(57)【要約】  炭素粉およびバインダーを混練することにより炭素質材料を作製する。作製された炭素質材料を造粒した後、炭素質材料の粒径を調整する。粒径が調整された炭素質材料と金属粉とを混合することによりブラシ材料を作製する。作製されたブラシ材料を成形および熱処理することにより、ブラシが完成する。この場合、ブラシにおける炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下となるように、炭素質材料と金属粉とが混合される前に炭素質材料の粒径が一定範囲内に調整される。または、ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合が５０％以上に調整される。
2013190822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
前記複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、
前記複数の炭素質粒子の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下である、金属炭素質ブラシ。
【請求項２】
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が１０重量％以上７０重量％以下である、請求項１記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項３】
前記良導通部は電解銅粉を用いて形成される、請求項１記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項４】
炭素質粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、
作製された炭素質材料の粒径を調整する工程と、
粒径が調整された炭素質材料と金属粉とを混合する工程と、
混合された炭素質材料および金属粉を成形する工程と、
成形後の炭素質材料および金属粉を焼成する工程とを備え、
前記調整する工程において、成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下となるように、炭素質材料の粒径を調整する、金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項５】
前記混合する工程において、前記金属粉として銅粉を用い、
炭素質材料と混合される銅粉の平均粒径は、前記成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径の２００分の１以上２０分の３以下である、請求項４記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項６】
前記混合する工程において、前記銅粉として電解銅粉を用いる、請求項５記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項７】
前記電解銅粉の粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下である、請求項６記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項８】
複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
前記複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、
ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の前記複数の炭素質粒子の体積の割合が５０％以上である、金属炭素質ブラシ。
【請求項９】
ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の前記複数の炭素質粒子の体積の割合が６０％以上９０％以下である、請求項８記載の金属炭素質ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに用いられる金属炭素質ブラシおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の家庭用および工業用の電気器具ならびに自動車等に、ブラシを備えたモータが用いられる。直流モータのブラシとして、金属炭素質ブラシがある。金属炭素質ブラシは、例えば、黒鉛粉と電解銅粉とを混合し、これを焼成および加圧成形することにより作製される（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０１０−１９３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
直流モータの出力を上げるために、金属炭素質ブラシの電気抵抗率を低くすることが求められる。金属炭素質ブラシの電気抵抗率を低くする方法として、金属炭素質ブラシに含有される金属の割合を大きくすることがある。しかしながら、金属の割合を大きくすると、金属炭素質ブラシと直流モータの整流子との間の摩擦力が大きくなる。そのため、金属炭素質ブラシおよび整流子が磨耗しやすくなる。【０００４】
また、金属炭素質ブラシと直流モータの整流子との間の摩擦熱が大きい場合、または金属炭素質ブラシにおけるジュール熱が大きい場合、金属炭素質ブラシの温度が上昇する。このような高温の状態で金属炭素質ブラシを使用し続けると、金属炭素質ブラシに含まれる金属が酸化することにより、金属炭素質ブラシが不可逆的に膨張（以下、酸化膨張と呼ぶ）する。その結果、他の部材への金属炭素質ブラシの固着、または整流子への金属炭素質ブラシの押し付け不良等の不具合が発生する。【０００５】
