JPH114563A

JPH114563A - カーボンブラシ

Info

Publication number: JPH114563A
Application number: JP17107497A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hara; 直樹原; Mitsuhiko Yamaguchi; 光彦山口; Toru Abe; 徹阿部; Mitsutatsu Gotou; 光辰後藤
Original assignee: OOPACK KK
Current assignee: OOPACK KK
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JP3184483B2

Abstract

(57)【要約】【課題】交流整流子モーターを備えるブレーキ付き電
動工具のブレーキを、極めて高い確率でかけることを可
能にするカーボンブラシに関する。【解決手段】黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主としてな
り、該黒鉛粉に対して０．０５〜２重量％の８０メッシ
ュ以下のＳｉ粉、０．０５〜１重量％の８０メッシュ以
下のＳｉＣ粉を少なくとも含有するカーボンブラシ。さ
らに、該カーボンブラシに黒鉛粉に対して０．５〜７重
量％の固体潤滑剤をさらに含有させたカーボンブラシ。
上記電動工具のブレーキを高確率でかけることを可能に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、交流整流子モータ
を備えるブレーキ付き電動工具のカーボンブラシにおい
て、ブレーキ特性を良好にするカーボンブラシに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電動工具は安全上、スイッチを切ると短
時間で回転が停止するブレーキ付きが主流となってい
る。このブレーキ特性を良好にするにはブラシに研磨性
をもたせ、整流子面に過剰な皮膜が生成されないように
することが必要であるとされている。ブラシに研磨性を
もたせ、整流子面に過剰な皮膜が生成されないようにす
るものとして特公昭３９−１６３６３号公報、特公昭５
８−５８７８７号公報、特開昭５８−１４８６４２号公
報、特開平３−９８４３９号公報で電動工具用や電気掃
除機用ブラシが提案されている。

【０００３】しかし、交流整流子モーターを備える電動
工具の場合は一般に整流が難しく、このため整流火花に
よる過剰な皮膜の形成や皮膜黒化が発生しやすい。この
ため既に提案されている方法では皮膜除去作用が十分で
はなく、電動工具の運転時間の経過とともに過剰皮膜が
生成増加しブレーキが作用しなくなる。

【０００４】また、上記の場合に既に提案されている皮
膜除去材を増量して混入すると、ブラシの摩擦係数が高
くなり座乗性が悪化して、整流子の凹凸が激しくなって
しまう。このため電動工具用のブレーキはかかりにくく
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決するためになされたものであって、
その目的とするところは、交流整流子モーターを備える
ブレーキ付き電動工具のブレーキを極めて高い確率でか
けることを可能にするカーボンブラシを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためにブレーキ付き電動工具用ブラシを、黒鉛粉及
び熱硬化樹脂から主としてなり、該黒鉛粉に対して０．
０５〜２重量％の８０メッシュ以下のＳｉ粉、０．０５
〜１重量％の８０メッシュ以下のＳｉＣ粉を少なくとも
含有するカーボンブラシとしたことを特徴とする。

【０００７】さらに、黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主とし
てなり、該黒鉛粉に対して０．０５〜２重量％の８０メ
ッシュ以下のＳｉ粉、０．０５〜１重量％の８０メッシ
ュ以下のＳｉＣ粉を少なくとも含有し、加えて該黒鉛粉
に対して０．５〜７重量％の固体潤滑剤を含有してなる
カーボンブラシとしたことを特徴とする。

【０００８】本発明に使用される主原料の黒鉛粉は特に
限定しないが、一般の天然黒鉛、人造黒鉛等で粒度に制
限はない。また、熱硬化性樹脂は特に制限しないが、フ
ェノール樹脂が好ましい。

【０００９】本発明には以上の原料のほかに、Ｓｉ粉及
びＳｉＣ粉が使用される。Ｓｉ粉、ＳｉＣ粉を混入する
ことで、研磨剤として皮膜調整作用を発揮し、整流子面
に過剰な皮膜が生成されないように働く。その結果、ブ
レーキ性能を向上させる作用を有する。但し、Ｓｉ粉、
ＳｉＣ粉の配合量が多すぎると整流子面が荒れて、ブレ
ーキがかかりにくくなるので、該黒鉛粉に対して０．０
５〜２重量％のＳｉ粉、０．０５〜１重量％のＳｉＣ粉
とするのが好ましい。

【００１０】Ｓｉ粉、ＳｉＣ粉の粒度については、大き
い粒子ではブラシの摩擦係数が高くなり座乗性が悪化す
るため不適であり、８０メッシュ以下が好ましい。即
ち、研磨剤の粒度が大きいと整流子面を荒損させてしま
い、ブラシ・整流子面の接触状態が不安定になり、整流
火花が発生、増大してさらに荒損が進む。荒損が進むと
接触するブラシ摩耗量も増大する。従って、研磨剤の粒
度を小さなものに制限することにより、整流子面の荒損
を防ぎ、ブラシの過剰な摩耗を抑制できる。

