JPH077892A - 金属黒鉛電刷子 - Google Patents
金属黒鉛電刷子Info
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- JPH077892A JPH077892A JP14906093A JP14906093A JPH077892A JP H077892 A JPH077892 A JP H077892A JP 14906093 A JP14906093 A JP 14906093A JP 14906093 A JP14906093 A JP 14906093A JP H077892 A JPH077892 A JP H077892A
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
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Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高電流、高温下における潤滑性に優れ、かつ高
速回転下での耐久性を向上させるための整流子面での皮
膜生成の調整作用に優れ、回転電機の出力特性維持と長
寿命化を図ることができる金属黒鉛電刷子を提供する。 【構成】平均粒径２〜６０μｍの炭化硼素０．０２〜
０．５重量％を含有する金属黒鉛電刷子用混合粉を成
形、焼成してなる金属黒鉛電刷子。
速回転下での耐久性を向上させるための整流子面での皮
膜生成の調整作用に優れ、回転電機の出力特性維持と長
寿命化を図ることができる金属黒鉛電刷子を提供する。 【構成】平均粒径２〜６０μｍの炭化硼素０．０２〜
０．５重量％を含有する金属黒鉛電刷子用混合粉を成
形、焼成してなる金属黒鉛電刷子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属黒鉛電刷子に関し、
さらに詳しくは回転電機用、特に小型回転電機用金属黒
鉛電刷子に関する。
さらに詳しくは回転電機用、特に小型回転電機用金属黒
鉛電刷子に関する。
【０００２】
【従来の技術】低電圧、大電流を必要とする電動機等の
回転電機には、黒鉛、鉛、潤滑剤などの混合粉を成形
し、焼成して得られる金属黒鉛電刷子が用いられてい
る。従来より回転電機は小型軽量化が図られているが、
近年、高速回転、大電流化が進み、電刷子の摺動による
振動火花が多く発生し、整流子面に黒化および凹凸が生
じ、電気損失が増大するとともに、電刷子の摩耗が増大
するという問題が発生している。電刷子の摩耗低減法と
しては、ＭｏＳ2 やＷＳ2 を添加する方法（特開昭５８
−１２１５８２号公報）、ＣｕＳを添加する方法（特公
昭５８−１８９７８号公報）、燐化合物、ＭｏＳ2 、Ｗ
Ｓ2 等を添加する方法（特公昭５８−１８９７８号公
報）などが提案されている。
回転電機には、黒鉛、鉛、潤滑剤などの混合粉を成形
し、焼成して得られる金属黒鉛電刷子が用いられてい
る。従来より回転電機は小型軽量化が図られているが、
近年、高速回転、大電流化が進み、電刷子の摺動による
振動火花が多く発生し、整流子面に黒化および凹凸が生
じ、電気損失が増大するとともに、電刷子の摩耗が増大
するという問題が発生している。電刷子の摩耗低減法と
しては、ＭｏＳ2 やＷＳ2 を添加する方法（特開昭５８
−１２１５８２号公報）、ＣｕＳを添加する方法（特公
昭５８−１８９７８号公報）、燐化合物、ＭｏＳ2 、Ｗ
Ｓ2 等を添加する方法（特公昭５８−１８９７８号公
報）などが提案されている。
【０００３】しかしながら、上記の方法は金属黒鉛電刷
子の摩耗に対する潤滑助剤としては有効であるが、最近
の回転電機が指向する出力維持および長寿命化の向上を
図ることは困難である。すなわち、ＭｏＳ2 やＷＳ2 を
添加した電刷子、または燐化合物、ＭｏＳ2、ＷＳ2等を
添加した電刷子では耐摩耗性は優れるが、高温下で使用
した場合、該電刷子と整流子の間に過剰の皮膜が生成
し、出力が低下するという欠点がある。またＣｕＳを添
加した電刷子では高速回転時および低温条件下での研摩
性に優れるが、電刷子の相手材である整流子面を損傷す
るという欠点がある。
子の摩耗に対する潤滑助剤としては有効であるが、最近
の回転電機が指向する出力維持および長寿命化の向上を
図ることは困難である。すなわち、ＭｏＳ2 やＷＳ2 を
添加した電刷子、または燐化合物、ＭｏＳ2、ＷＳ2等を
添加した電刷子では耐摩耗性は優れるが、高温下で使用
した場合、該電刷子と整流子の間に過剰の皮膜が生成
し、出力が低下するという欠点がある。またＣｕＳを添
加した電刷子では高速回転時および低温条件下での研摩
性に優れるが、電刷子の相手材である整流子面を損傷す
るという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、高電流、高温下における潤滑性に
優れ、かつ高速回転下での耐久性を向上させるための整
流子面での皮膜生成の調整作用に優れ、回転電機の出力
特性維持と長寿命化を図ることができる金属黒鉛電刷子
を提供するものである。
術の問題点を解決し、高電流、高温下における潤滑性に
優れ、かつ高速回転下での耐久性を向上させるための整
流子面での皮膜生成の調整作用に優れ、回転電機の出力
特性維持と長寿命化を図ることができる金属黒鉛電刷子
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、平均粒径２〜
６０μｍの炭化硼素０．０２〜０．５重量％を含有する
