JP3464442B2 - 電磁機器 - Google Patents

電磁機器

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JP3464442B2
JP3464442B2 JP2000327223A JP2000327223A JP3464442B2 JP 3464442 B2 JP3464442 B2 JP 3464442B2 JP 2000327223 A JP2000327223 A JP 2000327223A JP 2000327223 A JP2000327223 A JP 2000327223A JP 3464442 B2 JP3464442 B2 JP 3464442B2
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    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/44Protection against moisture or chemical attack; Windings specially adapted for operation in liquid or gas
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
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  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
無段変速機に適用されるステッピングモータ、ソレノイ
ドバルブなどの電磁機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4はPM型ステッピングモータを示す
外観図、図5は図4のV−V線に沿った断面図、図6は
図5のVI−VI線に沿った断面図、図7は図5のVI
I−VII線に沿った断面図、図8は図5のステッピン
グモータの要部斜視図である。各図において、PM形の
ステッピングモータ1は、樹脂製の外装材2と、この外
装材2に連結された樹脂製で筒状のハウジング12と、
外装材2内に設けられたモータ本体3と、このモータ本
体3により回転される可動軸としてのシャフト4と、シ
ャフト4の回転を直線運動に変換する変換機構31とを
備えている。なお、外装材2とハウジング12とにより
覆体を構成する。
【0003】モータ本体3は、外装材2に固定された一
対のステータ5と、シャフト4に固定されたロータ6と
を備えている。ステータ5は、銅線表面に絶縁層が形成
された導線を巻回して構成されたコイル7と、このコイ
ル7から引き出されたコイルターミナル8と、このコイ
ルターミナル8に接続されたコネクタターミナル9と、
このコネクタターミナル9に接続された外部コネクタ2
5とを有している。ロータ6は、シャフト4に固定され
たブッシュ10と、このブッシュ10に外嵌固定され、
円周方向に磁化された中空円柱形状の永久磁石11とを
有している。
【0004】ハウジング12は、シャフト4と平行に延
びる複数本のねじ12Aにより外装材2に締結されてい
る。外装材2には、円形の嵌合穴2aが形成されてお
り、ハウジング12には、嵌合穴2aに挿入される嵌合
部12aが形成されている。図6に示すように、嵌合部
12aの外周面には、径方向へ突出し嵌合穴2aの内周
面に当接する3つの位置決め突起12bが形成されてい
る。また、ハウジング12の外装材2との結合面には、
環状の溝12cが形成されている。
【0005】ハウジング12の側面部には、ハウジング
12の内外を連通するハウジング連通孔12dが設けら
れている。このハウジング連通孔12dには、油中のコ
ンタミネーションを捕獲するフィルタ13が設けられて
いる。シャフト4は、ベアリング14、15により回転
自在に保持されている。ハウジング12内に固定された
ベアリング15は、ゴムシールタイプのものである。
【0006】ハウジング12の先端部には、シャフト4
の回転によりシャフト4の軸線方向へ往復動されるロッ
ド16が設けられている。ロッド16の基端部は、ハウ
ジング12内に挿入され、ロッド16の先端部は、ハウ
ジング12の先端部から突出している。ロッド16に
は、ハウジング12内とロッド16内とを連通するロッ
ド連通孔16aが形成されている。ハウジング12の先
端部の内周面には、ロッド16の直線運動を案内するス
リーブ17、ロッド16の外周部からのコンタミネーシ
ョンの侵入を阻止するオイルシール18、及びロッド1
6の前進を規制するリング状のストッパ19がそれぞれ
固定されている。
【0007】変換機構31は、ねじ部4aと、ロッド1
6の基端部にねじ部4aに螺合した樹脂製のガイド部材
20と、シャフト4に固定されロッド16の後退を規制
する金属製のストッパ21とを備えている。ガイド部材
20及びストッパ21には、シャフト4の回転方向に直
角なストッパ面20b、21aがそれぞれ形成されてい
る。ガイド部材20の外周部には、図7に示すように、
径方向へ突出してロッド16の回転を規制する回転規制
突起部20aが形成されている。従って、ガイド部材2
0は、シャフト4の回転によりシャフト4の軸線方向へ
