JPS6272564A - 摺動・集電用炭素材料の製造方法 - Google Patents
摺動・集電用炭素材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS6272564A JPS6272564A JP60214250A JP21425085A JPS6272564A JP S6272564 A JPS6272564 A JP S6272564A JP 60214250 A JP60214250 A JP 60214250A JP 21425085 A JP21425085 A JP 21425085A JP S6272564 A JPS6272564 A JP S6272564A
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- Japan
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- metal
- carbon material
- carbon
- sliding
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属ファイバーで、性能を改善した摺動、・集
電用炭素材料の製造方法に関する０〔従来の技術〕 電気車輛等の摺動集電材料は車輛の高速化と冷房設備等
による消費電力の増大に対応するため、炭素の優ｎた摺
動特性と金属の電気伝導性を生かした炭素−金属複合材
の開発が行なわｎている。
電用炭素材料の製造方法に関する０〔従来の技術〕 電気車輛等の摺動集電材料は車輛の高速化と冷房設備等
による消費電力の増大に対応するため、炭素の優ｎた摺
動特性と金属の電気伝導性を生かした炭素−金属複合材
の開発が行なわｎている。
たとえば、（１）特公昭５６−１４７３２号公報では炭
素材の持つ気孔に特定の金属を加圧含浸する方法が提案
さｎている。また、（２）特公昭５８−３９２１６号公
報では、特定の金属に炭素繊維をｌＯ〜７０体積係介在
させて成る集電用材料が提案さｎている。
素材の持つ気孔に特定の金属を加圧含浸する方法が提案
さｎている。また、（２）特公昭５８−３９２１６号公
報では、特定の金属に炭素繊維をｌＯ〜７０体積係介在
させて成る集電用材料が提案さｎている。
しかしながら、上記した（１） 、 （２）の方法は、
炭素−金属の複合化に工夫がなさｎているが、たとえば
（１）の方法では炭素材の微細気孔には金属が充分入っ
ていないため、電気抵抗の低下効率が悪く、また金属を
含浸するために金属の溶融する高温で減圧・加圧のでき
る特殊な設備が必要となる〇 また、（２）の方法では炭素繊維の配合率が７０体積係
以下のため炭素のもつ優几た摺動性が充分発揮されない
難点がある。
炭素−金属の複合化に工夫がなさｎているが、たとえば
（１）の方法では炭素材の微細気孔には金属が充分入っ
ていないため、電気抵抗の低下効率が悪く、また金属を
含浸するために金属の溶融する高温で減圧・加圧のでき
る特殊な設備が必要となる〇 また、（２）の方法では炭素繊維の配合率が７０体積係
以下のため炭素のもつ優几た摺動性が充分発揮されない
難点がある。
そこで、本発明の目的は、集電効率を上げるため、電気
抵抗を金属並みに下げ、しかも摺動性を損わないよう炭
素含有率を７０体積（ｖｏｌ）係以上に維持し、かつ耐
衝撃性の改善を行ない、耐摩耗性の優ｆ′した炭素材を
提供しようとするものである。
抵抗を金属並みに下げ、しかも摺動性を損わないよう炭
素含有率を７０体積（ｖｏｌ）係以上に維持し、かつ耐
衝撃性の改善を行ない、耐摩耗性の優ｆ′した炭素材を
提供しようとするものである。
前記問題点を解決するために、本発明では炭素材料用原
料に金属ファイバーを２〜３０体積係（３０ｖｏｌ係を
含まない）配合した後、成型・焼成する手段を採ってい
る。
料に金属ファイバーを２〜３０体積係（３０ｖｏｌ係を
含まない）配合した後、成型・焼成する手段を採ってい
る。
本発明者は、配合する金属が炭素材の電気抵抗を効率的
に下げ、かつ補強材としても有効に働くことができるよ
う考究したところ、金属ファイバーがこの点で有効なこ
とを見出した０すなわち、金属ファイバーを炭素材中に
分散することにより、従来法と同量の金属含有率で比較
すると、金属ファイバーの炭素材中における連続性によ
り電気抵抗が著しく低下し、かつ炭素の欠点であった「
脆さ」 「欠は易さ」が金属ファイバーで改善さｎ、耐
衝撃性が著しく向上し、曲げ強度テストでは降伏点を過
ぎても破壊さｎず、曲がるという特性が付与さｎること
が判った。
に下げ、かつ補強材としても有効に働くことができるよ
う考究したところ、金属ファイバーがこの点で有効なこ
とを見出した０すなわち、金属ファイバーを炭素材中に
分散することにより、従来法と同量の金属含有率で比較
すると、金属ファイバーの炭素材中における連続性によ
り電気抵抗が著しく低下し、かつ炭素の欠点であった「
脆さ」 「欠は易さ」が金属ファイバーで改善さｎ、耐
衝撃性が著しく向上し、曲げ強度テストでは降伏点を過
