專(zhuān)利名稱(chēng)：防止由于電觸點(diǎn)間的電弧而引起的損傷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止由于電觸點(diǎn)間的電弧而引起的損傷的方法，其防止在諸如滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、連接器和線束(wire harness)的電子設(shè)備的電路中在電路端子中的電觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，諸如汽車(chē)的各種設(shè)備已包括整合其中的許多連接器、線束或其他部件。已經(jīng)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即，電觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的電弧導(dǎo)致端子和設(shè)備被腐蝕，并從而降低了電子部件的壽命。要引入到汽車(chē)中的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)等中的油脂，例如，需要對(duì)由樹(shù)脂材料如ABS樹(shù)脂制成的設(shè)備沒(méi)有不利的影響，不因電弧所產(chǎn)生的熱量或引線焊接的熱量而特性改變，并且不受低溫的影響。
已知迄今為止有一種用于滑動(dòng)觸點(diǎn)的油脂已經(jīng)被用于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)等。用于滑動(dòng)觸點(diǎn)的該油脂包括根據(jù)100重量份的主要由密度從8cSt到470cSt(40℃)的低密度基于σ-烯烴的合成油的混合物構(gòu)成的合成基礎(chǔ)油，分別以從0.1到10重量份、從5到25重量份和從0.1到2重量份的量引入其中的微粒化微孔粘土礦物、由從按重量計(jì)20∶1到5∶1混合的12-羥基硬脂酸鋰和硬脂酸鋰構(gòu)成的增稠劑、以及基于酚的主(primary)氧化抑制劑。該合成基礎(chǔ)油包含按重量計(jì)從0.1％到2％的量的基于氟的基礎(chǔ)油。該微?；惩恋V物是從下列中選擇的一種或者兩種或更多種的混合物有機(jī)膨潤(rùn)土(organic bentonite)、海泡石(sepiolite)、蒙脫土(montmorillonite)以及合成云母(synthetic mica)(見(jiàn)JP-A-4-114098)。
至于用于滑動(dòng)觸點(diǎn)的油脂，現(xiàn)已知有一種油脂，其呈現(xiàn)出用于當(dāng)觸點(diǎn)接通和斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生電弧的滑動(dòng)觸點(diǎn)的油脂所需的各種特性，以及對(duì)開(kāi)關(guān)的通/斷足夠的耐久性，并且能夠被上色而不削弱它的特性。所述用于滑動(dòng)觸點(diǎn)的油脂包括基于100重量份的作為基礎(chǔ)油的由合成烴油構(gòu)成的油脂，分別以從0.2到3.0重量份、從3到20重量份以及從0.1到5.0重量份的量引入其中的，從具有0.6μm或更低的平均微粒直徑的微粒化的氧化鋅和三氧化二鐵(Fe2O3)以及當(dāng)熱分解時(shí)產(chǎn)生氧化鎂的粘土礦物中選擇的一種或多種無(wú)機(jī)微?；牧?、12-羥基硬脂酸鋰、以及基于酚和/或基于胺的主氧化抑制劑(見(jiàn)，例如，JP-A-5-179274)。
還已知一種能夠消除或防止在被插入或被拔出時(shí)產(chǎn)生電弧的連接器。該連接器包括陽(yáng)連接器和陰連接器，其能夠以這樣的布置彼此適配，即，該陽(yáng)連接器能夠自由地插入進(jìn)陰連接器或者從陰連接器中拔出。該陰連接器的外殼在陽(yáng)端子插入/撤回表面上具有用于陽(yáng)連接器的陽(yáng)端子的接觸的通孔。提供有能夠?qū)㈦娀∫种苿┓植荚谠撽?yáng)端子的表面上的電弧抑制劑單元。該電弧抑制劑單元能夠從該陽(yáng)端子插入/撤回表面自由地拆卸，并且其由例如注入有電弧抑制劑的海綿形成(見(jiàn)，例如，JP-A-2003-45555)。
