JPS62172094A - 潤滑剤 - 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
ータをはじめ、上下動接点、スライドスイッチ、リレー
、コネクターなどの電気接点又は電圧のかからないしゅ
う動部に用いる潤滑剤に関するものである。

従来の技術 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、Ａｕ、Ｐｄ、ＰＣ，
へｇ、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
た構造であり、もう一つは、前に述べたａ＋ｌ材あるい
は線材の一部に焼結カーボンブラシ（例えば、カーボン
、Ａｇカーボン、Ｃｕカーボン、ＡｇＣｕカーボン、及
びそれらの材料にＳｉＣ，Ｍ。

Ｓ２．Ｐｂ、エポキシ系樹脂などを添加剤として配合し
たもの）を導電性接着剤、スボ７）溶接、あるいはカシ
メ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、ブラシしゅう動部が不必要に振動し、これによ
ってブラシしゅう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
ント間で生ずるしゅう動摩耗Ｆ分が混じり合ったもの）
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
しばしば起こり問題となる。小型モータのブラシの一例
として、コミュテータ・セグメントにしゅう接するブラ
シしゅう動部が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４図に示す。

第４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、折り曲げられたブラシしゅう動部３が伸び
ている。このブラシ基部２、ブラシしゅう動部それ自体
が弾性を有しコミュテータ・セグメンｌ−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とブラシしゅう・υ】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、整流子基台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。

発明が解決しようとする問題点 このように、しゅう接するコミュテータ・セグメント４
とブラシしゅう動部３からは、整流時及び、接り′山点
の断続により電気火花が発生し、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・セグメント４、ブ
ラシしゅう動部３に消耗や溶着が発生ずるなど、不都合
な状態が生じる。

例えば、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４図のａ部）に溶着が生じると、
この溶着物がコミュテータ・セグメント４の表面を擦過
して侑傷を与え、さらにこの擦過によって生じた切屑が
、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（第４図のｂ部）に溜まり、そのためにコミュテ
ータ・セグメント相互間が４ｑＪされ回転不安定になる
。又例えば、消耗によりコミュテータ・セグメン１〜表
面の面粗度が粗くなると、ブラシの振動の原因となり、
電気火花の発生を助長し、更に消耗を進行し、異常摩耗
などの原因となったり電気ノイズや整流位置のズレなど
モータの性能そのものを低下してしまう。

なお、前記ブラシしゅう動部３コミユテータ・セグメン
ト４との接触面ａにおいてもっともよく電気火花が発生
する。もちろんしゅう接するコミュテータ・セグメント
４とブラシしゅう動部３には、電気火花を原因としない
機械的な摩耗も生じるのはいうまでもない。

−Ｃに、よく用いられるブラシしゅろ動部３の材質は前
記のごとく貴金属合金あるいは焼結カーボンであり、コ
ミュテータ・セグメント４の材質は、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ
等の貴金属合金（例えばＡｇＣｕ、ＡｇＣｄ、ＡｇＣｕ
Ｃｄ、ＡｇＣｕＴｉなど）からなる。特に貴金属ブラシ
との組み合わせでは、いずれも、表面エネルギーが高く
両者がほぼ同様の材質であることから、しゅう接面で擦
過傷が発生し易い不利な徂み合わせである。また、焼結
カーボンブラシとの組み合わせにおいても、貴金属合金
ブラシと較べてしゅう動抵抗は小さくなるといえども、
ブラシを構成する配合材料中には、５ｉＱ２などの不純
物が少なからず混入しており、擦過傷の危険性はあり、
又貴金属合金ブラシの場合と同様に貴金属合金のカーボ
ンの場合は、しゅう接面で擦過傷が発生し易い不利な組
み合わせになる。第５図（ａ）の例は、これらの欠点の
原因となっている電気火花を、抑制する機械的手段を有
していない構造を示す。即ちブラシしゅう動部３に振動
減衰対策を何等講じていないものは、ブラシしゅう動部
の振動が大きく、火花の発生が多くなり、溶着、消耗が
起こり易い。第５図（ｂ）の例は、ブラシしゅう動部３
に振動減衰対策を講じた構成を示す。即ちブラシしゅう
動部３に、防振ゴム９を粘着剤８で貼り付けたものであ
り、常温においては振動吸収がよく、火花の発生をおさ
えることができる。しかし、使用上限温度の６０゛Ｃ近
くにおいては粘着剤の粘性が著しく低下し、防振ゴム９
のしゅう動部３との接着力が減少し、振動吸収能力が低
下して火花の発生が多くなり、寿命の長い品質の優れた
ものは得難くなる。さらに第５図（ｃ）は、第５図（ｂ
）と同様にブラシしゅう動部３に振動減衰対策を講じた
構造の別の例を示す。即ちブラシしゅう動部３に防振シ
ート１２を基材１０の両面に粘着剤８を塗布した構成の
接着材１１で貼り付けたものであり、上記第５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
る程度抑えられるものの不充分であり、高温での長寿命
、高品質を満足することは出来ない。

