JPH0488853A - 小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法 - Google Patents

小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法

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JPH0488853A
JPH0488853A JP2202858A JP20285890A JPH0488853A JP H0488853 A JPH0488853 A JP H0488853A JP 2202858 A JP2202858 A JP 2202858A JP 20285890 A JP20285890 A JP 20285890A JP H0488853 A JPH0488853 A JP H0488853A
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JP
Japan
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coating layer
silver
copper
cover layer
carbon brush
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Pending
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JP2202858A
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English (en)
Inventor
Isao Shibuya
功 渋谷
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Mabuchi Motor Co Ltd
Original Assignee
Mabuchi Motor Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26Solid sliding contacts, e.g. carbon brush

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 永久磁石界磁を有する小型モータに用いるカーボン・ブ
ラシに関し、 酸化特性を改善することにより、電気接触抵抗特性の向
上と耐摩耗性の向上とを図るようにしたカーボン ブラ
シを提供することを目的とし、黒鉛原料の粉末粒子に対
して銅被覆層と銀被覆層とからなる2層金属被覆層を形
成した上で、加圧成形、焼成して構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、小型モータに用いるカーボン・ブラシ、特に
永久磁石界磁を有する小型モータに用いるカーボン・ブ
ラシに関する。
〔従来の技術〕
従来、小型モータにおけるカーボン・ブラシとしては、
黒鉛粉末に対してバインダを加え、当該バインダを加え
て固められたものに対して粉砕篩分は処理を行い、必要
に応じて所望の導電性を与えるための金属粉末添加混合
処理を行い、次いで加圧成形処理、焼成処理を行うよう
にして製造されたものが用いられている。なお、上記黒
鉛粉末には灰分が含まれており、当該灰分の含有量が多
くなると、導電性、整流特性等に悪い影響を与えるため
、カーボン・ブラシには、灰分の含有量が約1.5%程
度以下の黒鉛粉末が通常用いられている。
また、上記バインダを用いないカーボン・ブラシとして
、いわゆる鍍銅黒鉛ブラシが知られている。当該lit
銅黒鉛ブラシは、第5図に図示されている如く、黒鉛粒
子11に対して銅メッキを施すことにより銅被覆層12
を形成した上で、加圧成形即ちバインダを加えることな
く加圧成形し、焼成処理を行うようにして製造される。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記w!1f!黒鉛ブラシは、組成的な均一性が同上し
、電気固有抵抗値が低減すると共に、耐摩耗性の同上を
図ることが可能となると言う特徴をそなえている。
しかしながら、高温環境および高電流の条件のもとでは
、上記銅被覆層の酸化現象が発生し、その結果、整流子
に対する接触抵抗が増大すると共に、耐摩耗性が低下す
るという非所望な問題があった。
本発明は、電気接触抵抗特性の向上および耐摩耗性の向
上を図るようにしたカーボン・ブラシを提供することを
目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
第1図(A) (B) (C)は本発明の原理説明図を
示し、第1図(A)は原理構成図、第1図(B)は製造
工程説明図、第1図(C)は第1図(B)図示銀メッキ
処理工程により銀被覆層が形成された黒鉛粉末の断面図
を示す。 図中の符号lは整流子12は整流子片、3は
回転軸、4はカーボン・ブラシ、5はブラシ弾性体、1
3は銀被覆層を表し、その他の符号は第5図図示符号に
対応している。
また、第1図(B)において、20は黒鉛原料、21は
黒鉛粒子11に対して例えば公知の無電解メッキ法によ
り銅被覆層12を形成する銅メッキ処理工程22は上記
銅被覆層12上に銀被覆層13を形成する銀メンキ処理
工程、23は上記銀被覆層が形成された黒鉛粉末を加圧
成形する加圧成形工程、24は加圧成形工程23を経て
成形された加圧成形物を焼成する焼成工程を表している
カーボン・ブラシ4は、導電性のブラシ弾性体5によっ
て挟持され、整流子片2.2.2上を摺動するように支
持される。カーボン・ブラシ4は、図示斜視図として示
すA−1図示の如く、例えば凸字形状に焼成されており
、凸字形状の頭部が上記ブラシ弾性体5によって挟持さ
れている。そして、凸字形状の底辺に相当する面に多少
の湾曲面が形成されていて、当該湾曲面が整流子片2上
を摺動する。
上記カーボン・ブラシ4は、第1図(8)図示の如く、
黒鉛原料20に対して、銅メンキ処理工程2】と、銀メ
ッキ処理工程22と、加圧成形工程23と、焼成工程2
4とを実行することによって製造される。
〔作 用〕
黒鉛粒子に対して銅メンキを施して製造した鍍銅黒鉛ブ
ラシ自体は、従来の技術の欄において記述した如く公知
であり、本発明の特徴は、銅被覆層12上に銀被覆層1
3が形成されているため高温環境および高電流の条件の
もとでも、上記銅被覆層12の酸化現象の発生が抑制さ
れ、その結果、整流子に対する電気接触抵抗特性の向上
および耐摩耗性の向上を図ることができることが、後述