而且還已知一種用于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電油脂，其增強(qiáng)了在滑動(dòng)時(shí)允許導(dǎo)通的通常閉合的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)和在打開(kāi)和閉合時(shí)產(chǎn)生電弧的通/斷滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的可靠性和耐久性。所述用于滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電油脂包括基于100重量份的含有摩爾比從1∶0.5到1.5的烯化氧-多價(jià)醇加成聚合的低聚物和鏈狀烴低聚物的基礎(chǔ)油，分別以從10到20重量份和從5到20重量份的量引入其中的有機(jī)材料親和性含季銨鹽的粘土礦物和高級(jí)脂肪酸的鋰鹽(見(jiàn)，例如，JP-A-1-152197)。
另外還已知一種在其滑動(dòng)表面上覆蓋有潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑油脂的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)。該滑動(dòng)開(kāi)關(guān)被布置使得可動(dòng)觸點(diǎn)沿由絕緣體制成的定子的滑動(dòng)表面和固定觸點(diǎn)滑動(dòng)，以使其自身與該固定觸點(diǎn)連接或從該固定觸點(diǎn)分離。該定子的滑動(dòng)表面和該可動(dòng)觸點(diǎn)覆蓋有彼此不互溶的不同種類(lèi)的潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑油脂。至于要分布在該可動(dòng)觸點(diǎn)上的潤(rùn)滑劑，使用這樣的一種油脂，其包括一種在高溫下難以碳化的、特殊的防水和防油的氟基油，以作為基礎(chǔ)油。至于要分布在該固定接觸的定子側(cè)上的潤(rùn)滑劑，使用一種包括合成烴油或礦物油作為基礎(chǔ)油的油脂(見(jiàn)，例如，JP-A-63-48712)。
并且還已知一種適于分布在如下布置的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)的滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑油脂，該滑動(dòng)開(kāi)關(guān)被布置使得可動(dòng)觸點(diǎn)沿由樹(shù)脂絕緣體制成的定子的滑動(dòng)表面和固定觸點(diǎn)滑動(dòng)，以打開(kāi)和閉合直接卸載的開(kāi)關(guān)。該潤(rùn)滑油脂是通過(guò)將包括基于烴的油作為基礎(chǔ)油的金屬皂油脂與包含具有250℃或更高的閃點(diǎn)的不飽和組分的活性吸油聚合物/低聚物，或者與和該吸油聚合物/低聚物一起的高熔點(diǎn)的蠟混和得到的。將該潤(rùn)滑油脂施加到滑動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)的滑動(dòng)表面，該滑動(dòng)開(kāi)關(guān)在打開(kāi)和閉合該開(kāi)關(guān)以直接卸載該開(kāi)關(guān)時(shí)在開(kāi)關(guān)打開(kāi)/閉合位置產(chǎn)生幾安培到許多安培的電弧(見(jiàn)，例如，JP-A-63-137995)。
隨著汽車(chē)電源等所需的電源增強(qiáng)的趨勢(shì)，現(xiàn)已理解在連接器、線束等的端子之間電弧的產(chǎn)生，導(dǎo)致發(fā)生誤接觸或?qū)B接器端子的損壞，使得不能重新安裝連接器或者致使觸點(diǎn)的誤接觸。當(dāng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，特別在從彼此隔離時(shí)，在諸如連接器和線束的電子裝置中的電觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧。在電觸點(diǎn)之間電弧的產(chǎn)生導(dǎo)致在該觸點(diǎn)及其臨近區(qū)域產(chǎn)生電致腐蝕或熔融，致使電觸點(diǎn)耐久性的退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止由于電觸點(diǎn)間的電弧而引起的損傷的方法，其包括將特定的油脂分布在觸點(diǎn)上，以防止在它們相互斷開(kāi)時(shí)在電觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電弧，從而能夠防止由于電觸點(diǎn)間的產(chǎn)生的空氣放電，即，電弧而引起的對(duì)觸點(diǎn)及其臨近區(qū)域的損傷，特別是熔融和腐蝕，以增強(qiáng)電觸點(diǎn)區(qū)域如連接器的耐久性和實(shí)現(xiàn)其壽命的延長(zhǎng)，從而解決了上述的問(wèn)題。
