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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung, wie z. B. einen Schrittmotor, ein Magnetventil oder dergleichen, die z. B. in einem kontinuierlich variablen Automobilgetriebe verwendet wird.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein ölgefüllter, elektrischer Tauchpumpenmotor ist beispielsweise aus der
DE 39 16 253 C2 bekannt, wobei der Motor ein rohrförmiges Metallgehäuse, einen im Inneren des Gehäuses angeordneten Statoraufbau und einen Rotor mit einer Rotorwelle umfasst, und der Rotor zur Drehung koaxial innerhalb des Stators mit Hilfe von Lagern
26 und
28 gelagert ist.
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4 ist eine Außenansicht eines Permanentmagnet-Schrittmotors, 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V in 4, 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI in 5, 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie VII-VII in 5, und 8 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht des Schrittmotors in 5.
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In den Figuren umfasst ein Permanentmagnet(PM)-Schrittmotor 1, der in Öl eingetaucht und verwendet wird: ein aus Harz hergestelltes, äußeres Gehäuse 2; ein aus Harz hergestelltes, rohrförmiges Gehäuse 12, das mit dem äußeren Gehäuse 2 verbunden ist; einen Motorhauptkörper 3, der innerhalb des äußeren Gehäuses 2 angeordnet ist, eine Welle 4, die als bewegliche Welle arbeitet und von dem Motorhauptkörper 3 rotiert wird; und einen Konvertiermechanismus 31 zum Konvertieren der Rotation der Welle 4 in eine geradlinige Bewegung. Überdies bilden das äußere Gehäuse 2 und das Gehäuse 12 eine Abdeckung.
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Der Motorhauptkörper 3 umfasst ein Paar von Statoren 5, die an dem äußeren Gehäuse 2 angebracht sind, und einen Rotor 6, der an der Welle 4 angebracht ist. Die Statoren 5 weisen auf: Spulen 7, die durch Wickeln eines Leitungsdrahtes gebildet werden und eine elektrische Isolierschicht an der Leitungsdrahtoberfläche aufweisen; Spulenanschlüsse 8, die aus der Spule 7 herausführen; Verbindungsanschlüsse 9, die mit den Spulenanschlüssen 8 verbunden sind; und einen äußeren Verbinder 25, der mit den Verbinderanschlüssen 9 verbunden ist. Der Rotor 6 weist eine an der Welle 4 angebrachte Hülse 10 auf, und einen hohlförmigen, zylindrischen Permanentmagneten 11, der in Umfangsrichtung magnetisiert ist und über die Hülse 10 angepasst und an der Hülse angebracht ist.
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Das Gehäuse 12 ist an das äußere Gehäuse 2 durch eine Mehrzahl von Schrauben 12a, die sich parallel zur Welle 4 erstrecken, angebracht. Eine kreisförmige Zwischenpassöffnung 2a ist an dem äußeren Gehäuse 2 gebildet, und ein Zwischenpassabschnitt 12a zum Einführen in die Zwischenpassöffnung 2a ist an dem Gehäuse 12 gebildet. Wie in 6 gezeigt, sind drei Positioniervorsprünge 12b, die radial nach außen hervorstehen und in Kontakt mit einer inneren Umfangsoberfläche der Zwischenpassöffnung 2a treten, an einer äußeren Umfangsoberfläche des Zwischenpassabschnittes 12a gebildet. Desweiteren ist eine ringförmige Nut 12c an einer Verbindungsoberfläche des Gehäuses 12 gebildet, wo das Gehäuse 12 in Verbindung mit dem äußeren Gehäuse 2 tritt.
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Eine Gehäuseverbindungsöffnung 12d, die mit internen und externen Abschnitten des Gehäuses 12 in Verbindung steht, ist in einem Seitenoberflächenabschnitt des Gehäuses 12 angeordnet. Ein Filter 13 zum Einfangen von Verunreinigungen, die in dem Öl enthalten sind, ist in der Gehäuseverbindungsöffnung 12d angeordnet. Die Welle 4 wird drehbar durch ein Gehäuselager 14 und ein Gehäuselager 15 gelagert. Das Gehäuselager 15, das innerhalb des Gehäuses 12 angebracht ist, weist eine Gummiabdichtung auf.
