JPH0641591B2 - 摺動接点用グリース - Google Patents

摺動接点用グリース

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JPH0641591B2
JPH0641591B2 JP62311283A JP31128387A JPH0641591B2 JP H0641591 B2 JPH0641591 B2 JP H0641591B2 JP 62311283 A JP62311283 A JP 62311283A JP 31128387 A JP31128387 A JP 31128387A JP H0641591 B2 JPH0641591 B2 JP H0641591B2
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英五 向笠
喜久男 保崎
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は摺動接点用グリースに関する。該グリースは樹
脂系絶縁体に固定接点を取り付けた固定子の摺動面上を
可動接点が摺動してスイッチを開閉する摺動スイッチ、
就中、スイッチ開閉時に電気アークを発生する摺動接点
用グリースとして特に有用であるがこれに限定されるも
のではない。
従来の技術 従来からこの種の摺動スイッチにおいては、摺動接点用
グリースの経時的劣化等に起因して次の様な問題があ
る。即ち、(i)接点面においてグリースや潤滑成分が消
失して接点面の油切れや摺動面の酸化がおこったり、接
点面に異物が形成されて電圧降下が増大し、(ii)接点
での摩耗粉が絶縁体へ付着して絶縁劣化をもたらした
り、(iii)アークによるグリース炭化物残渣が絶縁体
へ付着して前縁劣化をもたらしたり、(iv)低温におい
て高粘度となるグリースが接点面に付着して低温での接
触面が前縁性になったり、また(V)油の絶縁体への浸
み込みによって限界応力が低下して絶縁体にひび割れ等
が発生することがある。
このため当該分野においては次の(a)〜(e)の特性を有す
るグリースの開発が要請されている: (a)電気アークのもとでは接点面に異物を生成せず、耐
久性が高くて電圧降下が小さい、 (b)電気アーク等の高温のもとでも潤滑性を失わず、摩
耗を増大させない、 (c)電気アーク等で加熱されても炭化物残渣を生成しな
い。
(d)低温から高温までの広範囲の温度(−30℃〜150
℃)において使用可能である、 (e)プラスチック(PC、ABS、PMMA等)をおかさ
ない。
しかしながら、このような特性を兼有する摺動接点用グ
リースは提案されていない。例えば、鎖状炭化水素を基
油とし、脂肪酸のリチウム塩を増稠剤として含有するグ
リースは(a)と(e)の点では優れているが、電気アークの
もとで炭化物残渣を生成する。また、(c)の特性を満す
ポリブデンを基油として配合したグリースは低温で粘度
が高くなる。アルキレンオキサイドの多価アルコール付
加重合オリゴマーを基油とし、脂肪酸のリチウム塩を増
稠剤として含有するグリースは負極性の基油のため直流
回路に使用して接点の消耗がみられることがある。又摩
擦により負に帯電する様な摩耗粉末の摩耗を抑えること
が出来ず、この様な場合の潤滑性が劣ることが考えられ
る。さらに、シリコングリースは(a)の点で問題があ
る。
発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑み、上記の(a)〜(e)の特性
を兼有する摺動接点用グリースを提供するためになされ
たものである。
問題点を解決するための手段 即ち、アルキレンオキサイド−多価アルコール付加重合
オリゴマーおよび鎖状炭化水素オリゴマーをモル比1:
0.2〜1.5の割合で含む基油100重量部に対して高級脂
肪酸のリチウム塩5〜30重量部および有機物親和性の
第4級アンモニウム塩含有粘土鉱物0.5重量部〜10重
量部未満含有する摺動接点用グリースに関する。
本発明に使用するアルキレンオキサイド−多価アルコー
ル付加重合オリゴマーは、アルキレンオキサイド、例え
ばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレ
