JPH11265809A - 摺動抵抗体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐摩耗性を向上させることができると共に、所
望の体積抵抗率を得ることができる摺動抵抗体とその製
造方法を提供する。 【解決手段】この摺動抵抗体は、バインダー中に少なく
ともカーボン粉末を混合してなるカーボンペーストを基
板上に塗布し焼成した摺動抵抗層を有し、摺動抵抗層の
上に摺動子を摺動させて使用する摺動抵抗体であり、摺
動抵抗層４にはカーボン粉末と共に二硫化モリブデンが
含有される。二硫化モリブデンは、優れた潤滑性と摩耗
低減性を有しているため、摺動抵抗層４の耐摩耗性を向
上させることができる。二硫化モリブデンの体積抵抗率
は、板状グラファイトのそれに比べて相当大きく、カー
ボンペーストへの二硫化モリブデンの混合割合を増大さ
せても、摺動抵抗層４の抵抗値はそれほど減少せず、優
れた耐摩耗性を保持しながら、所望の抵抗値を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スロットル開度セ
ンサや可変抵抗器などに使用され、摺動子がその上を摺
動する摺動抵抗体とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の摺動抵抗体として、一般に、カ
ーボン系摺動抵抗体と金属系摺動抵抗体があり、カーボ
ン系摺動抵抗体は、金属系摺動抵抗体に比べ、生産性が
高く、低価格で、所定の抵抗変化特性を得やすい利点が
あり、通信機器や車両用の電子機器に広く用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のカーボン系摺動
抵抗体は、電気絶縁性、耐熱性の良好な基板上に、カー
ボンペーストをスクリーン印刷等により塗布し、それを
焼成して形成され、そのカーボンペーストは、所定量の
カーボン粉末と板状グラファイト粉末を、バインダーと
しての硬化性フェノール樹脂中に、混合して作られる。

【０００４】ここで用いられる板状グラファイトは、自
己潤滑作用があり、摺動抵抗体の耐摩耗性を良くするた
めに使用されるが、反対にその電気抵抗値は小さいた
め、耐摩耗性を向上させるために、板状グラファイトの
混合比率つまり添加量を大きくした場合、図１のグラフ
に示すように、摺動抵抗体の抵抗値が減少し、逆に板状
グラファイトの添加量を小さくした場合、摺動抵抗体の
抵抗値が大幅に増加する。従って、摺動抵抗体の耐摩耗
性を良くするために、板状グラファイトの添加量を高め
ると、所望の体積抵抗率（抵抗値）が得られなくなると
いう問題があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、耐摩耗性を向上させることができると共に、所望の
体積抵抗率（抵抗値）を得ることができる摺動抵抗体と
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の摺動抵抗体は、バインダー中に少なくとも
カーボン粉末を混合してなるカーボンペーストを基板上
に塗布して焼成した摺動抵抗層を有し、摺動抵抗層の上
に摺動子を摺動させて使用する摺動抵抗体において、摺
動抵抗層にはカーボン粉末と共に二硫化モリブデンが含
有されたことを特徴とする。

【０００７】また、摺動抵抗体の製造方法は、バインダ
ーを含む溶剤中にカーボン粉末と二硫化モリブデンとを
混合してカーボンペーストを作る工程と、カーボンペー
ストを基板上に塗布する工程と、基板上に塗布したカー
ボンペーストを所定温度で焼成し該基板上に摺動抵抗層
を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

【０００８】このように、摺動抵抗体の抵抗層は二硫化
モリブデンを含有して製造され、自己潤滑作用がある二
硫化モリブデンは、優れた潤滑性と摩耗低減性を有して
いるため、摺動抵抗層の耐摩耗性を向上させることがで
きる。

【０００９】また、二硫化モリブデンの体積抵抗率は、
従来使用されていた板状グラファイトの体積抵抗率に比
べ、約１００倍の大きさがあり、カーボンペーストへの
二硫化モリブデンの混合割合を、例えば１５ｗｔ％以上
にしたとしても、図１のグラフに示すように、摺動抵抗
層の抵抗値は減少せず、優れた耐摩耗性を保持しなが
ら、所望の抵抗値をもたせることができる。さらに、二
硫化モリブデンの混合割合を、例えば５ｗｔ％以下にし
たとしても、その抵抗値は、板状グラファイトのように
急激に上昇せず、二硫化モリブデンの添加量に応じて略
直線的に変化し、且つ抵抗値の変化量は少ないから、所
望の抵抗値を有する摺動抵抗体を精度良く比較的容易に
製造することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。摺動抵抗体の抵抗層の材料となるカーボンペース
トは、溶剤となる例えばアルコール中に、硬化性フェノ
ール樹脂、カーボン粉末、二硫化モリブデンを所定量混
合して攪拌し、例えばブチルカルビトールにて粘度調整
を行って、所望の粘度のカーボンペーストを生成する。