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Ein Stab 16, der in axialer Richtung der Welle 4 durch Drehung der Welle 4 hin- und herbewegt wird, ist an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet. Ein Basisendabschnitt des Stabes 16 ist innerhalb des Gehäuses 12 eingeführt, und ein oberer Abschnitt des Stabes bzw. der Stange 16 steht von dem oberen Abschnitt des Gehäuses 12 hervor. Eine Stabverbindungsöffnung 16a, die einen inneren Abschnitt des Gehäuses 12 und einen inneren Abschnitt des Stabes 16 verbindet, ist in dem Stab 16 gebildet. Eine Muffe bzw. Hülse 17 zum Führen der geradlinigen Bewegung der Stange 16, eine Öldichtung 18, die ein Eindringen von Verunreinigungen von einem äußeren Umfangsabschnitt der Stange 16 verhindert, und ein ringförmiger Anschlag 19 zum Regulieren der Vorwärtsbewegung der Stange 16 sind an einer inneren Umfangsoberfläche des oberen Abschnittes des Gehäuses 12 angebracht.
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Der Konvertiermechanismus 31 umfasst einen Gewindeabschnitt 4a, ein aus Harz hergestelltes Führungsteil 20, das in dem Basisendabschnitt der Stange 16 gebildet ist und mit dem Gewindeabschnitt 4a im Eingriff ist, und einen Anschlag 21, der aus einem Metall hergestellt und an der Welle 4 angebracht ist und die Vorwärtsbewegung der Stange 16 reguliert. Anschlagsoberflächen 20b und 21a, die senkrecht zur Drehrichtung der Welle 4 stehen, sind auf dem Führungsteil 20 bzw. dem Anschlag 21 gebildet. Wie in 7 gezeigt, ist ein Drehreguliervorsprungsabschnitt 20a, der radial hervorsteht und die Drehung der Stange 16 reguliert, an einem äußeren Umfangsabschnitt des Führungsteiles 20 gebildet. Folglich wird das Führungsteil 20 in axialer Richtung der Welle 4 durch Drehung der Welle 4 verschoben. Ein aus Harz hergestelltes Betätigungsteil 22 ist an dem oberen Abschnitt der Stange 16 befestigt.
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Ein Aufbau eines jeden der Statoren 5 wird nun im Detail mit Bezug auf die 9 bis 12 erklärt.
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Wie in der 10 gezeigt, ist jede der Spulen 7 derart aufgebaut, dass ein Leitungsdraht 50, wie in 9 gezeigt, der durch Beschichten eines Kupferdrahtes 51 mit einer elektrischen Isolationsschicht 52 gebildet ist, die aus einem Polyimidharz besteht, welches ein thermoplastisches Harz ist, auf einen Spulenkern 53, der aus Nylon besteht, welches ein thermoplastisches Harz ist, mit einer vorbestimmten Anzahl von Wicklungen aufgewickelt wird. Anschließend werden die Endabschnitte des Leitungsdrahtes 50 einer jeden Spule 7 mit den Spulenanschlüssen 8 verbunden, die an dem Spulenkern 53 angebracht sind. Ferner, wie in der 11 gezeigt, wird die Spule 7, die auf den Spulenkern 53 gewickelt ist, in eine äußere Form 54, die aus Nylon besteht, welches ein thermoplastisches Harz ist, eingebracht. Zusätzlich, wie in 12 gezeigt, werden Kerne 55, die aus Eisen bestehen, derart angeordnet, um die Spule 7 zu umgeben, wobei der Aufbau des Stators 5 beendet wird.
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Der derart aufgebaute Schrittmotor 1 wird z. B. an einem kontinuierlich variablen Automobilgetriebe befestigt, und das Betätigungsteil 22, das an dem oberen Abschnitt der Stange 16 angebracht ist, wird mit einer Verbindung 40 in Eingriff gebracht, die ein Getriebesteuerventil in dem kontinuierlich variablen Getriebe öffnet und schließt.
