JPS6231976A - 電気接点 - 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。

ｓ、、ｐｂ、エポキシ系樹脂などを添加側として配合し
たもの）を導電性接着剤、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。もちろんしゆう接するコミ　　　　ｌ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。

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、Ｓｉｎ、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■の使用雰囲気温度は、−１０”Ｃ〜＋６
０℃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、モータのブラシ・コミュテータ間、小型モータ
同様しゅう動接点構造を持つスライドスイッチ、コネク
ターなどの電気的接続構造の電気接点寿命の短縮を防止
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構造
の電気接点の接点近傍の雰囲気がイソプロピルベンジル
アルコールの雰囲気となるよう構成したものである。

作用 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言回　　　　
１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、 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１０μｇ程度の不飽和
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、イソプロピルベンジ
ルアルコールを用いると、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・低湿においてもイソプロピルベンジルアルコール
の蒸気圧にみあった雰囲気がケース内にえられることと
、イソプロピルベンジルアルコール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。

また、イソプロピルベンジルアルコールを配する電気接
点は、空気の流通の少ないほぼ密閉に近い構造であるか
、その電気接点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が好結果が得られる。

イソプロピルベンジルアルコールの吸着で、Ａｕ、Ｐｄ
、Ｐｔ、Ａｇ、等及びその合金の触媒作用の強い材料を
用いた例えば、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、イソプロピルベンジルアルコールが、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。本発明において有効な薬品の物質名とその性状を
次に示す。

分子式Ｆ　Ｃ６Ｈ４（ＣＨｚ　Ｃ）Ｈ）（ｉ　Ｃ３Ｈ？
　）分子構造： ＨＩ−ＯＨ 沸騰点：２４６℃（１気圧） 融点　：　２８℃（１気圧） 吸水率二　　０％（４０℃・９０％ＲＨ・１気圧）前述
のイソプロピルベンジルアルコールは、ブラシ、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、しゆ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構造の電気接点へ
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 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はイソプロピルベンジルアルコールを含浸さ
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イソプロ
ピルベンジルアルコールによる蒸気Ｍ囲気になりブラシ
およびコミュテータ・セグメント表面にイソプロピルベ
ンジルアルコールが吸着ス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。

第６図に、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、本発明のイソプロピルベンジルアルコール雰
囲気中でのテスト品の結果を示す。

なお、イソプロピルベンジルアルコールの成分に多少の
不純物があっても、イソプロピルベンジルアルコールは
、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３０ｍｍ
高さ２５ｍｍの大きさで定格出力０．１Ｗ、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をポリフ
ルオロエチレン液で洗浄し脱脂したものに、イソプロピ
ルベンジルアルコールを含浸させたものを設置したもの
ば、イソプロピルベンジルアルコールが徐々に蒸発し著
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
イソプロピルベンジルアルコール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、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イソプロ
ピルベンジルアルコール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’Ｃ１５％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での６０℃、５％ＲＨ雰囲気
言回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）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３００時間テスト後の比較例２の整流波形
を示し、さらに（ｄ）は本発明のイソプロピルベンジル
アルコール雰囲気における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）イソプロピルベンジルアルコールがしゅう動部表面
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。第１表にその結果の一例を示す。

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イ
ソプロピルベンジルアルコールの皮膜で保護され、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・フラッタ
−を低減する。第１表にその結果の一例を示す。

３）イソプロピルベンジルアルコールの潤滑作用により
、例えば動作電圧：１〜３０Ｖ、電流値：１００ｍＡ前
後のマイクロモータをイソプロピルベンジルアルコール
の雰囲気で運転すると、電流値が５〜１０％減少し、省
エネルギー化がはかれる。第１表にその結果の一例を示
す。

４）イソプロピルベンジルアルコールがしゅう動により
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。第１表にその結果の
一例を示す。

５）イソプロピルベンジルアルコールの吸湿性は、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。

前記ｌ）〜５）の結果、電気接点の品質が向上し寿命を
大幅に延ばすことができた。

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. 接点を内臓したケース内にイソプロピルベンジルアルコ
   ールの雰囲気を持たせたことを特徴とする電気接点。