(57)【要約】【課題】整流性及び耐久性に優れるブラシ、整流子及び整流機構を提供すること。【解決手段】直流電動機における整流子５は、ブラシ４と接触する整流子片６を複数有しており、各整流子片６は、低抵抗材料からなる低抵抗層６１と、低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層６２とからなる。低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び無機物質としての窒化ホウ素（ＢＮ）を含有してなる。高抵抗材料の全量に対する窒化ホウ素の混合割合は、２０ｗｔ％より多くなっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流子における整流子片と接触するブラシであって、
該ブラシは、低抵抗材料からなる低抵抗層と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層とを有しており、
上記高抵抗材料は、その全量に対して、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い無機物質を２０ｗｔ％より多く含有していることを特徴とするブラシ。
【請求項２】
請求項１において、上記低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、上記高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び上記無機物質を含有してなることを特徴とするブラシ。
【請求項３】
請求項１において、上記低抵抗材料は、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子を含有してなることを特徴とするブラシ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記無機物質は、窒化ホウ素であることを特徴とするブラシ。
【請求項５】
請求項４において、上記高抵抗材料は、上記窒化ホウ素を６５〜８５ｗｔ％含有し残部がカーボン材料からなる混合原料に、バインダを添加してなることを特徴とするブラシ。
【請求項６】
請求項４又は５において、上記窒化ホウ素を含有した上記高抵抗材料からなる上記高抵抗層は、その気孔率が３０％以下であることを特徴とするブラシ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のブラシと、カーボンファイバを含む黒鉛を含有してなる整流子片とを備えたことを特徴とする整流機構。
【請求項８】
ブラシと接触する整流子片を複数有する整流子であって、
上記整流子片は、低抵抗材料からなる低抵抗層と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層とを有しており、
上記高抵抗材料は、その全量に対して、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い無機物質を２０ｗｔ％より多く含有していることを特徴とする整流子。
【請求項９】
請求項８において、上記低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、上記高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び上記無機物質を含有してなることを特徴とする整流子。
【請求項１０】
請求項８において、上記低抵抗材料は、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子を含有してなることを特徴とする整流子。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項において、上記無機物質は、窒化ホウ素であることを特徴とする整流子。
【請求項１２】
請求項１１において、上記高抵抗材料は、上記窒化ホウ素を６５〜８５ｗｔ％含有し残部がカーボン材料からなる混合原料に、バインダを添加してなることを特徴とする整流子。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、上記窒化ホウ素を含有した上記高抵抗材料からなる上記高抵抗層は、その気孔率が３０％以下であることを特徴とする整流子。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか一項に記載の整流子と、カーボンファイバを含む黒鉛を含有してなるブラシとを備えたことを特徴とする整流機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機又は発電機等の回転電機に用いるブラシ、整流子及び整流機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、直流電動機等においては、ステータ側に配設された一対のブラシと、ロータ側に配設された整流子とを使用する。そして、ロータにおける複数の電機子巻線を、整流子における各整流片に接続しておき、一対のブラシを各整流片に順次圧接させることにより、各電機子巻線へ通電を行い、ロータを回転させている。
上記ブラシと整流子との圧接の際には、ブラシと各整流片とが断続的な接触を繰り返しており、これらの間には、接触による機械的な磨耗だけでなく、通電の断続による電気的な磨耗も生じる。この電気的な磨耗は、ブラシと各整流片との接触状態が断続するときに生じる放電現象に起因している。
【０００３】
そのため、ブラシと整流子との間の放電現象を低減する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１の積層ブラシは、黒鉛に対するＣｕの含有量の異なる２層の部分から構成し、この２層の部分は、整流子の回転方向にＣｕの含有量の高い高Ｃｕ量部を、反回転方向に高Ｃｕ量部よりもＣｕの含有量の低い低Ｃｕ量部を配置してなる。これにより、回転電機の性能を低下させることなく、積層ブラシの寿命を向上させている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の積層ブラシは、高Ｃｕ量部が、黒鉛に対するＣｕの含有量が高いことにより、性能面（導通性等）を確保し、低Ｃｕ量部が、黒鉛に対するＣｕの含有量が低いことにより、耐摩耗性を向上させている。
そのため、ブラシ又は整流子の整流性（整流特性）及び耐久性を一層向上させるためには十分ではなかった。
【０００５】
また、特許文献２の電刷子（ブラシ）は、回転する整流子面に接触する突起群を複数形成してなり、突起同士を整流子の回転方向に対して異なる位相で形成してなる。これにより、初期振動を抑制し、電刷子の耐用性を向上させている。また、電刷子を構成する材料は、銅等の導電性金属粉末、黒鉛粉末、バインダ等に、窒化ホウ素等を潤滑剤として２０質量％以下添加して構成している。
