JPS61124080A - 回転電機用のカ−ボンブラシ - Google Patents
回転電機用のカ−ボンブラシInfo
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- JPS61124080A JPS61124080A JP24400084A JP24400084A JPS61124080A JP S61124080 A JPS61124080 A JP S61124080A JP 24400084 A JP24400084 A JP 24400084A JP 24400084 A JP24400084 A JP 24400084A JP S61124080 A JPS61124080 A JP S61124080A
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- molding
- powder
- resin
- molded
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は回転電機用のカーボンブラシ、特に小型回転電
機用のカーボンブラシに関する。
機用のカーボンブラシに関する。
（従来技術）
最近の回転電機は、小型軽量化及び高速化が図られてお
り、カーボンブラシ（以下ブラシと呼ぶ）に対しては、
極めて過酷な使用条件となっている。
り、カーボンブラシ（以下ブラシと呼ぶ）に対しては、
極めて過酷な使用条件となっている。
ブラシを使用する回転電機が高速化すると９機械の振動
などによってブラシの摺動、特性が不安定となり、整流
悪化の要因となる。また、ブラシ材が不適な場合にも同
様の現象となる。これらの対策としては１機械の振動を
小さくしたり適切なブラシ保持具等の選定のほか、ブラ
シが高速回転で常に安定した摺動接触状態を示すことが
必要である。ブラシの接触状態が悪くなると火花が発生
し易くなり、火花摩耗が大きくなって、ブラシ寿命を著
しく短くするとともに整流子面に過剰の皮膜が生成され
ることＫｆｋｆｉ、接触電圧降下が大きくなる。一般に
接触電圧降下が大きくなると、ブラシに流れる電流によ
る過熱などのためブラシ温度が高くなり、ますます火花
が大きくなる等、好ましくない結果となる。
などによってブラシの摺動、特性が不安定となり、整流
悪化の要因となる。また、ブラシ材が不適な場合にも同
様の現象となる。これらの対策としては１機械の振動を
小さくしたり適切なブラシ保持具等の選定のほか、ブラ
シが高速回転で常に安定した摺動接触状態を示すことが
必要である。ブラシの接触状態が悪くなると火花が発生
し易くなり、火花摩耗が大きくなって、ブラシ寿命を著
しく短くするとともに整流子面に過剰の皮膜が生成され
ることＫｆｋｆｉ、接触電圧降下が大きくなる。一般に
接触電圧降下が大きくなると、ブラシに流れる電流によ
る過熱などのためブラシ温度が高くなり、ますます火花
が大きくなる等、好ましくない結果となる。
このような問題を解決するため徨々の対策がなされてい
る。例えば、ブラシの整流性能を高める方法として、ブ
ラシを２分割、あるいは３分割としたり異種のブラシ材
質を貼り合わせた分割ブラシ等がある。いずれも整流子
片間での、ブラシを介して短絡する電流を抑制すること
によって火花を小さくしたものであるが１機械加工によ
って得られたブラシ材の薄いものを貼り合わせるため。
る。例えば、ブラシの整流性能を高める方法として、ブ
ラシを２分割、あるいは３分割としたり異種のブラシ材
質を貼り合わせた分割ブラシ等がある。いずれも整流子
片間での、ブラシを介して短絡する電流を抑制すること
によって火花を小さくしたものであるが１機械加工によ
って得られたブラシ材の薄いものを貼り合わせるため。
もともとブラシ寸法の小さい小型回転電機用としては適
用が困難なうえに機械加工による工数が増え、コスト高
となる。さらに、このような分割ブラシにおいても回転
電機の振動によって発生する火花を抑制することは困難
である。一方９回転電機の振動を吸収する性能を高める
ためにブラシ材の製造過程で、成形加圧力を下げ、ブラ
シ材の弾性率を低くすることが行なわれているが、ブラ
シ材の機械的強度が小さくなって、ブラシ加工時に割れ
が生じることがあり９弾性率を低くしてブラシの座乗性
を改善させるには限度がある。
用が困難なうえに機械加工による工数が増え、コスト高
となる。さらに、このような分割ブラシにおいても回転