ぎても破壊さｎず、曲がるという特性が付与さｎること
が判った。
このように、金属ファイバーの混合は炭素材の電気抵抗
を金属なみに下げ耐衝撃性を向上し欠は難い炭素材の製
造を可能にするものである０〔発明の具体例〕 以下、本発明をさらに詳説する０ 本発明で使用する炭素材用原料は、粉砕したコークス等
の骨材とコールタール等のバインダー成分を混錬した後
、解砕し几粉末、ま几はコールタールを熱処理し、発生
する油分を真空蒸留で積極的に除去した後、粉砕した原
料等であり、こｎらを加圧成型した後、焼成して炭素材
が製造できる原料粉をいう。
を金属なみに下げ耐衝撃性を向上し欠は難い炭素材の製
造を可能にするものである０〔発明の具体例〕 以下、本発明をさらに詳説する０ 本発明で使用する炭素材用原料は、粉砕したコークス等
の骨材とコールタール等のバインダー成分を混錬した後
、解砕し几粉末、ま几はコールタールを熱処理し、発生
する油分を真空蒸留で積極的に除去した後、粉砕した原
料等であり、こｎらを加圧成型した後、焼成して炭素材
が製造できる原料粉をいう。
金属ファイバーの組成は銅、鉄等又はこｎらの混合物で
あって、特に限定するものではないが、電気抵抗が低く
、強度が大きく、かつ融点の高い金属が望ましい。この
面で銅または銅合金は最適である。金属の融点が低いと
炭素材の焼成中に金属が溶は出すため、焼成温度が上げ
らｎず好ましくない。
あって、特に限定するものではないが、電気抵抗が低く
、強度が大きく、かつ融点の高い金属が望ましい。この
面で銅または銅合金は最適である。金属の融点が低いと
炭素材の焼成中に金属が溶は出すため、焼成温度が上げ
らｎず好ましくない。
金属ファイバーの形状は特に限定するものではないが、
繊維径１ ｉ１１以下、繊維長１０ｍｍ以下が好ましい
。
繊維径１ ｉ１１以下、繊維長１０ｍｍ以下が好ましい
。
また、金属ファイバーの配合率は２〜３０ｖｏ１％ （
３０ｖｏ１％を含まず）好ましくは６〜２０ ｖｏｌ係
が適する。
３０ｖｏ１％を含まず）好ましくは６〜２０ ｖｏｌ係
が適する。
金属ファイバーの配合率が２ ｖｏ１％以下の場合は、
金属ファイバーによる電気抵抗の低下等の効果があられ
ｎない。
金属ファイバーによる電気抵抗の低下等の効果があられ
ｎない。
また、金属ファイバーの配合率が３０ ｖｏ１％を超え
ると、炭素材料が金属ファイバーを充分接着できず強度
の低下を招くため好ましくない０次に炭素材料と金属フ
ァイバーの混合方法は振とう式、■プレンダー等の一般
的な方法でよく、特に限定するものではないが、混錬機
による強制的な混合で金属ファイバーが折ｎ曲がり球形
となる場合は好ましくない。
ると、炭素材料が金属ファイバーを充分接着できず強度
の低下を招くため好ましくない０次に炭素材料と金属フ
ァイバーの混合方法は振とう式、■プレンダー等の一般
的な方法でよく、特に限定するものではないが、混錬機
による強制的な混合で金属ファイバーが折ｎ曲がり球形
となる場合は好ましくない。
以上のようにして得られた混合原料を屋込め成型、また
は、押し出し成型等の方法で成型した後、非酸化性雰囲
気中で炭化および黒鉛化のための焼成を行う０焼成源度
は金属ファイバーの融点前後の温度まで行なう０ 〔実施例および比較例〕 石油コークスを平均粒径３０μｍに微粉砕し軟化点８０
℃の中ビ、チな３０重量幅配合した後、混錬機で約１２
０℃に加熱しながら５時間混錬し７ｊｏこの混合物を放
冷した後、解砕し炭素材用原料粉を得た。
は、押し出し成型等の方法で成型した後、非酸化性雰囲
気中で炭化および黒鉛化のための焼成を行う０焼成源度
は金属ファイバーの融点前後の温度まで行なう０ 〔実施例および比較例〕 石油コークスを平均粒径３０μｍに微粉砕し軟化点８０
℃の中ビ、チな３０重量幅配合した後、混錬機で約１２
０℃に加熱しながら５時間混錬し７ｊｏこの混合物を放
冷した後、解砕し炭素材用原料粉を得た。
−次いで、−例として糸径５０μｍで糸の長さ約３關の
銅ファイバー又はスチールファイバーを所定量配合し充
分振り混ぜてこの混合粉を金型に入１ｒＬ２ｔＡ−ＩＩ
Ｌの成型圧で５０ Ｘ ９０ ｔｒｔｘ、厚さ１５龍の
板状に成型しｔ後、粉コークスを詰めた鉄箱に成型体を
埋め、窒素雰囲気中で１０℃／ ｈ ｒの速度で１０５
０℃まで昇温し５時間保持したＯ結果を第１表に示す０ 鋼ファイバーの配合率が本発明範囲のものを実施例１〜
３、スチールファイバーの場合を実施例４〜６、金属フ
ァイバーを全く配１合しない場合、および銅ファイバー
を５０ ｖｏ１％配合したものを比較例１．２、粒径２
０μｍの銅粉末を２０ｖｏｌ％配合したものを比較例３
とし７’ｎ。
銅ファイバー又はスチールファイバーを所定量配合し充
分振り混ぜてこの混合粉を金型に入１ｒＬ２ｔＡ−ＩＩ
Ｌの成型圧で５０ Ｘ ９０ ｔｒｔｘ、厚さ１５龍の
板状に成型しｔ後、粉コークスを詰めた鉄箱に成型体を
埋め、窒素雰囲気中で１０℃／ ｈ ｒの速度で１０５
０℃まで昇温し５時間保持したＯ結果を第１表に示す０ 鋼ファイバーの配合率が本発明範囲のものを実施例１〜
３、スチールファイバーの場合を実施例４〜６、金属フ