しかしながら、特許文献２の電刷子は、単層からなり、上記と同様に、整流性（整流特性）及び耐久性を一層向上させるためには十分ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５１１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１００４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、整流性及び耐久性に優れるブラシ、整流子及び整流機構を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、整流子における整流子片と接触するブラシであって、
該ブラシは、低抵抗材料からなる低抵抗層と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層とを有しており、
上記高抵抗材料は、その全量に対して、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い無機物質を２０ｗｔ％より多く含有していることを特徴とするブラシにある（請求項１）。
【０００９】
本発明のブラシは、回転電機に用いるものであり、低抵抗層と高抵抗層とを有している。そして、ブラシにおいては、高抵抗層を構成する高抵抗材料に固有抵抗値が高い無機物質を積極的に含有させ、高抵抗層における導通性（導電性）を意図的に悪化させることにより、整流性及び耐久性の向上を図っている。
【００１０】
すなわち、上記ブラシ及び整流子を配設した回転電機を回転動作させる状態において、ブラシと整流子片のうちのいずれかの第１整流子片とは、ブラシの低抵抗層と第１整流子片とが対向することにより、良好に導通される。
そして、ブラシに対抗する整流子片が、第１整流子片からこれに隣接する第２整流子片へと移行するときには、ブラシの低抵抗層が第２整流子片と対向すると共にブラシの高抵抗層が第１整流子片とわずかな面積で対向する。
【００１１】
このとき、高抵抗層の導通性を意図的に悪化させていることにより、ブラシの低抵抗層と第２整流子片との間に優先的に電流が流れる一方、ブラシの高抵抗層と第１整流子片との間に流れる電流の量を抑制することができる。これにより、ブラシの高抵抗層と第１整流子片との間の電圧上昇を抑制することができ、これらの間に放電現象が発生することを抑制することができる。
【００１２】
それ故、上記ブラシによれば、各整流子片との間の導通状態と非導通状態とを適切に区別することができ、回転電機における整流性を向上させることができる。また、上記ブラシによれば、整流子片との間に発生する放電現象を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００１３】
第２の発明は、ブラシと接触する整流子片を複数有する整流子であって、
上記整流子片は、低抵抗材料からなる低抵抗層と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層とを有しており、
上記高抵抗材料は、その全量に対して、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い無機物質を２０ｗｔ％より多く含有していることを特徴とする整流子にある（請求項８）。
【００１４】
本発明の整流子は、回転電機に用いるものであり、各整流子片が低抵抗層と高抵抗層とを有している。そして、整流子においては、高抵抗層を構成する高抵抗材料に固有抵抗値が高い無機物質を積極的に含有させ、高抵抗層における導通性（導電性）を意図的に悪化させることにより、整流性及び耐久性の向上を図っている。
【００１５】
すなわち、上記ブラシ及び整流子を配設した回転電機を回転動作させる状態において、ブラシと整流子片のうちのいずれかの第１整流子片とは、ブラシと第１整流子片の低抵抗層とが対向することにより、良好に導通される。
そして、ブラシに対抗する整流子片が、第１整流子片からこれに隣接する第２整流子片へと移行するときには、ブラシは、第２整流子片の低抵抗層と対向すると共に第１整流子片の高抵抗層とわずかな面積で対向する。
【００１６】
このとき、高抵抗層の導通性を意図的に悪化させていることにより、ブラシと第２整流子片の低抵抗層との間に優先的に電流が流れる一方、ブラシと第１整流子片の高抵抗層との間に流れる電流の量を抑制することができる。これにより、ブラシと第１整流子片の高抵抗層との間の電圧上昇を抑制することができ、これらの間に放電現象が発生することを抑制することができる。
【００１７】
それ故、上記整流子によれば、ブラシとの間の導通状態と非導通状態とを適切に区別することができ、回転電機における整流性を向上させることができる。また、上記整流子によれば、ブラシとの間に発生する放電現象を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
上述した上記第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記高抵抗材料における上記無機物質の含有量が２０ｗｔ％以下である場合には、高抵抗層の固有抵抗値を低抵抗層の固有抵抗値よりも十分に高くすることができず、上記整流性及び耐久性を向上させる効果が十分に得られないおそれがある。
また、高抵抗材料における無機物質の含有量が高くなりすぎると、高抵抗層の部分に絶縁物を設けたのと同様の結果になってしまうおそれがある。そのため、高抵抗材料における無機物質の含有量は９０ｗｔ％以下であることが好ましいと考える。
【００１９】
また、上記無機物質は、固有抵抗値が１×１０-2Ω・ｍ（１Ω・ｃｍ）以上であり、沸点（分解温度）が１０００℃以上であり、モース硬さ（主に鉱物の硬さを示す規格であり、１〜１５の段階で硬さを示し、数値が大きい方が硬い。）が１〜２段階の範囲で、上記低抵抗材料のモース硬さと近似しているものとすることが好ましい。
【００２０】
上記無機物質の固有抵抗値が１×１０12Ω・ｍ以上であることにより、ブラシと整流子との間に生ずる放電現象を効果的に抑制することができ、沸点が２０００℃以上であることにより、ブラシ又は整流子の耐久性（耐熱性、耐摩耗性等）を効果的に向上させることができる。また、無機物質のモース硬さが１〜２段階の範囲で低抵抗材料のモース硬さに近似していることにより、ブラシと各整流子片とが摺動する際に、低抵抗層と高抵抗層とがほぼ均一に磨耗し、ブラシ又は整流子片の表面を平面に保つことができ、ブラシの踊りによる放電現象（火花）の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、上記第１、第２の発明において、上記低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、上記高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び上記無機物質を含有してなることが好ましい（請求項２、９）。
