JPH0586005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばテープレコーダー、ビデオテ
ープレコーダーなどのテープを駆動するために使
用される小型モータをはじめ、上下動接点、スラ
イドスイツチ、リレー、コネクターなどの電気接
点に関するものである。

従来例の構成とその問題点 接点開閉回数の最も多い小型モータの例で説明
すると、一般に小型モータにおけるブラシは、大
きくわけて二種類ある。一つは、弾性を有する導
電材料、例えば銅、ベリリウム銅、銅チタン合
金、リン青銅、洋白の薄板材あるいは線材に貴金
属合金（例えば、Au、Pd、Pt、Ag、Cu等及び
それらの合金）をクラツド化、又は薄板材、線材
の一部にスポツト溶接の手段によつて接合した構
造であり、もう一つは、前記に述べた薄板材ある
いは線材の一部に焼結カーボンブラシ（例えば、
Ｃカーボン、Agカーボン、Cuカーボン、AgCu
カーボン、及びそれらの材料にSiC、MoS₂、Pb、
エポキシ系樹脂などを添加剤として配合したカー
ボンブラシ）を導電性接着剤、スポツト溶接、あ
るいは圧着方式などの手段によつて形成されてい
るが、これらのブラシを有する小型モータにおい
ては、コミユテータ回転時に、コミユテータ摺動
部が不必要に振動し、これによつてコミユテータ
摺動部のコミユテータ・セグメントに対する接触
面に異常な溶着が生じることと、火花発生に伴う
黒化物（カーボン及びブラシとコミユテータ・セ
グメント間で生ずる摺動摩耗粉が混じり合つたも
の）と言われる異常現象を促進する異物が生成さ
れることがしばしば起こり問題となる。小型モー
タのブラシでは、コミユテータ・セグメントに摺
接するコミユテータ摺動部が例えばモータケース
の蓋などに設けられた支持手段により支持されて
いるブラシ基部と一体に成形されたものがある。
その種のブラシとコミユテータ・セグメントとの
接触状態を第１図に示す。

第１図において、ブラシ支持手段１に支持され
たブラシ基部２から、折り曲げられたコミユテー
タ摺動部３が伸びている。このコミユテータ摺動
部３は、ブラシ基部２から折り曲げられているこ
とによつて弾性を有し、コミユテータ・セグメン
ト４に押圧された状態で接触している。そして、
この押圧力は、ブラシ基部２とコミユテータ摺動
部３との折り曲げ角を適当に選ぶことによつて、
必要な値にすることができる。また、コミユテー
タ・セグメント４は、絶縁筒５を介してモータ回
転軸６に固定され、モータの回転とともに回転す
る。

このように、回転するコミユテータ・セグメン
ト４とコミユテータ摺動部３が、摺接しているこ
とから、両者の間で電気火花が発生し易く、この
電気火花の発生に伴つて電気ノイズや、コミユテ
ータ摺動部３上に溶着が発生するなど、不都合な
状態が生じることになる。そして、この溶着の発
生はブラシの寿命を短くするのみでなく、各コミ
ユテータ・セグメント４と接触し始める位置及び
離れる位置（第１図のａ部）に溶着が生じると、
この溶着によつてコミユテータ・セグメント４の
表面を擦過して損傷を与え、さらにこの擦過によ
つて生じた切削屑が、互いに隣合うコミユテー
タ・セグメント４の間のギヤツプ部に溜まり、そ
のためにコミユテータ・セグメント相互間が導通
されるという不都合が発生し、モータの性能その
ものまで低下してしまうという欠点があつた。な
お、前記コミユテータ摺動部のａ部において電気
火花がよく発生する。

この最大の原因はブラシの摺動である。即ち、
ブラシの振動で電気火花が頻繁に起こり、これに
よつて溶着の発生が促進され、摺動面の荒れを招
く。荒れが大きくなるに従つて更に電気火花の発
生が増加し、ついにはモータの要求特性を得るこ
とが不可能となり、起動停止に至るものがある。