ァイバーを全く配１合しない場合、および銅ファイバー
を５０ ｖｏ１％配合したものを比較例１．２、粒径２
０μｍの銅粉末を２０ｖｏｌ％配合したものを比較例３
とし７’ｎ。
また、摩耗量は１２０ナサンドペーパーで面荒さを揃え
た銅製ディスクを１２０ Ｏｒｐｍで回転し、こｎにサ
イズ８φＸ ４０ ｍｍの試験片を６ ｋｇｆの圧力で
押し付は銅製ディスクを５Ｘ１０’回転したときの摩耗
容量で示した〇 第 １ 表 ◆銅粉末を２０ｖｏ罎添加 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によると、金属ファイバーの配合
により、金属粉末を配合した場合より著しく電気抵抗が
下がり耐摩耗性、耐衝撃性に優ｆ’Ｌ７’ｃ炭素材が製
造できる。
た銅製ディスクを１２０ Ｏｒｐｍで回転し、こｎにサ
イズ８φＸ ４０ ｍｍの試験片を６ ｋｇｆの圧力で
押し付は銅製ディスクを５Ｘ１０’回転したときの摩耗
容量で示した〇 第 １ 表 ◆銅粉末を２０ｖｏ罎添加 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によると、金属ファイバーの配合
により、金属粉末を配合した場合より著しく電気抵抗が
下がり耐摩耗性、耐衝撃性に優ｆ’Ｌ７’ｃ炭素材が製
造できる。
特許出願人 住友金属工業株式会社・力１１１．−
二二
二二
Claims (1)
- （１）炭素材料用原料に、金属ファイバーを２ｖｏｌ％
以上３０ｖｏｌ％未満配合した後、成型、焼成すること
を特徴とする摺動・集電用炭素材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214250A JPS6272564A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 摺動・集電用炭素材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214250A JPS6272564A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 摺動・集電用炭素材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272564A true JPS6272564A (ja) | 1987-04-03 |
| JPH0456787B2 JPH0456787B2 (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=16652653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60214250A Granted JPS6272564A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 摺動・集電用炭素材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02160662A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 炭素・金属複合材 |
| JPH03252357A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 摺動集電用炭素材料の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52822A (en) * | 1975-05-05 | 1977-01-06 | Cabot Corp | Carbon black pigment coating compositions |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60214250A patent/JPS6272564A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52822A (en) * | 1975-05-05 | 1977-01-06 | Cabot Corp | Carbon black pigment coating compositions |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02160662A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 炭素・金属複合材 |
| JPH03252357A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 摺動集電用炭素材料の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0456787B2 (ja) | 1992-09-09 |
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