(57)【要約】【課題】  ブラシ摩耗が増大することなく、高温多湿中でのブラシの比抵抗増加を抑制する、高信頼性の金属黒鉛質ブラシの製造法を提供する。【解決手段】  銅及び黒鉛を主成分とし、金属硫化物固体潤滑剤を含む金属黒鉛質ブラシにおいて、さらに前記組成物にイオン化傾向が銅より大きい金属又は合金を添加し、これらを混合、成形した後、３５０〜５００℃の温度で焼成することを特徴とする金属黒鉛質ブラシの製造法であり、特に、金属硫化物固体潤滑剤が、得られる金属黒鉛質ブラシに対して１〜５重量％含有し、イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金が、マンガン、鉄、ニッケル、亜鉛、錫のうちの１種以上であることが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
。
【請求項２】
金属硫化物固体潤滑剤が、得られる金属黒鉛質ブラシに対して１〜５重量％含有することを特徴とする請求項１記載の金属黒鉛質ブラシの製造法。
【請求項３】
イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金が、マンガン、鉄、ニッケル、亜鉛、錫のうちの１種以上である請求項１又は２記載の金属黒鉛質ブラシの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機、電動機等に使用される回転電機用、特に自動車電装モータに使用される金属黒鉛質ブラシの製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の回転電機用直流電動機は、対環境性の要求から、従来潤滑剤及び酸化抑制剤として使用していた鉛を削減する要求がある。
鉛を削減することによって、高温多湿中で比抵抗が増大し、特に自動車のスタータモータに使用されるブラシは、大電流が通電された際に発熱量が大きいため割損の問題が生じる可能性がある。
【０００３】
上記の改善策として、特許文献１に記載されているように鉛の代わりに銅−亜鉛合金を配合し、高温や多湿中の比抵抗変化を抑制する方法がある。
【特許文献１】特開２０００−２２１６０７号公報
【０００４】
しかしながら上記に示すような金属黒鉛質ブラシは、潤滑性が悪化し、ブラシ摩耗が増大する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ブラシ摩耗が増大することなく、高温多湿中でのブラシの比抵抗増加を抑制する、高信頼性の金属黒鉛質ブラシの製造法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、銅及び黒鉛を主成分とし、金属硫化物固体潤滑剤を含む金属黒鉛質ブラシにおいて、さらに前記組成物にイオン化傾向が銅より大きい金属又は合金を添加し、これらを混合、成形した後、３５０〜５００℃の温度で焼成することを特徴とする金属黒鉛質ブラシの製造法に関する。
また、本発明は、金属硫化物固体潤滑剤が、得られる金属黒鉛質ブラシに対して１〜５重量％含有することを特徴とする前記の金属黒鉛質ブラシの製造法に関する。
さらに、本発明は、イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金が、マンガン、鉄、ニッケル、亜鉛、錫のうちの１種以上である前記の金属黒鉛質ブラシの製造法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の製造法により得られる金属黒鉛質ブラシは、ブラシ摩耗が増大することなく、高温多湿中でのブラシの比抵抗増加を抑制し、安全性に優れ、工業的に極めて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において、イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金の添加量は、０．０５〜２    重量％が好ましく、０．０５〜１．５重量％がより好ましく、０．０５〜１重量％がさらに好ましい。
【０００９】
イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金としては、マンガン、鉄、ニッケル、亜鉛、錫等の金属又はこれらを２種以上混合した合金を用いることが好ましい。