一般に、コミユテータ摺動部３の材質は前記の
ごとく貴金属合金ブラシあるいは焼結カーボンブ
ラシであり、コミユテータ・セグメント４の材質
は、AgCu、AgCd、AgCuCd、Cu、Au合金、
AgPd合金、AgCuTi合金などであり、貴金属ブ
ラシを使用した場合、これらは、両者がほぼ同様
の材質であることから摺動抵抗が1.0ともなり、
摺動界面で擦過傷が発生し易い不利な組合わせで
ある。また、焼結カーボンブラシを使用した場合
は、貴金属合金ブラシを使用した時と較べて摺動
抵抗は小さくなるとはいえども、擦過傷の危険性
はあり、またカーボン・ブラシを構成する配合材
料中には、SiS₂などの不純物が混入されており、
貴金属合金ブラシと同様に、摺動界面で擦過傷が
発生し易い不利な組合わせになつている。

これらの欠点の原因となつている電気火花を抑
制する手段を有していない第２図ａに示した構造
のもの、即ちコミユテータ摺動部３に振動減衰対
策を何等講じていないものは、コミユテータ摺動
部の振動が大きく、従つて常温の使用でも溶着が
容易に発生し、寿命の長い、品質のすぐれたもの
は得がたい。また第２図ｂに示したような、コミ
ユテータ摺動部３に振動防止用ゴム９を粘着剤８
で貼り付けたものは、常温での振動吸収がよく、
火花の発生をおさえることができるが使用上限温
度の60℃近くになると粘着剤の粘性が著しく低下
し、振動防止用ゴム９の摺動部への接着力が減少
し、振動吸収能力が低下して火花の発生が多くな
り、寿命の短い、品質の不安定なものとなつてし
まう。さらに第２図ｃに示したような、コミユテ
ータ摺動部３に振動防止用シート１２を基材１０
の両面に粘着剤８を塗布した構成の接着剤１１で
貼り付けたものは、上記第２図ｂの例と比較する
と、高温での粘着剤の粘性の低下が、ある程度小
さいものの充分とは言えず、高温での長寿命、高
品質を得ることは出来ない。この種の問題は、前
記小型モータの例と同様に貴金属合金（例えば、
Au、Pd、Pt、Ag、Cu等及びそれらの合金）を
クラツド化、又は薄板材を用いて構成される開閉
接点構造の上下動スイツチ、リレー、あるいは、
摺動接点構造のスライドスイツチ、コネクターな
どの電気的接続構造の電気接点でも黒化物発生に
よる接触不良、電気火花の発生による接点の転
移、溶着等に関する不都合が発生する。なお、こ
の機器の使用雰囲気温度は、−10℃〜＋60℃で使
用するものが多い。

発明の目的 本発明は、接点の摺動性の改善を図り、小型モ
ータ及び開閉接点構造の上下動スイツチ、リレ
ー、あるいは、小型モータ同様摺動接点構造を持
つスライドスイツチ、コネクターなどの電気的接
続構造の電気接点寿命の短縮を防止する電気接点
を提供するものである。

発明の構成 前記目的を達成するために本発明は、接点を内
蔵したケース内の一部に、 １ パラフイン類 ２ 単数の−OH基を有するモノアルコール類 ３ 複数の−OH基を有する多価アルコール類 ４ 単数または複数の−Ｏ−結合を有するエーテ
ル類 ５ 環状エーテル類 ６ 単数または複数の−CO−結合を有するケト
ン類 ７ 単数または複数の−OH基を有するエーテル
アルコール類 ８ 単数または複数の−OH基を有するエステル
アルコール類 ９ 単数または複数の−COO−結合を有するエ
ステル類 10 単数または複数の−OH基を有するアミノア
ルコール類 11 単数または複数の−COOH基を有する脂肪
酸類 12 単数または複数の−CONH−結合を有する
アルキルアミド類 13 単数または複数の−NH₂−結合を有する一
級アミン類 14 単数または複数の−NH−結合を有する二級
アミン類 15 単数または複数のＮ≡結合を有する三級アミ
ン類 16 オキシ単環テルペン類 の中の少なくとも一種以上の薬品、…以下（本発
明の薬品）と略す。