本発明の目的は、磨耗が抑制されつつ電気抵抗率が低減された金属炭素質ブラシおよびその製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、金属の酸化による不可逆的な膨張が抑制された金属炭素質ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一局面に従う金属炭素質ブラシは、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、複数の炭素質粒子の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下であるものである。【０００７】
この金属炭素質ブラシにおいては、炭素質粒子間に形成される隙間に良導通部が設けられるので、金属黒鉛質ブラシの電気抵抗率を低くすることができる。この場合、複数の炭素質粒子の平均粒径が３００μｍ以上であるので、良導通部を容易に形成することができる。また、複数の炭素質粒子の平均粒径が２０００μｍ以下であるので、ブラシの成形を容易に行うことが可能となる。【０００８】
また、金属の割合を大きくする必要がないので、金属炭素質ブラシとモータの接触部分との間の摩擦が抑制される。したがって、金属炭素質ブラシの磨耗が抑制される。【０００９】
（２）炭素質材料および良導通部の全体に対する良導通部の割合が１０重量％以上７０重量％以下であってもよい。【００１０】
この場合、良導通部の割合が１０重量％以上であるので、金属炭素質ブラシの電気抵抗率を十分に低くすることができる。また、良導通部の割合が７０重量％以下であるので、金属炭素質ブラシの磨耗を十分に抑制することができる。【００１１】
（３）良導通部は電解銅粉を用いて形成されてもよい。この場合、コストの増大を抑制しつつ金属炭素質ブラシの導電性を確保することができる。【００１２】
（４）本発明の他の局面に従う金属炭素質ブラシの製造方法は、炭素質粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、作製された炭素質材料の粒径を調整する工程と、粒径が調整された炭素質材料と金属粉とを混合する工程と、混合された炭素質材料および金属粉を成形する工程と、成形後の炭素質材料および金属粉を焼成する工程とを備え、調整する工程において、成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下となるように、炭素質材料の粒径を調整するものである。【００１３】
この製造方法においては、炭素質材料の粒径が調整された後に、炭素質材料と金属粉とが混合されることにより、成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下になる。この場合、炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上となることにより、炭素質粒子間に形成される隙間に金属粒子が集中的にかつ連続的に配置される。そのため、複数の金属粒子が互いに接触しやすくなる。さらに、互いに接触する金属粒子が焼結されて一体化する。それにより、金属炭素質ブラシの電気抵抗率を低くすることができる。また、炭素質材料の平均粒径が２０００μｍ以下であるので、ブラシの成形を容易に行うことが可能となる。【００１４】
また、金属粉の割合を大きくする必要がないので、金属炭素質ブラシとモータの接触部分との間の摩擦が抑制される。したがって、金属炭素質ブラシの磨耗が抑制される。【００１５】
（５）混合する工程において、金属粉として銅粉を用い、炭素質材料と混合される銅粉の平均粒径は、成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径の２００分の１以上２０分の３以下であってもよい。【００１６】
この場合、金属炭素質ブラシの導電性を十分に確保することができるとともに、金属炭素質ブラシの磨耗を十分に抑制することができる。【００１７】
（６）混合する工程において、銅粉として電解銅粉を用いてもよい。この場合、コストの増大を抑制しつつ金属炭素質ブラシの導電性を十分に確保することができる。【００１８】
（７）電解銅粉の粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下であってもよい。この場合、金属炭素質ブラシの導電性を十分に確保することができる。【００１９】
（８）本発明のさらに他の局面に従う金属炭素質ブラシは、複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の複数の炭素質粒子の体積の割合が５０％以上であるものである。【００２０】
この金属炭素質ブラシにおいては、ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の複数の炭素質粒子の体積の割合が５０％以上である。この場合、酸素と接触する良導通部の面積が減少する。したがって、金属炭素質ブラシが高温になった場合でも、良導通部が酸化しにくくなる。これにより、良導通部の酸化による金属炭素質ブラシの酸化膨張を抑制することができる。その結果、他の部材への金属炭素質ブラシの固着、または整流子への金属炭素質ブラシの押し付け不良等の不具合が発生することを防止することができる。【００２１】
（９）ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の複数の炭素質粒子の体積の割合が６０％以上９０％以下であってもよい。【００２２】
この場合、電気抵抗率を低減させつつ酸素と接触する良導通部の面積をより減少させることができる。これにより、良導通部の酸化による金属炭素質ブラシの酸化膨張をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、金属炭素質ブラシの電気抵抗率を低くすることができるとともに金属炭素質ブラシの磨耗を抑制することができる。また、金属の酸化による金属炭素質ブラシの不可逆的な膨張を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本実施の形態に係る金属炭素質ブラシを用いた直流モータの模式的斜視図である。
