JPS6155813A

JPS6155813A - 電気接点

Info

Publication number: JPS6155813A
Application number: JP59177739A
Authority: JP
Inventors: 宇田　成徳; 舟見　準; 恵理子神谷; 滋近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-08-27
Filing date: 1984-08-27
Publication date: 1986-03-20

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。

従来例の構成とその問題点接点開閉回数の最も多い小型上−夕の例で説明すると、
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１例えば銅・ぺ
ＩＪ　ＩＪウム銅・銅チタン合金・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、前記に述べた薄板
材あるい￥ｉ線材の一部に焼結カーボンブラシ（例えば
、Ｃカーボン、人ｇカーボン、Ｃｕカーボン、　ＡｇＣ
ｕカーボン、及びそれらの材料にＳｉＣ、ＭＯ８２、Ｐ
ｂ　、エボキン系樹脂などを添加剤として配合し友カー
ボンブラシ）を導電性接着剤、スポット溶接、ちるいは
圧着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、コミュテータしゅう動部が不必要に振動し、
これによってコミュテータしゆ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ゆ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
ブラシでは、コミュテータ・セグメントにしゅう接する
コミュテータしゅう動部が例えば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、プラン支持手段１に支持されたブラシ
基部２から、折り曲げられたコミュテータしゅう動部３
が伸びている。このコミュテータしゅう動部３は、ブラ
シ基部２がら折り曲げられていることによって弾性を有
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とコミュテータし
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、絶縁筒６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。

このように１回転するコミュテータ・セグメント４とコ
ミュテータレゆう動部３が、しゅう接しでいることから
、両者の間で電気火花が発生し易く、この電気火花の発
生に伴って電気ノイズや。

コミュテータしゆう動部３上に溶着が発生するなど、不
都合な状態が生じることになる。そして、この溶着の発
生はブラシの寿命を短くするのみでなく、各コミュテー
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、この溶着によってコ
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削屑が、互いに隣合
うコミュテータ・セグメント４の間のギャップ部に溜ま
り、そのためにコミュテータ・セグメント相互間が導通
されるという不都合が発生し、モータの性能そのものま
で低下してしまうという欠点があった。なお、前期コミ
ュテータしゅう動部のａ部において電気火花がよく発生
する。

この最大の原因はブラシのしゅう動である。即ち、ブラ
シの振動で電気火花が頻繁に起とシ、これによって溶着
の発生が促進され、しゆう動面の荒れを招く。荒れが大
きくなるに従って更に電気火花の発生が増加し、ついに
はモータの要求特性を得ることが不可能となシ、起動停
止に至るものがある。

一般に、コミュテータしゅう動部３の材質は前記のごと
く貴金属合金ブラシあるいは焼結カーボンブラシであシ
、コミュテータ・セグメント４の材質は、人ｇＣｕｒλ
ｇｃｄ、ムｇｃｕｃｄ　、　Ｃｕ　、　Ａｕ合金。

ＡｇＰｄ合金、　ＡｇＣｕＴｉ合金などであシ、貴金属
ブラシを使用した場合、これらは、両者がほぼ同様の材
質であることからしゅう動抵抗が１．０ともなり、しゆ
う動界面で擦過傷が発生し易い不利な組合わせである。

また、焼結カーボンブラシを使用した場合は、貴金属合
金プランを使用した時と較べてしゆう動抵抗は小さくな
るといえども、擦過傷の危険性はあり、またカーボン・
ブラシを構成する配合材料中には、５ｉ０２などの不純
物が混入されておシ、貴金属合金ブラシと同様に、しゅ
う動界面で擦過傷が発生し易い不利な組合わせになって
いる。

これらの欠点の原因となっている電気火花を抑制する手
段を有していない第５図（８Ｌ）に示した構造のもの、
即ちコミュテータしゅう動部３に振動減衰対策を何等講
じていないものは、コミュテータしゆう動部の振動が大
きく、従って常温の使用でも溶着が容易に発生し、寿命
の長い、品質のすぐれたものは得がたい。また第５図（
ｂ）に示したような、コミュテータしゆう動部３に振動
防止用ゴム９を粘着剤８で貼り付けたものは、常温での
振動吸収がよく、火花の発生をおさえることができるが
使用上限温度の６ｏ°Ｃ近くになると粘着剤の粘性が著
しく低下し、振動防止用ゴム９のしゆう動部への接着力
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、寿命の短い、品質の不安定なものとなってしまう。

