JPS60245450A

JPS60245450A - 小型モ−タ

Info

Publication number: JPS60245450A
Application number: JP10104584A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Uda; 宇田　成徳; Hiroshi Takao; 高尾　寛; Shigeru Kondo; 滋近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPH0568936B2

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、ビデオテープレコー
ダなどのテープを駆動する為に使用される小型モータに
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）をクラツ
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、あるいは線材の一部に焼結カーボンブラシ（例
えば、Ｃカーボン、Ａｑカーボン、Ｃｕカーボン、Ａｇ
　Ｃｕ　Ｃカーボン、及びそれらの材料にＳ　２　Ｃ、
Ｍｏ　３２　、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。しかし、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・セグメント間で生ずる摺動摩
耗粉が混シあったもの）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シ問題となる。

小型モータのブラシでは、コミュテータ・セグメントに
摺接するコミュテータ摺動部が、例えばモータケースの
蓋々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１図に示
す。

第１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、折り曲げられたコミュテータ摺動部３が伸
びている。このコミュテータ摺動部３は、ブラシ基部２
から折り曲げられていることによって弾性を有し、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とコミーテー
タ摺動部３との折り曲げ角を適当に選ぶことによって、
必要な値にすることができる。また、コミュテータ・セ
グメント４は、絶縁筒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。

このように、回転するコミュテータ・セグメント４とコ
ミ、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３上に溶着が発生す
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のみで々く、
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６部）に溶着が生じると、この溶
着によってコミュテータ・セグメント４０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削屑が
、互いに隣り合うコミュテータ・セグメント４の間のギ
ャップ部に溜シ、そのだめにコミュテータ・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
能そのものまで低下してしまうという欠点があった。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
よく発生する。

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。荒れが犬きくなる
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。

一般に、コミュテータ摺動部３の材質は前記のごとく貴
金属合金ブラシ、あるいは焼結カーボンブラシであり、
コミュテーク曽セグメント４の材質は、ＡｇＣｕ　、Ａ
ｇＣｄ　、ＡｇＣｕＣｄ　、Ｃｕ　、Ａｕ合金、ＡｇＰ
ｄ合金、ＡｇＣｕＴｉ合金などであり、貴金属合金ブラ
シを使用した場合、これらは、両者がほぼ同様の材質で
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。また、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Ｓ　ＩＯ２等の不純物が混入されておシ、貴金
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（ａ）に示した構造のもの、即
ちコミュテ〜り摺動部３に振動減衰対策を何ら講じてい
ないものは、コミー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。また第２図（ｂ）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９を
粘着剤８で貼付けたものは、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６
０℃近くになると粘着剤の粘性が著しく低下し、防振ゴ
ム９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に振動防止用シート１２を
、基材１ｏの両面に粘着剤８を塗布した構成の接着材１
１で貼付けたものは、上記第２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、−１ｏｔｌ：：〜
＋６０℃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、コミュテータ・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短縮を防止し、ま
た、テープレコーダ等の機器等へ組込まれた場合のワウ
・フラッタ−の低減が得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基部及び、このプラン基部か
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、オキ／単環テルペン
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着設する。このオキシ単環テル
ペンは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、を有するものであり、１気圧下でその沸点
が１００″Ｃ付近の物質から２５０゛Ｃのものを使用状
況によって適切なものを選定する。このオキシ単環テル
ペンが、雰囲気温度により蒸気となり、モータケース内
はオキ／単環テルペン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、前記プランまたは
コミュテータ摺動部に前記オキシ単環テルペンを直接塗
布する構成を用いてもよい。

実施例の説明第３図及び第４図は、それぞれ本発明の一実施例を示し
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、また、１４はブラシ等を保持
するブラケット、１５はモータハウシンク、１６はオキ
シ単環テルペンヲ含浸させたフェルトでアル。

第３図の実施例では、フェルト１６はブラケット１４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１６を
取り付けである。

なお、これらの実施例はいずれも、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
１６を着設してもよい。

いずれの場合の実施例も、モータケース内の雰囲気が、
オキシ単環テルペン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り、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。異常の起り易い状態は、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ュテー
タ・セグメント間のアークによって燃焼スるとき、単位
体積当りのカーボン量が多く、不完全燃焼するととと、
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雰囲気、およびコミュ
テータ・セグメントの吸着では、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なった
。この実験で、 ■　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。

■　コミュテータ・セグメントに１Ｑμｇ程度の炭化水
素の吸着がある場合、コミュテータ・セグメントの異常
現象が緩和され、小型モータの長寿命化がはかれる。（
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
。）との結果が得られた。（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図の実施例で示したように、モータハウジング１６
と、ブラケット１４で囲１れた内部のコミュテータ摺動
部近傍にオキシ単環テルペン類を含浸させたフェルト１
６を配置したものである。このオキシ単環テルペン類は
、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ュ
テータ・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温
・低湿では、オキシ単環テルペン類の蒸気圧にみあった
雰囲気がモータケース内に得られる。

このベンゼン環を有しない水素結合を有するオキシ単環
テルペン類は極性力により金属表面に強力に吸着する。

この吸着は、ファンデアワールスの引力により吸着する
有機ガスに比べて強力に吸着しており、安定な吸着状態
と云える。このオキシ単環テルペン類の吸着で、Ａｕ、
Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ等で出来た、触媒作用の強い、コミュ
テータ・セグメント及びブラシは勿論のこと、Ｃｕ　で
出来たそれ、捷だ焼結カーボンブラシの表面及びそれ以
外の金属表面へも吸着し、表面へ反応性の高いガス（ス
チレンモノマー、トルエン等）が付着する事を防止する
。

