JPH077893A

JPH077893A - ブラシ製造方法

Info

Publication number: JPH077893A
Application number: JP6122739A
Authority: JP
Inventors: Eric Kammerer; エリツク・カメル; Christine Lietard; クリステインヌ・リエタール; Jean-Bernard Deboves; ジヤン−ベルナール・ドウボーブ
Original assignee: Carbone Lorraine SA
Current assignee: Mersen SA
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-01-10
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: EP0627795B1; FR2706089A1; DE69401533D1; CN1104807A; CN1034842C; DE69401533T2; JP3390759B2; EP0627795A1; US5441683A; FR2706089B1; TR28536A; BR9402172A

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸留固着剤を使用することにより廉価な電気
モータ用ブラシを提供する。【構成】摩耗ブロック（２０）及び接続編組（４）を
有する電気モータ用ブラシ（１０）の製造方法は、固着
剤で包まれた１つの導電性粉末を含む粉末混合物を調製
する工程ａ）と、前記編組を組み込んだ成形型中で混合
物を成形して荒仕上げのブラシを形成する工程ｂ）と、
荒仕上げの前記ブラシを焼成する工程ｃ）とを含み、最
終寸法のブラシを直接得るために、工程ａ）において、
蒸留固着剤Ｌと、平均厚さが２５μｍ未満で、平均形状
係数Ｆ１（長径と短径の比）が５より大きい固体粒子の
形の少なくとも１種の黒鉛粉末Ｐ１とを含む少なくとも
１種の混合物Ｍ１が調製される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの可動部品（コ
レクタ）と固定部品との間の電気的接触を行うブラシの
分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシは通常、２つの部品、すなわち、
モータのコレクタに当たる導電性摩耗ブロックと、金属
製接続編組（すなわち、ケーブル）とを有する。

【０００３】一般的に、ブラシの製造は、次の工程を含
む。

【０００４】ａ）少なくとも１つの導電性粉末（導
体）、典型的には炭素質または金属あるいはその両方の
固体粒子を含む粉末の混合物を調製する。この粉末を、
常温で固体である固着剤と混合し、あるいは固着剤、通
常はタール、ピッチまたは合成樹脂で包む。

【０００５】ｂ）適当な形状の成形型で前記粉末混合物
の成形及び圧縮を行うことによって荒仕上げのブラシを
成形する。

【０００６】ｃ）荒仕上げのブラシを焼成する。

【０００７】ｄ）機械加工によって最終的な大きさにト
リミングする。

【０００８】一般に銅の、導電性編組（またはケーブ
ル）の固定は、様々な方法で行うことができる。

【０００９】−成形工程ｂ）において、圧縮前に編組を
成形型に導入し、圧縮作用を利用して粉末混合物中に編
組を固定する。

【００１０】−あるいは、工程ｄ）において、金属層を
有する摩耗ブロックに機械加工によって穴を形成する
か、または摩耗ブロックに編組をろう付けするか、また
は最後に編組と摩耗ブロックをリベットで固定するかい
ずれかの方法でブロックを固定する。

【００１１】また、摩耗ブロックが多層ブロックであ
る、すなわち、摩耗ブロックが異なる性質の材料から形
成され、互いに固定された複数の層を有するブラシが知
られており、フランス特許第２００９１９６号は、多層
ブラシの典型的な例を開示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来技術のブラシの１
つの問題は、その製造コストが比較的高いことである。

【００１３】特に、機械加工工程ｄ）において、少なく
とも２つの点で費用がかかる。すなわち、一方では、そ
れ自体が、かなりの労働力と工業手段（機械、建物等）
を必要とし、低いレベルの投資コスト及び運転コストに
対応しない段階であり、他方は、機械加工による削りく
ずが生じ、そのためにブラシの材料コストを増大すると
共に、中身の不合格品の発生源ともなり、その処理に余
分なコストがかかる。

【００１４】さらに接続ブラシは、工程ｂ）で編組を成
形型に導入するよりも摩耗ブロックを機械加工またはろ
う付けする方が高価につくことが知られている。

【００１５】最後に、固着剤に関して言えば、合成固着
剤、例えば、フェノール樹脂は、石炭または石油ピッチ
・タイプ、タール（ピッチと油の混合物）の固着剤より
も大きな困難が生じる。これらはすべて、石炭または石
油の分溜による生成物である。