する実験結果からも明らかになった。
[実施例〕 本発明のカーボン・ブラシは、第1図(B)に関連して
前述した如く、黒鉛粒子11に対して、公知の無電解メ
ッキ法により銅被覆層12を形成する銅メンキ処理工程
21.上記銅被覆層12上に銀被覆層13を形成する銀
メンキ処理工程22.上記銅被覆層12および銀被覆層
13が形成された黒鉛粉末を加圧成形する加圧成形工程
23.焼成工程24を経て製造されたものであり、銅被
覆層12上に銀被覆層13が形成されて一〕るため高温
環境および高電流の条件のもとでも、上記銅被覆層12
の酸化現象発生が抑制され、その結果、整流子に対する
電気接触抵抗特性の向上および耐摩耗性の向上を図るこ
とができることは、第2回に図示されている実験結果か
らも明らかである。なお、第2図は、第3図に図示され
ている如き4種類のカーボン・ブラシが装着された小型
モータにおける整流子に対する接触抵抗(mΩ)の経時
的変化を示すグラフである。即ち、No、1は黒鉛粒子
に銅被覆層が形成されたカーボン・ブラシ(m被覆層と
黒鉛粒子との重量比は50 : 50 >、 No、 
2は黒鉛粒子に銀被覆層が形成されたカーボン・ブラシ
(銀被覆層と黒鉛粒子との重量比は50 : 50 )
、 No、 3およびNo、4は本発明のカーボン・ブ
ラシ(No、3における銅被覆層と銀被覆層と黒鉛粒子
との重量比は40 : 10 : 50゜No、4にお
ける銅被覆層と銀被覆層と黒鉛粒子との重量比は44:
6:50)を夫々そなえた小型モータについて、1時間
当たり60回の測定を行い8時間毎の平均値を示すもの
である。なお、+° はNo、1.  ’口゛はNo、
2.  ’◇“はNo、3.  ’0はNo、4に対応
している。また、その他の条件として回転数をlO,o
oOrpn としている。
更に、第2図(八)図示グラフにおける条件は、電流値
が2アンペア(電流密度: IOA/cm” )の場合
、第2図(B)図示グラフにおける条件は、電流値が1
0アンペア(電流密度: 50A/am2)の場合であ
る。そして、運転時間150時間経過時の摩耗率の測定
も実施し、その結果を上記接触抵抗の150時間平均値
と併せて第4図(A) (B)に示している。
なお、第4図(A)は上記第2図(A)図示グラフに対
応し、第4図(B)は上記第2図(B)図示グラフに対
応している。
第2図(A) (B)ないし第4図(A) (B)によ
り明らかなように、テストNo、2ないし4はテストN
o、1と比較して、接触抵抗特性および摩耗率特性の何
れにおいても遥かに優れている。特に、電流値が大きい
場合に顕著である。これは、黒鉛粒子または黒鉛粒子を
覆う銅被膜が酸化し難い銀被膜により覆われていること
によるものである。なお、上記特性は、テストNo、2
の場合に最も優れているが、当該テストN0.2の場合
は、第3図に図示されている如く、銀の使用量が大きい
ため高価なものになり、実用的でない。テストNo、3
および4の実験結果に示されているように、本発明のカ
ーボン・ブラシをそなえた小型モータは、実用上十分な
接触抵抗特性および摩耗率特性を有しており、銀の使用
量も少なく実用的である。
以上、灰分を1wt%程度含んだ通常の黒鉛粒子に銅メ
ンキが施されたものに対して、更に銀メッキを施して形
成されたカーボン・ブラシについて説明したが、本発明
はこれに限られるものではなく、本願出願人が先に提案
したカーボン・ブラシ(特願平1−103201号)に
適用しても良い。即ち、高純度処理により精製された黒
鉛原料の粉末粒子に対して銅被覆層と銀被覆層とからな
る2層金属被覆層を形成するするようにしても良い。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、黒鉛原料の粉末粒
子に対して銅被覆層と銀被覆層とからなる2層金属被覆
層を形成することにより、銅被覆層の酸化特性が改善さ
れ、電気接触抵抗特性および耐摩耗特性の優れたカーボ
ン・ブラシとその製造方法を提供することができる。
(A)
【図面の簡単な説明】
第1図(A) (B) (C)は本発明の原理説明口、
第2図(A) (B)ないし第4図(A) (B)はブ
ラシ・テスト結果の説明図、第5図は従来のカーボン・
ブラシを説明するための説明図を示す。 図中、1は整流子、2は整流子片、3は回転軸4はカー
ボン・ブラシ、5はブラシ弾性体111は黒鉛粒子、1
2は銅被覆層、13は銀被覆層、20は黒鉛原料、21
は銅メッキ処理工程、22は銀メッキ処理工程、23は
加圧成形工程、24は焼成工程を表す。 (C) 特許出願人 マブナモーター株式会社 代理人弁理士森1)寛(外2名) (A) (A) 経過&l!F間(1−1) (B) 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)永久磁石を界磁としてそなえると共に、整流子を
    介して転流が行われて回転せしめられる小型モータに使
    用され、黒鉛粉末を結合して形成され上記整流子を摺動
    する小型モータにおけるカーボン・ブラシにおいて、黒
    鉛原料の粉末粒子に対して金属被覆層を形成した上で、
    加圧成形され焼成されて形成されたカーボン・ブラシで
    あって、上記金属被覆層は、第1層が銅鍍金層により構
    成され、第2層が銀鍍金層により構成されていることを
    特徴とする小型モータにおけるカーボン・ブラシ。
  2. (2)永久磁石を界磁としてそなえると共に、整流子を
    介して転流が行われて回転せしめられる小型モータに使
    用され、黒鉛粉末を結合して形成され上記整流子を摺動
    する小型モータにおけるカーボン・ブラシの製造方法に
    おいて、黒鉛の粉末に対して銅被覆層をメッキする銅メ
    ッキ処理工程と、上記銅被覆層に対して銀被覆層をメッ
    キする銀メッキ処理工程と、上記銀メッキ処理された粉
    末を加圧成形せしめる加圧成形工程と、当該加圧成形さ
    れた加圧成形物を焼成する焼成工程とをそなえているこ
    とを特徴とする小型モータにおけるカーボン・ブラシの
    製造方法。
JP2202858A 1990-07-31 1990-07-31 小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法 Pending JPH0488853A (ja)

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GB9116464D0 (en) 1991-09-11
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