この場合には、低抵抗材料及び高抵抗材料にカーボン材料を含有していることにより、ブラシ又は整流子の導通性（導電性）及び耐久性を一層向上させることができる。
上記カーボン材料としては、例えば、黒鉛等がある。また、上記バインダ（結合剤）としては、合成樹脂があり、例えば、フェノール樹脂等がある。
【００２２】
また、上記低抵抗材料は、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子を含有してなることもできる（請求項３、１０）。
この場合には、低抵抗材料からなる低抵抗層の接触抵抗を低減させることができる。また、この接触抵抗を低減する効果は、特に上記ブラシ及び整流子を液体中で使用する場合に顕著である。また、この場合には、低抵抗層と高抵抗層との接触抵抗の差を大きくすることができ、回転電機における整流性を一層向上させることができる。
なお、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子とは、黒鉛粒子の表面を銅によってコーティングしてなるものをいう。
【００２３】
また、上記無機物質は、窒化ホウ素であることが好ましい（請求項４、１１）。
この場合には、ブラシ又は整流子の導通性と耐久性とをバランスよく向上させることができる。
上記無機物質としては、窒化ホウ素（ＢＮ）以外にも、例えば、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、二硫化タングステン（ＷＳ2）、鉱物（カオリン、タルク等）等がある。
【００２４】
また、上記高抵抗材料は、上記窒化ホウ素を６５〜８５ｗｔ％含有し残部がカーボン材料からなる混合原料に、バインダを添加してなることが好ましい（請求項５、１２）。
この場合には、ブラシ又は整流子の導通性と耐久性とを一層バランスよく向上させることができる。
なお、上記混合原料に対する窒化ホウ素の含有量が６５ｗｔ％未満の場合には、高抵抗層の固有抵抗値が低くなり、ブラシ又は整流子の整流性及び耐久性の向上度合が減少するおそれがある。また、上記混合原料に対する窒化ホウ素の含有量が８５ｗｔ％を超える場合には、高抵抗層の固有抵抗値が高くなりすぎ、高抵抗層の部分に絶縁物を設けたのと同様の結果になってしまい、低抵抗層と高抵抗層との境界部において放電現象が発生してしまうおそれがある。
【００２５】
また、上記窒化ホウ素を含有した上記高抵抗材料からなる上記高抵抗層は、その気孔率が３０％以下であることが好ましい（請求項６、１３）。
この場合には、特に上記ブラシ及び整流子を液体中で使用する場合に、使用時間の経過と共に高抵抗層の固有抵抗値が上昇してしまうことを効果的に抑制することができる。
また、気孔率とは、高抵抗層の体積全体中に占める気孔の体積の割合のことをいう。
【００２６】
高抵抗層の気孔率が３０％を超える場合には、高抵抗層の強度が不足するおそれがある。また、気孔率が大幅に小さい高抵抗層を成形することは容易ではないため、高抵抗層の気孔率は、１５％以上とすることが好ましい。
また、高抵抗層の気孔率を小さくするためには、高抵抗層を成形する際の成形圧力を高くすることが有効である。
【００２７】
第３の発明は、上述したブラシと、カーボンファイバを含む黒鉛を含有してなる整流子片とを備えたことを特徴とする整流機構にある（請求項７）。
本発明の整流機構においては、硬度の高いカーボンファイバを含む黒鉛を整流子片に含有することにより、回転電機を動作させるときに、当該整流子片によって上記低抵抗層及び高抵抗層を有するブラシの表面を意図的に若干研削することができる。そのため、ブラシの表面をできるだけ平滑に保つことができ、ブラシと整流子片との間に発生する放電現象を一層効果的に抑制することができる。
なお、ブラシの表面に段差が生じると、このブラシが整流子片の表面を踊り、これらの寿命が低下するおそれがある。
【００２８】
第４の発明は、上述した整流子と、カーボンファイバを含む黒鉛を含有してなるブラシとを備えたことを特徴とする整流機構にある（請求項１４）。
本発明の整流機構においては、硬度の高いカーボンファイバを含む黒鉛をブラシに含有することにより、回転電機を動作させるときに、当該ブラシによって上記低抵抗層及び高抵抗層を有する整流子片の表面を意図的に若干研削することができる。そのため、整流子片の表面をできるだけ平滑に保つことができ、ブラシと整流子片との間に発生する放電現象を一層効果的に抑制することができる。
なお、整流子片の表面に段差が生じると、ブラシが整流子片の表面を踊り、これらの寿命が低下するおそれがある。
また、整流子片又はブラシの表面を平滑に保つためには、低抵抗層と高抵抗層との被削性（削られやすさ）をできるだけ近づけることが好ましい。
【００２９】
また、上記第１、第３の発明における整流子又は上記第２、第４の発明におけるブラシは、カーボンファイバを含む黒鉛に、バインダを添加して構成することができる。
そして、黒鉛とカーボンファイバとの混合原料全量に対する上記カーボンファイバの含有量は、１〜１０ｗｔ％とすることが好ましい。この場合には、カーボンファイバの含有量が最適であり、ブラシ又は整流子片の表面を一層容易に平滑に保つことができ、ブラシと整流子片との間に発生する放電現象を一層効果的に抑制することができる。
【００３０】
上記混合原料全量に対するカーボンファイバの含有量が１ｗｔ％未満である場合には、カーボンファイバの含有量が少なすぎて上記表面の平滑を保つ効果が得られないおそれがある。一方、上記混合原料全量に対するカーボンファイバの含有量が１０ｗｔ％を超える場合には、カーボンファイバの含有量が多すぎて上記ブラシ又は整流子片の表面を研削しすぎてしまうおそれがある。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明のブラシ、整流子及び整流機構にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例は、図１〜図５に示すごとく、整流子５における複数の整流子片６を、低抵抗層６１と高抵抗層６２との２層の抵抗層から構成した例を示す。
すなわち、本例の整流子５は、ブラシ４と接触する整流子片６を複数有しており、各整流子片６は、低抵抗材料からなる低抵抗層６１と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層６２とからなる。
【００３２】
また、低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び無機物質としての窒化ホウ素（ＢＮ）を含有してなる。また、高抵抗材料の全量に対する窒化ホウ素の混合割合は、２０ｗｔ％より多くなっている。
