JPS60255040A

JPS60255040A - 小型モ−タ

Info

Publication number: JPS60255040A
Application number: JP11113284A
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: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1985-12-16
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH0611175B2

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ー・ビデオテープレコ
ーダーなどのテープを駆動するため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接点開閉回数の最も多い小型モータの例で説明すると、
一般に小型モータにおけるブラシは、大きくわけて二種
類ある。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、ムｕ　、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
にスポット溶接の手段によって接合した構造であシ、も
う一つは、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、λｇカーボン
、　Ｃｕカーボン、ムｇｃｕカーボン、及びそれらの材
料にＳｉＧ　、　ＭｏＳ２．　Ｐｂ　。

エポキシ系樹脂など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
式など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
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じ９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
ば起とシ問題となる。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。

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とコミュテー
タ摺動部３との折シ曲げ角を適当（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、
この溶着の発生はブラシの寿命を短くするのみでなく、
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、との溶
着によってコミュテータ・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削屑が
、互いに隣会うコミュテータ・セグメント４の間のギャ
ップ部に溜壕り、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、前期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摺動である。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
ものがあるっ一般に、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、コミュテータ・セグメント４の材質は、Ａｇ
Ｃｕ　、ＡｇＣｄ　、ＡｇＣｕＣｄ　、Ｃｉｕ　、Ａｕ
合金、Ａｇ　Ｐｄ合金、Ａｇ　Ｃｕ　Ｔｉ合金などであ
り、貴金属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がら摺動抵抗が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わせである
。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と較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、またカーボン・ブ
ラシを構成する配合材料中には、８１０２などの不純物
が混入されており、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わせになっている。

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に示しだ構造のもの、即ちコ
ミュテータ摺動部３に振動減衰対策を何等講じていない
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。まだ第２図すに示したような
、コミュテータ摺動部３に振動防止用ゴム９を粘着剤８
で貼り付けたものは、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６０°Ｃ
近くになると粘着剤の粘性が著しく低下し、振動防止用
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剤１１で
貼り付けたものは、上記第２図すの例と比較すると、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
分とは言えず、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″
Ｃ〜＋６０°Ｃ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〜り・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
表面の擦過損によるモータ寿命の短縮を防止し、また、
テープレコーダなどの機器へ組み込まれたばあいのワウ
・フラッタ−１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
れたコミュテータ摺動部を有スるブラシを備えた小型モ
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、単数または複数の−ＮＨ２−結合を有する一部アミン類
の薬品・・・・・・以下（本発明の薬品）と略す。

を含浸させた部材、例えばフェルトを接着剤で固着ある
いは圧着方式などの手段で着設する。この（本発明の薬
品）は、ベンゼン環を有しないリニアーな伏素結合を有
するか、側鎖を有するものであシ、−気圧下でのその沸
騰点が１００°°Ｃ〜２５０°Ｃ近辺のものを使用状況
によって適切なものを選定する。この、（本発明の薬品
）が雰囲気温度によシ蒸気となりモータケース内は（本
発明の薬品）の雰囲気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、前記ブラシまたはコミュテ
ータ摺動部に前記（本発明の薬品）を直接塗布する構成
を用いてもよい。

実施例の説明第３図および第４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、１４はブラシなどを保持するブ
ラケット、１５はモータハウジング、１６は（本発明の
薬品）を含浸させたフェルトである。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シ、また第４図の実施例では
ブラシ基部２上にフェルト１６を取シ付けである。

なお、これらの実施例で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
を設けてもよい。

いずれの場合の実施例も、モータケース内の雰囲気が（
本発明の薬品）による蒸気雰囲気になり雰囲気ガスによ
シブラシおよびコミュテータ・セグメント表面に吸着す
る事を目的としたものであり、その手段はこの限シでは
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シ易い状態が解
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シ、吸着した。ゆしている場合であ
る。

このとき黒化物（カーボン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９合ったもの
）と言われる異常現象を促進する異物が生成する。

この異物は、不飽和線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するとき単位体
積当た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、硬質のカーボンができる
だめと思われる。

また不飽和環状炭化水素以外の炭化水素の雰囲気、およ
びコミュテータ・セグメントへの吸着では、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
を行った。との実験で１）高温、低湿の場合のコミュテ〜り・セグメントに異
常摩耗の発生する確率が高い２）コミュテータ・セグメントに１０μｇ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
が緩和され、小型モータの長寿命化がはかれる。（ただ
し、継続的に炭化水素の補給がない場合のデータである
。）結果が得られた。

実験結果を第５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１５とブ
ラケット１４で囲まれた内部の、コミュテータ摺動部近
傍に（本発明の薬品）類を含浸させたフェルト１６を配
置したものである。

この（本発明の薬品）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シコミ
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（本発明の薬品）の蒸気圧にみあった雰囲気が
モータケース内にえられる。このベンゼン環を有しない
、水素結合を有する（本発明の薬品）は、その極性基に
よシ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言える。

