JPS63137995A - 摺動接点用グリス - 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 本発明は摺動接点用グリスに関し、詳しくは、樹脂系絶
縁体に固定接点を取り付けた固定子の摺動面上を可動接
点が摺動してスイッチを開閉する摺動スイッチにおいて
、特に、負荷直切りのために、スイッチ開閉時に数アン
ペアから数十アンペアの電気アークをスイッチ開閉部に
発生する摺動スイッチの接点摺動面に好適に使用するも
のである。

従来の技術 従来、この種の電気接点が樹脂系絶縁体を摺動する摺動
スイッチに用いる摺動接点用グリスとしては、炭化水素
系合成油を基油とし、高級脂肪酸リチウム石鹸を増稠剤
とするグリス又はこれに高級脂肪酸のポリマー、例えば
アクリル系を配合したグリスが最近広く採用されている
とみられる。

しかしながら、該グリスでは数アンペアから数十アンペ
アの負荷を直切りする摺動接点グリスとして繰り返し使
用すると、接点開閉時のアーク熱でグリス基油が気化し
て炭化し、炭化粉となって潤滑性を失い接点を摩耗させ
る。更に、該炭化粉に接点の摺動により発生する接点金
属摩耗粉も混入し、高粘着性のグリスとなって樹脂系絶
縁体の摺動面に粘着し、これらの炭化粉及び接点金属摩
耗粉が導体粉であるため、絶縁体の絶縁劣化を発生させ
るに至る問題があった。

即ち、上記導体粉の摺動面への粘着は、グリスを塗布し
ない銅などの酸化しやすい金属接点と絶縁体の摺動摩耗
では摩耗の新生面はエキソ電子が放出され、金属酸化物
や金属酸化物の摩耗粉末が形成される。しかし、アニオ
ン系の極性基を有する高級脂肪酸系のグリスが塗布しで
あると酸化物摩耗粉末は還元され、導体金属粉として摺
動面に付着する。このために、絶縁体の絶縁劣化が生じ
ることとなる。

上記摺動接点の摩耗が大きく、摩耗粉末と見られる銅粉
末が樹脂絶縁体に密着するに至ると、絶縁体が導体化す
るという不具合が生じる。

発明の目的 本発明は上記した脂肪酸系のグリスを摺動接点用グリス
として用いた場合に生じる問題、即ち、（イ）スイッチ
開閉時のアーク熱によりグリスが炭化し、炭化粉が生成
して、潤滑性が減少すること、および （ロ）摺動面への導電性の接点摩耗粉や炭化粉の付着に
よりトラッキングを生じること を解消し、開閉時にアークを発生する摺動面に塗布する
ことにより耐久性に優れた摺動スイッチを提供出来るよ
うにするものである。

発明の構成 本発明は、従来の炭化水素系基油金属石鹸グリスでは１
９０〜２５０℃の間に基油が気化し、アーク熱が照射さ
れた場合、気化した油が炭化燃焼し、グリスが粘りのな
い固体残査となり潤滑性能が低下することに着目してな
されたもので、この特性を改良するために、従来のグリ
スに引火点２５０℃以上で吸油性の高分子ポリマー及び
又はオリゴマーを配合することにより、アーク熱による
基油の気化炭化が防止せんとするものである。

即ち、本発明は、樹脂系絶縁体および固定接点からなる
固定子の摺動面上を可動接点が摺動し、負荷直切りでス
イッチの開閉を行う摺動スイッチの接点摺動面に塗布す
る潤滑グリスとして、炭化水素系の油を基油とする金属
石鹸グリスに引火点２５０℃以上の不飽和成分を含む活
性の吸油性で、無極性または若干カチオン系のオレフィ
ン系およびイソプレン系のポリマー及び又はオリゴマー
を配合するもので、該ポリマー及び又はオリゴマーの配
合（さよりアーク熱によるグリスの炭化を抑え、耐久性
の向上を図るものである。

さらに、上記吸油性の高分子ポリマー又はオリゴマーを
配合すると、摺動時における油分離が少なくなり、潤滑
効果が低下して耐摩耗性が低下する恐れがあるため、さ
らに、これを補う成分として境界潤滑に有効な効果を持
つ高融点ワックスも配合し、耐アーク性および耐摩耗性
の両方を改良するものである。　即ち、上記金属石鹸グ
リスに上記吸油性ポリマーと共に石油系ワックスまたは
合成ワックスからなる高融点ワックスを配合した摺動接
点用グリスを提供するものである。

