JPH0474939B2

JPH0474939B2 -

Info

Publication number: JPH0474939B2
Application number: JP63045279A
Authority: JP
Priority date: 1988-02-27
Filing date: 1988-02-27
Publication date: 1992-11-27
Also published as: JPH01222641A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の利用分野］この発明は、モーターや発電機等の回転電機に
使用する電刷子に関し、特に金属黒鉛質電刷子に
関する。［従来技術］従来から高電圧の回転電機には炭素黒鉛質、電
気黒鉛質を用いた電刷子が使用されてきたが、自
動車電装用モーターの如き低電圧のものには銅粉
と天然黒鉛粉とから造られるいわゆる金属黒鉛質
電刷子が使用されている。金属黒鉛質電刷子は、電刷子が用いられるモー
ター等の出力性能、耐久性能に応じて、金属含有
量の異なつたものが使用されている。高出力を要
求されるものでは金属含有量が60〜90重量％（以
下％は重量％を現す）、高耐久性能を要求される
ものでは10〜50％が普通である。そして黒鉛粉と
しては、人造黒鉛粉よりも潤滑性に優れた天然黒
鉛粉が好んで用いられている。これらの金属粉と黒鉛粉とから作られた電刷子
は、整流子上を摺動する時、電刷子中の黒鉛が他
の成分と共に整流子表面に黒鉛皮膜を形成し、こ
れが潤滑作用をすることで整流子や電刷子の磨耗
を防いでいると、一般に考えられている。しかしながらこれらの皮膜の形成状態は、用い
たモーター等の回転電機の電流値、整流子の周
速、発熱状態、その他の要因により変化する。そ
して皮膜が厚くなり過ぎる、あるいは皮膜にむら
が生じる等の現象が生じると、電刷子や整流子が
著しく磨耗する。従来から、これら電刷子や整流子の磨耗を防止
し適度な黒鉛皮膜を形成するために、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステン、硫化銅、硫化亜鉛
等の金属硫化物潤滑剤を添加する、あるいはシリ
カ、アルミナ、鉄粉、マンガン粉等の微粉末を添
加し皮膜の厚さを調整する、等の試みがなされて
いる。これらの試みは磨耗の防止に有効である
が、その効果は十分なものではない。［発明の目的］この発明は、金属黒鉛質電刷子の耐久性の改善
を目的とする。この発明は特に、ガソリン等の液
体燃料中に浸漬して用いる電刷子の耐久性の改善
を目的とする。［発明の構成］この発明は、金属黒鉛質電刷子に、20メツシユ
パス（最大粒径840μｍ以下）の粒度のコークス
粉を１〜30重量％含有させたことを特徴とする。
このようにすると、電刷子の磨耗を抑制し、その
耐久性を高めることができる。特にこの発明の電
刷子を、燃料噴射ポンプ用モーターの如く液体燃
料中に浸漬して用いると、電刷子、整流子双方の
磨耗を著しく抑制することができる。この発明に用いる金属粉としては、主として銅
粉を用いるが、銀粉あるいは銅粉と銀粉との混合
粉でも良い。金属粉の使用量は用いる回転電機の
特性に応じて定め、例えば自動車のスターターモ
ーターの場合50〜80％が、ブロワーモーターの場
合30〜60％が、ガソリン等の燃料噴射ポンプ用モ
ーターの場合５〜40％が好ましい。この発明に用いる黒鉛粉は天然黒鉛粉が好まし
いが、人造黒鉛粉あるいは人造黒鉛粉と天然黒鉛
粉との混合粉でも良い。銅含有量が70％以上の場
合は、結合材を用いず黒鉛粉をそのまま使用する
こともできる。しかし銅含有量が少なく黒鉛粉が
多い場合、電刷子の焼結性が低いため、フエノー
ル樹脂ワニス等の合成樹脂結合材で黒鉛粉の表面
を処理して用いることが好ましい。結合材は、炭
素換算で黒鉛粉の１〜30％程度が好ましい。コークスとしては、石炭のガス化の際に得られ
るコークス、石炭ピツチを乾留して得られるピツ
チコークス、石油類の精製やクラツキングの副産
物である石油コークス等がある。コークス粉は、
例えばこれらのコークスの粉砕により調製する。
あるいは得られたコークス粉をピツチやタール等
で処理成形した後、1000〜1200℃程度で焼成し、
再度粉砕してコークス粉としても良い。コークス粉の粒度は20メツシユパス（最大粒径
840μｍ以下）とする。粒度を粗くすると、電刷
子の組成が不均一になりやすく、また整流子に条
痕を生じやすい。好ましい粒度は32メツシユパス
（粒径500μｍ以下）であり、特に好ましくは100
メツシユパス（粒径150μｍ以下）とする。なお
粒径10μｍ以下のコークス粉は耐磨耗性の改善効
果に乏しく、コークス粉の粒径は10μｍ以上が好
ましい。勿論コークス粉中に粒径10μｍ以下のも
のが少量混合していても、耐磨耗性の改善効果を
損なうものでない。この発明では、電刷子中にその全量に対しコー
クス粉を１〜30％含有させる。コークス粉の含有
量を１％以下とすると、電刷子の耐久性はほとん
ど向上しない。また30％以上含有させると、電刷
子の抵抗率を高め、かつ整流子の磨耗を増大させ
る。電刷子の製造時に、コークス粉を、その含有量
が１〜30％となるように銅粉等の金属粉や黒鉛粉
と混合する。ここで好ましくは、黒鉛粉とコーク
ス粉とを混合してフエノール樹脂ワニス等の合成
樹脂結合材で処理し、これを銅粉等の金属粉と混
合するようにする。なお電刷子には、これ以外に
二硫化モリブデンや二硫化タングステン、カオリ
ン、シリカ等の公知の添加材を加えても良い。この発明では上記の混合物を圧縮成形し電刷子
形状とするが、圧縮と同時にリード線を取り付け
るのが好ましい。圧縮成形は、例えばメカニカル
プレスや油圧プレスで行えば良い。圧縮成形後の
電刷子を焼成し、電刷子を完成する。なお焼成は
非酸化性雰囲気で行い、焼成温度例えば200〜800
℃が好ましい。実施例１銅粉60％、フエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉33％、145メツシユパスの石炭ピツチ系
コークス粉（粒径105μｍ以下）５％、二硫化モ
リブデン２％を混合し、電刷子形状に成形し、非
酸化性雰囲気中700℃で焼成して電刷子とした。
電刷子中のコークス粉含有量は5.2％であつた。実施例２〜４ 24メツシユパスの石油コークス粉（粒径700μ
ｍ以下）100重量部にピツチ30重量部を加え混練
した後に、金型に充填して圧縮成形を行つた。こ
のものを1000℃に焼成した後粉砕し、32メツシユ
パスのコークス粉（粒径500μｍ以下）を得た。銅粉60％に、上記のコークス粉をそれぞれ３
％、５％、８％、及び残部をフエノール樹脂ワニ
スで処理した天然黒鉛粉とし、総量が100％とな
るように混合粉を作つた。これらの混合物を実施
例１と同様に成形焼成し、実施例２〜４の電刷子
を得た。比較例１コークス粉を使用しなかつた他は、実施例１と
全く同様にして電刷子を得た。得られた電刷子を2.0KWの自動車用スタータ
モーターに取付け、3000c.c.のエンジンに取り付け
て、２秒駆動、28秒休止を１サイクルとし、
10000サイクル後の電刷子磨耗量を比較した。結
果を表１に示す。

