(57)【要約】【課題】高いバネ圧をかけても、摩耗量が少なく、積層部分での剥がれがなく、製造が容易で安価な電気機械用ブラシを提供する。【解決手段】本電気機械用ブラシはブラシ本体の摺動面に開口し、この摺動面からブラシ本体の高さ方向に延びる空洞部を設け、この空洞部にブラシ本体と異なる材質の別部材を充填する。【選択図】図１
2007097254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシ本体の摺動面に開口し、この摺動面から前記ブラシ本体の高さ方向に延びる空洞部を設け、この空洞部に前記ブラシ本体と異なる材質の別部材を充填したことを特徴とする電気機械用ブラシ。
【請求項２】
前記別部材はブラシ本体よりも高潤滑特性を有することを特徴とする請求項１に記載の電気機械用ブラシ。
【請求項３】
前記空洞部は摺動面に直交してブラシ本体の高さ方向に延びることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機械用ブラシ。
【請求項４】
前記空洞部は、円柱状または円錐状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電気機械用ブラシ。
【請求項５】
前記別部材の面積は、当該別部材の面積を含む全体の摺動面の面積の１／２０〜１／４であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電気機械用ブラシ。
【請求項６】
前記別部材は、使用開始前の状態では、その先端部が摺動面から突出していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電気機械用ブラシ。
【請求項７】
前記ブラシ本体と当該別部材接触部に、銀ペースト処理を施したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電気機械用ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気機械用ブラシに係り、特に摺動面を改良した電気機械用ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に小形モーターなどに使用され摩耗量を少なくした電気機械用積層ブラシ（以下積層ブラシと呼ぶ）は、モールド内に異種の混練粉を順次充填し、加圧成形し、得られた成形体を焼成することによって製造されている（特許文献１）。また、予め仮成形した成形体を、任意の場所に位置するように、異なる成分の混練粉が充填されたモールド内にセットし、成形して成形体を得、焼成することにより製造される。
【０００３】
しかしながら、スプリングを用いて積層ブラシを付勢し、整流子に摺動させる機構では、使用初期の初期摺動時、バネ圧が高く、過剰にブラシが磨耗する原因にもなり、さらに、潤滑性を持たせるために、積層しているが、その積層部分の剥がれの問題や、積層部の切り替わり時に特性変化が生じる。
【０００４】
前者の特許文献１に記載の積層ブラシは、充填バラつき、積層部分での剥がれを起しやすく、また、後者の積層ブラシは、成形時、積層部分での剥がれを起しやすいばかりでなく、積層ブラシを製造する場合には、プレス機のフィーダーが積層分必要であり、特殊構造を使用しない場合でも仮成形体をセッティングする作業が必要であり、コスト高になる問題があった。
【特許文献１】特開平６−３０３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、摩耗量が少なく、高いバネ圧をかけても、積層部分での剥がれがなく、製造が容易で安価な電気機械用ブラシを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明に係る電気機械用ブラシは、ブラシ本体の摺動面に開口し、この摺動面から前記ブラシ本体の高さ方向に延びる空洞部を設け、この空洞部に前記ブラシ本体と異なる材質の別部材を充填したことを特徴とする。
【０００７】
好適には、前記別部材はブラシ本体よりも高潤滑特性を有する。  
また、好適には、前記空洞部は摺動面に直交してブラシ本体の高さ方向に延びる。  
また、好適には、前記空洞部は、円柱状または円錐状である。
【０００８】
また、好適には、前記別部材の面積は、当該別部材の面積を含む全体の摺動面の面積の１／２０〜１／４である。  
また、好適には、前記別部材は、使用開始前の状態では、その先端部が摺動面から突出している。  
また、好適には、前記ブラシ本体と別部材接触部に、銀ペースト処理を施す。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電気機械用ブラシによれば、摩耗量が少なく、高いバネ圧をかけても、積層部分での剥がれがなく、製造が容易で安価な電気機械用ブラシを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電気機械用ブラシの一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る電気機械用ブラシの一実施形態の斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の電気機械用ブラシ１は、ブラシ本体２の摺動面３に開口し、この摺動面３から例えば垂直にブラシ本体２の高さ方向に延びる空洞部４を設け、この空洞部４にブラシ本体２と異なる材質の別部材５を充填し、さらに、ブラシ本体２の一端にリード線６を設けてなっている。
【００１３】