さらに第５図（Ｃ）に示したような、コミュテータしゆ
う動部３に振動防止用シート１２を基材１０の両面に粘
着剤８を塗布した構成の接着剤１１で貼り付けたものは
、上記第５図中）の例と比較すると、高温での粘着剤の
粘性の低下が、ある程度率さいものの充分とは言えず、
高温での長寿命、高品質を得ることは出来ない。この種
の問題は、前期小型モータの例と同様に貴金属合金（例
えば、人ｕ　、　Ｐｄ　、　Ｐｔ　、　Ａｇ　、　Ｇｕ
等及びそれらの合金）をクラツド化、又は薄板材を用い
て構成される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でも黒化物発生
による接触不良、電気火花の発生による接点の転移、溶
着等に関する不都合が発生する。なお、この機器の使用
雰囲気温度は、−１０°Ｃ〜＋６０　′Ｑで使用するも
のが多い。

発明の目的本発明は、小型モータのコミュテータ及び開閉接点構造
の上下動スイッチ、リレー、あるいは、小型モータ同様
しゆ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
電気接点を提供するものである。

発明の構成前記目的を達成するために、本発明は接点の近傍に、３メチルΦ２オキサゾリジノン・・・・・・以下（本発
明の薬品）と略す。

全含浸させた部材、例えばフェルトを接着剤で固着ある
いは圧着方式などの手段で着設する。この゛　（本発明
の薬品）は、ペンゼ／環を有しないリニアーな炭素結合
を有するか、側鎖を有するものである。この、（本発明
の薬品）が雰囲気温度によシ蒸気となり接点が内蔵され
たケース内は（本発明の薬品）の雰囲気となるように構
成する。

実施例の説明第１図および第２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
は同一符号を付してあり、また１４はブラシなどを保持
するブラケット、１５はモータハウジング、１６は（本
発明の薬品）を含浸させたフェルトである。第１図の実
施例ではフェルト１６はプラケット１４上のコミュテー
タしゆう動部３の近傍に配置されており、まだ第２図の
実施例ではブラシ基部２上にフェルト１６を取シ付けで
ある。

なお、これらの実施例ではいずれもブラシ基部２の先端
部にコミュテータしゅう動部３を固着した構成になって
いるが第４図のようにブラシ基部２から曲げ延設された
コミュテータしゆう動部を有し、そのしゆう動部め上に
フェルト１６１ｆｒ：着設してもよい。

いずれの場合の実施例も、モータ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雰囲気ガスによ
シプラシおよびコミュテータ・セグメント表面に吸着す
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。

ところで、これまでの文献や実験などでコミュテータし
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。異常の起こシ易い状態は、ブラシ
しゆう動部とコミュテータ・セグメントがしゆう動する
部位の雰囲気か、またはコミュテータ拳セグメント自体
へ不飽和環状炭化水素が存在したシ、吸着したシしてい
る場合である。このとき黒化物（カーボンおよびブラシ
とコミュテータ・セグメント間で生ずるしゆう動摩耗粉
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ゆう動部とコミュ
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カ多く、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・セグメント間用いて来期間の運転実験
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１Ｑμｇ程度の
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、小型子−夕の長寿命化がはかれる（
ただし、継続的に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。実験結果を第６図に示す。

そこで、本発明では上記現象を考慮して、第１図、第２
図の実施例で示したように、モータハウジング１５とブ
ラケット１４で囲まれた内部の、コミュテータしゆう動
部近傍に（本発明の薬品）類を含浸させたフェルト１６
を配置したものである。この（本発明の薬品）類は、不
飽和環状炭化水素とはその分子構造の点で最も異なり、
そのため、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シ、カーボン生成があっても極め
て軟質のものとなりコミュテータ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ものである。

