JPH069435B2 - 回転電機用カーボンブラシの製造法 - Google Patents
回転電機用カーボンブラシの製造法Info
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- JPH069435B2 JPH069435B2 JP16470787A JP16470787A JPH069435B2 JP H069435 B2 JPH069435 B2 JP H069435B2 JP 16470787 A JP16470787 A JP 16470787A JP 16470787 A JP16470787 A JP 16470787A JP H069435 B2 JPH069435 B2 JP H069435B2
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- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機用，特に小型の回転電機用カーボンブ
ラシの製造法に関する。
ラシの製造法に関する。
（従来の技術） カーボンブラシの摺動接触を良好に維持するため，整流
子面に過剰に生成される表皮膜を除去するものとして，
特公昭３９−１６３６３号公報に示されるように，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，マンガン，アルミニウム，ビスマス，ニツケル等の
ようなシリカ結晶化促進作用を有する金属とを含有さ
せ，７００〜１０００℃の温度で熱処理してブラシを製
造する方法がある。また，有害な整流子表皮膜の生成を
未然に防止し，高速回転下においても安定したすり特性
を得るものとして特公昭５８−５８７８７号公報に示さ
れるように黒鉛粉に０．５〜５重量％のアルミニウム粉
を加え，３５０℃以下の温度で熱処理したブラシがあ
る。これは少量のアルミニウム粉による皮膜調整作用に
より整流子面の表皮膜の生成が過剰になることを抑え，
ブラシの座乗性を良好にするものである。また，同様の
目的で特公昭６０−１３３８２号公報に示されているよ
うに黒鉛粉にアルミニウム粉及び炭化珪素粉を加え，１
５０℃以上３５０℃以下の温度で加熱処理したブラシ，
さらに特開昭５８−１４８６４２号公報に示されるよう
に，黒鉛粉にアルミニウム粉またはアルミニウム粉とリ
ン含有化合物，アルミニウム粉とホウ酸エステル金属塩
類を加え，500〜６５０℃の範囲の温度で加熱処理した
ブラシが提案されている。
子面に過剰に生成される表皮膜を除去するものとして，
特公昭３９−１６３６３号公報に示されるように，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，マンガン，アルミニウム，ビスマス，ニツケル等の
ようなシリカ結晶化促進作用を有する金属とを含有さ
せ，７００〜１０００℃の温度で熱処理してブラシを製
造する方法がある。また，有害な整流子表皮膜の生成を
未然に防止し，高速回転下においても安定したすり特性
を得るものとして特公昭５８−５８７８７号公報に示さ
れるように黒鉛粉に０．５〜５重量％のアルミニウム粉
を加え，３５０℃以下の温度で熱処理したブラシがあ
る。これは少量のアルミニウム粉による皮膜調整作用に
より整流子面の表皮膜の生成が過剰になることを抑え，
ブラシの座乗性を良好にするものである。また，同様の
目的で特公昭６０−１３３８２号公報に示されているよ
うに黒鉛粉にアルミニウム粉及び炭化珪素粉を加え，１
５０℃以上３５０℃以下の温度で加熱処理したブラシ，
さらに特開昭５８−１４８６４２号公報に示されるよう
に，黒鉛粉にアルミニウム粉またはアルミニウム粉とリ
ン含有化合物，アルミニウム粉とホウ酸エステル金属塩
類を加え，500〜６５０℃の範囲の温度で加熱処理した
ブラシが提案されている。
（発明が解決しようとする問題点） 特公昭３９−１６３６３号公報に示されるブラシは，整
流子面の表皮膜を除去する効果はあるものの研磨効果作
用を強めることになり摩擦係数及びその変動が大きくな
るため回転電機の効率が低下するという問題がある。ま
