JPH07298561A - 振動に対する感受性の低い電気モータ用ブラシおよびその製造方法 - Google Patents

振動に対する感受性の低い電気モータ用ブラシおよびその製造方法

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JPH07298561A
JPH07298561A JP5101420A JP10142093A JPH07298561A JP H07298561 A JPH07298561 A JP H07298561A JP 5101420 A JP5101420 A JP 5101420A JP 10142093 A JP10142093 A JP 10142093A JP H07298561 A JPH07298561 A JP H07298561A
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JP
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brush
conductor
density
powder
cover portion
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JP5101420A
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Jean-Bernard Deboves
ジヤン−ベルナール・ドウボーブ
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Mersen SA
Original Assignee
Carbone Lorraine SA
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/12—Manufacture of brushes

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  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】経済的且つ振動に対して良好な耐性を有する電
気モータ用ブラシとその製造方法とを提供する。 【構成】ブラシ６の形成と導電体２の機械的固着とを同
時に可能にするように導電体２の一方の端部を含む導電
粉末を圧縮することにより得られ、ブラシが振動を受け
る際の機械的固着力を改良するように、覆われている導
電体２の端部と接触する圧縮された粉末の少なくとも一
部の密度が圧縮された粉末の平均密度より高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気モータのブラシの
分野に関する。一般にこれらのブラシは、整流子ブレー
ドと、カバー部分に固着されたワイヤ、ケーブルまたは
ブレードの形態の導電体との電気接触を提供するように
企図された導電材料のカバー部分を含んでいる。
【０００２】多くの状況において電気モータは、モータ
自身の作動から生じるか、または例えばこのモータが車
両または自身がさまざまな振動を受ける機械に隣接して
置かれる場合に、モータの周囲環境から発生し得る振動
を受ける。
【０００３】モータの正常な操作に高周波および強度の
振動が伴う場合に、ブレードがカバー部分から外れてし
まい、最悪の結果を生むモータの停止を起こす可能性が
あることがわかっている。
【０００４】このことは特に、導電粉末をただ圧縮する
ことにより得られる単純なデザインの最も経済的なブラ
シの場合に見られ、該ブラシのブレードは導電粉末の圧
縮の間にブレードを単に該粉末で覆うことによりカバー
部分に固着される。
【０００５】一方、一般にいくつかの製造段階を含み、
従って例えばそのブレードがカバー部分にろう付けされ
ているような、前述の場合よりさらに費用がかかるより
精密な設計のブラシは、強振動に対しても充分に耐性が
ある。
【０００６】
【従来の技術】上記の問題を解決する、即ち経済的且つ
強振動に耐性を有するブラシを得るべく、既にいくつか
の試みがなされてきた。
【０００７】例えば、独特許第２３２２７１３号はこの
問題を解決するためのさまざまな解決法を提案してい
る。
【０００８】提案されている一つの解決法によれば、接
続点に弾性ハウジングが設けられ、該ハウジングは弾性
部分からなっている。
【０００９】もう一つの解決法によると、接続の近辺で
追加質量がブレードに付加されている。