を含浸させた部材、例えばフエルトを接着剤で固
着あるいは圧着方式などの手段で着設する。この
（本発明の薬品）は、ベンゼン環を有しないリニ
アーな炭素結合を有するか、側鎖を有するもので
あり、一気圧下でのその沸騰点が100℃〜250℃近
辺のものを使用状況によつて適切なものを選定す
る。この、（本発明の薬品）が雰囲気温度により
蒸気となりケース内は（本発明の薬品）の雰囲気
となるように構成する。なお、モータに用いる場
合は、モータ構成を簡単にするため、前記ブラシ
またはコミユテータ摺動部に前記（本発明の薬
品）を直接塗布する構成を用いてもよい。また開
閉接点構造の上下動スイツチ、リレー、あるい
は、摺動接点構造のスライドスイツチ、コネクタ
ーなどの電気的接続構造の電気接点の場合も、接
点近傍に（本発明の薬品）を塗布あるいは製品
（開閉接点構造の上下動スイツチ、リレー、ある
いは、摺動接点構造のスライドスイツチ、コネク
ターなど）を構成する材料に含浸させて、接点近
傍の雰囲気が（本発明の薬品）の雰囲気となるよ
う処理を行う。

実施例の説明 第３図および第４図は、それぞれ本発明の実施
例を示したものである。ここで第１図のものと同
一名称部分には同一符号を付してあり、１４はブ
ラシなどを保持するブラケツト、１５はモータハ
ウジングで、ブラケツト１４とによりモータケー
スを構成している。１６は（本発明の薬品）を含
浸させたフエルトである。第３図の実施例ではフ
エルト１６はブラケツト１４上のコミユテータ摺
動部３の近傍に配置されており、また第４図の実
施例ではブラシ基部２上にフエルト１６を取り付
けてある。

なお、これらの実施例ではいずれもブラシ基部
２の先端部にコミユテータ摺動部３を固着した構
成になつているが第１図のようにブラシ基部２か
ら曲げ延設されたコミユテータ摺動部を有し、そ
の摺動部の上にフエルト１６を着設してもよい。

いずれの場合の実施例も、モータケース内の雰
囲気が（本発明の薬品）による蒸気雰囲気になり
雰囲気ガスによりブラシおよびコミユテータ・セ
グメント表面に吸着する事を目的としたものであ
り、その手段はこの限りではない。

ところで、これまでの文献や実験などでコミユ
テータ摺動部とコミユテータ・セグメントの溶着
し易い状態、あるいは溶着や異常摩耗や導通不良
の起こり易い状態が解明されつつある。異常の起
こり易い状態は、ブラシ摺動部とコミユテータ・
セグメントが摺動する部位の雰囲気か、またはコ
ミユテータ・セグメント自体へ不飽和環状炭化水
素が存在したり、吸着したりしている場合であ
る。このとき黒化物（カーボンおよびブラシとコ
ミユテータ・セグメント間で生ずる摺動摩耗粉が
混じり合つたもの）と言われる異常現象を促進す
る異物が生成する。

この異物は、不飽和環状炭化水素が摺動部とコ
ミユテータ・セグメント間のアークによつて燃焼
するとき単位体積当たりのカーボン量が多く、不
完全燃焼することと、またその分子構造に起因す
るものであるが、生成カーボンの結合状態が密と
なるため、硬質のカーボンができるためと思われ
る。