【図２】図２は炭素質材料の粒径と電気抵抗率との関係を説明するための図である。
【図３】図３は偏光顕微鏡により観察されるブラシの表面状態を示す図である。
【図４】図４は電気抵抗率の測定結果を示す図である。
【図５】図５は膨張率の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態に係る金属炭素質ブラシについて図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（１）ブラシの構成
図１は、本実施の形態に係る金属炭素質ブラシ（以下、ブラシと略記する）を用いた直流モータの模式的斜視図である。図１の直流モータ１０は、ブラシ１および回転体２を含む。回転体２は整流子であり、回転軸Ｇの周りで回転可能に設けられる。ブラシ１にはリード線４が接続される。ブラシ１の一端は回転体２の外周面に接触する。図示しない電源からリード線４を介してブラシ１に電流が供給される。その電流がブラシ１から回転体２に供給されることにより、回転体２が回転軸Ｇの周りで回転する。ブラシ回転体２が回転することにより、ブラシ１が回転体２に対して摺動する。
【００２７】
ブラシ１は、炭素質材料と金属粉とを混合して成形することにより作製される。本実施の形態では、作製されたブラシ１における炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下である。
【００２８】
なお、本実施の形態では、直流モータ１０にブラシ１が用いられるが、これに限らず、交流モータにブラシ１が用いられてもよい。
【００２９】
（２）ブラシの製造方法
ブラシ１の製造方法について説明する。まず、造粒により炭素質材料を作製する。具体的には、炭素粉およびバインダーを混練することにより炭素質材料を作製する。炭素粉としては、黒鉛粉を用いることが好ましい。黒鉛粉としては、天然黒鉛粉、人造黒鉛粉または膨張黒鉛粉等を用いることができ、これらのうち複数を混合して用いてもよい。バインダーとしては、合成樹脂を用いることができ、熱硬化性合成樹脂または熱可塑性合成樹脂のいずれを用いてもよく、またはこれらを混合して用いてもよい。バインダーの好ましい例として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フラン樹脂、ポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂が挙げられる。
【００３０】
炭素粉およびバインダーの総量に対する炭素粉の割合は、例えば５重量％以上９５重量％以下であり、５０重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。
【００３１】
炭素粉およびバインダーの混練時に、タングステン、タングステンカーバイト、モリブデンおよびこれらの硫化物のうち１種類または複数種類を添加剤として加えてもよい。炭素粉およびバインダーの総量に対する添加剤の割合は、例えば、０．１重量％以上１０重量％以下であり、１重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
【００３２】
次に、作製された炭素質材料を造粒し、造粒された炭素質材料の粒径を調整する。例えば、炭素質材料から篩等を用いて一定範囲内の粒径を有する炭素質粒子を抽出することにより、炭素質材料の粒径を調整する。炭素質材料の粒径は、３００μｍより大きく１７００μｍ以下の範囲内に調整されることが好ましい。また、炭素質材料の粉砕等の他の方法により炭素質材料の粒径を一定範囲内に調整してもよい。
【００３３】
次に、粒径が調整された炭素質材料と金属粉とを混合することによりブラシ材料を作製する。ブラシ材料の総量に対する金属粉の割合は、例えば１０重量％以上７０重量％以下であることが好ましい。金属粉としては、例えば、銅粉が用いられる。また、銅粉として、電解銅粉が用いられることが好ましい。電解銅粉の見かけ密度は０．７０以上１．２０以下であることが好ましく、電解銅粉の粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。銅粉として、電解銅粉の代わりに、アトマイズ法またはスタンプ法により作製された銅粉を用いてもよい。また、銅粉の代わりに、電解銀粉、アトマイズ法もしくはスタンプ法により作製された銀粉等の銀粉を用いてもよく、または、銀メッキ銅粉等の他の金属粉を用いてもよい。次に、作製されたブラシ材料を加圧成形する。これにより、成形前と比べてブラシ材料中の炭素質材料の粒径が小さくなる。成形後のブラシ材料を窒素またはアンモニア還元雰囲気下、あるいは真空下において、４００℃以上９００℃以下で熱処理する。これにより、ブラシ１が完成する。
【００３４】
図２は、成形および焼成後の炭素質材料の粒径（以下、成形後粒径と呼ぶ）と電気抵抗率との関係を説明するための図である。図２（ａ）には、炭素質材料の成形後粒径が比較的小さい場合の炭素質材料および金属粒子の状態が示される。図２（ｂ）には、炭素質材料の成形後粒径が比較的大きい場合の炭素質材料および金属粒子の状態が示される。
【００３５】
例えば、炭素質材料と金属粉とが混合される前に、炭素質材料が過度に細かく粉砕された場合には、図２（ａ）に示すように、炭素質材料の成形後粒径が比較的小さくなる（例えば１００μｍ以下）。この場合、複数の炭素質粒子Ｐ１および複数の金属粒子Ｐ２がそれぞれ分散的に配置される。そのため、複数の金属粒子Ｐ２が互いに接触しにくくなり、ブラシ１の電気抵抗率が高くなる。
【００３６】
一方、本実施の形態では、炭素質材料の成形後粒径の平均値（以下、成形後平均粒径と呼ぶ）が３００μｍ以上２０００μｍ以下となるように、炭素質材料と金属粉とが混合される前に炭素質材料の粒径が一定範囲内に調整される。炭素質材料の成形後平均粒径が３００μｍ以上であることにより、図２（ｂ）に示すように、複数の炭素質粒子Ｐ１間に形成される隙間に複数の金属粒子Ｐ２が集中的にかつ連続的に配置される。さらに、互いに接する金属粒子Ｐ２が熱処理によって焼結されて一体化することにより、良導通部Ｐ３が形成される。良導通部Ｐ３は、炭素質材料により構成される部分よりも高い導電性を有する。これにより、ブラシ１の電気抵抗率が低くなる。