移動される。ロッド16の先端部には、樹脂製の操作部
材22が取り付けられている。
【0008】ここで、ステータ5の構造について図9乃
至図12を参照しつつ具体的に説明する。コイル7は、
図10に示されるように、銅線51に熱可塑性樹脂であ
るポリイミド樹脂からなる絶縁層52を被覆して形成さ
れた図9に示される導線50を熱可塑性樹脂であるナイ
ロンで作製されたボビン53に所定回巻回して構成され
ている。そして、このコイル7の導線50の端部がボビ
ン53に取り付けられたコイルターミナル8に接続され
ている。また、ボビン53に巻装されたコイル7は、図
11に示されるように、熱可塑性樹脂であるナイロンか
らなる外装モールド54により埋め込まれている。さら
に、鉄製の鉄心55が、図12に示されるように、コイ
ル7を囲繞するように配設され、ステータ5が構成され
ている。
【0009】このように構成されたステッピングモータ
1は、例えば自動車の無段変速機に搭載され、ロッド1
6の先端部に取り付けられた操作部材22が無段変速機
の変速制御弁を開閉するリンク40に係合している。そ
して、外部コネクタ25に電流が流されると、コイル7
が励磁され、ロータ6及びシャフト4が一体に回転され
る。シャフト4のねじ部4aには、ガイド部材20が螺
合されており、ガイド部材20は回転が規制されている
ため、シャフト4の回転は、ガイド部材20及びロッド
16の直線運動に変換される。このロッド16の往復動
により、リンク40を介して変速制御弁が開閉され、最
終的には、ドライブシャフトとエンジンシャフトとの回
転比が変わることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のステッピングモ
ータ1は、例えば自動車の無段変速機に搭載され、全体
がイオウ及び有機イオウ化合物を含有する油中に浸漬さ
れている。また、ステータ5のコイル7が熱可塑性樹脂
からなるボビン53及び外装モールド54により覆わ
れ、コイル7の導線50が銅線51を熱可塑性樹脂から
なる絶縁層52で被覆して構成されている。そのため、
油中のイオウ及び有機イオウ化合物がボビン53及び外
装モールド54を透過し、さらに絶縁層52を透過して
銅線51に到達してしまう。その結果、銅線51表面で
化学反応が起こり、イオウ化合物が銅線51表面に生成
され、絶縁層52の銅線51に対する密着力が低下した
状態が生じる。この状態のときに、導線50自体の熱履
歴による熱膨張、熱収縮の繰り返しで隣接した導線50
同士の干渉により絶縁層52が破れ、導線50間の電位
差で銅が溶出して導線50間でショートし、または断線
してしまうという問題点があった。また、熱膨張係数の
異なる導線50とボビン53とが当接する箇所では導線
50の絶縁層52がより破れ易くなり、よりショート
し、または断線してしまうという問題点があった。
【0011】また、コイル7からの発熱で油の温度が油
中の揮発成分の気化温度以上になると、イオウ等が導線
50の絶縁層52をより透過し易くなり、導線50間の
ショートがより生じやすいという問題点があった。
【0012】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであり、導線の耐ショート性、
耐断線性を向上した電磁機器を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電磁機器
は、外装材と、この外装材に支持された可動軸と、この
可動軸の外周に該可動軸と同軸に配置するように上記外
装材内に設けられたボビンと、導線を上記ボビンに巻回
して構成され、かつ、外装モールドにより埋め込まれた
コイルとを備え、油中で用いられる電磁機器であって、
上記導線は、銅線と、この銅線上に被覆された高温ハン
ダ層と、この高温ハンダ層上に被覆された難イオウ化合
物透過性絶縁材料からなる保護層とから構成されている
ものである。
【0014】
【0015】
【0016】また、上記難イオウ化合物透過性絶縁材料
が熱硬化性樹脂である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係るス
テッピングモータを示す断面図である。なお、図におい
て、従来のものと同一または相当部分は同一符号を付
し、その説明は省略する。図1において、コイル7は、
銅線51上に絶縁層52を被覆して形成された導線50
を難イオウ化合物透過性絶縁材料としての熱硬化性樹脂
であるエポキシ樹脂で作製されたボビン61に所定回巻
回して構成されている。そして、このコイル7の導線5
0の端部がボビン61に取り付けられたコイルターミナ
ル8に接続されている。また、ボビン61に巻装された
コイル7は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂からなる
外装モールド62により埋め込まれている。さらに、鉄
製の鉄心55がコイル7を囲繞するように配設され、ス
テータ60が構成されている。そして、このステータ6
0はシャフト4の外周にシャフト4と同軸に配置されて
いる。なお、他の構成は上記従来のステッピングモータ
1と同様に構成されている。
【0018】ここで、分子構造的に見ると、熱可塑性樹
脂は直鎖状高分子の集合体であるのに対し、熱硬化性樹
