及び０．１〜
５重量％とされる。ＭｏＳ2粉の添加量が１重量％未満
の場合は、ブラシ温度が１５０℃を越える高温下では摩
擦係数の低減効果が現われない。ＭｏＳ2粉の添加量が
１０重量％を越えると、ＭｏＳ2の皮膜が整流子面に過
剰に形成され、電動機の通電電流が縮流となって整流子
面に条痕が発生し易くなると共に、ブラシの温度が異常
に高温となり、高電流密度の回転電機には好ましくな
い。また、Ｔi粉の添加量が０．１重量％未満の場合
は、皮膜調整作用が不十分となり過剰皮膜が生成され易
く、特にブラシ温度が１５０℃を越える高温下では黒化
現象が発生する。Ｔi粉の添加量が５重量％を越える
と、研磨性が強くなり、摩擦係数が増大してすり特性が
不安定になる。つまり、ＭｏＳ2粉及びＴi粉の添加量が
前記範囲から外れた場合は、ブラシ温度が１５０℃を越
えると<高電流条件の下ではすり特性を安定に保持でき
ないことになる。
【０００８】黒鉛粉、上記量のＭｏＳ2粉及びＴi粉、結
合剤は混合して成形粉とされる。樹脂が固形の場合は適
度に粉砕して通常の粉末混合機で混合し、樹脂が液状の
場合は適度の溶剤を加えてニーダー等で混練後溶剤を除
去して粉砕し、成形粉とされる。成形粉は公知の方法で
成形し、５００〜８００℃の温度で熱処理してブラシ材
とされ、これを所定の仕様に加工及び組立をしてカーボ
ンブラシとされる。
合剤は混合して成形粉とされる。樹脂が固形の場合は適
度に粉砕して通常の粉末混合機で混合し、樹脂が液状の
場合は適度の溶剤を加えてニーダー等で混練後溶剤を除
去して粉砕し、成形粉とされる。成形粉は公知の方法で
成形し、５００〜８００℃の温度で熱処理してブラシ材
とされ、これを所定の仕様に加工及び組立をしてカーボ
ンブラシとされる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。２００メッ
シュ以下に粉砕した灰分０．１重量％のピッチコークス
系人造黒鉛粉の主原料１００重量部に、１００メッシュ
以下のＭｏＳ2粉及び２５０メッシュ以下のＴi粉を表１
に示す組合せで添加し、更に結合剤としてノボラック型
フェノール樹脂（日立化成工業製、ＨＰ−２０８ＮＫ）
の粉末３０重量部を加え、ワーナー型捏合機に入れて混
合した後、１．４ｔ／cm2の圧力で成形した。次いで、
空気を遮断して６５０℃の温度で熱処理して、１６種の
ブラシ材を得、これらの加工・組立を行ってカーボンブ
ラシを得た。なお、表１において試料Ｎo.が１〜４及び
１３〜１６の８種は比較例、試料Ｎo.が５〜１２の８種
が実施例である。
シュ以下に粉砕した灰分０．１重量％のピッチコークス
系人造黒鉛粉の主原料１００重量部に、１００メッシュ
以下のＭｏＳ2粉及び２５０メッシュ以下のＴi粉を表１
に示す組合せで添加し、更に結合剤としてノボラック型
フェノール樹脂（日立化成工業製、ＨＰ−２０８ＮＫ）
の粉末３０重量部を加え、ワーナー型捏合機に入れて混
合した後、１．４ｔ／cm2の圧力で成形した。次いで、
空気を遮断して６５０℃の温度で熱処理して、１６種の
ブラシ材を得、これらの加工・組立を行ってカーボンブ
ラシを得た。なお、表１において試料Ｎo.が１〜４及び
１３〜１６の８種は比較例、試料Ｎo.が５〜１２の８種
が実施例である。
【００１０】上記実施例及び比較例で得た１６種のカー
ボンブラシについて、１００℃及び１５０℃における摩
擦係数を測定した。その結果を表１に併せて示した。ま
た、同じカーボンブラシについて、１００Ｖ、１．２ｋ
Ｗの電動工具用電動機を用いてブラシ摩耗の実機テスト
を行った。その結果を図１に示す。図中、ブラシ摩耗量
は１００時間当りの摩耗量（mm）を示す。
ボンブラシについて、１００℃及び１５０℃における摩
擦係数を測定した。その結果を表１に併せて示した。ま
た、同じカーボンブラシについて、１００Ｖ、１．２ｋ
Ｗの電動工具用電動機を用いてブラシ摩耗の実機テスト
を行った。その結果を図１に示す。図中、ブラシ摩耗量
は１００時間当りの摩耗量（mm）を示す。
【００１１】表１から明らかなように、試料Ｎo.９のＭ
ｏＳ2粉添加量が５重量％でＴi粉添加量が１重量％のカ
ーボンブラシが１５０℃の摩擦係数が最も低く、ＭｏＳ
2粉の適正添加量は１〜１０重量％で、このＭｏＳ2粉の
適正添加量の範囲内でＴi粉の適正添加量は０．１〜５
重量％である。この範囲外では、試料Ｎo.３及びＮo.１
３のカーボンブラシのように１００℃の摩擦係数が０．
２以下と低い値でも、１５０℃の高温になると摩擦係数
が０．２を越えて高い値となる。また、図１から明らか
なように、試料Ｎo.８のＭｏＳ2粉添加量が５重量％で
Ｔi粉添加量が０．５重量％のカーボンブラシが最もブ
ラシ摩耗量が少なく、実施例のカーボンブラシは摩耗量
が少ないことが判る。即ち、主原料の黒鉛粉に対してＭ
ｏＳ2粉を１〜１０重量％及びＴi粉を０．１〜５重量％
添加することにより、高温下での摩擦係数の値が低下
し、ブラシ摩耗量が少ない極めて優れた回転電機用カー
ボンブラシが得られるのである。
ｏＳ2粉添加量が５重量％でＴi粉添加量が１重量％のカ
ーボンブラシが１５０℃の摩擦係数が最も低く、ＭｏＳ
2粉の適正添加量は１〜１０重量％で、このＭｏＳ2粉の
適正添加量の範囲内でＴi粉の適正添加量は０．１〜５
重量％である。この範囲外では、試料Ｎo.３及びＮo.１
３のカーボンブラシのように１００℃の摩擦係数が０．
２以下と低い値でも、１５０℃の高温になると摩擦係数
が０．２を越えて高い値となる。また、図１から明らか
なように、試料Ｎo.８のＭｏＳ2粉添加量が５重量％で
Ｔi粉添加量が０．５重量％のカーボンブラシが最もブ
ラシ摩耗量が少なく、実施例のカーボンブラシは摩耗量
が少ないことが判る。即ち、主原料の黒鉛粉に対してＭ
ｏＳ2粉を１〜１０重量％及びＴi粉を０．１〜５重量％
添加することにより、高温下での摩擦係数の値が低下
し、ブラシ摩耗量が少ない極めて優れた回転電機用カー
