JP3431261B2 - 電機用ブラシ - Google Patents
電機用ブラシInfo
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- JP3431261B2 JP3431261B2 JP04056894A JP4056894A JP3431261B2 JP 3431261 B2 JP3431261 B2 JP 3431261B2 JP 04056894 A JP04056894 A JP 04056894A JP 4056894 A JP4056894 A JP 4056894A JP 3431261 B2 JP3431261 B2 JP 3431261B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末を用いて粉止
め法によりブラシ本体にリード線を接続する構造の改良
に係り、安定した取付け抵抗と優れた耐久性を備える電
機用ブラシに関する。
め法によりブラシ本体にリード線を接続する構造の改良
に係り、安定した取付け抵抗と優れた耐久性を備える電
機用ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素質成形体などで構成されたブラシ本
体にリード線を接続するための一手段として、ブラシ本
体に穿設された孔部にリード線の基端部を挿入し、その
周囲に金属粉末を充填圧着して接続する方法が知られて
おり、粉止め法として汎用されている。
体にリード線を接続するための一手段として、ブラシ本
体に穿設された孔部にリード線の基端部を挿入し、その
周囲に金属粉末を充填圧着して接続する方法が知られて
おり、粉止め法として汎用されている。
【０００３】従来、粉止め法には金属粉末として銅粉が
長期に亘って使用されてきたが、銅粉はブラシ本体を構
成する炭素質物質と熱膨張係数が異なるため、使用時に
接続部位に発生するジュール熱や電動機から受ける熱伝
導加熱の影響で固着した金属粉末とリード線の間に次第
に隙間ができ、使用過程でリード線が引き抜ける事故が
多発する欠点があった。このため、銅粉を用いた構造で
は温度が１２０℃以下の条件で使用する必要があり、高
性能の電動機には適用ができなかった。
長期に亘って使用されてきたが、銅粉はブラシ本体を構
成する炭素質物質と熱膨張係数が異なるため、使用時に
接続部位に発生するジュール熱や電動機から受ける熱伝
導加熱の影響で固着した金属粉末とリード線の間に次第
に隙間ができ、使用過程でリード線が引き抜ける事故が
多発する欠点があった。このため、銅粉を用いた構造で
は温度が１２０℃以下の条件で使用する必要があり、高
性能の電動機には適用ができなかった。
【０００４】このような問題を解決するために、銅粉よ
りも熱膨張係数および取付け抵抗が低い金属粉末による
粉止めブラシが提案されている。例えば、リード線を固
定する金属粉体として、海綿鉄粉（特開昭56−71284 号
公報）、青熱ぜい性処理を施した海綿鉄粉（特開昭57−
27587 号公報) 、銀メッキ処理を施した海綿鉄粉（特開
昭57−27588 号公報）、黒鉛粉及び／又は金属粉と海綿
鉄粉の混合粉（特開平１−154480号公報) 、２００℃以
上の温度でも使用可能な銅粉と錫粉の混合物（特開平２
−30079 号公報) 等で粉止めしたブラシ構造である。
りも熱膨張係数および取付け抵抗が低い金属粉末による
粉止めブラシが提案されている。例えば、リード線を固
定する金属粉体として、海綿鉄粉（特開昭56−71284 号
公報）、青熱ぜい性処理を施した海綿鉄粉（特開昭57−
27587 号公報) 、銀メッキ処理を施した海綿鉄粉（特開
昭57−27588 号公報）、黒鉛粉及び／又は金属粉と海綿
鉄粉の混合粉（特開平１−154480号公報) 、２００℃以
上の温度でも使用可能な銅粉と錫粉の混合物（特開平２
−30079 号公報) 等で粉止めしたブラシ構造である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近時、車両用の電動機
に用いるブラシには高速化の進歩に伴って２００℃程度
の温度がかかり、そのうえ常に車体からの振動衝撃を受
けるため、従来技術による金属粉末の粉止め構造では耐
久性を満足しなくなってきている。このため、一層、取
付け抵抗が低く、リード線の引き抜き強度に優れる粉止
め構造が要求されている。
に用いるブラシには高速化の進歩に伴って２００℃程度
の温度がかかり、そのうえ常に車体からの振動衝撃を受
けるため、従来技術による金属粉末の粉止め構造では耐
久性を満足しなくなってきている。このため、一層、取
付け抵抗が低く、リード線の引き抜き強度に優れる粉止
め構造が要求されている。
【０００６】本発明の目的は、苛酷な使用条件において
安定した取付け抵抗を維持し、優れた耐久性を発揮する
粉止め構造による電機用ブラシを提供することにある。
