JPH06303742A - 回転電機用ブラシ - Google Patents

回転電機用ブラシ

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JPH06303742A
JPH06303742A JP8762293A JP8762293A JPH06303742A JP H06303742 A JPH06303742 A JP H06303742A JP 8762293 A JP8762293 A JP 8762293A JP 8762293 A JP8762293 A JP 8762293A JP H06303742 A JPH06303742 A JP H06303742A
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brush
electric machine
graphite powder
rotary electric
powder
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Kojiro Ishikawa
幸治郎 石川
Hisanori Sugimoto
久典 杉本
Kaoru Tsukamoto
薫 塚本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐磨耗性および導電性に優れた回転電機用ブ
ラシを提供する。 【構成】 黒鉛粉末単体もしくは金属粉と黒鉛粉(必要
に応じバインダーを用いてもよい)からつくる回転電機
用ブラシにおいて、黒鉛粉末として、粒子径 0.5〜 200
μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を用いた回転電
機用ブラシ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モーターや発電機など
に用いられる回転電機用ブラシの改良、特にその導電性
および耐磨耗性の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の回転電機用ブラシが知られている
が、一般にこれらは黒鉛単体または黒鉛と金属粉(金、
銀、銅等)と、必要に応じてバインダー(フェノール樹
脂)を混合し、成形、焼結して製造されている。また従
来の回転電機用ブラシに用いられている黒鉛粉末の粒子
径は1〜 150μm であるが、厚さは特に決められてはい
ないが、均一に1μm 以下とはなっていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】回転電機の一層の長寿
命化と一層の小型化を図るため、回転電機用ブラシの耐
磨耗性を改善することが強く望まれている。しかし上記
従来の黒鉛粉末を用いた種々の回転電機用ブラシではこ
の点は解決されていない。
【0004】耐磨耗性を改善する他の方法としては、銅
粉の他に鉛、スズ、およびカドミウムなどの低融点金属
の粉末を添加するか、銅粉のまわりに低融点金属を被覆
する方法が知られている。しかしながら、これらの方法
は焼結温度の管理が難しく、被覆のためのコストが高く
つくなど取扱いに欠点がある。
【0005】従って本発明の目的は耐磨耗性および導電
性、特に耐磨耗性に優れた、製造コストが比較的安価な
回転電機用ブラシを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、黒鉛粉末
として粒子径 0.5〜 200μm 、厚さ1μm 以下の超扁平
黒鉛粉末を5重量%以上用いることにより耐磨耗性およ
び導電性、特に耐磨耗性に優れた回転電機用ブラシが得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】従って本発明の回転電機用ブラシは、黒鉛
単体または黒鉛と金属との混合物をブラシの主成分とす
る回転電機用ブラシにおいて、該黒鉛粉末として、粒子
径 0.5〜 200μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を
5重量%以上用いたことを特徴とする。
【0008】本発明の回転電機用ブラシの製造法は周知
の方法でよいが、例えば次の手法で造ることができる。
黒鉛粉末単体、または、黒鉛粉末と銅粉とを混合し(必
要に応じバインダーを用い)、粉体成形プレスにて成形
を行い、成形物を所定の温度にて焼成してブラシとす
る。
【0009】本発明においては、黒鉛粉末は全量を粒子