なお、この機器の使用雰囲気温度は、−１０℃〜＋６０
℃で使用するものが多い。

本発明は、開閉接点構造の上下動スイッチ、リレー、あ
るいは、小型モータの整流機構、しゅう動接点構造を持
つスライドスイッチ、コネクターなどのの電気接点、又
はしゅう動部を円滑にしゅう動させることを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明はしゅう動部の表
面に付着させる潤滑剤として、２−メチル−２，４−ペ
ンタンジオールにブチレンオキサイド１モル付加したも
の・・・以下本発明の薬品と略す・・・を用いたもので
ある。

この、本発明の薬品は雰囲気温度により蒸気となり、し
ゅう動部表面に付着するように構成する。なお、構成を
簡単にするためしゅう動部に直接塗布する構成を用いて
もよい。

作用 これまでの文献や実験などでブラシしゅう０１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Ｚ
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、ブラシしゅう動部とコ
ミュテータ・セグメントがしゅう動する部位の雰囲気か
、またはコミュテータ・セグメント自体に不飽和環状炭
化水素が存在したり、吸着したりしている場合である。

このとき黒化物（分解性成物、又はメカノケミカル反応
で出来た重合物であるカーボン様のもの、およびブラシ
とコミュテータ・セグメント間で生ずるしゅう動摩耗粉
が混じり合ったもの）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、不飽和環状炭化水素がしゅう動部とコミュ
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。この実験で ｌ）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。

２）コミュテータ・セグメントに１０部ｇ程度のスチレ
ンモノマーやトルエンなどの不飽和環状炭化水素の吸着
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
的に不飽和環状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。

そこで、上記現象を考慮した結果、本発明の薬品を用い
ると、スチレンモノマーやトルエンと異なりその分子構
造の中に酸素を有しているためによく燃焼し、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り
ブラシしゅう動部とコミュテータ・セグメントのしゅう
動抵抗を減する。′ またこの作用は、例えば異常現象の発生する確率の高い
高温・低湿においても本発明の薬品の蒸気圧にみあった
雰囲気がモーフケース内にえられることと、本発明の薬
品が有する極性基により金属表面に強力に吸着するので
充分な効果を得ることが出来る。

本発明の薬品の吸着で、Ａｕ、Ｐｄ、ＰＬ、Ａｇ３等及
びその合金の触媒作用の強い材料を用いたコミュテータ
・セグメントおよびブラシは勿論のこと、Ｃｕなどで出
来たそれ、焼イ吉カーボンブラシの表面、およびそれ以
外のモータを構成する金属部品の表面へも吸若し、表面
へ反応性の高いガス（スチレンモノマー、］・ルエン等
）が（を着することを防止する。これは、本発明の薬品
が、例え：。丁スチレンモノマー、ｌ・ルエン等のファ
ンデア・ノールスの引力より吸着する有機ガスに比べて
強力に吸着するためである。本発明において有効な藁晶
の物質名とその性状を次に示す。

分子式：　Ｃ，＋１１１（０１１）ＱＣ，１１１３（Ｏ
ｌり分子構造：　　（Ｃ１１：１）ＣＩＩＺ−ＣＩＩＺ
−Ｃ−（ＣＩｌｌｌ）Ｃ１＋＋１Ｏ−ＣＩ！２−ＣＩ＋
□ 【 Ｌ テ 前述の本発明の薬品は、ブラシ１、コミュテータ・セグ
メント表面、開閉接点構造の上下動スイッチ、リレー、
あるいは、しゅう動接点構造のスライドスイッチ、コネ
クターなどの電気的接続１造の電気接点へ吸着し、単分
子膜を形成するため、・潤滑性が極めて向上し、接触部
分の摩耗が著しく減少する。

実施例 第１図、第２図および第３図は、それぞれ本発明を小型
モータシこ用いた際の一実施例を示したものである。こ
こで第４図のものと同一名称部分には同−符ひを付しで
ある。図において、７は軸受メタル、１３はブラシ、１
４はブラシなどを保持するブラケット、１５はモータケ
ース下、１６は本発明の薬品を含浸させたフェルト、１
７はロータコア１８に巻装したマグネットワイヤー、１
９はモータケース２０の内面に固着したフィールドマグ
ネ、ノｊ・である。第１図の実施例ではフェルト１６は
ブラケット１４上のブラシしゅう動部３の近傍に配置さ
れており、また第２図の実施例ではブラシ基部２１にフ
ェルト１６を取り付けてあり、第３図の実施例ではブラ
シ１３から離れたケース２０に装備している。

