JPS62195092A - 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、」−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、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
た構造であり、もう一つは、前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、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、スボソｌ−ｉ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フにおいては、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
シしゆ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ゆう動部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。

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において最もよく電気火花が発生す
る。もちろんしゅろ接するコミュテータ・セグメント４
とブラシしゅろ動部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。

一般に、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、５ｉＯ７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℃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、」二記第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、本発明はしゅろ動部の表
面に付着させる潤滑剤として、ヘキサメチレングリコー
ル（以下本発明の薬品と略す）を用いたものである。

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 小型モータの例で説明すると、これまでの文献や実験な
どでブラシしゅう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、異常現象につなか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 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問い。

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、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−っ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
ブラシしゅろ動部とコミュテータ・セグメントのしゅう
動抵抗を減することができる。

また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水酸基に
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。

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
ものの方が好結果が得られる。

また本発明の薬品の吸着において、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、Ｃ
ｕなどで出来たブラシ、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水
素結合をつくり強力に吸着するためである。本発明の薬
品の物質名とその性状は、分子式：　２−エチル−３−
ヒドロキシ−４−ピロン　　：ｃ、、ｎ□ｏ□・Ｃ２Ｈ
５・０１１吸水率：１０％（４０℃・９０％ＲＨ・１気
圧）のものである。

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、潤滑性が
極めて向上し、接触部分の摩耗が著しく減少する。

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
どの電気接点でも同様の効果を発揮する。

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
モータに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一符号を付しであ
る。図において、７は軸受メタル、１３はブラシ、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、１７
はロータコア１８に巻装したマグネットワイヤー、１９
はモータケース２０の内面に固着したフィールドマグネ
ットである。第１図の実施例ではフェルト１６はブラケ
ソ１−１４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を取り付けてあり、第３図の実施例ではブラシ１
３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目的と
したものである。

次に示す比較例と実施例についてテストを行った。

比較例１）従来品 比較例２）のスチレンモノマー雰囲気中でのテスト品 比較例３）のトルエン雰囲気中でのテスト品実施例１）
本発明の薬品の雰囲気中でのテスト品なお、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テストの結果は次表の通りであっ
た。

以下余白 テストに用いたモータを第３図で説明する。このモータ
は直流モータで、外径３Ｑｍｍ高さ２５ｍｍの大きさで
定格出力０．ＩＷ、試験時の運転条件は、４．２ＶＤＣ
１２５ｍＡである。

このモータの空隙にポリエステルフェルト１６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効果を得ることが出来た。前記ポリ
エステルフェルト１６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１６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。

また焼結されたポーラスなフィールドマグネット１９に
本発明の薬品を含浸させたものは、０゜１ないし０．３
ｇ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
。

また本発明の薬品は常温で固体であるため、部品に含浸
するとき融点まで昇温する必要があるが同様な効果を有
する２−メチル−２，４−ペンタンジオールに溶解して
用いれば容易に含浸することか出来著しい効果を得るこ
とが出来た。　　□第６図に本発明の薬品の小型モータ
の整流波形図を示す。

（ａ）は６０℃、５％ＲＨ雰囲気中での従来品のテスト
前の整流波形、３００時間テスト後の比較例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％ＲＨ雰囲気テスト前の整流波形及び３０
０時間テスト後の比較例３の整流波形 （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時間テスト後の実施
例１の整流波形 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、しゅろ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、１〜３０Ｖ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・フラソクーを低減する３）本
発明の薬品がブラシ・コミュテータのしゅう動により発
生す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）本発明の薬品の吸湿性は、親水性を有する一〇Ｈ基
と疎水性を有する一Ｃ−Ｃ−（炭素結合部）のバランス
が理想的であり４０℃・湿度９０％ＲＨ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。

５）本発明の薬品を２−メチル−２，４−ペンタンジオ
ールに溶解した後用いる場合は部品への含浸が常温で可
能となり生産性の優れた効果持続時間の長い優れたもの
となる。

【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・・・・・・モーフケース。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第２図 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気接点、又はしゅう動部の表面に付着させる潤
   滑剤として、２−エチル−３−ヒドロキシ−４−ピロン
   を用いることを特徴とする潤滑剤。
2. （２）２−エチル−３−ヒドロキシ−４−ピロンは、２
   −メチル−２，４−ペンタンジオールに溶解した後用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の潤滑剤
   。