【００１６】全体的に、実施したコスト分析操作の結
果、本発明者等は、成形型に編組を組み入れ、廉価な固
着剤、特に（合成固着剤ではなく）蒸留固着剤を使用す
ることによって、ブラシを最終的な寸法で直接製造する
（従って、機械加工の必要がない）手段を追求した。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、摩耗ブ
ロック及び接続編組を有する電気モータ用ブラシの製造
方法は、固着剤で包まれた少なくとも１種の導電性粉末
を含む少なくとも１種の粉末混合物を調製する工程ａ）
と、前記編組を組み込んで成形型で前記混合物を圧縮し
て荒仕上げのブラシを形成する工程ｂ）と、前記荒仕上
げのブラシを焼成する工程ｃ）とを有し、最終的な寸法
の廉価なブラシを成形によって直接的に得るために、工
程ａ）において、蒸留固着剤Ｌと、平均厚さが２５μｍ
未満で平均形状係数Ｆ１（長径と短径の比）が５より大
きい固体粒子の形の少なくとも１種の黒鉛粉末ＰＩとを
含む少なくとも１種の混合物Ｍ１とを調製する。

【００１８】当業者には、粉末の圧縮は応力を生じるこ
と、また焼成作用において、中間状態で軟化作用が生
じ、そのため最終的にかなりの程度の変形が生じ、焼成
後にブラシの機械加工が必要になることが知られてい
る。

【００１９】このような変形現象を制限するために、焼
成作用の終了時にほぼ最終的な寸法のブラシを製造する
特別の方法がすでに知られている。このような方法の例
としては、蒸留固着剤（ピッチまたはタール）に硫黄を
組み込む方法や、熱硬化性合成固着剤の使用が挙げられ
る。

【００２０】廉価なブラシを製造しようとするならば、
これら２つの方法は無視すべきである。

【００２１】事実、硫黄を使用すると、焼成中に硫黄が
銅製の編組を侵すので（成形操作中）焼成の前に銅製の
編組を導入することができない。さらに、前述したよう
に、機械加工操作において、その手順が、摩耗ブロック
に銅製の編組を固定するのは、経済的ではないので考え
られない。

【００２２】熱硬化性合成樹脂の使用については、その
コストが、蒸留固着剤のコストの約１０倍もするので、
廉価なブラシの摩耗ブロックの製造に使用することはで
きない。

【００２３】従って、本発明者等は、廉価な固着剤（石
炭または石油の蒸留によって生成された固着剤）を使用
し、銅製の編組を圧縮成形工程に導入することによっ
て、最終的な寸法の焼成済みのブラシを、直接得る他の
方法を模索した。

【００２４】本発明者等が発見した、焼成操作後にすぐ
に渡される明確な寸法のブラシを直接製造することを可
能にする解決法は、大きな細長比、すなわち大きな形状
係数Ｆ１及び比較的小さい平均厚さを有する黒鉛粉末が
基本的に存在することを特徴とする。本発明者等は、細
長比が非常に小さいか、または平均厚さが非常に大きい
場合、荒仕上げされたブラシを焼成操作にかけると、追
加の機械加工を行うことなく、焼成済みブラシをそのま
ま使用するには余りにも大きなレベルの変形を生じるこ
とを発見した。

【００２５】現時点では、本発明者等が行った研究か
ら、本発明に従って蒸留固着剤及び特定の黒鉛粉末を使
用すると、大きな変形を生じることなく焼成が可能にな
る理由を確信を持って述べることができない。

【００２６】「大きな変形を生じることなく」という表
現は、焼成中に起こる最小限の変形現象がブラシの大き
さに関して公差の範囲内に留まることを意味する（標準
ＣＥＩ１３６（Ｃ）（１９８６）、ＤＩＮ４３０００
（１９７３）、ＡＦＮＯＲＣ５１９０２（１９６８）参
照）。これらの標準は、本発明者等によって編集された
技術情報ＳＴＡＡＥ１６−４Ｆに簡単な形で記載されて
いる。一例として、名目値（すなわち、ブラシの断面が
ブラシ支持体の断面よりも小さくなければならないとき
の「ｔ」及び「ａ」の理論値）が１０ｍｍの場合、３つ
の軸“ｔ”，“ａ”及び“ｒ”上での異なる標準化され
た寸法の公差は、次の通りである。

