專利名稱：碳刷的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了石墨粒子填料的電動機械用碳刷，特別是涉及抑制了使用時的填料的粒子脫離等的碳刷。
背景技術：
以往便公知碳刷。例如，特開2000-197315號公報中公開了碳刷。該文獻使用人造石墨粒子或天然石墨粒子等作為填料。由于將作為填料的人造石墨粒子或天然石墨粒子等大致做成微紛、粗粉來使用，因此形成的碳刷的填料組織不均勻，粒子大小不均勻的碳刷為主流。
但是，近年來馬達的輸入功率增加，碳刷的使用條件也變得過酷。這種情況下，上述文獻記載的碳刷在使用時有時發(fā)生粒子脫離等，壽命短。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種長壽命碳刷，其中，石墨粒子填料的填料組織變得均勻，并使用了該石墨粒子填料。

發(fā)明內容
為了解決上述課題，本發(fā)明者進行了銳意研究，結果發(fā)現(xiàn)為了延長碳刷的壽命，極為重要的是使用控制了粒徑分布的作為填料的石墨粒子，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明涉及的碳刷，在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為10％以下。


圖1為粒徑分布的一個例子的示意圖，圖2是粒徑分布的其他例子的示意圖，圖3是表示本發(fā)明的實施例和比較例特性的表。
具體實施例方式
在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為10％以下，優(yōu)選為5％以下，且控制石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為10％以下，進而控制石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為全體的60％以上，或控制其中粒徑為12～20μm的石墨粒子為40％以上。由此，作為填料的石墨粒子的組織變得均勻。為此，使用了該石墨粒子填料的碳刷即使在使用中發(fā)生了粒子脫離等，脫離的粒子部分也小，獲得了延長壽命的效果。
在此，對于激光衍射法的原理進行說明。如果對作為測定對象的粒子照射激光(單色，平行光束)，會在空間上出現(xiàn)衍射·散射光的光強度分布圖形。利用傳感器檢測該光強度分布圖形。應注意的是，光強度分布圖形是根據(jù)粒子的大小進行變化的。
由于實際測定的是粒子群，混有大小不同的多個粒子，因此由粒子群產生的光強度分布圖形為各個粒子發(fā)出的衍射·散射光的疊加。
如果利用使用了該激光衍射法的激光衍射式粒度分布測定裝置進行測定，可檢測上述疊加的光強度分布圖形，通過計算該光強度分布圖形的數(shù)據(jù)，可計算出樣品粒子群中以何種比例含有何種大小的粒子。然后，由該計算結果可得到粒徑分布。
例如，可得到如圖1所示的曲線圖。該圖1的曲線圖的橫軸表示粒徑(μm)(以對數(shù)表示)，縱軸表示相對粒子量(％)。在此，例如，“在利用激光衍射法測定石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值”是指被圖1的粒徑分布和橫軸所包圍的面積中的、斜線部分(對應10～40μm的粒徑的部分)的面積的比例。
應說明的是，本發(fā)明中使用的石墨粒子也可以使用人造石墨或天然石墨中任一種石墨粒子。另外，還可以是混合了它們的石墨粒子。
作為結合這些石墨粒子的粒子間的樹脂，可使用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和將它們改性得到的各種熱固性樹脂等。這些樹脂優(yōu)選作為粘合劑使用10～40％。
將這些熱固化樹脂作為粘合劑，在上述石墨粒子中混合作為粘合劑的樹脂后，成形為規(guī)定形狀，然后在熱固化這些樹脂的150～250℃的溫度下進行熱處理，制成碳刷。
應說明的是，本發(fā)明涉及的碳刷除了上述碳刷，也可以添加二硫化鉬、二硫化鎢、氮化硼等固體潤滑劑。另外，并不限于上述熱固化型碳刷，通過應用于混煉酚醛樹脂或瀝青并燒結的、稱作碳化型、金屬石墨質型的各種碳刷中，可達到同樣的效果。
下面通過實施例具體說明本發(fā)明。
(實施例1)激光衍射式粒度分布測定裝置使用的是(株)島津制作所制SALD-2000A。在下面的實施例和比較例中也同樣。
在經調整的(平均粒徑62μm)、模徑為57μm、標準偏差值為0.25的75重量％人造石墨粉末中配合25重量％環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉，其中，調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值(圖2中被粒徑分布和橫軸所包圍的面積中的、左側斜線部分(橫軸為5μm以下的部分)的面積的比例)為10％的石墨粒子填料。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
(實施例2)在經調整的75重量％人造石墨粉末中配合25重量％環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉，其中，調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為5％、石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值(圖2中被粒徑分布和橫軸所包圍的面積中的、右側斜線部分(橫軸為100μm以上的部分)的面積的比例)為10％的石墨粒子填料。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