た特公昭５８−５８７８７号公報，特公昭６０−１３３
８２号公報及び特開昭５８−１４８６４２号公報に示さ
れるブラシは摩擦係数の低減に関して効果はあるもの
の，電機掃除機，電機工具等の小形電動機のパワーアッ
プされた回転電機に対しては，電流容量が大きくなつた
ことによつて整流子面に生成される表皮膜が過剰とな
り，摩擦係数及び接触電圧降下の変動が大きく，これに
よつてブラシ寿命の低下及び整流子の摩耗増加を招き易
く，ブラシ寿命及び整流子摩耗の点で充分とは言い難
い。
流子面の表皮膜を除去する効果はあるものの研磨効果作
用を強めることになり摩擦係数及びその変動が大きくな
るため回転電機の効率が低下するという問題がある。ま
た特公昭５８−５８７８７号公報，特公昭６０−１３３
８２号公報及び特開昭５８−１４８６４２号公報に示さ
れるブラシは摩擦係数の低減に関して効果はあるもの
の，電機掃除機，電機工具等の小形電動機のパワーアッ
プされた回転電機に対しては，電流容量が大きくなつた
ことによつて整流子面に生成される表皮膜が過剰とな
り，摩擦係数及び接触電圧降下の変動が大きく，これに
よつてブラシ寿命の低下及び整流子の摩耗増加を招き易
く，ブラシ寿命及び整流子摩耗の点で充分とは言い難
い。
本発明は，従来のブラシに比較して摩擦係数が低くかつ
その変動が少なく，さらに接触電圧降下が小さく即ち整
流子面の表皮膜を過剰に生成することを未然に防止し，
高速回転においても安定した摺動特性を有し，長寿命で
整流子摩耗量の少ない時代の要求に応じた回転電機用カ
ーボンブラシの製造法を提供するものである。
その変動が少なく，さらに接触電圧降下が小さく即ち整
流子面の表皮膜を過剰に生成することを未然に防止し，
高速回転においても安定した摺動特性を有し，長寿命で
整流子摩耗量の少ない時代の要求に応じた回転電機用カ
ーボンブラシの製造法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は，黒鉛粉を主成分とし，熱硬化性樹脂を結合材
とするカーボンブラシの製造法において，黒鉛粉と該黒
鉛粉に対して０．２〜３．０重量％のアルミニウム粉及
び２〜１０重量％の銅粉と熱硬化性樹脂とを混合した原
料を加圧成形し，次いで５００〜７５０℃の温度で加熱
焼成する回転電機用カーボンブラシの製造法に関する。
とするカーボンブラシの製造法において，黒鉛粉と該黒
鉛粉に対して０．２〜３．０重量％のアルミニウム粉及
び２〜１０重量％の銅粉と熱硬化性樹脂とを混合した原
料を加圧成形し，次いで５００〜７５０℃の温度で加熱
焼成する回転電機用カーボンブラシの製造法に関する。
本発明に用いられる主原料の黒鉛粉は精製して灰分の少
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，キツシユ黒鉛
などの粉末であり，粒度は特に制限はないが１５０メツ
シユ以下が好ましい。また結合材として用いる熱硬化性
樹脂としてはノボラツク型フエノール樹脂，レゾール型
フエノール樹脂，ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂等が
好ましい。
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，キツシユ黒鉛
などの粉末であり，粒度は特に制限はないが１５０メツ
シユ以下が好ましい。また結合材として用いる熱硬化性
樹脂としてはノボラツク型フエノール樹脂，レゾール型
フエノール樹脂，ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂等が
好ましい。
本発明では前述の原料と共にアルミニウム粉及び銅粉が
用いられる。アルミニウム粉は粒状品，鱗片状品いずれ
でも良い。また，銅粉の種類には制限はないが，整流子
面に過剰皮膜が生成されるのを未然に防止すると共に適
正な皮膜調整作用を強めるために樹枝状の電解銅粉が好
ましい。
用いられる。アルミニウム粉は粒状品，鱗片状品いずれ
でも良い。また，銅粉の種類には制限はないが，整流子
面に過剰皮膜が生成されるのを未然に防止すると共に適