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Fließt ein elektrischer Strom durch den äußeren Verbinder 25, so werden die Spulen 7 magnetisiert, was zu einer gemeinsamen Drehung des Rotors 6 und der Welle 4 führt. Das Führungsteil 20 ist mit dem Gewindeabschnitt 4a auf der Welle 4 im Eingriff, und da die Drehung des Führungsteiles 20 reguliert ist, ist die Drehung der Welle 4 in eine geradlinige Bewegung des Führungsteiles 20 und der Stange 16 konvertiert.
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Das Getriebesteuerungsventil wird durch die Verbindung 40, in dem die Stange 16 sich hin- und herbewegt, geöffnet und geschlossen, wodurch letztendlich das Drehgeschwindigkeitsverhältnis zwischen der Treibwelle und der Motorwelle geändert wird.
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Der herkömmliche Schrittmotor 1 ist z. B. an einem kontinuierlich variablen Automobilgetriebe angebracht, und ist vollständig in Öl, welches Schwefel und Organoschwefelverbindungen enthält, eingetaucht. Desweiteren sind die Spulen 7 und die Statoren 5 durch die Spulenkerne 53 und die äußeren Formen 54 abgedeckt, die aus einem thermoplastischen Harz bestehen, und die Leitungsdrähte 50 der Spulen 7 sind durch Beschichten der Kupferdrähte 51 mit einer elektrischen Isolationsschicht 52 aufgebaut, die aus dem thermoplastischen Harz besteht. Aus diesem Grund durchdringen die Schwefel- und die Organoschwefelverbindungen in dem Öl die Spulenkerne 53 und die äußeren Formen 54, und zusätzlich durchdringen sie die elektrische Isolationsschicht 52 und erreichen den Kupferdraht 51. Folglich treten chemische Reaktionen an der Oberfläche des Kupferdrahtes 51 auf, und Organoschwefelverbindungen werden auf der Oberfläche des Kupferdrahtes 51 gebildet, wodurch sich Probleme bezüglich einer herabgesetzten Haftfestigkeit der elektrischen Isolationsschicht 52 auf dem Kupferdraht 51 ergibt.
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Ein Problem in diesem Zustand ist dadurch entstanden, dass die elektrische Isolationsschicht 52 aufgrund der Wechselwirkung zwischen benachbarten Leitungsdrähten 50 gebrochen wird, was durch eine wiederholte thermische Expansion und thermische Kontraktion aufgrund der zurückliegenden Wärmeentwicklungen der Leitungsdrähte 50 verursacht wird, und was zu einem Drahtbruch oder Kurzschluss zwischen den Leitungsdrähten 50 führt, der durch die Elution des Kupfers aufgrund der elektrischen Potentialunterschiede zwischen den Leitungsdrähten 50 verursacht wird. Ein weiteres Problem ist gewesen, dass Brüche der elektrischen Isolationsschicht 52 der Leitungsdrähte 50 an Stellen wahrscheinlicher sind, wo die Leitungsdrähte 50 und die Spulenkerne 53, welche verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen, sich einander kontaktieren, was zu einem weiteren Kurzschluss oder Drahtbruch führt.
