KR19990061406A - 금속 흑연질 브러시 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 흑연질 브러시 제조방법을 개시한다.

본 발명은 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 수지상의 전해동과 판상의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가하는 단계와; 상기 혼합 분말을 성형 및 소성가공하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면 연결성이 우수한 수지상 구조의 전해동과 윤활성이 우수한 층상 구조의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가함으로써 금속 흑연질 브러시의 통전성을 유지하면서 내구성을 향상시키는 복합적인 효과를 얻을 수 있다.

Description

금속 흑연질 브러시 제조방법

본 발명은 직류전동기에 사용되는 금속 흑연질 브러시(Brush)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해동과 분쇄동이 혼합된 동분말을 첨가하는 금속 흑연질 브러시 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 흑연 브러시는 저전압 직류 전동기의 정류자상에 미끄럼 운동이 가능하도록 접촉되어서 통전 역할을 수행하는 부재로서, 통상적으로 자동차용 기동 전동기 등과 같은 저전압의 직류 전동기에는 동분말과 천연 흑연 분말을 혼합하여 제조되는 금속 흑연질 브러시를 사용하고 있다.

금속 흑연질 브러시(이하 브러시라 약칭함)는 직류 전동기의 출력성능, 내구성능에 따라서 금속함유량을 다르게하여 사용하고 있다. 즉, 고출력을 요하는 경우에는 금속함유량이 60∼90 wt%이며, 고 내구성을 요하는 경우에는 금속함유량이 10∼50 wt%로 하는 것이 일반적이다.

한편, 본 출원인에 의해 선행출원된 특허출원번호 (특허97-194)호에 금속 흑연질 브러시 제조방법이 개시되어 있다.

선행출원된 흑연질 브러시의 제조방법에 따르면, 먼저 흑연분말에 바인더(binder)를 혼합하여 니딩(kneading)시켜 흑연분말 표면에 바인더가 코팅되도록 한다.

상기 바인더는 노볼락형 페놀 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 레졸형 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 사용하며, 바인더의 고른 분포상태를 유지할 수 있도록 알콜 또는 아세톤과 같은 희석제가 첨가된다.

이어서, 상기 흑연분말을 챔버내에서 소정의 온도로 가열하여 바인더의 희석제가 휘발되어 제거되면서 바인더가 경화되어 흑연분말을 덩어리 상태로 만든다.

이어서, 상기 덩어리 상태의 흑연분말을 분쇄한 다음 채치기하여 균일한 소정입도를 갖는 흑연분말을 형성한다.

이어서, 상기 미세한 흑연분말에 수지상의 전해동으로 이루어진 동분말(copper pwder)을 첨가한 다음 소정 압력으로 가압하여 소정 형상을 갖는 성형체를 형성한다.

이어서, 상기 성형체를 소성변형시킬 수 있도록 소정 온도로 가열하여 금속 흑연질 브러시의 제조공정을 완료한다

그런데 이와같은 종래의 금속 흑연질 브러시 제조방법에서 브러시의 전기적 특성 부여를 위해 첨가되는 동분말은 통전성을 고려해 수지상의 전해동을 사용하고 있으나 전해동은 브러시의 마찰력을 높이는 특성을 가져 브러시의 윤활성을 저해하는 문제가 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기적 특성 부여를 위해 첨가되는 동분말의 통전성을 유지하면서도 윤활성을 향상시킬 수 있는 금속 흑연질 브러시 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 수지상의 전해동과 판상의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가하는 단계와; 상기 혼합 분말을 성형 및 소성가공하는 단계;를 포함하는 금속 흑연질 브러시 제조방법을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 흑연질 브러시의 제조공정도.

이하 본 발명에 따른 금속 흑연질 브러시 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 금속 흑연질 브러시의 제조공정도로서, 본 발명은 흑연분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 수지상의 전해동과 판상의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가하는 단계와; 상기 혼합 분말을 성형 및 소성가공하는 단계;를 포함한다.

상기 바인더는 흑연분말의 표면에 코팅되어 흑연분말에 접착력을 부여하기 위해 혼합되는 것으로, 노볼락형 페놀 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 레졸형 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 사용하며, 바인더의 고른 분포상태를 유지할 수 있도록 알콜 또는 아세톤과 같은 희석제가 첨가된다. 상기 바인더는 상기 흑연분말에 5∼40wt%로 혼합된다.

이와같이 바인더가 혼합된 흑연분말을 챔버내에서 가열하여 바인더의 희석제가 휘발되어 제거되면서 경화되어 흑연분말의 입자 사이에 결합력을 부여하여 덩어리상태로 만든다.

이와같은 흑연 덩어리를 다시 분쇄하여 균일하면서도 미세한 입도, 바람직하게는 75∼420 ㎛의 입도를 갖는 흑연분말을 형성한다.

이와같은 미세하게 분쇄된 흑연분말에 수지상의 전해동과 판상의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가한다.

상기 수지상의 전해동은 입자의 길이가 길어 소성시 입자와 입자가 연결될 개연성이 높아 통전성을 향상시키는 특성을 갖는다.

한편, 판상의 분쇄동은 흑연과 동일한 층상구조를 가지므로 접촉면이 매끄럽게 되면서 마찰력을 감쇄시키는 특성을 갖는다.

따라서, 전해동과 분쇄동이 적절히 혼합된 동분말은 흑연분말 사이에 첨가되어 통전성을 유지하면서도 윤활성을 갖는다.

이어서, 상기 혼합분말을 약 2∼3.5on/cm²으로 가압하여 소정 형상을 갖는 성형체를 형성한 다음, 상기 성형체를 소성변형시킬 수 있도록 500 ∼ 800℃의 온도범위에서 1 ∼ 5시간 정도로 가열처리하여 브러시의 제조공정을 완료한다.

한편, 동분말 첨가시 이황화 몰리브데늄을 혼합 분말에 대하여 10wt% 미만으로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 이황화 몰리브데늄은 정류자에 생성되는 피막 두께를 조절하는 작용과 함께 브러시의 회전 마찰시 고온 윤활성을 부여하는 작용을 한다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

따라서 본 발명에 따르면 연결성이 우수한 수지상 구조의 전해동과 윤활성이 우수한 층상 구조의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가함으로써 금속 흑연질 브러시의 통전성을 유지하면서 내구성을 향상시키는 복합적인 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 수지상의 전해동과 판상의 분쇄동을 혼합한 동분말을 첨가하는 단계와; 상기 혼합 분말을 성형 및 소성가공하는 단계;를 포함하는 금속 흑연질 브러시 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동분말 첨가시 이황화 몰리브데늄을 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속 흑연질 브러시 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 이황화 몰리브데늄은 혼합분말에 대하여 10wt% 미만으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 금속 흑연질 브러시 제조방법.