また不飽和環状炭化水素以外の炭化水素の雰囲
気、およびコミユテータ・セグメントへの吸着で
は、その分子構造に起因するものであるが、生成
するカーボンは軟質のものとなり、異常現象につ
ながらぬ事が解明されている。これらの現象をも
とにして、微量の炭化水素の吸着したコミユテー
タ・セグメントを用いて長期間の運転実験を行つ
た。この実験で １ 高温、低湿の場合のコミユテータ・セグメン
トに異常摩耗の発生する確率が高い ２ コミユテータ・セグメントに10μg程度の炭
化水素の吸着がある場合、コミユテータ・セグ
メントの異常が緩和され、小型モータの長寿命
化がはかれる。（ただし、継続的に炭化水素の
補給がない場合のデータである。）結果が得ら
れた。

そこで、本発明では上記現象を考慮して、第３
図、第４図の実施例で示したように、モータハウ
ジング１５とブラケツト１４で囲まれた内部の、
コミユテータ摺動部近傍に（本発明の薬品）類を
含浸させたフエルト１６を配置したものである。
この（本発明の薬品）類は、不飽和環状炭化水素
とはその分子構造の点で最も異なり、そのため、
異常現象の一つである硬質の黒化物生成に対して
最も遠い存在となり、カーボン生成があつても極
めて軟質のものとなりコミユテータ摺動部とコミ
ユテータ・セグメントの摺動抵抗を減ずるもので
ある。

上記構成において異常現象の発生する確率の高
い高温、低湿では（本発明の薬品）の蒸気圧にみ
あつた雰囲気がモータケース内にえられる。この
ベンゼン環を有しない、リニアーな炭素結合を有
するか、側鎖を有する（本発明の薬品）は、その
極性基により金属表面に強力に吸着する。この吸
着は、パラフイン類のフアンデアワールスの引力
により吸着するものを除くと、フアンデアワール
スの引力により吸着する有機ガスに比べて強力に
吸着しており安定な吸着状態と言える。

この、（本発明の薬品）の吸着で、Au、Pd、
Pt、Ag、等で出来た触媒作用の強いコミユテー
タ・セグメントおよびブラシは勿論のこと、Cu
で出来たそれ、また焼結カーボンブラシの表面お
よびそれ以外の金属表面へも吸着し、表面へ反応
性の高いガス（スチレンモノマー、トルエン等）
が付着することを防止する。これは、（本発明の
薬品）がパラフイン類を除いては、例えばスチレ
ンモノマー、トルエン等のフアンデアワールスの
引力より吸着する有機ガスに比べて強力に吸着す
るためである。