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Ein noch weiteres Problem hat sich daraus ergeben, dass, wenn die Öltemperatur größer als die Verdampfungstemperatur der flüchtigen Komponenten in dem Öl aufgrund der Wärme, die durch die Spulen 7 erzeugt wird, ist, so ist es wahrscheinlicher, dass die elektrische Isolationsschicht 52 der Leitungsdrähte 50 von Schwefel etc. durchdrungen wird, und es besteht eine größere Wahrscheinlichkeit des Kurzschlusses, der zwischen den Leitungsdrähten 50 auftritt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die obigen Probleme zu lösen, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetische Vorrichtung bereitzustellen, in welcher eine Drahtbruchtoleranz und eine Kurzschlusstoleranz der Leitungsdrähte verbessert ist.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die in Öl verwendet wird, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist und durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist,
wobei der Spulenkern und die äußere Form ein elektrisches Isolationsmaterial aufweisen, das resistent gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen ist, und wobei das elektrische Isolationsmaterial ein thermisch aushärtbares Harz ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die in Öl verwendet wird, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist und durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist,
wobei der Leitungsdraht durch einen Kupferdraht gebildet ist, der Kupferdraht mit einer elektrischen Isolierschicht beschichtet ist, und die elektrische Isolierschicht mit einer Schutzschicht beschichtet ist, wobei die Schutzschicht ein elektrisches Isoliermaterial aufweist, das gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, und wobei das elektrische Isolationsmaterial ein thermisch aushärtbares Harz ist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die in Öl verwendet wird, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist und durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist, wobei der Leitungsdraht durch einen Kupferdraht gebildet ist, der Kupferdraht mit einer Hochtemperaturlötschicht beschichtet ist, und die Hochtemperaturlötschicht mit einer Schutzschicht beschichtet ist, wobei die Schutzschicht ein elektrisches Isolationsmaterial aufweist, das gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, und wobei das elektrische Isolationsmaterial ein thermisch aushärtbares Harz ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der folgenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen klarer, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Teile in den gesamten Ansichten hinweisen, von denen:
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1 eine Querschnittsansicht ist, die einen Schrittmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsansicht ist, die einen Leitungsdraht zeigt, der in Spulen eines Schrittmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3 eine Querschnittsansicht ist, die einen Leitungsdraht zeigt, der in Spulen eines Schrittmotors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 eine Aussenansicht eines herkömmlichen Permanentmagnet-Schrittmotors ist;
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5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 4 ist;
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6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 5 ist;
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7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 5 ist;
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8 eine perspektivische Teilexplosionsansicht des Schrittmotors in 5 ist;
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9 eine Querschnittsansicht ist, die Leitungsdrähte zeigt, die in Spulen des Schrittmotors in 5 verwendet werden;
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10 eine perspektivische Ansicht ist, die einen gewickelten Zustand der Spulen in einem Stator des Schrittmotors in 5 zeigt;
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11 eine perspektivische Ansicht ist, die einen geformten Zustand eines Harzabschnittes in dem Stator des Schrittmotors in 5 zeigt; und
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12 eine perspektivische Ansicht ist, die den Stator des Schrittmotors in 5 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schrittmotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Überdies werden Abschnitte in der Figur, die gleich denjenigen des herkömmlichen Schrittmotors sind oder diesen entsprechen, durch gleiche Bezugszeichen angedeutet, und Erklärungen derselben werden hier weggelassen.
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In der 1 wird jede der Spulen 7 durch Wicklung eines Leitungsdrahtes 50, der durch Beschichtung eines Kupferdrahtes 51 mit einer elektrischen Isolationsschicht 52 gebildet wird, mit einer vorbestimmten Anzahl von Wicklungen auf einen Spulenkern 61, der aus einem Epoxidharz besteht, das ein thermisch aushärtbares Harz ist und als ein elektrisches Isolationsmaterial dient, welches gegenüber einer Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, aufgebaut. Anschließend werden Endabschnitte des Leitungsdrahtes 50 einer jeden Spule 7 mit Spulenanschlüssen 8, die an dem Spulenkern 61 angebracht sind, verbunden. Desweiteren werden die auf die Spulenkerne 61 gewickelten Spulen 7 in eine äußere Form 62 eingebettet, die aus einem Epoxidharz besteht, welches ein thermisch aushärtbares Harz ist. Zusätzlich werden die aus Eisen hergestellten Kerne 55 derart angeordnet, dass sie die Spule 7 umgeben, wodurch ein Stator 60 gebildet wird. Anschließend werden zwei Statoren 60 um eine Welle 4 auf einer gemeinsamen Achse mit der Welle 4 angeordnet.
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Der übrige Aufbau ist überdies der gleiche wie der des herkömmlichen Schrittmotors 1.
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Betrachtet man nun den molekularen Aufbau im Gegensatz zu Thermoplasten, die Aggregate aus geradlinigen Makrokettenmolekülen sind, so besitzen thermisch aushärtbare Harze eine retikulare vernetzte Struktur. So ist die Permeation von Schwefel und Organoschwefelverbindungen etc. in thermisch aushärtbaren Harzen, verglichen mit Thermoplasten, extrem niedrig.