【００１０】もう一つの解決法は塑性物質をブレードに
注入することを含んでいる。
【００１１】最後にこの特許は、接続用にブラシの表面
が近づくにつれ広がるハウジングを提案している。
【００１２】本出願人は、これらの解決法のあるもの
が、特に塑性部分の付加を含むものにおいては振動に対
する接続の耐性を改善しはしたが、塑性部分の付加は、
余分な製造コストがかかることは言うに及ばず、かなり
多くの場合耐熱問題を引き起こす可能性があることを発
見した。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題に対する解
決法として、本出願人は経済的であると共に、従来技術
による経済的なブラシより振動に対してさらに良好な耐
性を示すブラシを開発することを求めてきた。
【００１４】経済的なブラシという用語は、ブラシの
「ブレードおよびカバー部分」の接続が、この接続を強
化または修正するための追加操作をせずに、粉末を圧縮
してカバー部分を形成することにより作られるブラシを
指している。
【００１５】本発明はそのようなブラシを得るための方
法に関する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気モ
ータ用ブラシは、導電材料のカバー部分と、一方の端部
が該カバー部分に侵入して該部分に埋まっているワイ
ヤ、ケーブルまたはブレードの形態の導電体とを含んで
おり、該ブラシは、カバー部分の形成と、導電体および
カバー部分の機械的固着および電気的接続とを同時に可
能にするように導電体の一方の端部を含む導電粉末を圧
縮することにより得られ、埋まっている端部の周りに超
圧縮領域を形成してブラシが振動を受ける際の機械的固
着力を改良するように、カバー部分に埋まっている端部
と接触する導電材料の少なくとも一部の密度が導電材料
の平均密度より高いことを特徴としている。
【００１７】実際、本出願人により実行された調査は、
「密度」要素の重要な役割を示したが、この役割は明瞭
には理解されていない。実際、振動現象の分野は非常に
複雑なので、ブレード端部を被覆する材料の局所的な密
度の増加と、かなりの振動を受けるブラシのブレードお
よびカバー部分の間の結合力の改善との間の関係は予測
され得なかった。
【００１８】
【実施例】本出願人は、カバー部分に埋まっている端部
と接触する全ての導電材料の密度が導電材料の平均密度
より高いのが好ましいことを発見した。
【００１９】驚くべきことには、ブラシが振動を受ける
際の導電体とカバー部分との機械的固着に関する非常に
確実な効果が比較的低い局所的超圧縮によってさえ示さ
れることがわかった。超圧縮領域の高い密度は平均密度
より少なくとも５％高いだけでよかった。
【００２０】一般に平均密度より高い密度を有する導電
材料は、前述の端部を取り囲み、従って超圧縮材料の被
覆を形成する。従って、外部に開口するこの被覆は自身
の外表面を有している。外表面は、少なくともその一部
が、導電体が横切るカバー部分のフェイス（図中では７
で示されているフェイス）の平面内にあるか、または該
平面からずれている。従って図１ｄ、図６ｂ、図７ｂ、
図９ｂによるブラシは、その外表面が導電体が横切るカ
バー部分のフェイスに対して内側に引っ込んでいる超圧
縮材料の被覆を有している。
【００２１】本発明による図４ｂのブラシは、その外表
面が導電体が横切るカバー部分のフェイスの平面内にあ
る。
【００２２】一方、本発明による図３ｂのブラシは、そ
の外表面が導電体が横切るカバー部分のフェイスより外
側に延びている超圧縮材料の被覆を有している。しか
し、これら最後の二つの実施例（図３ｂおよび図４ｂ）
は、本発明の単に可能であるだけで、好ましいというの
ではない実施例である。外表面は、底部から導電体が出
ている空洞を形成するように平面に対して引っ込んでい
るのが好ましい。
【００２３】超圧縮被覆の外表面はまた自身の幾何学的
形状を特徴としている。外表面は図１ｄ、図３ｂ、図４
ｂ、図７ｂ、図９ｂのブラシの場合には導電体が横切る
平面を形成している。外表面は一般的にはファンネル形
状であると共に、ブラシの外部が近づくにつれて次第に
導電体から遠ざかる表面を形成し得る。この場合、図５
ｂに概略的に示されているように、被覆の外表面および
導電体の表面は接線接続しているのが好ましく、外表面
はカバー部分のフェイスに対して空洞を形成している。
【００２４】本出願人は、超圧縮被覆を形成する好適な
方法がブラシの平面に関して対称である二つの空洞を有
するブラシを形成することを含み、導電体が図６ｂおよ