【００２７】「ｔ」については、１０−０．０３ｍｍか
ら１０−０．１１ｍｍ「ａ」については、１０−０．０３ｍｍから１０−０．
１１ｍｍ「ｒ」については、１０±０．３ｍｍこれらの寸法は、図１ａ及び図１ｂに示されている。本
明細書では、ブラシの「高さ」は、“ｒ”の方向に対応
する。

【００２８】また当業者は、焼成中に生じるすべての変
形現象が等しく重要であり、受け入れられないというこ
とはないことを知っている。当業者は、焼成動作中のブ
ラシの割れの他にも、とりわけ、ランダムな変形現象
（従って当業者は、再現可能な製造条件を探す）、また
はブラシを使用不能にする、ブラシの湾曲に対応する変
形現象を恐れる。これとは対照的に、焼成中の相似的変
形（再現可能）は、予備的な試験の後に、当業者がブラ
シの設計及びその製造プロセスに再現可能な相似的変形
を導入することができるので、それ自体が問題を生じる
ような変形とはならない。

【００２９】本明細書に記述された手段は、当業者を困
惑させる変形現象に関する問題に回答を与えるものであ
る。

【００３０】

【実施例】本発明の基本的な手段は、特定の形態の粉末
Ｐ１の選択から生じるが、本発明者等は、前記粉末Ｐ
１、前記固着剤Ｌ及び他の黒鉛粉末Ｐ２を有する混合物
の圧縮によって摩耗ブロック２または摩耗層２０を形成
することが好ましいが、この粉末は、低い細長比、３未
満の小さな形状係数Ｆ２を有する粒子から形成される粉
末であることに気付いた。

【００３１】本発明による粉末Ｐ１及び固着剤Ｌの混合
物は、実際に前述の問題に対する回答を与え、焼成後に
標準通りの最終的寸法を有するブラシを提供するとして
も、最初にブラシを「硬化」し、かつコレクタの汚れと
ブラシの摩耗を減少させるために小さな細長比の黒鉛粒
子Ｐ２を粒子Ｐ１と混合することが好ましい。

【００３２】各頂点（Ｌ，Ｐ１，Ｐ２）が対応する成分
の１００％に対応する従来の方法で３角形上に示した３
つの成分Ｌ，Ｐ１，Ｐ２から形成された混合物Ｍ１の可
能なすべての組成のうちで、本発明による組成は限られ
た範囲に含まれる。図５に示すように、頂点Ｌ，Ｐ１及
びＰ２を有する３角形中で、本発明の範囲は、平行四辺
形ＡＢＣＤであり、本発明の好ましい範囲は、平行四辺
形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′である。

【００３３】例えば（その合計が１００に等しい重量％
による）点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標または組成は次の通り
である。

【００３４】ＬＰ１Ｐ２Ａ２５７５０Ｂ３０７００Ｃ３０１５５５Ｄ２５２０５５粉末Ｐ１及びＰ２のあらゆる形態的特徴及び組成に関す
る制限は、本発明者等の研究から得られ、以下のすべて
の条件を満足することができる実験条件の選択を規定す
る。

【００３５】−出発原料の粉末は、当技術分野の通常の
標準に従って取り扱うことができる、特別の処理を必要
としない廉価な粉末である。

【００３６】−焼成操作におけるブラシの変形度が小さ
い。

【００３７】−圧縮操作において編組を摩耗ブロック／
接続層に組み入れる。

【００３８】得られるブラシは、通常の値に対応する機
械的特性を有していなければならず、実際に有する。

【００３９】例えば混合物Ｍ１中の蒸留固着剤Ｌの相対
的重量比が大きすぎる（３０％より大きい）場合、混合
物Ｍ１が過剰に湿り、焼成中にブラシが割れる危険があ
る。他方、それが小さすぎる（２５％未満）場合は、固
体粒子（黒鉛粉末Ｐ１とＰ２）が固着されず、最終的な
ブラシの機械的強度に有害となり（ブラシの一部が非常
にもろくなり）、早い摩耗が起こる。

【００４０】同様に、粉末Ｐ１とＰ２の２つの成分の相
対比を考慮すると、粉末Ｐ２の量に対してＰ１の量が少
なすぎる場合、焼成操作中に過大な変形が生じることが
分かった。これとは対照的に、粉末Ｐ２がない場合、得
られるブラシは、上記の問題に対処できるが、上述のよ
うに、本発明者等はこの場合に、ブラシの摩耗が早くな
りかつコレクタの汚れがひどくなることを観察した。