本發(fā)明涉及一種防止在使端子相對(duì)于彼此移動(dòng)以使它們相互斷開(kāi)的電路中由于電觸點(diǎn)對(duì)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中將由從按重量計(jì)70％到按重量計(jì)95％的基礎(chǔ)油和從按重量計(jì)5％到按重量計(jì)30％的增稠劑和添加劑構(gòu)成的該油脂至少分布在這些端子的電觸點(diǎn)上，使得當(dāng)電觸點(diǎn)相互連接以及彼此分開(kāi)和斷開(kāi)時(shí)，這些電觸點(diǎn)間油脂的存在防止了由于電弧而引起的損傷。
在上述的防止由于電觸點(diǎn)間的電弧而引起的損傷的方法中，基于基礎(chǔ)油的量，增稠劑和添加劑的量分別為按重量計(jì)15％或更低和按重量計(jì)10％或更低。
此外，如果基礎(chǔ)油是從由同種基礎(chǔ)油構(gòu)成的組中選擇的，則預(yù)定該基礎(chǔ)油的粘度是最低的。以這樣的設(shè)置，可以降低電弧能量。
另外，上述的油脂選自絕緣油脂、導(dǎo)電油脂和半導(dǎo)體范圍的油脂。特別是，就油脂的導(dǎo)電或保護(hù)特性而言，優(yōu)選的上述油脂具有從105到109Ω·cm的體積電阻率。
此外，上述的基礎(chǔ)油包括從基于石蠟的礦物油、基于環(huán)烷的礦物油、基于聚α-烯烴的油、基于二酯的油、基于多元醇酯的油、基于二苯醚的油和基于聚烷撐二醇的油中選擇的一種或多種。
另外，上述的增稠劑包括從鋰皂、鈣皂、脲皂、鋁皂、鈣復(fù)合皂和有機(jī)膨潤(rùn)土中選擇的一種或多種。上述增稠劑可以是諸如顆粒(grain)、纖維、鱗狀(scale)、針狀和無(wú)定形形式的微粒形式。從金屬表面的隨動(dòng)特性和保護(hù)而言，在這些微粒形式中最期望的是顆粒形式。
另外，上述的添加劑包括從氧化抑制劑、導(dǎo)電固體粉末、抗靜電劑和增稠劑中選擇的一種或多種。此外，上述的導(dǎo)電固體粉末包括從諸如鋁的金屬和氧化鈦及碳黑的粉末中選擇的一種或多種。又，上述的抗靜電劑包括從非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑以及陰離子型和陽(yáng)離子型表面活性劑的混合物中選擇的一種或多種。
所述用于防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起損傷的方法優(yōu)選應(yīng)用于比如線束、連接器和開(kāi)關(guān)的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法，線束、連接器、開(kāi)關(guān)等中的端子電觸點(diǎn)涂覆有如上述的油脂。在該結(jié)構(gòu)中，在所述電觸點(diǎn)的連接和斷開(kāi)期間，通過(guò)所述油脂保護(hù)所述電觸點(diǎn)的金屬表面，以防止由于空氣放電，即電弧引起的損傷，并降低電弧能量即電弧持續(xù)時(shí)間。因此，可以防止電觸點(diǎn)的熔化、腐蝕及其他故障，使得提高電子設(shè)備的耐久性成為可能。


圖1是說(shuō)明用于測(cè)量根據(jù)本發(fā)明防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法中油脂上電弧能量的電路的電路圖。
圖2是說(shuō)明圖1所述電路中電觸點(diǎn)的例子的示意圖。
圖3是說(shuō)明各種油脂體積電阻率的圖。
圖4是說(shuō)明用于測(cè)量圖3的各種油脂的體積電阻率的試驗(yàn)設(shè)備的示意圖。
圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法中使用的單體(simple body)中基礎(chǔ)油的電弧能量的圖表。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法可以應(yīng)用于使一對(duì)端子彼此相互移動(dòng)使得其電觸點(diǎn)斷開(kāi)的電路。將結(jié)合圖1到5驗(yàn)證根據(jù)本發(fā)明防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法。