上記構成において異常現象の発生する確率の高い高温・
低湿では（本発明の薬品）の蒸気圧にみあった雰囲気が
モータケース内に見られる。このベンゼン環を有しない
、リニアーな炭素結合を有するか、側鎖を有する（本発
明の薬品）は、その極性基により金属表面に強力に吸着
する。この吸着は、ファンデアワールスの引力により吸
着する有機ガスに比べて強力に吸着しておシ安定な吸着
状態と言える。

この、（本発明の薬品）の吸着で、人ｕ　、　Ｐｄ　。

Ｐｔ、λｇ等で出来た触媒作用の強いコミュテータ・セ
グメントおよびブラシは勿論のこと、Ｇｕで出来たそれ
、また焼結カーボンブラシの表面およびそれ以外の金属
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７ンデアワールスの引力よシ吸着する有機
ガスに比べて強力に吸着するためである。また分子構造
中に（アミノ基）を有しているので金属全腐食から守る
防錆力も有している。

したがって、金属部品を長期に安定に保護する。

七かも、−１０°Ｃ〜＋６０°Ｃが通常の使用環境雰囲
気となる小型モータ、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では特
に有効であシ、（本発明の薬品）の分子構造と代表特性
を示すと、３メチル・２オキサゾリジノン融　点・・・・・・１５°Ｃ（７６５１１１７ｆｆＨｇ
での融点）沸騰点・・・・・・８７〜９０°Ｃ（１ｍｍ
Ｈｇでの沸騰点）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、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。（実験の結果を第６図に示
す。）実験の結果を示す実施例を、第３図のモータで説
明すると、４．２ｖで運転するこの直流モータは外径３
ＱＭ１１１高さ２６羽のもので２５ｍ人の電流がその回
路を流れるものである。なお、第３図の構成においては
、モータハウジング１６にフェルト１６ｔ−装備したも
のである。第３図において、１７は回転子鉄心、１８は
マグネットワイヤー、１９はマグネット、２０，２１は
メタル軸受である。

このモータの内部に設けたポリエステルフェルトをポリ
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。このフェルト
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。このフェル
トのかわシ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る。

なお、第６図において、人、Ｂは不飽和環状炭化水素を
有するスチレンモノマー雰囲気中の整流波形を示し、人
は６０°Ｃ，５％ＲＨテスト前の整流波形、Ｂは６０℃
、５％ＲＨ１ｏｏ時間テスト後の整流波形である。又、
Ｃ，Ｄは炭化水素（トルエン）をコミュテータ・セグメ
ント表面に約１０／１ｇ吸着させた場合の確認結果を示
し、Ｃは６０’Ｃ，６ｅｆ６ＲＨテスト前の整流波形、
Ｄは６０’Ｃ，５１ＲＨ３００時間テスト後の整流波形
である。さらに、Ｅ、Ｆは（本発明の薬品）雰囲気中の
確認結果を示し、Ｅは６０’Ｃ，５％ＲＨテスト前の整
流波形、Ｆは８０’Ｃ，８％Ｒ）１１５００時間テスト
後の整流波形である。

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）ＩＶ〜３０Ｖ程度の比較的低電圧用の開閉接点構
造の上下動スイッチ、リレーにおいては１、スチレンモ
ノマーやトルエンナトのベンゼン環を有する有機ガスが
あっても接点表面へ吸着した（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シ接点間の接触不良
を防止できる。

（２）ＩＶ〜３ｏＶ程度の比較的低電圧用のしゅう動接
点構造の電気接点においては、接点部表面へ吸着した（
本発明の薬品）の皮膜が潤滑性を有するため、しゅう動
部の異常摩耗や擦過損傷が防止できる効果がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はそれぞれ本発明の実施例
にかかる小型モータの構成図、第４図は従来例の構成図
、第５図（２Ｌ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来例のコミュテ
ータしゅう動部の構成を示す図、第６図は本発明の効果
を確認した小型モータの整流波形の結果をあられす図で
ある。２・・・・・・ブラシ基部、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・・・・・・プラケット、１６・・・・・・モ
ータハウジング、１６・・・・・・（本発明の薬品）を
含浸させたフェルト。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第３図第４図第５図（αン第６図 □　θ７

Claims

【特許請求の範囲】

３メチル・２オキサゾリジノンの薬品の雰囲気中で動作
することを特徴とした電気接点。