【００４１】これらすべての理由から、本発明の組成の
好ましい範囲は、以下の範囲（重量組成）に対応する平
行四辺形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′によって表される。

【００４２】Ｌ：２５から３０％Ｐ１：３０から６０％Ｐ２：１５から４０％本発明によれば、細長比の大きな黒鉛粉末Ｐ１は、５か
ら２０の平均形状係数Ｆ１、及び１から１５μｍの平均
厚さを有するフレーク（顕著な２方向性を有する粒子）
から形成することが好ましい。同様に細長比の小さな黒
鉛粉末Ｐ２は、１に近い平均形状係数Ｆ２、及び１０か
ら２００μｍの平均直径、好ましくは、３０から１００
μｍの平均直径を有する粒子（顕著な３方向性を有する
粒子）から形成することが好ましい。

【００４３】本発明によれば、特に編組とブラシの残り
の部分との間の（電気的接触抵抗による）接触低下を低
減するために前記編組４を固定した、摩耗層２０と接続
層３から形成される２層ブラシに関して図１ｂに示した
ような多層ブラシの形成が好都合である。

【００４４】この目的のために、本発明による方法の工
程ａ）は、２種の別々の粉末混合物Ｍ１及びＭ２を調製
するものであり、Ｍ１は上述の混合物に対応し、Ｍ２
は、黒鉛粉末、銅粉末及び合成固着剤を含み、工程ｂ）
は、前記上層中に前記編組の端部を組み入れた後に、
「摩耗」層Ｃ１と前記編組が固定された「接続」層Ｃ２
とから構成される荒仕上げした２重層ブラシが製造され
るように、粉末の混合物Ｍ１から形成される下層と、混
合物Ｍ２から形成される上層との２つの層を重ねたもの
を圧縮するものである。工程ｃ）における荒仕上げブラ
シの焼成後に、追加の機械加工なしで使用できるブラシ
が得られる。

【００４５】混合物Ｍ２は、合成固着剤によって塊状に
した黒鉛粉末と、１５から３５重量％の比率の銅粉末と
を含むことが好ましく、合成固着剤は、熱硬化性樹脂か
ら、さらに具体的にはフェノール樹脂から選択する。

【００４６】混合物Ｍ２が、厄介な固着剤を含むことを
考慮すると、（混合物Ｍ１の量に対して）混合物Ｍ２の
量を、編組の固定に必要な量に厳密に制限するのが好都
合である。

【００４７】通常、混合物Ｍ１及びＭ２の量は、圧縮の
後に、前記編組がその中に固定された前記層Ｃ２が２か
ら１０ｍｍの高さとなる荒仕上げの多層ブラシを製造す
るように選択され、前記層の高さは、成形型内で混合物
が圧縮される方向に対応する。通常、「層Ｃ１の高さと
層Ｃ２の高さ」の比は、２から３０であり、多くの場合
は、５から１０程度である。従って理解できるように、
ブラシを形成する大部分の材料は、廉価な固着剤を含
む。

【００４８】摩耗層２０または摩耗ブロック２の蒸留固
着剤については、それは、石炭または石油の蒸留製品か
ら、あるいはこのような蒸留製品から誘導された製品か
ら形成される。事実、石油または石炭の蒸留によって直
接に、または変換の後に得られる固着剤は、合成固着剤
（通常は、フェノール、エポキシ樹脂等のタイプの硬化
性樹脂）に比べて廉価である。

【００４９】しかしながら、本発明によれば、銅粉末を
含まない単一の材料から形成され、やはり本発明の目的
を達成できる、単層ブラシを製造するのも好都合であ
る。この場合、本発明の方法の工程ａ）において、混合
物Ｍ１を、非希釈材料を少なくとも２５％重量含む合成
固着剤を溶剤に溶かした溶液で処理し、混合操作を続け
て、混合物Ｍ１と溶剤の前記溶液の均質化を行い、前記
溶液から溶剤を除去する。

