JPH05190249A - カーボンブラシの製造法 - Google Patents
カーボンブラシの製造法Info
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Landscapes
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- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 整流子面の表皮膜が過剰に生成されることを
防止し、高速回転においても安定したすり特性を持つ回
転電機用のカーボンブラシの製造法を提供する。 【構成】 主原料の黒鉛粉に対し、アルミニウム（Ａ
l）粉０．２５〜５．０重量％、チタン(Ｔi)粉０．０５
〜１．０重量％及び熱硬化性樹脂を、Ａl粉の量とＴi粉
の量とを比例させて添加し、混合、成形後、１５０〜３
００℃の温度で熱処理するカーボンブラシの製造法。
防止し、高速回転においても安定したすり特性を持つ回
転電機用のカーボンブラシの製造法を提供する。 【構成】 主原料の黒鉛粉に対し、アルミニウム（Ａ
l）粉０．２５〜５．０重量％、チタン(Ｔi)粉０．０５
〜１．０重量％及び熱硬化性樹脂を、Ａl粉の量とＴi粉
の量とを比例させて添加し、混合、成形後、１５０〜３
００℃の温度で熱処理するカーボンブラシの製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機、特に小形回
転電機に使用されるカーボンブラシの製造法に関する。
転電機に使用されるカーボンブラシの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転電機の小型化、高速化に伴って、機
械の振動等によりブラシのすり特性が不安定になり、整
流が悪化し易くなっている。この対策として、整流子面
に過剰に生成された皮膜を除去してカーボンブラシの摺
動接触を良好に保持するため、特公昭39−16363号公報
では、ブラシ中に無定形シリカとアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、Ｍn、Ａl、Ｂi、Ｎi等のシリカの結晶化促
進作用を有する金属とを含有させ、７００〜１０００℃
で熱処理している。また、有害な整流子表皮層の生成を
未然に防止して適正な皮膜調整作用をして、高速回転に
おいても安定したすり特性を得るため、特公昭58−5878
7号公報では、ブラシ中に０．５〜５．０重量％のＡl粉
を含有させ、３５０℃以下の温度で熱処理している。一
方、特公昭60−13382号公報では、ブラシ中に０．５〜
５．０重量％のＡl粉及び０．５〜５．０重量％のＳiＣ
粉を含有させ、１５０〜３５０℃の温度で熱処理して、
Ａl粉によって生じ易い高抵抗過剰皮膜をＳiＣ粉の研磨
性で調整し、ＳiＣ粉の研磨性による摩擦係数の上昇を
Ａl粉の皮膜生成作用によって押えて摺動状態を安定に
保っている。
械の振動等によりブラシのすり特性が不安定になり、整
流が悪化し易くなっている。この対策として、整流子面
に過剰に生成された皮膜を除去してカーボンブラシの摺
動接触を良好に保持するため、特公昭39−16363号公報
では、ブラシ中に無定形シリカとアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、Ｍn、Ａl、Ｂi、Ｎi等のシリカの結晶化促
進作用を有する金属とを含有させ、７００〜１０００℃
で熱処理している。また、有害な整流子表皮層の生成を
未然に防止して適正な皮膜調整作用をして、高速回転に
おいても安定したすり特性を得るため、特公昭58−5878
7号公報では、ブラシ中に０．５〜５．０重量％のＡl粉
を含有させ、３５０℃以下の温度で熱処理している。一
方、特公昭60−13382号公報では、ブラシ中に０．５〜
５．０重量％のＡl粉及び０．５〜５．０重量％のＳiＣ
粉を含有させ、１５０〜３５０℃の温度で熱処理して、
Ａl粉によって生じ易い高抵抗過剰皮膜をＳiＣ粉の研磨
性で調整し、ＳiＣ粉の研磨性による摩擦係数の上昇を
Ａl粉の皮膜生成作用によって押えて摺動状態を安定に
保っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
39−16363号公報によるブラシは、整流子面の皮膜を除
去する作用はあるものの、シリカによる研磨作用が強す
ぎて摩擦係数及びその変動が大きくなり易く、回転電機
の効率を低下させる問題がある。また、特公昭58−5878