本発明は、詳しくは、上記炭化水素系基油金属石鹸グリ
スとしてαオレフィン油を基油としたリチウムステアリ
ン酸石鹸グリスを、吸油性高分子ポリマーとしてはグリ
スの増稠剤として市販されている引火点２５０℃以上の
長い鎖の分岐のある活性オレフィン系のポリマー、具体
的にはエチレン・αオレフィン共重合体又はこれにポリ
イソブチレンの混合体、高融点ワックスとして石油系ワ
ックス又はポリエチレンワックス、フィシャートロブシ
ュワックス等の合成ワックス、具体的には５ＡＳＯＩＪ
ＡＸＳＳＰＲＡＹ４０．５ＰＲＡＹ３０を用い、上記吸
油性ポリマーの配合比は基油の０．５〜３０ｗｔ％とし
て基油に溶解して配合し、かつ、ワックスは吸油性ポリ
マーの１１５〜１倍で基油の０．２５〜３０ｗｔ％で配
合している。

尚、上記ワックスとして、特に、好ましいのは、分子量
１０００〜２０００の低分子量ポリエチレンワックス、
サゾールワックス５ＰＲＡＹ３０のフィシャートロプシ
ュワックスであるが、特に、これらに限定されるもので
はない。

寒巖桝 以下、本発明の実施例を詳述する。

本発明に係わる摺動接点用グリスは第１図に示す如き摺
動スイッチの接点摺動面に好適に塗布されるものである
。即ち、該摺動スイッチは、樹脂系絶縁体ｌに固定接点
２を埋設し、該固定接点２と絶縁体１との間にエアーギ
ャップ３を設けている。該平板固定子上を可動接点４の
接点部４ａが摺動し、固定接点の接点面２ａと接離する
ことによりスイッチを開閉するもので、該スイッチ開閉
時には上記エアーギャップ３による負荷直切りで、数ア
ンペアから数十アンペアの電気アークを発生するもので
ある。

本発明に係わる摺動接点グリス５は上記絶縁体ｌの表面
および固定接点２の表面の接点面２ａに所定の厚みで塗
布するものであり、その組成は下記の如くである。

炭化水素系の油を基油とする金属石鹸グリスに、増粘剤
となる引火点２５０℃以上の不飽和成分を含む活性の吸
油性高分子ポリマーと、高融点ワックスを配合した組成
としたものである。

上記金属石鹸グリスとしてはリチウム石鹸グリスが、活
性の吸油性高分子ポリマー及び又はオリゴマーとしては
市販されている引火点２５０℃以上の長い鎖の分岐のあ
る活性オレフィン系ポリマー、具体的な市販品としては
ポリイソブチレンとエチレン−αオレフィン共重合体が
好適に用いられる。、また、上記高融点ワックスとして
は石油系ワックス又はポリエチレンワックス、フィシャ
−トロプシュワックスなど合成ワックス、具体的１：　
Ｌｉ５ＡＳＯＬＷＡＸ、５ＰＲＹ４０．５ＰＲＹａＯが
好適ニ用イられる。

上記各成分は、グリス基油１００重量部に対して活性の
吸油性高分子ポリマーの配合比を０．５〜３重量部とし
、かつ、高融点ワックスの配合比を吸油性高分子ポリマ
ーの１／２〜８倍で、基油の０．２５〜９重量部とし、
特に、この種のワックスはアーク熱により炭化しやすい
ため、基油の９ｗｔ％に限定される。

本発明の実施例１として、基油となる炭化水素系基油と
してαオレフィン油を７５重量部、該基油の増稠剤とな
る金属石鹸としてステアリン酸リチウム石鹸を２５重量
部、引火点２５０℃以上の活性の吸油性高分子ポリマー
及び又はオリづマーとして若干不飽和結合を含むオレフ
ィン系オリゴマーを１０重量部、高融点ワックスとして
ポリエチレンワックスを５．０重量部配合したものを設
けた。上記オレフィン系ポリマーはエチレン−αオレフ
ィン共重合体とポリイソブチレンの混合体または結合体
であり、具体的な市販品としてはオレフィン系コポリマ
ー油添加剤例えばオルフユース商品名又は及びαオレフ
ィンオリゴマー油添加剤ルーカントＨＣ（商標名）を用
いている。