【００５０】典型的には、（非希釈材として表して）５
から２０部の合成固着剤が９０部の混合物Ｍ１に組み込
まれている。合成固着剤の量は、７から１２部であり、
蒸留固着剤Ｌの量より少なくとも５０％少ないことが好
ましい。合成固着剤はフェノール樹脂となることが好ま
しく、溶剤はアルコールとすることが好ましい。（非希
釈材料として表した）合成固着剤の量は、編組４が十分
に固定された、焼成操作終了後の最終的な大きさの廉価
な単層ブラシの製造が可能になるように選択する。溶剤
の量は、混合物Ｍ１と合成固着剤の均質化を行うのに十
分な液体混合ができるように選択する。このタイプの
「単層」ブラシは、製造がより簡単であり、粉末の混合
物を１種だけ調製して操作すればよく、合成固着剤の量
は、全体として「２層ブラシ」におけるよりも「単層ブ
ラシ」における方が多いが、使用される蒸留固着剤の量
よりもずっと少なく、少なくとも５０％重量は少ないの
で、「２層」ブラシより経済的である。

【００５１】「２層」または「単層」のどちらのタイプ
のブラシでも、本発明による方法は、（断面に比べて高
さが大きい）比較的細長いブラシの製造に適用され、
「高さと断面積の平方根」の比で定義される細長比Ｐが
２から６であるブラシの製造に特に適用される。この細
長比Ｐに関する制限は、以下の知見に基づいている。一
方では、ｐ＜２の場合、ブラシの細長比が余りに小さい
ので本発明の問題は生じず、他方では、ｐ＞６の場合、
ブラシの細長比が大きくなりすぎ、ブラシが本発明によ
る手段によって、直接かつ高い信頼度で製造できない危
険がある。

【００５２】例例１図１ｂに示す多層ブラシを、図２に概略的に示す方法を
使用して製造した。

【００５３】工程ａ）：次の重量組成の混合物Ｍ２を調
製した。

【００５４】・銅粉末：２０部この市販の銅粉末は平均直径が３０μｍ程度の粒子から
形成される。

【００５５】・フェノール樹脂によって塊にした市販の
天然黒鉛粉末：８０部黒鉛粉末は、平均形状係数Ｆ１が８で粉末を形成するフ
レークの平均厚さが１０μｍのタイプＰ１（フレーク）
のものである。「黒鉛粉末とフェノール樹脂」の重量比
は、７５／２５である。

【００５６】混合物Ｍ２の見かけ密度は、０．８５であ
る。

【００５７】以下の組成の混合物Ｍ１を調製した：・粉末Ｐ１：厚さ５から１０μｍ、寸法５０から２００
μｍの大きなフレークから形成された黒鉛粉末（実質的
に市販の合成黒鉛と天然黒鉛の等量混合物）（図３ａ参
照）。

【００５８】使用した天然黒鉛は、平均フレーク厚さが
１０μｍで、平均形状係数Ｆ１が８であることを特徴と
し、使用した人工黒鉛は、平均厚さが５μｍで、形状係
数Ｆ１が１２であることを特徴とする。

【００５９】・粉末Ｐ２：（形状係数が１に近く）平均
直径が５０μｍの市販の人工黒鉛粉末。

【００６０】・蒸留固着剤Ｌ：市販のコールタール・ピ
ッチ混合物Ｍ１の重量組成は、次の通りである。

【００６１】粉末Ｐ１：４５％粉末Ｐ２：２７．５％固着剤Ｌ：２７．５％この組成は、図５の点１に対応する。混合物Ｍ１の見か
け密度は、０．７５である。

【００６２】工程ｂ）この工程は、内部断面が１１×６
ｍｍ²の成形型６を充填するもので、その内側の形状
は、図１ｂから方向“ｒ”を延ばすことによって引き出
される。まず混合物Ｍ１を粉末高さ５０ｍｍまで導入
し、次に混合物Ｍ２を高さ１０ｍｍまで導入する。

【００６３】圧縮ラム７が、接続編組４を担持する。

【００６４】編組を有する粉末混合物のアセンブリを圧
縮して、合計高さが２３ｍｍに近い図１ｂに示すブラシ
を製造した。層Ｃ１（圧縮した混合物Ｍ１）の高さは、
１８．２ｍｍであり、層Ｃ２（圧縮した混合物Ｍ２）の
高さは、４．８ｍｍである。層Ｃ１の密度は、１．７８
から１．８０であり、層Ｃ２の密度は、１．９から２．
１である。

【００６５】工程ｃ）圧縮したブラシを、銅製編組の酸
化を防ぐために非酸化雰囲気中で６００℃で焼成した。
すべての試験において、ガス状雰囲気の体積組成は：１
０％Ｈ₂−９０％Ｎ₂であった。

