JPH09201014A - モータ用給電接点用潤滑システム - Google Patents

モータ用給電接点用潤滑システム

Info

Publication number
JPH09201014A
JPH09201014A JP2335496A JP2335496A JPH09201014A JP H09201014 A JPH09201014 A JP H09201014A JP 2335496 A JP2335496 A JP 2335496A JP 2335496 A JP2335496 A JP 2335496A JP H09201014 A JPH09201014 A JP H09201014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brush
motor
commutator
sliding
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2335496A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Kadowaki
洋二 門脇
Tsukasa Sasaki
司 佐々木
Mutsumi Takanashi
睦 高梨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Namiki Precision Jewel Co Ltd
Original Assignee
Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Namiki Precision Jewel Co Ltd filed Critical Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority to JP2335496A priority Critical patent/JPH09201014A/ja
Publication of JPH09201014A publication Critical patent/JPH09201014A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高官能価を有する高粘度PFPE(perfluoroalky
l polyether)を主成分とする接点潤滑剤を用いることに
より、特に金属合金同士のブラシとコミュテータ摺動面
にPFPE膜を形成させて、磨耗を減らし摺動部の飛躍的な
長寿命化を図る。 【構成】 薄板状あるいは線状金属弾性体からなる金属
合金よりなるブラシ基部およびこのブラシ基部から延設
され、あるいはこのブラシ基部の一部に固設されたブラ
シ摺動部を有するブラシとを備えたモータにおいて、ブ
ラシとコミュテータの摺動部に、約0.5〜40重量%のF
を含み、高官能価を有する、フッ素化ポリエステル系の
架橋性樹脂であって、平均分子400〜3000の末端に水酸
基を有するペルフルオロポリエーテルを、酸無水物およ
びまたは二酸および官能価が2以上であるポリオールと
反応させることにより得られる、70%重量/重量のキシ
レン溶液を潤滑剤として塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばページャー用振
動モータ・テープレコーダー・ビデオテープレコーダー
・サーボモータなどに使用される給電および整流接点と
して金属ブラシおよび金属整流子を用いるモータ用給電
接点用潤滑システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術および課題】接点開閉回数の最も多い小型
モータにおいて、コミュテータ及びブラシは接点として
回転摩擦及び電気的接点として重要であると共に過酷な
環境に置かれており、これらの材料の例で説明すると、
一般にモータにおけるコミュテータとブラシ材は大きく
わけて二種類に分けられる。
【0003】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,P
t,Ag,Cu等およびそれらの合金)をクラッド化、
または薄板材,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る。
【0004】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カーボンおよびそれ
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。
【0005】これらのブラシを有するモータにおいて
は、コミュテータ回転時にブラシ摺動部が不必要に振動
し、これによってブラシ摺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(分解生成物またはメカノケミカル反
応でできた重合物である粉末状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摺動摩耗粉が混じり
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。
【0006】モータのブラシの一例として、コミュテー
タ・セグメントに摺接するブラシ摺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。
【0007】その種のブラシとコミュテータ・セグメン
トとの接触状態を図1に示す。図1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