径 0.5〜 200μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を
使用するのが好ましい。しかし、従来の黒鉛粉末の5重
量%以上を上記超扁平黒鉛粉末と置換しても耐磨耗性お
よび導電性に優れた回転電機用ブラシが得られる。また
従来の黒鉛粉末のうち超扁平黒鉛粉末を5重量%以上と
するのは5重量%未満では出来上がった回転電機用ブラ
シの耐磨耗性および導電性が十分に改善されないからで
ある。
【0010】また、上記超扁平黒鉛粉末の厚さが1μm
を超える場合には、出来上がった回転電機用ブラシの耐
磨耗性および導電性は十分に改善されない。
【0011】さらに、粒子径を 0.5〜 200μm としたの
は、 200μm を超えると出来上がった回転電機用ブラシ
の強度が低くなりその潤滑性も悪くなる。また、 0.5μ
m 未満ではプレス成形での成形性が悪く、出来上がった
回転電機用ブラシの導電性も悪くなり好ましくない。
【0012】上記の粒子径 0.5〜 200μm 、厚さ1μm
以下の超扁平黒鉛粉末を得る手法については、特に限定
されない。例えば次のようにして得られる。まず、原料
黒鉛の種類であるが、特に限定されない。つまり天然鱗
状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛、または熱分解黒鉛のいず
れを用いてもよい。さらに、これらの黒鉛粉末を湿式酸
化(例えば、98%硫酸に黒鉛を浸漬し、これに重クロム
酸カリウムなどの酸化剤を加える)、または電解酸化
(電気を利用して電気化学的に酸化処理をする)して黒
鉛層間化合物をつくり、これを 300℃以上の温度で熱処
理することにより得た膨張化黒鉛を原料としてもよい。
好ましくは、天然鱗状黒鉛を湿式酸化または電解酸化し
たものがよい。純度は通常用いられている灰分2%以下
でよい。
【0013】次に、これらの原料黒鉛の厚みを1μm 以
下にするには、例えば次のようにする。上記黒鉛粉末を
液体中(特に限定はしないが、好ましくは水よりも高粘
度の液体がよい)に懸濁し、ボールや棒状のメディアを
作用させて磨砕することにより得られる。
【0014】
【実施例】以下本発明を実施例および比較例により説明
する。
【0015】実施例1 灰分1%以下、粒度 300μm 程度の天然鱗状黒鉛1kgと
98%硫酸2kgをよく混練し、さらにこれに重クロム酸カ
リウム 0.5kgを加えさらによく練る。次にこれを水洗乾
燥し、 800℃で熱処理して膨張化黒鉛を得た。次にこの
膨張化黒鉛1kgを水20kgに懸濁し、ボールミル(中に大
きさ直径15mmのボールを容積で70%入れたもの)に投入
し、72時間ローリングして、脱水乾燥し、粒度15〜 200
μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を得た。この超
扁平黒鉛粉末25重量部と電解銅粉(福田金属箔粉工業製
CE-20)75重量部をV型ミキサーで混合し成形粉を得
た。この成形粉を機械式粉末プレスにて3t/cm2 で成形
し、還元雰囲気(アンモニア分解ガス)下、 850℃で焼
成した後、切削加工しリード線を取り付けてブラシを得
た。
【0016】比較例1 実施例1と同じ粒度で、厚みが1μm より大の通常黒鉛
粉末を実施例1と同様の配合、手法でブラシを得た。
【0017】実施例2 灰分1%以下、粒度 300μm 程度の天然鱗状黒鉛を電解
酸化処理し、 500℃で熱処理して膨張化黒鉛を得た。こ
の膨張化黒鉛を実施例1と同様の手法で処理して、粒度
15〜 200μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を得
た。これを実施例1と同様の配合、手法で成形しブラシ
を得た。
【0018】実施例3 比較例1で用いた通常黒鉛粉25重量部と実施例2で得た
超扁平黒鉛粉10重量部と電解銅粉(CE-20 )65重量部を
V型ミキサーで混合し、実施例1と同様の手法でブラシ
を得た。
【0019】実施例4 実施例1で得た超扁平黒鉛粉末80重量部、住友ベークラ
イト製フェノール樹脂RP-50235D 20重量部、ヘキサミン
1.8重量部、およびメタノール20重量部をニーダーに投
入し混練し乾燥したものを粒度 100〜 300μm に調整
し、これを粉末成形プレスで1t/cm2 で成形し、不活性
ガス雰囲気下 180℃で焼成してブラシを得た。
【0020】比較例2 比較例1で用いた通常黒鉛粉末を実施例4と同様の配
合、手法でブラシを得た。
【0021】実施例5 実施例2で得た超扁平黒鉛粉末を実施例4と同様の配