7号公報及び特公昭60−13382号公報のブラシは、摩擦係
数を低下させる作用を持っているが、今日要求されてい
るブラシの性能から電動機効率及びブラシ寿命について
は充分とは言い難い。即ち、現在の回転数３００００rp
m以上の高速回転で運転される電気掃除機用電動機等で
は電動機効率が低く、ブラシ摩耗が増加し、寿命が短い
という問題がある。
39−16363号公報によるブラシは、整流子面の皮膜を除
去する作用はあるものの、シリカによる研磨作用が強す
ぎて摩擦係数及びその変動が大きくなり易く、回転電機
の効率を低下させる問題がある。また、特公昭58−5878
7号公報及び特公昭60−13382号公報のブラシは、摩擦係
数を低下させる作用を持っているが、今日要求されてい
るブラシの性能から電動機効率及びブラシ寿命について
は充分とは言い難い。即ち、現在の回転数３００００rp
m以上の高速回転で運転される電気掃除機用電動機等で
は電動機効率が低く、ブラシ摩耗が増加し、寿命が短い
という問題がある。
【０００４】本発明は、摩擦係数及びその変動が小さ
く、かつ接触電圧降下も小さい、即ち整流子面の表皮膜
が過剰に生成されることを防止し、高速回転においても
安定したすり特性を有すると共に、寿命の長い回転電機
用のカーボンブラシの製造法を提供するものである。
く、かつ接触電圧降下も小さい、即ち整流子面の表皮膜
が過剰に生成されることを防止し、高速回転においても
安定したすり特性を有すると共に、寿命の長い回転電機
用のカーボンブラシの製造法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、主原料の黒鉛
粉に対し、Ａl粉０．２５〜５．０重量％、Ｔi粉０．０
５〜１．０重量％及び熱硬化性樹脂を、Ａl粉の量とＴi
粉の量とを比例させて添加し、混合、成形後、１５０〜
３００℃の温度で熱処理するカーボンブラシの製造法に
関する。
粉に対し、Ａl粉０．２５〜５．０重量％、Ｔi粉０．０
５〜１．０重量％及び熱硬化性樹脂を、Ａl粉の量とＴi
粉の量とを比例させて添加し、混合、成形後、１５０〜
３００℃の温度で熱処理するカーボンブラシの製造法に
関する。
【０００６】本発明において、主原料の黒鉛粉は、精製
した灰分の少ない天然黒鉛、石油系コークス、石炭系コ
ークス等を黒鉛化して得られる人造黒鉛、熱分解黒鉛、
キッシュ黒鉛等の粉末であり、粒度は特に制限がない。
灰分は量が多いとブラシを使用したときのすり特性が不
安定となったり、整流子に状痕を発生したりするので
０．５重量％以下が好ましい。結合剤として用いる熱硬
化性樹脂は、特に制限はないがフェノール樹脂又はエポ
キシ樹脂が好ましい。
した灰分の少ない天然黒鉛、石油系コークス、石炭系コ
ークス等を黒鉛化して得られる人造黒鉛、熱分解黒鉛、
キッシュ黒鉛等の粉末であり、粒度は特に制限がない。
灰分は量が多いとブラシを使用したときのすり特性が不
安定となったり、整流子に状痕を発生したりするので
０．５重量％以下が好ましい。結合剤として用いる熱硬
化性樹脂は、特に制限はないがフェノール樹脂又はエポ
キシ樹脂が好ましい。
【０００７】Ａl粉には粒状及び鱗片状のものがあり、
そのいずれでも良いが粒径は２００メッシュ以下が好ま
しい。粒径が大きいとブラシ中に偏在し易くなる。また
Ｔi粉は機械的に粉砕したもの及びアトマイズ法で製造
した球状品があり、そのどちらでも良い。粒径は２５０
メッシュ以下が好ましい。粒径が大きいと研磨性が強く
なって摩擦係数が増大し、すり特性が不安定になる。
そのいずれでも良いが粒径は２００メッシュ以下が好ま
しい。粒径が大きいとブラシ中に偏在し易くなる。また
Ｔi粉は機械的に粉砕したもの及びアトマイズ法で製造
した球状品があり、そのどちらでも良い。粒径は２５０
メッシュ以下が好ましい。粒径が大きいと研磨性が強く
なって摩擦係数が増大し、すり特性が不安定になる。
【０００８】Ａl粉及びＴi粉の添加量は、主原料の黒鉛
粉に対して、それぞれ０．２５〜５．０重量％及び０．
０５〜１．０重量％とされる。Ａl粉及びＴi粉の添加量
がこの上限値を越えると研磨性が強くなり、摩擦係数が
増大してすり特性が不安定になる。添加量が下限値より
も少ないと、皮膜調整作用が不十分となり過剰皮膜が生
成するため、やはり摩擦係数及び接触電圧降下の増大を
もたらす。また、Ａl粉及びＴi粉のどちらかを多く又は
少なく混合するとそれぞれの特徴が強調されて、前記と
同様の障害を生じ易いので、本発明ではＡl粉及びＴi粉
の量を比例させて添加する。即ちＡl粉が少ないときは
Ｔi粉を少なくしてバランス良く添加する。