び図９ｂに示されているような二つの空洞の一つの底部
から出ていることを発見した。
【００２５】本発明によれば、圧縮によるカバー部分の
形成に役立つ導電粉末は、黒鉛粉末、金属粉末または黒
鉛粉末と金属粉末との混合物から選択される。黒鉛粉末
と５０から８０重量パーセントの金属粉末との混合物を
使用するのが好ましく、該混合物における超圧縮領域を
構成する材料の密度は、カバー部分の材料の平均密度よ
り少なくとも７％高い。
【００２６】本発明によるブラシを製造するにはいくつ
かの方法がある。
【００２７】本発明の第１の実施例によると、粉末１は
少なくとも二つの圧縮手段４、５を備えた型枠３に導入
され、圧縮手段の一つに接続された導電体２の端部２ｅ
は粉末１中に導入され、次いで実質的に平均密度より低
い密度を有する導電材料１ａを得るために、第１の圧縮
手段４により全部が圧縮され、最終的に、前述のより高
い密度に等しい密度を有する材料１ｂによって導電体を
少なくとも部分的に被覆するように、導電体と接触する
この導電材料の少なくとも一部を第２の圧縮手段５によ
って圧縮する。
【００２８】いくつかの変形例に従って、この方法が図
１ａから図１ｃ、図３ａ、図４ａ、図５ａ、図６ａ、図
７ａ、図８ａに示されている。
【００２９】図３ａ、図３ｂ、図４ａ、図４ｂ、図５
ａ、図５ｂは、 − 図３ａの手段で得られた図３ｂのブラシ６におい
て、密度の高い材料１ｂの被覆が端部２ｅが横切るブラ
シ６のフェイスを構成する基準平面７から外側に延びて
いる、 − 図４ａの手段で得られた図４ｂのブラシ６におい
て、密度の高い材料１ｂの被覆が端部２ｅが横切るブラ
シ６のフェイスを構成する基準平面７の領域内にある、 − 図５ａの手段で得られた図５ｂのブラシ６におい
て、密度の高い材料１ｂの被覆が端部２ｅに接線接続さ
れている実質的にファンネル形状の表面によって外側が
限定されている という、材料１ｂの被覆の形状と、端部２ｅが横切るブ
ラシ６のフェイス７に関するこの被覆の相対位置とが顕
著である三つの場合を示している。
【００３０】図１１ａおよび図１１ｂに概略的に示され
ている本発明の第２の実施例によると、導電体２を支持
する下方パンチ９と上方パンチ１０である二つの可動パ
ンチを備えた静止押型８が使用されており、各々のパン
チは、パンチが寄せられるときに導電体２の端部２ｅを
完全に被覆する超圧縮領域１ｂを得るように、対面する
隆起部分１１を備えている。ブラシは二つの対称空洞ま
たは凹みを含んでおり、これら二つの凹みの中の一つの
底部から出ている導電体がこのようにして得られる。
【００３１】例 図９ａから図９ｄにおいてスケール２でさまざまな角度
から示されている本発明によるブラシを作成した。
【００３２】銅と鉛との混合物を含有する６９％の金属
粉末を含み、残りが黒鉛粉末である混合物を形成した。
図１１ａおよび図１１ｂに概略的に示されている方法に
従って、該混合物を押型８と隆起部分１１を備えた下方
パンチ９で形成されたチャンバ内に置き、さらにこれも
導電体２の端部が通過する隆起部分１１を備えた上方パ
ンチ１０で該混合物を圧縮した。
【００３３】導電体２の端部２ｅ用の被覆を形成する超
圧縮領域を有する本発明によるブラシをこのようにして
得た。外面的には、このブラシは二つの対称的な凹みを
有しており、導電体はそれらの中の一つの底部から出て
いる。
【００３４】非超圧縮部分１ａは密度４を有しており、
超圧縮領域１ｂは４．３２から４．４の範囲の密度、即
ち非超圧縮材料１ａの密度より８から１０％高い密度を
有していた。超圧縮部分および非超圧縮部分のそれぞれ
の体積から見て、超圧縮部分は全体の小部分（一般的に
５から２０体積パーセント）のみを表し、カバー部分の
平均密度は４．０６である。
【００３５】比較例 従来技術による比較例においては、超圧縮が無く、圧縮
押型が隆起部分を有していないこと以外は、すべて本発
明による例と同一である。得られたブラシは図１０ａか
ら図１０ｄに示されているもの（スケール２）である。
このブラシは本発明により製作されたものと同様な外形
寸法と、均一な密度４とを有している。 比較結果 二つのブラシは振動ベンチ上でテストされ、導電体の端
部とカバー部分との機械的固着にははっきり改善が見ら
れた。振動を受けるブラシの寿命は、本発明によるブラ
シでは大いに増大しており、モータに通常見られる振動
数においては少なくとも二倍になっている。
【００３６】使用 本発明によるブラシは、出発モータブラシ、さらに特定
的にはフラットな整流子を有する出発モータブラシとし
