[发明专利]金属石墨质刷

说明书

技术领域

本发明涉及在小型电动机(モ一タ)中使用、在石墨中添加金属和润滑剂得到的金属石墨质刷(金属黒質ブラシ)。

背景技术

迄今为止，在小型电动机中使用金属石墨质刷(碳刷)(参见专利文献1)。图13是例示这种通常的小型电动机重要部分的纵截面图(A)和沿A-A线切断的截面图(B)。如图所示，在通过形成为有底中空筒状的强磁性金属材料所形成的容器(case)的内周面上固定永久磁铁。在容器内，形成安装由与永久磁铁对向的电枢和换向器构成的转子那样的结构。在容器的开口部嵌入容器盖(case cap)。在由导电性材料形成的刷臂的顶端，设置成碳刷能与换向器滑动相接，同时将与该刷臂电连接的输入端子一并设置在容器盖上。转子的轴通过分别设置在容器和容器盖上的轴承自由旋转支持。

在该小型电动机中使用的目前的碳刷(金属石墨质刷)的组成是石墨、金属(主要是铜)、润滑剂(主要是二硫化钼)，寿命和经时性优异。然而，近年来，在汽车电装用途等领域中，要求进一步的高温高湿环境特性。在高温高湿环境中，由于刷的氧化劣化，电动机特性降低。要求能通过防止刷的氧化劣化而防止电动机的特性降低，同时提高寿命。

专利文献2或专利文献3公开了添加铋的铜碳刷。然而，对于如专利文献2中记载的微量的铋添加量(0.005～0.05wt％左右)，发现无法满足近年的高温高湿环境特性(参照后述图3)。此外，专利文献3仅记载了添加铋，没有具体公开其配合比例等。

专利文献1：日本特开平7-59299号公报

专利文献2：日本特开2001-327127号公报

专利文献3：日本特开2003-272795号公报

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，在要求进一步的高温高湿度环境特性的领域中使用的金属石墨质刷中，防止由于金属氧化劣化导致的电动机特性降低，同时提高寿命。

本发明的在石墨中添加金属和润滑剂的金属石墨质刷的特征是：以1.0wt％～3.0wt％的范围添加铋或氧化铋。此外，该金属是铜，润滑剂是金属硫化物。

根据本发明，由于能降低高温环境下金属(铜)的氧化，因此不仅可以抑制经过时间后的特性降低(起动电压上升)，且降低电阻率，防止寿命降低，而且即使在刷磨损和换向器磨损发面，也能显示出很好的结果。

此外，根据本发明，仅在碳刷制造工序中的配合工序中，与金属(铜)、石墨等同时添加适量的铋(Bi)或氧化铋(Bi₂O₃)，不会极大地改变其它制法，不会极大地改变作为碳刷的外形、特性，因此不会改变目前的电动机结构，可直接适用。

附图说明

图1是表示高温高湿放置试验结果的图。

图2是表示磨损试验结果的图。

图3是表示对使用添加铋(Bi)或氧化铋(Bi₂O₃)的刷的电动机进行高温高湿放置试验的结果的图。

图4是表示添加铋(Bi)或氧化铋(Bi₂O₃)的刷的电阻率测定结果的图。

图5是表示以0wt％～3wt％的范围添加铋(Bi)的刷磨损量的图。

图6是表示以0wt％～10wt％的范围添加铋(Bi)的刷磨损量的图。

图7是表示以0wt％～3wt％的范围添加铋(Bi)的换向器最大磨损深度的图。

图8是表示以0wt％～10wt％的范围添加铋(Bi)的换向器最大磨损深度的图。

图9是表示以0wt％～3wt％的范围添加氧化铋(Bi₂O₃)的刷磨损量的图。

图10是表示以0wt％～10wt％的范围添加氧化铋(Bi₂O₃)的刷磨损量的图。

图11是表示以0wt％～3wt％的范围添加氧化铋(Bi₂O₃)的换向器最大磨损深度的图。

图12是表示以0wt％～10wt％的范围添加氧化铋(Bi₂O₃)的换向器最大磨损深度的图。

图13是例示通常的小型电动机的重要部分的纵截面图(A)和沿A-A线切断的截面图(B)。

具体实施方式