JPH0674432B2

JPH0674432B2 - 潤滑剤

Info

Publication number: JPH0674432B2
Application number: JP17000785A
Authority: JP
Inventors: 成徳宇田; 準舟見; 恵理子神谷; 滋近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPS6230192A

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・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、スライドスイッチ、リレー、
コネクターなどの電気接点又は電圧のかからないしゅう
動部に用いる潤滑剤に関するものである。

従来の技術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、大きくわせて二種
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,Pb,Pt,Ag,Cu等及
びそれらの合金）をクラッド化、又は薄板材、線材の一
部にスポット溶接の手段によって接合した構造であり、
もう一つは、前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、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,MO
S₂,Pb,エポキシ系樹脂などを添加剤として配合したも
の）を導電性接着剤、スポット溶接、あるいはカシメ方
式などの手段によっ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、コミュテータ回転時
に、ブラシしゅう動部が不必要に振動し、これによって
ブラシしゅう動部がコミュテータ・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ュテータ・セグメント
間で生ずるしゅう動摩擦粉が混じり合ったもの）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の一例とし
て、コミュテータ・セグメントにしゅう接するブラシし
ゅう動部が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ュテータ・セグメント
との接触状態を第４図に示す。

第４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、折り曲げられたブラシしゅう動部３が伸び
ている。このブラシ基部２、ブラシしゅう動部それ自体
が弾性を有しコミュテータ・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とブラシしゅう動部３との折り曲げ角を適当に選ぶ
ことによって、必要な値にすることができる。また、コ
ミュテータ・セグメント４は、整流子基台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。

発明が解決しようとする問題点このように、しゅう接するコミュテータ・セグメント４
とブラシしゅう動部３からは、整流時及び、接触点の断
続により電気火花が発生し、この電気火花の発生に伴っ
て電気ノズルや、コミュテータ・セグメント４、ブラシ
しゅう動部３に消耗や溶着が発生するなど、不都合な状
態が生じる。例えば、コミュテータ・セグメント４と接
触し始める位置及び離れる位置（第４図のａ部）に溶着
が生じると、この溶着物がコミュテータ・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って
生じた切屑が、互いに隣会うコミュテータ・セグメント
４の間のギャップ部（第４図のｂ部）に溜まり、そのた
めにコミュテータ・セグメント相互間が導通され回転不
安定になる。又例えば、消耗によりコミュテータ・セグ
メント表面の面粗度が粗くなると、ブラシの振動の原因
となり、電気火花の発生を助長し、更に消耗を進行し、
異常摩擦などの原因となったり電気ノイズや整流位置の
ズレなどモータの性能そのものを低下してしまう。

なお、前記ブラシしゅう動部３コミュテータ・セグメン
ト４との接触面ａにおいてもっともよく電気火花が発生
する。もちろんしゅう接するコミュテータ・セグメント
４とブラシしゅう動部３には、電気火花を原因としない
機械的な摩耗も生じるのはいうまでもない。

一般に、よく用いられるブラシしゅう動部３の材質は前
記のごとく貴金属合金あるいは焼結カーボンであり、コ
ミュテータ・セグメント４の材質は、Au,Pd,Ag等の貴金
属合金（例えばAgCu,AgCd,AgCuCd,AgCuTiなど）からな
る。特に貴金属ブラシとの組み合わせでは、いずれも、
表面エネルギーが高く両者がほぼ同様の材質であること
から、しゅう接面で擦過傷が発生し易い不利な組み合わ
せである。また、焼結カーボンブラシとの組み合わせに
おいても、貴金属合金ブラシと較べてしゅう動抵抗は小
さくなるといえども、ブラシを構成する配合材料中に
は、SiO₂などの不純物が少なからず混入しており、擦過
傷の危険性はあり、又貴金属合金ブラシの場合と同様に
貴金属合金のカーボンの場合は、しゅう接面で擦過傷が
発生し易い不利な組み合わせになる。第５図（ａ）の例
は、これらの欠点の原因となっている電気火花を、抑制
する機械的手段を有していない構造を示す。即ちブラシ
しゅう動部３に振動減衰対策を何等講じていないもの
は、ブラシしゅう動部の振動が大きく、火花の発生が多
くなり、溶着、消耗が起こり易い。第５図（ｂ）の例
は、ブラシしゅう動部３に振動減衰対策を講じた構成を
示す。即ちブラシしゅう動部３に、防振ゴム９を粘着剤
８で貼り付けたものであり、常温においては振動吸収が
よく、火花の発生をおさえることができる。しかし、使
用上限度の60℃近くにおいては粘着剤の粘性が著しく低
下し、防振ゴム９のしゅう動部３との接着力が減少し、
振動吸収能力が低下して火花の発生が多くなり、寿命の
長い品質の優れたものは得難くなる。さらに第５図
（ｃ）は、第５図（ｂ）と同様にブラシしゅう動部３に
振動減衰対策を講じた構造の別の例を示す。即ちブラシ
しゅう動部３に防振シート12を基材10の両面に粘着剤８
を塗布した構成の接着材11で貼り付けたものであり、上
記第５図（ｂ）の例と比較すると、高温での粘着剤の粘
性の低下が、ある程度抑えられるものの不充分であり、
高温での長寿命、高品質を満足することは出来ない。

