JPH114563A - カーボンブラシ - Google Patents

カーボンブラシ

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JPH114563A
JPH114563A JP17107497A JP17107497A JPH114563A JP H114563 A JPH114563 A JP H114563A JP 17107497 A JP17107497 A JP 17107497A JP 17107497 A JP17107497 A JP 17107497A JP H114563 A JPH114563 A JP H114563A
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直樹 原
Mitsuhiko Yamaguchi
光彦 山口
Toru Abe
徹 阿部
Mitsutatsu Gotou
光辰 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流整流子モーターを備えるブレーキ付き電
動工具のブレーキを、極めて高い確率でかけることを可
能にするカーボンブラシに関する。 【解決手段】 黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主としてな
り、該黒鉛粉に対して0.05〜2重量%の80メッシ
ュ以下のSi粉、0.05〜1重量%の80メッシュ以
下のSiC粉を少なくとも含有するカーボンブラシ。さ
らに、該カーボンブラシに黒鉛粉に対して0.5〜7重
量%の固体潤滑剤をさらに含有させたカーボンブラシ。
上記電動工具のブレーキを高確率でかけることを可能に
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、交流整流子モータ
を備えるブレーキ付き電動工具のカーボンブラシにおい
て、ブレーキ特性を良好にするカーボンブラシに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電動工具は安全上、スイッチを切ると短
時間で回転が停止するブレーキ付きが主流となってい
る。このブレーキ特性を良好にするにはブラシに研磨性
をもたせ、整流子面に過剰な皮膜が生成されないように
することが必要であるとされている。ブラシに研磨性を
もたせ、整流子面に過剰な皮膜が生成されないようにす
るものとして特公昭39−16363号公報、特公昭5
8−58787号公報、特開昭58−148642号公
報、特開平3−98439号公報で電動工具用や電気掃
除機用ブラシが提案されている。
【0003】しかし、交流整流子モーターを備える電動
工具の場合は一般に整流が難しく、このため整流火花に
よる過剰な皮膜の形成や皮膜黒化が発生しやすい。この
ため既に提案されている方法では皮膜除去作用が十分で
はなく、電動工具の運転時間の経過とともに過剰皮膜が
生成増加しブレーキが作用しなくなる。
【0004】また、上記の場合に既に提案されている皮
膜除去材を増量して混入すると、ブラシの摩擦係数が高
くなり座乗性が悪化して、整流子の凹凸が激しくなって
しまう。このため電動工具用のブレーキはかかりにくく
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決するためになされたものであって、
その目的とするところは、交流整流子モーターを備える
ブレーキ付き電動工具のブレーキを極めて高い確率でか
けることを可能にするカーボン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】本発明は上記課題を解決
するためにブレーキ付き電動工具用ブラシを、黒鉛粉及
び熱硬化樹脂から主としてなり、該黒鉛粉に対して0.
05〜2重量%の80メッシュ以下のSi粉、0.05
〜1重量%の80メッシュ以下のSiC粉を少なくとも
含有するカーボンブラシとしたことを特徴とする。
【0007】さらに、黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主とし
てなり、該黒鉛粉に対して0.05〜2重量%の80メ
ッシュ以下のSi粉、0.05〜1重量%の80メッシ
ュ以下のSiC粉を少なくとも含有し、加えて該黒鉛粉
に対して0.5〜7重量%の固体潤滑剤を含有してなる
カーボンブラシとしたことを特徴とする。
【0008】本発明に使用される主原料の黒鉛粉は特に
限定しないが、一般の天然黒鉛、人造黒鉛等で粒度に制
限はない。また、熱硬化性樹脂は特に制限しないが、フ
ェノール樹脂が好ましい。
【0009】本発明には以上の原料のほかに、Si粉及
びSiC粉が使用される。Si粉、SiC粉を混入する
