JPS60162449A - 小型モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ビデオテープし・コ
ーグなどのテープを駆動する為に使用され乙小型千−タ
（Ｃ関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般に小型モータにおけるブラシは、大きくわけて２種
類ある。

１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、洋白の薄板拐、あるい
は線材に、貴金属合金（例えば、Ａｕ　、　Ｐｄ　、　
Ｐ　Ｌ　、Ａｇ　、　Ｃｕ等及びそれらの合金）をクラ
ンド化、又は薄板材、線材の一部にスポット溶接等の手
段によって接合した構造であり、もう１つは前記に述べ
た薄板材、あるいは線部の一部に焼結カーポンプシフ（
例えば、Ｃカーボン、Ａｑカーボン、Ｃｕ　カーボン、
ＡｇＣｕカーボン、及びそれらの材料にＳ　ｉＣ、Ｍｏ
　Ｓ　２　、　Ｐ　ｂ　、エポキシ系樹脂等を添加剤と
して配合したカーボンブラシ）を導電性接着剤、スポッ
ト溶接、あるいは圧着方式等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コミュテータ摺動部が不必要に
振動し、これによって、コミュテータ摺動部のコミュテ
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、火花発生に伴なう黒化物（カーボン及びブラシ
とコミュテータ拳セグメント間で生ずる摺動摩耗粉が混
りあったもの）と云われる、異常現象を促進する異物が
生成される事がしばしば起り問題となる。

小型モー、夕のグラブでは、コミ；・テーク・−＋ニゲ
メン）Ｋ摺接するコミュテータ摺動部が１例えばモータ
ケースの蓋などに設けられた支持手段により支４（〜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
の種のプランとコミュテータ・セグメントとの接触状態
を第１図に示す。

第１図１でおいて、ブラシ支持手段１に支持されたブラ
ン基部２から、折り曲げられたコミュテータ摺動部３が
伸びている。とのコミーテ−り摺動部３（ｒＪｌ、ブラ
シ基部２から折り曲げられていることに＋ｌ−・て弾性
を有シ１２、コミュテータ・セグメント４に押ハニされ
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とコミュテータ摺動部３との折り曲げ角を適当に
選ぶことによって、必要な値１てすることができる。ま
だ、コミュテータ・セグメント４は、絶縁筒６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。

このように、回転するコミュテータ・セグメント４とコ
ミュテータ摺動部３が摺接していることから、両者の間
で電気火花が発生し易く、この電気火花の発生に伴って
電気ノイズや、コミュテータ摺動部５−１−に溶着が発
生するなど、不都合な状態が生じることになる。そして
、との溶着の発生はブラシの寿命を短かくするりみでな
く、各コミュテータ・セグメント４と接触し始める位置
及び離れる位置（第１図のａ部）に溶着が生じると、こ
の溶着によってコミーテーク・セグメント４の表面を擦
過して損傷を力え、さらにこの擦過によって生じた切削
屑が、互いに隣り合うコミュテータ・セグメント４０間
のギヤング部に溜り、そのためにコミーテーク・セグメ
ント相互間が導通されるという不都合が発生し、モータ
の性能そのもの１で低下してしまうという欠点があった
Ｏなお、前記コミュテータ摺動部のａ部において電気火
花がよく発生ずる。

この最大の原因はブラシの振動である。即ち、ブラシの
振動で電気火花が頻繁に起こり、これによって溶着の発
生が促進され、摺動面の荒れを招く。荒れが大きくなる
に従って更に電気火花の発生が増加し、ついにはモータ
の要求特性を得ることが不可能となり、起動停止に至る
ものがある。

−船゛に、：１ミユテ一タ摺動部３の材質は前記のと２
〈貴金属合金プラン、あるいは焼結カーボンブラ／であ
り、コミュテ〜り・セグメント４の利質は、ＡｇＣｕ、
ＡｇＣｄ、ＡｇＣｕＣｄ、Ｃｕ、Ａｕ合金、Ａｇｐｄ４
金、ＡｇＣｕＴｉ合金などであり、貴金属合金プランを
使用した場合、これらは、両者がほぼ同様の利僧である
ことから摺動抵抗が１．０ともなり、摺動界面で擦過傷
が発生し易い不利な組合せである。寸だ焼結カーボンブ
ラシを使用した場合は、貴金属合金ブラシを使用した時
に比べて摺動抵抗は小さくなるといえども、擦過傷の危
険性はあり、又、カーボンブラシを構成する配合材料中
には５１０２等の不純物が混入されてお弘前金属合金ブ
ラシと同様に摺動界面で擦過傷が発生し易い不利な組合
せになっている。