【００６６】ブラシの最終寸法は次の通りである。

【００６７】・軸“ｒ”上の高さ：２３．１１ｍｍ・軸“ａ”上の長さ：１１．２１ｍｍ・軸“ｔ”上の幅：６．２３ｍｍその細長比ｐは、２３．１１／（１１．２１×６．２
３）^1/2、すなわち２．７７である。

【００６８】ブラシ支持体の名目内側断面積が１１．３
ｍｍ×６．３ｍｍ（“ａ”×“ｔ”）、ブラシの高さ
（名目値）が２３ｍｍの場合、“ｒ”，“ａ”及び
“ｔ”に関する標準公差は、次の通りである。

【００６９】・高さ“ｒ”：２２．５−２３．５ｍｍ・長さ“ａ”：１１．２６−１１．１７ｍｍ・幅“ｔ”：６．２７−６．１９ｍｍ結果：一方では、焼成後に、ブラシの変形はほとんど観
察されなかった（軸“ｒ”に沿ったブラシの重大な受け
入れられない湾曲はなかった）。観察された変形は、焼
成操作終了時のブラシの寸法が公差の範囲内（１００分
の数ｍｍ）に収まるのに十分なわずかなものであった。

【００７０】本発明による方法の再現性に関する試験
を、１０，０００個のブラシ製品中から選択した１００
個のブラシについて行った。

【００７１】追加の機械加工なしで、すべての荒く成形
したブラシが寸法に関する標準を満たしたが、寸法の範
囲の狭いことも認められた。

【００７２】事実、本発明による１００個のブラシから
なるバッチについて観察された範囲（統計的な意味での
範囲＝最大値−最小値）は、次の通りである。

【００７３】・高さについては（軸“ｒ”）：０．５２ｍｍ・長さについては（軸“ａ”）：０．０４９ｍｍ・幅については（軸“ｔ”）：０．０４６ｍｍこれらの値をすでに参照した標準による以下の寸法公差
（範囲）と比較するならば、・高さについて（軸“ｒ”）：１ｍｍ・長さについて（軸“ａ”）：０．０９ｍｍ・幅について（軸“ｔ”）：０．０８ｍｍ本発明による方法が狭い範囲内でどれだけ再現性がある
かが分かり、これは大きな利点である。

【００７４】追加の試験及び試みで、一方では、接続編
組の機械的強度が非常に良好であり、他方では、本発明
に従って製造したブラシの摩耗特性が、特にブラシの摩
耗が比較的少ない高出力（出力５００から１０００Ｗ以
上）の家庭用モータの場合に、優れていることが判明し
た。

【００７５】例２この例は、層Ｃ１（２０）を形成するために使用した混
合物Ｍ１の組成が次の通りである点を除き、例１とあら
ゆる点で同一のブラシを製造するものである。

【００７６】粉末Ｐ１：６７．５％粉末Ｐ２：５％固着剤Ｌ：２７．５％焼成後に得られたブラシは、例１のブラシとほぼ同様
に、標準内の寸法である。

【００７７】しかしながら、ベンチテストで、これらの
ブラシは、例１のブラシよりわずかに大きい摩耗速度を
示した。

【００７８】例３層Ｃ１を形成するために使用した混合物Ｍ１の組成が次
の通り（図５の点３）である点を除き、例１とすべての
点で同じブラシを製造した。

【００７９】粉末Ｐ１：２０％粉末Ｐ２：５２．５％固着剤Ｌ：２７．５％焼成後に、寸法が標準内にあるが、その限界にある、例
１のブラシとほぼ同様のブラシが得られる。

【００８０】例４この例は、ただ１種の混合物Ｍ１を調製し、例１の混合
物Ｍ２を混合物Ｍ１で置き換えた点を除き、例１とすべ
ての点で同じ図１ａに示すようなブラシを製造するもの
であった。

【００８１】得られたブラシは、寸法特性に関して例１
のブラシと同様であるが、その摩耗特性に関しては例１
のブラシよりわずかに劣った（接触抵抗がより大きいた
めに電気損失が大きく、従って耐久性が低い）。