ことで、研磨剤として皮膜調整作用を発揮し、整流子面
に過剰な皮膜が生成されないように働く。その結果、ブ
レーキ性能を向上させる作用を有する。但し、Si粉、
SiC粉の配合量が多すぎると整流子面が荒れて、ブレ
ーキがかかりにくくなるので、該黒鉛粉に対して0.0
5〜2重量%のSi粉、0.05〜1重量%のSiC粉
とするのが好ましい。
【0010】Si粉、SiC粉の粒度については、大き
い粒子ではブラシの摩擦係数が高くなり座乗性が悪化す
るため不適であり、80メッシュ以下が好ましい。即
ち、研磨剤の粒度が大きいと整流子面を荒損させてしま
い、ブラシ・整流子面の接触状態が不安定になり、整流
火花が発生、増大してさらに荒損が進む。荒損が進むと
接触するブラシ摩耗量も増大する。従って、研磨剤の粒
度を小さなものに制限することにより、整流子面の荒損
を防ぎ、ブラシの過剰な摩耗を抑制できる。
【0011】そして、Si粉、SiC粉のみでは非常に
長時間運転すると整流子面が荒れてきてブレーキがかか
りにくい現象が生ずることから、ブレーキ発生率を維持
するため固体潤滑剤を混入する。固体潤滑剤としては特
に制限しないが、MoS2、WS2、Sn、Pb、BNな
どが好ましく、また1種でも2種以上の混入であっても
よい。混入の適量範囲は該黒鉛粉に対して0.5〜7重
量%とすると良好である。
【0012】
【実施例】以下、実験例に基づいて説明する。実験では
交流整流子モータを備えるブレーキ付き電動工具を試験
モータとして使用し、黒鉛粉と熱硬化性樹脂を主とする
ブラシの成分中でSi粉、SiC粉、固体潤滑剤の黒鉛
粉に対する配合量を変えて、ブレーキ発生率の変化を調
べた。Si粉、SiC粉の粒度は80メッシュ以下とし
た。
【0013】図1は主として黒鉛粉及び熱硬化樹脂から
なるカーボンブラシに、Si粉を単独で配合した場合の
Si配合量とブレーキ発生率との関係を示すグラフであ
り、それぞれ実働時間50時間後に計測したものであ
る。
【0014】Si粉の配合量を増加していくと、ブレー
キ発生率は80%程度で推移するが、Siの配合量が多
すぎると整流子面が荒れてブレーキがかからなくなる。
図1ではSi配合量が2重量%を超えるとブレーキ発生
率は漸減している。
【0015】図2は主として黒鉛粉及び熱硬化樹脂から
なるカーボンブラシに、Si配合量を1重量%に固定し
てSiC粉を配合した場合のSiC配合量とブレーキ発
生率との関係を示すグラフであり、それぞれ実働時間5
0時間後に計測したものである。その結果、SiC配合
量が0.05〜1重量%の範囲ではブレーキ発生率はほ
ぼ100%近くであり、ブレーキ性能がかなり向上する
結果が得られた。
【0016】そして、試行錯誤的に実験を行った結果、
Si粉を0.05〜2重量%、SiC粉を0.05〜1
重量%の範囲としたときに、ブレーキ性能が顕著に向上
した。
【0017】このようにSi粉及びSiC粉を混入する
と、ブレーキ性能を飛躍的に向上させることができる
が、非常に長時間運転すると整流子面が荒れてきて、ブ
レーキがかかりにくくなる現象が起こる。これを防止す
るために、固体潤滑剤を添加する実験を行った。
【0018】図3は固体潤滑剤(WS2)の添加量とブ
レーキ発生率の関係を示すグラフである。実験条件とし
ては、それぞれ実働時間50時間後に計測し、Si配合
量を1重量%、SiC配合量を0.5重量%に固定し、
固体潤滑剤としてWS2を用いた。その結果、WS2添加
量が7重量%程度までは、ブレーキ発生率は100%近
くに維持され、7重量%を超えると漸減した。図4は固
体潤滑剤(WS2)の添加量とブレーキ摩耗量の関係を
示すグラフであり、図3と同様の実験条件で行ったもの
である。WS2を0.5重量%程度添加することによ
り、添加前のブラシ摩耗量を添加後はほぼ半減させるこ
とができた。従って、WS2は0.5〜7重量%の範囲
で添加するのが好適であり、固体潤滑剤の添加量が一定
範囲ではブレーキ発生率が高く、ブラシ摩耗量が少ない
状態となる。
【0019】図5は固体潤滑剤(MoS2)の添加量と
ブレーキ発生率の関係を示すグラフである。実験条件と
しては、それぞれ実働時間50時間後に計測し、Si配
合量を1重量%、SiC配合量を0.5重量%に固定
し、固体潤滑剤としてMoS2を用いた。その結果、M
oS2添加量が7重量%程度までは、ブレーキ発生率は
100%近くに維持され、その後漸減した。図6は固体
潤滑剤(MoS2)の添加量とブレーキ摩耗量の関係を
示すグラフであり、図3と同様の実験条件で行ったもの
である。MoS2を0.5重量%程度添加することによ
り、添加前のブラシ摩耗量を添加後はほぼ半減させるこ
とができた。従って、この場合もMoS2を0.5〜7
重量%の範囲で添加するのが好適である。
【0020】尚、固体潤滑剤としてSn、Pb、BNな
どを単独で使用した場合、また、WS2、MoS2、S