電機の振動によって発生する火花を抑制することは困難
である。一方９回転電機の振動を吸収する性能を高める
ためにブラシ材の製造過程で、成形加圧力を下げ、ブラ
シ材の弾性率を低くすることが行なわれているが、ブラ
シ材の機械的強度が小さくなって、ブラシ加工時に割れ
が生じることがあり９弾性率を低くしてブラシの座乗性
を改善させるには限度がある。
本発明者は、これらの点にかんがみ、高速回転時の摺動
接触性の安定した回転電機用ブラシを得るべく鋭意研究
を重ねた結果１本発明圧到達したものである。
接触性の安定した回転電機用ブラシを得るべく鋭意研究
を重ねた結果１本発明圧到達したものである。
（発明の目的）
本発明の目的は回転電機の高速回転下においても、安定
した摺動接触性を持つ、長寿命の回転電機用ブラシを提
供することにある。
した摺動接触性を持つ、長寿命の回転電機用ブラシを提
供することにある。
（発明の構成）
本発明は、黒鉛粉及び熱硬化性樹脂よりなる成形粉と黒
鉛粉及び熱可塑性樹脂よりなる成形粉とを積層して、成
形後１５０℃以上３５０°Ｃ以下の温度に熱処理するか
又は１５０℃以上３５０’Ｃ以下の温度で成形してなる
回転電機用のブラシに関する。
鉛粉及び熱可塑性樹脂よりなる成形粉とを積層して、成
形後１５０℃以上３５０°Ｃ以下の温度に熱処理するか
又は１５０℃以上３５０’Ｃ以下の温度で成形してなる
回転電機用のブラシに関する。
本発明において熱処理温度又は成形温度を１５０℃以上
３５０℃以下とした理由は、１５０℃未満では熱硬化性
樹脂が十分く硬化せず、３５０℃を越えると樹脂が変質
を始めるからである。
３５０℃以下とした理由は、１５０℃未満では熱硬化性
樹脂が十分く硬化せず、３５０℃を越えると樹脂が変質
を始めるからである。
本発明における黒鉛粉はブラシの骨材であり。
通常平均粒径が１０〜４０μｍの粒径のものが用いられ
、その種類は９石油系又は石炭系のピッチコークスを黒
鉛化処理して得られた人造黒鉛粉。
、その種類は９石油系又は石炭系のピッチコークスを黒
鉛化処理して得られた人造黒鉛粉。
天然産樽状黒鉛粉などがある。
熱硬化性樹脂としてはノボラック型エポキシ樹脂エピコ
ート１５２，１５４（シェル化学社製のノボラックエポ
キシ樹脂の商品名）、レゾール型７ｚ７−／ｌ／樹脂０
ＶＰ−Ｉ ＩＮ、−５１Ｎ、１５Ｎ（日立化成工業株式
会社製のレゾール型フェノール樹脂の商品名）、ノボラ
ック製フェノール樹脂のＨＰ−１１Ｎ、−２０９Ｎ、２
０８Ｎ（日立化成工業株式会社製のノボラック型フェノ
ール樹脂の商品名）等が通常用いられ、熱可塑性樹脂と
してポリアミド樹脂、ヒタマイド５０５（日立化成工業
株式会社製ポリアミド樹脂の商品名）、熱可塑性アクリ
ル樹脂ヒタロイド１２０６（日立化成工業株式会社製熱
可塑性樹脂の商品名）等が用いられる。
ート１５２，１５４（シェル化学社製のノボラックエポ
キシ樹脂の商品名）、レゾール型７ｚ７−／ｌ／樹脂０
ＶＰ−Ｉ ＩＮ、−５１Ｎ、１５Ｎ（日立化成工業株式
会社製のレゾール型フェノール樹脂の商品名）、ノボラ
ック製フェノール樹脂のＨＰ−１１Ｎ、−２０９Ｎ、２
０８Ｎ（日立化成工業株式会社製のノボラック型フェノ
ール樹脂の商品名）等が通常用いられ、熱可塑性樹脂と
してポリアミド樹脂、ヒタマイド５０５（日立化成工業
株式会社製ポリアミド樹脂の商品名）、熱可塑性アクリ
ル樹脂ヒタロイド１２０６（日立化成工業株式会社製熱
可塑性樹脂の商品名）等が用いられる。
熱硬化性樹脂は上記以外の熱硬化性樹脂又は２種以上の
熱硬化性樹脂の混合物を使用してもよい。
熱硬化性樹脂の混合物を使用してもよい。
熱可塑性樹脂についても同様である。
結合材として用いる樹脂の量は１通常黒鉛粉１００重量
部に対して２０〜５０重量部が適量である。
部に対して２０〜５０重量部が適量である。
本発明によるブラシは、主原料の黒鉛粉と結合材の熱硬
化性樹脂を混線後、粉砕して得られた成形粉Ａ及び同手
法で黒鉛粉と熱可塑性樹脂を混線後、粉砕して得られた
成形粉Ｂをそれぞれ多層状となるよう成形金型へ充填し
、加圧成形する。成形金型への充填に際しては、成形粉
Ａ又は成形粉Ｂを充填後任量の低圧の圧力で仮成形し１
次いで成形粉Ｂ又は成形粉Ａを充填するというように仮
成形を繰り返し、多層状にしてから本成形とするほうが
９層の均一な素材が得られるので好ましい。
化性樹脂を混線後、粉砕して得られた成形粉Ａ及び同手
法で黒鉛粉と熱可塑性樹脂を混線後、粉砕して得られた
