JPS6380739A

JPS6380739A - 小型モ−タ

Info

Publication number: JPS6380739A
Application number: JP22524386A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Uda; 宇田　成徳; Jun Funami; 舟見　準; Shigeru Kondo; 滋近藤; Takakatsu Morimoto; 森本　孝克
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-04-11

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剤として配合し
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
。また例えば、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。

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、ＳｉＯ２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、ま
た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、抑制する機械約手段を有
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、火花の発生を抑
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、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。

上記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ろ動部とコミュ
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、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。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、モー
タのブラシとコミュテータのしゆ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を図るものである。

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、薄板状あるいは
線状金属弾性体からなるブラシ基部および、このブラシ
基部から延設され、あるいはこのブラシ基部の一部に固
設されたブラシしゆう動部を有するブラシを備えた小型
モータにおいて、モータケース内の一部、例えばブラケ
ット上のブラシしゅう動部の近傍に、前記エーテルアル
コール類を装備しモータケース内をエーテルアルコール
類の雰囲気としたものである。

作用上述の如くモータケース内をエーテルアルコール類（以
下本発明の薬品と称す）の雰囲気とすると、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（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こ
とが出来る。

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適当な雰囲気がモ
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
か、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。

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、Ｃｕ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、トルエン等ノファンデ
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
合を作り強力に吸着するためである実施例第１図、第２図および第３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１３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２゜
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
ブランしゅう動部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、第１図、第２図の実施例では、いずれ
もブラシ基部２の先端部にカーボンブラシより成るブラ
シしゆう動部３を固着した構成になっているが、ブラシ
基部２から曲げ延設されたブラシしゅう動部を設け、そ
の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
発明の薬品の蒸気雰囲気になり、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。

上記構成において、フェルト１６に浸漬させる本発明の
薬品としては下記のものを用いる。

本発明の薬品１ヘキサメチレングリコール・２−シクロヘキシル−シク
ロヘキサノールエーテル分子式：　Ｃ＋　ｚｌｈａｏ（ＯＨ）　ｚ分子０“　　
　　　　　　　　　（°゛・ＩＯ−（ＣＨｚ）　６−Ｏ
−ＣＩｌ−ＣＩｌ□−〇−０１１のちのである。

本発明の薬品２ジヘキサメチレングリコール分子式：　Ｃ＋Ｊｔａ（Ｏｌｌ）ｚ分子構造：　　８Ｏ−（ＣＨｚ）ａ−０−（ＣＨｚ）ｓ
−ＯＨ吸水率二６％（４０℃・９０％ＲＨ・１気圧）の
ものである。

本発明の薬品３３−（２−エチルヘキシルオキシ）−２−ヒドロキシプ
ロピル−２−メチル−２，４−ペンタンジオールエーテ
ル分子式：　Ｃ＋Ｊ３４０（ＯＨ）ｚ分子構造＝１０Ｈ。

吸水率＝１％以下（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、潤滑性も
極めて向上し、接触部分の摩耗も著しく減少する。

次に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１雰囲気中でのテスト品実施例２）本発明
の薬品２雰囲気中でのテスト品実施例３）本発明の薬品
３雰囲気中でのテスト品実施例４）本発明の混合薬品雰
囲気中で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．
２　ＶＤＣ，２５ｍＡ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．
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、プラスチック製のブラケット１４にブ
レンドしたもの、プラスチック製の整流子基台５にブレ
ンドしたもの、マグネットワイヤー１７に含浸させたも
の、軸受メタル７のメタルの油にブレンドしたもの、マ
グネット１９とモータケース２０のすき間に含浸させた
もの、防振ゴム９にブレンドしたもの、第５図に示す防
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。

第６図に本発明の小型モータの整流波形を示す（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１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の整流波形を示す。

（ｅ）は本発明の薬品２雰囲気における６０’Ｃ１５％
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の整流波形を示す。

（ｆ）は本発明の薬品３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の整流波形を示す。

（ｇ）は本発明の薬品１：本発明の薬品２：本発明の薬
品３＝１　：　１　：　１の混合薬品の雰囲気における
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１の整流波形を示す。

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ブラシ、コミュテータ・セグメ
ント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、ブラシ、コミュテータ・セグ
メント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、小型モ
ータの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。

３）本発明の薬品の潤滑作用により一般によく用いられ
る動作電圧＝１〜３０Ｖ、電流値：１００ｍＡ前後のマ
イクロモータを本発明の薬品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。

４）本発明の薬品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。

５）本発明の薬品の吸湿性は、親水性を有する一ＯＨ基
と疎水性を有する一〇−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。

【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、１４・・・・・・ブラケ
ット、１６・・・・・・フェルト、２０・・・・・・モ
ータケース。 ””’　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３−
−−−７ラン（ゆり＠言Ｐ第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ブラシ機構部とコミュテータを有し、ブラシとコ
ミュテータがしゅう動する構造の小型モータにおいて、
モータケース内を、エーテルアルコール類の雰囲気とし
たことを特徴とする小型モータ。
（２）エーテルアルコール類として、ヘキサメチレング
リコール・２−シクロヘキシル＝シクロヘキサノールエ
ーテルを用いた特許請求の範囲第１項記載の小型モータ
。
（３）エーテルアルコール類として、ジヘキサメチレン
グリコールを用いた特許請求の範囲第１項記載の小型モ
ータ。
（４）エーテルアルコール類として、３−（２−エチル
ヘキシルオキシ）−２−ヒドロキシプロピル＝２−メチ
ル−２，４−ペンタンジオールエーテルを用いた特許請
求の範囲第１項記載の小型モータ。
（５）エーテルアルコール類として、ヘキサメチレング
リコール・２−シクロヘキシル＝シクロヘキサノールエ
ーテル、ジヘキサメチレングリコール、３−（２−エチ
ルヘキシルオキシ）−２−ヒドロキシプロピル＝２−メ
チル−２，４−ペンタンジオールエーテルを用いた特許
請求の範囲第１項記載の小型モータ。