正な皮膜調整作用を強めるために樹枝状の電解銅粉が好
ましい。
アルミニウム粉の添加量は主原料である黒鉛粉に対して
０．２〜３．０重量％であり，好ましくは０．５〜２．
０重量％である。また銅粉の添加量は同様に該黒鉛粉に
対して２〜１０重量％であり，好ましくは４〜８重量％
である。アルミニウム粉が０．２〜３．０重量％及び銅
粉が２〜１０重量％の範囲からはずれると摩擦係数及び
接触電圧降下が増大する。なお、摩擦係数が０．１４〜
０．１７及び接触電圧降下が０．７５〜１Ｖの範囲であ
れば、整流子面に表皮膜が過剰に生成するのを防止し、
これによってブラシの摺動が良好となり、電気損及び機
械損が低く、機械的な摩耗が少なくなり、長寿命で整流
子の摩耗が少なくなる。アルミニウム粉及び銅粉の粒度
は２００メツシユ以下が好ましい、粒径が大きいとカー
ボンブラシ中に偏在し易くなるからである。成形圧力は
６００〜２０００kg／cm2が好ましい。圧力が小さいと
機械的強度が低くなり易く，大きいと摺動性能が悪くな
り易い。
０．２〜３．０重量％であり，好ましくは０．５〜２．
０重量％である。また銅粉の添加量は同様に該黒鉛粉に
対して２〜１０重量％であり，好ましくは４〜８重量％
である。アルミニウム粉が０．２〜３．０重量％及び銅
粉が２〜１０重量％の範囲からはずれると摩擦係数及び
接触電圧降下が増大する。なお、摩擦係数が０．１４〜
０．１７及び接触電圧降下が０．７５〜１Ｖの範囲であ
れば、整流子面に表皮膜が過剰に生成するのを防止し、
これによってブラシの摺動が良好となり、電気損及び機
械損が低く、機械的な摩耗が少なくなり、長寿命で整流
子の摩耗が少なくなる。アルミニウム粉及び銅粉の粒度
は２００メツシユ以下が好ましい、粒径が大きいとカー
ボンブラシ中に偏在し易くなるからである。成形圧力は
６００〜２０００kg／cm2が好ましい。圧力が小さいと
機械的強度が低くなり易く，大きいと摺動性能が悪くな
り易い。
焼成は酸素遮断雰囲気中例えば窒素や水素の雰囲気中で
行われる。焼成温度は５００〜７５０℃とされる。焼成
温度が５００℃未満であると樹脂の炭化が不充分で電気
抵抗が充分に安定せず，また７５０℃を越えるとエネル
ギーの損失が増大するという欠点が生じる。
行われる。焼成温度は５００〜７５０℃とされる。焼成
温度が５００℃未満であると樹脂の炭化が不充分で電気
抵抗が充分に安定せず，また７５０℃を越えるとエネル
ギーの損失が増大するという欠点が生じる。
（実施例） 次に本発明の実施例を説明する。
実施例１ ２５０メツシユ以下に粉砕されたピツチコークス系人造
黒鉛粉８０重量部を主原料とし，結合材としてフエノー
ル樹脂ＨＰ−２０８ＮＫ（日立化成工業株式会社，ノボ
ラツク型フエノール樹脂の商品名）の粉末２０重量部と
前記黒鉛粉に対し１重量％の２００メツシユ以下の粒状
アルミニウム粉を加え，さらに前記黒鉛粉に対して２０
０メツシユ以下の電解銅粉を重量で０％，１％，２％，
３％，５％，７％，１０％，１２％又は１５％加えて混
合し即ち粒状アルミニウム粉を１重量％と一定にして電
解銅粉の量を変化して混合し、１４００kg／cm2で加圧
成形した後，６５０℃の温度で焼成してカーボンブラシ
を得た。その各々のブラシの摩擦係数の値及び接触電圧
降下の値を第１図に示す。
黒鉛粉８０重量部を主原料とし，結合材としてフエノー
ル樹脂ＨＰ−２０８ＮＫ（日立化成工業株式会社，ノボ
ラツク型フエノール樹脂の商品名）の粉末２０重量部と
前記黒鉛粉に対し１重量％の２００メツシユ以下の粒状
アルミニウム粉を加え，さらに前記黒鉛粉に対して２０
０メツシユ以下の電解銅粉を重量で０％，１％，２％，
３％，５％，７％，１０％，１２％又は１５％加えて混
合し即ち粒状アルミニウム粉を１重量％と一定にして電
解銅粉の量を変化して混合し、１４００kg／cm2で加圧
成形した後，６５０℃の温度で焼成してカーボンブラシ
を得た。その各々のブラシの摩擦係数の値及び接触電圧
降下の値を第１図に示す。
なお，本発明に用いる粒状アルミニウム粉及び電解銅粉
の粒度分布を第１表に示す。
の粒度分布を第１表に示す。
実施例２ 実施例１と同様の主原料及び結合材を用い，黒鉛粉に対