イオン化傾向が銅より大きい金属又は合金の粒径については特に制限はないが、通常平均粒径が０．１〜１００μｍ程度の粒子径のものを用いることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、金属黒鉛質ブラシの主成分となる銅は、出力向上及び機械的強度向上の点で、平均粒径が７５μｍ以下の電解銅粉を用いることが好ましい。一方、黒鉛は、結晶の発達した潤滑性のよい天然黒鉛を用いることが好ましい。黒鉛の粒径については特に制限はないが、通常平均粒径が３０〜２００μｍ程度の粒子径のものを用いることが好ましい。
【００１１】
上記以外の成分としては、潤滑性の観点から、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の金属硫化物固体潤滑剤を配合することが好ましい。
金属硫化物固体潤滑剤の含有量は、得られる金属黒鉛質ブラシに対して１〜５重量％が好ましく、２〜４重量％がさらに好ましい。
【００１２】
金属硫化物固体潤滑剤の粒径については特に制限はなく、通常平均粒径が０．５〜５０μｍ程度の粒子経のものを用いることが好ましい。
なお、平均粒径は、レーザー回折法による一般的な粒度分布測定法で定めた方法により求めることができる。
【００１３】
金属黒鉛質ブラシは、上記に示す成分を混合機で均一に混合した後、成形プレスで２００〜６００ＭＰａの圧力で成形し、その後、水素を含む還元性雰囲気中で焼結し、所定の形状、寸法に機械加工して得られる。
【００１４】
なお、上記焼結温度は、最高温度が３５０〜５００℃、好ましくは４００〜５００℃、さらに好ましくは４５０〜５００℃の範囲とされ、３５０℃未満であると潤滑性に問題が生じ、５００℃を超えると比抵抗の増加を抑制する効果が少ない。
【実施例】
【００１５】
比較例１
平均粒径が３５μｍの天然黒鉛粉（日本黒鉛工業(株)製、商品名ＣＢ−１５０）８０重量％及びフェノール樹脂（日立化成工業(株)製、商品名ＶＰ−１１Ｎ）２０重量％を配合し、混合した後、７０℃で１０時間硬化させ顆粒状とした、粒径が３００μｍ以下の樹脂処理黒鉛を得た。
【００１６】
次に、この樹脂処理黒鉛４２重量％、平均粒径が３５μｍの電解銅粉（福田金属箔粉(株)製、商品名ＣＥ−２５）５５重量％及び平均粒径が５μｍの二硫化モリブデン３重量％を秤量し、５０分間混合し、全成分を均一に分散した混合粉を得た。
【００１７】
その後、得られた混合粉を銅撚り線のピグテールつき成形プレスで３９２ＭＰａの圧力で成形し、水素を含む還元性雰囲気中で７００℃まで３時間で昇温し、７００℃で１時間保持して焼結した。次いで、得られた焼結体を所定の形状、寸法に機械加工して金属黒鉛質ブラシを得た。
【００１８】
実施例１
比較例１で得られた樹脂処理黒鉛４２重量％、平均粒径が３５μｍの電解銅粉（福田金属箔粉(株)製、商品名ＣＥ−２５）５３重量％、平均粒径が５μｍの二硫化モリブデン３重量％及び平均粒径が３０μｍの亜鉛２重量％を秤量し、３０分間混合し、全成分を均一に分散した混合粉を得た。
以下、焼結温度を５００℃とした以外は、比較例１と同様の工程を経て金属黒鉛質ブラシを得た。
【００１９】
実施例２
比較例１で得られた樹脂処理黒鉛４２重量％、平均粒径が３５μｍの電解銅粉（福田金属箔粉(株)製、商品名ＣＥ−２５）５４．９５重量％、平均粒径が５μｍの二硫化モリブデン３重量％及び平均粒径が３０μｍの亜鉛０．０５重量％を秤量し、３０分間混合し、全成分を均一に分散した混合粉を得た。
以下、焼結温度を５００℃とした以外は、比較例１と同様の工程を経て金属黒鉛質ブラシを得た。
【００２０】
次に、上記実施例１、２及び比較例１で得られた金属黒鉛質ブラシの抵抗率、重量及び温度８０℃、湿度９５％の雰囲気中に１００時間放置し、１００時間後の比抵抗を調べた。その結果を表１に示す。  
【００２１】
なお、抵抗率の測定は、上記で得られた各金属黒鉛質ブラシを機械加工して３×６×１２ｍｍの試験片を作製し、１２ｍｍの方向に２Ａの電流を流した際の５ｍｍ間の電圧降下を測定し、次式により算出した。ここで測定用試験片は１２ｍｍ方向成形加圧直角方向とした。
【００２２】
【数１】
2006320067.tif 000002
但し、Ｓは断面積（ｍ２）、Ｖは電圧降下、Ｉは電流及びＬは電圧降下測定スパンである。
【００２３】
【表１】
2006320067.tif 000003
【００２４】
表１に示されるように、実施例１及び２の金属黒鉛質ブラシは、温度８０℃、湿度９５％放置後の抵抗率は放置前の抵抗率とほとんど変わらなかったが、比較例１の金属黒鉛質ブラシは、温度８０℃、湿度９５％放置後の抵抗率は放置前の抵抗率の４倍程度増加するのが確認された。