(實施例3)在經調整的75重量％人造石墨粉末中配合25重量％環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉，其中，調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為3％、石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為4％、石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為的65％的石墨粒子填料。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
(比較例1)調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為20％的石墨粒子填料，配合25重量％環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
(比較例2)調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為30％、粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為10％的石墨粒子填料，配合25重量％通用性環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
(比較例3)調整石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為40％、粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為15％、粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為55％的石墨粒子填料，配合20重量％通用性環(huán)氧樹脂作為粘合劑，進行混煉。將該混煉物粉碎為63μm以下的物質達到50％左右，之后以100Mpa成形，得到碳刷。
將以上各碳刷組裝至真空吸塵器用馬達中，考察它們的壽命。圖3中，匯總示出了各碳刷的特性。
如圖3所示，可知控制了石墨粒子填料的實施例1的碳刷，與比較例1涉及的未控制電刷相比，壽命延長了1.5倍左右，其中，所述控制了的石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為10％的石墨粒子填料。
還可知控制了石墨粒子填料的實施例2的碳刷，與比較例2涉及的未控制電刷相比，壽命延長了2倍左右，其中，所述控制了的石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為5％、石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為10％的石墨粒子填料。
還可知控制了石墨粒子填料的實施例3的碳刷，與比較例3涉及的未控制電刷相比，壽命延長了3倍左右，其中，所述控制了的石墨粒子填料為在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為3％、石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為4％、石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為的65％的石墨粒子填料。
因此，可確認根據(jù)本發(fā)明可提供與以往產品相比延長了壽命的碳刷。
應說明的是，本發(fā)明可在不超出專利權利要求書的范圍內進行設計變更，并不限于上述實施方式和實施例。
產業(yè)實用性可提供將石墨粒子碳刷的填料組織變得均勻、使用了該石墨粒子碳刷的長壽命碳刷。
權利要求
1.一種碳刷，其中，在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為10％以下。
2.如權利要求1所述的碳刷，其中，石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為10％以下。
3.如權利要求2所述的碳刷，其中，石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為60％以上。
4.如權利要求3所述的碳刷，其中，石墨粒子中粒徑為12～20μm的石墨粒子的累計值為40％以上。
5.如權利要求1～4任一項所述的碳刷，其選自樹脂固化型碳刷、碳化型碳刷、金屬和石墨結合了的碳刷。
全文摘要
在利用激光衍射法測定作為填料的石墨粒子時的粒徑分布中，石墨粒子中粒徑為5μm以下的石墨粒子的累計值為10％以下，優(yōu)選為5％以下，且控制石墨粒子中粒徑為100μm以上的石墨粒子的累計值為10％以下，進而控制石墨粒子中粒徑為10～40μm的石墨粒子的累計值為全體的60％以上，或控制粒徑為12～20μm的石墨粒子為40％以上。
文檔編號H02K13/00GK1839529SQ03827038
公開日2006年9月27日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權日2003年9月5日
發(fā)明者白川秀則, 香川佳一, 前田孝, 佐古田隆仁 申請人:東炭化工株式會社