し５重量％の２００メツシユ以下の電解銅粉を加え，さ
らに黒鉛粉に対して２００メツシユ以下の粒状アルミニ
ウム粉を重量で０％，０．２％，０．５％，１％，２
％，３％，４％又は６％加えて混合し即ち電解銅粉を５
重量％と一定にして粒状アルミニウム粉の量を変化して
混合し実施例１と同様に成形，焼成してカーボンブラシ
を得た。その各々のブラシの摩擦係数の値及び接触電圧
降下の値を第２図に示す。
し５重量％の２００メツシユ以下の電解銅粉を加え，さ
らに黒鉛粉に対して２００メツシユ以下の粒状アルミニ
ウム粉を重量で０％，０．２％，０．５％，１％，２
％，３％，４％又は６％加えて混合し即ち電解銅粉を５
重量％と一定にして粒状アルミニウム粉の量を変化して
混合し実施例１と同様に成形，焼成してカーボンブラシ
を得た。その各々のブラシの摩擦係数の値及び接触電圧
降下の値を第２図に示す。
実施例１で得られた銅粉添加量の異なるカーボンブラシ
について，１００Ｖ，１kWのクリーナ用電動機を用いて
ブラシ寿命及び整流子摩耗の実機テストを行つた。その
結果を第２表に示す。表中整流子摩耗量は１００時間当
りの整流子直径の変化を示す。
について，１００Ｖ，１kWのクリーナ用電動機を用いて
ブラシ寿命及び整流子摩耗の実機テストを行つた。その
結果を第２表に示す。表中整流子摩耗量は１００時間当
りの整流子直径の変化を示す。
第１図から明らかなように銅粉添加量５重量％のカーボ
ンブラシが，摩擦係数が０．１４及び接触電圧降下が
０．７５Ｖと最も低く，銅粉添加量が２〜１０重量％で
は摩擦係数が０．１４〜０．１６，接触電圧降下が０．
７５〜１Ｖと低い値を示すのに対し，２重量％未満及び
１０重量％を越えると摩擦係数及び接触電圧降下が上記
の値より高くなり，高速回転において安定した摺動特性
が得られず，ブラシ寿命が低下することになる。
ンブラシが，摩擦係数が０．１４及び接触電圧降下が
０．７５Ｖと最も低く，銅粉添加量が２〜１０重量％で
は摩擦係数が０．１４〜０．１６，接触電圧降下が０．
７５〜１Ｖと低い値を示すのに対し，２重量％未満及び
１０重量％を越えると摩擦係数及び接触電圧降下が上記
の値より高くなり，高速回転において安定した摺動特性
が得られず，ブラシ寿命が低下することになる。
また第２図から明らかなように，アルミニウムの添加量
が０．２〜３重量％では摩擦係数が０．１４〜０．１
７，接触電圧降下が０．７５〜１Ｖと低い値を示すのに
対し，０．２重量％未満及び３重量％を越えると摩擦係
数及び接触電圧降下が上記の値より高くなり，高速回転
において安定した摺動特性が得られず，ブラシ寿命が低
下することになる。
が０．２〜３重量％では摩擦係数が０．１４〜０．１
７，接触電圧降下が０．７５〜１Ｖと低い値を示すのに
対し，０．２重量％未満及び３重量％を越えると摩擦係
数及び接触電圧降下が上記の値より高くなり，高速回転
において安定した摺動特性が得られず，ブラシ寿命が低
下することになる。
さらに，第２表から明らかなように，黒鉛粉に対しアル
ミニウム１重量％と銅粉５重量％を加えたNo.３が最も
ブラシ寿命が長く，整流子摩耗も少ないことが判る。
ミニウム１重量％と銅粉５重量％を加えたNo.３が最も
ブラシ寿命が長く，整流子摩耗も少ないことが判る。
即ち，アルミニウム粉のみ，あるいは銅粉のみを添加し
た場合は摩擦係数及び接触電圧降下は低下しないがアル
ミニウム粉を黒鉛粉に対し０．２〜３重量％及び銅粉を
２〜１０重量％添加することにより整流子面に表皮膜が
過剰に生成することが防止され摩擦係数の値及び接触電
圧降下の値ともに低下し，長寿命で整流子摩耗の少ない
極めて優れたカーボンブラシが得られるのである。
た場合は摩擦係数及び接触電圧降下は低下しないがアル
ミニウム粉を黒鉛粉に対し０．２〜３重量％及び銅粉を
２〜１０重量％添加することにより整流子面に表皮膜が
過剰に生成することが防止され摩擦係数の値及び接触電
圧降下の値ともに低下し，長寿命で整流子摩耗の少ない
極めて優れたカーボンブラシが得られるのである。
なお本発明における実施例１ではアルミニウム粉を１重
量％添加し（一定量とし），銅粉を異なる量で添加した
例，また実施例２では銅粉を５重量％添加し（一定量と
