电动机用金属石墨电刷材料的制造方法技术

本发明专利技术为了提供一种能够在石墨粒子上形成高密度铜粒子的电动机用金属石墨电刷材料的制造方法，具备下述工序：使铜配合物附着于石墨粒子的附着工序（Ｓ１）；通过在含氧气氛中对附着有铜配合物的石墨粒子进行热处理，从而分解铜配合物，使铜粒子形成于石墨粒子的表面的热处理工序（Ｓ２）；将形成有铜粒子的石墨粒子与树脂一起成型而形成成型体的成型工序（Ｓ３）；在还原气氛中煅烧成型体，将树脂热分解而形成烧结体，并且，将热处理工序中在铜粒子的表层生成的氧化铜还原为铜的还原煅烧工序（Ｓ４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在电动机中使用的金属石墨电刷材料的制造方法。
技术介绍
以往，作为带有电刷的电动机中使用的电刷材料，已知的是使用接 合溶剂将石墨粒子和铜粒子混合、进行煅烧的电动机用金属石墨电刷材 料(例如，参照专利文献l)。的一例为将溶解有酚醛树 脂的溶液用作粘合剂捏合天然石墨粒子，造粒成规定形状后，在所得的 石墨粒子中混合根据流过的电流密度的量的铜粉和必要量的固体润滑 剂，之后，将混合后的粉体成型为规定形状。然后，在阻断氧的非氧化 性气氛中对所得的成型体进行煅烧。通过这种制造方法，在石墨粒子的 表面作为被膜而形成的酚醛树脂发生碳化，而变为非晶质碳，而使石墨 粒子结合。然后，在还原煅烧的过程中，构成溶解有酚醛树脂的溶液的 氧原子、氢原子作为二氧化碳、水蒸气而升华，因此在烧结体的表面和 内部形成许多气孔。一般而言，在使用金属石墨电刷的电动机中，金属石墨电刷与整流 器滑动接触，由电刷到整流器或者由整流器到电刷供电。并且，在转子 上设置的芯上缠绕的线圏连接于整流器，对线圏通电时，转子由于与在 罩内部与转子对向配置的永久磁铁的吸引力和排斥力而转动。带有金属石墨电刷的电动机，用上述工作原理而进行工作，因此， 通过在电动机驱动时的金属石墨电刷和整流器的滑动接触，就会存在在 金属石墨电刷与整流器的滑动接触面上发生磨损的问题，为了抑制电动 机驱动时的金属石墨电刷的磨损，至今已进行了各种研究。作为这种技术，金属石墨电刷的磨损除了着眼于由于与整流器的滑 动接触所导致的机械磨损之外，还有由于火花放电的电负荷导致的磨 损，提出了在石墨粒子的表面担载有相互接触的铜粒子的群的金属石墨电刷材料(例如，参照专利文献2)。该金属石墨电刷材料，通过使由石 墨粒子诱发的电荷进行传导的导电通路形成于石墨粒子的表面，由此能 够抑制火花放电、并且能够抑制由于火花放电导致的磨损。进而，根据 该金属石墨电刷材料，通过铜的微粒化，能够降低由铜微粒释放的电荷 的数量，由此缩减火花放电的电能量，并且还能够降低产生火花放电时 的电噪音水平。这种金属石墨电刷材料的制造方法，首先是将铜配合物的溶液涂布 于石墨粒子的表面，使涂膜形成于石墨粒子的表面，将该石墨粒子与作 为粘合剂的树脂溶液一起捏合。然后，将所得的石墨粒子成型而形成成 型体后，将该成型体在含氧气氛中煅烧，进而在还原气氛中进行热处理。 由此，能够使铜粒子形成于石墨粒子表面，并且因树脂热分解后的低分 子量的粉体而使得石墨粒子之间结合。专利文献l:特开2001-298913号^H艮专利文献2:特开2005-12957号公报
技术实现思路
然而，在制作在石墨粒子的表面担载有相互接触的铜粒子的群的金 属石墨电刷材料时，在至今为止的金属石墨电刷材料的制造方法中，在 煅烧时存在如下问题在石墨粒子的表面形成铜粒子和树脂热分解后的 低分子量的粉体。为此，石墨粒子表面中的铜粒子的形成密度降低，不 能抑制火花放电。另一方面，在石墨粒子之间不存在树脂热分解后的低分子量的粉体 时，金属石墨电刷材料的机械强度变弱，因此为了安装金属石墨电刷中 使用的被称为引出线的端子而进行的机械加工是困难的。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够在石墨 粒子的表面高密度地形成铜粒子的电动机用金属石墨电刷材料的制造 方法。为了实现上述目的，本专利技术涉及的电动机用金属石墨电刷材料的制 造方法的第l特征方案在于，具备下述工序使铜配合物附着于石墨粒子的附着工序；通过在含氧气氛中对附着有所述铜配合物的所述石墨粒 子进行热处理，从而分解所述铜配合物，使铜粒子形成于所述石墨粒子 表面的热处理工序；将形成有所述铜粒子的所述石墨粒子与树脂一起成型 而形成成型体的成型工序；在还原气氛中煅烧所述成型体，将所述树脂进 行热分解而形成烧结体，并且，将在所述热处理工序中在所述铜粒子的表 层生成的氧化铜还原为铜的还原煅烧工序。