JPS5850003B2 - 摺動抵抗器用抵抗体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は摺動抵抗器用として好適な抵抗体に関する。

近時産業の発展に伴い、自動車のスロットルセンサ用抵
抗体、エアーフローセンサ用抵抗体、不圧センサ用抵抗
体等、コンピュータ端末機用及び工業ミシン用等のポテ
ンショメータ等広く摺動抵抗体が使用され、摺動寿命の
長い抵抗体が要望されている。

従来の摺動抵抗体は、カーボンの如き導電粉末とフェノ
ール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合体
を、エチルカルピトール或いはエチルカルピトールアセ
テート等の溶剤中でよく混練してペーストとし、このペ
ースト体をスクリーン印刷、浸漬又は吹付は等で絶縁基
板上に所定のパターンを形成させた後加熱硬化させて製
造している。

しかし乍も、このようにして得られた抵抗体は、耐摩耗
性が悪く、且つ摺動寿命が短かく、摺動雑音の大きい欠
点がある。

この欠点をなくする方法として膜厚を厚くする方法も考
えられるが、膜厚が１０μ以上になると逆に膜が弱（な
り、クラスト状に膜の剥離が起り易く実際に膜厚を厚く
するにも限界がある。

従って、導電粒子と熱硬化性樹脂だけでは、耐摩耗性で
摺動寿命が優れ摺動雑音が小さい抵抗体は得難かった。

この欠点を改善する方法として、次のような方法が提案
された。

（１屋化ホウ素、二硫化モリブデン、黒鉛等の粉末の混
和、（２）弗素化合物、例えば黒鉛に弗素ガスを加熱下
に反応させて得られる弗化黒鉛の混合（特公昭４６−４
１２７４号公報参照）、（３）エポキシ樹脂を主体とし
、メラミン樹脂フェノール樹脂等を硬化剤として加えた
結合剤に、導電性物質及びポリテトラフルオルエチレン
粉末（１０重量％未満量）混入する方法（特公昭５４７
０７１号公報参照）。

（１）の方法における黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホ
ウ素の混合では、摺動寿命の長いものは得られない。

またその添加量が多くなると、温度特性、湿度特性が悪
化し、摺動雑音も大きくなる欠点がある。

すなわち、この種の無機潤滑剤のみでは摺動特性が優れ
、摺動雑音の小さい抵抗体は得られない。

（２）の方法は、部分的弗化黒鉛の一定なものを得るた
めには、黒鉛粒子の形状・粒径、反応条件を一定にしな
げればならない難点がある。

特にこの場合黒鉛の弗素化率が抵抗値と耐摩耗値の両方
に影響するため、その調製が困難である欠点がある（３
）の方法は、ポリテトラフロロエチレンの混合量は、同
公報第２頁４欄３８行〜４０行に記載されている如く、
１０重量％以上混合すると印刷インキを作ることができ
なく、そのため僅か１〜３重量％しか混合することがで
きないため、満足すべき程度に耐摩耗性を改善し得られ
ず、摺動回数が多くなるに伴い雑音も大きくなり、摺動
寿命も短かい欠点を有している。

本発明は従来の抵抗体の欠点を改善すべくなされたもの
で、その目的は耐摩耗性が優れて摺動寿命が長（、且つ
摺動雑音の極めて小さい抵抗体を提供するにある。

本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結果導電体粒
子と熱硬化性樹脂とからなる抵抗体素子に、無機潤滑剤
と四弗化エチレン樹脂とを共存せしめるときは、四弗化
エチレン樹脂を３０重量％まで容易に混和し得られるこ
と。

及びこのようにして四弗化エチレン樹脂を１０〜３０重
量％混合すると、摺動寿命が長（且つ摺動雑音も極めて
小さい抵抗体が得られること。

即ち無機潤滑剤と四弗化エチレン樹脂とを同時に混在さ
せると、四弗化エチレン樹脂単独混合の場合に見られる
膜面の粗雑による摺動雑音も小さくなるばかりでなく、
無機潤滑剤の単独混合の場合における摺動寿命が短かく
、摺動雑音も大きい欠点をなくし得ること即ち、両者の
単独混合における欠点をなくし、両者の相乗効果を発揮
し摺動寿命が長く、摺動雑音も小さくなり、且つ印刷性
も優れたものとなることを究明し得た。

