JPH01152197A - 摺動スイッチ用導電性グリース - 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、摺動しながら通電がおこなわれる常閉摺動ス
イッチおよび開閉時に電気アークを発生する切替摺動ス
イッチの信頼性と耐久性を著しく向上させる摺動スイッ
チ用導電性グリースに関する。

従来の技術 従来からこの種の摺動スイッチにおいては、摺動接点用
導電性グリースの経時的劣化等に起因して次の様な問題
がある。即ち、（ｉ）接点面においてグリースが消失し
て酸化膜が形成されたり、異物が形成されて電圧降下が
増大したり、（ｉｉ）アークによる接点金属の蒸発粉末
およびグリースの炭化粉末が絶縁体に付着して絶縁劣化
をもたらし、（ｉｉｉ）接点のチャックリングによって
誘起電圧が発生し、（ｉｖ）低温において高粘度のグリ
ースが接点面に付着して接触面が絶縁性になったり、ま
た、（ｖ）基油の種類（エステルや芳香族系の基油等）
によってはプラスチック絶縁体がおかされることがある
。

このため当該分野においては次の（ａ）〜（ｅ）の特性
を有するグリースの開発が要請されている＝（ａ）電気
アークの発生点の接点面に高い電圧降下をもたらす異物
を生成しない、 （ｂ）電気アーク等の高温下においても接点消耗や接点
摩耗が少ない、 （Ｃ）電気アーク等の高温で加熱されても炭化物残渣が
少い。

（ｄ）高温で低抵抗値を示す負特性を示す抵抗体であり
接点のチャックリングによっても誘起電圧を発生させな
い、 （ｅ）低温から高温までの広範囲の温度、例えば−３０
℃〜１５０℃において使用可能である、（ｆ）ＰＣ：５
ＡＢＳ、ＰＭＭＡ等のプラスチックをおこさない。

（ｇ）離油度が小さくグリースの経時変化が少ない。

しかしながら、このような特性を兼有する摺動スイッチ
用導電性グリースは提供されていない。

例えば、従来の比較的良好な導電性グリースとしては、
シリコン系基油、炭化水素系基油またはポリグリコール
系基油に有機物親和性の第４級アンモニウム塩含有粘度
鉱物を配合したグリースが知られているが、シリコン系
のグリースは（ａ）の条件を満足させず、炭化水素系の
グリースは特に（Ｃ）の特性が劣り、条虫の炭化物残渣
を生成させ、また高温で炭化物を生成しないと言われて
いるポリグリコール系のグリースの場合でさえ比較的多
くの炭化物が生成するだけでなく、（ｂ）の条件を満足
させない又（ｇ）の離油度も５％前後と比較的太き・い
という問題が我々の評価ではみられた。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑み、上記の（ａ）〜（ｆ）
の特性を兼有する摺動スイッチ用導電性グリースを提供
するためになされたものである。

問題点を解決するための手段 即ち本発明は、アルキレンオキサイド−多価アルコール
付加重合オリゴマーおよび鎖状炭化水素オリゴマーをモ
ル比１：Ｏ，，５〜１．５の割合で含む基油１００重量
部、有機物親和性の第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物
ｌＯ〜４０重量部および高級脂肪酸のリチウム塩５〜２
０重量部含有する摺動スイッチ用導電性グリースに関す
る。

本発明に使用するアルキレンオキサイド−多価アルコー
ル付加重合オリゴマーは、アルキレンオキサイド、例え
ばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレ
ンオキサイド、等から選択される１種もしくはそれ以上
の化合物を多価アルコール、例えばエチレングリコール
、プロピレングリコール等から選択される多価アルコー
ルを常法によって付加重合させることによって得られる
親和性オリゴマーであって、分子量は通常３００〜４０
００、好ましくは１０００〜２０００である。

特に（５）の要求から好適なこの種の付加重合オリゴマ
ーとしては次式： ％式％） （式中、Ｒは炭素原子数１−１８のアルキル残基を示し
、ｎｌ！１〜４０の数を示す）で表わされるポリオキシ
プロピレングリコールモノアルキルエーテルが例示され
る。

本発明に使用する鎖状炭化水素オリゴマーとしではパラ
フィン系精製鉱油、α−オレフィン重合油、エチレン・
α−オレフィン重合油、等が挙げられるが、これらのオ
リゴマーの分子量は通常４００〜３０００、好ましくは
５００〜１５００である。

