JPS62187797A

JPS62187797A - 潤滑剤

Info

Publication number: JPS62187797A
Application number: JP2922586A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Uda; 宇田　成徳; Jun Funami; 舟見　準; Shigeru Kondo; 滋近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-08-17

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しゅう動部の長寿命
化を達成するための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、
一般に小型モーフにおけるブラシは、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・銅チクン合金・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、　　Ｐ
Ｌ、Ａｇ、Ｃｕ等及びそれらの合金）をクラ、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、前記に述べた薄板
材あるいは線材の一部に焼結カーボ〉・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，ＭＯ３ｚ、Ｐｂ、
エポキシ系樹脂などを添加剤として配合したもの）を′
！５．電性接着剤、スポット溶接、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盈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、ブラシしゅうどう部それ自
体が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とブラシしゅう動部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、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。

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、接触点の断
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するなど、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
して損傷を与え、さらにこの擦過によって生じた切屑が
、互いに隣り合うコミュテータ・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導通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・セグメント表面
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とコミュテータ・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。

−ｉに、よく用いられるブラシしゅう動部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組み合わせである。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、５ｉ０２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
ンブラシ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℃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１−１２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、ある程度押え
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。

これまでの文献や実験などでブラシしゅうｖＪ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・セグメントがしゅろ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（分解生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
。

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。

発明が解決しようとする問題点本発明は、モータのブラシとコミュテータのしゅう動に
より発生するブラシ・コミュテータの消耗、溶着による
擦過損・機械的摩耗によるモータ寿命短縮の防止および
、開閉接点構造の上下動スイッチ、リレー、あるいは、
小型モータ同様しゅう動接点構造を持つスラ・（１”ス
イッチ、コネクターなどの電気接点寿命短縮の防止、又
はしゅう動部を円滑にしゅう動させるためのものである
。

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、本発明は単数または複数
のイミダゾール類またはイミダゾリン類・・・以下本発明
の薬品と略す・・・からなる潤滑剤を用いたものである
。ここで潤滑剤としては、（１）２エチル・４メチルイミダゾール・・・以下本発
明の薬品−１と略す。

（２）２エチル・４メチルイミダゾリン・・・以下本発
明の薬品−２と略す。

（３）２エチル・イミダゾリン・・・以下本発明の薬品
−３と略す。

（４）２・４ジメチルイミダゾリン・・・以下本発明の
薬品−４と略す。

（５）１・２・３ベンゾトリアゾール・・・以下本発明
の薬品−５と略す。

（６）上記の薬品の中の少なくとも一種又は一種以上の
薬品・・・以下本発明の薬品−６と略す・・・などが適
当で、これを含浸させた部材、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、これらの混合薬品でもよく、使用状況に
よって適切な配合のものを選定する。

この、本発明の薬品が雰囲気温度により蒸気となりモー
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
たはブラシしゅう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。

また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
どの電気接点の場合も、接点近傍に本発明の薬品を塗布
するかあるいは製品（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）を構成する材料に含浸させて、接
点近傍の雰囲気が本発明の薬品の雰囲気となるようにす
る。

又はしゅう動部にしゅう動部を構成する材料に含浸させ
て、しゅう動部近傍の雰囲気が本発明の薬品の雰囲気と
なるようにする。

作用そこで、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などの不飽和環状炭
化水素とはその分子構造の点で最も異なるのでのため、
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
た雰囲気がモータ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
で充分の効果を得ることが出来る。

また、本発明の薬品を配する小型モータは、空気の流通
の少ないほぼ密閉に近い構造であるが、その小型モータ
が組み込まれる機器そのものが空気の流通の少ない構造
のものの方がが好結果が得られる。

本発明の薬品の吸着で、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ。

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、焼結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
）が付着することを防止する。これは、本発明の薬品が
、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。

