JPH02197238A - 金属黒鉛質ブラシ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は長寿命、低摺動音化が要求されるワイパーモ
ータ、自動車電装用モータやマイクロモータ等に使用す
る金属黒鉛質ブラシに関するものである。

従来の技術 従来、この種の金属黒鉛質ブラシは、例えば、黒鉛原料
に嵩密度の低いものを用いたり、揮発成分の多いバイン
ダーを加えて焼成時のバインダーの揮発によってブラシ
をやわらかくしたり、あるいは成型圧を低くしたりして
製造していた。このようにしてブラシの機械的強度を下
げるとともに、ブラシの座乗性を良好にし、しかも低い
摺動音にしようとするものであった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の金属黒鉛質ブラシにあ
っては、摺動音の低減効果が不十分であったり、あるい
は機械的強度が通常品の１／２〜１／３と低下するため
、特にモータに偏心や段差がある場合、ブラシの摩耗が
顕著になる欠点があった。

さらに、最近の金属黒鉛質ブラシに対する要求としては
、摺動音の低減と高速回転での耐摩耗性の向上をあげる
ことができる。とくに、自動車電装用のモータにおいて
は、この種の要求が極めて強くなってきている。

これに対し、従来は機械的強度を低下させ、追従性や摺
動音の改良を行ってきた。

しかし、その反面、多少の整流子の偏心や段差によって
ブラシの摩耗が増大するなどの新たな問題が生じるよう
になった。

また、摺動音の低減に対しては従来の対策は不十分であ
った。

さらに、従来の金属黒鉛質ブラシには次のような問題点
もあった。

（１）　黒鉛原料に嵩密度の低いものを用いると、ブラ
シの嵩密度が低下し、座乗性は改善されるが、比抵抗が
高くなりゃすく、接触抵抗が増大して、出力低下を招く
欠点がある。

（２）　揮発分の多いバインダーを用いると、ブラシの
機械的強度が極端に低下し、加工時や使用時に破損しや
すくなる。また、熱膨張が大きくなり、ブラシホルダー
への固着問題が生じる。さらに、皮膜が着きやすくなる
ため、接触抵抗が高くなりやすい。

（３）　成型圧を低くしただけでは、前述の問題点が少
し改善されるものの、音や摩耗がそれほど改善されない
。

発明の目的 この発明は前述のような従来技術の種々の欠点を改善し
て、機械的強度を大きく低下させる事なしに摺動音の小
さい金属黒鉛質ブラシを提供することを目的としている
。

発明の要旨 この発明の要旨は請求項１に記載した金属黒鉛質ブラシ
である。

問題点を解決するための手段 この発明による金属黒鉛質ブラシは主としてワイパーモ
ータ、自動車電装用モータやマイクロモータに使用する
ものであり、ブラシ組織内に５〜３００μｍの気孔を分
散させる。

水銀ポロシメーターによる気孔径分布の測定で５〜３０
０μｍの気孔径の占める気孔量が気孔量全体の２０％〜
７０％を占めるように設定する。

このような金属黒鉛質ブラシは、例えば、ブラシ原料に
粉末状の揮発性物質例えばＰｖＡまたはセルロースを所
定量加える。ワイパーモータの場合、５〜２０重量％の
ＰＶＡまたは、５〜１０重量％のセルロースを加える。

この揮発性物質は熱処理時に揮発させて５〜３００μｍ
の気孔をブラシ組織内に形成する。

一般に金属黒鉛質ブラシは黒鉛に有機結合剤を加えて混
練し、粉砕後に用途に応じて銅粉等の金属粉末を混合し
てから成型および焼成して製造されているが、この発明
はこれらの工程の中で黒鉛の混練時または金属粉との混
合時に揮発性粉末を原料に対して所定量添加して、均一
に混合した後成型を行って熱処理をし、その熱処理の時
に添加した揮発性物質を揮発させ、ブラシ組織内に５〜
３００μｍの気孔を形成して所望の金属黒鉛質ブラシを
得るものである。

