JPH10134921A - 電気ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気ブラシ音の源である低湿度下でのブラシ
・整流子間のしゅう動を円滑にし、動摩擦係数を減じ、
回転運動時間や使用雰囲気に影響を受けずに電気ブラシ
音の低減を図る電気ブラシを提供する。 【解決手段】 グラファイトと銅粉末とバインダー樹脂
を主成分とする電気ブラシにおいて、このバインダー樹
脂をフェノール樹脂とするか、水酸化マグネシウムを更
に含有させか、又はこの両者を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電装用モーター等
に使用する金属黒鉛質ブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の高品質化に伴い、静粛性
に対する要求が高まって来ている。ところが電気ブラシ
に関する騒音トラブルは数多く発生しており、早急な恒
久対策法が望まれている。このため、低騒音化手法とし
て、例えば特開昭５５−２３７７４では、ブラシとブラ
シホルダ間に弾性体を介在させ発生したブラシ振動を吸
収する手法等の構造的対策は既になされている。ところ
が、この方法はブラシ振動吸収部品の経年変化による振
動吸収力の低下、吸収部品を存在させることによるコス
ト上昇、ブラシ周りの大型化等のデメリットにつなが
る。

【０００３】この問題を解決するため、例えば特開平５
−１１１２２３号公報では、金属マンガンを添加したブ
ラシが提案されているが、この方法は硬い金属マンガン
がブラシや整流子を粗くしてしまう問題点があり、実用
的でない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
マンガンのような硬い金属を使用しなくてもブラシ音の
源である低温度下でのブラシ・整流子間のしゅう動を円
滑にし、動摩擦係数を減じ、回転機運転時間や使用雰囲
気に影響を受けずにブラシ音の低減を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、前記物質から発生した吸着化学種が、低湿度下
での吸着水分子の代わりを果たし、電気ブラシ中のグラ
ファイトの前記整流子と接触する端面において、グラフ
ァイトに結合し、ブラシと整流子の表面の間での結合を
生じ難くし、層間の滑りを円滑に保つ。その結果、低湿
度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下させる。前
記化学種は、分子であっても、ラジカルであっても、イ
オンであってよい。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、前記フェ
ノール樹脂はバインダーとして機能する他に、前記グラ
ファイトの端面に結合する化学種を発生させる物質とし
ても機能する。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、前記水酸
化物は前記しゅう動熱により水分子を発生し、これが前
記グラファイトの端面に吸着する。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、前記グラ
ファイトの活性炭素にフェノール樹脂から発生した化学
種及び水が吸着され、本発明の目的にとって一層効果的
である。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、本発明に
おける水酸化物の内で最も好ましいものとして水酸化マ
グネシウムを示す。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に用いることのできるバイ
ンダーとしては、フェノール樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニ
レンサルファイド）、エポキシ樹脂、タール、ピッチ等
がある。これらの内でフェノール樹脂が好ましい。これ
らのバインダーの本発明電気ブラシ中での存在割合は、
黒鉛を１００wt％として、５〜５０wt％がよい。５wt％
未満では黒鉛が吸着するのに充分なガスを発生しないこ
とがあり、また、５０wt％を超えると電気ブラシ形成時
の焼成の時に多量のガスが発生し、ふくれが生ずること
があり、好ましくない。

【００１１】前記フェノール樹脂は、電気ブラシと整流
子のしゅう動により、フェノール又はこれに類似の化学
種を発生すると考えられる。この化学種は前記グラファ
イトの前記整流子と接触する端面に結合しブラシと整流
子の表面と間の結合を生じがたくし、層間の滑りを円滑
にするなどの作用をすると考えられる。

【００１２】前記水酸化物としては、水酸化マグネシウ
ム、水酸化アルミニウム、Ｓｎ（ＯＨ）₂ 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）₂ 、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、ＡｕＯＨ、Ａｕ（ＯＨ）₃ 等
を使用することができる。これらの内で水酸化マグネシ
ウムが好ましい。前記水酸化物の平均粒径の範囲は、
０．１〜１００μｍが好ましい。