以下に、本例を詳説する。
【００３３】
本例の低抵抗材料は、カーボン材料としての黒鉛等に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなる。
本例の高抵抗材料は、カーボン材料としての黒鉛等と窒化ホウ素との混合原料に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなる。また、混合原料に対する窒化ホウ素の含有量は、６５〜８５ｗｔ％となっている。また、本例の窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）である。
本例のブラシ４を構成する材料は、カーボン材料としての黒鉛等に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなる。
【００３４】
ここで、図１、図２は、ブラシ４と整流子５における各整流子片６との接触状態を模式的に示す図である。また、図３は、直流電動機１を模式的に示す図であり、図４は、整流子５を軸方向Ｌから見た状態で示す図であり、図５は、整流子５の断面を示す図である。
図３に示すごとく、本例のブラシ４及び整流子５は、回転電機としての直流電動機１に用いるものである。この直流電動機１は、永久磁石又は界磁巻線を配設してなるステータ２と、複数の電機子巻線３１を配設してなるロータ３とを有している。ステータ２側には、直流電流を通電するための一対のブラシ４が配設されており、ロータ３の回転軸３２には、複数の整流子片６を有する整流子５が配設されている。また、各整流子片６は、ロータ３における各電機子巻線３１に接続されている（図１、図２参照）。
【００３５】
図４、図５に示すごとく、本例の整流子５は、ロータ３の軸方向Ｌに位置する一方の端面に、ブラシ４と接触する複数の整流子片６を配設してなるフラットタイプのものである。また、整流子５は、円盤形状を有する合成樹脂からなる本体部５１に、複数の整流子片６を配設してなる。また、複数の整流子片６は、本体部５１の中心部５１１から放射状に配設されている。また、整流子５は、整流子片６同士の間に空隙６０を形成して、整流子５同士の間の絶縁を行っている。
また、各整流子片６と本体部５１との間には、各整流子片６と導通されロータ３における各電機子巻線３１を接続するための接続部材５２が配設されている。
また、ブラシ４は、バネ４５によって整流子５に圧接されている。そして、ブラシ４は、整流子５の軸方向Ｌからこの整流子５に接触するよう構成されている。
【００３６】
図１、図２、図４に示すごとく、本例の直流電動機１は、車両における燃料ポンプに用いる燃料ポンプ用直流電動機１であり、ロータ３を一方向に回転させるものである。そして、整流子５の各整流子片６は、その回転方向Ｒの前方側に低抵抗層６１を備え、回転方向Ｒの後方側に高抵抗層６２を備えている。
また、ブラシ４の回転方向Ｒにおける幅は、各整流子片６の回転方向Ｒにおける幅よりも小さくなっている。
【００３７】
本例の整流子５は、各整流子片６の高抵抗層６２を構成する高抵抗材料に固有抵抗値が高い窒化ホウ素を積極的に含有させ、高抵抗層６２における導通性（導電性）を意図的に悪化させることにより、整流性及び耐久性の向上を図っている。
以下に、上記整流子５を用いた直流電動機１を回転動作させる状態及び上記整流子５による作用効果につき詳説する。
【００３８】
上記直流電動機１において、図１に示すごとく、一対のブラシ４が、それぞれいずれかの第１整流子片６Ａと対向したときには、ブラシ４及び第１整流子片６Ａにおける低抵抗層６１を介して電機子巻線３１に電流Ｉが流れ、ロータ３が回転する。このとき、ブラシ４と第１整流子片６Ａとの間には、固有抵抗値が高抵抗層６２よりも低い低抵抗層６１を介して電流Ｉが流れ、ブラシ４と第１整流子片６Ａとの導通性（通電性）を十分に確保することができる。
【００３９】
次いで、図２に示すごとく、ロータ３の回転により、一対のブラシ４は、各第１整流子片６Ａにそれぞれ隣接する各第２整流子片６Ｂに対向する。そして、一対のブラシ４に対して対向する整流子片６が、各第１整流子片６Ａから各第２整流子片６Ｂに移行するときには、ブラシ４には、第２整流子片６Ｂの低抵抗層６１が対向すると共に第１整流子片６Ａの高抵抗層６２がわずかな面積で対向する。
【００４０】
このとき、各整流子片６の高抵抗層６２の導通性を意図的に悪化させていることにより、ブラシ４と第２整流子片６Ｂの低抵抗層６１との間に優先的に電流Ｉが流れる一方、ブラシ４と第１整流子片６Ａの高抵抗層６２との間に流れる電流Ｉの量を抑制することができる。すなわち、ブラシ４に対して対向する整流子片６が、第１整流子片６Ａから第２整流子片６Ｂに移行するときには、第１整流子片６Ａの高抵抗層６２がブラシ４と対向する面積が減少し、これらの間の電気抵抗が増大する。このとき、低抵抗層６１と高抵抗層６２との抵抗差により、電流Ｉは積極的に低抵抗層６１を流れる一方、高抵抗層６２に残る電流Ｉを小さくすることができ、放電発生時のダメージ（ブラシ４及び整流子片６に生じる磨耗等）を抑制することができる。
【００４１】
また、上記各整流子片６の高抵抗層６２は、耐熱性に優れる窒化ホウ素を含有している。そのため、上記ブラシ４と第１整流子片６Ａの高抵抗層６２との間の電圧が上昇する瞬間に、第１整流子片６Ａの高抵抗層６２が高温に加熱されても、この高抵抗層６２に磨耗が発生することを効果的に抑制することができる。
なお、第１整流子片６Ａ及び第２整流子片６Ｂは、すべての整流子片６のうちから説明のために便宜上用いたものであり、上記整流性及び耐久性の向上等の優れた作用効果は、いずれの整流子片６においても得ることができる。
【００４２】
それ故、本例の整流子５によれば、ブラシ４との間の導通状態と非導通状態とを適切に区別することができ、直流電動機１における整流性を向上させることができる。また、本例の整流子５によれば、ブラシ４との間に発生する放電現象を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００４３】
また、上記低抵抗層６１を構成する低抵抗材料は、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子を含有してなることが好ましい。この場合には、低抵抗材料からなる低抵抗層６１の接触抵抗を低減させることができる（実施例７参照）。
また、上記窒化ホウ素を含有した高抵抗材料からなる高抵抗層６２は、その気孔率が３０％以下であることが好ましい。この場合には、特にブラシ４及び整流子５を液体中で使用する場合に、使用時間の経過と共に高抵抗層６２の固有抵抗値が上昇してしまうことを効果的に抑制することができる（実施例８参照）。
【００４４】
