JPS6231979A - 金属黒鉛質電刷子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、金属黒鉛質電刷子の製造方法の改良に関し
、特に耐磨耗性の高い電刷子の製造方法に関する。

［従来技術］ 銅粉と黒鉛粉とを混合・成形し、金属黒鉛質の電刷子を
製造する方法が知られている。そしてこの電刷子は、モ
ーターや発電機等の回転電機に用いられる。

電刷子への要求の一つは、耐磨耗性を改善することに有
る。耐磨耗性の改善は、電刷子を小形化し、かつ長時間
使用することを可能にする。

耐磨耗性の改善方法として、銅粉の他に錫や鉛等の低融
点金属の粉末を添加することが知られている（「電機用
ブラシとその使い方」Ｐ１６炭素材料学会編昭和５２年
３月発行）。ここで用いる粉末は錫や鉛に限らず、銅よ
りも低融点のもので有れば良く、これらの粉末を銅粉と
共に黒鉛粉に添加することにより、耐磨耗性を改良でき
る。

発明者らは、低融点金属の添加方法を変えて、耐磨耗性
を向上させることを検討した。得られた結果を以下に示
す。

（＋）　　銅粉の表面を低融点金属で被覆すれば、耐磨
耗性はさらに向上する。

（２）銅と低融点金属との合金を用いても、耐磨耗性は
ほとんど向上しない。

［発明の課題］ この発明の課題は、耐磨耗性を改善した金属黒鉛質電刷
子の製造方法を提供することに有る。

［発明の構成］ この発明では、銅粉の表面を銅よりも低融点の金属で被
覆し、被覆銅粉とする。この被覆銅粉上黒鉛粉とを混合
・成形し、金属黒鉛質電刷子を製造する。

ここで銅粉には、電解銅粉、アトマイズ銅粉、粉砕銅粉
等のものを用いる。低融点金属には銅よりも融点の低い
金属で有れば良いが、銅との合金を形成し難く、かつ融
点が２００°Ｃ以−４−のしのが好ましい。なお融点が
２００８Ｃ以下の金属は、電刷子製造時の焼結により銅
との合金を生じ易い。そして好ましい金属としては、金
、銀、鉛、錫、亜鉛、カドミウム、アンチモン、アルミ
ニウムが有り、この中でも鉛が最も好ましい。

被覆方法には、電気メッキや無電解メッキ、あるいは真
空蒸着等が有る。ここで被覆は、銅粉の表面を部分的に
被覆したものや全面的に被覆したものの、いずれでも良
い。次に低融点金属の量は、銅粉１００重量部に対し、
０，４〜１５重量部が好ましく、特に２．０〜８０重量
部が好ましい。

黒鉛粉には、天然質、あるいは人造のものを用い、必要
に応じて、フェノール樹脂等の結合剤や、二硫化モリブ
デン、二硫化タングステン等の潤滑剤等を加えて用いる
。

銅粉と黒鉛粉との混合・成形の方法は周知で有るが、例
えばこれらの物を混合した後、加圧成形により所望の形
状とし、焼結して電刷子を完成すれば良い。

［実施例１］　見世は比重１．８．２５０メツシユバス
の電解銅粉を、シアン化ソーダ、苛性ソーダ、−酸化鉛
を混合調整したメッキ液中に投入攪はんして無電解メッ
キを行い、鉛で表面を被覆した銅粉を得た。この被覆銅
粉を化学分析した所、鉛の含有量は０．５重量％であっ
た。

被覆銅粉７０重量部と、フェノール樹脂ワニスで処理し
た人造黒鉛粉３０重量部（焼結後の黒鉛量として表示、
以下同じ。）とを混合し、プレス成形後に７００°Ｃに
て焼結して電刷子を得た。

［実施例２〜４］１ 鉛の被覆量を変えた他は、実施例１と全く同様にして、
他の電刷子を製造した。銅粉中の鉛含有−３＝ 量は、４重量％、６重量％、１０重量％の３種であった
。

［実施例５］ シアン化カリ水溶液に塩化銀を溶解して得た銀メツキ液
に電解銅粉を添加攪はんして、銀で被覆された銅粉を得
た。このものは分析の結果１重量％の銀が付着している
ことが分かった。

この銀被覆銅粉７０重量部とフェノール樹脂で処理した
黒鉛粉３０重量部とを混合し、プレス成形後に２５０°
Ｃにて２時間焼結して、電刷子を得た。

［実施例６］ シアン化ソーダ溶液中に電解銅粉を投入し、攪はん下で
酸化カドミウムを加え、カドミウムで被覆された銅粉を
得た。銅粉中のカドミウム含有量は２重量％で有った。