ボンブラシが得られるのである。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、ＭoＳ2粉の潤滑作用及
びＴi粉の皮膜調整作用により、回転電機の整流子面に
おける表皮膜が過剰に生成されることがなく、ＭoＳ2に
よる高温下の潤滑効果が有効に作用するため、高温条件
下での摩擦係数の値を小さくすることができ、高電流密
度の回転電機においてもブラシ摩耗量が少ない、極めて
長寿命で良好な運転が維持される回転電機用カーボンブ
ラシが得られる。
びＴi粉の皮膜調整作用により、回転電機の整流子面に
おける表皮膜が過剰に生成されることがなく、ＭoＳ2に
よる高温下の潤滑効果が有効に作用するため、高温条件
下での摩擦係数の値を小さくすることができ、高電流密
度の回転電機においてもブラシ摩耗量が少ない、極めて
長寿命で良好な運転が維持される回転電機用カーボンブ
ラシが得られる。
【００１３】
【表１】
【図１】ＭoＳ2粉及びＴi粉添加量とブラシ摩耗量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 主原料の黒鉛粉に対し二硫化モリブデン
粉１〜１０重量％、チタン粉０．１〜５重量％及び結合
剤を添加し、混合、成形後、５００〜８００℃の温度で
熱処理することを特徴とする回転電機用カーボンブラシ
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33434492A JPH06189506A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33434492A JPH06189506A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06189506A true JPH06189506A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18276318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33434492A Pending JPH06189506A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06189506A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100236459B1 (ko) * | 1993-12-15 | 2000-01-15 | 오상수 | 회전전기용 카본브러시 제조방법 |
| WO2006011267A1 (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Totankako Co., Ltd. | カーボンブラシ |
| US7905995B2 (en) | 2001-06-14 | 2011-03-15 | Applied Materials, Inc. | Alternating current rotatable sputter cathode |
| CN106033862A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-19 | 苏州东南电碳科技有限公司 | 一种机车牵引电机用碳刷的制备方法 |
| CN106032328A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-19 | 苏州东南电碳科技有限公司 | 一种用于制备机车牵引电机用碳刷的材料 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP33434492A patent/JPH06189506A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100236459B1 (ko) * | 1993-12-15 | 2000-01-15 | 오상수 | 회전전기용 카본브러시 제조방법 |
| US7905995B2 (en) | 2001-06-14 | 2011-03-15 | Applied Materials, Inc. | Alternating current rotatable sputter cathode |
| WO2006011267A1 (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Totankako Co., Ltd. | カーボンブラシ |
| US7859166B2 (en) | 2004-07-26 | 2010-12-28 | Totankako Co., Ltd. | Carbon brush produced by mixing a carbonaceous filler and a binder, and kneading, shaping, and baking the mixture |
| CN106033862A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-19 | 苏州东南电碳科技有限公司 | 一种机车牵引电机用碳刷的制备方法 |
| CN106032328A (zh) * | 2015-03-18 | 2016-10-19 | 苏州东南电碳科技有限公司 | 一种用于制备机车牵引电机用碳刷的材料 |
| CN106033862B (zh) * | 2015-03-18 | 2018-07-13 | 苏州东南佳新材料股份有限公司 | 一种机车牵引电机用碳刷的制备方法 |
| CN106032328B (zh) * | 2015-03-18 | 2018-12-07 | 苏州东南佳新材料股份有限公司 | 一种用于制备机车牵引电机用碳刷的材料 |
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