たブラシ摺動部3が伸びている。このブラシ基部2,ブ
ラシ摺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とブラシ摺動部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。
【0008】このように、摺接するコミュテータ・セグ
メント4とブラシ摺動部3からは整流時および接触点の
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
シ摺動部3に消耗や溶着が発生するなど、不都合な状態
が生じる。
【0009】例えば、コミュテータ・セグメント4と接
触し始める位置および離れる位置(図1のa部分)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合うコミュテータ・セグメント
4の間のギャップ部(図1のb部分)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。
【0010】また例えば、摩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さらに摩耗を進行し異
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。
【0011】なお、前記ブラシ摺動部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。もちろん摺接するコミュテータ・セグメ
ント4とブラシ摺動部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言うまでもない。
【0012】よく用いられるブラシ摺動部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,AgC
uCd,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、摺接面では摩擦が
大きくいわゆるstick-slip運動が発生し易く擦過傷が発
生し易い不利な組み合わせである。
【0013】これらの問題点を解決する方法として、接
点潤滑剤を用いることが従来よりなされている。この接
点潤滑剤として摩擦係数の低い金属石鹸とオイルとを組
み合わせたグリース等を用いてモータを運転する場合、
接触安定性の向上と長寿命化を達成できるが、市場の要
求が更に長寿命化の流れとなり接点潤滑剤の寿命の延長
が課題となっている。
【0014】本発明は、高官能価を有する高粘度PFPE(p
erfluoroalkyl polyether)を主成分とする接点潤滑剤を
用いることにより、特に金属合金同士のブラシとコミュ
テータ摺動面にPFPE膜を形成させて、磨耗を減らし摺動
部の飛躍的な長寿命化を図るものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するためになされたもので、本発明による請求
項1に係わるモータ用給電接点用潤滑システムは、薄板
状あるいは線状金属弾性体からなる金属合金よりなるブ
ラシ基部およびこのブラシ基部から延設され、あるいは
このブラシ基部の一部に固設されたブラシ摺動部を有す
るブラシとを備えたモータにおいて、ブラシとコミュテ
ータの摺動部に、約0.5〜40重量%のFを含み、高官能
価を有する、フッ素化ポリエステル系の架橋性樹脂であ
って、平均分子400〜3000の末端に水酸基を有するペル
フルオロポリエーテルを、酸無水物およびまたは二酸お
よび官能価が2以上であるポリオールと反応させること
により得られる、70%重量/重量のキシレン溶液を潤滑
剤として塗布したものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について、図
を参考にしながら説明する。図1はブラシおよびコミュ
テータの構成を示したものである。
【0017】これまでの実験で接点潤滑剤の長寿命化に
は、吸湿性の低いアルコール(吸湿性:40℃・90%
RH雰囲気で10%以下、沸点:160℃〜270℃)
(40℃・90%RH雰囲気での吸水率が10%以下)
のみでは限界があることが解明されつつある。寿命の短
くなる原因は、低湿度雰囲気を長時間履歴すると多価ア
ルコールが蒸発してしまい接点部表面への吸着分子がな
くなることにある。接点部表面へ吸着していた金属石鹸
グリースのなくなった状態では、ブラシ摺動部とコミュ
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と接点部表面への黒化
物の生成で接触不安定となる。
【0018】また不飽和環状炭化水素以外の炭化水素の
雰囲気では、コミュテータ・セグメントへの吸着により
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ことが解明
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。
【0019】そこで上記現象を考慮した結果、モータの
接点潤滑剤として分解し易い、また電気接点のアークエ
ネルギーで燃焼し易い分子構造のアルコール類を用いる
と、スチレンモノマーやトルエンと異なりその分子構造
の中に酸素や3級のカーボンを有しているため分解また
は重合を起こし、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摺動部とコミュテータ