また、上記ブラシ４は、カーボンファイバを含む黒鉛に、バインダを添加してなることが好ましい。この場合には、ブラシ４と整流子片６との間に発生する放電現象を一層効果的に抑制することができる（実施例９参照）。また、この場合には、カーボンファイバを含む黒鉛にバインダを添加してなるブラシ４と、低抵抗層６１及び高抵抗層６２からなる整流子片６を複数備えた整流子５とによって、整流機構を構成することができる。
【００４５】
（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、一対のブラシ４を、低抵抗層４１と高抵抗層４２との２層の抵抗層から構成した例を示す。
すなわち、本例のブラシ４は、低抵抗材料からなる低抵抗層４１と、上記低抵抗材料よりも固有抵抗値が高い高抵抗材料からなる高抵抗層４２とからなる。
また、低抵抗材料は、カーボン材料及びバインダを含有してなり、高抵抗材料は、カーボン材料、バインダ及び無機物質としての窒化ホウ素（ＢＮ）を含有してなる。また、高抵抗材料の全量に対する窒化ホウ素の混合割合は、２０ｗｔ％より多くなっている。
また、本例の整流子５は、単層の整流子片６を複数有してなる。
【００４６】
本例の直流電動機１は、車両における燃料ポンプに用いるものであり、ロータ３を一方向に回転させるものである。そして、各ブラシ４は、整流子５の回転方向Ｒに対する前方側に高抵抗層４２を備え、回転方向Ｒに対する後方側に低抵抗層４１を備えている。また、ブラシ４の回転方向Ｒにおける幅は、各整流子片６の回転方向Ｒにおける幅よりも小さくなっている。
本例のブラシ４における低抵抗層４１及び高抵抗層４２をそれぞれ構成する低抵抗材料及び高抵抗材料は、上記実施例１に示した整流子片６における低抵抗層６１及び高抵抗層６２をそれぞれ構成する材料と同じである。また、本例の整流子片６を構成する材料は、上記実施例１に示したブラシ４を構成する材料と同じである。
【００４７】
本例のブラシ４は、その高抵抗層４２を構成する高抵抗材料に固有抵抗値が高い窒化ホウ素を積極的に含有させ、高抵抗層４２における導通性（導電性）を意図的に悪化させることにより、整流性及び耐久性の向上を図っている。
以下に、本例のブラシ４を用いた直流電動機１を回転動作させる状態及び本例のブラシ４による作用効果につき詳説する。
【００４８】
上記直流電動機１において、図６に示すごとく、一対のブラシ４が、それぞれいずれかの第１整流子片６Ａと対向したときには、ブラシ４の低抵抗層４１及び第１整流子片６Ａを介して電機子巻線３１に電流Ｉが流れ、ロータ３が回転する。このとき、ブラシ４と第１整流子片６Ａとの間には、固有抵抗値が高抵抗層４２よりも低い低抵抗層４１を介して電流Ｉが流れ、ブラシ４と第１整流子片６Ａとの導通性（通電性）を十分に確保することができる。
【００４９】
次いで、図７に示すごとく、ロータ３の回転により、一対のブラシ４は、各第１整流子片６Ａにそれぞれ隣接する各第２整流子片６Ｂに対向する。そして、一対のブラシ４に対して対向する整流子片６が、各第１整流子片６Ａから各第２整流子片６Ｂに移行するときには、ブラシ４の低抵抗層４１に第２整流子片６Ｂが対向すると共にブラシ４の高抵抗層４２に第１整流子片６Ａがわずかな面積で対向する。
【００５０】
このとき、ブラシ４の高抵抗層４２の導通性を意図的に悪化させていることにより、ブラシ４の低抵抗層４１と第２整流子片６Ｂとの間に優先的に電流Ｉが流れる一方、ブラシ４の高抵抗層４２と第１整流子片６Ａとの間に流れる電流Ｉの量を抑制することができる。すなわち、ブラシ４に対して対向する整流子片６が、第１整流子片６Ａから第２整流子片６Ｂに移行するときには、ブラシ４の高抵抗層４２と第１整流子片６Ａとが対向する面積が減少し、これらの間の電気抵抗が増大する。このとき、低抵抗層４１と高抵抗層４２との抵抗差により、電流Ｉは積極的に低抵抗層４１を流れる一方、高抵抗層４２に残る電流Ｉを小さくすることができ、放電発生時のダメージ（ブラシ４及び整流子片６に生じる磨耗等）を抑制することができる。
【００５１】
また、上記ブラシ４の高抵抗層４２は、耐熱性に優れる窒化ホウ素を含有している。そのため、上記ブラシ４の高抵抗層４２と第１整流子片６Ａとの間の電圧が上昇する瞬間に、ブラシ４の高抵抗層４２が高温に加熱されても、この高抵抗層４２に磨耗が発生することを効果的に抑制することができる。
なお、第１整流子片６Ａ及び第２整流子片６Ｂは、すべての整流子片６のうちから説明のために便宜上用いたものである。
【００５２】
それ故、本例のブラシ４によれば、各整流子片６との間の導通状態と非導通状態とを適切に区別することができ、直流電動機１における整流性を向上させることができる。また、本例のブラシ４によれば、整流子片６との間に発生する放電現象を抑制して、耐久性を向上させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
なお、上記実施例１の整流子５又は上記実施例２のブラシ４は、燃料ポンプ用直流電動機１に用いた。この燃料ポンプ用直流電動機１においては、ブラシ４と整流子５との間に燃料が存在することにより、放電現象が発生しやすく、電気的な磨耗が発生しやすい状況が形成されている。これに対し、上記実施例１の整流子５又は上記実施例２のブラシ４を採用することにより、上記電気的な磨耗の発生を効果的に抑制することができる。
【００５４】
（実施例３）
本例は、上記実施例１に示した整流子５、及び上記実施例２に示したブラシ４を製造する方法の一例を示す。
低抵抗層４１、６１と高抵抗層４２、６２との２層の抵抗層を備える各整流子片６又はブラシ４を製造する際には、以下のように、高抵抗材料を生成する。
【００５５】
すなわち、高抵抗材料の生成に当たっては、黒鉛等のカーボン粉末（例えば、平均粒径約３０μの天然黒鉛を２５ｗｔ％）と窒化ホウ素等の無機物質粉末（例えば、平均粒径約１０μの六方晶窒化ホウ素を７５ｗｔ％）とを混合する。そして、この混合粉末（１００重量部）に対し、メタノール溶液（例えば、３０重量部）に溶解したバインダとしてのノボラック系フェノール樹脂（例えば、１５重量部）を混合し、ミキサーで混練して、混合原料を得る。次いで、この混合原料を乾燥機において乾燥させ、混合原料中のメタノールを蒸発させて、塊り状の高抵抗材料を得る。その後、この塊り状の高抵抗材料を衝撃型粉砕機で粉砕し、所定のふるいでふるい分けて、高抵抗材料粉末を得る。
【００５６】
また、低抵抗材料粉末は、黒鉛等のカーボン粉末（例えば、平均粒径約３０μの天然黒鉛を１００ｗｔ％）と、メタノール溶液に溶解したバインダとしてのノボラック系フェノール樹脂とを混合し、上記と同様に、乾燥、蒸発、粉砕等を行って得る。
【００５７】
そして、粉末冶金成形法を使用して、所定形状の成形型内に上記低抵抗材料粉末と上記高抵抗材料粉末とを交互に配置し、両者をプレス機で加圧して、所定形状の成形体に成形する。その後、この成形体を還元雰囲気の電気炉内で約９００℃に加熱し、バインダを分解、炭化させて焼成し、ブラシ４又は整流子５を製造した。
