JPS6230192A - 潤滑剤 - 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又は電圧のかからないしゅ
う動部に用いる潤滑剤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フの例で説明すると、
−Ｃ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Ｓ　ｉＣ，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）容接、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勤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。もちろんしゅろ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、ｐｃｉ、Ａ
ｇ等の貴金属合金（例えばＡｇＣｕ、ＡｇＣｄ、ＡｇＣ
ｕＣｄ、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、５ｉＯｚ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℃近
（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°Ｃ〜＋６
０°Ｃ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、小型モータの整ｖＡｎ横、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、又は電圧のかからないしゅう動部を円滑
にしゅう動させることを目的とするものである。

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、本発明はしゅう動部の表
面に付着させる潤滑剤として、イソプロピルベンジルア
ルコールを用いたものである。

この、イソプロピルベンジルアルコールは雰囲気温度に
より蒸気となり、しゅう動部表面に付着するように構成
する。なお、構成を簡単にするためしゅう動部に直接塗
布するＲ１成を用いてもよい作用 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・セグメントがしゅろ動する部位の雰囲気が、
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（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
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−っ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モータ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。

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：　Ｃ６Ｈ４（ＣＨ２０Ｈ）（ｉＣ：＋　Ｈｔ　
）分子構造： ＣＨ２−ＯＨ 沸騰点：２４６°Ｃ（１気圧） 融点　：　２８℃（ｌ気圧） 吸水率：　　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、潤滑性が極めて向上
し、接触部分の摩耗が著しく減少する。

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Ｍ　気雰’ＩＢ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。

第６図に、従来品、比較例工）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Ｏ，ｔＷ、試験時の運
転条件は、４．２ＶＤＣ１２５ｍ、Ａ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
は、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ス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
スト後の整流疲形を示し、（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
テス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°ｃ、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ｔ−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ヘンゼン環を有
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がブラシ・コミュ
テータの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。

４）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°Ｃ・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１）〜４）の結果、モータ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. 電気接点、又は電圧のかからないしゅう動部の表面に付
   着させる潤滑剤を、イソプロピルベンジルアルコールで
   構成したことを特徴とする潤滑剤。