【００３７】
また、炭素質材料の成形後平均粒径が２０００μｍより大きい場合、ブラシ１の成形が困難となる。そのため、炭素質材料の成形後平均粒径が２０００μｍ以下であることにより、ブラシ１の電気抵抗率を低減しつつブラシ１の成形を容易に行うことが可能となる。
【００３８】
ブラシ１の体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は、５０％以上である。これにより、酸素と接触する良導通部Ｐ３の面積を減少させることができる。ブラシ１の体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は、６０％以上９０％以下であることが好ましい。この場合、電気抵抗率を低減させつつ酸素と接触する良導通部Ｐ３の面積をより減少させることができる。
【００３９】
炭素質材料の成形後平均粒径は、４００μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましく、８００μｍ以上１５００μｍ以下であることがさらに好ましい。それにより、ブラシ１の電気抵抗率を十分に低減しつつブラシ１の成形をさらに容易に行うことができる。また、金属粉として銅粉が用いられる場合、成形および焼成前の銅粉の平均粒径は、炭素質材料の成形後平均粒径に対して、２００分の１以上２０分の３以下であることが好ましく、５０分の１以上５分の１以下であることがより好ましい。これにより、ブラシ１の導電性を十分に確保しつつブラシ１の磨耗を十分に抑制することができる。
【００４０】
（３）効果
このように、本実施の形態では、炭素質材料の成形後平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下であることにより、ブラシ１の電気抵抗率を低くすることができるとともに、ブラシ１の成形を容易に行うことが可能となる。
【００４１】
また、炭素質材料と金属粉との混合物中の金属粉の割合を大きくする必要がないので、ブラシ１と直流モータ１０の回転体２との間の摩擦が抑制される。したがって、ブラシ１の磨耗が抑制される。
【００４２】
また、金属粉として用いられる電解銅粉の割合が１０重量％以上７０重量％以下とされることにより、ブラシ１の電気抵抗率を十分に低くすることができるとともに、ブラシ１の磨耗を十分に抑制することができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、造粒によりブラシ１の体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合を５０％以上にすることができる。この場合、複数の金属粒子Ｐ２は複数の炭素質粒子Ｐ１間に配置されるため、酸素と接触する複数の金属粒子Ｐ２の面積が減少する。したがって、ブラシ１が高温になった場合でも、金属が酸化しにくくなる。これにより、金属の酸化によるブラシ１の不可逆的な膨張（以下、酸化膨張と呼ぶ）を抑制することができる。その結果、ブラシホルダ等の他の部材へのブラシ１の固着、または回転体２へのブラシ１の押し付け不良等の不具合が発生することを防止することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、複数の金属粒子Ｐ２を分散させることなく連結した状態で複数の炭素質粒子Ｐ１間に配置させることができる。この場合、酸素と接触する複数の金属粒子Ｐ２の面積がより減少するので、金属がより酸化しにくくなる。また、連結された複数の金属粒子Ｐ２により効率よく良導通部Ｐ３が形成されるので、ブラシ１の電気抵抗率が低くなる。これにより、ブラシ材料の総量に対する金属粉の割合を小さくすることができる。これらの結果、ブラシ１の酸化膨張をより低減することができる。
【００４５】
（４）実施例および比較例
（４−１）実施例１
天然黒鉛にバインダーとしてフェノール樹脂を加えるとともに添加剤として二硫化モリブデンを加え、これを常温で混練することにより炭素質材料を作製し、作製された炭素質材料を熱風乾燥器により乾燥した。天然黒鉛の平均粒径は５０μｍであり、天然黒鉛の灰分は０．５％以下である。天然黒鉛およびフェノール樹脂の総量に対する天然黒鉛の割合は８５重量％であり、フェノール樹脂の割合は１５重量％である。天然黒鉛およびフェノール樹脂の総量に対する二硫化モリブデンの割合は３重量％である。
【００４６】
次に、乾燥後の炭素質材料から７１０μｍより大きく１４００μｍ以下の粒径を有する炭素質粒子を抽出することにより炭素質材料の粒径を調整した。具体的には、造粒機を用いて、目開きが１４００μｍの篩を通過し、かつ目開きが７１０μｍの篩を通過しない炭素質粒子を抽出した。粒径が調整された炭素質材料に電解銅粉を混合してブラシ材料を作製し、作製されたブラシ材料を加圧成形した。成形後のブラシ材料をアンモニア還元雰囲気下において８００℃で熱処理することによりブラシ１を作製した。電解銅粉の平均粒径は２０μｍであり、見かけ密度は１．００である。ブラシ材料の総量に対する電解銅粉の割合（以下、銅割合と呼ぶ）は２０重量％、３０重量％、４０重量％および５０重量％に設定した。加圧成形時の圧力は２ｔ／ｃｍ２である。
【００４７】
（４−２）実施例２
造粒後の炭素質材料から篩を用いて１４００μｍより大きく１７００μｍ以下の粒径を有する炭素質粒子を抽出した点を除いて、上記実施例１と同様にブラシ１を作製した。
【００４８】
（４−３）実施例３
造粒後の炭素質材料から篩を用いて３００μｍより大きく７１０μｍ以下の粒径を有する炭素質粒子を抽出した点を除いて、上記実施例１と同様にブラシ１を作製した。
【００４９】
（４−４）実施例４