粉に対して、それぞれ０．２５〜５．０重量％及び０．
０５〜１．０重量％とされる。Ａl粉及びＴi粉の添加量
がこの上限値を越えると研磨性が強くなり、摩擦係数が
増大してすり特性が不安定になる。添加量が下限値より
も少ないと、皮膜調整作用が不十分となり過剰皮膜が生
成するため、やはり摩擦係数及び接触電圧降下の増大を
もたらす。また、Ａl粉及びＴi粉のどちらかを多く又は
少なく混合するとそれぞれの特徴が強調されて、前記と
同様の障害を生じ易いので、本発明ではＡl粉及びＴi粉
の量を比例させて添加する。即ちＡl粉が少ないときは
Ｔi粉を少なくしてバランス良く添加する。
【０００９】黒鉛粉、上記量のＡl粉及びＴi粉、熱硬化
性樹脂は混合して成形粉とされる。樹脂が固形の場合は
適度に粉砕して通常の粉末混合機で混合し、樹脂が液状
の場合は適度の溶剤を加えて公知のニーダー等で混練後
溶剤を除去して粉砕し、成形粉とされる。成形粉は公知
の方法で成形し、１５０〜３００℃の温度で熱処理して
ブラシ材とされ、これを所定の仕様に加工及び組立をし
てブラシとされる。
性樹脂は混合して成形粉とされる。樹脂が固形の場合は
適度に粉砕して通常の粉末混合機で混合し、樹脂が液状
の場合は適度の溶剤を加えて公知のニーダー等で混練後
溶剤を除去して粉砕し、成形粉とされる。成形粉は公知
の方法で成形し、１５０〜３００℃の温度で熱処理して
ブラシ材とされ、これを所定の仕様に加工及び組立をし
てブラシとされる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。２００メッ
シュ以下に粉砕した灰分０．１重量％のピッチコークス
系人造黒鉛粉の主原料１００重量部に、２００メッシュ
以下の粒状Ａl粉及び２５０メッシュ以下の球状Ｔi粉を
表１に示す組合せで添加し、更に結合剤としてビスフェ
ノール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、
エピコート１００２）の粉末及び樹脂の硬化剤として無
水マレイン酸を加え、ワーナー型捏合機に入れて混合し
た後、１ｔ／cm2の圧力で成形した。次いで２５０℃の
温度で熱処理して、１１種のブラシ材を得、これの加工
・組立を行ってブラシを得た。
シュ以下に粉砕した灰分０．１重量％のピッチコークス
系人造黒鉛粉の主原料１００重量部に、２００メッシュ
以下の粒状Ａl粉及び２５０メッシュ以下の球状Ｔi粉を
表１に示す組合せで添加し、更に結合剤としてビスフェ
ノール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、
エピコート１００２）の粉末及び樹脂の硬化剤として無
水マレイン酸を加え、ワーナー型捏合機に入れて混合し
た後、１ｔ／cm2の圧力で成形した。次いで２５０℃の
温度で熱処理して、１１種のブラシ材を得、これの加工
・組立を行ってブラシを得た。
【００１１】
【表１】
【００１２】実施例で得た１１種のブラシについて摩擦
係数及び接触電圧降下を測定した。この結果を図１にま
とめて示した。なお、測定中の摺動状態は安定してい
た。
係数及び接触電圧降下を測定した。この結果を図１にま
とめて示した。なお、測定中の摺動状態は安定してい
た。
【００１３】図１から明らかなように、本発明の範囲内
にあるＡl粉が０．２５〜５．０重量部、Ｔi粉が０．０
５〜１．０重量部の間の実施例のブラシは、長時間運転
時の摩擦係数０．１６〜０．１８、接触電圧降下が０．
６〜１．０Ｖである。これに対し、比較例のＡl粉及び
Ｔi粉を全く添加しないもの並びに添加量が上限値を越
えるものは、摩擦係数が０．２１以上、接触電圧降下が
１．６Ｖ以上であり、上記Ａl粉及びＴi粉を適量添加し
たブラシは、全く添加しないブラシに比較して摩擦係数
で約２０％、接触電圧降下で約６０％改善された。これ
によって電気損や摩擦損（機械損）が低減でき、また摺
動状態が安定しているため、整流性能も良好に保持でき
る。この結果から、ブラシのすり特性安定領域は図２の
斜線範囲内であることが確認された。
にあるＡl粉が０．２５〜５．０重量部、Ｔi粉が０．０
５〜１．０重量部の間の実施例のブラシは、長時間運転
時の摩擦係数０．１６〜０．１８、接触電圧降下が０．
６〜１．０Ｖである。これに対し、比較例のＡl粉及び
Ｔi粉を全く添加しないもの並びに添加量が上限値を越
えるものは、摩擦係数が０．２１以上、接触電圧降下が
１．６Ｖ以上であり、上記Ａl粉及びＴi粉を適量添加し
たブラシは、全く添加しないブラシに比較して摩擦係数
で約２０％、接触電圧降下で約６０％改善された。これ