これらの欠点の原因となっている電気火花を抑制する手
段を有していない第２図（−）に示した構造のもの、１
ノ１］ちコｉ　ｉ−データ摺動部３に振動減衰対策を何
ら講じ−こいないものは、コミュテータ摺動部の振動が
大きく、従って常温の使用でも溶着が容易に発生し、寿
命の長い、品質のすぐれたものは得がたい。寸だ第２図
Φ）に示したような、コミュテータ摺動部３に振動防止
用ゴム７を粘着剤８で貼＋Ｊ（げたものは、常温での振
動吸収がよく、火花の発生をおさえることができるが使
用上限温度の６０℃近くになると粘着剤の粘性が著しく
低下し、防振ゴノ・７の摺動部への接着力が減少し、振
動吸収能力が低下して火花の発生が多くなり、寿命の短
い、品質の不安定なものとなってしまう。さらに第２図
（Ｃ）に示したような、コミュテータ摺動部３に振動防
止用ソート９を、基材１０の両面に粘着剤８を塗布した
構成の接着材１１で貼付けたものは、上記第２図（１）
）の例と比較すると、高温での粘着剤の粘性の低下が、
ある程度小さいものの充分とは云えず、高温での長寿命
、高品質を得ることは出来ない。

なお、この機器の使用雰囲気温度は、−１０℃〜１６０
℃で使用するものが多い。

発明の目的 本発明は、コミュテータ摺動部と、コミーテータ・セグ
メントの摺動性の改善を図り、コミュテータ・セグメン
ト表面の擦過損傷によるモータ寿命の知縮を防止し、捷
だ、テープレコーダ等の機器等へ組込ｔｈた場合のワウ
・フラノターの低減がイ（Ｉられる高性能の小型モータ
を提供するものである。

発明の構成 前記目的を達成するために、本発明は薄板状あるいは線
状、金属弾性体からなるブラｙ４Ｊ部及び、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
固設されたコミュテータ摺動部を有するプランを備えた
小型モータにおいて、モータケース内の一部、例えばブ
ラケット上のコミュテータ摺動部の近傍に、多価アルコ
ールを含浸させた部材、例えばフェルトを接着剤で固着
あるいは圧着方式等の手段で設置する。この多価アルコ
ールは２重結合を有しない、またベンゼン環を有しない
、リニアーな炭素結合を有するが、側鎖を有し、その分
子構造中に複数個の一０Ｈ４を有する多価アルコールで
あり、１気圧下での、その沸点が１００℃付近の物質か
ら２５０℃のものを使用状況によって適切なものを選定
すると特に有効である。この多価アルコールが雰囲気温
度により蒸気となり、モータケース内は多価アルコール
の雰囲気下となるように構成する。

なお、モータ構成を簡単にするため、前記ブラン寸たは
コミュテータ摺動部に前記多価アルコールを直接塗布す
る構成を用いてもよい。

実施例の説明 第３図、第４図及び第６図は、それぞれ本発明の実施例
を示したものである。ここで、第１図のものと同一名称
部分には同一符号を付してあり、１２はブラシ等を保持
するブラケット、１３はモータハウジング、１４は多価
アルコールを含浸させたフェルトである。なお、コミュ
テータ摺動部３はカーボンブラシで構成している。

第３図の実施例では、フェルト１４はブラケット１２上
のコミュテータ摺動部３の近傍に配置されており、捷だ
第４図の実施例では、ブラシ基部２上にフェルト１４を
取り付けである。

また、第５図の実施例では、モータハウジング１３にフ
ェルト１４を装備したものである。なお、第６図におい
て、１５はモータ回転軸６に取付けられる回転子鉄心、
１６は回転子鉄心１６に巻装された巻線、１７ｒｄ、モ
ータハウジング１３の内面に固定された永久磁石、１８
はモータ回転軸６を支持する軸受である。

