[發(fā)明專利]微型電機(jī)的碳刷及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 91101674.0
• 申請(qǐng)日: 1991-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN1028267C
• 公開（公告）日: 1995-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 澀谷功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬淵馬達(dá)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01R39/18
• 分類號(hào): H01R39/18;H01R43/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹濟(jì)洪

本發(fā)明一般涉及具有永久磁場(chǎng)的微型電機(jī)的碳刷，特別涉及鍍敷金屬的石墨刷。這種鍍敷金屬的石墨刷的生成過程是：先在已鍍敷了金屬層的石墨粉末所形成的鍍敷金屬的石墨粉末里加入纖維材料，然后給鍍敷金屬的石墨粉末與纖維材料的混合物加壓成型和使其燒結(jié)。

迄今，業(yè)已制造了大量的微型電機(jī)碳刷，其生產(chǎn)過程是，在純度約為98%或99.5%的石墨粉末里加入粘結(jié)料，研磨該固體化的混合物并使其過篩，在金屬化粉末里摻入土和篩選混合物以得到需要的導(dǎo)電率，然后給由此得出的混合物加壓成型并使其燒結(jié)。

又，為免除使用粘結(jié)料，一種所謂“鍍敷銅的石墨刷”已為眾所周知。這種鍍敷銅的石墨刷的生產(chǎn)過程是：先將純度約為99%的石墨粉末顆粒鍍敷銅，然后對(duì)鍍敷銅的石墨粉末不加入粘結(jié)料而加壓成型并使之燒結(jié)。

在上述任一種情況中，在石墨粉末內(nèi)時(shí)常含有諸如SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、MgO和TiO之類的顆粒大小為1至500微米的灰塵。

圖7示出主要由石墨粉末中所含的SiO₂構(gòu)成的灰塵的粒子結(jié)構(gòu)的顯微圖。該顯微圖示明該灰塵具有不同的顆粒大小，甚至具有大的顆粒。

在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，在灰塵進(jìn)入碳刷與整流子之間時(shí)，含有顆粒大于50微米的灰塵的碳刷會(huì)使整流特性變壞，在極端的情況下導(dǎo)致電機(jī)毀壞。

為了解決這個(gè)問題，本申請(qǐng)人早就提出過使用包括凈化工藝過程（石墨粉末被凈化到灰塵含量低于0.05重量%）在內(nèi)的制造方法所制造的微型電機(jī)碳刷及其制造這種碳刷的方法。

在測(cè)試中展示用上述凈化工藝過程凈化的石墨粉末先鍍敷金屬然后加壓成型并燒結(jié)而制造的微型電機(jī)碳刷（日本專利申請(qǐng)103201/1989）在降低機(jī)械噪聲和改進(jìn)整流特性方面有優(yōu)越性，但它易于受到嚴(yán)重磨損，如圖3（測(cè)試號(hào)1）所示，這將在下文描述。

為了改進(jìn)耐磨性，本申請(qǐng)人提出一種微型電機(jī)的碳刷及其制造方法（日本專利申請(qǐng)103201/1989），其中在凈化過程中已凈化的石墨粉末中加入氧化物;還提出一種微型電機(jī)的碳刷及其制造方法（日本專利申請(qǐng)247114/1989），其中以相同的方式加入導(dǎo)電性材料。

在這些測(cè)試中展示了上面提到的，加入氧化物或?qū)щ娦圆牧系奶妓⑸幸迅倪M(jìn)其耐磨性，但它們的形狀穩(wěn)定性很差。

本發(fā)明試圖解決這些問題，為達(dá)此目的，本發(fā)明的微型電機(jī)碳刷是使用灰塵含量?jī)艋降陀?.05重量%的石墨粉末并在該石墨粉末中加入0.1重量%到12.0重量%的纖維材料（具有顆粒大小小于40微米、長(zhǎng)度小于50微米）而形成的。

圖1（A）示出體現(xiàn)本發(fā)明的微型電機(jī)碳刷原理的示意圖;

圖1（B）示出有助于解釋本發(fā)明的制造方法的作業(yè)圖;

圖2示出用于本發(fā)明凈化過程的凈化爐的概括圖;

圖3示出有助于解釋添加劑類型和磨損度之間關(guān)系的表格。

圖4示出有助于解釋本發(fā)明中添加纖維材料的數(shù)量與磨損度之間關(guān)系的表格;

圖5示出填加到本發(fā)明碳刷中的玻璃纖維的粒子結(jié)構(gòu)和顯微圖;

圖6示出有助于解釋本發(fā)明另一實(shí)施例的作業(yè)圖;

圖7示出主要由石墨粉末中所含的SiO₂構(gòu)成的灰塵的粒子結(jié)構(gòu)的顯微圖。

圖1示出本發(fā)明的原理圖，其中圖1（A）示出說(shuō)明本發(fā)明原理的示意圖，圖1（B）是制造過程圖。

在圖1（A）中，標(biāo)號(hào)1表示整流子，標(biāo)號(hào)2表示整流片，標(biāo)號(hào)3表示轉(zhuǎn)子，標(biāo)號(hào)4表示碳刷，標(biāo)號(hào)5表示碳刷彈性部件。

在圖1（B）中，標(biāo)號(hào)20表示凈化到例如約為99%的石墨粉末;標(biāo)號(hào)21表示本發(fā)明的凈化過程;標(biāo)號(hào)22表示纖維材料摻和過程，其中加入0.1重量%到12.0重量%的纖維材料（玻璃纖維、礬土纖維、硅石纖維、氧化鋯纖維、碳纖維、胡須等），其顆粒大小小于40微米、其長(zhǎng)度小于50微米;標(biāo)號(hào)23表示金屬鍍敷過程;標(biāo)號(hào)25表示燒結(jié)過程。

碳刷4由導(dǎo)電性的、碳刷彈性部件5夾持與整流片2、2和2滑動(dòng)接觸。碳刷4被燒結(jié)成為具有由碳刷彈性部件5支持的塞頭和倒T字形狀，如圖1（A）的圖A-1的碳刷透視圖所示。例T字形狀的底部表面形成得稍彎曲狀以滑動(dòng)接觸整流片2。

如圖1（B）所示，碳刷的制造過程是執(zhí)行：凈化過程21、纖維材料摻和過程22、金屬鍍敷過程23、加壓成型過程24、在石墨粉末20的燒結(jié)過程25。