【００５８】
（実施例４）
本例は、上記ブラシ４又は整流子片６における高抵抗層４２、６２を構成する高抵抗材料における無機物質を選定した例を示す。
まず、上記高抵抗材料における無機物質として使用できる材料を選定するために、考えられる主要な候補材料の固有抵抗値（Ω・ｃｍ）、沸点（分解温度）（℃）、モース硬さ（１〜１５の段階で硬さを示し、数値が大きい方が硬い。）について検討した。
【００５９】
上記候補材料を表１に示す。
同表においては、各候補材料の固有抵抗値、沸点及びモース硬さについて、使用に適していると考えられる場合を○とし、使用可能と考えられる場合を△とし、使用にあまり適さないと考えられる場合を×として評価した。
なお、同表において、(ＣＦ)nはフッ化カーボンを示す。
【００６０】
【表１】
2006187190.tif 000003
【００６１】
具体的には、固有抵抗値については、Ｃ（炭素）以外は、すべて○とした。また、沸点については、温度が高いほど耐熱性に優れると考え、温度が高いものから順に○、△、×で評価した。また、モース硬さについては、低抵抗層４１、６１を構成する低抵抗材料のモース硬さに近似していることが、低抵抗層４１、６１と高抵抗層４２、６２との磨耗の進行度合いが近似し、ブラシの踊りによる放電現象の発生を抑制できると考え、カーボンのモース硬さ１〜２に近似するものから順に○、△、×で評価した。
そして、候補材料を検討した結果、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、二硫化タングステン（ＷＳ2）、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）、カオリン、タルクが、上記無機物質として使用可能なことがわかった。
【００６２】
（実施例５）
本例は、図８に示すごとく、ＭｏＳ2、ＷＳ2、ｈ−ＢＮ、カオリン又はタルクを含有する高抵抗材料を用いた高抵抗層６２について、磨耗試験を行った例を示す。
この磨耗試験は、以下の試料１〜７の高抵抗材料からなる高抵抗層６２を備えた整流子片６を複数有する整流子５を用いて行った。
【００６３】
試料１；ＭｏＳ2９５ｗｔ％とカーボン材料５ｗｔ％とを混合した混合粉末（混合原料）にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料２；ＷＳ2９５ｗｔ％とカーボン材料５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料３；ｈ−ＢＮ６５ｗｔ％とカーボン材料３５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料４；ｈ−ＢＮ７５ｗｔ％とカーボン材料２５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料５；カオリン７５ｗｔ％とカーボン材料２５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料６；タルク５５ｗｔ％とカーボン材料４５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
試料７；タルク７５ｗｔ％とカーボン材料２５ｗｔ％とを混合した混合粉末にバインダを含有してなる高抵抗材料。
また、各試料は、上記混合粉末１００重量部に対して、バインダを１５重量部添加してなる高抵抗材料とした。また、バインダは、ノボラック系フェノール樹脂とした。
【００６４】
本例の磨耗試験においては、上記整流子５を用いた直流電動機１を所定の時間回転させ、ブラシ４に発生した磨耗量を測定した。この測定結果を、図８に示す。同図は、横軸に、高抵抗層６２の固有抵抗値（万μΩｃｍ）をとり、縦軸に、ブラシ磨耗速度（単位時間当たりのブラシ４の磨耗量）（ｍｍ／ｋＨｒ）をとって示す。
同図において、試料３、４、５、７については、ブラシ磨耗速度が小さく、上記高抵抗材料における無機物質として用いることが特に適していることがわかった。一方、試料１、２、６については、ブラシ磨耗速度が比較的大きくなり、上記高抵抗材料における無機物質として用いる際には、何らかの工夫が必要であることがわかった。
【００６５】
（実施例６）
本例は、図９〜図１２に示すごとく、上記高抵抗材料における無機物質としての使用に適していると考えられるｈ−ＢＮを使用し、このｈ−ＢＮとカーボン材料との混合割合を変化させて成形した高抵抗層４２、６２について、固有抵抗値、比重、曲げ強度、硬度の各物性値について測定を行った。
本例の高抵抗層４２、６２には、ｈ−ＢＮとカーボン材料とを混合してなる混合原料１００重量部に対して、バインダとしてのノボラック系フェノール樹脂を１５重量部添加してなる高抵抗材料を用いた。また、ｈ−ＢＮの混合量は、４５〜１００ｗｔ％まで変化させ、例えば、ｈ−ＢＮが４５ｗｔ％の場合は、５５ｗｔ％がカーボン材料であることを示し、ｈ−ＢＮが１００ｗｔ％の場合は、カーボン材料を使用していないことを示す。
上記各物性値を測定した結果を、図９〜図１２に示す。
【００６６】
図９は、横軸に、ｈ−ＢＮの混合量（ｗｔ％）をとり、縦軸に、高抵抗層４２、６２の固有抵抗値（μΩ・ｃｍ）をとって、ｈ−ＢＮの混合量を変化させたときの高抵抗層４２、６２の固有抵抗値の変化を測定した結果を示す。同図において、ｈ−ＢＮの混合量が増加すると、高抵抗層４２、６２の固有抵抗値が著しく増加することがわかる。
また、図１０は、横軸に、ｈ−ＢＮの混合量（ｗｔ％）をとり、縦軸に、高抵抗層４２、６２の比重をとって、ｈ−ＢＮの混合量を変化させたときの高抵抗層４２、６２の比重の変化を測定した結果を示す。同図において、ｈ−ＢＮの混合量が増加すると、高抵抗層４２、６２の比重が減少することがわかる。
【００６７】
また、図１１は、横軸に、ｈ−ＢＮの混合量（ｗｔ％）をとり、縦軸に、高抵抗層４２、６２の曲げ強度（ＭＰａ）をとって、ｈ−ＢＮの混合量を変化させたときの高抵抗層４２、６２の曲げ強度の変化を測定した結果を示す。同図において、ｈ−ＢＮの混合量が増加すると、高抵抗層４２、６２の曲げ強度が低下することがわかる。
また、図１２は、横軸に、ｈ−ＢＮの混合量（ｗｔ％）をとり、縦軸に、高抵抗層４２、６２の硬度（ＨｓＣ）をとって、ｈ−ＢＮの混合量を変化させたときの高抵抗層４２、６２の硬度の変化を測定した結果を示す。同図において、ｈ−ＢＮの混合量が増加すると、高抵抗層４２、６２の硬度が増加することがわかる。
【００６８】
これらの測定結果より、ｈ−ＢＮの混合量を変化させたときに、高抵抗層４２、６２の比重、曲げ強度及び硬度にはそれほど大きな変化がないものの、固有抵抗値は著しく変化することがわかった。