ンオキサイド、等から選択される1種もしくはそれ以上
の化合物を多価アルコール、例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリーコール、等から選択される多価ア
ルコールを常法によって付加重合させることによって得
られる親油性オリゴマーであって、分子量は通常300
〜4000、好ましくは1000〜2000である。
特に好適なこの種の付加重合オリゴマーとしては次式: [R1O-(PO)n(BO)m]lR (式中、R1は分枝鎖を有することもある炭素原子数1〜
18のヒドロキシアルキル基を示し、Rは水素原子また
は分枝鎖を有することもある炭素原子数1〜18の炭化
水素残基を示し、POおよびBOはそれぞれプロピレン
オキサイド残基およびブチレンオキサイド残基を示し、
nは1、2〜数十の整数を示し、mは0、1、2の整数
を示し、lは1以上の整数を示す) で表わされるポリオキシアルキレングリコールモノエー
テル等であり、この種のオリゴマーの分子量は通常30
0〜3,000、好ましくは1000〜2000である。
本発明に使用する鎖状炭化水素オリゴマーとしてはパラ
フィン系精製鉱油、α−オレフィン重合油、エチレン・
α−オレフィン重合油、等が挙げられるが、これらのオ
リゴマーの分子量は通常400〜3000、好ましくは
500〜1500である。
特に好適なこの種のオリゴマーとしては炭素原子数6〜
12の水素化されたα−オレフィンオリゴマーまたはエ
チレン含有量が30〜70重量%のエチレン・α−オレ
フィンオリゴマーが例示される。
本発明による摺動接点用グリースの基油は上記のアルキ
レンオキサイド−多価アルコール付加重合オリゴマーと
この基油の分子量の1/2〜1/3の分子量の鎖状炭化水素オ
リゴマーを、モル比1:0.2〜1.5の割合で含むもので、
該付加重合オリゴマーの配合量がこの範囲よりも多過ぎ
るとこの基油の極性の影響が出、直流回路での接点消耗
が心配される。逆に少な過ぎると鎖状炭化水素オリゴマ
ーのスイッチ開閉時のアーク熱による炭化が目立ち始め
る。
高級脂肪酸のリチウム塩としてはステアリン酸リチウ
ム、12ヒドロオキシステアリン酸リチウム及びステア
リン酸リチウムと12ヒドロオキシステアリン酸リチウ
ム混合石けんが最も好適であり、その配合量は上記の基
油100重量部に対して5〜30重量部であって、5重
量部以下の場合には接点及び絶縁体の消耗が多くなり、
また、30重量部以上になると、グリースの塗布性等が
悪くなり好ましくない。
有機物親和性の第4級アンモニウム塩含有粘土鉱物とし
ては、ジメチルオクタデシルアンモニウムモンモリロナ
イトおよびジメチルペンチルオクタデシルアンモニウム
ヘクトライト等が例示される。該粘土鉱物の配合量は0.
5重量部〜10重量部未満であって、0.5重量部よりも少
ない場合には、本願発明の所期の効果は得難く、10重
量部以上になると、グリースに導電性が付与されるので
好ましくない。
本発明による摺動接点用グリースには所望によりさらに
常套の各種の添加剤、ポリマーや増粘剤等を適宜配合し
てグリースの粘度指数や離油度等を調整してもよい。
本発明によるグリースは例えば第1図に示すような摺動
スイッチの接点摺動面に塗布するのに好適なグリースで
ある。即ち、該摺動スイッチは、樹脂系絶縁体(1)に固
定接点(2)を埋設し、該固定接点(2)と絶縁体(1)との間
にエアーギャップ(3)を設け、該平板固定子上を可動接
点(4)の接点部(4a)が摺動し、固定接点面(2a)と接離す
ることによりスイッチが開閉し、このスイッチの開閉時
に該エアーギャップ部による負荷直切りで数アンペア〜
数十アンペアの電流が開閉されて電気アークが発生する
ような構造を有するスイッチであって、本発明によるグ
リース(5)は該絶縁体(1)の表面および固定接点(2)の表
面(2a)に所定の厚みで塗布される。
以下、本発明を実施例によってさらに説明する。
実施例1〜3 表−1の配合処方によって調製した本発明による摺動接
点用グリース1(実施例1)、2(実施例2)および3(実
施例3)の性状を表−1に示す。
比較例1〜4 表−1の配合処方によって調製した摺動接点用グリース