【００１１】二硫化モリブデンは、３ｗｔ％から２５ｗ
ｔ％の範囲、望ましくは５ｗｔ％から２０ｗｔ％の範囲
で、ペースト中に添加される。二硫化モリブデンの添加
量が３ｗｔ％未満の場合は、摺動抵抗層の摩耗量が増大
して、所望の耐摩耗性能が得られにくい。また、二硫化
モリブデンの添加量が２５ｗｔ％を越えると、摺動面に
接触する摺動子の接触抵抗が増大し、これにより、摺動
抵抗体を使用するスロットル開度センサ等の出力値に異
常が生じ易い。

【００１２】次に、このカーボンペーストを、電気絶縁
性、耐熱性に優れた例えばガラス布エポキシ板からなる
基板上に、例えばスクリーン印刷法を用いて、所望の幅
と厚さと長さに、塗布・印刷する。そして、常温にてカ
ーボンペースト層のレベリングを行なった後、そのカー
ボンペースト層を形成した基板を焼成炉に入れ、例えば
１９０℃の温度で、カーボンペーストを所定時間焼成
し、基板上に摺動抵抗層を形成した摺動抵抗体を製造す
る。

【００１３】このように製造される摺動抵抗体の抵抗層
は、優れた潤滑性と摩耗低減性を有する二硫化モリブデ
ンを含むため、その耐摩耗性は良好である。また、二硫
化モリブデンの体積抵抗率は、従来使用されていた板状
グラファイトの体積抵抗率に比べ、約１００倍の大きさ
があり、カーボンペーストへの二硫化モリブデンの混合
割合を、例えば５ｗｔ％以下にしたとしても、図１のグ
ラフに示すように、摺動抵抗層の抵抗値は極端に上昇す
ることはなく、また、その抵抗値は二硫化モリブデンの
添加量に応じて略直線的に変化し、抵抗値の変化量は少
ない。

【００１４】このため、二硫化モリブデンの添加量を３
ｗｔ％から２０ｗｔ％に変えて製造された摺動抵抗層の
抵抗値は、図１のグラフに示すように、直線的に徐々に
変化するから、所望の抵抗値を持つ摺動抵抗体を、高い
精度で比較的容易に製造することができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の効果を確認するために行なっ
たスロットル開度センサ用の摺動抵抗体の実施例につい
て説明する。実施例では、硬化性フェノール樹脂（所定
量）、カーボン粉末（１５ｗｔ％）、二硫化モリブデン
（１５ｗｔ％）を、溶剤であるアルコール中に混合し攪
拌した後、３本ロールミルで分散し、ブチカルビトール
にて粘度調整し、カーボンペーストを生成した。

【００１６】そして、このカーボンペーストを、図２に
示すような形状のガラス布エポキシ板製の基板３上に、
スクリーン印刷法によって所定の厚さに塗布・印刷し、
その後、常温にて、所定の時間レベリングを行なった
後、焼成炉に入れ、１９０℃の温度で６０分間加熱・焼
成し、実施例の摺動抵抗体２（図２）を製作した。製作
された摺動抵抗体２の摺動抵抗層４は、図２に示す如く
円弧形で、長さ１９．６ｍｍ、幅２．４ｍｍ、厚さ２
２．５μｍであり、その全抵抗値は５．３ｋΩ、体積低
効率は１．４６Ωｍｍとなった。

【００１７】また、比較例として、硬化性フェノール樹
脂（所定量）、カーボン粉末（１５ｗｔ％）、板状グラ
ファイト（５ｗｔ％）を、溶剤であるアルコール中に混
合し攪拌した後、３本ロールミルで分散し、ブチカルビ
トールにて粘度調整し、カーボンペーストを生成した。

【００１８】そして、このカーボンペーストをガラス布
エポキシ板製の基板（上記基板３と同様な形状の基板）
上に、スクリーン印刷法によって所定の厚さに塗布・印
刷し、その後、常温にて、所定の時間レベリングを行な
った後、焼成炉に入れ、１９０℃の温度で６０分間加熱
・焼成し、比較例の摺動抵抗体を製作した。製作された
摺動抵抗体の摺動抵抗層は、長さ１９．６ｍｍ、幅２．
４ｍｍ、厚さ２２．５μｍで、その全抵抗値は５．３ｋ
Ω、体積低効率は１．４６Ωｍｍとなった。