そして、ブラシ４と高抵抗層４２、６２との間に生ずる放電現象を抑制するためには、高抵抗層４２、６２の固有抵抗値の大きさが大きく影響しており、この固有抵抗値が適切な範囲になるようｈ−ＢＮの混合量を決定することが好ましいことがわかった。そして、実際には、高抵抗層４２、６２の固有抵抗値は、２０〜３０万μΩ・ｃｍ（２〜３×１０-3Ω・ｍ）の範囲とすることが好ましいと考えられ、上記混合原料に対するｈ−ＢＮの混合量は、６５〜８５ｗｔ％とすることが好ましいことがわかった。
【００６９】
（実施例７）
本例は、上記ブラシ４又は整流子片６における低抵抗層４１、６１を構成する低抵抗材料を、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子から構成した場合の効果を確認した例である。
本例においては、複数の整流子片６を備えた整流子５と２つのブラシ４とを有する直流電動機（回転電機）を用い、これを空気中、及び液体としてのガソリン中において動作させたときのブラシ４と整流子５との間の接触抵抗を測定した。
【００７０】
この接触抵抗は、一方のブラシ４から整流子５及び電機子巻線を介して他方のブラシ４へ流れる電流により、一方のブラシ４と他方のブラシ４との間に生ずる電圧値（Ｖ）を測定することによって確認した。そのため、この電圧値が大きいほどブラシ４と整流子５との間に生ずる接触抵抗が大きいことを意味する。なお、ブラシ４及び整流子５の固有抵抗値は、上記接触抵抗に比べて著しく小さいため無視した。
【００７１】
また、本例においては、整流子片６を低抵抗材料による単層のものとし、この低抵抗材料を、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子から構成した直流電動機（発明品）を用いた。また、本例の銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子中における銅の含有率は、６５ｗｔ％とした。また、発明品においては、ブラシ４を、黒鉛に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなるものとした。
また、比較のために、整流子片を構成する単層の低抵抗材料に単なる黒鉛粒子を用いた直流電動機（比較品）についても、上記接触抵抗（電圧値）の測定を行った。
【００７２】
また、接触抵抗の確認は、各直流電動機を空気中及びガソリン中にそれぞれ配置し、各直流電動機を静止させた状態（静止時）と各直流電動機を回転させた状態（回転時）とについて行った。また、各直流電動機の回転時における動作条件は、負荷電流（一方のブラシ４から整流子５及び電機子巻線を介して他方のブラシ４へ流した電流）を５Ａとし、各直流電動機の回転数を６０００ｒｐｍとした。
【００７３】
【表２】
2006187190.tif 000004
【００７４】
表２に、接触抵抗（電圧値（Ｖ））を測定した結果を示す。同表において、空気中及びガソリン中において、静止時及び回転時のいずれについても、発明品の接触抵抗が比較品の接触抵抗よりも小さいことがわかった。特に、各直流電動機をガソリン中に配置した場合については、回転時の接触抵抗が、比較品については、空気中に配置した場合に比べて大幅に大きくなったのに対して、発明品については、空気中に配置した場合に比べてさらに小さくなった。
【００７５】
そのため、整流子片６における低抵抗層６１を構成する低抵抗材料を、銅メッキ被膜を有する黒鉛粒子から構成することにより、ガソリン中で直流電動機を動作させる場合のブラシ４と整流子５との間の接触抵抗を著しく低減できることがわかった。
なお、上記ブラシ４を低抵抗層４１及び高抵抗層４２から構成する場合でも、本例と同様の結果が得られると考える。
【００７６】
（実施例８）
本例は、窒化ホウ素（ＢＮ）及び黒鉛にバインダを添加してなる高抵抗材料によって構成した高抵抗層６２の気孔率を小さくしたことによる効果を確認するために、この高抵抗層６２を形成するためのサンプルの気孔率（％）と固有抵抗値（％）との関係を調べた例である。
本例のサンプル（高抵抗層６２）は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）を７５ｗｔ％含有し、残部が黒鉛からなる混合原料に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなるものである。また、本例においては、気孔率が互いに異なるサンプルを複数準備し、各サンプルをガソリン中に浸漬させ、各サンプルに０．１Ａの電流を流しておき、浸漬時間の経過に伴ってサンプルの固有抵抗値がどれだけ変化したかを測定した。
【００７７】
図１３に本例の測定結果を示す。同図は、横軸に経過時間（Ｈｒ）をとり、縦軸に固有抵抗値の上昇率（％）をとって、気孔率が２２％であるサンプルについて固有抵抗値の上昇率の変化を示すグラフである。また、固有抵抗値の上昇率（％）は、初期状態のサンプルの初期固有抵抗値を１００％とし、浸漬時間の経過と共に初期固有抵抗値に対して、浸漬後の固有抵抗値が何パーセントの割合上昇したかを示している。
【００７８】
同図の結果より、固有抵抗値の上昇率は、時間の経過と共に上昇するものの、所定の時間が経過すればほとんど変化しなくなることがわかった。これは、サンプルにおける気孔内にガソリンが含浸されたことにより、固有抵抗値が上昇する一方、ガソリンがほぼ飽和するまで含浸されたときには、固有抵抗値の上昇も頭打ちするためであると考える。
図１４は、本例の測定結果に基づいて、サンプル（高抵抗層６２）の気孔率（％）を横軸にとり、ガソリン中に浸漬してから２５０時間経過した時点におけるサンプルの固有抵抗値の上昇率（％）を縦軸にとって、両者の関係を示したグラフである。同図において、気孔率が大きくなると固有抵抗値も大きくなることがわかる。
【００７９】
そして、直流電動機を使用する際に、高抵抗層６２の固有抵抗値が大幅に上昇してしまうと（例えば、固有抵抗値の上昇率が６０％以上になるとき）、直流電動機における整流性に悪影響を及ぼすおそれがあり、高抵抗層６２の気孔率は、３０％以下にすることが好ましいと考える。また、固有抵抗値の上昇率は２０％以下に抑えることがさらに好ましく、高抵抗層６２の気孔率は、２０％以下にすることがさらに好ましいと考える。
【００８０】
また、高抵抗層６２の気孔率が３０％を超える場合には、高抵抗層６２の強度が不足するおそれがある一方、気孔率が大幅に小さい高抵抗層６２を成形することは容易ではないため、高抵抗層６２の気孔率は、１５％以上とすることが好ましい。
また、高抵抗層６２の気孔率は、高抵抗層６２を成形する際の成形圧力を高くすることによって容易に小さくすることができる。
【００８１】
（実施例９）
本例は、上記低抵抗層６１と高抵抗層６２とから構成した整流子片６と接触するブラシ４を、カーボンファイバ（ＣＦ、炭素繊維）を含む黒鉛に、フェノール樹脂からなるバインダを添加して構成した場合の耐久性を確認した例である。