特別地，根據(jù)本發(fā)明防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法特征在于，在電觸點(diǎn)彼此連接以前，將由按重量計(jì)從70％到95％的除氟基油之外的基礎(chǔ)油和按重量計(jì)從5％到30％的增稠劑和添加劑組成的油脂，分布于端子電觸點(diǎn)和其鄰近區(qū)域，使得電觸點(diǎn)彼此連接和彼此斷開(kāi)的時(shí)候，所述電觸點(diǎn)之間存在的油脂防止所述電觸點(diǎn)的金屬之間形成直接的間隙，使得防止由于在電觸點(diǎn)及其附近的電弧引起的損傷成為可能?？墒褂媒^緣油脂或?qū)щ娪椭鳛樗鲇椭?。所述基礎(chǔ)油由選自基于石蠟的礦物油，基于環(huán)烷的礦物油，基于聚α-烯烴(PAO)的油，基于二酯的油，基于多元醇酯的油，基于二苯醚的油，和基于聚烷撐二醇的油的一種或多種組成。
組成油脂的基礎(chǔ)油基本上是不導(dǎo)電的，因此不能使得電流從其流過(guò)。然而，甚至當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有基礎(chǔ)油或油脂時(shí)，當(dāng)所述電觸點(diǎn)的金屬彼此接觸的時(shí)候電流流過(guò)所述電觸點(diǎn)，或電流在具有薄的油膜區(qū)域流過(guò)所述電觸點(diǎn)。另外，在這一現(xiàn)象中，由于集中電阻(constrictionresistance)所述電觸點(diǎn)區(qū)域可產(chǎn)生熱量。詳細(xì)地說(shuō)，所述電觸點(diǎn)彼此分離的時(shí)候，引起的集中電阻致使熱量產(chǎn)生，其熔融電極金屬形成電橋。電極進(jìn)一步彼此分開(kāi)的時(shí)候，電橋斷裂使得電流通過(guò)空氣層，導(dǎo)致空氣放電，即電弧的發(fā)生。電觸點(diǎn)涂覆有基礎(chǔ)油或油脂的時(shí)候，通過(guò)基礎(chǔ)油或油脂的覆蓋保護(hù)電觸點(diǎn)的金屬表面，使得消除電弧效應(yīng)成為可能。
關(guān)于防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法，使用圖1中顯示的電路5檢測(cè)電弧持續(xù)時(shí)間，以估算測(cè)試樣品即電觸點(diǎn)1的損傷。電路5通常適于通過(guò)電壓表9測(cè)量從電源6施加到電觸點(diǎn)1的電壓V。電路5具有引入其中用于分別測(cè)量電流I和電阻率的電流表7和可變電阻8。制備的測(cè)試樣品包括通過(guò)分別由銅制成的可動(dòng)端子3和由銅制成的固定端子2組成的電觸點(diǎn)1。在可動(dòng)端子3上形成突出的觸點(diǎn)4。順序地將各種油脂10各自分布于觸點(diǎn)4及其附近上。固定端子2以500mm/min的速度從固定端子2，以與可動(dòng)端子3到固定端子2的連接(即ON狀態(tài))相反地移動(dòng)，以使觸點(diǎn)4斷開(kāi)(OFF)。就此，測(cè)量各種油脂10每種的電觸點(diǎn)1上發(fā)生電弧的持續(xù)時(shí)間，以確定電弧能量。
關(guān)于基礎(chǔ)油，如圖5所示，電觸點(diǎn)未涂覆油脂的時(shí)候，電弧能量為約6.5J(由虛線顯示)。電觸點(diǎn)涂覆有如本發(fā)明中的油脂的時(shí)候，電弧能量為在2.7J～4.1J的范圍內(nèi)。關(guān)于基礎(chǔ)油，尤其是使用聚烷撐二醇油或多元醇酯油的時(shí)候，電弧能量是低的。各種油的電弧能量(J)列于表1。在40℃確定所述基礎(chǔ)油的動(dòng)態(tài)粘度(mm2/s)。表1中的結(jié)果圖示于圖5中。圖5中，附圖標(biāo)記(1)和(2)各自表示石蠟烴基礦物油，附圖標(biāo)記(3)表示基于環(huán)烷的礦物油，附圖標(biāo)記(4)和(5)各自表示聚α-烯烴油，附圖標(biāo)記(6)表示二酯油，附圖標(biāo)記(7)和(8)各自表示多元醇酯油，附圖標(biāo)記(9)和(10)各自表示二苯醚油，附圖標(biāo)記(11)和(12)各自表示聚烷撐二醇油，附圖標(biāo)記(13)和(14)各自表示直鏈類(lèi)基于氟的油，和附圖標(biāo)記(15)表示支鏈類(lèi)基于氟的油。
表1基礎(chǔ)油的動(dòng)態(tài)粘度與電弧能量的關(guān)系

如表1和圖5中所示，比如石蠟烴基礦物油和環(huán)烷基礦物油的礦物油，因?yàn)槠湔扯鹊停十a(chǎn)生小的電弧能量。也很明顯，聚α-烯烴油，多元醇酯油和聚烷撐二醇油也因?yàn)槠湔扯鹊停a(chǎn)生較小的電弧能量。然而，二苯醚油給出了與如上所述的相反的結(jié)果。如表1和圖5所示，作為對(duì)比例，電觸點(diǎn)1涂覆有基于氟的油作為基礎(chǔ)油的時(shí)候，電弧能量范圍從9.0J到9.4J。檢查之后，觀察到電觸點(diǎn)腐蝕。因此，證實(shí)就防止由電弧引起的損傷的觀點(diǎn)而言，基于氟的油是不希望的。另外明顯的是，電觸點(diǎn)1涂覆有基于氟的油/基于氟的油脂的時(shí)候，導(dǎo)致的集中電阻或通過(guò)電弧產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致基于氟的油/基于氟的油脂熱分解成氫氟酸，所述氫氟酸延長(zhǎng)了電弧持續(xù)時(shí)間，導(dǎo)致電觸點(diǎn)和其附近發(fā)生腐蝕及其他缺陷。
