[发明专利]燃料泵用的碳刷及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料泵用的碳刷及其制造方法。

背景技术

在液体燃料中使用的碳刷被组装在燃料泵发动机中并在液体燃料中作为滑动对象来滑动整流子。在燃料泵用的碳刷中，由于在刷子与整流子之间存在液体燃料，因此电接触不稳定。因而，在刷子与整流子之间易产生火花，火花的产生在刷子和整流子片分离的滑动后端处特别显著。在以往的碳刷中，粘合剂的酚醛树脂由于在高温下进行烘烤，因此几乎全部发生碳化，利用酚醛树脂的碳化物将作为刷子组织的主要成分的碳粒结合。当产生火花时，酚醛树脂碳化物被火花烧损，结果碳粒脱落、刷子发生磨损。

在燃料泵发动机以低电压进行工作的期间，由于火花的产生少，因此磨损也不会变大，但当超过某电压时，碳的脱落会急剧地增多，在滑动后端处发生表面粗糙、凹凸变得严重。这样的话，火花变得更容易产生、表面粗糙变得更明显、刷子急剧地发生磨损。如上所述，当在高负荷状态下以高电压使燃料泵发动机工作时，会发生刷子在短时间内异常磨损的所谓的异常磨损。刷子与整流子的寿命是燃料泵的重要功能之一，因此有必要确实地排除异常磨损。近年的燃料泵发动机由于要求为小型且高燃料压力，因此为了使其更高速地旋转，多在高负荷状态下进行工作。因而，发生异常磨损的风险增大，成为设计上很令人担忧的问题。

当示出相关的现有技术时，专利文献1（JP2007-300748A）公开了通过在燃料泵用的碳刷中添加1～10质量%的TiO₂来抑制整流火花。另外，专利文献2（JP2008-43028A）公开了通过在碳刷中添加5～30质量%的蒙脱石或纤维状的钛酸钾来抑制整流火花。但是，根据本发明者们的实验可知，专利文献1、2的碳刷对于防止在高电压下使燃料泵发动机工作时的异常磨损是不充分的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP2007-300748A

专利文献2:JP2008-43028A

发明内容

发明预解决的课题

本发明的课题在于提供即使在高电压下使燃料泵发动机工作，也不会发生异常磨损的碳刷。

用于解决课题的方法

本发明涉及一种燃料泵用的碳刷，其具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体为碳和聚醚醚酮PEEK（[－O－φ－O－φ－CO－φ]n：φ是苯环，n是聚合度、例如100～1000左右）。聚醚醚酮是熔点为334℃、玻璃化转移点为143℃的耐热性高的热塑性树脂。聚醚醚酮由于耐热性高，因此不易因与整流子之间的火花放电而烧损。因此，当使其含有在燃料泵用的碳刷中时，可以防止刷子的异常磨损、增加刷子的耐久性。另外，刷子主体中的聚醚醚酮的含量优选为5质量%～30质量%，不足5质量%时，由于刷子的强度不足，因此缺乏耐久性，超过30质量%时，刷子的导电性降低。刷子主体中的碳可以是电石墨等人造石墨或非晶质碳，优选是廉价且滑动性优异的天然石墨。

聚醚醚酮的平均粒径例如为5μm～50μm、优选为15μm～35μm、最优选为20μm～30μm。聚醚醚酮由于将碳粒间键合，因此过大的粒子作为粘合剂效率不高。因此，平均粒径优选为50μm以下、更优选为35μm以下、特别优选为30μm以下。聚醚醚酮的平均粒径的最佳值在25μm附近，平均粒径优选为15μm以上、特别优选为20μm以上。

平均粒径过小的聚醚醚酮防止异常磨损的能力不充分，而平均粒径过大的聚醚醚酮作为粘合剂效率不高。因此，对优选平均粒径为15μm～35μm、特别优选平均粒径为20μm～30μm的聚醚醚酮与碳的混合粉体进行压缩成型。

另外，本发明还涉及一种燃料泵用的碳刷的制造方法，所述燃料泵用的碳刷具备刷子主体和与刷子主体连接的导线，其特征在于，所述刷子主体如下制造：对以碳和聚醚醚酮为主成分的混合粉体进行压缩成型，在聚醚醚酮的熔点即334℃～500℃的温度下进行烘烤来制造。其中，压缩成型和烘烤可以在同一模具内进行，也可以是将刷子主体从压缩成型的模具中取出后采用另外的步骤进行，烘烤气氛为空气中、氮气中、还原气氛中等的任意气氛。聚醚醚酮在500℃以下的烘烤中实质上不会分解，但优选烘烤温度为熔点的334℃～400℃。

发明效果

本发明可以防止燃料泵用碳刷的异常磨损、提高燃料泵的可靠性。

附图说明

图1为实施例的碳刷的正视图。

图2为表示实施例与比较例中的碳刷的磨损量的特性图。

图3为表示实施例与比较例中的整流子的磨损量的特性图。

具体实施方式