それは、本発明の薬品の雰囲気中にトルエンやスチレン
モノマーの混入があっても著しい効果を発揮することで
証明された。

本発明において有効な薬品の物質名とその性状の一例を
次に示すがこれは何等本発明の薬品の名称を限定するも
のではない。

単数または複数のイミダゾール類及びイミダゾリン類。

本発明の薬品（１）２エチル・４メチルイミダゾール。４４〜５５　
　℃（−気圧下での融点　）（２）２エチル・４メチルイミダゾリン。１１１　　℃
（１５ｍｍ１１ｇでの沸騰点）（３）２エチル・イミダゾリン。　　　　　１１０　　
℃（１５＋ｓｍＨｇでの沸騰点）（４）２・４ジメチルイミダゾリン。・・・１０８　　
℃（１５ｍｍＨｇでの沸騰点）（５）１・２・３ベンゾトリアゾール。　　９３　　℃
（−気圧下での融点　）である。上記薬品は、多少の不純物が混入するか未反応
の薬品が混入したものでもよい。

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。

実施例前記現象をもとにして、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１）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１０μｇ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、′ｍ
続的にスチレンモノマーやトルエンなどの不飽和環状炭
化水素の補給がない場合のデータである。）結果が得ら
れた　第１図および第２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４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、これらの実施例ではいずれもブラシ基部２の先端
部にブラシしゅう動部３を固着した構成になっているが
ブラシしゅう動部上にフェルト１６を着設してもよい。

また、いずれの実施例も、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
目的としたものであり、その手段はこの限りではない。

次に以下の条件で実験を行った。

比較例１）現行品、比較例２）スチレンモノマー雰囲気中でのテスト品、比較例３）トルエン雰囲気中でのテスト品、実施例１）
（本発明の薬品−１，２エチル・４メチルイミダゾール
）雰囲気中でのテスト品実施例２）（本発明の薬品−２
，２エチル・、１メチルイミダゾリン）雰囲気中でのテ
スト品実施例３）（本発明の薬品−３，２エチル・イミ
ダゾリン）雰囲気中でのテスト品実施例４）（本発明の薬品−４，２・４ジメチルイミダ
ゾリン）雰囲気中でのテスト品実施例５）（本発明の薬品−５，１・２・３ベンゾトリ
アゾール）雰囲気中でのテスト品実施例６）（本発明の
薬品−６＝本発明の薬品−１，２，３、を１：１：１に
ブレンドしたもの。

）雰囲気中でのテスト品実施例７）（本発明の薬品−７＝本発明の薬品−１にス
チレンモノマーが５０％混入しタモの。）雰囲気中での
ナス１−品次表は実験によるモータ特性を示す。

以下余白テストに用いたモータを第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３０ｍｍ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１７をポリフ
ルオロエチレン液で洗浄し脱脂したものに、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潤滑効果を得ることが出来た。前記
ポリエステルフェル）１７は、その繊維の太さとみかけ
比重を変えることによって蒸発スピードのコントロール
が可能である。前記ポリエステルフェルト１７のかわり
に連続発泡のプラスチ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。　焼結されたポー
ラスなフィールドマグネ／Ｉ・２１に本発明の薬品を含
浸させたものは、０．１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、同じように、プラスチック類のブラケット１４にブレンドしたもの、プラスチック類の整流子基台５にブレンドしたもの、マグネットワイヤー１９に含浸させたもの、上メタル１
８、下メタル７部のメタルの油にブレンドしたもの、マグネット２１とモーフケース上２２のすき間に含浸さ
せたもの、第５図の防振ゴム９にブレンドしたもの、第５図の防振
ゴム貼付用接着剤８にブレンドしたもの、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％ＲＩ−１雰囲気中での従来品のテ
スト前の整流波形、３００時間テスｌ−１に比較例１の
整流波形（ｂ）は不飽和環状炭化水素スチレンモノマー雰囲気中
での６０℃、５％ＲＨ雰囲気テスト前の整流波形及び１
００時間テスト後の比較例２の整流波形（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吸着させた場合におけ
る６０℃、５％ＲＩ（雰囲気テスト前の整流波形及び３
００時間テスト後の比較例３の整流波形（ｄ）は本発明の薬品−１の雰囲気における６０“Ｃ５
５％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト
後の実施例１の整流波形（ｅ）は本発明の薬品−２の雰囲気における６０℃、５
％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト後
の実施例２の整流波形（ｆ）は本発明の薬品−３の雰囲気における６０℃、５
％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト後
の実施例３の整流波形（ｇ）は本発明の薬品−４の雰囲気における６０℃、５
％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト後
の実施例４の整流波形（ｈ）は本発明の薬品−５の雰囲気における６０℃、５
％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスｔ４
ｕの実施例５の整流波形（ｉ）は本発明の薬品−６の雰囲気における６０°Ｃ１
５％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト
後の実施例６の整流波形（ｊ）は本発明の薬品−７の雰囲気におりる６０℃、５
％雰囲気テスト前の整流波形及び１５００時間テスト後
の実施例７の整流波形をそれぞれ示す。