て使用され、フラットな整流子出発モータは、導電体の
振動を励起する意味で比較的著しく振動する。従って本
発明により、従来技術によって比較的高価なブラシが必
要とされたような場合に経済的なブラシの使用が可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａは、導電体２の端部２ｅを覆うと共に、
全ての導電粉末を実質的に高密度化するための第１の圧
縮手段４と、導電体の端部２の周りに、第１の圧縮手段
４により前もって高密度化された導電粉末を局所的に高
密度化させる第２の圧縮手段５との二つの圧縮手段を備
えた導電粉末１で充填された型枠３の縦断面を概略的に
示す図である。図１ｂは、ほぼ均一な密度を有する材料
１ａの形成に導く第１の圧縮手段４が起動され、この密
度ｄ１が最終ブラシの平均密度ｄｆより実質的に低いこ
とを除けば、図１ａと同様な図である。図１ｃは、導電
体２の端部２ｅを取り囲む材料１ｂの被覆を形成するよ
うに第２の圧縮手段５が起動され、材料１ｂがｄ１より
高い密度ｄ２を有することを除けば、図１ｂと同様な図
である。図１ｄは、ブラシの形状を示すように企図され
ていると共に、長方形の断面を有するブラシを示す図で
ある。図１ｅは、ブラシの形状を示すように企図されて
いると共に、台形断面（導電体２の端部２ｅの固着領域
以外では）を有するブラシを示す図である。
【図２】のこ引き後に五つのブラシの形成に導くブロッ
クを得るように、単一の第１の圧縮手段４と五つの第２
の圧縮手段５を備えた型枠３の前面縦断面を概略的に示
す図である。
【図３】図３ａは、図１ｂと同様な図である。図３ｂ
は、図３ａに示された対応手段によって得られたブラシ
６の断面を示す図である。
【図４】図４ａは、図１ｂと同様な図である。図４ｂ
は、図４ａに示された対応手段によって得られたブラシ
６の断面を示す図である。
【図５】図５ａは、図１ｂと同様な図である。図５ｂ
は、図５ａに示された対応手段によって得られたブラシ
６の断面を示す図である。
【図６】図６ａは、図６ｂのブラシ６を得る手段を示す
図である。図６ｂは、同一な軸に沿って対面する二つの
第２の圧縮手段５および５ａの使用により非常に高密度
の材料の被覆１ｃに対して対称的なブラシ６の図であ
る。
【図７】図７ａは、図７ｂのブラシ６を得るための手段
を示す図である。本発明のこの実施態様によれば、第１
の圧縮手段４と第２の圧縮手段５とは平行ではあるが対
向している。図７ｂは、図７ａで得られるブラシ６の図
である。
【図８】図８ａは、図８ｂに示されている四つのブラシ
のブロックを得るためのもう一つの手段を示す図であ
る。この図において、第１の圧縮手段４と第２の圧縮手
段５とは平行且つ同一方向にある。図８ｂは、図８ａで
得られる四つのブラシのブロックの図である。
【図９】図９ａは、適用例に従って得られた本発明によ
る台形断面を有するブラシ（スケール２の）を示すある
角度からの図である。図９ｂは、適用例に従って得られ
た本発明による台形断面を有するブラシ（スケール２
の）を示すある角度からの図である。図９ｃは、適用例
に従って得られた本発明による台形断面を有するブラシ
（スケール２の）を示すある角度からの図である。図９
ｄは、適用例に従って得られた本発明による台形断面を
有するブラシ（スケール２の）を示すある角度からの図
である。
【図１０】図１０ａは、図９ａのブラシと同様な外形寸
法を有する従来技術によるブラシをある角度から見た図
である（比較例）。図１０ｂは、図９ｂのブラシと同様
な外形寸法を有する従来技術によるブラシをある角度か
ら見た図である（比較例）。図１０ｃは、図９ｃのブラ
シと同様な外形寸法を有する従来技術によるブラシをあ
る角度から見た図である（比較例）。図１０ｄは、図９
ｄのブラシと同様な外形寸法を有する従来技術によるブ
ラシをある角度から見た図である（比較例）。
【図１１】図１１ａは、図９ａから図９ｄのものと同様
な図１１ｃによるブラシの本発明による製造方法を概略
的に示す図である。図１１ｂは、図９ａから図９ｄのも
のと同様な図１１ｃによるブラシの本発明による製造方
法を概略的に示す図である。図１１ｃは、図９ａから図
９ｄのものと同様なブラシの本発明による製造方法を概
略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 粉末 ２ 導電体 ６ ブラシ ７ フェイス ８ 静止押型 ９ 上方パンチ １０ 下方パンチ １１ 隆起部分