銀被覆銅粉をカドミウム被覆銅粉とした他は実施例５と
全く同様にして、電刷子を得た。

［実施例７］ 酸化錫をシアン化ソーダ水溶液に溶解した後攪はん下に
電解銅粉を投入し、錫メツキ銅粉を得た。

銅粉中の錫含有量は３重量％であった。錫メツキ銅粉を
使用する以外は実施例５と全く同様にして、電刷子を得
た。

なお実施例５〜７において焼結温度を７００°Ｃとする
と、錫やカドミウム、銀は銅と合金化し、これらのもの
の添加効果がほとんど失われた。そのためこれらの実施
例では、焼結後の強度を犠牲にして２５０°Ｃで焼結し
た。従って鉛以外のものを被覆剤に用いる場合、焼結温
度を２５０°Ｃ程度と低く、一般的には４００°Ｃ以下
、好ましくは３００８Ｃ以下、とするのが良い。

［比較例１］ 比較のため、実施例１と同じ銅粉６７重量部と鉛粉３重
量部、およびフェノール樹脂ワニスで処理した黒鉛粉３
０重量部とを混合し、他の点では実施例１と全く同様に
して比較例の電刷子を得た。

［比較例２］ 鉛粉を用いず、銅粉７０重量部と黒鉛粉３０重量部とを
用いた他は、比較例１と全く同様にして電刷子を得た。

［試験例］ 実施例・比較例で得られた電刷子を自動車用ｌ。

ＯＫ〜■のスターターモーターに組付１＋、このモータ
ーをＩ　、　８００ｃｃエンヂンに取り付けた。モータ
ーを２秒間回転させ、２８秒間体止させることを１ザイ
クルとして、１０，０００サイクル作動させ、作動後の
電刷子の磨耗量を比較した。結果を表１に示す。

表　　　１ −２・Ｃ 実施例１　　６９．６５　　ＰｂＯ，３５３０１４〃２
６７．２　ｒ）ｂ２．８３０　　１９”　３６５．８　
Ｐｂ４．２３０　　２８〃４６３．ＯＰｂ７．０３０　
　３５ ”　５６９．３　Ａｇ０．７３０　　１３”　６６８．
６　Ｃｄ１．４３０　　２＋”　７６７．９　Ｓｎ２．
Ｉ　３０　　７３比較例＋　　　６７、ＯＰｂ３．０　
　３０　　　　　　１５〃２７０．０　　３０　　　Ｉ
Ｉ モモ−−　　　重刷ｒ ｎ）　　　　［１ノコ（ＫＷ）　　　ｐ＄ｔ４ｆｔ（ｍ
ｍ）１．０３　　　　＋、１２ １．０１　　　０．８ １．０１　　　０．７５ ０．９８　　　　＋、１０ ０．９６　　　　＋、０５ １．０　　　　０．８２ ０．９５　　　０．９５ １．０＋　　　　１．２０ １．０３　　　　＋、３８ 表１から明らかなごとく、実施例の電刷子は抵抗率がや
や高くなるがモーターの出力には殆ど影響することが無
く、それにもかかわらず電刷子の耐磨耗性が大きく向上
することが分かる。

鉛添加量を３％程度としたものについて比較すると（実
施例２と比較例１．２）、鉛粉を添加したものでは磨耗
量は１　、３８ｍｍから１．２０ｍｍに改善されるに過
ぎないのに対し、鉛被覆銅粉を用いたものでは磨耗量は
０．８ｍｍまで改善されている。そして抵抗率は被覆銅
粉を用いたものの方がやや高いが、モーター出力には影
響してい無い。さらに、鉛添加量を微少量としたもの（
実施例１）や過剰量としたもの（実施例４）でも、粉末
として適正量の鉛を加えたもの（比較例１）より耐磨耗
性が優れており、モーター出力にも大差は無い。

次に鉛粉の添加量について見ると（実施例１〜４）、銅
粉中の鉛の含有量を２〜８％とすることにより耐磨耗性
が著しく向上することが分かる。また鉛に代え銀やカド
ミウム、錫を用いたものでも、耐磨耗性が大きく改善さ
れることが分かる。

なお発明者らは、銅粉含有量を５５重量％とし黒鉛粉含
有量を４５重量％としたものに付いても同様の実験を行
ったが、はぼ同様の結果が得られた。

［発明の効果］ この発明の製造方法では、耐久性が優れ、しかもモータ
ー等の出力への影響の小さい電刷子を得ることができる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅粉の表面を銅よりも低融点の金属で被覆して被
   覆銅粉とし、 この被覆銅粉と黒鉛粉とを混合・成形して電刷子とする
   、ことを特徴とする金属黒鉛質電刷子の製造方法。