金属黒鉛電刷子用混合粉を成形、焼成してなる金属黒鉛
電刷子に関する。本発明において、混合粉中に含有され
る炭化硼素の含有量およびその平均粒径を特定すること
により、電刷子と整流子の間に生成される過剰皮膜の生
成と整流火花による整流子面の黒化を適度に是正し、出
力に影響する接触電圧の安定を図り摺動接触を良好にす
ることができる。
６０μｍの炭化硼素０．０２〜０．５重量％を含有する
金属黒鉛電刷子用混合粉を成形、焼成してなる金属黒鉛
電刷子に関する。本発明において、混合粉中に含有され
る炭化硼素の含有量およびその平均粒径を特定すること
により、電刷子と整流子の間に生成される過剰皮膜の生
成と整流火花による整流子面の黒化を適度に是正し、出
力に影響する接触電圧の安定を図り摺動接触を良好にす
ることができる。
【０００６】本発明に用いられる炭化硼素は、その平均
粒径が２〜６０μｍ、好ましくは２〜４０μｍの範囲に
あり、かつ、混合粉に含有される炭化硼素の含有量は
０．０２〜０．５重量％、好ましくは０．０２〜０．４
重量％の範囲である。炭化硼素の含有量が０．０２重量
％未満で、かつ平均粒径が２μｍ未満では、皮膜調整作
用が少なく、接触電圧降下が増大する。また含有量が
０．５重量％を超え、かつ平均粒子径が６０μｍを超え
ると研摩性が過大となり整流子が損傷する。
粒径が２〜６０μｍ、好ましくは２〜４０μｍの範囲に
あり、かつ、混合粉に含有される炭化硼素の含有量は
０．０２〜０．５重量％、好ましくは０．０２〜０．４
重量％の範囲である。炭化硼素の含有量が０．０２重量
％未満で、かつ平均粒径が２μｍ未満では、皮膜調整作
用が少なく、接触電圧降下が増大する。また含有量が
０．５重量％を超え、かつ平均粒子径が６０μｍを超え
ると研摩性が過大となり整流子が損傷する。
【０００７】本発明に用いられる金属黒鉛電刷子用混合
粉には上記炭化硼素の他、通常、銅粉、黒鉛粉、鉛粉等
が含まれるが、その組成および含有量には特に制限はな
い。金属黒鉛電刷子の主原料となる銅粉としては、機械
摩耗の低減を図り、出力および機械的強度の向上を図る
点から、粒径７５μｍ以下の電解銅粉を使用するのが好
ましい。また黒鉛としては、結晶がよく発達した潤滑性
のよい天然産の鱗片状黒鉛を使用するのが好ましい。鱗
片状黒鉛は３０〜１５０μｍ程度の粒子でもよいが、電
動回転機等の高出力が要求される機械には、出力特性お
よび耐摩耗性の点から、樹脂等の結合剤で造粒した１０
０〜３００μｍ程度の粒子を用いるのが好ましい。
粉には上記炭化硼素の他、通常、銅粉、黒鉛粉、鉛粉等
が含まれるが、その組成および含有量には特に制限はな
い。金属黒鉛電刷子の主原料となる銅粉としては、機械
摩耗の低減を図り、出力および機械的強度の向上を図る
点から、粒径７５μｍ以下の電解銅粉を使用するのが好
ましい。また黒鉛としては、結晶がよく発達した潤滑性
のよい天然産の鱗片状黒鉛を使用するのが好ましい。鱗
片状黒鉛は３０〜１５０μｍ程度の粒子でもよいが、電
動回転機等の高出力が要求される機械には、出力特性お
よび耐摩耗性の点から、樹脂等の結合剤で造粒した１０
０〜３００μｍ程度の粒子を用いるのが好ましい。
【０００８】混合粉の成形および焼成は、通常の条件が
適用され、特に制限はない。例えば、混合粉を混合機で
約１時間混合し、十分に混合されていることを確認した
後、成形プレスにより３トン/cm2で加圧して成形し、そ
の後、不活性雰囲気中で熱処理することにより行うこと
ができる。このようにして得られた金属黒鉛電刷子の素
材は、最終形状に機械加工されて金属黒鉛電刷子とされ
る。
適用され、特に制限はない。例えば、混合粉を混合機で
約１時間混合し、十分に混合されていることを確認した
後、成形プレスにより３トン/cm2で加圧して成形し、そ
の後、不活性雰囲気中で熱処理することにより行うこと
ができる。このようにして得られた金属黒鉛電刷子の素
材は、最終形状に機械加工されて金属黒鉛電刷子とされ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。 実施例１ 平均粒径が４０μｍの炭化硼素０．４重量％、銅粉４０
重量％、天然黒鉛およびレゾール型フェノール樹脂を黒
鉛９０：樹脂１０（重量％）の比で配合して６０℃で加
熱混合し、顆粒状とした３００μｍ以下の造粒黒鉛５
９．６重量％とを原料成分とした。これらの成分を１時
間混合し、その後、銅より線のピグテールつき成形プレ
スで３．０トン/cm2の圧力で成形し、窒素ガス雰囲気中
で６時間で７５０℃まで昇温して熱処理した。得られた
電刷子素材に機械加工を施して小型電動機用金属黒鉛電
刷子を得た。
る。 実施例１ 平均粒径が４０μｍの炭化硼素０．４重量％、銅粉４０
重量％、天然黒鉛およびレゾール型フェノール樹脂を黒
鉛９０：樹脂１０（重量％）の比で配合して６０℃で加
熱混合し、顆粒状とした３００μｍ以下の造粒黒鉛５
９．６重量％とを原料成分とした。これらの成分を１時
間混合し、その後、銅より線のピグテールつき成形プレ
スで３．０トン/cm2の圧力で成形し、窒素ガス雰囲気中
で６時間で７５０℃まで昇温して熱処理した。得られた
電刷子素材に機械加工を施して小型電動機用金属黒鉛電
刷子を得た。
【００１０】実施例２〜５および比較例１〜４ 実施例１において、炭化硼素の平均粒径および含有量を
表１のようにした以外は実施例１と同様にして小型電動
機用金属黒鉛電刷子を得た。
表１のようにした以外は実施例１と同様にして小型電動
機用金属黒鉛電刷子を得た。