これはオキシ単環テルペンの吸着力が、パラフィン類を
除いては、例えばスチレンモノマー、トルエン等のファ
ンデアワールスの引力により吸着スる有機ガスに比べて
強力に吸着するためである。

第６図に実験の結果を示す。なお、第６図はコミュテー
タ・セグメント表面の写真で、ａはテスト前のコミュテ
ータ・セグメント表面の状態を示し、ｂは不飽和環状炭
化水素（スチレンモノマー）雰囲気中（６０”Ｃ，５％
ＲＨ）１００時間テ、ｘ、ト後のコミュテータ・セグメ
ント表面の状態を示すものである。又、Ｃは炭化水素（
トルエン）をコミュテータ・セグメント表面に約１０μ
ｇ吸着させた場合の６０″Ｃ，５％ＲＨ，３００時間テ
スト後の状態を示すものである。さらに、ｄは本発明に
かかるオキシ単環テルペン類雰囲気中は（ｅｏ″Ｃ１５
％ＲＨ）１５００時間テスト後の状態を示すものである
。

しかも、−１０゛Ｃ〜＋６０″Ｃが通常の使用環境範囲
となる小型モータでは１気圧下での沸点が、１００″Ｃ
付近の物質から、２５０″Ｃ付近のものまで有効であり
、オキシ単環テルペンの種類で列記すると、 γタービイ・オール・・・・・１１４〜１１５℃（１気
圧下での沸騰点） βターピネオール・・・・・・２０９〜２１０”Ｑ（７
６２朋Ｈ９での沸騰点） αターピネオール・・・・・・２１９〜２２１”Ｃ（１
気圧下での沸騰点）１−メントール・・・・・２１６．５”Ｃ（１気圧下で
の昇華）ｄ−ショウノウ・・・・・・２０９”Ｃ（１気圧下での
昇華）などである。

前述のオキシ単環テルペン類は、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
て向上し、接触部分の摩耗も著しく減少する。（実験の
結果を第５図に示す。）なお、第５図において、（Ａ＞
　、　（Ｂ）は不飽和環状炭化水素を有するスチレンモ
ノマー雰囲気中の整流波形を示し、（Ａ）は６０°Ｃ，
５％ＲＨテスト前の整流波形、（Ｂ）は６０″Ｃ，５チ
ＲＨ１００時間テスト後の整流波形である。又、（Ｃ）
　、　（１））は炭化水素（トルエン）ヲコミュテータ
・セグメント表面に約１０μｇ吸着させた場合の確認結
果を示し、（Ｃ）は６０°Ｃ２５チＲＨテスト前の整流
波形、（Ｄ）は６０″Ｃ９５％ＲＨ３００時間テスト後
の整流波形である。

さらに、（Ｅ）　、　（Ｆ）は本発明にがかるオキシ単
環テルペン類雰囲気中の確認結果を示し、（Ｅ）は６ｏ
″Ｃ９ｔｓ％ＲＨテスト前の整流波形、ア）は６０″Ｇ
、５％ＲＨ１５００時間テスト後の整流波形である。

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。

■　オキシ単環テルペン類のコミュテータ・セグメント
、ブラシ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。

■　スチレンモノマーヤ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コミュテータ・セグ
メント表面に吸着したオキシ単環テルペン類の皮膜で保
護され、黒化物の生成も微少となり、グラブ、コミュテ
ータ・セグメント間の接触不良を防止出来る。また接触
不良を起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
的には小型モータが使用される機器のワウ・フラスター
の低減が得られる効果がある。

■　前記■及び■の結果、小型モータの品質が向上し、
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（２Ｌ）〜（０）はそ
れぞれ従来例のコミュテータ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６図（Ａ）〜（Ｆ）は従来例及び本発明の整流波形を
示す図、第６図（＋Ｌ）〜（ｄ）は従来例及び本発明の
コミュテータ・セグメント表面の状態を写真で示す図で
ある。３・・・・・・コミュテータ摺動部、４・・・・・・コ
ミュテータ・セグメント、１４・・・・・ブラケット、
１５・・・・・・ハウジング、１６・・・・・オキシ単
環テルペン類を含浸させたフェルト。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図（の〕ＣＣ）第３図Ｉ第４図！第５図ｖｈ鎗１の７１・ｄ（１・ｉＪ（二人史なしン第６図（０−）（ｂ）４４（リ　（ｄ−）手続補正書（方式）％式％２発明の名称小型モータ３補正をする者事件との関係　特　許　出　願　大佐　所　大阪府門真市大字門真１００６番地名　称　（
５８２）松下電器産業株式会社代表者　山　下　俊　彦４代理人　〒５７１住　所　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内７、補正の内容（１）明細書第１６頁第４行〜第６行目に記載の「第６
図（ａ）〜（ｄ）は従来例及び本発明のコミュテータ・
セグメント表面の状態を写真で示す図である。」を［第
６図（−）〜（ｄ）は従来例及び本発明のコミュテータ
・セグメント表面の状態を示す説明図である。」と補正
します。（２）添付図面の第６図を別紙の通り補正します。

Claims

【特許請求の範囲】

ブラシとコミュテータが接触摺動するブラシ機構部とコ
ミ、テークを内蔵したモータケース内に、ベンゼン環を
有しないオキシ単環テルペン類の雰囲気を持たせた小型
モータ。