また、いずれの実施例も、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ブラシおよびコミュテータ
・セグメント表面に本発明の薬品が吸着する事を口約と
したものであり、その手段はこの限りではない。

第６１に、従来品、比較例１）のスチレンモノマー雰囲
気中でのテスト品、比較例２）のトルエン雰囲気中での
テスト品、本発明の本発明の薬品雰ｊ、ｊｌ気中てのテ
スト品の結果を示す。

なお、本発明の薬品の成分に多少の不純物があっても、
本発明の薬品は、著しい効果を発揮する実施例における
第６図の実験の結果を、第３図のモータで説明する。こ
のモータは直流モータで、外径３０．ｍｍ高さ２５ｍｍ
の大きさで定格出力０、ＩＷ、試験時の運転条件は、４
．．２ＶＤＣ１２５ｍＡである。

このモータの空隙にポリエステルフェルト１６をボ゛ノ
フルオＩコエチレン液で洗′／′ＩＪシ脱脂したものに
、本発明の薬品を含浸させたものを設置したものは、本
発明の薬品が徐々に蒸発し著しい効果を得・−ことか出
来だ。前記ポリエステルフェルｌ−１６１よ、その繊維
の大さとみかり比重を変えることによ−、て蒸発スピー
ドのコントロールが可能である。！”！：’Ｉ　＋ｌ己
ｊミリエステルフェル続発’（ｆ５のプラスデックまた
はゴムのスポンジを用いても著しい効果を得ることが出
来た。

またち１と１古されたポーラスなフィールドマグネ。

１・１９に、本発明の薬品を含浸させたものは、Ｏ、ｌ
ないし０．３ｇの保持力があり著しい効果を得ることが
出来た。

また、ポリエチレンなどの気体透過性のフィルムまたは
ケースに封入し小型モータ内に設置したものも本発明の
薬品を保持する力があり著しい効果を得ることが出来た
。

なお、第６図において、 （ａ）・は６０℃、５％Ｒ　Ｈ雰囲気中での従来品のテ
スト前の整流波形、３００時間テス；・後の整流波形を
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
ての６０’Ｃ、５％Ｒ　ｌ（雰囲気テスト前の整流波形
及び１００時間テスト後の比較例１の整流波形を示し くｃ）１よ不飽和環状炭化水素（Ｉ・ルエン）をコミュ
テータ・セグメント表面に約１０μｇ吸着させた場合に
おける６０°Ｃ１５％ＲＨ雰囲気テスト前の整流波形及
び３００時間テスト後の比較例２の整流波形を示し、 （ｄ）は本発明の薬品雰囲気における６０℃、５％雰囲
気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト後の整流
波形をそれぞれ示す。

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。

１）本発明の薬品がしゅう動部表面へ吸着することによ
り、潤滑作用がはたらき、しゅう接面の異常摩耗や溶着
とそれによる擦過損傷を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、しゅう動部表面へ吸着した本
発明の薬品の皮膜で保護され、黒化物の生成も微少とな
り接点間の接触不良の発生を防止できる。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、例えば
小型モータに用いた際には速度の安定化も図られ、結果
的には、１〜３０　Ｖ　、ｔ’Ｍ度の比（’ｘ的低電圧
用の小型モータが使用される（代品のワウ・フラノター
を低減する３）本発明の薬品かブラシ・コミュテータの
しゅう動により発生ずる振動を抑えるダンピング効果を
有し、１〜１０％の機械雑音の減少を可能とする。

４）本発明の薬品の吸）？性は、親水性を有する−０１
−１基と疎水性を存する一Ｃ−Ｃ−（炭素結合部）のバ
ランスが理想的であり４０℃・湿度９０％ＲＩ−１の雰
囲気中でも吸水率は、２０％以下となり金属を腐食する
ほど湿潤することなく潤滑効果の大きいものとなる。

前記１）〜４）の結果、本発明の薬品を潤滑剤として使
用する機器の品質が向上し寿命を大幅に延ばすことがで
きた。次の表にその特表性を示す。以下余白。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明を小型モータに用
いた際の実施例の構成図、第３図は本発明の実施例のモ
ータの半断面図、第４図は一般的なブラシ、コミュテー
タの構成を示す図、第５図（ａ）・〜（ｃ）はそれぞれ
従来例のブラシしゅう動部の代表的構成を示す図、第６
図（ａ）〜（ｄ）は本発明の効果を確認した小型モータ
の整流波形を示す図である。 ３・・・・・・コミュテータしゅう動部、４・・・・・
・コミュテータ・セグメント、１６・・・・・・フェル
ト、２０・・・・・・モータケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気接点、又はしゅう動部の表面に付着させる潤滑剤を
   、２−メチル−２，４−ペンタンジオールにブチレンオ
   キサイド１モル付加したもので構成したことを特徴とす
   る潤滑剤。