なお、これらの実ｈｔｉｉ例は、いずれもブラシ基部２
の先端部にコミュテータ摺動部３を固着した構成になっ
ているが、第１図のようにブラシ基部２から曲げ延設さ
れたコミュテータ摺動部を有し、その摺動部の上にフェ
ルト１４を装備してもよい。

いづれの場合の実施例も、モータハウジング１３、ブラ
ケット１２よりなるモータケース内の雰囲気が多価アル
コールによる蒸気雰囲気になり、雰囲気ガスにより、ブ
ラシ及びコミュテータ・セグメント表面に吸着する事を
目的としたものであシ、その手段はこの限りではない。

ところで、これまでの文献や実験などで、コミュテータ
摺動部とコミコテータ・セグメントのｆｉＪｆ！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。異常の起こり易い状態は、ブ
ラシ摺動部とコミーテータ・セグメントが、摺動する部
位の雰囲気か、捷だはコミュテータ・セグメント自体へ
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。この時、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摺動摩耗粉が混りあ
ったもの）と云われる、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摺動部とコミコテー
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、硬質のカーボンが出来る
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包、お
よびコミュテータ・セグメントへの吸着でＬ士、その分
子構造に起因するものであるが、生成するカー臼ζンは
軟質のものとなり、異常現象（で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、ｍｆｆ１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
間の運転実験を行なった。この実験で、 ■　高温・低湿の場合のコミーデータ・セグメントに異
常摩耗の発生ずる確率が高い。

■　コミュテータ・セグメントに１ｏμ７程度の炭化水
素の吸着がある場合、コミーデータ・十グメノ・１・の
異常現象が緩和され、小型モーりの長）Ｊ命化かｄ、か
れる。（但し継続的に炭化水素の補給がない場合のデー
タである。）々の結果が得られた。（実験の結果を第６
図に示す） そこで本発明では、上記現象を考慮して、第３図、第４
図、第６図の実施例で示しプｔように、モータハウジン
グ１３と、ブラケット１２で四重れた内部に、多価アル
コール類を含浸させたフェルト１４を配置し／こもので
ある。この多価アルコール類は、不飽和環状炭化水素と
は、その分子構造の点で最も異なり、そのため異常現象
の１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
、コミュテータ摺動部とコミーデータ・セグメントの摺
動抵抗を減するものである。

上記構成において、異常現象の発生する確率の高い高部
・低湿では、多価アルコール類の蒸気圧にみあっ／（雰
囲気がモータケース内に得られる。この２重結合を有し
ない、またベンゼン環を有しない、リニアーな炭素結合
を有するか、側鎖を有する多価アルコール類は、その分
子構造中へ複数個の一〇Ｈ基を有しておシ、−ＯＨ基は
、その極性力により、金属表面へ、水素結合による吸着
力を有する。

水素結合による吸着は、ファンデアワールスの引力によ
り、吸着する有機ガスに比べて、２倍以」二の力で吸着
しており、安定な吸着状態と云える。

この多価アルコール類の吸着で、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ。

Ａｑ等で出来だ、触媒作用の強い、コミーデータ・（て
グＪ　７　）　屹ひプランは、勿論のこ占、Ｃｕで出来
／ｒそ、ｔｌ、−十六焼結カーボンブラシの表面及びそ
ノ１以夕１の金属表面−＼も吸着し、表面へ反Ｌｌｓ性
の高いノノス（スチレンモノマー、トルエン等）が４１
着すら事を防止する０、 こＪ′昧ｔ−、、、ＯＨ基の吸着力が、例、ぐ−はスチ
レン七ノマーーーヤトルエンのファンデアワールス吸着
ヨ’）　強い水、５に結合膜Ａとなるためである。ま／
こ、プラン、コミ−０−メ　−タ・セグメント間のアー
クで、燃焼が起こる、場合でも、多価アル：１−ル類ｄ
、その分ｊ−構造中−＼酸素を有しており、不完全燃焼
によるター／１類の生成が１・１とんとなく、接触不良
となる黒化物の′Ｌ成も微少で、よく燃焼（−７、接点
障害を起こすことかない１゜ ［かも、−１０℃〜＋６０℃か通常の使用環境範囲とな
る小型モータでは１気圧下Ｃの沸点が、ｉｏｏ℃付近の
物質から、２５０℃のものが特に有効であり、多価アル
コールの種類で列記すると、０）フロピレンゲリコール
・・・・山・１８７℃（１気圧下での沸点） （２＋　エチレンダリコール　山・　１９７℃（１気圧
ＦでのＳ点） （３）　ジこＩチレングリコール・・・・−・２６ｏ℃
（１気圧下での沸点） （４）クリ士リン　・・・・・・・２９０℃（１気圧下
での沸点） などである。この内、沸点の低いプロピレングリコール
なトハ、ブラシ、コミーデータを製造し／ζ直後、ある
いは、モータとして組立を行なう際、あらかじめプラン
、コミュテータの面へ、吸着させておくと一層効果的で
ある。