（本発明の薬品）の吸着で、Ａｕ　、Ｐａ・ｐｔ・Ａｇ
等で出来た触媒作用の強いコミュテータ・セグメントお
よびブラシは勿論のこと、Ｃｕで出来たそれ、また焼結
カーボンブラシの表面およ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）カ付着スルことを防止する。これは、（本発
明の薬品）がバフフィン類ヲ除いては、例えばスチレン
モノマー、トルエン等のフ、ンデアワールスの引力よシ
吸着する有機ガスに比べて強力に吸着するだめである。

Ａ）テスト前の品、Ｂ）スチレンモノマー雰囲気中での
テスト品、Ｃ）トルエン雰囲気中でのテスト品、Ｄ）（
本発明の薬品）雰囲気中でのテスト品、の結果を示す。

また分子構造中に（アミン基）を有しているため金属を
腐食から守る防錆力も有している。したがって、金属部
品を長期に安定に保護する。しかも、−１０°Ｃ〜＋６
０”Ｃが通常の使用環境雰囲気となる小型モータでは一
気圧下での沸騰点が１００°Ｃ付近のものから２５０°
Ｃ付近のものまで有効でｓｂ、（本発明の薬品）を列記
すると、単数または複数の−ＮＨ２−結合を有する一部アミン類（例）２オクタンアミン・・・・・・１６３〜１６４″α−気圧下での沸騰点）
オクチルアミン・・・・・・１８８℃（−気圧下での沸
騰点）ヘキシルアミン・・・・・・１３０℃（７６２ｍ
＊Ｈｇでｍ点）１．６ヘキサンジアミン・・・・・・　８１．５℃（１ｃｘｔ肩Ｈｇで１．弘）
などである。

前述の（本発明の薬品）は、ブラシ、コミュテータ・セ
グメント表面へ吸着し、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６図に示す）なお、第６図において、
人、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、人は６０°Ｃ，５％ＲＨテ
スト前の整流波形、Ｂは６０″Ｃ，５％ＲＨ１００時間
テスト後の整流波形である。又、Ｃ，Ｄ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１０μｇ
吸着させた場合の確認結果を示し、Ｃは６０°Ｃ，５％
ＲＨテスト前の整流波形、Ｄは６゜°Ｃ１６％ＲＨ３０
０時間テスト後の整流波形である。さらに、Ｅ、Ｆは（
本発明の薬品）雰囲気中の確認結果を示し、Ｅは６０’
Ｃ，５％ＲＨテスト前の整流波形、Ｆは６０°Ｃ，５％
ＲＨ１５００時間テスト後の整流波形である。

まだ第６図の人はテスト前の整流子の表面の状態を示し
、Ｂは不飽和環状炭化水素（スチレンモノマー）雰囲気
による１００Ｈｒ　テスト後の状態を示し、Ｃは不飽和
環状炭化水素（トルエン）をコミュテータ・セグメント
表面に約１０μｇ吸着させた場合の３００Ｈｒテスト後
の状態を示し、Ｄは（本発明の薬品）の雰囲気による１
５００Ｈｒテスト後の状態を示すものである。なお、い
ずれも６０°Ｃ，５％ＲＨ雰囲気としている。

発明の効果以上の説明から明らかな如く本発明によれば、下記の効
果を奏する。

１）（本発明の薬品）がブラシ、コミュテータ・セグメ
ント表面へ吸着することによシ、潤滑作用がはたらき、
摺動部の異常摩耗や擦過損傷が防止できる効果がある。

２）スチレンモノマーやトルエンなどのベンゼン環を有
する有機ガスがあっても、ブラシ、コミュテータ・セグ
メント表面は、その表面へ吸着した（本発明の薬品）の
皮膜で保護され、黒化物の生成も微少となシブラシ、コ
ミュテータ・セグメント間の接触不良を防止できる。ま
た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
ラッタ−の低減が得られる効果がある。

３）前記１）および２）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できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成図、第２図は従来例のコミュテー
タ摺動部の構成を示す図、第３図および第４図はそれぞ
れ本発明の実施例の構成を示す断面図、爾５図は比較例
および本発明の整流波形を示す図、第６図は比較例およ
び本発明にかかる整流子のテスト後の状態を写真で示す
説明図である。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・・・・・・（本発
明の薬品）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３図ノ第４図第５図 θＶ−−−−−−−−−−− ＩＶ□ Ｖ ρＶ□ ＩＶ□ 手続補正書（刃側昭和５９年１０月　１２　日１事件の表示昭和５９年特許願第　１１１１３２号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
業株式会社内図　向７、補正の内容（１）明細書第１６頁第８行〜第９行目に記載の「第６
図は比較例及び本発明にかかる整流子のテスト後の状態
を写真で示す説明図である。」を「第６図は比較例及び
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。第６図（ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

ブラシ機構部とコミュテータを有し、ブラシとコミュテ
ータが摺動する構造の小型直流モータにおいて、モータ
ケース内にベンゼン環を有しない単数または複数の−Ｎ
Ｈ２−結合を有する一部アミン類の雰囲気を持たせた小
型モータ。