脂は網状の架橋構造をとっている。そして、熱硬化性樹
脂は、熱可塑性樹脂に比べて、イオウ及び有機イオウ化
合物などの透過率が極めて小さい。このように構成され
た電磁機器であるステッピングモータ100では、コイ
ル7が熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂に埋め込まれて
いるので、油中からボビン61及び外装モールド62を
透過して絶縁層52に到達するイオウ及び有機イオウ化
合物の量が著しく低減される。その結果、イオウ及び有
機イオウ化合物と銅線51との化学反応に起因する銅線
51表面でのイオウ化合物の生成が抑えられ、絶縁層5
2の銅線51に対する密着力の低下が抑制される。そこ
で、導線50自体の熱履歴による熱膨張、熱収縮の繰り
返しで隣接した導線50同士が干渉しても、絶縁層52
の損傷が抑えられ、導線50間の電位差で銅が溶出して
導線50間でショートすること、断線することが抑えら
れる。また、熱膨張係数の異なる導線50とボビン61
とが当接する箇所における導線50の絶縁層52の損傷
も抑えられるので、導線50の耐ショート性、耐断線性
が向上される。さらに、コイル7からの発熱で油の温度
が油中の揮発成分の気化温度以上になっても、イオウ等
がボビン61及び外装モールド62を透過して導線50
の絶縁層52に到達しにくく、導線50の耐ショート
性、耐断線性が確保される。
【0019】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2に係るステッピングモータのコイルに適用される導
線を示す断面図である。図2において、導線63は、銅
線51上に被覆された絶縁層52上に、さらに難イオウ
化合物透過性絶縁材料としての熱硬化性樹脂であるエポ
キシ樹脂からなる保護層64を被覆して形成されてい
る。なお、この実施の形態2では、導線50に代えて導
線63を用いる点を除いて、上記実施の形態1と同様に
構成されている。
【0020】この実施の形態2では、イオウ及び有機イ
オウ化合物の透過性の低い保護層64が絶縁層52上に
被覆されているので、油中からボビン61及び外装モー
ルド62を透過したイオウ及び有機イオウ化合物は、保
護層64により絶縁層52への到達が阻止される。そこ
で、この実施の形態2によれば、絶縁層52に到達する
イオウ及び有機イオウ化合物の量が、上記実施の形態1
に比べて、さらに低減されるので、導線50の耐ショー
ト性、耐断線性が一層向上される。
【0021】ここで、上記実施の形態2では、難イオウ
化合物透過性絶縁材料であるエポキシ樹脂かならるボビ
ン61及び外装モールド62を用いるものとしている
が、熱可塑性樹脂からなるボビン及び外装モールドを用
いても良い。この場合、油中のイオウ及び有機イオウ化
合物がボビン及び外装モールドを透過しても、保護層6
4により絶縁層52への到達が抑制されるので、従来例
に比べて、導線の耐ショート性、耐断線性が向上され
る。
【0022】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3に係るステッピングモータのコイルに適用される導
線を示す断面図である。図3において、導線65は、高
温ハンダ層66が銅線51上に被覆され、保護層64が
高温はんだ層66上に被覆されて形成されている。ここ
で、高温ハンダ層66は、鉛が90wt%以上の鉛リッ
チな錫・鉛系ハンダを用いている。なお、この実施の形
態3では、導線50に代えて導線65を用いる点を除い
て、上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0023】この実施の形態3では、イオウ及び有機イ
オウ化合物の透過性の低い保護層64が高温ハンダ層6
6上に被覆されているので、油中からボビン61及び外
装モールド62を透過したイオウ及び有機イオウ化合物
は、保護層64により高温ハンダ層66への到達が抑え
られる。そして、保護層64を透過したイオウ及び有機
イオウ化合物は、高温ハンダ層66により銅線51への
到達が阻止される。ここで、高温ハンダは銅に比べてイ
オウ及び有機イオウ化合物と反応しにくい。そこで、イ
オウ及び有機イオウ化合物と高温ハンダ層66との化学
反応に起因するイオウ化合物が高温ハンダ層66表面に
生成されず、保護層64の高温ハンダ層66に対する密
着力が低下されることもない。その結果、導線65の耐
ショート性、耐断線性が一層向上される。
【0024】ここで、上記実施の形態3では、難イオウ
化合物透過性絶縁材料であるエポキシ樹脂かならるボビ
ン61及び外装モールド62を用いるものとしている
が、熱可塑性樹脂からなるボビン及び外装モールドを用
いても良い。この場合、油中のイオウ及び有機イオウ化
合物がボビン及び外装モールドを透過しても、保護層6
4及び高温ハンダ層66により銅線51への到達が阻止
されるので、従来例に比べて、導線の耐ショート性、耐
断線性が向上される。
【0025】なお、上記各実施の形態では、イオウ及び
有機イオウ化合物の透過性の低い材料、即ち難イオウ化
合物透過性絶縁材料としてエポキシ樹脂を用いるものと
して説明しているが、難イオウ化合物透過性絶縁材料と
しては熱硬化性樹脂を用いることができ、例えばフェノ