発明の作用効果 この発明による金属黒鉛質ブラシは、比抵抗や曲げ強さ
を通常品と比較して実用上問題となるほど変化させるこ
となく嵩密度を低くし、かつ整流子に対するブラシの追
従性を良くすることができる。その結果、摺動音が低減
でき、しかも耐摩耗性が極めて良好となる。

この発明による金属黒鉛質ブラシはモータの出力低下を
招くことなく、機械的強度を所望の値に保持しっつ摺動
音を大幅に低減でき、しかも耐摩耗性を改善できるので
ある。このような効果は特にワイパーモータなど自動車
電装用モータやマイクロモータに適用したとき顕著とな
る。

なお、この発明による金属ブラシは各種のものが可能で
あり、金属粉を混合しない黒鉛質ブラシにも適用できる
ものである。

実施例１〜３ 天然黒鉛粉（日本黒鉛ＣＢ−１５０）１００部に対し、
フェノール樹脂１５部をアルコール３０部に溶解したも
のを結合剤として加えて、混線後に乾燥および粉砕し、
混練粉とした。つぎに、その混練粉６５部と銅粉３５部
に対して揮発性粉末としてＰＶＡを表１の割合で混合し
、２．５ｔ／ＣＴｌで成型した後に還元雰囲気５００℃
で焼成し、金属黒鉛質ブラシを得た。

同様にして、従来品１と、比較例１および２についても
、表１に示す条件で金属黒鉛質ブラシを製造した。

従来品１、比較例１および２、本発明の実施例１〜３に
ついて嵩密度、比抵抗、曲げ強さ、摩耗、回転数および
摺動音を測定したところ表１に示すとおりであった。

表１から明らかなように、この発明による実施例１〜３
は摩耗および摺動音について従来品１や比較例１および
２と比較してすぐれていた。

なお、ＰＶＡは粒径が１００μｍよりも小さいもののみ
を使用した。

実施例４および５ 粒径１００μｍ以下の人造黒鉛粉１００部に対して揮発
性粉末としてセルロース粉を表２の割合で添加・混合し
、混合粉を得た。セルロース粉末の粒径は１０〜５０μ
ｍであった。フェノール樹脂１５部をアルコール４０部
で溶解した結合剤によって前述の混合粉を混練した後、
乾燥および粉砕し、銅粉４０部。

混線粉６０部の割合で混合し、２　ｔ　／　ｃｄで成型
した後５００℃で焼成して金属黒鉛質ブラシを得た。

同様にして比較例３，４および５も製造した。

これらの実施例４および５と、比較例３゜４および５に
ついて嵩密度、比抵抗、曲げ強さ、摩耗および回転数を
測定したところ表２のような結果を得た。

表２から明らかなように、この発明の実施例４および５
は特に摩耗の点で優れていることが判明した。

この発明による金属黒鉛質ブラシをラジェターファン用
モータに適用すると、高速回転において従来品１に比較
して摩耗が１／２〜１／３に低減できるという顕著な効
果が得られたのである。

実施例６〜８ 実施例１〜３と同様の方法でＰＶＡを１０重量％とし、
ＰＶＡの粒径を表３に示す粒径に設定して気孔径による
比較を行った。

表３から明らかなように、気孔径が５μｍよりも小さい
と、摺動音や摩耗が改善されず、３００μｍよりも大き
い気孔径を形成しようとすると、焼成時にクラックが発
生し、所望のブラシが製造できなかった。

なお、表１について説明を追加すると、この発明による
金属黒鉛質ブラシをワイパーモータに用いる□と、従来
品１に比べてモータの回転数の低下を招くことなく摩耗
および摺動音について顕著な効果が認められ、実用上の
効果が大きい。

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　水銀ポロシメーターによる気孔径分布の測定で５〜３
   ００μｍの気孔径の占める気孔量が気孔量全体の２０％
   〜７０％を占め、かつそれらの５〜３００μｍの気孔が
   ブラシ組織内に分散されていることを特徴とする金属黒
   鉛質ブラシ。