成形粉Ｂをそれぞれ多層状となるよう成形金型へ充填し
、加圧成形する。成形金型への充填に際しては、成形粉
Ａ又は成形粉Ｂを充填後任量の低圧の圧力で仮成形し１
次いで成形粉Ｂ又は成形粉Ａを充填するというように仮
成形を繰り返し、多層状にしてから本成形とするほうが
９層の均一な素材が得られるので好ましい。
熱硬化性樹脂を結合材とした成形粉ＡによるＡ層と熱可
塑性樹脂を結合材とした成形粉ＢによるＢ層とのそれぞ
れ層の厚み１層の数については制限がなく、熱硬化性樹
脂を用いたＡ層と、熱可塑性樹脂を用いたＢ層の厚みを
調整し、成形後、１５０℃以上３５０℃以下、好ましく
は２００℃〜３５０℃で加熱処理するか、１５０℃以上
３５０℃以下の温度で成形して任意の可撓性を有するブ
ラシ材を得る。
塑性樹脂を結合材とした成形粉ＢによるＢ層とのそれぞ
れ層の厚み１層の数については制限がなく、熱硬化性樹
脂を用いたＡ層と、熱可塑性樹脂を用いたＢ層の厚みを
調整し、成形後、１５０℃以上３５０℃以下、好ましく
は２００℃〜３５０℃で加熱処理するか、１５０℃以上
３５０℃以下の温度で成形して任意の可撓性を有するブ
ラシ材を得る。
使用するブラシにおける層の方向も特に制限しない。限
ち層の方向をブラシの厚さく整流子の回転方向）又はブ
ラシの幅（整流子の軸方向）のいずれにしてもよい。
ち層の方向をブラシの厚さく整流子の回転方向）又はブ
ラシの幅（整流子の軸方向）のいずれにしてもよい。
（作用）
上記のようにして得たブラシを回転電機に装着して使用
した場合、整流子との摺動によってブラシ温度が上昇し
、熱可塑性樹脂を用いた層が軟化してブラシに可撓性を
与え１回転電機の振動を吸収して火花の発生を抑制する
作用をする。
した場合、整流子との摺動によってブラシ温度が上昇し
、熱可塑性樹脂を用いた層が軟化してブラシに可撓性を
与え１回転電機の振動を吸収して火花の発生を抑制する
作用をする。
（実施例）
次に実施例及び比較例を述べる。
実施例１
石油系ピッチコークスを黒鉛化処理後粉砕して得られた
平均粒径２０μｍの人造黒鉛１００重量部に対し、結合
材としてフェノール樹脂ＨＰ−２０８Ｎ（日立化成工業
株式会社製ノボラック型フェノール樹脂の商品名）を３
０重量部及び硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを
３重量Ｓ添加し、Ｖ型混合機で混合してから捏和機に入
れメタノールを溶剤として、ＨＰ−２０８Ｎ１００重量
部に対し４０重量部加え１時間混練した後、６０℃雰囲
気中で１０時間乾燥してメタノールを揮発させ、その後
、平均粒径７４μｍに粉砕して成形粉Ａを得た。
平均粒径２０μｍの人造黒鉛１００重量部に対し、結合
材としてフェノール樹脂ＨＰ−２０８Ｎ（日立化成工業
株式会社製ノボラック型フェノール樹脂の商品名）を３
０重量部及び硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを
３重量Ｓ添加し、Ｖ型混合機で混合してから捏和機に入
れメタノールを溶剤として、ＨＰ−２０８Ｎ１００重量
部に対し４０重量部加え１時間混練した後、６０℃雰囲
気中で１０時間乾燥してメタノールを揮発させ、その後
、平均粒径７４μｍに粉砕して成形粉Ａを得た。
また、同一人造黒鉛を用い、黒鉛１００重量部に対し、
結合材としてボリアミド樹脂、ヒタマイド５０５（日立
化成工業株式会社製ポリアミド樹脂の商品名）３０重量
部を捏和機に入れ１２０°Ｃで加熱しながら１時間混線
後、冷却してから、平均粒径７４μｍＫ粉砕して成形粉
Ｂを得た。
結合材としてボリアミド樹脂、ヒタマイド５０５（日立
化成工業株式会社製ポリアミド樹脂の商品名）３０重量
部を捏和機に入れ１２０°Ｃで加熱しながら１時間混線
後、冷却してから、平均粒径７４μｍＫ粉砕して成形粉
Ｂを得た。
この成形粉Ａを成形金型に充填後、０．２ｔ／ｃｍ”の
圧力で仮成形したのち成形粉Ｂを充填し、０．２ｔ ／
ｃｍ”で仮成形した。次いでこの上に再度成形粉Ａを
充填し、 １．２ ｔ／ｃｍ”の圧力で本成形して３層
の成形体を得、この成形体を２００°Ｃ，２５０℃。
圧力で仮成形したのち成形粉Ｂを充填し、０．２ｔ ／
ｃｍ”で仮成形した。次いでこの上に再度成形粉Ａを
充填し、 １．２ ｔ／ｃｍ”の圧力で本成形して３層
の成形体を得、この成形体を２００°Ｃ，２５０℃。
３００℃、３５０℃及び４５０℃の各温度で酸素遮断雰