この耐久性の確認は、直流電動機（回転電機）の使用時間（Ｈｒ）の経過に対して、整流子片６の表面に生ずる凹凸量（ｍｍ）の変化を測定して行った。
【００８２】
本例においては、カーボンファイバをそれぞれ１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％含有し、残部が黒鉛からなる混合原料に、フェノール樹脂からなるバインダを添加して構成したブラシ４を用いて直流電動機（発明品１〜３）を構成した。本例のカーボンファイバの各繊維の長さは３０〜３００μｍであり、各繊維の直径は５〜１５μｍである。
また、整流子片６における低抵抗層６１を構成する低抵抗材料は、黒鉛に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなる。また、整流子片６における高抵抗層６２を構成する高抵抗材料は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）を７５ｗｔ％含有し、残部が黒鉛からなる混合原料に、フェノール樹脂からなるバインダを添加してなる。
【００８３】
上記整流子片６の表面に生ずる凹凸量の変化を測定した結果を図１５に示す。
同図において、発明品１〜３について、それぞれ２つのサンプルについて測定を行った。発明品１〜３について、時間の経過と共に凹凸量が増加したものの、極端な増加はなく、長時間使用しても整流子片６の表面をできるだけ平滑に保つことができることがわかった。
【００８４】
また、カーボンファイバの含有量が１ｗｔ％である発明品１よりも、カーボンファイバの含有量が２ｗｔ％である発明品２の方が凹凸量の増加が小さく、発明品２よりも、カーボンファイバの含有量が３ｗｔ％である発明品３の方が凹凸量の増加が小さいことがわかった。このことより、カーボンファイバの含有量を多くした方が、整流子片６の表面の凹凸量の増加を小さく抑制できることがわかった。特に、発明品３については、長時間使用しても凹凸量がほとんど変化しないことがわかった。
【００８５】
そして、発明品１〜３については、整流子片６の表面の凹凸量の増加を小さく抑制できることにより、ブラシ４と整流子片６との間に発生する放電現象を一層効果的に抑制することができ、ブラシ４及び整流子片６の耐久性を向上させることができる。
なお、カーボンファイバの含有量を多くしすぎると、整流子片６の表面を必要以上に研削してしまうと考えられるため、カーボンファイバの含有量は１０ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００８６】
このように、発明品１〜３の凹凸量の増加を小さく抑制できた理由としては、以下のように考える。すなわち、ブラシ４に硬度の高いカーボンファイバを含有させたことにより、直流電動機を動作させるときに、当該ブラシ４によって上記低抵抗層６１及び高抵抗層６２を有する整流子片６の表面を意図的に若干研削することができる。
【００８７】
また、黒鉛を主原料とする低抵抗材料を用いた低抵抗層６１と、六方晶窒化ホウ素及び黒鉛を主原料とする高抵抗材料を用いた高抵抗層６２との被削性（削られやすさ）は同程度である。そのため、ブラシ４によって低抵抗層６１及び高抵抗層６２を若干研削したときには、両者をできるだけ均一に研削することができ、整流子片６の表面をできるだけ平滑に近い状態に保つことができると考える。なお、被削性は、モース硬さとへき開性とを尺度にして決定することができる。
【００８８】
なお、ブラシ４を低抵抗層４１及び高抵抗層４２から構成し、整流子片６をカーボンファイバ（ＣＦ）を含む黒鉛にバインダを添加して構成した場合においても、本例と同様の結果が得られると考える。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施例１における、ブラシと整流子における各整流子片との接触状態を模式的に示す図で、ブラシと第１整流子片とが対向する状態を示す説明図。
【図２】実施例１における、ブラシと整流子における各整流子片との接触状態を模式的に示す図で、ブラシと第２整流子片とが対向する状態を示す説明図。
【図３】実施例１における、直流電動機を示す説明図。
【図４】実施例１における、整流子を軸方向から見た状態で示す説明図。
【図５】実施例１における、整流子の断面を示す図で、図４におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図６】実施例２における、ブラシと整流子における各整流子片との接触状態を模式的に示す図で、ブラシと第１整流子片とが対向する状態を示す説明図。
【図７】実施例２における、ブラシと整流子における各整流子片との接触状態を模式的に示す図で、ブラシと第２整流子片とが対向する状態を示す説明図。
【図８】実施例５における、横軸に高抵抗層の固有抵抗値をとり、縦軸にブラシ磨耗速度をとって示すグラフ。
【図９】実施例６における、横軸にｈ−ＢＮの混合量をとり、縦軸に高抵抗層の固有抵抗値をとって示すグラフ。
【図１０】実施例６における、横軸にｈ−ＢＮの混合量をとり、縦軸に高抵抗層の比重をとって示すグラフ。
【図１１】実施例６における、横軸にｈ−ＢＮの混合量をとり、縦軸に高抵抗層の曲げ強度をとって示すグラフ。
【図１２】実施例６における、横軸にｈ−ＢＮの混合量をとり、縦軸に高抵抗層の硬度をとって示すグラフ。
【図１３】実施例８における、横軸に経過時間をとり、縦軸に高抵抗層の固有抵抗値の上昇率をとって示すグラフ。
【図１４】実施例８における、横軸に高抵抗層の気孔率をとり、縦軸に高抵抗層の固有抵抗値の上昇率をとって示すグラフ。
【図１５】実施例９における、横軸に使用時間をとり、縦軸に整流子片表面の凹凸量をとって示すグラフ。
【符号の説明】
【００９０】
１  直流電動機
２  ステータ
３  ロータ
４  ブラシ
４１  低抵抗層
４２  高抵抗層
５  整流子
６  整流子片
６１  低抵抗層
６２  高抵抗層
【図１】
2006187190.tif 000005
【図２】
2006187190.tif 000006
【図３】
2006187190.tif 000007
【図４】
2006187190.tif 000008
【図５】
2006187190.tif 000009
【図６】
2006187190.tif 000010
【図７】
2006187190.tif 000011
【図８】
2006187190.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006187190.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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