特に好適なこの種のオリゴマーとしては炭素原子数６〜
１２の水素化されたα−オレフィンオリゴマーまたはエ
チレン含有量が３０〜７０重量％のエチレン・α−オレ
フィンコオリゴマーが例示される。

本発明によるグリースの基油は上記のアルキレンオキサ
イド−多価アルコール付加重合オリゴマーと分子量が前
記オリゴマーの分子量の１／２〜１／３の鎖状炭化水素
オリゴマーをモル比１：０゜２〜１．５の割合で含むも
ので、該付加重合オリゴマーの配合量がこの範囲よりも
多過ぎると実験例では接点の摩耗量が増し又絶縁体への
摩耗粉の粘着がみられる。逆に少な過ぎると開閉電力が
大きく開閉時アークを発生する場合はアーク熱による基
油の炭化物残渣が増し、絶縁体に付着し、絶縁劣化をお
こす。混合する二種の基油のこの分子量のちがいはこの
配合が（ｅ）の低温特性と（ｇ）の離油度の特性に好適
であるためである。

本発明によるグリースは上記の基油１００重量部あたり
有機物親和性の第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物ＩＯ
〜２０重量部および高級脂肪酸のリチウム塩５〜２０重
最部配合することによって調製される。

、第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物はグリースに導電
性を付与する添加剤であって、特に好適なものとしては
ジメチルジオクタデシルアンモニウムモンモリロナイト
およびジメチルペンチルオクタデシルアンモニウムヘク
トライト（例えばクニミネ工業社のこの種の市販品）等
が挙げられるが、これらは所望により２種以上併用して
もよい。

該第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物の配合量が１０重
量部以下の場合にはグリースに十分な導電性を付与する
ことができず、２０重量部以上になるとグリースの稠度
が増しグリースの塗布性が悪くなると共にこの成分はア
ーク熱の高温にさらされた場合天分として残り電気接点
間に残ることもあるので好ましくない。

高級脂肪酸のリチウム塩は増稠剤としての効果のほかに
、境界潤滑性を高めるために配合するが、これは絶縁体
用樹脂としてミネラルやガラス繊維等の無機質添加剤を
配合した樹脂を使用する場合があるからである。

このようなリチウム塩としてはステアリン酸リチウム、
１２ヒドロオキシステアリン酸リチウム及びステアリン
酸リチウムと１２ヒドロオキシステアリン酸リチウムの
混合石けんが特に好適用あり、その配合量は上記の基油
１００重量部に対して５〜３０重量部であって５重量以
下では接点及び絶縁体の摩耗が劣り、３０重量部以上で
はグリースの塗布性が悪くなる。

さらに本発明による摺動スイッチ用導電性グリースには
所望により、潤滑性をさらに向上させるために有機モリ
ブデン化合物、例えばモリブデンジチオカーバネートを
０．１〜５重量部配合してもよい。

本発明によるグリースには所望によりさらに常套の各種
の添加剤、ポリマー増貼剤等を適宜配合してグリースの
粘度指数や離油度等を調整してもよい。

本発明によるグリースは例えば第１図に示すような摺動
スイッチの接点摺動面に塗布するのに好適なグリースで
ある。即ち、該摺動スイッチは、樹脂系絶縁体（１）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、該平板固定
子上を可動接点（４）の接点部（４ａ）が摺動し、固定
接点面（２ａ）と接離することによりスイッチか開閉し
、このスイッチの開閉時に該エアーギャップ部による負
荷直切りで数アンペア−数十アンペアの電流が開閉され
て電気アークが発生するような構造を有するスイッチで
あって、本発明によるグリース（５）は該絶縁体（１）
の表面および固定接点（２）の表面（２ａ）に所定の厚
みで塗布される。

以下、本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例１〜３ 表−１功配合処方によって調製した本発明にょる摺動ス
イッチ用導電性グリースＩ（実施例り、２（実施例２）
および３（実施例３）の性状を表−１に示す。