・セグメントの摺動抵抗を減ずる。しかし、モータの長
寿命化の要求の度合いによりアルコール類の蒸発速度を
抑制しさらに長寿命を達成する必要が生まれてきた。
【0020】そこで上記現象を考慮した結果、モータの
接点潤滑剤として、約0.5〜40重量%のFを含み、高官
能価を有する、フッ素化ポリエステル系の架橋性樹脂で
あって、平均分子400〜3000の末端に水酸基を有するペ
ルフルオロポリエーテルを、酸無水物およびまたは二酸
および官能価が2以上であるポリオールと反応させるこ
とにより得られる、70%重量/重量のキシレン溶液を用
いる。
【0021】一般にC−F結合を持つ高分子は表面エネ
ルギーが小さく、低摩擦係数を実現することができる。
この高分子の主鎖に酸素を導入すると、主鎖の柔軟性が
増加し、常温で液体状の高分子であるPFPE油が得られ
る。製法の違いにより、図2に示したような3種の主鎖
構造を持ったPFPE油が市販されている(日本応用磁気学
会誌 Vol.19,No.6,1995参照)。
【0022】代表的なPFPE油の粘度特性値を図2に示す
が、FZ油は直鎖型であるが、多量のアセタール結合
(CF2O)を持っているため特に柔軟であり、分子量が
大きくても粘度が低い。これに対し、KX油は側鎖にパ
ーフルオロメチル基CF3を多量に持つため、粘度が高
い。一般に粘度および粘度の圧力係数が低い柔軟な分子
構造を持つFZ油の摩擦係数が低く、側鎖を持ったKX
油は高い摩擦係数を示す。これに対し、分子スケールの
PFPE油膜は逆の傾向を示し、柔軟なFZ油は表面近傍で
分子が配列して個体的に振る舞い高い摩擦係数を示し、
側鎖を持ったKX油は配列し難いために流動的に振る舞
うために低い摩擦係数になる。また、粘度が高いほど拡
散速度も遅いため、物理的な消耗を防止して強い耐久性
と長寿命化のためには高粘度のPFPE油が有効であること
が分かる。
【0023】さらに、コミュテータは高速で回転するた
め、遠心力によって油膜が減少する。また貴金属合金同
士が摺動しているため、強い皮膜が必要となる。潤滑油
分子を摺動面に固定するためには、潤滑油分子と摺動面
との相互作用すなわち化学吸着力が強いことが望まし
い。PFPE油の構造であるC−F結合は、表面との相互作
用が弱いため、表面への保持力がない。そこで、本発明
では強い結合を作る目的で、潤滑油分子の末端に高官能
価を有する官能基をつけている。
【0024】本発明における、約0.5〜40重量%のFを
含み、高官能価を有する、フッ素化ポリエステル系の架
橋性樹脂であって、平均分子400〜3000の末端に水酸基
を有するペルフルオロポリエーテルを、酸無水物および
または二酸および官能価が2以上であるポリオールと反
応させることにより得られる、70%重量/重量のキシレ
ン溶液は、脱離が起こりにくく分子末端の極性基が、表
面と強く相互作用するため、耐磨耗性が著しく向上し
た。
【0025】表1に、従来例と本発明の実施例のテスト
品の結果を示す。
【0026】
【表1】
【0027】実施例におけるモータは直流モータでA1〜
A9が外径7mmの大きさで最大出力0.05W,B1〜B9が外径
6mmの大きさで最大出力0.04W、試験時の運転条件は常
温常圧にてDC1.3Vを8秒通電ON,22秒OFFを1サイク
ルとして数千サイクル断続試験を行った。また、図中波
形のレベルは、良いものから順に◎1,○2,●3,□4,
■5 としてある。尚、図中Nrは定格回転数,Irは定格
電流,Esは起動電圧,波形は整流波形を示している。
【0028】また、図3に本発明の潤滑剤を使用した表
1中、No.B1の32000サイクル後の整流波形を示し、図4に従
来例の普通品(ジオクチルセバシン酸塩)を潤滑剤とし
て使用した表1中、No.B8の32000サイクル後の整流波形を示
してあるが、表1より従来の潤滑剤である普通品に比べ
て、本発明の潤滑剤を使用すると電気ノイズが格段と減
り、波形が良好となっており、摺動面の磨耗が飛躍的に
改善された。
【0029】さらに、今回の他の実験を通して、潤滑剤
の粘度とブラシ圧の間に重要な関係が見いだされ、潤滑
剤の粘度が0.6〜0.8cpsのとき、ブラシ圧が3gf±10%
に設定すると耐久性が一段と向上した。
【0030】
【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、高官能価を有する高粘度PFPE(perfluoroalkyl
polyether)油を接点潤滑剤に用いたので、特に貴金属合
金同士のブラシとコミュテータ摺動面に強いPFPE膜が形
成され、磨耗を減らし、電気ノイズもなくなり摺動部の
飛躍的な長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブラシおよびコミュテータの構成を示す図。
【図2】市販されているPFPE油の粘度特性を示す図。
【図3】本発明の実施例における潤滑剤を使用したモー
タの整流波形を示す図。
【図4】従来例における潤滑剤を使用したモータの整流
波形を示す図。
【符号の説明】
1 ブラシ支持手段 2 ブラシ基部 3 ブラシしゅう動部 4 コミュテータ・セグメント 5 整流子基台 6 モータ回転軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブラシ機構部とコミュテータを有し、金
    属合金よりなるブラシと金属合金よりなるコミュテータ
    が摺動する構造のモータにおいて、モータの接点潤滑剤
    として、約0.5〜40重量%のFを含み、高官能価を有す