また、実施例２として、高分子ポリマー及び又はオリゴ
マーの配合量を１５重量部に変えたグリスを、さらに、
基油と増稠剤からなる金属石鹸グリスに高分子オリゴマ
ーのみを加えてワックスを配合しない実施例３．４のグ
リスを設けた。

これら本発明の実施例１．２．３．４の性状は次頁の表
−１に示す通りである。

また、表−１に示すように、本発明の実施例１．２．３
．４と比較するために、下記の１〜４の比較例を設けた
。

（以下余白） 比較例１は上記実施例１〜４と同成分、同量の基油と石
鹸に対してポリマーを配合せずにワックス１．０重量部
を配合したグリス、比較例２は上記基油と石鹸のみでポ
リマーおよびワックスを共に配合しないグリス、比較例
３はポリマーとして本実施例と相違するアクリル系ポリ
マーを用いたグリス、比較例４は基油および金属石鹸と
して本実施例と相違するフッ素化ポリエーテルおよびフ
ッ素樹脂微粉末を使用したグリスである。

上記した本発明に係わるグリスの性能を評価するため、
下記の実験をおこなった。

（実験例） 第１図に示す摺動スイッチに類似した第２図および第３
図に示す実験用の摺動スイッチを作成した。第２図に示
す固定子ＩＯは樹脂絶縁体１１の中心に固定接点１２お
よび９０度間隔をあけて固定接点１３を埋設し、可動接
点１４の摺動部に当たる固定接点１３の両側部にエアー
ギャップ１５を設けている。該固定子１０は第３図に示
すように、回転モータ１６の回転軸１７に固定する一方
、基台１８に固定した一対の可動接点１４．１９を固定
子ＩＯ上方に配置し、可動接点１９の接点面１９ａを固
定子ｌＯの中央の固定接点１２に常時接触させると共に
、可動接点１４の接点部１４ａを上記固定接点１３と接
離させ、よって、スイッチを開閉するようにしている。

上記摺動スイッチにおいて、摺動接点グリスの性能を評
価するため、前記本発明の実施例１〜４および比較例１
〜４のグリスをそれぞれ固定子１０の樹脂絶縁体１１の
表面、固定接点１２．１３の表面に１０ｍｇ／＋、＋’
の厚みで塗布した。尚、樹脂絶縁体１１にはミネラル入
りナイロン６６を、接点１２．１３．１４．１９には銅
接点を用いている。

試験条件は、スイッチ開閉時に十分な電気アークを発生
させるため、２４　Ｖ、　１２０ｗａｔｔ、開閉速度１
　ｃｍ／ｓｅｃとし、該条件で５万回転以上の耐久試験
を行い、耐久性能を評価した。

上記耐久試験では、スイッチ開閉時に発生ずるアーク熱
により塗布したグリスが気化し、炭化燃焼して消失又は
変質し、潤滑性能を失って摩耗が増加し、また、グリス
の組成に関係する特性であるが炭化したグリス粉や接点
摩耗粉が絶縁体に付着して絶縁体を導電体化することと
なる。さらに、樹脂絶縁体に付着しているグリスの炭化
燃焼がひどいと、その熱で樹脂絶縁体の炭化も生じるこ
ととなる。

このような劣化が上記耐久試験により生じたサンプルの
状況を第４図および第５図に示す。

上記比較例１〜４では、図示の絶縁体の炭化ａ。

接点摩耗粉付着ｂ、グリス炭化粉付着Ｃ１摺動摩耗幅ｄ
が大きく、グリスはアーク熱により蒸発炭化して摩耗が
著しく、摩耗粉がグリスを塗布した絶縁体に何着し絶縁
体の絶縁劣化が著しいと共に可動接点側のグリス炭化粉
付着および摺動摩耗も著しかった。

これに対して、本発明のポリマー及び又はオリゴマーお
よびワックスを共に配合する実施例１１２では、アーク
による炭化、これに伴っておこる摩耗が比較例１〜４に
比べて全く少ない。また、ワックスを配合していない実
施例３．４より若干耐摩耗性に優れていることが判明し
た。