另外，油脂或組成油脂的基礎(chǔ)油基本上是絕緣材料，但是當(dāng)其具有導(dǎo)電固體粉末比如碳黑、石墨和金屬粉末分散其中的時(shí)候，其可以是導(dǎo)電油脂或半導(dǎo)電的油脂。在本發(fā)明的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法中，當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有以下記載的除了氟基油脂之外的導(dǎo)電油脂的時(shí)候形成的電弧能量，即，利用所述導(dǎo)電油脂的電弧持續(xù)時(shí)間，小于利用絕緣油脂的電弧持續(xù)時(shí)間。這一現(xiàn)象大概歸因于電流流過(guò)油脂。然而，當(dāng)油脂連接到所述端子鄰近區(qū)域的時(shí)候，很可能發(fā)生短路。因此，電觸點(diǎn)涂覆有油脂的時(shí)候，必須特別小心，防止油脂連接到其他區(qū)域和拖曳到其他區(qū)域。在電觸點(diǎn)涂覆有絕緣油脂的情況下，可以防止由于電弧引起的對(duì)電觸點(diǎn)的損傷，大概因?yàn)樯踔廉?dāng)電觸點(diǎn)彼此分開(kāi)時(shí)，油脂仍覆蓋電觸點(diǎn)的表面。
已證實(shí)通過(guò)圖4A中顯示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量的油脂的電導(dǎo)率。使用圖4B中顯示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量油脂的體積電阻率。如圖4A所示，電觸點(diǎn)11中的固定端子12和可動(dòng)端子13各自涂覆各種油脂10的每一種。在一端連接到固定端子12和另一端連接到可動(dòng)端子13的電路15中，引入電壓表19和電流表17。然后在施加于可動(dòng)端子13的預(yù)定的負(fù)載下，測(cè)量各種油脂10每種的體積電阻率M。因?yàn)殡妷篤、電流I和電阻率R具有V＝I·R的關(guān)系，如圖4B所示，假定油脂10的涂敷層的寬度、高度和長(zhǎng)度分別為W、T和L，油脂10的體積電阻率通過(guò)下式表示M＝R·(W/L)·T。
測(cè)量體積電阻率M的目的是為證實(shí)這樣的現(xiàn)象，即，當(dāng)固定端子12和可動(dòng)端子13的觸點(diǎn)14各自涂覆有油脂10的時(shí)候，如果這些觸點(diǎn)14之間的距離極其短則導(dǎo)電，而如果觸點(diǎn)14充分地彼此分開(kāi)則不導(dǎo)電，并因此確定油脂10的分布條件。甚至當(dāng)油脂涂層的長(zhǎng)度L極其短時(shí)，也進(jìn)行所述測(cè)量。圖3表示常規(guī)的體積電阻率值M。絕緣材料顯示出從108到1016Ω·cm的體積電阻率，半導(dǎo)體顯示出從10-3到105Ω·cm的體積電阻率，而導(dǎo)體顯示出10-5Ω·cm或更小的體積電阻率。在本發(fā)明的測(cè)量中，絕緣油脂10A顯示出從l012到1016Ω·cm的體積電阻率，導(dǎo)電油脂10B顯示出從103到1Ω·cm的體積電阻率。絕緣油脂10A本身是絕緣的。因此，甚至當(dāng)觸點(diǎn)14彼此分開(kāi)時(shí)，觸點(diǎn)14的表面仍覆蓋油脂10A，并因此可以阻止由電弧而引起損傷。導(dǎo)電油脂10B本身是導(dǎo)電的。因此，甚至當(dāng)觸點(diǎn)14彼此分開(kāi)時(shí)，電流通過(guò)油脂10B流經(jīng)電極，即觸點(diǎn)14，使得電弧難以發(fā)生。關(guān)于當(dāng)電觸點(diǎn)之間的距離短的時(shí)候，油脂10允許輕微導(dǎo)電，而電觸點(diǎn)充分地彼此分開(kāi)的時(shí)候，遍布電觸點(diǎn)的油脂10保護(hù)所述電觸點(diǎn)的理想的范圍，考慮這些現(xiàn)象，認(rèn)為油脂10在半導(dǎo)體范圍中的時(shí)候，可以防止由電弧的而引起的對(duì)電觸點(diǎn)的損傷。