安定した取付け抵抗を維持し、優れた耐久性を発揮する
粉止め構造による電機用ブラシを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による電機用ブラシは、ブラシ本体に穿設さ
れた孔部に金属粉末を介してリード線を圧着して接続す
るブラシ構造において、金属粉末にＣｕ１．３〜１．７
重量％、Ｎｉ１．６〜４．４重量％、Ｍｏ０．２５〜
０．５５重量％、残部Ｆｅを主要成分とする組成の複合
鋼粉を用いることを構成上の特徴とする。
めの本発明による電機用ブラシは、ブラシ本体に穿設さ
れた孔部に金属粉末を介してリード線を圧着して接続す
るブラシ構造において、金属粉末にＣｕ１．３〜１．７
重量％、Ｎｉ１．６〜４．４重量％、Ｍｏ０．２５〜
０．５５重量％、残部Ｆｅを主要成分とする組成の複合
鋼粉を用いることを構成上の特徴とする。
【０００８】本発明の電機用ブラシは、図１に示すよう
に所定の形状を有するブラシ本体１の頭部に孔部２を穿
設し、該孔部２にリード線３の基端部を挿入して周辺に
金属粉末４を充填し、圧着してリード線３を孔部２に固
定した接続構造を有するもので、ブラシ本体１は黒鉛等
の炭素質成形体により構成され、リード線３は先端に係
止片を備えた銅の撚線により形成されている。
に所定の形状を有するブラシ本体１の頭部に孔部２を穿
設し、該孔部２にリード線３の基端部を挿入して周辺に
金属粉末４を充填し、圧着してリード線３を孔部２に固
定した接続構造を有するもので、ブラシ本体１は黒鉛等
の炭素質成形体により構成され、リード線３は先端に係
止片を備えた銅の撚線により形成されている。
【０００９】上記のブラシ構造において、リード線を圧
着固定する金属粉末にＣｕ１．３〜１．７重量％、Ｎｉ
１．６〜４．４重量％、Ｍｏ０．２５〜０．５５重量
％、残部がＦｅを主要成分とする組成の複合鋼粉を選択
使用することが本発明の重要な要件となる。この複合鋼
粉は、アトマイズされた鉄粉を還元して前記の合金成分
を混合焼結して得られるもので、その他の合金組成とし
て０．１０重量％以下のＭｎ、０．０５重量％以下のＳ
ｉを含有してもよい。
着固定する金属粉末にＣｕ１．３〜１．７重量％、Ｎｉ
１．６〜４．４重量％、Ｍｏ０．２５〜０．５５重量
％、残部がＦｅを主要成分とする組成の複合鋼粉を選択
使用することが本発明の重要な要件となる。この複合鋼
粉は、アトマイズされた鉄粉を還元して前記の合金成分
を混合焼結して得られるもので、その他の合金組成とし
て０．１０重量％以下のＭｎ、０．０５重量％以下のＳ
ｉを含有してもよい。
【００１０】複合鋼粉は、粒度８０メッシュ以下、好ま
しくは１００メッシュ以下で、応力緩和量が３％以下で
あることが好適である。応力緩和量とは、図２に示すと
おり金型５（内径20mm、高さ50mm) に１０．０g の金属
粉体４を入れ、オートグラフ６のクロスヘッド７を降下
して金型５内の金属粉体４を圧縮し、１００kgf の荷重
になった時点でクロスヘッド７を停止してから３０分後
の荷重を測定し、応力緩和量（％）＝１００kgf −３０
分経過後の荷重(kgf) により算出された値である。この
評価法により、クロスヘッド７を停止すると金属粉体４
は密閉された容器中で応力を緩和しようとする働きをす
るが、この現象はリード線を金属粉体を介してブラシ本
体の孔部に圧着固定する場合の機構と同一であり、従っ
て応力緩和量の少ない方が耐久性に優れたものとなる。
因みに、この評価法による銅粉の応力緩和量は４〜５％
である。
しくは１００メッシュ以下で、応力緩和量が３％以下で
あることが好適である。応力緩和量とは、図２に示すと
おり金型５（内径20mm、高さ50mm) に１０．０g の金属
粉体４を入れ、オートグラフ６のクロスヘッド７を降下
して金型５内の金属粉体４を圧縮し、１００kgf の荷重
になった時点でクロスヘッド７を停止してから３０分後
の荷重を測定し、応力緩和量（％）＝１００kgf −３０
分経過後の荷重(kgf) により算出された値である。この
評価法により、クロスヘッド７を停止すると金属粉体４
は密閉された容器中で応力を緩和しようとする働きをす
るが、この現象はリード線を金属粉体を介してブラシ本
体の孔部に圧着固定する場合の機構と同一であり、従っ
て応力緩和量の少ない方が耐久性に優れたものとなる。
因みに、この評価法による銅粉の応力緩和量は４〜５％
である。
【００１１】
【作用】本発明において、リード線を粉止めする金属粉
末は従来技術で用いられていた銅粉、海綿鉄粉とは異な
る成分組成を有する複合鋼粉であり、圧粉密度が高いう
えに応力緩和量が低く、優れた耐酸化性を備えている。
したがって、これを用いて接続部を構成した電機用ブラ
シは、取付け抵抗が低く、特に２００℃程度の加熱下で
振動を伴う条件においても抵抗変動が少ないため、高速
車両用の電動機のような苛酷な条件で使用した際にも安