比較例１〜３ 表−１の配合処方によって調製した摺動スイッチ用導電
性グリース１°（比較例１）、２°（比較例２）および
３゛（比較例３）の性状を表−Ｉに示す。

グリースの性能試験 上記のようにして調製したグリース１〜３および１゛〜
３°の性能を評価するために以下の試験をおこなった。

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（１０）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（Ｉ７）に固定する一方、基台（１
８）に固定した一対の可動接点（１４）、（！９）を固
定子（ｌＯ）上方に配置し、可動接点（１９）の接点面
（１９ａ）を固定子（１０）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。

樹脂絶縁体（Ｉりとしてはミネラル配合ナイロン６６樹
脂成形体またはガラス繊維配合ポリエステル樹脂成形体
を使用し、接点（１２）〜（１４）および（１９）には
銅接点を使用した。

上記のようにして調製した各々のグリースを固定子（１
０）の樹脂絶縁体（１１）の表面並びに固定接点（１２
）および（１３）の表面に塗布した（塗布１４　：　１
０　ｍｇ／　ｃｍつ。

試験条件は、スイッチ開閉時に十分な電気アークを発生
させるためにＤＣ２４，５Ｖ、１２０Ｗ。

開閉速度１　ｃｍ／　ｓｅｃとし、該条件下で５万回転
以上の耐久試験をおこなってスイッチの耐久性能等（ａ
ｏ）〜（ｆｏ）を評価し、結果を表−■こ示す。

この場合、耐久性能等（ａｏ）〜（ｒｏ）および（ｇｏ
）は前記のグリスの望ましい特性（ａ）〜（ｆ）および
（ｇ）に対応するもので、試験Ｉおよび■は絶縁体とし
てそれぞれミネラル配合ナイロン６６樹脂（カオリン／
タルクＸ２０／２０％）配合ナイロン６６）およびガラ
ス繊維２０％配合不飽和ポリエステル樹脂を使用したと
きの評価である耐久性能（ａ′）〜（ｆｏ）および（ｇ
ｏ）の評価基準は次の通りである。

（ａ’）；電圧降下が５０ｍＶ以下の場合をＡ１それ以
上の場合をＢとする。

（ｂ’）；　　１５ｍｇの可動接点を５万回摺動させた
ときの接点摩耗量が２　、５　ｍｇ以下の場合をＡ１そ
れ以上の場合をＢとする。

（Ｃ”）　；エアーギャップから３ｍｍ点の絶縁抵抗が
１０ＭΩ以上の場合をＡとし、それ以下の場合をＢとす
る。

（ｄ’　）　；接点の数μのチャツタリングによって誘
起電圧が発生しない場合をＡ、該誘起電圧が発生する場
合をＢとする。

（ｅ’）；　−３０℃における始動トルクおよび回転ト
ルクがそれぞれ２０００ｇｃｍ以下および１０００ｇｃ
ｍ以下の場合をＡとし、これら以上の場合をＢとする。

（ｆ’）；８０℃においてＰＣ，ＰＭＭＡおよびＡＢＳ
をおかさない場合（限界応力の低下がない場合）をＡと
し、これらをおかす場合をＢとする。

（ｇ’）、１００℃、２４Ｈでの値（％）さらに、一部
の試料に関しては、上記の耐久試験における耐久回数と
電圧降下もしくはエアーギャップから３ｎ＋＋＋＋離れ
た点における絶縁抵抗との関係を第４図〜第１１図に示
す、これらの最大値及び最少値は第２図に示すテストサ
ンプルの４ケ所で測定したものの値である。（いずれの
場合も樹脂絶縁体として（カオリン／タルク）（２０／
２０％）配合ナイロン６６を使用した。即ち、第４図と
第５図はグリスｌに関し、第６図と第７図はグリースｌ
。

に関し、第８図と第９図はグリース２゛に関し、第１０
図と第１１図はグリース３′に関する。

発明の効果 基油として鎖状炭化水素オリゴマーまたはアルキレンオ
キサイド−多価アルコール付加重合オリゴマーを単独で
使用した場合または両者を所定の割合で併用した場合に
は比較例１〜３の結果が示すように、前記の望ましい特
性（ａ）〜（ｇ）を兼有する摺動スイッチ用導電性グリ
ースは得られないが、両者を所定の割合で併用した基油
に第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物および高級脂肪酸
のリチウム塩を所定量配合した場合には実施例１〜３の
結果が示すように、該特性（ａ）〜Ｃｏおよび（ｇ）を
兼有する摺動スイッチ用導電性グリースが得られる。