【００１３】前記水酸化物の前記電気ブラシ中での存在
割合は、０．１〜１０wt％がよい。０．１wt％未満であ
ると効果が小さく、また、１０wt％を超えると固有抵抗
が増加し、性能が低下する。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）グラファイト７０重量部とグラファイトに
吸着するガスを発生するガスをフェノール樹脂バインダ
ー重量部をエタノール４５重量部で混合する。そして、
エタノールを揮発させて混合物を乾燥する。その後、グ
ラファイトの粒度調整のために粉砕を行い、処理グラフ
ァイトを作成する。そして処理グラファイト６０重量部
に銅粉４０重量部を混合し、成形圧３．５トン／cm² で
成形し、ブラシ形状とする。次に２５０℃で焼成を行
い、電気ブラシとする。なお、このときの焼成温度は、
バインダーの分解温度未満である。このようにして作成
したブラシは、ブラシ・整流子間のしゅう動発熱によ
り、ブラシ内のバインダーからガスが発生する。このガ
スが低湿度下で吸着水分子の代わりを果たし、グラファ
イト端面の炭素−炭素結合が切断されて活性化したグラ
ファイトの炭素原子に吸着する考えられ、電気ブラシと
整流子上のグラファイト被膜間でのグラファイト同志の
結合を生じ難くし、両者の間の滑りを円滑に保つ。その
結果、低湿度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下
させる。

【００１５】（実施例２）グラファイト７０重量部とグ
ラファイトに吸着するガスを発生するガスをフェノール
樹脂バインダー重量部をエタノール４５重量部で混合す
る。そして、エタノールを揮発させて混合物を乾燥す
る。その後、グラファイトの粒度調整のために粉砕を行
い、処理グラファイトを作成する。そして処理グラファ
イト５８重量部に銅粉４０重量部と水酸化マグネシウム
２重量部を混合し、成形圧３．５トン／cm² で成形し、
ブラシ形状とする。次に１５０℃で焼成を行い、電気ブ
ラシとする。なお、このときの焼成温度は、水酸化マグ
ネシウムの分解温度未満である。このようにして作成し
たブラシは、ブラシ・整流子間のしゅう動発熱により、
ブラシ内のバインダーからガスが、水酸化マグネシウム
から水が発生する。このガス及び水が低湿度下で吸着水
分子の代わりを果たし、グラファイト端面の活性な炭素
原子に吸着し、電気ブラシと整流子上のグラファイト被
膜間でのグラファイト同志の結合を生じ難くし、ブラシ
と整流子上のグラファイト被膜間でのグラファイト同志
の結合を生じ難くし、層間の滑りを円滑に保つ。その結
果、低湿度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下さ
せる。

【００１６】（実施例３）実施例１及び２のようにして
製造したブラシを、自動車用ブロワモータを用いて、動
摩擦係数、ブラシ音発生率について従来のブラシと比較
した結果を、図１及び２にグラフで示す。尚、前記ブラ
シ音発生率は、４台のブロワモータを用いて１台、１台
がブラシ音を発生する毎に２５％上昇するものとした。
いずれも従来のブラシに比べ、動摩擦係数が減少してお
り、またブラシ音発生率は、運転時間５００時間にて、
１００％から２５％又は０％に低下できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブロワモータ運転時間に対する動摩擦係数の変
化を示すグラフ。

【図２】ブロワモータ運転時間に対するブラシ音発生率
の変化を示すグラフ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラファイトと銅粉末とバインダーとを
   主成分とする電気ブラシであって、前記電気ブラシと前
   記電気ブラシと直接接触する整流子との間の相対移動に
   よって発生するしゅう動熱によって前記グラファイトの
   前記整流子と接触する端面に存在するグラファイトに吸
   着する化学種を発生する物質を含有する電気ブラシ。
2. 【請求項２】 前記しゅう動熱によって前記グラファイ
   トの端面に存在するグラファイトに吸着する化学種を発
   生する物質がバインダーとして機能しているフェノール
   樹脂自体である請求項１に記載の電気ブラシ。
3. 【請求項３】 前記しゅう動熱によって前記グラファイ
   トの端面に存在するグラファイトに吸着する化学種を発
   生する物質が水酸化物を含む請求項１に記載の電気ブラ
   シ。
4. 【請求項４】 前記しゅう動熱によって前記グラファイ
   トの端面に存在するグラファイトに吸着化学種を発生す
   る物質がフェノール樹脂及び水酸化物を含む請求項１に
   記載の電気ブラシ。
5. 【請求項５】 前記水酸化物が水酸化マグネシウムであ
   る請求項３又は４に記載の電気ブラシ。