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電材料のカバー部分と、その一方の端
    部が前記カバー部分に侵入して該部分に埋まっているワ
    イヤ、ケーブルまたはブレードの形態の導電体とを含ん
    でおり、前記カバー部分の形成と、前記導電体および前
    記カバー部分の機械的固着および電気的接続とを同時に
    可能にするように前記導電体の一方の端部を含む導電粉
    末を圧縮することにより得られる電気モータ用ブラシで
    あって、前記埋まっている端部の周りに超圧縮領域を形
    成して前記ブラシが振動を受ける際の機械的固着力を改
    良するように、前記カバー部分に埋まっている前記端部
    と接触する前記導電材料の少なくとも一部の密度が前記
    導電材料の平均密度より高いことを特徴とするブラシ。
  2. 【請求項２】 前記カバー部分に埋まっている前記端部
    と接触する前記導電材料の全ての密度が、前記導電材料
    の平均密度より高い請求項１に記載のブラシ。
  3. 【請求項３】 前記高い密度が前記平均密度より少なく
    とも５％高い請求項１または２に記載のブラシ。
  4. 【請求項４】 前記端部を取り囲む平均密度より高い密
    度を有する前記導電材料が、その固有外表面が前記導電
    体が横切る前記カバー部分のフェイスの平面内にある
    か、または前記平面からずれている請求項１から３のい
    ずれか一項に記載のブラシ。
  5. 【請求項５】 好ましくは前記外表面が、その底部から
    前記導電体が出ている空洞を形成するように前記平面に
    対してずれている請求項４に記載のブラシ。
  6. 【請求項６】 前記材料の被覆の前記外表面が前記導電
    体が横切る平面を形成する請求項４または５に記載のブ
    ラシ。
  7. 【請求項７】 前記外表面がブラシの外部が近づくにつ
    れて次第に前記導電体から離れる、一般にファンネル形
    状の表面を形成する請求項４または５に記載のブラシ。
  8. 【請求項８】 前記外表面および前記導電体の表面が接
    線接合している請求項７に記載のブラシ。
  9. 【請求項９】 前記カバー部分が、平面に関して対称で
    あると共に、前記平面に関して対称である二つの前記空
    洞を含んでおり、前記導電体が二つの空洞の中の一つの
    底部から出ている請求項５に記載のブラシ。
  10. 【請求項１０】 前記導電粉末が、黒鉛粉末、金属粉末
    または黒鉛粉末と金属粉末との混合物から選択される請
    求項１から９のいずれか一項に記載のブラシ。
  11. 【請求項１１】 前記導電粉末が、黒鉛粉末と５０から
    ８０重量パーセントの金属粉末との混合物であり、超圧
    縮領域を構成する材料の密度が、カバー部分の材料の平
    均密度より少なくとも７％高い請求項１０に記載のブラ
    シ。
  12. 【請求項１２】 前記粉末が、少なくとも二つの圧縮手
    段を備えた型枠内に導入され、圧縮手段の中の一つに接
    続された導電体の前記端部が前記粉末中に導入され、次
    いで実質的に平均密度より低い密度を有する導電材料を
    得るべく、第１の圧縮手段により全部が圧縮され、最終
    的に、前記高い密度に等しい密度を有する材料によって
    前記導電体を少なくとも部分的に被覆するように、前記
    導電体と接触する前記導電材料の少なくとも一部が第２
    の圧縮手段によって圧縮される請求項１から１１のいず
    れか一項に記載のブラシの製造方法。
  13. 【請求項１３】 導電体を支持する下方パンチと上方パ
    ンチである二つの可動パンチを備えた静止押型が使用さ
    れており、各々のパンチは、二つのパンチが寄せられる
    ときに導電体の端部を完全に被覆する超圧縮領域を得る
    ように、対面する隆起部分を備えている請求項１から１
    １のいずれか一項に記載のブラシの製造方法。
JP5101420A 1992-05-04 1993-04-27 振動に対する感受性の低い電気モータ用ブラシおよびその製造方法 Pending JPH07298561A (ja)

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FR9205886 1992-05-04

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