囲気下で熱処理してブラシ材を得た。
囲気下で熱処理してブラシ材を得た。
実施例２
実施例１と同一成形粉を用い、成形粉の充填量を少なく
調整し、５層となる成形体を得、実施例】、と同様の熱
処理を行なってブラシ素材を得た。
調整し、５層となる成形体を得、実施例】、と同様の熱
処理を行なってブラシ素材を得た。
実施例３
実施例１と同一の成形粉Ａを用い、同様に人造黒鉛１０
０重量部に対し、熱可塑性アクリル樹脂、ヒタロイド１
２０６（日立化成工業株式会社製熱可塑性アクリル樹脂
の商品名）を３０１ｉ量部捏和機に入れ１時間混線後、
１５０℃雰囲気下で３時間加熱し次いで平均粒径７４μ
ｍに粉砕して成形粉Ｂを得た。
０重量部に対し、熱可塑性アクリル樹脂、ヒタロイド１
２０６（日立化成工業株式会社製熱可塑性アクリル樹脂
の商品名）を３０１ｉ量部捏和機に入れ１時間混線後、
１５０℃雰囲気下で３時間加熱し次いで平均粒径７４μ
ｍに粉砕して成形粉Ｂを得た。
成形粉Ａと成形粉Ｂとを実施例１と同様の方法で加圧成
形し、その後２５０℃の酸素遮断雰囲気下で熱処理して
ブラシ材を得た。
形し、その後２５０℃の酸素遮断雰囲気下で熱処理して
ブラシ材を得た。
比較例１
骨材にカーボンブラック、結合材にタールピンチを用い
たカサ比重１．４５．電気比抵抗９０００μΩ−ロ及び
弾性率３８０ ｋｇ／ ａｎ”の電気黒鉛質の低弾性ブ
ラシ材を製作した。
たカサ比重１．４５．電気比抵抗９０００μΩ−ロ及び
弾性率３８０ ｋｇ／ ａｎ”の電気黒鉛質の低弾性ブ
ラシ材を製作した。
上記各実施例及び比較例のブラシ材を加工して厚さ６．
３ ｔｙｍ 、幅１０−９長さ３０圓のブラシを得。
３ ｔｙｍ 、幅１０−９長さ３０圓のブラシを得。
交流整流子電動機を用いてブラシ寿命試験を行なった。
比較例２
骨材にピッチコークス粉及びカーボンブラックの混合粉
、結合材にタールピッチを用いたカサ比重１．７５．電
気比抵抗３８００μΩ−ｃｍ及び弾性率８５０ｋｇ／ｃ
ｍ”の電気黒鉛質のブラシ材を作り、このブラシ材を厚
さ３．１５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０閣に加工しこの
２枚を組合せて２分割ブラシを得。
、結合材にタールピッチを用いたカサ比重１．７５．電
気比抵抗３８００μΩ−ｃｍ及び弾性率８５０ｋｇ／ｃ
ｍ”の電気黒鉛質のブラシ材を作り、このブラシ材を厚
さ３．１５ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０閣に加工しこの
２枚を組合せて２分割ブラシを得。
前記実施例と同様にしてブラシ寿命試験を実施した。
実施例、比較例の寿命試験結果を第１表に示す。
第１表
尚、第１表に示す試駆条件は、電圧ＡＣ１００■、電流
７Ａ、電動機の回転数は２７００ ｒ、ｐ、ｍ。
７Ａ、電動機の回転数は２７００ ｒ、ｐ、ｍ。
である。
第１表から実施例１（ただし熱処理温度４００℃を除く
）、実施例２及び実施例３は従来の２分割ブラシ及び、
低弾性ブラシよりもブラシ寿命が約２倍と著しく改良さ
れていることがわかる。
）、実施例２及び実施例３は従来の２分割ブラシ及び、
低弾性ブラシよりもブラシ寿命が約２倍と著しく改良さ
れていることがわかる。
実施例１の処理温度を変えたものは、処理温度を４００
℃と高くすると、従来の２分割ブラシと同じ結果となシ
効果なく、処理温度は１５０℃以上３５０℃以下が有効
であることが明瞭である。
℃と高くすると、従来の２分割ブラシと同じ結果となシ
効果なく、処理温度は１５０℃以上３５０℃以下が有効
であることが明瞭である。
（発明の効果）
本発明によるブラシは、ブラシ摺動時の温度上昇により
、熱可塑性樹脂を結合材とした層が、適度な軟化性を示
し、ブラシに可撓性を与え９機械の振動を吸収する性能
を有する。従って、高速回転時においても良好な摺動接
触状態が維持できるため高速回転下でもブラシの阜耗が
少なく長寿命である。
、熱可塑性樹脂を結合材とした層が、適度な軟化性を示
し、ブラシに可撓性を与え９機械の振動を吸収する性能
を有する。従って、高速回転時においても良好な摺動接
触状態が維持できるため高速回転下でもブラシの阜耗が
少なく長寿命である。
手続補正書（自発）
昭和６０年 １ 月２５８
１、４１件の表示
昭和５９年特許願第２４４０００号
２、発明の名称
回転電機用のカーボンブラシ
