KR950004630B1 - 직류모터의 카본브러쉬 - Google Patents

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정태승
김성수
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만도기계주식회사
정몽원
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
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Abstract

내용 없음.

Description

직류모터의 카본브러쉬
본 발명은 직류모터의 카본브러쉬에 관한 것으로, 특히 자동차용 소형직류모터에서 정류자에 전류를 공급차단하게되는 카본브러쉬에 비저항과 마찰계수를 낮추어 습동특성 및 출력특성을 향상시킬수 있도록한 직류모터의 카본브러쉬에 관한 것이다.
종래의 자동차용 소형직류모터의 카본브러쉬는 습동특성을 양호하게 하기 위하여 동함량을 억제하고, 흑연 및 윤활제를 다량 첨가하여 제조하였으나 흑연이 다량첨가되었을때 장시간 동작하면 정류자표면에 흑화로 인한 과잉피막이 발생하므로 이로인해 카본브러쉬에 비저항이 높아져서 모터의 출력특성을 저하시키게 된다. 따라서 상기 출력특성을 향상시키기 위하여 동 다량첨가시키거나 동을 함침시키는 방법으로 하여 비저항을 낮춤으로써 출력특성을 향상시킬 수 있으나, 카본브러쉬와 정류자간의 마찰계수가 증가하므로 모터의 소음이 야기되는 문제점을 가지게 되었다.
본 발명의 목적은 양호한 출력특성과 습동특성을 갖는 낮은 비저항과 마찰계수의 카본브러쉬를 제공하고자 하는데 있으며, 상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 흑연을 주성분으로하여 나머지 35WT%등과, 첨가제로 1.5WT%의 이황화몰리브덴과 0.1WT%납을 분말로하여 카본브러쉬를 조성하되, 상기 주성분인 흑연의 입자직경을 45㎛-150㎛ 범위로하여서 된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
피막조정에 사용되는 연마제로 분말상의 순도 99%산화알루미늄(Al2O3) 산화규소(SiO2)가 첨가되고, 결합강도향상을 위하여 결합제로 열경화수지(phenol resin) 5WT%를 함유한 입자직경 45-150㎛범위로한 65WT% 흑연(C)과, 비저항특성향을 입자직경 35㎛이하의 35WT% 동(CU)과, 윤활특성 및 결합강도를 양호하게 하기 위하여 입자직경 35㎛이하의 1.5WT% 이황화몰리브덴(MoS2)와, 입자직경 35㎛이하의 1WT%납(pb)으로 하여 표 1과 같이 조성하고, 이 조성물을 혼합기로 혼합, 분쇄기로 분쇄한후 몰드법(Mold)으로 2.5ton/㎠압력으로 가압 성형하고, 온도 600-700℃에서 가열처리하여 카본브러쉬를 얻었다. 상기와 같이 성형된 카본브러쉬의 비저항과 마찰계수를 측정하게 되면, 표 2에 나타난 바와 같이 표 1에서 흑연을 제외한 조성물의 성분 무게비와 입자직경을 고정한 상태에서 측정을 하게 되는데, 그 이유는 피막조정에 사용되는 연마제로 흑연분말중의 불순물로 대부분 존재하는 산화알루미늄(Al2O3)와 산화규소(SiO2)로 하고, 흑연보다 윤활성이나 강도가 좋은 이황화몰리브덴(MoS2)과, 대기중의 수분에 의해 산화납(pb0)을 형성할 수 있는 납(pb)을 첨가제로 첨가함으로써 모터동작후의 습동특성을 향상시킬 수 있고, 또한 상기 동(CU)의 함량을 35WT%로 제한한 이유는 35WT%이상이 되면 브러쉬의 동과 정류자간의 동의 마찰로 인해 정류자의 마모가 증대되기 때문에 동의 함량을 고정하게 된다.
첨가제인 이황화 몰리브덴(MoS2), 납(pb)의 함유량을 3WT%이상으로 하면, 습동특성은 향상되나 브러시의 비저항이 증가되므로 출력특성에 악영향을 미칠수 있어, 상기의 흑연을 제외한 나머지 조성물의 성분무게비를 고정하고, 반면에 흑연의 입자지경을 소정의 범위로 조정시켜 가면서 상기의 공정으로 조성물을 성형한 후 출력특성과 습도특성에 직접적인 관련있는 비저항과 마찰계수를 측정하게 되는데 이때, 상기 흑연의 입자 직경을 달리하는 이유는 흑연의 분말입자 직경이 너무 작으면 결합강도가 커서 윤활성이 나빠 정류자와의 마찰계수가 커서 정류자의 마모가 심하고, 표면적이 넓어 비저항이 증가하게 되어 출력특성이 나빠진다.
반면에, 흑연의 분말입자의 직경이 너무크면 결합강도가 작아져 브러쉬의 마모가 심하게 정류자의 흑화현상이 발생하게 된다. 따라서 표 2에 나타난 바와같이 흑연분말의 입자직경을 조정함으로써 낮은 비저항과 마찰계수를 얻을수 있는바,
[표 1]
[표 2]
실시예 1의 경우, 흑연분말입자직경을 45㎛이하로 하여, 나머지 조성물과 소정의 공정으로 성형한 후, 비저항과 마찰계수를 측정한 결과 비저항 470-510, 마찰계수 0.38-0.40으로 나타났고, 실시예 2의 경우 흑연분말입자직경을 45㎛-75㎛로하여 나머지 조성물과 소정의 공정으로 성형한후, 비저항과 마찰계수를 측정한 결과, 비저항 230-260, 마찰계수 0.25-0.26로 나타났으며, 실시예 3의 경우, 흑연분말입자직경을 75-150㎛로 하여 성형하였을 경우, 실시예 4의 경우, 흑연분말입자직경을 150㎛이상으로 하여 성형하였을 경우, 비저항 160-230, 마찰계수 0.29-0.32으로 나타났다.
즉, 상기 실시예에 의한 측정결과에 의하면 흑연분말입자직경이 45㎛-150㎛범위일때가 흑연분말입자직경이 45㎛이하 또는 150㎛ 이상에 비하여 비저항 및 마찰계수가 상당히 낮게 나타나 출력특성 및 습동특성이 향상됨을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 흑연을 주성분으로한 카본 브러쉬에서 흑연을 제외한 나머지조성물을 고정하고, 상기 흑연의 분말입자직경을 조정하여 성형함으로써, 비저항을 낮추게되어 출력특성을 향상은 물론 윤활성이 좋아 정류자와 브러쉬간에 마찰계수가 낮게되어 습동특성을 향상시켜줄수 있게되는 것이다.

Claims (1)

  1. 자동차용 소형모터 카본브러쉬에 있어서, 연마제로 분말상의 순도 99%의 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화규소(SiO2)가 첨가되고, 결합강도향상을 위하여 결합제로 열경화수지가 중량(WT%) 5로 함유되며 입자직경 45-150㎛사이이며 중량%(wt%) 62.5인 흑연(C)과 비저항 향상을 위한 입자직경이 35㎛이하이며 중량%(wt%) 35인 동(Cu)과, 윤활특성 및 결합강도 향상을 위한 입자직경이 35㎛이하이며 중량%(wt%) 1.5인 이황화몰리브덴(MoS2)과 입자직경이 35㎛이하이며 중량%(wt%) 1인 납(pb)으로 조성하여 가압성형 가열처리 하여서된 것을 특징으로 하는 직류 모터의 카본브러쉬.
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