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Da die Spulen 7 in dem Epoxidharz eingebettet sind, was ein thermisch aushärtbares Harz ist, ist in einem derart aufgebauten Schrittmotor 100, der eine elektromagnetische Vorrichtung ist, die Menge an Schwefel und der Organoschwefelverbindungen in dem Öl, die den Spulenkern 61 und die äußeren Formen 62 durchdringen und die elektrische Isolationsschicht 52 erreichen, bedeutend geringer. Folglich ist die Bildung von Schwefelverbindungen auf einer Oberfläche des Kupferdrahtes 51, die aus chemischen Reaktionen zwischen dem Schwefel und dem Kupferdraht 51 und zwischen den Organoschwefelverbindungen und dem Kupferdraht 51 resultieren, unterdrückt, und die Haftfestigkeit der elektrischen Isolierschicht 52 an dem Kupferdraht 51 ist erhöht.
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Selbst wenn es eine Wechselwirkung zwischen benachbarten Leitungsdrähten 50 gibt, die durch wiederholte thermische Expansion und thermische Kontraktion aufgrund der Wärmeentwicklungen des Leitungsdrahtes 50 verursacht wird, wird eine Beschädigung der elektrischen Isolationsschicht 52 unterdrückt und ein Drahtbruch und Kurzschluss zwischen den Leitungsdrähten 50, die durch Elution von Kupfer aufgrund der elektrischen Potentialdifferenzen zwischen den Leitungsdrähten 50 verursacht werden, werden unterdrückt.
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Da eine Beschädigung der elektrischen Isolationsschicht 52 des Leitungsdrahtes 50 an Stellen, wo der Leitungsdraht 50 mit dem Spulenkern 61, die verschiedene thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, in Kontakt ist, ebenfalls unterdrückt ist, ist ferner eine Kurzschlusstoleranz und eine Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes 50 verbessert.
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Selbst wenn die Öltemperatur höher als die Verdampfungstemperaturen der flüchtigen Komponenten in dem Öl aufgrund der erzeugten Wärme durch die Spulen 7 ist, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass Schwefel etc. die Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 durchdringt und die elektrische Isolationsschicht 52 des Leitungsdrahtes 50 erreicht, reduziert, wodurch die Kurzschlusstoleranz und die Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes 50 sichergestellt ist.
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Zweite Ausführungsform
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2 ist eine Querschnittsansicht, die einen in Spulen eines Schrittmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Leitungsdraht zeigt.
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In 2 ist ein Leitungsdraht 63 durch zusätzliches Beschichten einer Schutzschicht 64, die aus einem Epoxidharz besteht, welches ein thermisch aushärtbares Harz ist und als eine elektrische Isolationsschicht dient, welche gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, auf der elektrischen Isolationsschicht 52, mit der der Kupferdraht 51 beschichtet ist, gebildet.
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Überdies ist der Aufbau der zweiten Ausführungsform der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, außer, dass der Leitungsdraht 63 anstelle des Leitungsdrahtes 50 verwendet wird.
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Da die Schutzschicht 64, welche eine geringe Permeabilität bezüglich des Schwefels und der Organoschwefelverbindungen hat, auf der elektrischen Isolationsschicht 52 beschichtet ist, wird in der zweiten Ausführungsform der Schwefel und die Organoschwefelverbindungen in dem Öl, welche die Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 durchdringen, durch die Schutzschicht 64 daran gehindert, dass sie die elektrische Isolationsschicht 52 erreichen.
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Da die Menge des Schwefels und der Organoschwefelverbindungen, welche die elektrische Isolationsschicht 52 erreichen, gemäß der zweiten Ausführungsform, verglichen mit der ersten Ausführungsform, weiter reduziert ist, ist die Kurzschlusstoleranz und die Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes desweiteren verbessert.
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Obwohl die in der obigen zweiten Ausführungsform verwendeten Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 aus Epoxidharz, was ein elektrisches Isoliermaterial ist, das gegenüber der Permeation der Schwefelverbindungen resistent ist, bestehen, können auch Spulenkerne und äußere Formen verwendet werden, die aus einem beliebigen Thermoplast bestehen. In diesem Fall ist, selbst wenn der Schwefel und die Organoschwefelverbindungen in dem Öl die Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 durchdringen, die Kurzschlusstoleranz und die Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes, verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel, verbessert, da der Schwefel und die Organoschwefelverbindungen durch die Schutzschicht 64 daran gehindert werden, die elektrische Isolationsschicht 52 zu erreichen.