即，根据该方案，将使铜粒子形成于石墨粒子表面的工序与使石墨 粒子结合的工序分开，从而在铜粒子的群形成于石墨粒子表面后，将石 墨粒子与树脂一起煅烧。由此，通过树脂的热分解使得生成的更低分子 量的粉体形成于铜粒子群的外侧，结合石墨粒子，因而不会妨碍铜粒子 群的形成。为此，能够在石墨粒子的表面使铜粒子高密度地形成。因此，使用了本专利技术所涉及的金属石墨电刷材料的金属石墨电刷 时，作为火花放电的核心的铜被分散为粒子的群结构，由此可缩减火花 放电的电能量。为此，可以减少金属石墨电刷的损伤和整流器的损伤， 并且能够使磨损量降低。此外，由于能缩减火花放电的电能量，所以还 可以降低产生火花放电时的电噪音水平。本专利技术涉及的的第2特征方 案在于，将所述还原煅烧工序中的煅烧温度设定为所述热处理工序中的 热处理温度以下。即，根据该方案，通过将还原煅烧工序中的煅烧温度设定为热处理 工序中的热处理温度以下，能够防止在热处理工序中在石墨粒子表面形 成的铜粒子在还原煅烧工序中进一步成长而粗大化。因此，能够在石墨 粒子表面使铜微粒高密度地形成。本专利技术涉及的的第3特征方 案在于，将所述热处理工序中的热处理温度和所述还原煅烧工序中的煅 烧温度"&定为300 350°C。即，根据该方案，通过将热处理工序中的热处理温度和还原煅烧工 序中的煅烧温度设定为300 350。C，能够抑制铜粒子的进一步成长，而 且能够在石墨粒子表面使铜微粒高密度地形成。本专利技术涉及的的第4特征方 案在于，将所述还原煅烧工序中的煅烧温度设定为所述树脂的热分解开 始温度以上。即，根据该方案，在还原煅烧工序中树脂被热分解为低分子量的粉 体，该热分解的树脂使得石墨粒子彼此结合。因此，能够制作具有高弯 曲强度的电动机用金属石墨电刷材料。本专利技术涉及的的笫5特征方 案在于，所述树脂作为溶解于溶剂后的固态成分为l-3wt。/。的溶液而使 用。即，通过将树脂作为溶解于溶剂后的固态成分为1 3Wt。/n的溶液而使用，可提供能够高密度地形成铜粒子的电动机用金属石墨电刷材料的 制造方法的优选实施方式。本专利技术涉及的的第6特征方 案在于，所述树脂是选自酚醛树脂和呋喃树脂中的至少一种树脂。即，根据该方案，作为树脂使用选自酚醛树脂和呋喃树脂中的至少 一种树脂，由此可提供能够高密度地形成铜粒子的电动机用金属石墨电 刷材料的制造方法的优选实施方式。本专利技术涉及的的第7特征方 案在于，所述酚醛树脂为可溶酚醛树脂型的三聚氰胺改性酚醛树脂。即，根据该方案，作为酚醛树脂，使用可溶酚醛树脂型的三聚氰胺 改性酚醛树脂，从而可提供能够高密度地形成铜粒子的电动机用金属石 墨电刷材料的制造方法的优选实施方式。本专利技术涉及的的第8特征方 案在于，在煅烧温度是300 350。C时，将所述还原煅烧工序中的煅烧时 间i殳定为200分钟以上。即，通过在上述条件下进行还原煅烧，可以使树脂热稳定化，因而 能够防止在作为金属石墨电刷使用时的凝结磨损。附图说明图l是表示电动机用金属石墨电刷材料的制造工序的图。图2是表示可溶酚醛树脂型的三聚氰胺改性酚醛树脂的温度与热分解率 之间的关系的图。图3是表示可溶酚醛树脂型的三聚氰胺改性酚醛树脂在300。C时的时间 与热分解率之间的关系的图。具体实施例方式本专利技术涉及的具备下述工 序使铜配合物附着于石墨粒子的附着工序；通过在含氧气氛中对附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机用金属石墨电刷材料的制造方法，其特征在于，具备下述工序：　使铜配合物附着于石墨粒子的附着工序；　通过在含氧气氛中对附着有所述铜配合物的所述石墨粒子进行热处理，从而分解所述铜配合物，使铜粒子形成于所述石墨粒子表面的热处理工序；　将形成有所述铜粒子的所述石墨粒子与树脂一起成型而形成成型体的成型工序；　在还原气氛中煅烧所述成型体，将所述树脂进行热分解而形成烧结体，并且，将在所述热处理工序中在所述铜粒子的表层生成的氧化铜还原为铜的还原煅烧工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：小林博，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]