造粒後の炭素質材料から篩を用いて８００μｍの粒径を有する炭素質粒子を抽出した点を除いて、上記実施例１と同様にブラシ１を作製した。
【００５０】
（４−５）比較例１
比較例１が上記実施例１と異なるのは以下の点である。比較例１では、造粒後の炭素質材料を粉砕機により平均粒径が７０μｍとなるように粉砕した。その後、粉砕された炭素質材料に電解銅粉を混合してブラシ材料を作製し、作製されたブラシ材料を加圧成形後に焼成することによりブラシ１を作製した。
【００５１】
（５）評価
（５−１）表面状態
図３は、偏光顕微鏡により観察されるブラシ１の切断面を示す図である。図３には、実施例１〜３および比較例１において作製されるブラシ１の炭素質粒子および金属粒子の状態が示される。図３に示される顕微鏡画像を解析することにより、実施例１における炭素質粒子の成形後平均粒径は８００μｍであり、実施例２における炭素質粒子の成形後平均粒径は１５００μｍであり、実施例３における炭素質粒子の成形後平均粒径は４００μｍであり、比較例１における炭素質粒子の成形後平均粒径は８０μｍであることがわかった。
【００５２】
図３に示すように、実施例１〜３においては、複数の炭素質粒子間に形成される隙間に複数の銅粒子が集中的に配置され、さらに焼結されて一体化することにより良導通部が形成されることがわかった。一方、比較例１においては、複数の炭素質粒子および複数の銅粒子がそれぞれ分散的に配置されることがわかった。
【００５３】
（５−２）電気抵抗率
実施例１〜３および比較例１において作製されたブラシ１から５ｍｍ×５ｍｍ×４０ｍｍのテストピースを作製し、各テストピースの電気抵抗率を測定した。  図４は、電気抵抗率の測定結果を示す図である。図４に示すように、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％である場合の各々において、実施例１〜３のテストピースの電気抵抗率が、比較例１のテストピースの電気抵抗率よりも小さくなった。また、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％である場合の各々において、実施例１，２のテストピースの電気抵抗率が、実施例３のテストピースの電気抵抗率よりもそれぞれ小さくなった。
【００５４】
これにより、炭素質材料の成形後平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下であることにより、ブラシ１の電気抵抗率が低減されることがわかった。また、炭素質材料の成形後平均粒径が８００μｍ以上１５００μｍ以下であることにより、ブラシ１の電気抵抗率がより低減されることがわかった。
【００５５】
（５−３）膨張率
実施例４および比較例１において作製されたブラシ１から７ｍｍ×１１ｍｍ×１１ｍｍのテストピースを作製し、各テストピースの酸化膨張による膨張率を測定した。
【００５６】
図５は、膨張率の測定結果を示す図である。図５に示すように、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％である場合の各々において、実施例４のテストピースの膨張率が、比較例１のテストピースの膨張率よりも小さくなった。
【００５７】
同様に、実施例１〜３において作製されたブラシ１からテストピースを作製し、各テストピースの酸化膨張による膨張率を測定した。その結果、実施例１〜３のテストピースの各々の膨張率は、比較例１のテストピースの膨張率よりも小さくなった。
【００５８】
ここで、図３に示される顕微鏡画像を解析することにより、実施例１〜３におけるテストピースの体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合を算出した。結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2013190822.tif 000003
表１に示すように、実施例１においては、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％における粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は、それぞれ８５％、７９％、７７％および７０％であった。実施例２においては、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％における粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は、それぞれ８５％、８１％、７７％および７１％であった。
【００６０】
実施例３においては、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％における粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は、それぞれ８４％、７９％、７６％および６８％であった。一方、比較例１においては、粒径３００μｍ以上の炭素質材料がほとんど存在しなかったか、またはブラシ１の体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合は５０％よりも小さかった。
【００６１】
実施例１〜３および比較例１の結果から、ブラシ１の体積に対する粒径３００μｍ以上の炭素質材料の体積の割合が６８％以上８５％以下であることにより、金属の酸化膨張によるブラシ１の膨張が確実に抑制されることがわかった。
【００６２】
（６）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００６３】
上記実施の形態においては、炭素質粒子Ｐ１が炭素質粒子の例であり、金属粒子Ｐ２が電解銅粉の例であり、良導通部Ｐ３が良導通部の例であり、ブラシ１が金属炭素質ブラシの例である。
【００６４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、種々のモータに有効に利用することができる。