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Dritte Ausführungsform
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3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Leitungsdraht zeigt, der in Spulen eines Schrittmotors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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In 3 ist ein Leitungsdraht 65 durch Beschichten des Kupferdrahtes 51 mit einer Hochtemperaturlötschicht 66 und durch Beschichten der Hochtemperaturlötschicht 66 mit der Schutzschicht 64 gebildet. Hier wird ein sehr bleihaltiges Lötzinn mit 90 Gew.-% oder mehr an Blei für die Hochtemperaturlötschicht 66 verwendet. Der Aufbau der dritten Ausführungsform ist der gleiche wie der in der ersten Ausführungsform, außer, dass der Leitungsdraht 65 anstelle des Leitungsdrahtes 50 verwendet wird.
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Da die Schutzschicht 64, die eine geringere Permeabilität gegenüber Schwefel und Organoschwefelverbindungen besitzt, auf der Hochtemperaturlötschicht 66 beschichtet ist, werden in der dritten Ausführungsform die Schwefel- und Organoschwefelverbindungen in dem Öl, die die Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 durchdringen, durch die Schutzschicht 64 daran gehindert, die Hochtemperaturlötschicht 66 zu erreichen. Danach werden Schwefel und Organoschwefelverbindungen, welche die Schutzschicht 64 durchdringen, durch die Hochtemperaturlötschicht 66 gehindert, dass sie den Leitungsdraht 51 erreichen. Das Hochtemperaturlot reagiert weitaus geringer mit dem Schwefel und den Organoschwefelverbindungen als Kupfer. Aus diesem Grund werden Schwefelverbindungen nicht auf der Oberfläche der Hochtemperaturlötschicht 66 aufgrund chemischer Reaktionen zwischen dem Schwefel und den Organoschwefelverbindungen und der Hochtemperaturlötschicht 66 gebildet, und es besteht keine Abnahme der Haftfestigkeit der Schutzschicht 64 an der Hochtemperaturlötschicht 66. Folglich ist die Kurzschlusstoleranz und die Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes 65 weiter verbessert.
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In der obigen dritten Ausführungsform bestehen nun die verwendeten Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 aus Epoxidharz, welches ein elektrisches Isolationsmaterial ist, welches gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist. Es können aber auch Spulenkerne und äußere Formen, die aus einem beliebigen Thermoplast bestehen, verwendet werden. Selbst wenn der Schwefel und die Organoschwefelverbindungen in dem Öl die Spulenkerne 61 und die äußeren Formen 62 durchdringen, da sie durch die Schutzschicht 64 und die Hochtemperaturlötschicht 66 gehindert werden, den Kupferdraht 51 zu erreichen, ist in diesem Fall die Kurzschlusstoleranz und die Drahtbruchtoleranz des Leitungsdrahtes, verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel, verbessert.
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Jede der obigen Ausführungsformen ist unter Verwendung eines Epoxidharzes erklärt worden, welches ein Material mit einer geringen Permeabilität gegenüber Schwefel und Organoschwefelverbindungen ist, d. h. ein elektrisches Isolationsmaterial, das bezüglich der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, so können überdies beliebige thermisch aushärtbare Harze als ein elektrisches Isolationsmaterial verwendet werden, die resistent gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen sind, wie z. B. ein Phenolharz.
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Jede der obigen Ausführungsfarmen ist mit Bezug auf Schrittmotoren erklärt worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf Schrittmotoren beschränkt. Sie kann auf eine beliebige, elektromagnetische Vorrichtung angewendet werden, die in einem Öl verwendet wird, z. B. auf ein Magnetventil zum Steuern des Betriebs eines Getriebemechanismus zum Einstellen des Drehgeschwindigkeitsverhältnisses zwischen einer Treibwelle und einer Motorenwelle, indem ein Ölkanal, der ein bewegliches Ventil verwendet, reguliert wird, um die Ölflussrate oder den Druck zu steuern.