によって電気損や摩擦損（機械損）が低減でき、また摺
動状態が安定しているため、整流性能も良好に保持でき
る。この結果から、ブラシのすり特性安定領域は図２の
斜線範囲内であることが確認された。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、主原料黒鉛の持つ良好
なすり特性とＡl粉及びＴi粉の適度な皮膜調整作用の相
乗効果によって、回転電機の整流子面における表皮層の
生成が過剰になるのを未然に防止し、ブラシの座乗性を
良好に保ち、摩擦係数及びその変動を小さくして、高速
回転でも良好なブラシを提供できる。
なすり特性とＡl粉及びＴi粉の適度な皮膜調整作用の相
乗効果によって、回転電機の整流子面における表皮層の
生成が過剰になるのを未然に防止し、ブラシの座乗性を
良好に保ち、摩擦係数及びその変動を小さくして、高速
回転でも良好なブラシを提供できる。
【図１】Ａl粉及びＴi粉添加量と摩擦係数及び接触電圧
降下との関係を示すグラフ。
降下との関係を示すグラフ。
【図２】Ａl粉及びＴi粉添加量におけるすり特性安定領
域を示すグラフ。
域を示すグラフ。
Claims (1)
- 【請求項１】 主原料の黒鉛粉に対し、アルミニウム
（Ａl）粉０．２５〜５．０重量％、チタン(Ｔi)粉０．
０５〜１．０重量％及び熱硬化性樹脂を、Ａl粉の量と
Ｔi粉の量とを比例させて添加し、混合、成形後、１５
０〜３００℃の温度で熱処理することを特徴とするカー
ボンブラシの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP612992A JPH05190249A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | カーボンブラシの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP612992A JPH05190249A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | カーボンブラシの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190249A true JPH05190249A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11629893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP612992A Pending JPH05190249A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | カーボンブラシの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190249A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015205735A1 (de) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | Schunk Hoffmann Carbon Technology Ag | Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von elektrischen Kontaktkörpern für eine Kraftstoffpumpe sowie Kontaktkörper |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP612992A patent/JPH05190249A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015205735A1 (de) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | Schunk Hoffmann Carbon Technology Ag | Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von elektrischen Kontaktkörpern für eine Kraftstoffpumpe sowie Kontaktkörper |
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