また分子構造中に（アミノ基）を有しているも
のは金属を腐食から守る防錆力も有している。し
たがつて、金属部品を長期に安定に保護する。

しかも、−10℃〜＋60℃が通常の使用環境雰囲
気となる小型モータ、開閉接点構造の上下動スイ
ツチ、リレー、あるいは、摺動接点構造のスライ
ドスイツチ、コネクターなどの電気的接続構造の
電気接点では一気圧下での沸騰点が100℃付近の
ものから250℃付近のものまで有効であり（本発
明の薬品）で列記すると、 １ パラフイン類 （例） ２・２・４トリメチルペンタン
…99.2℃（一気圧下での沸騰点） ｎ−デカン …174.1℃（一気圧下での沸騰点） ｎ−ドデカン
…216.3℃（一気圧下での沸騰点） テトラデカン
…253.6℃（一気圧下での沸騰点） ２ 単数の−OH基を有するモノアルコール類 （例） ｎ−プロピルアルコール
…97.2℃（一気圧下での沸騰点） イソブチルア
ルコール …106〜109℃（一気圧下での沸騰点） イソアミルアルコール
…128〜132℃（一気圧下での沸騰点） イソブチルカルビノール
…176〜184℃（一気圧下での沸騰点） ３ 複数の−OH基を有する多価アルコール類 （例） プロピレングリコール
…187℃（一気圧下での沸騰点） エチレングリコール
…197℃（一気圧下での沸騰点） ジエチレングリコール
…250℃（一気圧下での沸騰点） ２メチル２・４ペンタンジオール
…197.4℃（一気圧下での沸騰点） グリセリン …290℃（一気圧下での沸騰点） ４ 単数または複数の−Ｏ−結合を有するエーテ
ル類 （例） ｎ−ブチルエーテル
…143℃（一気圧下での沸騰点） イソアミルエーテル
…173.2℃（一気圧下での沸騰点） ５ 環状エーテル類 （例） １・４ジオキサン
…101.4℃（一気圧下での沸騰点） １・３ジオキサン
…106℃（一気圧下での沸騰点） ６ 単数または複数の−CO−結合を有するケト
ン類 （例） シクロペンタノン
…130.7℃（一気圧下での沸騰点） ２オクタノン …174℃（一気圧下での沸騰点） ２ノナノン …195℃（一気圧下での沸騰点） ２ウンデカノン
…229℃（一気圧下での沸騰点） ７ 単数または複数の−OH基を有するエーテル
アルコール類 （例） １・３ジメトキシ２プロパノール
…169℃（一気圧下での沸騰点） ジエチレングリコール・モノメチルエーテル
…194.2℃（一気圧下での沸騰点） ジエチレングリコール・モノエチルエーテル
…195℃（一気圧下での沸騰点） ジエチレングリコール・モノブチルエーテル
…230℃（一気圧下での沸騰点） ドリブロピレングリコール・モノメチルエーテ
ル …242.4℃（一気圧下での沸騰点） ８ 単数または複数の−OH基を有するエステル
アルコール類 （例） 乳酸エチル …154℃（一気圧下での沸騰点） グリコール酸エチル
…160℃（一気圧下での沸騰点） ２・ヒドロキシエチルアセテート
…188℃（一気圧下での沸騰点） Ｌ−リンゴ酸ジエチル
…253℃（一気圧下での沸騰点） ９ 単数または複数の−COO−結合を有するエ
ステル類 （例） コハク酸ジメチル
…195℃（一気圧下での沸騰点） オクタン酸エチル
…208℃（一気圧下での沸騰点） フマル酸ジエチル
…214℃（一気圧下での沸騰点） デカン酸ジエチル
…242℃（一気圧下での沸騰点） アジピン酸ジエチル
…245℃（一気圧下での沸騰点） 10 単数または複数の−OH基を有するアミノア
ルコール類 （例） ジエチルエタノールアミン
…163℃（一気圧下での沸騰点） ジブチルエタノールアミン
…199℃（一気圧下での沸騰点） 11 単数または複数の−COOH基を有する脂肪
酸類 （例） ピパル酸 …164℃（一気圧下での沸騰点） イソクロトン酸
…169℃（一気圧下での沸騰点） イソ吉草酸 …177℃（一気圧下での沸騰点） アジピン酸 …205.5℃（一気圧下での沸騰点） ヘキサノン酸
…205.8℃（一気圧下での沸騰点） ｎ−オクタン酸
…239℃（一気圧下での沸騰点） クロトン酸 …189℃（一気圧下での沸騰点） 12 単数または複数の−CONH−結合を有する
アルキルアミド酸 （例） ｎ−エチルアセトアミド
…205℃（一気圧下での沸騰点） 13 単数または複数の−NH₂−結合を有する一
級アミン類 （例） ２オクタンアミン
…163〜164℃（一気圧下での沸騰点） オクチルアミン
…188℃（一気圧下での沸騰点） ヘキシルアミン
…130℃（762mmHgでの沸騰点） １・６ヘキサンジアミン
…81.5℃（10mmHgでの沸騰点） 14 単数または複数の−NH−結合を有する二級
アミン類 （例） ジブチルアミン
…160℃（一気圧下での沸騰点） 15 単数または複数のＮ≡結合を有する三級アミ
ン類 （例） トリプロピルアミン
…157℃（一気圧下での沸騰点） トリブチルアミン
…212℃（一気圧下での沸騰点） 16 オキシ単環テルペン類 （例） γターピネオール
…114〜115℃（一気圧下での沸騰点） βターピネオール
…209〜210℃（752mmHgでの沸騰点） αターピネオール
…219〜221℃（一気圧下での沸騰点） １−メントール
…216.5℃（一気圧下での沸騰点） ｄ−シヨウノウ
…209℃（一気圧下での沸騰点） などである。