1′(比較例1)、2′(比較例2)、3′(比較例3)およ
び4′(比較例4)の性状を表−1に示す。
グリースの性能試験 上記のようにして調製したグリース1〜3および1′〜
4′の性能を評価するために以下の試験をおこなった。
第1図に示す摺動スイッチに類似した第2図および第3
図に示す実験用の摺動スイッチを作成した。第2図に示
す固定子(10)は樹脂絶縁体(11)の中心に固定接点(12)お
よび90度間隔をあけて固定接点(13)を埋設し、可動接
点(14)の摺動部に当たる固定接点(13)の両側部にエアー
ギャップ(15)を設けている。該固定子(10)は第3図に示
すように、回転モータ(16)の回転軸(17)に固定する一
方、基台(18)に固定した一対の可動接点(14)、(19)を固
定子(10)上方に配置し、可動接点(19)の接点面(19a)を
固定子(10)の中央の固定接点(12)に常時接触させると共
に、可動接点(14)の接点部(14a)を上記固定接点(13)と
接離させ、よって、スイッチを開閉するようにしてい
る。
樹脂絶縁体(11)としてはミネラル配合ナイロン66樹脂
成形体またはガラス繊維配合ポリエステル樹脂成形体を
使用し、接点(12)〜(14)および(19)には銅接点を使用し
た。
上記のようにして調製した各々のグリースを固定子(10)
の樹脂絶縁体(11)の表面並びに固定接点(12)および(13)
の表面に塗布した(塗布量:10mg/cm2)。
試験条件は、スイッチ開閉時に十分な電気アークを発生
させるためにDC24.5V、120W、開閉速度1cm/
secとし、該条件下で5万回転以上の耐久試験をおこな
ってスイッチの耐久性能(a′)〜(e′)を評価し、結果を
表−1に示す。
この場合、耐久性能(a′)〜(e′)は前記のグリースの望
ましい特性(a)〜(e)に対応するもので、試験IおよびII
は絶縁体としてそれぞれミネラル配合ナイロン66樹脂
[(カオリン/タルク)(20/20%)配合ナイロン66]およ
びガラス繊維20%配合不飽和ポリエステル樹脂を使用
したときの評価である。
耐久性能(a′)〜(e′)の評価基準は次の通りである。
(a′)(c′)はそれぞれ4ケ所において測定した。
(a′);電圧降下が50mV以下の場合をA、それ以上の
場合をBとする。
(b′);接点摩耗量が2.5mg以下の場合をA、それ以上
の場合をBとする。
(c′);エアーギャップから3mm点の絶縁抵抗が10M
Ω以上の場合をAとし、それ以下の場合をBとする。
(d′);−30℃における始動トルクおよび回転トルク
がそれぞれ2000gcm以下および1000gcm以下の場
合をAとし、これら以上の場合をBとする。
(e′);80℃においてPC、PMMAおよびABSを
おかさない場合(限界応力の低下がない場合)をAとし、
これらをおかす場合をBとする。
さらに、一部の試料に関しては、上記の耐久試験におけ
る耐久回数と電圧降下もしくはエアーギャップから3mm
離れた点における絶縁抵抗との関係を第4図〜第9図に
示す。これらの最大値は第2図に示すテストサンプルの
4ケ所で測定したものである(いずれの場合も樹脂絶縁
体として)カオリン/タルク)(20/20%)配合ナイロン66
を使用した)。即ち、第4図と第5図はグリース1に関
し、第6図および第7図はグリース2′に関し、第8図
および第9図はグリース3′に関する。
発明の効果 鎖状炭化水素オリゴマーまたはアルキレンオキサイド−
多価アルコール付加重合オリゴマーを単独で基油として
使用した場合または比較例1〜3の結果が示すように、
前記の望ましい特性(a)〜(e)を兼有する摺動接点用グリ
ースは得られないが、基油として両者を所定の割合で併
用した場合には実施例1〜3の結果が示すように該特性
(a)〜(e)を兼有する摺動接点用グリースが得られる。
例えば、基油としてポリオキシプロピレングリコールモ
ノエーテルを単独で使用した場合には、使用した絶縁体
の材料も関係あるとみられるが接点の摩耗と消耗が著し
く、電流遮断時のアークギャップ近辺の絶縁体に銅接点
摩耗粉が凝集、付着して絶縁劣化をもたらし(第7図参
照)、また、エチレン・α−オレフィン重合油を単独で
使用する場合にはグリースの炭化が著しく、電流遮断時