ール樹脂でもよい。また、上記各実施の形態では、ステ
ッピングモータについて説明したが、この発明はステッ
ピングモータに限定されるものではなく、油中で用いら
れる電磁機器であればよく、例えば可動弁でオイルの通
路を規制してオイル流量あるいは圧力を制御することに
より、ドライブシャフトとエンジンシャフトとの回転比
を調節する変速機構の動作を制御するソレノイドバルブ
に適用できる。また、上記実施の形態3では、鉛が90
wt%以上の錫・鉛系ハンダを用いて高温ハンダ層66
を形成するものとしているが、錫・鉛ハンダにおける鉛
の含有量は必ずしも90wt%以上である必要はなく、
60wt%以上であればよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、外装材と、この外
装材に支持された可動軸と、この可動軸の外周に該可動
軸と同軸に配置するように上記外装材内に設けられたボ
ビンと、導線を上記ボビンに巻回して構成され、かつ、
外装モールドにより埋め込まれたコイルとを備え、油中
で用いられる電磁機器であって、上記導線は、銅線と、
この銅線上に被覆された高温ハンダ層と、この高温ハン
ダ層上に被覆された難イオウ化合物透過性絶縁材料から
なる保護層とから構成されているので、油中のイオウ及
び有機イオウ化合物がボビンおよび外装モールドを透過
して導線に到達することに起因して導線間でショート
し、または断線してしまうといったことが防止され、導
線の耐ショート性、耐断線性が向上される電磁機器が得
られる。
【0027】
【0028】
【0029】また、上記難イオウ化合物透過性絶縁材料
が熱硬化性樹脂であるので、ボビン、外装モールド、保
護層の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係るステッピング
モータを示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態2に係るステッピング
モータのコイルに適用される導線を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態3に係るステッピング
モータのコイルに適用される導線を示す断面図である。
【図4】 従来のPM型ステッピングモータを示す外観
図である。
【図5】 図4のV−V線に沿った断面図である。
【図6】 図5のVI−VI線に沿った断面図である。
【図7】 図5のVII−VII線に沿った断面図であ
る。
【図8】 図5のステッピングモータの要部斜視図であ
る。
【図9】 図5のステッピングモータのコイルに適用さ
れる導線を示す断面図である。
【図10】 図5のステッピングモータのステータにお
けるコイル巻回状態を示す斜視図である。
【図11】 図5のステッピングモータのステータにお
ける樹脂モールド状態を示す斜視図である。
【図12】 図5のステッピングモータのステータを示
す斜視図である。
【符号の説明】
2 外装材、4 シャフト(可動軸)、7 コイル、5
0 導線、51 銅線、52 絶縁層、61 ボビン、
62 外装モールド、63 導線、64 保護層、65
導線、66 高温ハンダ層、100 ステッピングモ
ータ(電磁機器)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02K 37/14 535 H02K 37/14 535B 37/24 37/24 Q (72)発明者 菅野 千秋 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小澤 弘正 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 大田 裕久 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−121481(JP,A) 特開 昭62−290332(JP,A) 特開 昭58−25010(JP,A) 実開 昭61−108052(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 3/44 H01F 7/06 H02K 3/30 H02K 37/14 535 H02K 37/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外装材と、この外装材に支持された可動
    軸と、この可動軸の外周に該可動軸と同軸に配置するよ
    うに上記外装材内に設けられたボビンと、導線を上記ボ
    ビンに巻回して構成され、かつ、外装モールドにより埋
    め込まれたコイルとを備え、油中で用いられる電磁機器
    であって、 上記導線は、銅線と、この銅線上に被覆された高温ハン
    ダ層と、この高温ハンダ層上に被覆された難イオウ化合
    物透過性絶縁材料からなる保護層とから構成されている
    ことを特徴とする電磁機器。
  2. 【請求項2】 上記難イオウ化合物透過性絶縁材料が熱
    硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1記載の電磁
    機器。
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