この究明事実に基いて本発明を完成したものである。

ネ 本発明は熱硬化性樹脂と導電体粒子とからなる抵抗
体素子に、無機潤滑剤と１０〜３０重量％の四弗化エチ
レン樹脂とを混在させたことを特徴とする抵抗体である
。

この抵抗体は無機潤滑剤粒子、四弗化エチレン樹脂粒子
及び導電性粒子とをよく混合し、溶剤の存在下で熱硬化
性樹脂初期縮合物と前記混合物とを、ロールミル等でよ
く混練することによって製造し得られる。

この方法によるときは、極めて容易に従来１０重量％以
上抵抗体ペーストに混合できないとされていた四弗化エ
チレン樹脂を１０〜３０重量％も含有させた印刷性の優
れた抵抗体ペーストを製造することができる。

ただし、３０重量％を超えると平滑面が得難くなる。

この抵抗体ペーストは、スクリーンぬけ、ペーストのレ
ベリングモットリング、均一な付着性等多くの点で印刷
性、印刷作業性に優れており、例えばスクリーン印刷に
よって簡単に平滑な抵抗膜が得られる。

この印刷した抵抗膜から溶剤を蒸発した後、加熱によっ
て結合剤の縮重合反応を完結すると、少なくとも摺動寿
命１０００万回転以上の摺動寿命の極めて長い、且つ摺
動雑音の小さい抵抗体が得られる。

また、抵抗器用抵抗体は摺動による雑音や抵抗値の変化
が小さいことが要求され、そのためには抵抗体の摩擦係
数、摩耗係数の小さいことが重要である。

本発明では四弗化エチレン樹脂１０〜３０重量％と無機
潤滑剤とを抵抗体中に混在させることによりそれを解決
し得たものである。

次に、四弗化エチレン樹脂を単独混合した場合と、四弗
化エチレン樹脂と無機潤滑剤である黒鉛とを混合した場
合の抵抗体について、回転後の抵抗値の変化を例示する
と次の通りである。

この結果が示すように、四弗化エチレン樹脂に無機潤滑
剤を混在させると抵抗値の変化が極めて小さくなる結果
を奏し得られる。

熱硬化性樹脂としては、縮重合系；又は附加重合糸の熱
硬化性樹脂であればよく、例えば、フェノール樹脂、ユ
リア・メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂が挙げられる。

しかしこれに限定されるものではない。

導電性粒子としては、導電性の微粉末であればよく、例
えばカーボンブラック、銅、銀等の微粉末等が挙げられ
る。

しかしカーボンブラック又はこれを主体とする他の導電
性粒子との混合物が、四弗化エチレン樹脂の含有量を高
める効果があるので特に好ましい。

しかし、これに限定されるものではない。

無機潤滑剤としては、例えば天然黒鉛、合成黒鉛、窒化
ホウ素、二硫化モリブデン、弗化黒鉛等が挙げられる。

しかしこれに限定されるものではない。

溶剤としては、相溶性が良好であるものであればよく、
例えば、ブチルカルピトール、ブチルカルピトールアセ
テート、エチレングリコール等が挙げられる。

本発明の抵抗体の摺動寿命並びに摺動雑音を示すと第１
図及び第２図の通りである。

図において１．２，３，４の各曲線に実施例１．２．３
．４の方法で製造された抵抗体の場合で、５０曲線は四
弗化エチレン樹脂を混在させない場合である。

なお、摺動寿命の測定条件は、接点材としてパリネイ−
７の２点接点で、接圧１５〜２０ ｆ／ポイント、摺動
スピード２０００ｒ、ｐ、ｍで行ったものである。

また摺動雑音の測定はＭＩＬ規格（ＭＩＬ−Ｒ２７２０
８）による定電流測定法によって行ったものである。

各実施例における抵抗体組成を示すと次の通りである。

なお、数値は重量％で示したものである。第１図は四弗
化エチレン樹脂含有量と抵抗値の変化の関係を示し、第
２図は四弗化エチレン樹脂含有量と摺動雑音の関係を示
したものである。

第１図から明らかなように、抵抗値変化率は四弗化エチ
レン樹脂量が１０％以上から特に小さくなり２０％添加
で最も小さくなる。

更に３０％以上多量添加すると、逆に抵抗値変化率は高
くなる３特に摺動回数が１ｏｏｏ万回と云う高い回数で
はその差はより太き（なっている事がわかる。

第２図で明らかなように、摺動回数が１０００万回以上
になると、摺動雑音が６％になり摺動雑音の面で四弗化
エチレン樹脂含有量が１０％以上でないと実用に供し得
ない。

