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公開番号2024089637
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-03
出願番号2023203671
出願日2023-12-01
発明の名称金属黒鉛質ブラシ
出願人クアーズテック合同会社
代理人個人,個人
主分類H02K 13/00 20060101AFI20240626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】乗性の向上と摩擦摩耗の安定性を確保でき、長寿命な金属黒鉛質ブラシを提供する。
【解決手段】本発明にかかる金属黒鉛質ブラシは、黒鉛と金属粉末を含有すると共に、気孔が形成された金属黒鉛質ブラシにおいて、少なくとも摺動面上に、長尺形状の気孔を有し、開気孔率が15%以上40%以下である。前記長尺形状の気孔の長軸方向が、摺動方向に対し、45°以上135°以下の角度で配向していることが好ましく、また、前記長尺形状の気孔のアスペクト比が、2以上20以下であることが好ましく、更に前記長尺形状の気孔は、平面視上、楕円形状または矩形形状であることが望ましい。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
黒鉛と金属粉末を含有すると共に、気孔が形成された金属黒鉛質ブラシにおいて、少なくとも摺動面上に、長尺形状の気孔を有し、開気孔率が１５％以上４０％以下であることを特徴する金属黒鉛質ブラシ。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記長尺形状の気孔の長軸が、摺動方向に対し、４５°以上１３５°以下の角度に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属黒鉛質ブラシ。
【請求項３】
前記長尺形状の気孔のアスペクト比が、２以上２０以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属黒鉛質ブラシ。
【請求項４】
前記長尺形状の気孔は、平面視上、楕円形状または矩形形状であることを特徴とする請求項１に記載の金属黒鉛質ブラシ。
【請求項５】
気孔の長軸方向長さは、２０μｍ以上３００μｍ以下、気孔の短軸方向長さは、５μｍ以上５０μｍ以下であり、前記長軸方向長さ及び前記短軸方向長さを有する気孔が、全気孔の５％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１記載の金属黒鉛質ブラシ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、発電機等の電気機械等に用いられる金属黒鉛質ブラシに関し、座乗性の確保と摩擦摩耗の安定性が優れた金属黒鉛質ブラシに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
金属黒鉛質ブラシは、摺動接触により、回転電機の固定部から回転部に通電する機能を有する部材であるため、導電性、摺動性及び耐摩耗性が要求される。
この金属黒鉛質ブラシは、特許文献１に示すように、導電性を確保するための金属粒子、摺動性及び耐摩耗性を確保するための黒鉛粒子、並びに金属粒子と黒鉛粒子とを結合させるためのバインダーを混合して成形した後、焼成することによって製造される。
【０００３】
ところで、上記に示すような金属黒鉛質ブラシは、弾性係数が大きいため、回転電機の高速回転下では、回転部の凹凸又は回転電機自体の振動の影響により、金属黒鉛質ブラシがジャンピングして、整流子とブラシ接触部の間で火花が発生し、ブラシ摩耗が増加するという課題があった。
この整流子とブラシ接触部で生じる火花は、ブラシの座乗性に影響され、一般的に座乗性を向上させるためには、弾性率を低下させることが有効である。
【０００４】
特許文献２では、弾性率を低下させ、座乗性を向上させるために、金属黒鉛質ブラシを多孔質化することが提案されている。
具体的には、水銀ポロシメーターによる気孔径分布の測定で５～３００μｍの気孔径の占める気孔量が気孔量全体の２０％～７０％を占め、かつそれらの５～３００μｍの気孔がブラシ組織内に分散されている金属黒鉛質ブラシが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第２７７５９０２号公報
特開平２－１９７２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献２に記載された金属黒鉛質ブラシにあっては、多孔質化により弾性率の低減が図られ、座乗性を向上させることができる。その結果、整流子とブラシ接触部の間での火花を抑制でき、ブラシの摩耗は低減できると考えられていた。
【０００７】
しかしながら、前記弾性率を低下させると、金属黒鉛質ブラシの硬度は低くなり、摺動摩耗の回転時に金属黒鉛質ブラシの摩耗量が多くなる。この金属黒鉛質ブラシの磨耗量が多いと、金属黒鉛質ブラシが摩耗し、整流子に付着する凝着膜が厚くなりやすく、しかもブラシと固着し易く、また均一な凝着膜を形成できなくなり、火花が発生するという課題があった。
【０００８】
本発明者らは、この課題を解決するためには、多孔質化した金属黒鉛質ブラシを前提に、弾性率を低く保ちながら、凝着膜を均一に形成する方法を鋭意研究した。
即ち、均一な凝着膜を形成するには、凝着膜の形成、剥離（凝着膜の形成、剥離のサイクル）を正常に行われることが必要であること着目し、本発明を想到するに至った。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、座乗性の向上と摩擦摩耗の安定性を確保でき、長寿命な金属黒鉛質ブラシを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた本発明にかかる金属黒鉛質ブラシは、黒鉛と金属粉末を含有すると共に、気孔が形成された金属黒鉛質ブラシにおいて、少なくとも摺動面上に、長尺形状の気孔を有し、開気孔率が１５％以上４０％以下であることを特徴としている。
尚、前記長尺形状とは一方向に長く伸びた気孔形状を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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