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。

本発明は、開閉接点構造の上下動スイッチ、リレー、あ
るいは、小型モータの整流機構、しゅう動接点構造を持
つスライドスイッチ、コネクターなどの電気的接続構造
の電気接点、又は電圧のかからないしゅう動部を円滑に
しゅう動させることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段前記問題点を解決するために、本発明はしゅう動部の表
面に付着させる潤滑剤として、イソプロピルベンジルア
ルコールを用いたものである。

この、イソプロピルベンジルアルコールは雰囲気温度に
より蒸気となり、しゅう動部表面に付着するように構成
する。なお、構成を簡単にするためしゅう動部に直接塗
布する構成を用いてもよい。

作用これまでの文献や実験などでブラシしゅう動部とコミュ
テータ・セグメントの溶着し易い状態、あるいは溶着や
異常摩擦の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、ブラシしゅう動部とコミ
ュテータ・セグメントがしゅう動する部位の雰囲気か、
またはコミュテータ・セグメント自体に不飽和環状炭化
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（分解生成物、又はメカルノケミカル反応
で出来た重合物であるカーボン様のもの、およびブラシ
とコミュテータ・セグメント間で生ずるしゅう動摩耗粉
が混じり合ったもの）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しゅう動部とコミュ
テータ・セグメント間のアークによって燃焼するとき、
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
びコミュテータ・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
したコミュテータ・セグメントを用いて長期間の運転実
験を行った。この実験で１）高温・低湿の場合のコミュテータ・セグメントに異
常摩耗の発生する確率が高い。

２）コミュテータ・セグメントに10μｇ程度のスチレン
モノマーやトルエンなどの不飽和環状炭化水素の吸着が
ある場合、コミュテータ・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
的に不飽和環状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、上記現象を考慮した結果、イソプロピルベンジ
ルアルコールを用いると、スチレンモノマーやトルエン
と異なりその分子構造の中に酸素を有しているためによ
く燃焼し、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、カーボン生成があっても極め
て軟質のものとなりブラシしゅう動部とコミュテータ・
セグメントのしゅう動抵抗を減ずる。

またこの作用は、例えば異常現象の発生する確率の高い
高温・低湿においてもイソプロピルベンジルアルコール
の蒸気圧にみあった雰囲気がモータケース内にえられる
ことと、イソプロピルベンジルアルコールが有する極性
基により金属表面に強力に吸着するので充分な効果を得
ることが出来る。

イソプロピルベンジルアルコールの吸着で、Au,Pd,Pt,A
g,等及びその合金の触媒作用の強い材料を用いたコミュ
テータ・セグメントおよびブラシは勿論のこと、Cuなど
で出来たそれ、焼結カーボンブラシの表面、およびそれ
以外のモータを構成する金属部品の表面へも吸着し、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、イソプロピル
ベンジルアルコールが、例えばスチレンモノマー、トル
エン等のファ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。本発明において
有効な薬品の物質名とその性状を次に示す。

分子式：C₆H₄（CH₂OH）（ｉC₃H₇）分子構造：沸騰点:246℃（１気圧）融点:28℃（１気圧）吸水率:0％（40℃・90％RH・１気圧）前述のイソプロピルベンジルアコルールは、ブラシ、コ
ミュテータ・セグメント表面、開閉接点構造の上下動ス
イッチ、リレー、あるいは、しゅう動接点構造のスライ
ドスイッチ、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、潤滑性が極めて
向上し、接触部分の摩耗が著しく減少する。

実施例第１図、第２図および第３図は、それぞれ本発明を小型
モータに用いた際の一実施例を示したものである。ここ
で第４図のものと同一名称部分には同一符号を付してあ
る。図において、７は軸受メタル、13はブラシ、14はブ
ラシなどを保持するブラケット、15はモータケース下、
16はイソプロピルベンジルアルコールを含浸させたフェ
ルト、17はロータコア18に巻装したマグネットワイヤ
ー、19はモータケース20の内面に固着したフィールドマ
グネットである。第１図の実施例ではフェルト16はブラ
ケット14上のブラシしゅう動部３の近傍に配置されてお
り、また第２図の実施例ではブラシ基部２上にフェルト
16を取り付けてあり、第３図の実施例ではブラシ13から
離れたケース20に装備している。