のアークギャップ近辺の絶縁体摺動面には多量の炭化物
残渣だけでなく銅接点磨耗粉も付着して顕著な絶縁劣化
と接点摩耗をもたらすが(第9図参照)、基油としてポリ
オキシプロピレングリーコールモノエーテルとエチレン
・α−オレフィン重合油を所定の割合で混用した場合に
は、電流開閉を繰り返してもアーク熱によるグリースの
炭化や消失が少ないだけでなく、接点磨耗粉の生成付着
量が少なく、電圧降下の増大と絶縁劣化はもたらさない
(第4図および第5図参照)。
従って、本発明によるグリースを使用することによって
摺動スイッチの信頼性と耐久性は大幅に改良される。
本発明によるグリースは摺動スイッチの接点用グリース
として汎用できるものであるが、特に車両等の摺動接点
用グリースとして好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による摺動接点用グリースを好適に使用
し得る接点摺動面を有する摺動スイッチの一態様を示す
模式的断面図である。 第2図はグリースの耐久性能試験に使用した摺動スイッ
チ固定子の平面図である。 第3図は第2図の要部を通る模式的断面図である。 第4図および第5図はグリース2を用いた耐久試験にお
ける耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数と絶縁
抵抗との関係をそれぞれ示す。 第6図および第7図はグリース2′を用いた耐久試験に
おける耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数と絶
縁抵抗との関係をそれぞれ示す。 第8図および第9図はグリース3′、グリース4′を用
いた耐久試験における耐久回数と電圧降下との関係およ
び耐久回数と絶縁抵抗との関係をそれぞれ示す。 (1)および(11)は樹脂絶縁体、(2)、(12)および(13)は固
定接点を示し、(3)および(15)はエアーギャップ、(4)、
(14)および(19)は可動接点、(5)は摺動接点用グリー
ス、(10)は固定子、(16)はモータを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 107:10 117:02 113:10 115:08) C10N 10:02 40:14 50:10 (72)発明者 保崎 喜久男 東京都大田区西蒲田1丁目16番5号 (56)参考文献 特開 昭59−142293(JP,A) 特開 昭48−100654(JP,A) 特開 平1−152197(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルキレンオキサイド−多価アルコール付
    加重合オリゴマーおよび鎖状炭化水素オリゴマーをモル
    比1:0.2〜1.5の割合で含む基油100重量部に対して
    高級脂肪酸のリチウム塩5〜30重量部および有機物親
    和性の第4級アンモニウム塩含有粘土鉱物0.5重量部〜
    10重量部未満含有する摺動接点用グリース。
  2. 【請求項2】アルキレンオキサイド−多価アルコール付
    加重合オリゴマーが次式: [R1O-(PO)n(BO)m]lR (式中、Rは分枝鎖を有することもある炭素原子数1〜
    18のヒドロキシアルキル基を示し、Rは水素原子また
    は分枝鎖を有することもある炭素原子数1〜18の炭化
    水素残基を示し、POおよびBOはそれぞれプロピレン
    オキサイド残基およびブチレンオキサイド残基を示し、
    nは1〜40の数を示し、mは0、1、2の整数を示
    し、lは1以上の整数を示す) で表わされるポリオキシアルキレングリコールエーテル
    である第1項記載のグリース。
  3. 【請求項3】鎖状炭化水素オリゴマーがパラフィン系精
    製鉱油、α−オレフィン重合油またはエチレン・α−オ
    レフィン重合油でその分子量が前記2項に示したポリオ
    キシアルキレングリコールエーテルの分子量の1/2〜1/3
    である第1項記載のグリース。
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