【００１１】〔試験例〕実施例１〜５および比較例１〜
４で得た金属黒鉛電刷子に電流を通電し、試験を行っ
た。試験条件は直径３０mmＣｕスリップリングを用い、
通電電流１５A/cm2、回転数１０，０００min-1（rp
m）、バネ圧力１kg／cm2で２００時間摺動したときの電
刷子摩耗量、接触電圧降下およびリング粗さを求めた。
その結果を表１に示した。
４で得た金属黒鉛電刷子に電流を通電し、試験を行っ
た。試験条件は直径３０mmＣｕスリップリングを用い、
通電電流１５A/cm2、回転数１０，０００min-1（rp
m）、バネ圧力１kg／cm2で２００時間摺動したときの電
刷子摩耗量、接触電圧降下およびリング粗さを求めた。
その結果を表１に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１から、炭化硼素を添加しない従来の電
刷子素材を使用した比較例４と比較し、実施例１〜５で
は電刷子摩耗量、接触電圧降下およびリング粗さが大幅
に改善されることが示される。一方、炭化硼素を加えた
比較例１、３では、電刷子摩耗量が大幅に改善され、接
触電圧降下も改善されているが、比較例１では炭化硼素
の含有量が０．６重量％であり、また比較例３では炭化
硼素の平均粒径７０μｍであるため、リング面の粗さが
増大する。また比較例２では炭化硼素の平均粒径１μｍ
であるため、電刷子摩耗量等の改善効果が見られない。
刷子素材を使用した比較例４と比較し、実施例１〜５で
は電刷子摩耗量、接触電圧降下およびリング粗さが大幅
に改善されることが示される。一方、炭化硼素を加えた
比較例１、３では、電刷子摩耗量が大幅に改善され、接
触電圧降下も改善されているが、比較例１では炭化硼素
の含有量が０．６重量％であり、また比較例３では炭化
硼素の平均粒径７０μｍであるため、リング面の粗さが
増大する。また比較例２では炭化硼素の平均粒径１μｍ
であるため、電刷子摩耗量等の改善効果が見られない。
【００１４】
【発明の効果】本発明の金属黒鉛電刷子は、高電流、高
温下における潤滑性に優れ、かつ高速回転下での耐久性
を向上させるための整流子面での皮膜生成の調整作用に
優れ、回転電機の出力特性維持と長寿命化を図ることが
できる。
温下における潤滑性に優れ、かつ高速回転下での耐久性
を向上させるための整流子面での皮膜生成の調整作用に
優れ、回転電機の出力特性維持と長寿命化を図ることが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 平均粒径２〜６０μｍの炭化硼素０．０
２〜０．５重量％を含有する金属黒鉛電刷子用混合粉を
成形、焼成してなる金属黒鉛電刷子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14906093A JPH077892A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 金属黒鉛電刷子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14906093A JPH077892A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 金属黒鉛電刷子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077892A true JPH077892A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15466799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14906093A Pending JPH077892A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 金属黒鉛電刷子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077892A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020171091A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社デンソー | 直流モータ |
| WO2021260771A1 (ja) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 金属黒鉛質材料及び電刷子 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP14906093A patent/JPH077892A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020171091A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社デンソー | 直流モータ |
| CN111799958A (zh) * | 2019-04-01 | 2020-10-20 | 株式会社电装 | 直流电动机 |
| WO2021260771A1 (ja) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 金属黒鉛質材料及び電刷子 |
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