【００８２】例５この例は、次のような「１層」タイプのブラシを製造す
るものであった。

【００８３】工程ａ）・最初に例１の混合物Ｍ１を調製した。

【００８４】・前記混合物Ｍ１とエタノールに溶かした
フェノール樹脂４０％溶液を混合した。混合物Ｍ１９
０部の場合、この例では（非希釈フェノール樹脂として
表して）フェノール樹脂８部とエタノール１２部を使用
した。すべての部は重量部である。

【００８５】全体が均質化するまで混合操作を続け、混
合操作自体から発生する熱によってアルコールを飛ばし
て、冷却後に、圧縮の準備ができた粉末を製造した。

【００８６】工程ｂ）圧縮の準備ができた粉末を、例１
の成形型内に高さ６０ｍｍまで装入し高さが２３ｍｍに
近くなるまで圧縮した。

【００８７】工程ｃ）は、例１と同様に実施した。

【００８８】例１のブラシと同様の結果が得られた。

【００８９】他の試験：平行四辺形ＡＢＣＤの外側にあ
る混合物Ｍ１の組成に基づいて実施したすべてのテスト
は、材料の点から（例えば固着剤Ｌが２５％未満のた
め）成功せず、あるいは割れが生じ（Ｌ＞３０％），ま
たは焼成後に過剰に変形する（Ｌが２５から３０％の場
合、Ｐ２＞５５％）。

【００９０】適用本発明は、家庭用電気製品（電気掃除機、工作機械
等）、特に高出力機器（通常、５００から１０００Ｗ以
上）用のブラシに関する。また、石油ポンプのモータに
使用される通常１５ｍｍ程度の比較的短いブラシに関す
る。

【００９１】本発明の利点本発明は、荒い焼成済みの状態ですでに必要な最終寸法
であり、ブラシを仕上げまたは機械加工にかける必要が
ない、銅または銅合金の接続ケーブルまたは編組を有す
る単層または２層のブラシを製造することを可能にす
る。

【００９２】さらに、この結果は、圧縮によってブラシ
を成形する標準の工具を用いて、また非常に大きな部分
において廉価な固着剤を使用して達成される。従って、
全体的な経済的利益は、非常に顕著であり、状況に応じ
て、同等の従来技術のブラシに比べて５から１５％であ
り、これは大量消費製品において顕著であり、経済的利
益は、単層タイプのブラシの場合にさらに顕著である。

【００９３】他方、技術的には、本発明に従って得られ
る２層ブラシは、特に高水準の性能を有し、その使用に
関連する要求の水準に応じて、単層ブラシより好ましい
ことがある。事実、「２層」ブラシの場合、編組４の固
定を行うための層３の組成により、特に合成樹脂と銅粉
末を組み合わせて使用することにより、非常に良好な編
組の物理的固定を達成することが可能になると同時に、
特に編組４と接続層３の接合部における低い接触降下が
達成され、編組４と摩耗ブロック２の接合部の場合に観
察される値（５０ｍＶ程度）と比較して１．５ｍＶ程度
である。観察されるように、本発明による２層ブラシを
焼成すると、層Ｃ１はわずかに膨張するが、層Ｃ２はわ
ずかに収縮し、その結果、編組４を包囲する材料の圧縮
によって層Ｃ２中での編組の固定が補強される。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】本発明によるブラシの斜視図である。