定した抵抗性能とリード線の引き抜けのない優れた耐久
性が維持される。
末は従来技術で用いられていた銅粉、海綿鉄粉とは異な
る成分組成を有する複合鋼粉であり、圧粉密度が高いう
えに応力緩和量が低く、優れた耐酸化性を備えている。
したがって、これを用いて接続部を構成した電機用ブラ
シは、取付け抵抗が低く、特に２００℃程度の加熱下で
振動を伴う条件においても抵抗変動が少ないため、高速
車両用の電動機のような苛酷な条件で使用した際にも安
定した抵抗性能とリード線の引き抜けのない優れた耐久
性が維持される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１３】実施例１
電気黒鉛質の材質からなる幅３２mm、高さ５０mm、厚さ
１２．５mmのブラシ本体の頭部に直径６mm、深さ１５mm
の孔部を穿設し、この孔部に軟銅撚線からなるリード線
の基端部を挿入して金属粉末を充填し、圧着、固定して
接続部を形成した。金属粉末としては、重量％でＣｕ；
１．６０、Ｎｉ；０．３１、Ｍｏ；０．４８、Ｓｉ；
０．０１、Ｍｎ；０．０５、Ｃ；０．００４、Ｐ；０．
００５、Ｓ；０．００６、残部がＦｅの組成を有し、見
掛密度２．９７g/cm3 、粒度１００メッシュ以下、流動
度２３．９sec/50g の粉体特性を備える複合鋼粉〔川崎
製鉄（株）製、ＫＩＰシグマロイ415S〕を用いた。
１２．５mmのブラシ本体の頭部に直径６mm、深さ１５mm
の孔部を穿設し、この孔部に軟銅撚線からなるリード線
の基端部を挿入して金属粉末を充填し、圧着、固定して
接続部を形成した。金属粉末としては、重量％でＣｕ；
１．６０、Ｎｉ；０．３１、Ｍｏ；０．４８、Ｓｉ；
０．０１、Ｍｎ；０．０５、Ｃ；０．００４、Ｐ；０．
００５、Ｓ；０．００６、残部がＦｅの組成を有し、見
掛密度２．９７g/cm3 、粒度１００メッシュ以下、流動
度２３．９sec/50g の粉体特性を備える複合鋼粉〔川崎
製鉄（株）製、ＫＩＰシグマロイ415S〕を用いた。
【００１４】用いた複合鋼粉の応力緩和量、得られた電
機用ブラシのカシメ抵抗、リード線の引き抜き強度、酸
化重量増加率などの特性を測定し、結果を表１に示し
た。なお、応力緩和量の測定条件は、試料；１０．０g
、金型寸法；直径２０mm、高さ５０mm、クロスヘッ
ド；１t 容量、１００kgf フルスケール、下降速度；
０．５m/min 、最高荷重；１００kgf 、荷重測定経過時
間；３０分とし、カシメ抵抗の測定は常温時、２００℃
の温度に１００時間処理した後の加熱時および機械的振
動を与えながら２００℃の温度で１００時間処理した後
の振動加熱時の３段階でおこない、また酸化重量増加率
は大気中で１５０℃の温度に５０時間曝した後の重量増
加率とした。
機用ブラシのカシメ抵抗、リード線の引き抜き強度、酸
化重量増加率などの特性を測定し、結果を表１に示し
た。なお、応力緩和量の測定条件は、試料；１０．０g
、金型寸法；直径２０mm、高さ５０mm、クロスヘッ
ド；１t 容量、１００kgf フルスケール、下降速度；
０．５m/min 、最高荷重；１００kgf 、荷重測定経過時
間；３０分とし、カシメ抵抗の測定は常温時、２００℃
の温度に１００時間処理した後の加熱時および機械的振
動を与えながら２００℃の温度で１００時間処理した後
の振動加熱時の３段階でおこない、また酸化重量増加率
は大気中で１５０℃の温度に５０時間曝した後の重量増
加率とした。
【００１５】比較例１
金属粉末を海綿鉄粉〔ヘガネス（株）製、MH100.28〕に
代え、その他は実施例１と同一の条件により粉止め接続
をおこない、電機用ブラシを作製した。用いた海綿鉄粉
の応力緩和量と、実施例１と同様にして測定した電機用
ブラシの特性を表１に併載した。
代え、その他は実施例１と同一の条件により粉止め接続
をおこない、電機用ブラシを作製した。用いた海綿鉄粉
の応力緩和量と、実施例１と同様にして測定した電機用
ブラシの特性を表１に併載した。
【００１６】比較例２
金属粉末を銅粉〔福田金属（株）製、CE-5〕に代え、そ
の他は実施例１と同一の条件により粉止め接続をおこな
い、電機用ブラシを作製した。用いた銅粉の応力緩和量
と、実施例１と同様にして測定した電機用ブラシの特性
を表１に併載した。
の他は実施例１と同一の条件により粉止め接続をおこな
い、電機用ブラシを作製した。用いた銅粉の応力緩和量
と、実施例１と同様にして測定した電機用ブラシの特性
を表１に併載した。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１の結果から、実施例１で用いた金属粉
末の応力緩和量は３％以下であり、電機用ブラシの特性
はカシメ抵抗が安定し、引き抜き強度も良好であった。
これに対し、比較例１および２の金属銅粉は応力緩和量
が３％を越えており、カシメ抵抗、引き抜き抵抗ともに
実施例１より劣るものであった。