    る、フッ素化ポリエステル系の架橋性樹脂であって、平
    均分子400〜3000の末端に水酸基を有するペルフルオロ
    ポリエーテルを、酸無水物およびまたは二酸および官能
    価が2以上であるポリオールと反応させることにより得
    られる、70%重量/重量のキシレン溶液を用いることを
    特徴としたモータ用給電接点用潤滑システム。
JP2335496A 1996-01-17 1996-01-17 モータ用給電接点用潤滑システム Withdrawn JPH09201014A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2335496A JPH09201014A (ja) 1996-01-17 1996-01-17 モータ用給電接点用潤滑システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2335496A JPH09201014A (ja) 1996-01-17 1996-01-17 モータ用給電接点用潤滑システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09201014A true JPH09201014A (ja) 1997-07-31

Family

ID=12108245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2335496A Withdrawn JPH09201014A (ja) 1996-01-17 1996-01-17 モータ用給電接点用潤滑システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09201014A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078254A2 (en) * 2010-10-26 2012-06-14 University Of Florida Research Foundation, Inc. Long-life metal sliding contacts
JPWO2013180156A1 (ja) * 2012-06-01 2016-01-21 東洋炭素株式会社 カーボンブラシ
JP2020022248A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 マブチモーター株式会社 ロータ及びモータ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078254A2 (en) * 2010-10-26 2012-06-14 University Of Florida Research Foundation, Inc. Long-life metal sliding contacts
WO2012078254A3 (en) * 2010-10-26 2012-08-16 University Of Florida Research Foundation, Inc. Long-life metal sliding contacts
US20130210243A1 (en) * 2010-10-26 2013-08-15 Nicolas Argibay Long-life metal sliding contacts
US9450366B2 (en) * 2010-10-26 2016-09-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Long-life metal sliding contacts
JPWO2013180156A1 (ja) * 2012-06-01 2016-01-21 東洋炭素株式会社 カーボンブラシ
JP2020022248A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 マブチモーター株式会社 ロータ及びモータ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09201014A (ja) モータ用給電接点用潤滑システム
JP3070340B2 (ja) 小型モータ
JPS60162438A (ja) 小型モ−タ
JPS6154844A (ja) 小型モ−タ
JPS6231344A (ja) 小型モ−タ
JPS62187797A (ja) 潤滑剤
JPH0586005B2 (ja)
JPH0748328B2 (ja) 電気接点
JPH1180765A (ja) 接点潤滑剤および小型モータ
JPS6231975A (ja) 電気接点
JPS6231346A (ja) 小型モ−タ
JPH0216103B2 (ja)
JPH0568937B2 (ja)
JPH0662976B2 (ja) 潤滑剤
JPS6155196A (ja) 潤滑剤
JPS62195092A (ja) 潤滑剤
JPH0674432B2 (ja) 潤滑剤
JPS62188190A (ja) 電気接点
JPH068426B2 (ja) 潤滑剤
JPS6231345A (ja) 小型モ−タ
JPS60162447A (ja) 小型モ−タ
JPH0791548B2 (ja) 潤滑剤
JPH07107710A (ja) 小型モータ
JPS62171433A (ja) 小型モ−タ
JPS6231976A (ja) 電気接点

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030401