前述の（本発明の薬品）は、ブラシ、コミユテ
ータ・セグメント表面、開閉接点構造の上下動ス
イツチ、リレー、あるいは、摺動接点構造のスラ
イドスイツチ、コネクターなどの電気的接続構造
の電気接点へ吸着し、単分子膜を形成するため、
潤滑性も極めて向上し、接触部分の摩耗も著しく
減少する。（実験の結果を第５図に示す。） なお、第５図において、Ａ，Ｂは不飽和環状炭
化水素を有するスチレンモノマー雰囲気中の整流
波形を示し、Ａは60℃、５％RHテスト前の整流
波形、Ｂは60℃、５％RH100時間テスト後の整
流波形である。又、Ｃ，Ｄは炭化水素（トルエ
ン）をコミユテータ・セグメント表面に約10μg
吸着させた場合の確認結果を示し、Ｃは60℃、５
％RHテスト前の整流波形、Ｄは60℃、５％
RH300時間テスト後の整流波形である。さらに、
Ｅ，Ｆは（本発明の薬品）雰囲気中の確認結果を
示し、Ｅは60℃、５％RHテスト前の整流波形、
Ｆは60℃、５％RH1500時間テスト後の整流波形
である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、下記の効果を奏する。

１ （本発明の薬品）が接点表面へ吸着すること
により、潤滑作用がはたらき、摺動部の以上摩
耗や擦過損傷が防止できる効果がある。

２ スチレンモノマーやトルエンなどのベンゼン
環を有する有機ガスがあつても、接点表面は、
その表面へ吸着した（本発明の薬品）の皮膜で
保護され、黒化物の生成も微少となり接触不良
を防止できる。また接触不良を起こさないた
め、電気ノイズの発生も減少する。

３ 前記１および２の結果、品質が向上し、寿命
を大幅に延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成図、第２図ａ〜ｃはそれ
ぞれ従来例のコミユテータ摺動部の構成を示す
図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明の実施例
の構成図、第５図Ａ〜Ｆは従来例及び本発明の整
流波形を示す図である。 ３……コミユテータ摺動部、４……コミユテー
タ・セグメント、１２……ブラケツト、１３……
ハウジング、１４……本発明の薬品を含浸させた
フエルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接点を内蔵したケース内に、 １ パラフイン類 ２ 単数の−OH基を有するモノアルコール類 ３ 複数の−OH基を有する多価アルコール類 ４ 単数または複数の−Ｏ−結合を有するエーテ
   ル類 ５ 環状エーテル類 ６ 単数または複数の−CO−結合を有するケト
   ン類 ７ 単数または複数の−OH基を有するエーテル
   アルコール類 ８ 単数または複数の−OH基を有するエステル
   アルコール類 ９ 単数または複数の−COO−結合を有するエ
   ステル類 10 単数または複数の−OH基を有するアミノア
   ルコール類 11 単数または複数の−COOH基を有する脂肪
   酸類 12 単数または複数の−CONH−結合を有する
   アルキルアミド類 13 単数または複数の−NH₂−結合を有する一
   級アミン類 14 単数または複数の−NH−結合を有する二級
   アミン類 15 単数または複数のＮ≡結合を有する三級アミ
   ン類 16 オキシ単環テルペン類 の中の少なくとも一種以上の薬品の雰囲気を持た
   せた電気接点。