また、いずれの実施例も、ケース内の雰囲気がイソプロ
ピルベンジルアルコールによる蒸気雰囲気になりブラシ
およびコミュテータ・セグメント表面にイソプロピルベ
ンジルアルコールが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。

第６図に、従来品、比較例１）のスチレンモノマー雰囲
気中でのテスト品、比較例２）のトルエン雰囲気中での
テスト品、本発明のイソプロピルベンジルアルコール雰
囲気中でのテスト品の結果を示す。

なお、イソプロピルベンジルアルコールの成分に多少の
不純物があっても、イソプロピルベンジルアルコール
は、著しい効果を発揮する。

実施例における第６図の実験の結果を、第３図のモータ
で説明する。このモータは直流モータで、外径30mm高さ
25mmの大きさで定格出力0.1W、試験時の運転条件は、4.
2VDC、25mAである。

このモータの空隙にポリエステルフェルト16をポリフル
オロエチレン液で洗浄し脱脂したものに、イソプロピル
ベンジルアルコールを含浸させたものを設置したもの
は、イソプロピルベンジルアルコールが徐々に蒸発し著
しい効果を得ることが出来た。前記ポリエステルフェル
ト16は、その繊維の太さとみかけ比重を変えることによ
って蒸発スピードのコントロールが可能である。前記ポ
リエステルフェルト16のかわりに連続発泡のプラスチッ
クまたはゴムのスポンジを用いても著しい効果を得るこ
とが出来た。

また焼結されたポーラスなフィールドマグネット19にイ
ソプロピルベンジルアルコールを含浸させたものは、0.
1ないし0.3gの保持力があり著しい効果を得ることが出
来た。

また、ポリエチレンなどの気体透過性のフィルムまたは
ケースに封入し小型モータ内に設置したものもイソプロ
ピルベンジルアルコールを保持する力があり著しい効果
を得ることが出来た。

なお、第６図において、（ａ）は60℃、５％RH雰囲気中
での従来品のテスト前の整流波形、300時間テスト後の
整流波形を示し、（ｂ）は不飽和環状炭化水素スチレン
モノマー雰囲気中での60℃、５％RH雰囲気テスト前の整
流波形及び100時間テスト後の比較例１の整流波形を示
し（ｃ）は不飽和環状炭化水素（トルエン）をコミュテ
ータ・セグメント表面に約10μｇ吸着させた場合におけ
る60℃、５％RH雰囲気テスト前の整流波形及び300時間
テスト後の比較例２の整流波形を示し、さらに（ｄ）は
本発明のイソプロピルベンジルアルコール雰囲気におけ
る60℃、５％雰囲気テスト前の整流波形及び1500時間テ
スト後の整流波形をそれぞれ示す。

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）イソプロピルベンジルアルコールがしゅう動部表面
へ吸着することにより、潤滑作用がはたらき、しゅう接
面の異常摩耗や溶着とそれによる擦過損傷を防止できる
効果がある。第１表にその結果の一例を示す。

２）スチレンモノマーやトルエンなどのベンゼン環を有
する有機ガスがあっても、しゅう動部表面への吸着した
イソプロピルベンジルアルコールの皮膜で保護され、黒
化物の生成も微少となり接点間の接触不良の発生を防止
できる。また接触不良を起こさないため、電気ノイズの
発生も減少し、例えば小型モータに用いた際には速度の
安定化も図られ、結果的には、１〜30V程度の比較的低
電圧用の小型モータが使用される機器のワウ・フラッタ
ーを低減する。第１表にその結果の一例を示す。

３）イソプロピルベンジルアルコールがブラシ・コミュ
テータのしゅう動により発生する振動を抑えるダンピン
グ効果を有し、１〜10％の機械雑音の減少を可能とす
る。第１表にその結果の一例を示す。

４）イソプロピルベンジルアルコールの吸湿性は、親水
性を有する−OH基と疎水性を有する−Ｃ−Ｃ−（炭素結
合部）のバランスが理想的であり40℃・湿度90％RHの雰
囲気中でも吸水率は、20％以下となり金属を腐食するほ
ど湿潤することなく潤滑効果の大きいものとなる。

前記１）〜４）の結果、モータの品質が向上し寿命を大
幅に延ばすことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明を小型モータに用
いた際の実施例の構成図、第３図は本発明の実施例のモ
ータの半断面図、第４図は一般的なブラシ、コミュテー
タの構成を示す図、第５図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従
来例のブラシしゅう動部の代表的構成を示す図、第６図
（ａ）〜（ｄ）は本発明の効果を確認した小型モータの
整流波形を示す図である。３……コミュテータしゅう動部、４……コミュテータ・
セグメント、16……フェルト、20……モータケース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤滋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭60−255894（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−30193（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気接点、又は電圧のかからないしゅう動
部の表面に付着させる潤滑剤を、イソプロピルベンジル
アルコールで構成したことを特徴とする潤滑剤。