以下將說(shuō)明用于防止由于電觸點(diǎn)之間由電弧引起的損傷的方法中基礎(chǔ)油的粘度。關(guān)于所述基礎(chǔ)油的粘度，認(rèn)為粘度在100℃低到l0mm2/s或更小的油脂可以容易地應(yīng)用于電觸點(diǎn)，并可有利于降低電弧能量。較詳細(xì)地說(shuō)，顯然使用低粘度的絕緣基礎(chǔ)油/油脂的時(shí)候，可以降低電弧能量。這大概因?yàn)檫@些基礎(chǔ)油可保護(hù)電觸點(diǎn)的金屬表面，并顯示出對(duì)金屬極好的潤(rùn)濕特性，并因此沒(méi)有拉絲性(stringiness)即沒(méi)有隨動(dòng)(follow-up)特性。另一方面，具有高粘度的絕緣基礎(chǔ)油表現(xiàn)出增加的電弧能量。這大概因?yàn)殡娪|點(diǎn)以高速度彼此分開(kāi)的時(shí)候，這些基礎(chǔ)油不能在所述電觸點(diǎn)之間形成油膜，并因此顯示出變差的對(duì)金屬的潤(rùn)濕性，從而表現(xiàn)出一些拉絲性，即，一些隨動(dòng)特性?；旧希?油脂為非導(dǎo)體，因此不導(dǎo)電。隨著電觸點(diǎn)之間的距離增加，導(dǎo)致的集中電阻致使電觸點(diǎn)產(chǎn)生熱量，其熔融金屬形成電橋。就此點(diǎn)，在所述電橋或在具有薄的油膜的區(qū)域發(fā)生導(dǎo)電。隨后，當(dāng)所述電橋斷裂的時(shí)候，發(fā)生空氣放電，即，電弧。根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)為油脂保護(hù)電觸點(diǎn)和其附近區(qū)域，使得能夠確保所需的耐久性。
由以上說(shuō)明可以看出，基礎(chǔ)油本身的耐電弧性更取決于其粘度而不是基礎(chǔ)油的種類(lèi)，證明低密度油比高密度油好的趨勢(shì)。也明顯，最優(yōu)選使用低密度酯基油或低密度乙二醇油作為具有較高耐電弧性的油。
以下將進(jìn)一步說(shuō)明用于防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法中的增稠劑。待引入所述油脂的增稠劑可由選自鋰皂，鈣皂，脲皂，鋁皂，鈣復(fù)合皂和有機(jī)膨潤(rùn)土的一種或多種組成。為檢驗(yàn)增稠劑的電導(dǎo)率，在電觸點(diǎn)之間負(fù)載下測(cè)量油脂接觸電阻?；谖⒘Ｅ驖?rùn)土的形狀，甚至當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有含有有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂的時(shí)候，有機(jī)膨潤(rùn)土偶而不能導(dǎo)電。這種情況下，電觸點(diǎn)涂覆有含有常規(guī)量有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂。然后用弧刷等擦去含有有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂，以形成薄的油脂膜，然后檢查其電導(dǎo)率。為檢驗(yàn)涂覆有含有增稠劑的油脂的電觸點(diǎn)的電導(dǎo)率，在從83gf到100gf的負(fù)載下檢查電觸點(diǎn)的接觸電阻。所述電觸點(diǎn)之間的接觸電阻為40mΩ的時(shí)候，認(rèn)為增稠劑具有好的電導(dǎo)率。
涂覆有含有增稠劑的油脂的電觸點(diǎn)的電導(dǎo)率試驗(yàn)表明，油脂中，特別是膨潤(rùn)土油脂中增稠劑的含量，大大地影響油脂的電導(dǎo)率。當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有含有大量增稠劑的油脂的時(shí)候，電弧能量趨于降低，但是導(dǎo)電性變差。也明顯，當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有含有增稠劑的油脂的時(shí)候，與沒(méi)有油脂的電觸點(diǎn)相比，電弧能量急劇地降低。增稠劑的含量越小，油脂的電導(dǎo)率越好。例如，基于所述基礎(chǔ)油，油脂含有按重量計(jì)從5％到11％的量的增稠劑是好的。當(dāng)增稠劑的含量為按重量計(jì)大約15％的時(shí)候，油脂的電導(dǎo)率開(kāi)始降低。當(dāng)所述增稠劑的含量超過(guò)按重量計(jì)15％，例如，按重量計(jì)20％時(shí)，得到的油脂顯示出變差的接觸電阻?；谖⒘Ｅ驖?rùn)土的形狀，甚至當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有含有有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂時(shí)，有機(jī)膨潤(rùn)土偶而不能導(dǎo)電。