前述の多価アルコール類は、ブラシ、コミュテータ表面
へ吸着し、単分子膜を形成するため、潤滑性も極めて向
−１ニし、接触部分の摩耗も著しく減少−４゛る１、（
実験の結果を第６図に示す。）なお、第６図において、
（ハ）、（Ｂ）は不飽和環状炭化水素を有するスチレン
モ、ツマー雰囲気中の整流波形を示し、（Ａ）は６０℃
、６％ＲＨテスト前の整流波形、（Ｂ）は６０℃、５％
ＲＨ１００時間テスト後の整流波形である。又、（Ｃ１
、（Ｄ）は炭化水素（トルユン）をコミ−テーク・セグ
メント表面に約１ｃμ２吸着させた場合の確認結果を示
し、（ｑは６ｃ℃、６係ＲＨテスト前の整流波形、のは
６０℃。

５４ＲＨ３００時間テスト後の整流波形である。

さらに、（Ｅ）　、　（Ｆ）は本発明にかかる多価アル
コーラ１類雰囲気中の確認結果を示し、（榎は６０℃、
５％ＲＨテスト前の整流波形、（Ｆ）はｅｏ℃、ｓ％Ｒ
Ｉ−１１６００時間テスト後の整流波形である。

発明の効果 以」二の説明から明らかなように本発明によれは下記の
効果を奏する。

■　多価アルコール類のコミュテータ・セグメント、プ
ラン表面へ吸着することにより、潤滑作用が働き、摺動
部の異常摩耗や擦過損傷が防止できる効果がある。

■　スチレンモノマーやトルエン等のベンゼン環を有す
る、有機ガスがあってもブラシ及びごミコテ−り・セグ
メント表面に吸着した、多価アＪｌコール類の皮膜で保
護され、黒化物の生成ゝ）も微少となシ、ブラシ、コミ
−テーク・セグメント表の接触不良を防止出来る。寸だ
接触不良を起こさないため電気ノイズの発生も減少し、
接触不安定に伴なう小型モータの速度の安定化も図られ
、結果的（（は小型モータが使用される機器のワウ・フ
ラノターの低減が得られる効果がある。

■　１１Ｊ記■及び■の結果、小型モータの品質が向」
−シ、寿命を大幅に延ばすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成図、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれ
ぞれ従来例のコミュテ〜り摺動部の構成を示す図、第３
図及び、第４図はそれぞれ本発明の実施例の構成図、第
５図（ａ）　、　（１＝）は本発明のさらに他の実施例
にかかる小型モータの縦断面図及び横断面図、第６図（
Ａ）〜（Ｆ）は従来例及び本発明の整流波形を示す図で
ある。 ３・・・・コミュテータ摺動部、４・・・・・コミュテ
ータ・セグメント、１２・・・・・・プラケット、１３
・・・・・・ハウジング、１４・・・・・・多価アルコ
ール類を含浸さオたフェルＩ’。 第３図 ！ 第４図 第　５　因 第６図 Ｖ Ｖ Ｖ ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラン機構部とコミ１テータを有し、ブラシとコミ３テ
   ータが接触摺動する構造の小型モータにおいて、モータ
   クース内にリニアーを炭素結合を有するか、イ１１０鎖
   を有し、その分子構造中に複数個の−ＯＨ基を有する多
   価アルコール類の雰囲気を肴たゼだ小型モータ。