(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラファイトと銅粉末とバインダーとを主成分とする電気ブラシであって、前記電気ブラシは、前記電気ブラシと前記電気ブラシと直接接触する整流子との間の相対移動によって発生するしゅう動熱によって前記グラファイトの前記整流子と接触する端面に存在するグラファイトに吸着する化学種を発生する物質を含有しており、
前記グラファイトに吸着する化学種を発生する物質が水酸化物を含むことを特徴とする電気ブラシ。
【請求項２】
前記しゅう動熱によって前記グラファイトの端面に存在するグラファイトに吸着する化学種を発生する物質がさらにフェノール樹脂を含む請求項１に記載の電気ブラシ。
【請求項３】
前記水酸化物が水酸化マグネシウムである請求項１又は２に記載の電気ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電装用モーター等に使用する金属黒鉛質ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の高品質化に伴い、静粛性に対する要求が高まって来ている。ところが電気ブラシに関する騒音トラブルは数多く発生しており、早急な恒久対策法が望まれている。このため、低騒音化手法として、例えば特開昭５５−２３７７４では、ブラシとブラシホルダ間に弾性体を介在させ発生したブラシ振動を吸収する手法等の構造的対策は既になされている。ところが、この方法はブラシ振動吸収部品の経年変化による振動吸収力の低下、吸収部品を存在させることによるコスト上昇、ブラシ周りの大型化等のデメリットにつながる。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば特開平５−１１１２２３号公報では、金属マンガンを添加したブラシが提案されているが、この方法は硬い金属マンガンがブラシや整流子を粗くしてしまう問題点があり、実用的でない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、金属マンガンのような硬い金属を使用しなくてもブラシ音の源である低湿度下でのブラシ・整流子間のしゅう動を円滑にし、動摩擦係数を減じ、回転機運転時間や使用雰囲気に影響を受けずにブラシ音の低減を図ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、しゅう動熱によってグラファイトの端面に存在するグラファイトに吸着化学種を発生する物質から発生した吸着化学種が、低湿度下での吸着水分子の代わりを果たし、電気ブラシ中のグラファイトの前記整流子と接触する端面において、グラファイトに結合し、ブラシと整流子の表面の間での結合を生じ難くし、層間の滑りを円滑に保つ。その結果、低湿度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下させる。前記化学種は、分子であっても、ラジカルであっても、イオンであってよい。
【０００６】
さらに本発明によれば、前記フェノール樹脂はバインダーとして機能する他に、前記グラファイトの端面に結合する化学種を発生させる物質としても機能する。
【０００７】
本発明によれば、水酸化物は前記しゅう動熱により水分子を発生し、これが前記グラファイトの端面に吸着する。
【０００８】
また本発明によれば、前記グラファイトの活性炭素にフェノール樹脂から発生した化学種及び水が吸着され、本発明の目的にとって一層効果的である。
【０００９】
また本発明によれば、本発明における水酸化物の内で最も好ましいものとして水酸化マグネシウムを示す。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いることのできるバインダーとしては、フェノール樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、エポキシ樹脂、タール、ピッチ等がある。これらの内でフェノール樹脂が好ましい。これらのバインダーの本発明電気ブラシ中での存在割合は、黒鉛を１００wt％として、５〜５０wt％がよい。５wt％未満では黒鉛が吸着するのに充分なガスを発生しないことがあり、また、５０wt％を超えると電気ブラシ形成時の焼成の時に多量のガスが発生し、ふくれが生ずることがあり、好ましくない。
【００１１】
前記フェノール樹脂は、電気ブラシと整流子のしゅう動により、フェノール又はこれに類似の化学種を発生すると考えられる。この化学種は前記グラファイトの前記整流子と接触する端面に結合しブラシと整流子の表面と間の結合を生じがたくし、層間の滑りを円滑にするなどの作用をすると考えられる。
【００１２】
前記水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、Ｓｎ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（ＯＨ）2 、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＡｕＯＨ、Ａｕ（ＯＨ）3 等を使用することができる。これらの内で水酸化マグネシウムが好ましい。前記水酸化物の平均粒径の範囲は、０．１〜１００μｍが好ましい。
【００１３】
前記水酸化物の前記電気ブラシ中での存在割合は、０．１〜１０wt％がよい。０．１wt％未満であると効果が小さく、また、１０wt％を超えると固有抵抗が増加し、性能が低下する。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
グラファイトとグラファイトに吸着するガスを発生するフェノール樹脂バインダーとをエタノール４５重量部で混合する。そして、エタノールを揮発させて混合物を乾燥する。その後、グラファイトの粒度調整のために粉砕を行い、処理グラファイトを作成する。そして処理グラファイト６０重量部に銅粉４０重量部を混合し、成形圧３．５トン／cm2 で成形し、ブラシ形状とする。次に２５０℃で焼成を行い、電気ブラシとする。なお、このときの焼成温度は、バインダーの分解温度未満である。
このようにして作成したブラシは、ブラシ・整流子間のしゅう動発熱により、ブラシ内のバインダーからガスが発生する。このガスが低湿度下で吸着水分子の代わりを果たし、グラファイト端面の炭素−炭素結合が切断されて活性化したグラファイトの炭素原子に吸着すると考えられ、電気ブラシと整流子上のグラファイト被膜間でのグラファイト同志の結合を生じ難くし、両者の間の滑りを円滑に保つ。その結果、低湿度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下させる。
【００１５】
（実施例２）
グラファイトとグラファイトに吸着するガスを発生するフェノール樹脂バインダーとをエタノール４５重量部で混合する。そして、エタノールを揮発させて混合物を乾燥する。その後、グラファイトの粒度調整のために粉砕を行い、処理グラファイトを作成する。そして処理グラファイト５８重量部に銅粉４０重量部と水酸化マグネシウム２重量部を混合し、成形圧３．５トン／cm2 で成形し、ブラシ形状とする。次に１５０℃で焼成を行い、電気ブラシとする。なお、このときの焼成温度は、水酸化マグネシウムの分解温度未満である。
このようにして作成したブラシは、ブラシ・整流子間のしゅう動発熱により、ブラシ内のバインダーからガスが、水酸化マグネシウムから水が発生する。このガス及び水が低湿度下で吸着水分子の代わりを果たし、グラファイト端面の活性な炭素原子に吸着し、電気ブラシと整流子上のグラファイト被膜間でのグラファイト同志の結合を生じ難くし、ブラシと整流子上のグラファイト被膜間でのグラファイト同志の結合を生じ難くし、層間の滑りを円滑に保つ。その結果、低湿度下での動摩擦係数を減じ、ブラシ音を低下させる。
【００１６】
（実施例３）
実施例１及び２のようにして製造したブラシを、自動車用ブロワモータを用いて、動摩擦係数、ブラシ音発生率について従来のブラシと比較した結果を、図１及び２にグラフで示す。尚、前記ブラシ音発生率は、４台のブロワモータを用いて１台、１台がブラシ音を発生する毎に２５％上昇するものとした。いずれも従来のブラシに比べ、動摩擦係数が減少しており、またブラシ音発生率は、運転時間５００時間にて、１００％から２５％又は０％に低下できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブロワモータ運転時間に対する動摩擦係数の変化を示すグラフ。
【図２】ブロワモータ運転時間に対するブラシ音発生率の変化を示すグラフ。
【図１】
0003728830.tif 000002
【図２】
0003728830.tif 000003