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In der obigen dritten Ausführungsform ist eine Hochtemperaturlötschicht 66 durch Verwendung von Lötzinn mit 90 Gew.-% oder mehr an Blei gebildet, aber es ist nicht notwendig, dass der Bleianteil in dem Lötzinn 90 Gew.-% oder mehr beträgt. Der Bleianteil muss lediglich 60 Gew.-% oder mehr betragen.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsfarmen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern dass auch andere Modifikationen dem Durchschnittsfachmann naheliegend sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Der Bereich der vorliegenden Erfindung sollte deshalb einzig und allein durch die anhängigen Ansprüche bestimmt sein.
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Diese elektromagnetische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben gebildet. So besitzt diese elektromagnetische Vorrichtung die folgenden Wirkungen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromagnetische Vorrichtung, die in einem Öl verwendet wird, bereitgestellt, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist, wobei die Spule durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist, und
wobei der Spulenkern und die äußere Form aus einem elektrischen Isolationsmaterial besteht, das bezüglich der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, wodurch Drahtbruch oder Kurzschluss zwischen Leitungsdrähten verhindert wird, die daraus resultieren, dass Schwefel und Organoschwefelverbindungen in dem Öl den Spulenkern und die äußere Form durchdringen und den Leitungsdraht erreichen, und dabei ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die eine verbesserte Kurzschlusstoleranz und Drahtbruchtoleranz in dem Leitungsdraht ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die in einem Öl verwendet wird, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist, wobei die Spule durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist,
wobei der Leitungsdraht durch einen Kupferdraht gebildet ist, der Kupferdraht mit einer elektrischen Isolierschicht beschichtet ist, und die elektrische Isolierschicht mit einer Schutzschicht beschichtet ist, wobei die Schutzschicht aus einem elektrischen Isolationsmaterial besteht, das gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, und einen Drahtbruch oder Kurzschluss zwischen Leitungsdrähten verhindert, resultierend daraus, dass Schwefel und Organoschwefelverbindungen in dem Öl den Spulenkern und die äußere Form durchdringen und den Kupferdraht erreichen, und dabei ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die eine verbesserte Kurzschlusstoleranz und Drahtbruchtoleranz in dem Leitungsdraht ermöglicht.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektromagnetische Vorrichtung, die in einem Öl verwendet wird, bereitgestellt, wobei die elektromagnetische Vorrichtung umfasst:
ein äußeres Gehäuse;
eine bewegliche Welle, die durch das äußere Gehäuse gelagert ist;
einen Spulenkern, der innerhalb des äußeren Gehäuses um die bewegliche Welle auf einer gemeinsamen Achse mit der beweglichen Welle angeordnet ist; und
eine Spule, die in einer äußeren Form eingebettet ist, wobei die Spule durch Wicklung eines Leitungsdrahtes auf den Spulenkern aufgebaut ist,
wobei der Leitungsdraht durch einen Kupferdraht gebildet ist, der Kupferdraht mit einer Hochtemperaturlötschicht beschichtet ist, und die Hochtemperaturlötschicht mit einer Schutzschicht beschichtet ist, wobei die Schutzschicht aus einem elektrischen Isolationsmaterial besteht, das resistent gegenüber der Permeation durch Schwefelverbindungen ist, wodurch Drahtbruch oder Kurzschluss zwischen Leitungsdrähten vermieden wird, daraus resultierend, dass Schwefel und Organoschwefelverbindungen in dem Öl den Spulenkern und die äußere Form durchdringen und den Kupferdraht erreichen, und dabei ist eine elektromagnetische Vorrichtung bereitgestellt, die eine verbesserte Kurzschlusstoleranz und Drahtbruchtoleranz in dem Leitungsdraht ermöglicht.
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Das elektrische Isolationsmaterial, das bezüglich der Permeation durch Schwefelverbindungen resistent ist, kann ein thermisches aushärtbares Harz sein, was die Bildung des Spulenkerns, der äußeren Form und der Schutzschicht erleichtert.