実施例 ル ゾールタイプのフェノール樹脂（５０％固形分）を特殊
な減圧加熱混合機に３．６に９取り、溶剤を除去し乍ら
ブチルカルピトールアセテートを１．８ｋｇ加え、低沸
点溶剤を除去し乍ら２時間加熱攪拌混合を行った。

一方カーボンＡ（アセチレンブラック）１８．４ｆ、カ
ーボンＢ（ネオスペクトラ）９．２グ、黒鉛（ＡＳＰ）
９．２ｆ、四弗化エチレン樹脂粉末（粒子状成型品）１
１１、窒化ホウ素２．２１を２００℃の真空加熱混合機
で２４時間攪拌処理した後、ブチルカルピトールアセテ
ートを３０？添加し、充分に混合機で均一分散するよう
混合した。

このようにして得られた混合分散液に、上記レゾール溶
液１ｏｏｙを徐々に加えよく混合し、最後に３本ロール
ミルでよく混練して抵抗体ペーストを得た。

このようにして調製せられた抵抗体ペーストをセラミッ
ク絶縁基板上にスクリーン印刷法により印刷し、抵抗体
膜を得た。

次にこの膜を１８０℃４分間、更に１２０℃で１５時間
の熱処理を行ってレゾールの縮重合反応を完結させ抵抗
体とした。

本発明による抵抗体は摺動寿命による抵抗値変化率が四
弗化エチレン樹脂を混合しないもの（以下従来品と言う
）は８％（６００万回）であるに対して一４％であり、
摺動雑音は従来品は６％であるのに対して、本発明によ
る抵抗体は１％であった。

実施例 ２ カーボンＡ（アセチレンブラック）１９．０Ｐ、カーボ
ンＢ（ネオスペクトラ）８．！ｌ、黒鉛（ＡＳＰ）８．
５？、四弗化エチレン樹脂粉末１５、ＯＳ’を２００℃
の真空加熱混合機で２４時間処理した後、ブチルカルピ
トールアセテートを３０Ｐ添加し、充分に混合機で混合
した。

このようにして得られた混合分散液に、上述した実施例
１で調製したレゾール溶液１０ｏｚを徐々に加えてよく
混合し、更にこれを３本ロールミルでよく混練して抵抗
体ペーストを得た。

このようにして製造せられた抵抗体ペーストを、実施例
１と同様にセラミック絶縁基板上にスクリーン印刷法に
より印刷した。

これを１８０℃で４分間、更に１２０℃で１５時間熱処
理を行って抵抗体とした。

本発明による抵抗体は摺動寿命による抵抗値変化率は従
来品は８％（６００万回）であるのに対し１０００万回
後で一４％であり、摺動雑音は従来品は６％であるのに
対して本発明による抵抗体は１％であった。

実施例 ３ カーボンＡ（アセチレンブラック）２０．０？、カーボ
ンＢ（ネオスペクトラ）５グ、黒鉛（ＡＳＰ）５．１’
、四弗化エチレン樹脂２０グを２００℃の真空加熱混合
機で２４時間処理した後、ブチルカルピトールアセテー
トを３０１添加し、実施例１に記載したと同様な方法で
混練し、抵抗体とした。

本発明による抵抗体の摺動寿命による抵抗値変化率はｉ
−０００万回後−４％（従来品８％６００回後）で、摺
動雑音は０．８％（従来品６％）であった。

尚、本実施例中％とあるはいずれも重量％を示す。

以上のように、本発明の抵抗体は従来全く見られなかっ
た優れた耐摩耗性及び長時間の摺動寿命を有し、且つ摺
動雑音が小さい優れた特性を有している。

しかもその製造が容易である特長を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ、四弗化エチレン樹脂含有
量と抵抗値及び摺動雑音の関係図である。 １．２，３，４０曲線は、それぞれ実施例１．２．３．
４で得られた抵抗体の曲線、５は四弗化エチレン樹脂を
混合しない抵抗体の曲線を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂と導電体粒子とからなる抵抗体素子に
   、無機潤滑剤と１０〜３０重量％の四弗化エチレン樹脂
   とを混在させたことを特徴とする摺動抵抗器用抵抗体。 ２ 無機潤滑剤が黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン
   の単独又は２種以上の混合物である特許請求の範囲第１
   項記載の摺動抵抗器用抵抗体。 ３ 導電体粒子がカーボンブラック又はこれを主成分と
   する他の導電体粒子との混合物である特許請求の範囲第
   １項記載の摺動抵抗器用抵抗体。