【００１９】このように製作した実施例と比較例の摺動
抵抗体について、摩耗試験を行なった試験結果を下記の
表１と図５のグラフに示す。摩耗試験は、１２０℃の雰
囲気中で、図２、図３に示すように、摺動子となる金属
製のブラシ５を試験片の摺動抵抗層４上に、１８ｇの荷
重で接触させ、そのブラシ５を毎分１２５往復させ、所
定回数の作動を行なった後、摺動抵抗層４の摩耗量を測
定した。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１と図５のグラフに示すように、比較例
では、摺動回数が３００万回の時、摺動抵抗層の摩耗量
が１．５μｍ、摺動回数が６００万回の時、摺動抵抗層
の摩耗量が５．３μｍであったが、本発明の実施例で
は、摺動回数が３００万回の時、摺動抵抗層の摩耗量が
１μｍ、摺動回数が６００万回の時、摺動抵抗層の摩耗
量が４μｍであり、本発明の実施例の摩耗量はより少
く、摺動抵抗層の耐摩耗性が向上していることが分か
る。

【００２２】図２に示す摺動抵抗体２は、図４に示すよ
うに、スロットル開度センサのハウジング１１内の上部
に、ゴムパッキン１２を介して固定される。その下側に
はシャフト１４を有するロータ１３が回転可能に支持さ
れ、ロータ１３上に金属製のブラシ５が取り付けられ、
ブラシ５の先端が摺動抵抗体２の摺動抵抗層４の表面に
所定の荷重で接触する。

【００２３】シャフト１４の下端にはスロットルバルブ
の回動軸に連係されるレバー１５が取り付けられ、戻り
ばね１６がシャフト１４の周囲に装着される。一方、ハ
ウジング１１の側部に形成したコネクタ部１７内に、タ
ーミナル端子１８が設けられる。ターミナル端子１８の
末端は、接続端子部を介して摺動抵抗体２の摺動抵抗層
４の端部に接続された電極部に接続される。

【００２４】スロットル開度センサは、スロットルバル
ブの回動軸の回転に応じてレバー１５を介してシャフト
１４が回動し、同時にロータ１３が回動し、その上のブ
ラシ１４が摺動抵抗体２の摺動抵抗層４に接触しながら
回動・摺動することにより、電極部（端子部）間の抵抗
値が変化し、その間の印加電圧に伴う出力電圧が、シャ
フト１４の回転角度つまりスロットルバルブの開度を示
す電気信号として出力される。

【００２５】なお、摺動抵抗体は上記のスロットル開度
センサの他、可変抵抗器などに使用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の摺動抵抗体とそ
の製造方法によれば、摺動抵抗体の摺動抵抗層が二硫化
モリブデンを含有し、二硫化モリブデンは、優れた潤滑
性と摩耗低減性を有しているため、摺動抵抗層の耐摩耗
性を向上させることができる。また、二硫化モリブデン
の体積抵抗率は、従来使用されていた板状グラファイト
の体積抵抗率に比べて相当大きく、カーボンペーストへ
の二硫化モリブデンの混合割合を増大させても、摺動抵
抗層の抵抗値はそれほど減少せず、優れた耐摩耗性を保
持しながら、所望の抵抗値をもたせることができる。ま
た、二硫化モリブデンの混合割合を少なくした場合で
も、その抵抗値は、板状グラファイトのように急激に上
昇せず、二硫化モリブデンの添加量に応じて略直線的に
変化し抵抗値の変化量は少ないから、所望の抵抗値を有
する摺動抵抗体を、高い精度で比較的容易に製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】摺動抵抗層に添加した二硫化モリブデン又は板
状グラファイトの添加量に対する摺動抵抗体の全抵抗値
の関係を示すグラフである。

【図２】本発明を適用したスロットル開度センサの摺動
抵抗体の正面図である。

【図３】摺動抵抗層とブラシの接触部を示す拡大断面図
である。

【図４】本発明を適用した摺動抵抗体を用いたスロット
ル開度センサの断面図である。

【図５】摩耗試験の試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

２−摺動抵抗体 ３−基板 ４−摺動抵抗層 ５−ブラシ（摺動子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バインダー中に少なくともカーボン粉末
   を混合してなるカーボンペーストを基板上に塗布して焼
   成した摺動抵抗層を有し、該摺動抵抗層の上に摺動子を
   摺動させて使用する摺動抵抗体において、 前記摺動抵抗層には前記カーボン粉末と共に二硫化モリ
   ブデンが含有されたことを特徴とする摺動抵抗体。
2. 【請求項２】 バインダーを含む溶剤中にカーボン粉末
   と二硫化モリブデンとを混合してカーボンペーストを作
   る工程と、 該カーボンペーストを基板上に塗布する工程と、 該基板上に塗布した該カーボンペーストを所定温度で焼
   成し該基板上に摺動抵抗層を形成する工程と、 を含むことを特徴とする摺動抵抗体の製造方法。