し），アルミニウム粉を異なる量で添加した例でそれぞ
れ示したが，アルミニウム粉及び銅粉の添加量を一定量
とせず，それぞれの添加量を変えた場合においても，実
施例１及び実施例２とほぼ同様の効果が得られる。
量％添加し（一定量とし），銅粉を異なる量で添加した
例，また実施例２では銅粉を５重量％添加し（一定量と
し），アルミニウム粉を異なる量で添加した例でそれぞ
れ示したが，アルミニウム粉及び銅粉の添加量を一定量
とせず，それぞれの添加量を変えた場合においても，実
施例１及び実施例２とほぼ同様の効果が得られる。
（発明の効果） 本発明によれば少量のアルミニウム粉と銅粉による皮膜
調整作用により回転電機の整流子面の表皮膜の生成が過
剰になることを未然に防止，摩擦係数の値及びその変動
を小さくし，接触電圧降下の値も小さくすることができ
る。
調整作用により回転電機の整流子面の表皮膜の生成が過
剰になることを未然に防止，摩擦係数の値及びその変動
を小さくし，接触電圧降下の値も小さくすることができ
る。
従つて，高速回転下でも回転電機は電機損及び機械損が
低くブラシが長寿命で整流子摩耗が少ない極めて良好な
運転が維持される。
低くブラシが長寿命で整流子摩耗が少ない極めて良好な
運転が維持される。
第１図は銅粉添加量と摩擦係数及び接触電圧降下との関
係を示すグラフで，第２図はアルミニウム添加量と摩擦
係数及び接触電圧降下との関係を示すグラフである。
係を示すグラフで，第２図はアルミニウム添加量と摩擦
係数及び接触電圧降下との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】黒鉛粉を主成分とし，熱硬化性樹脂を結合
材とするカーボンブラシの製造法において，黒鉛粉と該
黒鉛粉に対して０．２〜３．０重量％のアルミニウム粉
及び２〜１０重量％の銅粉と熱硬化性樹脂とを混合した
原料を加圧成形し，次いで５００〜７５０℃の温度で加
熱焼成することを特徴とする回転電機用カーボンブラシ
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16470787A JPH069435B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16470787A JPH069435B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS648844A JPS648844A (en) | 1989-01-12 |
| JPH069435B2 true JPH069435B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15798352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16470787A Expired - Lifetime JPH069435B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 回転電機用カーボンブラシの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069435B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010193573A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Kayaba Ind Co Ltd | モータ用ブラシ |
| 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 |
-
1987
- 1987-07-01 JP JP16470787A patent/JPH069435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648844A (en) | 1989-01-12 |
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