【００１１】そして、Ｓｉ粉、ＳｉＣ粉のみでは非常に
長時間運転すると整流子面が荒れてきてブレーキがかか
りにくい現象が生ずることから、ブレーキ発生率を維持
するため固体潤滑剤を混入する。固体潤滑剤としては特
に制限しないが、ＭｏＳ₂、ＷＳ₂、Ｓｎ、Ｐｂ、ＢＮな
どが好ましく、また１種でも２種以上の混入であっても
よい。混入の適量範囲は該黒鉛粉に対して０．５〜７重
量％とすると良好である。

【００１２】

【実施例】以下、実験例に基づいて説明する。実験では
交流整流子モータを備えるブレーキ付き電動工具を試験
モータとして使用し、黒鉛粉と熱硬化性樹脂を主とする
ブラシの成分中でＳｉ粉、ＳｉＣ粉、固体潤滑剤の黒鉛
粉に対する配合量を変えて、ブレーキ発生率の変化を調
べた。Ｓｉ粉、ＳｉＣ粉の粒度は８０メッシュ以下とし
た。

【００１３】図１は主として黒鉛粉及び熱硬化樹脂から
なるカーボンブラシに、Ｓｉ粉を単独で配合した場合の
Ｓｉ配合量とブレーキ発生率との関係を示すグラフであ
り、それぞれ実働時間５０時間後に計測したものであ
る。

【００１４】Ｓｉ粉の配合量を増加していくと、ブレー
キ発生率は８０％程度で推移するが、Ｓｉの配合量が多
すぎると整流子面が荒れてブレーキがかからなくなる。
図１ではＳｉ配合量が２重量％を超えるとブレーキ発生
率は漸減している。

【００１５】図２は主として黒鉛粉及び熱硬化樹脂から
なるカーボンブラシに、Ｓｉ配合量を１重量％に固定し
てＳｉＣ粉を配合した場合のＳｉＣ配合量とブレーキ発
生率との関係を示すグラフであり、それぞれ実働時間５
０時間後に計測したものである。その結果、ＳｉＣ配合
量が０．０５〜１重量％の範囲ではブレーキ発生率はほ
ぼ１００％近くであり、ブレーキ性能がかなり向上する
結果が得られた。

【００１６】そして、試行錯誤的に実験を行った結果、
Ｓｉ粉を０．０５〜２重量％、ＳｉＣ粉を０．０５〜１
重量％の範囲としたときに、ブレーキ性能が顕著に向上
した。

【００１７】このようにＳｉ粉及びＳｉＣ粉を混入する
と、ブレーキ性能を飛躍的に向上させることができる
が、非常に長時間運転すると整流子面が荒れてきて、ブ
レーキがかかりにくくなる現象が起こる。これを防止す
るために、固体潤滑剤を添加する実験を行った。

【００１８】図３は固体潤滑剤（ＷＳ₂）の添加量とブ
レーキ発生率の関係を示すグラフである。実験条件とし
ては、それぞれ実働時間５０時間後に計測し、Ｓｉ配合
量を１重量％、ＳｉＣ配合量を０．５重量％に固定し、
固体潤滑剤としてＷＳ₂を用いた。その結果、ＷＳ₂添加
量が７重量％程度までは、ブレーキ発生率は１００％近
くに維持され、７重量％を超えると漸減した。図４は固
体潤滑剤（ＷＳ₂）の添加量とブレーキ摩耗量の関係を
示すグラフであり、図３と同様の実験条件で行ったもの
である。ＷＳ₂を０．５重量％程度添加することによ
り、添加前のブラシ摩耗量を添加後はほぼ半減させるこ
とができた。従って、ＷＳ₂は０．５〜７重量％の範囲
で添加するのが好適であり、固体潤滑剤の添加量が一定
範囲ではブレーキ発生率が高く、ブラシ摩耗量が少ない
状態となる。

【００１９】図５は固体潤滑剤（ＭｏＳ₂）の添加量と
ブレーキ発生率の関係を示すグラフである。実験条件と
しては、それぞれ実働時間５０時間後に計測し、Ｓｉ配
合量を１重量％、ＳｉＣ配合量を０．５重量％に固定
し、固体潤滑剤としてＭｏＳ₂を用いた。その結果、Ｍ
ｏＳ₂添加量が７重量％程度までは、ブレーキ発生率は
１００％近くに維持され、その後漸減した。図６は固体
潤滑剤（ＭｏＳ₂）の添加量とブレーキ摩耗量の関係を
示すグラフであり、図３と同様の実験条件で行ったもの
である。ＭｏＳ₂を０．５重量％程度添加することによ
り、添加前のブラシ摩耗量を添加後はほぼ半減させるこ
とができた。従って、この場合もＭｏＳ₂を０．５〜７
重量％の範囲で添加するのが好適である。