n、Pb、BNなどを2種以上の混入した場合にも同様
にブレーキ発生率が高率で維持され、ブラシ摩耗量が減
少する結果が0.5〜7重量%の範囲で得られた。
【0021】図7は実働時間に対するブレーキ発生率の
変化を示すグラフであり、実働時間5時間ごとに計測し
た。サンプルには(a)□:Si 1重量%、SiC
0.5重量%、WS2 4重量%の添加品(b)+:S
iC 0.5重量%、WS24重量%の添加品 (c)
◇:Si 1重量%の添加品(d)△:未添加品の4種
のブラシを使用した。
【0022】サンプルを比較すると、(c)は(d)よ
りブレーキ発生率は減少し、Si粉のみを添加した場合
は、未添加品よりもブレーキ発生率が低下することがわ
かる。また、SiCを添加した場合の(a),(b)で
は無添加の(c),(d)よりブレーキ発生率を向上す
ることができる。特に、Si粉及びSiC粉を混入し、
さらに固体潤滑剤を添加したサンプル(a)では、10
0%近くのブレーキ発生率を、実働時間100時間維持
していることが確認できた。即ち、Si粉、SiC粉、
固体潤滑剤を混入した場合は長時間運転してもブレーキ
性能の劣化は起きず、ブレーキ発生率の経時的な減少を
抑えることができ、非常に高いブレーキ発生率を維持す
ることが可能になる。
【0023】図8は実働時間に対するブラシ摩耗量の変
化を示すグラフであり、実働5時間ごとに計測した。サ
ンプルには(e)□:Si 1重量%、SiC 0.5
重量%、WS2 4重量%の添加品(f)+:Si 1
重量%、SiC 0.5重量%の添加品を使用した。そ
の結果、固体潤滑剤を添加した場合は無添加の場合と比
較して、ブラシ摩耗量をかなり減少させることができ
た。
【0024】さらに試行錯誤的に実験を行い、Si粉、
SiC粉及び固体潤滑剤の配合量を実験データを基に定
めた結果、ブレーキ発生率を飛躍的に向上させる最適範
囲は、該黒鉛粉に対して0.05〜2重量%の80メッ
シュ以下のSi粉、0.05〜1重量%の80メッシュ
以下のSiC粉、0.5〜7重量%の固体潤滑剤とした
場合であった。
【0025】
【発明の効果】本発明は上記の構成のカーボンブラシと
することにより、過剰皮膜の生成、整流子面の荒れを防
止し、交流整流子モーターを備えるブレーキ付き電動工
具のブレーキを極めて高い確率でかけることを可能にす
るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】Si配合量とブレーキ発生率との関係を示すグ
ラフ。
【図2】SiC配合量とブレーキ発生率との関係を示す
グラフ。
【図3】固体潤滑剤(WS2)の添加量とブレーキ発生
率の関係を示すグラフ。
【図4】固体潤滑剤(WS2)の添加量とブラシ摩耗量
の関係を示すグラフ。
【図5】固体潤滑剤(MoS2)の添加量とブレーキ発
生率の関係を示すグラフ。
【図6】固体潤滑剤(MoS2)の添加量とブラシ摩耗
量の関係を示すグラフ。
【図7】実働時間に対するブレーキ発生率の変化を示す
グラフ。
【図8】実働時間に対するブラシ摩耗量の変化を示すグ
ラフ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主としてな
    り、該黒鉛粉に対して0.05〜2重量%の80メッシ
    ュ以下のSi粉、0.05〜1重量%の80メッシュ以
    下のSiC粉を少なくとも含有するカーボンブラシ。
  2. 【請求項2】 該黒鉛粉に対して0.5〜7重量%の固
    体潤滑剤を含有してなる請求項1記載のカーボンブラ
    シ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2389358B (en) * 2002-06-06 2007-01-17 Totankako Co Ltd Carbon brush
JP2009106087A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Fuji Carbon Seizosho:Kk 炭素黒鉛質カーボンブラシ
JP2011205816A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Toyo Tanso Kk カーボンブラシ
CN104362490A (zh) * 2014-12-02 2015-02-18 湖南省华京粉体材料有限公司 电机碳刷用二硫化钨复合材料的制备方法
WO2022050179A1 (ja) * 2020-09-01 2022-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動機

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