発明の効果１）：ＩＡ滑剤がブラシ、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（２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・ビン環を
有する有機ガスがあってもブラシ、コミュテータ・セグ
メント表面へ吸着した潤滑剤の皮膜で保護され、黒化物
の生成も微少となりブラシ、コミュテータ・セグメント
間の接触不良の発生ζ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、小型モータの
速度の安定化も図られ、結果的には、１〜３０■程度の
比較的低電圧用の小型モータが使用される機器のワウ・
フラッタ−を低減する。

３）潤滑剤の潤滑作用により一般によく用いられる動作
電圧：１〜３０■　電流値：１００ｍＡ前後のマイクロ
モータを潤滑剤の雰囲気で運転すると、電流値が５〜１
０％減少し、省エネルギー化がはかれる。

４）潤滑剤がブラシとコミュテータのしゅう動により発
生する振動を押さ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。

即ちブラシに通常張りつける防振ゴムと殆ど同程度の消
音効果を有する。

本発明の潤滑剤を用いることで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た。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の潤滑剤を用い
た実施例である小型モータの構造図、第３図は実施例の
モータの半断面構造図、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）〜（ｊ）は比較例および本発明の実施
例による小型モータの整流波形図である。２・・・ブラシ基部。３・・・ブラシしゅう動部。４・
・・コミュテータ・セグメント。５・・・整流子基台。６・・・シャフト。７・・・下メタル。８・・・上メタ
ル。１３・・・ブラシ。１４・・・ブラケット。１５・
・・モータケース下。１７・・・本発明の薬品を含浸さ
せたフェルト。Ｉ９・・・マグネットワイヤー。２０・・・ローター。２１・・・フィールドマグネット。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名。第１図第２図第８図第４図第５図第６図（ａ）（ｂ）第６図第６図（ｅ）ｔＪ（ｆ）ＧＮＤ−一−−一−−一一一−−一一一一一一一一一一
一一一一一第６　図（ｇ）（、ＮＤ□ （ｈ）ＧＮＤ−一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一
一一一一一一第Ｇ図（ｉ）ＧＮＤ（ｊ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属接点、カーボン接点、コネクター接点などを
備える電気接点、またはしゅう動部において単数または
複数の ▲数式、化学式、表等があります▼環または▲数式、化
学式、表等があります▼環を有するイミダゾール類またはイミダゾリン類からなる薬品の蒸
気雰囲気中で動作することを特徴とした潤滑剤。
（２）イミダゾールが２エチル・４メチルイミダゾール
である特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤。
（３）イミダゾリンが２エチル・４メチルイミダゾリン
である特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤。
（４）イミダゾリンが２エチル・イミダゾリンである特
許請求の範囲第１項記載の潤滑剤。
（５）イミダゾリンが２・４ジメチルイミダゾリンであ
る特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤。
（６）イミダゾールが１・２・３ベンゾトリアゾールで
ある特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤。
（７）イミダゾール類またはイミダゾリン類の薬品が上
記の薬品の中の少なくとも一種以上の薬品である特許請
求の範囲第１項記載の潤滑剤。