這種情況下，電觸點(diǎn)涂覆有含有常規(guī)量有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂。然后用弧刷等擦去含有有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂，以形成薄的油脂膜，其可發(fā)揮防止由電弧引起的損傷的效應(yīng)。然而，明顯的，當(dāng)電觸點(diǎn)涂覆有增加量的油脂，其中所述油脂含有即使以常規(guī)分布也導(dǎo)電的微粒形狀的有機(jī)膨潤(rùn)土的時(shí)候，顯示出進(jìn)一步減小電弧能量的趨勢(shì)。分布上的差異的影響不如從沒(méi)有油脂到存在油脂的變化的影響那么大。通過(guò)利用有機(jī)膨潤(rùn)土或鈣復(fù)合皂，可以更好的防止由電弧引起的損傷。尤其是，含有有機(jī)膨潤(rùn)土的油脂顯示出與其他油脂幾乎相同的電弧能量，即電弧持續(xù)時(shí)間，但是在負(fù)(-)電極側(cè)的觸點(diǎn)上表現(xiàn)出極其小的損傷。
可使用選自氧化抑制劑、導(dǎo)電固體粉末、抗靜電劑和增稠劑的一種或多種作為添加劑。換句話(huà)說(shuō)，可選擇滿(mǎn)足所需性能的那些作為添加劑，以確保所需的性能。另外，導(dǎo)電固體粉末可以由選自比如鋁的金屬以及二氧化鈦和碳黑的粉末一種或多種組成。所述抗靜電劑可以由選自非離子型表面活性劑，陰離子型表面活性劑，陽(yáng)離子型表面活性劑以及陰離子型和陽(yáng)離子型表面活性劑混合物的一種或多種組成。如果以按重量計(jì)10％的量將這些抗靜電劑引入所述油脂，則是足夠的。
綜上所述，本發(fā)明用于防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起的損傷的方法包括使絕緣的或?qū)щ姷挠椭植荚谒鲭娪|點(diǎn)上，以防止由電弧引起的損傷。油脂和基礎(chǔ)油各自是不導(dǎo)電的材料和基本上不傳導(dǎo)電流，但是在具有薄的油膜區(qū)域傳導(dǎo)電流。在所述電觸點(diǎn)通過(guò)集中電阻形成的油脂的電橋斷裂的時(shí)候，發(fā)生電弧。通過(guò)油脂或基礎(chǔ)油對(duì)所述電觸點(diǎn)表面的保護(hù)，使防止由電弧引起的損傷成為可能。除氟基油外，大部分基礎(chǔ)油顯示出好的耐電弧性。較詳細(xì)地說(shuō)，關(guān)于基礎(chǔ)油，最希望基于酯的油，基于二醇的油。其次為聚α-烯烴(PAO)。最后為其他的油。明顯的，當(dāng)所述基礎(chǔ)油選自相同種類(lèi)的絕緣油的時(shí)候，低密度的絕緣油有利。較詳細(xì)地說(shuō)，高密度油給出升高的電弧能量。這是因?yàn)楦呙芏扔途哂幸恍├z性，即一些隨動(dòng)特性，因此對(duì)于組成電觸點(diǎn)的金屬潤(rùn)濕性變差，并因此在電觸點(diǎn)以高速度彼此分開(kāi)的時(shí)候不能形成足夠的油膜。另一方面，低密度油給出降低的電弧能量。這是因?yàn)榈兔芏扔蜎](méi)有拉絲性，即隨動(dòng)特性，因此對(duì)于組成電觸點(diǎn)的金屬潤(rùn)濕性極好，并因此甚至當(dāng)電觸點(diǎn)以高速度彼此分開(kāi)時(shí)，可形成足夠的油膜。關(guān)于防止由電弧引起的損傷的增稠劑的效果，有機(jī)膨潤(rùn)土和鈣復(fù)合皂給出了最好的結(jié)果。其次是硅石(silica)。最后為脲化合物及其他各種金屬皂。尤其是，認(rèn)為在使用有機(jī)膨潤(rùn)土的時(shí)候，在電觸點(diǎn)表面上存在耐熱微粒，以保護(hù)電觸點(diǎn)。另外明顯的是，因?yàn)橛袡C(jī)膨潤(rùn)土可吸附通過(guò)電弧產(chǎn)生的材料，所以有機(jī)膨潤(rùn)土顯示出最有利的耐電弧性。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起損傷的方法可以應(yīng)用于電路中一對(duì)電觸點(diǎn)之間的電弧，在該電路中使端子相對(duì)于彼此移動(dòng)，從而使其彼此斷開(kāi)。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧引起損傷的方法可有利地應(yīng)用于電子設(shè)備，比如引入汽車(chē)等的線束、連接器和開(kāi)關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種防止電路中由于一對(duì)電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，在該電路中使端子相對(duì)于彼此移動(dòng)從而使得所述端子彼此斷開(kāi)，其中將由從按重量計(jì)70％到按重量計(jì)95％的基礎(chǔ)油和從按重量計(jì)5％到按重量計(jì)30％的增稠劑和添加劑組成的油脂，分布在至少所述端子的電觸點(diǎn)上，使得當(dāng)所述電觸點(diǎn)彼此連接和彼此分離和斷開(kāi)的時(shí)候，電觸點(diǎn)之間油脂的存在防止由于電弧而引起的損傷。