図１〜図３に示すように、ブラシ本体２は、わずかに曲がった曲面を有する板形状をなし、電解銅粉または銀粉含有量０〜８０重量％、天然または人造黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑剤としてＭｏＳ２０．５〜８重量％、例えば２重量％含む。なお、潤滑剤としてはＭｏＳ２のほかに、ＷＳ２、ＢＮ等が好ましい。
【００１４】
また、空洞部４はわずかに湾曲する摺動面３のほぼ中央部に開口し、例えば円柱形状をなし、これに充填される別部材５も空洞部４と同様の形状をなして円柱形状をなす。
【００１５】
このように、別部材５は空洞部４においてブラシ本体２と重なって（積層）いるので、別部材５は周囲から輪状の空洞部４により確実に保持され、使用時、その積層部分の剥がれがなく、また、特性の変化も生じない。
【００１６】
なお、空洞部及び別部材は摺動面から垂直にブラシ本体の高さ方向に延びる例で説明したが、必ずしも垂直である必要はなく、摺動面から傾斜して延びていてもよい。さらに、空洞部及び別部材は円柱形状に限らず、円錐形状、楕円柱形状、長円柱形状あるいは角柱形状などであってもよく、周囲に鋭角の端部を有しない形状が好ましい。
【００１７】
別部材５は電解銅粉または銀粉含有量０〜８０重量％、天然または人造黒鉛２０〜１００重量％、外率で潤滑剤としてＭｏＳ２１〜８重量％、例えば、６重量％含み、前記ブラシ本体２よりも少なくとも１．５倍以上の潤滑剤を含んでいる（より好ましくは２倍以上）。これにより、別部材はブラシ本体よりも高潤滑特性を有し、ブラシ全体の摩耗量を減じることができる。
【００１８】
別部材５の面積は、この別部材５の面積を含む全体の摺動面の面積の１／２０〜１／４であるのが好ましい。１／２０より小さいと、別部材を設ける効果がなく、１／４を超えると、潤滑効果が過剰になり、接触抵抗が上昇する。
【００１９】
さらに、別部材５は、使用開始前の状態では、その先端部５ａが摺動面３から例えば１ｍｍ突出している。また、ブラシ本体２の抵抗率が高い場合には、ブラシ本体と別  部材接触部に、銀ペースト処理を施すのが好ましい。
【００２０】
本発明に係る電気機械用ブラシは次のようにして製造する。
【００２１】
粉末成型プレス機を用いて、調合された混練粉を成形し、成形体の摺動面にこの摺動面の面積の少なくとも１／２０〜１／４の円柱形状の中空孔（空洞部）を明けるか、金型での成形時に、同時に中空孔を形成する。
【００２２】
次に、空洞部に充填する円柱形状の別部材をブラシ本体と異なる材質ブロックからの切り出し加工または、ブラシ本体と異なる材質の混練粉を用い、金型を用いて成形する。
【００２３】
この別部材を空洞部に充填する。単に簡単な充填作業ですみ、安価に製造できる。この時、別部材は摺動面からわずかに例えば１ｍｍ突出させる。
【００２４】
別部材の原料構成は、固体潤滑剤としてＭｏＳ２１〜８重量％、例えば、６重量％含み、上記ブラシ本体２よりも少なくとも１．５倍以上のＭｏＳ２を含むようにして、別部材をブラシ本体よりも高潤滑特性にし、その主構成は天然または人造黒鉛で構成し、電解銅粉や銀粉を使用してブラシ本体の抵抗率と合わせ込む。ブラシ本体の抵抗率が高い場合には、ブラシ本体と別部材接触部に、銀ペースト処理を施す。
【００２５】
上記実施形態の電気機械用ブラシによれば、初期摺動を別部材で行い、初期状態で整流子に潤滑膜を形成し、初期状態のバネ圧が高くとも、共摺りによる磨耗を最小限に防ぐことができ、また、別部材は周囲から輪状の空洞部により確実に保持され、その積層部分が剥がれず、特性の変化も生じず、製造が容易で安価な電気機械用ブラシが実現される。
【実施例】
【００２６】
下記条件で作製した本発明の電気機械用ブラシを用いて寿命試験を行い、従来のブラシと寿命を比較した。
【００２７】
（１）試料の作製
「実施例」
ブラシ本体：電解銅粉５０重量％、天然黒鉛５０重量％、外率でＭｏＳ２２重量％、幅５０ｍｍ、長さ４５ｍｍ、厚さ１８ｍｍ
別部材：電解銅粉６０重量％、天然黒鉛４０重量％、外率でＭｏＳ２６重量％
プレス成形：プレス加工にて、３ｔ／ｃｍ２の成形圧力で加圧成形して、ブラシ本体、別部材を成形。  
組立：ブラシ本体に直径ｘｘｍｍ、深さ２４ｍｍの円柱形状の空洞部を切削加工により形成し、直径８ｍｍ、長さ２５ｍｍの別部材を空洞部に充填する。  
焼成条件：窒素ガス＋水素ガスの混合雰囲気中で６５０℃焼成
「従来例」
ブラシ本体：上記実施例と同様の原料組成、プレス加工形状（但し、空洞部ナシ）、焼成条件
【００２８】
（２）試験条件
スリップリング試験機を用い、回転数６６８ｒｐｍ、電流２０Ａ／ｃｍ２、温度１１０℃にて、４８時間運転を行い、ブラシ摩耗量を比較した。
【００２９】
（３）結果
実施例は摩耗量が１．５ｍｍであったのに対して、前記ブラシ本体のみで構成した従来例は２．７ｍｍと大きく、実施例が長寿命であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る電気機械用ブラシの斜視図。
【図２】本発明に係る電気機械用ブラシに用いられるブラシ本体の側面図。
【図３】本発明に係る電気機械用ブラシに用いられる別部材の斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
１  電気機械用ブラシ
２  ブラシ本体
３  摺動面
４  空洞部
５  別部材
５ａ  先端部
６  リード線
【図１】
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【図２】
2007097254.tif 000004
【図３】
2007097254.tif 000005