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名 称 （４４５１日立化成工業株式会社４、代 理
人 るのを「即ち」と訂正します。
人 るのを「即ち」と訂正します。
（２）同第１０頁の最下行Ｋ ［２７００ｒ、Ｉ）、ｍ
、Ｊとあるのをｒ２７０００れｐ８ｍ、ｊと訂正します
。
、Ｊとあるのをｒ２７０００れｐ８ｍ、ｊと訂正します
。
以上
Ｘ；−
Claims (1)
- １、黒鉛粉及び熱硬化性樹脂よりなる成形粉と黒鉛粉及
び熱可塑性樹脂よりなる成形粉とを積層して、成形後１
５０℃以上３５０℃以下の温度に熱処理するか又は１５
０℃以上３５０℃以下の温度で成形してなる回転電機用
のカーボンブラシ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24400084A JPS61124080A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 回転電機用のカ−ボンブラシ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24400084A JPS61124080A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 回転電機用のカ−ボンブラシ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124080A true JPS61124080A (ja) | 1986-06-11 |
Family
ID=17112221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24400084A Pending JPS61124080A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 回転電機用のカ−ボンブラシ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61124080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994008771A1 (de) * | 1992-10-13 | 1994-04-28 | Hoffman & Co. | Verfahren zum herstellen von schleifkörpern fur elektrische kollektoren od.dgl. |
| JPWO2016010104A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2017-04-27 | トライス株式会社 | 燃料ポンプモータ用の積層カーボンブラシ |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP24400084A patent/JPS61124080A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994008771A1 (de) * | 1992-10-13 | 1994-04-28 | Hoffman & Co. | Verfahren zum herstellen von schleifkörpern fur elektrische kollektoren od.dgl. |
| EP0664739A1 (de) * | 1992-10-13 | 1995-08-02 | Hoffmann Elektrokohle | Verfahren zum herstellen von schleifkörpern fur elektrische kollektoren od.dgl. |
| US5630973A (en) * | 1992-10-13 | 1997-05-20 | Hoffman & Co. Elektrokohle Ges. Mbh | Process for producing sliding bodies for electric collectors |
| JPWO2016010104A1 (ja) * | 2014-07-17 | 2017-04-27 | トライス株式会社 | 燃料ポンプモータ用の積層カーボンブラシ |
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