2.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述增稠劑和添加劑的量，基于所述基礎(chǔ)油的量，分別是按重量計(jì)15％或更小和按重量計(jì)10％或更小。
3.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中如果所述基礎(chǔ)油選自相同種類(lèi)的基礎(chǔ)油，那么預(yù)先決定所述基礎(chǔ)油的粘度是最低的。
4.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中使用絕緣油脂、導(dǎo)電油脂或半導(dǎo)體范圍的油脂作為所述油脂。
5.如權(quán)利要求4所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述油脂表現(xiàn)出從105到109Ω·cm的體積電阻率。
6.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述基礎(chǔ)油由選自基于石蠟的礦物油、基于環(huán)烷的礦物油、基于聚α-烯烴的油、基于二酯的油、基于多元醇酯的油、基于二苯醚的油和基于聚烷撐二醇的油的一種或多種組成。
7.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述增稠劑由選自鋰皂、鈣皂、脲皂、鋁皂、鈣復(fù)合皂和有機(jī)膨潤(rùn)土的一種或多種組成。
8.如權(quán)利要求7所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述增稠劑具有顆粒狀的微粒形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述添加劑由選自氧化抑制劑、導(dǎo)電固體粉末、抗靜電劑和增稠劑的一種或多種組成。
10.如權(quán)利要求9所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述導(dǎo)電固體粉末選自比如鋁的金屬和二氧化鈦及碳黑的粉末。
11.如權(quán)利要求9所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其中所述抗靜電劑由選自非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑以及陰離子型和陽(yáng)離子型表面活性劑混合物的一種或多種組成。
12.如權(quán)利要求1所述的防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，其應(yīng)用于電子設(shè)備，諸如線束、連接器和開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種防止由于電觸點(diǎn)之間的電弧而引起的損傷的方法，該方法包括將油脂涂布到使端子相對(duì)于彼此移動(dòng)以使得它們彼此斷開(kāi)的電路中的一對(duì)電觸點(diǎn)上，從而防止電觸點(diǎn)彼此分離時(shí)由于發(fā)生的電弧而引起的對(duì)接觸區(qū)域的損傷，其中所述油脂由從按重量計(jì)70％到按重量計(jì)95％的基礎(chǔ)油，和從按重量計(jì)5％到按重量計(jì)30％的增稠劑和添加劑組成。優(yōu)選使用有機(jī)膨潤(rùn)土作為增稠劑。優(yōu)選使用酯油、乙二醇油或聚α－烯烴作為基礎(chǔ)油。所述基礎(chǔ)油優(yōu)選具有低的密度以降低電弧能量。
文檔編號(hào)C10M107/00GK1941239SQ200610153749
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者中村久哉, 原田真一, 酒井史郎, 近藤貴哉, 島田知弘 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社