例えば、α−オレフィン重合油を基油とするグリースｌ
°の場合には摩耗が増加し、摩耗粉が絶縁体に付着して
絶縁劣化がもたらされ（第６図および第７図参照）、ポ
リオキシプロピレングリコールモノエーテルを基油とす
るグリース２°の場合には炭化物残渣が生じて絶縁劣化
がもたらされ（第８図および第９図参照）、またはα−
オレフィン重合油にステアリン酸リチウムと潤滑性を向
上させる有機モリブデン化合物を配合した非導電性グリ
ース３゛の場合には著しいグリースの炭化と接点の摩耗
が発生するが（第１０図および第１１図参照）、ポリオ
キシプロピレングリコールモノエーテルとα−オレフィ
ン重合油を所定の割合で混合した基油に所定量のステア
リン酸リチウム、第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物お
よび有機モリブデン化合物を配合したグリースｌの場合
にはグリースの炭化や接点の消耗は極めて少なく、電圧
降下の増大や絶縁体の絶縁劣化もみられない（第４図お
よび第５図参照）。

従って、本発明によるグリースを使用することによって
摺動スイッチの信頼性と耐久性は大幅に改良される。

本発明によるグリースは小電流から大電流用の通電およ
び切替スイッチの接点および絶縁体の摺動面の潤滑グリ
ースとして好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による摺動接点用グリースを好適に使用
し得る接点摺動面を有す゛る摺動スイッチの−態様を示
す模式的断面図である。 第２図はグリースの耐久性能試験に使用した摺動スイッ
チ固定子の平面図である。 第３図は第２図の要部を通る模式的断面図である。 第４図および第５図はグリースｌを用いた耐久試験にお
ける耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数と絶縁
抵抗との関係をそれぞれ示す。 第６図および第７図はグリース１゛を用いた耐久試験に
おける耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数と絶
縁抵抗との関係をそれぞれ示す。 第８図および第９図はグリース２°を用いた耐久試験に
おける耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数と絶
縁抵抗との関係をそれぞれ示す。 第１Ｏ図および第１１図はグリース３°を用いた耐久試
験における耐久回数と電圧降下との関係および耐久回数
と絶縁抵抗との関係をそれぞれ示す。 （１）および（１１）は樹脂絶縁体、（２）、（１２）
および（１３）は固定接点を示し、（３）および（１５
）はエアーギャップ、（４）、（１４）および（１９）
は可動接点、（５）は摺動接点用グリース、（１０）は
固定子、（１６）はモータを示す。 特許出願人　株式会社東海理化電機製作所ほか１名 代　理　人　弁理士　青　山　葆　ほか２名ｆｒＭ 第２図 第３図 細縁虱坑（Ｍｉ”ｉ） 絶縁抵抗（ＭＡ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．アルキレンオキサイド−多価アルコール付加重合オ
   リゴマーおよび鎖状炭化水素オリゴマーをモル比１：０
   ．５〜１．５の割合で含む基油１００重量部、有機物親
   和性の第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物１０〜２０重
   量部および高級脂肪酸のリチウム塩５〜２０重量部含有
   する摺動スイッチ用導電性グリース。
2. ２．アルキレンオキサイド−多価アルコール付加重合オ
   リゴマーが次式： ＣＨ＿３ ＲＯ（ＣＨ＿２ＣＨＯ）＿ｎＨ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１８のアルキル残基を示し
   、ｎは１〜４０の数を示す） で表わされるポリオキシプロピレングリコールモノアル
   キルエーテルである第１項記載のグリース。
3. ３．鎖状炭化水素オリゴマーが炭素原子数６〜１２の水
   素化されたα−オレフィンオリゴマーまたはエチレン含
   有量が３０〜７０重量％のエチレン−α−オレフィンコ
   オリゴマーで、その分子量が前記２項に示したポリオキ
   シプロピレングリコールモノエーテルの分子量の１／２
   〜１／３である第１項記載のグリース。
4. ４．第４級アンモニウム塩含有粘土鉱物がジメチルジオ
   クタデシルアンモニウムモンモリロナイトおよび／また
   はジメチルペンチルオクタデシルアンモニウムヘクトラ
   イトである第１項記載のグリース。
5. ５．高級脂肪酸のリチウム塩がステアリン酸リチウム石
   けんである第１項記載のグリース。