合、手法でブラシを得た。
【0022】実施例6 灰分2%以下、粒度50μm 程度の天然土状黒鉛を電解酸
化処理し、 500℃で熱処理して膨張化黒鉛を得た。この
膨張化黒鉛を実施例1と同様の手法で処理して、粒度1
〜30μm 、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛を得た。この超
扁平黒鉛粉末 5重量部、比較例1で用いた通常黒鉛粉末
20重量部、および電解銅粉(福田金属箔粉工業製 CE-2
0)75重量部をV型ミキサーで混合し、実施例1と同様
の手法でブラシを得た。
【0023】実施例7 実施例2で得た超扁平黒鉛粉末10重量部、比較例1で用
いた通常黒鉛粉末70重量部、住友ベークライト製フェノ
ール樹脂RP-50235D 20重量部、ヘキサミン 1.8重量部、
およびメタノール20重量部をニーダーに投入し、実施例
4と同様の手法でブラシを得た。
【0024】試験例1 実施例1、2、3、6および比較例1で得たブラシを自
動車用1kwのスターターモーターに取り付け、このモー
ターを 2,000ccエンジンに取り付け、2秒間回転させ28
秒間休止させることを1サイクルとするテストを10,000
サイクル行い、テスト後のブラシ磨耗量を比較した。結
果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】試験例2 実施例4、5、7および比較例2で得たブラシを家庭用
ミキサー用モーターに取りつけ、器の中に 500ccの水を
入れ、3分間回転させ7分間休止させることを1サイク
ルとするテストを 500サイクル行い、テスト後のブラシ
磨耗量を比較した。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】上記表1から分かるように、超扁平黒鉛粉
を用いたブラシはいずれも導電性および耐磨耗性が著し
く優れている。特に実施例3では黒鉛量が多いにもかか
わらず導電性はほぼ同様で、耐磨耗性は飛躍的に向上し
ている。つまり導電性を犠牲にすることなく(潤滑剤と
しての黒鉛をより多く使うことができる)、耐磨耗性を
改良することができる。
【0029】上記表2にも、ほぼ同様な傾向が見られ
る。
【0030】
【発明の効果】上述したように、粒子径 0.5〜 200μm
、厚さ1μm 以下の超扁平黒鉛粉末を用いた本発明の
回転電機用ブラシは、従来の黒鉛粉末(厚さ1μm 以
上)を用いた回転電機用ブラシに比べ導電性および耐磨
耗性が優れている。本発明により、ブラシの小型化に伴
う回転電機の小型化による使用分野の拡大(省スペース
効果)、または回転電機の長寿命化を図ることができ
る。また、本発明のブラシはメッキに代表される低融点
金属のコーティングに比べるとコスト的にも有利であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒鉛粉末または黒鉛粉末と金属粉との混
    合物をブラシの主成分とする回転電機用ブラシにおい
    て、該黒鉛粉末として、粒子径 0.5〜 200μm、厚さ1
    μm 以下の超扁平黒鉛粉末を5重量%以上用いたことを
    特徴とする回転電機用ブラシ。
  2. 【請求項2】 黒鉛粉末と金属粉とを5〜 100対95〜0
    の重量比で混合したことを特徴とする請求項1記載の回
    転電機用ブラシ。
JP08762293A 1993-04-14 1993-04-14 回転電機用ブラシ Expired - Fee Related JP3316029B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003339140A (ja) * 2002-05-18 2003-11-28 Johnson Electric Sa 整流子
US6787963B2 (en) 2001-05-10 2004-09-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Brush assembly
US7390344B2 (en) 2003-06-20 2008-06-24 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Metal graphite material and production method thereof

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