【表】実施例５〜８銅粉20％、実施例２で使用したものと同じコー
クス粉をそれぞれ２％、８％、15％、28％添加
し、それぞれフエノール樹脂ワニスで処理した天
然黒鉛粉を加えて総量が100％となるように混合
粉を作つた。これらの混合粉を、実施例１と同様
の方法で、電刷子形状に成形焼成して、実施例５
〜８の電刷子を得た。電刷子中のコークス粉含有
量は、表２にようになつた。比較例２比較のために、コークス粉を使用しなかつた他
は実施例５と全く同様にして、電刷子を得た。得られた電刷子を自動車用のガソリン噴射ポン
プ用モーターに組付け、電刷子がガソリン中に浸
漬された状態で電刷子の磨耗テストを行つた。テ
ストはモーター電圧12V、電流4Aとし、500時間
駆動後の電刷子と整流子の磨耗量を測定した。結
果を表２に示す。

【表】［発明の効果］表１、表２の結果等から明らかなように、この
発明の電刷子は磨耗が少なく耐久性に優れてい
る。特にガソリン等の液体燃料中に浸漬して用い
る場合、電刷子、整流子共に著しく磨耗を小さく
することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属粉と黒鉛粉とを混合成形した金属黒鉛質
電刷子において、20メツシユパスの粒度のコーク
ス粉を電刷子の全量に対して１〜30重量％含有さ
せたことを特徴とする、金属黒鉛質電刷子。