JPH0791548B2

JPH0791548B2 - 潤滑剤

Info

Publication number: JPH0791548B2
Application number: JP22524286A
Authority: JP
Inventors: 成徳宇田; 準舟見; 滋近藤; 孝克森本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPS6381199A

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、スライドスイッチ、リレ
ー、コネクターなどの電気接点又は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
ブラシしゅう動部のコミュテータ・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
て電気ノイズや、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、互いに隣り合うコミュテータ・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、異常摩耗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とコミュテータ・セグメ
ント４との接触面ａにおいて最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、基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
用上限温度の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。

なお、小型モータの例で説明すると、上記ブラシしゅう
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耗や導通不良の起こり易い状態が解
明されつつある。即ち、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。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので開閉接
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接点、又はしゅう動部を円滑
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、エーテルアルコール類を
用いたものである。

作用上記の如くしゅう動部の表面にエーテルアルコール類よ
りなる潤滑剤を付着させると、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しゅう動抵抗を減ずることがで
きる。また異常現象の発生する確率の高い高温・低湿に
おいても本発明の潤滑剤の蒸気圧にみあった雰囲気がし
ゅう動部を収納したケース内にえられることと、本発明
の潤滑剤が有する水酸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。

また本発明の潤滑剤の吸着において、Au,Pd,Pt,Ag,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
たブラシ、焼結カーボンブラシの表面、およびそれ以外
の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、本発明の潤滑剤が、例えばスチレモノ
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水素結合をつくり強力に吸着する
ためである。

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はエーテルアルコール類よりなる潤滑剤を含浸させた
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潤滑剤と
なるエーテルアルコール類による蒸気雰囲気になりブラ
シおよびコミュテータ・セグメント表面に本発明の潤滑
剤が吸着する事を目的としたものである。

上記潤滑剤の具体的な物質名とその性状は、下記の通り
である。

潤滑剤１ヘキサメチレングリコール・２−シクロヘキシル＝シク
ロヘキサノールエーテル分子式:C₁₂H₂₄O（OH）_２分子構造：吸水率:8％（40℃・90％RH・１気圧）のものである。

潤滑剤２ジヘキサメチレングリコール分子式:C₁₂H₂₄（OH）_２分子構造:HO−（CH₂）_６−Ｏ−（CH₂）_６−OH 吸水率:6％（40℃・90％RH・１気圧）のものである。

潤滑剤３３−（２−エチルヘキシルオキシ）−２−ヒドロキシプ
ロピル＝２−メチル−2,4−ペンタンオールエーテル分子式:C₁₇H₃₄O（OH）_２分子構造：吸水率:1％以下（40℃・90％RH・１気圧）のものであ
る。

前述の本発明の潤滑剤は、ブラシ、コミュテータ・セグ
メント表面へ吸着し、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。

また開閉接点構造の上下動スチッチ、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
などの電気接点またはその他のしゅう動面でも同様の効
果を発揮する。

次に比較例と実施例についてテストを行った。

比較例１）従来品比較例２）のスチレンモノマー雰囲気中でのテスト品比較例３）のトルエン雰囲気中でのテスト品実施例１）本発明の潤滑剤１雰囲気中でのテスト品実施例２）本発明の潤滑剤２雰囲気中でのテスト品実施例３）本発明の潤滑剤３雰囲気中でのテスト品実施例４）本発明の潤滑剤１、２、３の混合雰囲気中で
のテスト品の結果を示す。

なお、潤滑剤の成分に多少の不純物があっても、本発明
の潤滑剤は、著しい効果を発揮する。

テストの結果は次表の通りであった。

テストに用いたモータを第３図で説明する。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、本発明の潤滑
剤を含浸させたものを設置したものは、本発明の潤滑剤
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に本
発明の潤滑剤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本発明の
潤滑剤を保持する力があり著しい効果を得ることが出来
た。

第６図に本発明の潤滑剤を用いた小型モータの整流波形
図を示す。

（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時間テスト後の比較例１の整流波形（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２の整流波形（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３の整流波形（ｄ）は本発明の潤滑剤１雰囲気における60℃、５％雰
囲気テスト前の整流波形及び1500時間テスト後の実施例
１の整流波形を示す。

（ｅ）は本発明の潤滑剤２雰囲気における60℃、５％雰
囲気テスト前の整流波形及び1500時間テスト後の実施例
１の整流波形を示す。

（ｆ）は本発明の潤滑剤３雰囲気における60℃、５％雰
囲気テスト前の整流波形及び1500時間テスト後の実施例
１の整流波形を示す。

（ｇ）は本発明の潤滑剤1:本発明の潤滑剤2:本発明の潤
滑剤３＝1:1:1の混合潤滑剤雰囲気における60℃、湿度
５％雰囲気テスト前の整流波形及び1500時間テスト後の
実施例１の整流波形を示す。

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）本発明の潤滑剤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。

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、しゅう動部表面へ吸着した本
発明の潤滑剤の皮膜で保護され、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。

３）本発明の潤滑剤が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、機械雑音の減少を可能とす
る。

４）本発明の潤滑剤の吸湿性は、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。

【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）〜（ｇ）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)発明者森本孝克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61−31493（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−255894（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−125293（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−172996（ＪＰ，Ａ) 特公平５−42997（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気接点、又はしゅう動部としてブラシと
コミュテータが設けられたケース内をヘキサメチレング
リコール・２−シクロヘキシル＝シクロヘキサノールエ
ーテル、ジヘキサメチレングリコール、３−（２−エチ
ルヘキシルオキシ）−２−ヒドロキシプロピル＝２−メ
チル−2,4−ペンタンジオールエーテルの少なくとも１
種類以上を混合して用いた薬品の雰囲気とする潤滑剤。