【００２０】尚、固体潤滑剤としてＳｎ、Ｐｂ、ＢＮな
どを単独で使用した場合、また、ＷＳ₂、ＭｏＳ₂、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、ＢＮなどを２種以上の混入した場合にも同様
にブレーキ発生率が高率で維持され、ブラシ摩耗量が減
少する結果が０．５〜７重量％の範囲で得られた。

【００２１】図７は実働時間に対するブレーキ発生率の
変化を示すグラフであり、実働時間５時間ごとに計測し
た。サンプルには（ａ）□：Ｓｉ１重量％、ＳｉＣ
０．５重量％、ＷＳ₂ ４重量％の添加品（ｂ）＋：Ｓ
ｉＣ０．５重量％、ＷＳ₂４重量％の添加品（ｃ）
◇：Ｓｉ１重量％の添加品（ｄ）△：未添加品の４種
のブラシを使用した。

【００２２】サンプルを比較すると、（ｃ）は（ｄ）よ
りブレーキ発生率は減少し、Ｓｉ粉のみを添加した場合
は、未添加品よりもブレーキ発生率が低下することがわ
かる。また、ＳｉＣを添加した場合の（ａ）,（ｂ）で
は無添加の（ｃ）,（ｄ）よりブレーキ発生率を向上す
ることができる。特に、Ｓｉ粉及びＳｉＣ粉を混入し、
さらに固体潤滑剤を添加したサンプル（ａ）では、１０
０％近くのブレーキ発生率を、実働時間１００時間維持
していることが確認できた。即ち、Ｓｉ粉、ＳｉＣ粉、
固体潤滑剤を混入した場合は長時間運転してもブレーキ
性能の劣化は起きず、ブレーキ発生率の経時的な減少を
抑えることができ、非常に高いブレーキ発生率を維持す
ることが可能になる。

【００２３】図８は実働時間に対するブラシ摩耗量の変
化を示すグラフであり、実働５時間ごとに計測した。サ
ンプルには（ｅ）□：Ｓｉ１重量％、ＳｉＣ０．５
重量％、ＷＳ₂ ４重量％の添加品（ｆ）＋：Ｓｉ１
重量％、ＳｉＣ０．５重量％の添加品を使用した。そ
の結果、固体潤滑剤を添加した場合は無添加の場合と比
較して、ブラシ摩耗量をかなり減少させることができ
た。

【００２４】さらに試行錯誤的に実験を行い、Ｓｉ粉、
ＳｉＣ粉及び固体潤滑剤の配合量を実験データを基に定
めた結果、ブレーキ発生率を飛躍的に向上させる最適範
囲は、該黒鉛粉に対して０．０５〜２重量％の８０メッ
シュ以下のＳｉ粉、０．０５〜１重量％の８０メッシュ
以下のＳｉＣ粉、０．５〜７重量％の固体潤滑剤とした
場合であった。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記の構成のカーボンブラシと
することにより、過剰皮膜の生成、整流子面の荒れを防
止し、交流整流子モーターを備えるブレーキ付き電動工
具のブレーキを極めて高い確率でかけることを可能にす
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｉ配合量とブレーキ発生率との関係を示すグ
ラフ。

【図２】ＳｉＣ配合量とブレーキ発生率との関係を示す
グラフ。

【図３】固体潤滑剤（ＷＳ₂）の添加量とブレーキ発生
率の関係を示すグラフ。

【図４】固体潤滑剤（ＷＳ₂）の添加量とブラシ摩耗量
の関係を示すグラフ。

【図５】固体潤滑剤（ＭｏＳ₂）の添加量とブレーキ発
生率の関係を示すグラフ。

【図６】固体潤滑剤（ＭｏＳ₂）の添加量とブラシ摩耗
量の関係を示すグラフ。

【図７】実働時間に対するブレーキ発生率の変化を示す
グラフ。

【図８】実働時間に対するブラシ摩耗量の変化を示すグ
ラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】黒鉛粉及び熱硬化樹脂から主としてな
り、該黒鉛粉に対して０．０５〜２重量％の８０メッシ
ュ以下のＳｉ粉、０．０５〜１重量％の８０メッシュ以
下のＳｉＣ粉を少なくとも含有するカーボンブラシ。
【請求項２】該黒鉛粉に対して０．５〜７重量％の固
体潤滑剤を含有してなる請求項１記載のカーボンブラ
シ。