【図１】
2013190822.tif 000004
【図２】
2013190822.tif 000005
【図３】
2013190822.tif 000006
【図４】
2013190822.tif 000007
【図５】
2013190822.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月14日(2014.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
前記複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、
前記複数の炭素質粒子の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下であり、
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が１０重量％以上７０重量％以下である、金属炭素質ブラシ。
【請求項２】
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が５０重量％以下である、請求項１記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項３】
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が２０重量％以上である、請求項１または２記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項４】
前記良導通部は電解銅粉を用いて形成される、請求項１記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項５】
炭素質粉およびバインダーを混合することにより炭素質材料を作製する工程と、
作製された炭素質材料の粒径を調整する工程と、
粒径が調整された炭素質材料と金属粉とを混合する工程と、
混合された炭素質材料および金属粉を成形する工程と、
成形後の炭素質材料および金属粉を焼成する工程とを備え、
前記調整する工程において、成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径が３００μｍ以上２０００μｍ以下となるように、炭素質材料の粒径を調整することにより、金属粉に由来する金属からなる良導通部を炭素質材料の粒子の隙間に形成するとともに、前記良導通部の幅を炭素質材料の粒子の粒径よりも小さく形成する、金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項６】
前記混合する工程において、前記金属粉として銅粉を用い、
炭素質材料と混合される銅粉の平均粒径は、前記成形および焼成後の炭素質材料の平均粒径の２００分の１以上２０分の３以下である、請求項５記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項７】
前記混合する工程において、前記銅粉として電解銅粉を用いる、請求項６記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項８】
前記電解銅粉の粒径は１０μｍ以上４０μｍ以下である、請求項７記載の金属炭素質ブラシの製造方法。
【請求項９】
複数の炭素質粒子からなる炭素質材料と、
前記複数の炭素質粒子の隙間に設けられ、金属からなる良導通部とを含み、
ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の前記複数の炭素質粒子の体積の割合が６０％以上９０％以下であり、
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が１０重量％以上７０重量％以下である、金属炭素質ブラシ。
【請求項１０】
粒径３００μｍ以上の炭素質粒子の周囲に、当該炭素質粒子の粒径よりも小さい幅を有する前記良導通部が配置される、請求項９記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項１１】
前記炭素質材料および前記良導通部の全体に対する前記良導通部の割合が２０重量％以上５０重量％以下である、請求項９または１０記載の金属炭素質ブラシ。
【請求項１２】
ブラシの体積に対する粒径３００μｍ以上の前記複数の炭素質粒子の体積の割合が６８％以上８５％以下である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の金属炭素質ブラシ。
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月25日(2014.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（５−２）電気抵抗率
実施例１〜３および比較例１において作製されたブラシ１から５ｍｍ×５ｍｍ×４０ｍｍのテストピースを作製し、各テストピースの電気抵抗率を測定した。
図４は、電気抵抗率の測定結果を示す図である。図４に示すように、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％である場合の各々において、実施例１〜３のテストピースの電気抵抗率が、比較例１のテストピースの電気抵抗率よりも小さくなった。また、銅割合が２０重量％である場合、３０重量％である場合、４０重量％である場合、および５０重量％である場合の各々において、実施例１，２のテストピースの電気抵抗率が、実施例３のテストピースの電気抵抗率よりもそれぞれ小さくなった。
【国際調査報告】
2013190822.tif 000009
2013190822.tif 000010
2013190822.tif 000011
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