末の応力緩和量は３％以下であり、電機用ブラシの特性
はカシメ抵抗が安定し、引き抜き強度も良好であった。
これに対し、比較例１および２の金属銅粉は応力緩和量
が３％を越えており、カシメ抵抗、引き抜き抵抗ともに
実施例１より劣るものであった。
【００１９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば粉止め金
属粉末として、特定組成を有する複合鋼粉を用いること
により、常に安定した取付け抵抗と長期間に亘りリード
線の引き抜き等のトラブルを生じることのない優れた耐
久性が保証される高性能の電機用ブラシが提供される。
したがって、高速車両の電動機など苛酷な条件で使用さ
れる電機用ブラシとして有用である。
属粉末として、特定組成を有する複合鋼粉を用いること
により、常に安定した取付け抵抗と長期間に亘りリード
線の引き抜き等のトラブルを生じることのない優れた耐
久性が保証される高性能の電機用ブラシが提供される。
したがって、高速車両の電動機など苛酷な条件で使用さ
れる電機用ブラシとして有用である。
【図１】本発明による電機用ブラシの構造を示した断面
説明図である。
説明図である。
【図２】応力緩和量の測定装置を示した断面説明図であ
る。
る。
１ ブラシ本体
２ 孔部
３ リード線
４ 金属粉末
５ 金型
６ オートグラフ
７ クロスヘッド
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−30079（ＪＰ，Ａ)
特公 昭11−528（ＪＰ，Ｂ１)
実公 昭11−1964（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01R 39/20
H02K 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ブラシ本体に穿設された孔部に金属粉末
を介してリード線を圧着して接続するブラシ構造におい
て、金属粉末にＣｕ１．３〜１．７重量％、Ｎｉ１．６
〜４．４重量％、Ｍｏ０．２５〜０．５５重量％、残部
Ｆｅを主要成分とする組成の複合鋼粉を用いることを特
徴とする電機用ブラシ。 - 【請求項２】 複合鋼粉が、粒度８０メッシュ以下で、
応力緩和量が３％以下である請求項１記載の電機用ブラ
シ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056894A JP3431261B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電機用ブラシ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056894A JP3431261B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電機用ブラシ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230869A JPH07230869A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3431261B2 true JP3431261B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=12584083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04056894A Expired - Fee Related JP3431261B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電機用ブラシ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3431261B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7588609B2 (en) * | 2004-07-30 | 2009-09-15 | Climax Engineered Materials, Llc | Friction material compositions and additives |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP04056894A patent/JP3431261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07230869A (ja) | 1995-08-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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