次頁の表−２に示すように、本実施例が比較例より繰り
返し耐久性に優れている理由は、従来の炭化水素油金属
石鹸グリスでは、グリスの蒸発炭化が２００〜２５０℃
程度で起こり、気化した油が炭化するが、本発明のグリ
スでは２５０℃以上でないと蒸発熱分解しない吸油性の
高分子ポリマー及び又はオリゴマーを配合しているため
、２５０℃以下の油の蒸発が押さえられ、炭化が少なく
なるからと考えられる。一方、上記ポリマーを配合する
と、油を吸収してゲル化し、流出する油による潤滑性が
少なくなるからである。このポリマーだけを配合してワ
ックスを配合していないと、実施例３．４に見られるよ
うに耐摩耗性が実施例１．２に比較して若干劣ることに
なるが、実施例１．２ではポリマーと共にワックスも配
合しているため、流出する油による潤滑に変わってワッ
クスの融解による潤滑の効果が加わるためと見られる。

（以下余白） 発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる摺動接
点用グリスによれば、炭化水素系の油を基油とする金属
石鹸グリスに、アーク熱による気化および炭化を押さえ
る吸油性のポリマー及び又はオリゴマーを配合している
ため、耐アーク性に優れ、アーク熱によるグリスの摩耗
、炭化したグリス摩耗粉や接点摩耗粉が絶縁体に付着す
ることが防止できるため、絶縁体の導電体化を防止でき
る。よって、スイッチ開閉時に負荷の直切を行い数アン
ペアから数十アンペアのアーク熱が発生する型式の摺動
スイッチに好適に用いることが出来る。

また、上記吸油性のポリマー及び又はオリゴマーと共に
更に境界潤滑に有効な効果を持つ高融点ワックスを配合
すると潤滑性も向上し、より耐久性が向上する利点を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す摺動スイッチの縦断面図
、第２図は本発明の実施例と比較例の性能評価試験用に
設けた摺動スイッチの固定子の平面図、第３図は上記試
験装置の断面図、第４図は試験結果を示す固定子の平面
図、第５図は可動接点面の平面図である。 ｌ・・樹脂絶縁体　　　　２・・固定接点３・・エアー
ギャップ　　４・・可動接点５・・摺動接点用グリス １０・・固定子　　　　　１１・・樹脂絶縁体＋　２．
１３・・固定接点 ・　　１４．１９・・可動接点 １５・・エアーギャップ　１６・・モータ特許出願人株
式会社東海理化電機製作所代理人弁理士　青　山　　葆
　ほか２名第１図 第２図 四−与４ 特開日ＨＧ３−１３７９９５（６） 第３図 第４図 ｄ　　　　ａ　　　ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂系絶縁体および固定接点からなる固定子の摺
   動面上を可動接点が摺動し、負荷直切りでスイッチの開
   閉を行う摺動スイッチの接点摺動面に塗布する潤滑グリ
   スであって、 炭化水素系の油を基油とする金属石鹸グリスに、引火点
   ２５０℃以上の不飽和成分を含む活性の吸油性ポリマー
   及び又はオリゴマーを、又は該吸油性ポリマー及び又は
   オリゴマーと共に高融点ワックスを配合したことを特徴
   とした摺動接点用グリス。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の上記吸油性ポリマー
   及び又はオリゴマーとして、エチレン・αオレフィン共
   重合体とポリイソブチレンの混合体又は結合体からなる
   活性の吸油系オレフィンポリマー及び又はオリゴマーを
   用い、この配合比が基油１００重量部に対して、０．５
   〜３０重量部であることを特徴とする摺動接点用グリス
   。
3. （３）特許請求の範囲（１）記載の高融点ワックスとし
   て石油油ワックス又は、ポリエチレンワックス、フィシ
   ャートロプシュワックスからなる合成ワックスを用い、
   該ワックスの配合比が活性オレフィン系ポリマーの１／
   ５〜１倍であることを特徴とする摺動接点用グリス。
4. （４）特許請求の範囲（１）記載の金属石鹸グリスがリ
   チウム石鹸グリスであることを特徴とする摺動接点用グ
   リス。