【図１ｂ】本発明によるブラシの斜視図である。

【図２】多層ブラシを製造する工程を圧縮方向から見た
断面図である。

【図３ａ】典型的な粒子の２つの垂直軸に沿った断面図
である。

【図３ｂ】典型的な粒子の２つの垂直軸に沿った断面図
である。

【図４ａ】それぞれ圧縮の前後の粉末の混合物の断面図
（顕微鏡写真を図面にしたもの）である。

【図４ｂ】それぞれ圧縮の前後の粉末の混合物の断面図
（顕微鏡写真を図面にしたもの）である。

【図５】本発明による混合物の組成の重量による成分範
囲（平行四辺形ＡＢＣＤ）を示すグラフである。

【符号の説明】

２、20 摩耗ブロック４編組６成形型８ブラシ 10 ブラシＣ１、Ｃ２層Ｐ１混合粉末Ｌ固着剤Ｐ２黒鉛粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジヤン−ベルナール・ドウボーブフランス国、80000・アミアン、リユ・デ・ジヤコバン、18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】摩耗ブロック（２，２０）及び接続編組
（４）を有する電気モータ用ブラシ（１，１０）の製造
方法であって、固着剤で包まれた少なくとも１つの導電
性粒子を含む少なくとも１種の粉末混合物を調製する工
程ａ）と、前記編組（４）を組み込んだ成形型（６）中
で混合物を圧縮成形して荒仕上げのブラシ（８）を形成
する工程ｂ）と、荒仕上げの前記ブラシを焼成する工程
ｃ）とを含み、廉価な最終寸法のブラシ（１，１０）を
成形によって直接得るために、工程ａ）において、蒸留
固着剤Ｌと、平均厚さが２５μｍ未満で、平均形状係数
Ｆ１（長径と短径の比）が５より大きい固体粒子の形の
少なくとも１種の黒鉛粉末Ｐ１とを含む少なくとも１種
の混合物Ｍ１を調製することを特徴とする方法。
【請求項２】前記混合物Ｍ１が、前記粉末Ｐ１と、前
記固着剤Ｌと、細長比が小さく、平均形状係数Ｆ２が３
より小さい黒鉛粉末Ｐ２とを含むことを特徴とする、請
求項１に記載の方法。
【請求項３】前記混合物Ｍ１が、１５から７５重量％
の前記粉末Ｐ１と、３０から２５重量％の前記固着剤Ｌ
と、０から５５重量％の前記粉末Ｐ２の混合物によって
形成されることを特徴とする、請求項１及び２のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項４】前記混合物Ｍ１が、３０から６０重量％
の前記粉末Ｐ１と、３０から２５重量％の前記固着剤Ｌ
と、１５から４０重量％の前記粉末Ｐ２の混合物によっ
て形成されることを特徴とする、請求項３に記載の方
法。
【請求項５】前記黒鉛粉末Ｐ１が、細長比が大きく、
平均形状係数Ｆ１が５から２０で、平均厚さが１から１
５μｍのフレーク（顕著な２方向性の粒子）の形である
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記
載の方法。
【請求項６】小さな細長比を有する前記黒鉛粉末Ｐ２
が、平均形状係数Ｆ２が１に近い粒状（顕著な３方向性
の粒子）の形であることを特徴とする、請求項１から５
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】前記粉末Ｐ２が、１０から２００μｍの
平均直径、好ましくは３０から１００μｍの平均直径を
有することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】工程ａ）において、別々の２種の粉末混
合物Ｍ１及びＭ２を調製し、Ｍ２は、黒鉛粉末と銅粉末
と合成固着剤を含み、工程ｂ）において、前記上層Ｃ２
中に前記編組（４）の端部を組み込んだ後、粉末混合物
Ｍ１によって形成された下層Ｃ１と粉末混合物Ｍ２によ
って形成された上層Ｃ２の２つの層を重ねたものを圧縮
することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項９】前記混合物Ｍ２が、合成固着剤によって
固められた黒鉛粉末と、１５から３５重量％の銅粉末と
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記合成固着剤が、好ましくは、フェ
ノール樹脂であることを特徴とする、請求項９に記載の
方法。
【請求項１１】混合物Ｍ１及びＭ２の量を、前記編組
（４）がその中に固定される前記上層Ｃ２が２から１０
ｍｍの高さである複層ブラシが圧縮後に形成されるよう
に選択され、前記混合物が前記成形型中で圧縮される方
向に対応する前記両方の層の高さが、層Ｃ１の高さと層
Ｃ２の高さの比が２から３０となるような値であること
を特徴とする、請求項８から１０のいずれか１項に記載
の方法。
【請求項１２】「高さと断面積の平方根」の比によっ
て定義される前記ブラシの細長比Ｐが、２から６である
ことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記蒸留固着剤Ｌが、石炭もしくは石
油の蒸留製品によって、あるいはこのような蒸留製品か
ら誘導された製品によって形成されることを特徴とす
る、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】工程ａ）において、前記混合物Ｍ１
が、非希釈材料を少なくとも２５％重量含む合成固着剤
を溶剤に溶かした溶液と混合され、混合操作が、前記混
合物Ｍ１と溶剤中の前記溶液が均質になり、前記溶液か
ら前記溶剤がなくなるまで続けられることを特徴とす
る、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】（非希釈材料として表して）５から２
０部の合成固着剤が、９０部の混合物Ｍ１に組み入れら
れることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記合成固着剤が、好ましくはフェノ
ール樹脂であり、前記溶剤が好ましくはアルコールであ
ることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。