JP3732489B2 - 電磁機器 - Google Patents

Description

この発明は、油の入ったトランスミッションケース内で用いられる例えばモータである電磁機器に関するものである。

図４は電磁機器であるステッピングモータの平面図、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ＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図、図８は図４のステッピングモータの要部斜視図である。
図において、油の入ったトランスミッションケース（図示せず）内に収められた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。

モータ本体３は、外装材２に固定されたステータ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、銅線表面に外皮膜が形成された導線をボビン５０に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２５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に固定された中空円柱形状の永久磁石１１とを有している。

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７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。

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。

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１６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。

変換機構３１は、ねじ部４ａと、ロッド１６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８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２０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、第１のリンク１００に係合する樹脂製の操作部材２２が取り付けられている。

上記構成の電磁機器であるステッピングモータ１では、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、トランスミッションケース内に入った変速制御弁（図示せず）が開閉され、最終的には、車輪に接続されたドライブシャフトとエンジンに接続されたエンジンシャフトとの回転比が変わることになる。

特開平５−２７６７１０号公報

従来のステッピングモータ１は、イオウ及びイオウ化合物を含有する油中に浸せきされて用いられるので、導線の外皮膜が下記のようなことを原因として破損すると、このイオウ及びイオウ化合物と破損した箇所の銅線との間で化学反応が起こり、導線間の電位差で銅が溶出して導線間でショートし、または断線してしまうという問題点があった。

イ．ボビン５０に導線を巻回してコイル７を形成する際に、ボビンと導線との間で生じる摩擦力で導線の外皮膜が破損する。
ロ．ボビン５０に導線を巻回した後、ボビン５０には外皮膜の熱融着で導線が接着されるが、その後ボビン５０と外皮膜との材質の違いから両者間で生じる熱応力で導線の外皮膜が破損する。
ハ．導線の外皮膜の厚さがボビン５０のバリの高さより薄いと、ボビン５０に導線を巻回する際にバリの先端部が導線まで達し、導線の外皮膜が破損する。

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って、外皮膜の破損を防止し、導線の耐ショート性、耐断線性が向上した電磁機器を得ることを目的とする。

この発明に係る電磁機器は、油の入ったケース内で用いられる電磁機器であって、ボビンと、このボビンに巻回されているとともに外皮膜を有する導線とを備え、前記ボビンの材質は、前記外皮膜の材質に対して滑性のものを用い、前記導線の外皮膜の厚さは、ボビンに生じたバリの高さを超える厚さである。

また、この発明に係る電磁機器は、油の入ったケース内で用いられる電磁機器であって、ボビンと、このボビンに巻回されているとともに外皮膜を有する導線と、前記ボビンの表面に塗布された滑性材とを備え、前記導線の外皮膜の厚さは、ボビンに生じたバリの高さを超える厚さである。

この発明に係る電磁機器によれば、ボビンに導線を巻回してコイルを形成する際に、ボビンと導線との間で生じる摩擦力が低減され、外皮膜の破損がそれだけ低減され、導線の耐ショート性、耐断線性が向上する。また、ボビンに導線を巻回した後の外皮膜の熱融着で導線が接着された後の熱応力も低減され、外皮膜の破損がそれだけ低減され、導線の耐ショート性、耐断線性が向上する。
また、導線の外皮膜の厚さは、ボビンに生じたバリの高さを超える厚さであるので、さらに導線の外皮膜がより破損しにくくなり、導線の耐ショート性、耐断線性がさらに向上する。

また、この発明に係る電磁機器によれば、ボビンと、このボビンに巻回されているとともに外皮膜を有する導線と、前記ボビンの表面に塗布された滑性材とを備えたので、簡単な構成で導線の耐ショート性、耐断線性が向上する。
前記導線の外皮膜の厚さは、ボビンに生じたバリの高さを超える厚さであるので、さらに導線の外皮膜がより破損しにくくなり、導線の耐ショート性、耐断線性がさらに向上する。

参考例１．
図１は電磁機器であるステッピングモータ１００の断面図である。
図において、油の入ったトランスミッションケース（図示せず）内に収められたＰＭ形のステッピングモータ１００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内に設けられた電磁機器本体であるモータ本体５１と、このモータ本体５１により回転されるシャフト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。

モータ本体５１は、外装材２に固定されたステータ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、ボビン５０と、このボビン５０に銅線表面に外皮膜が形成された導線が巻回されて構成されたコイル７と、このコイル７を囲ったカバー部材５２と、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とを有している。
対向して一対配置されたコイル７は、図２に示す形状のカバー部材５２により、矩形断面のコイル７の三面が覆われている。
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に固定された中空円柱形状の永久磁石１１とを有している。

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１６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。

変換機構３１は、ねじ部４ａと、ロッド１６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。このガイド部材２０は、シャフト４の回転によりシャフト４の軸線方向へ移動するようになっている。

上記構成の電磁機器であるステッピングモータ１００では、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、トランスミッションケース内に入った変速制御弁（図示せず）が開閉され、最終的には、車輪に接続されたドライブシャフトとエンジンに接続されたエンジンシャフトとの回転比が変わることになる。

上記構成のステッピングモータ１００では、カバー部材５２がコイル７を囲っているので、このカバー部材５２は、外装材２の射出成形時にコイル７に成形圧力が直接加わるのが防止される。そのため、ボビン５０のバリに起因して外皮膜が破損することが低減され、油中において導線間の電位差で銅が溶出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低減される。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１では、ボビンがポリテトラフルオロエチレン樹脂（テフロン（登録商標））で構成されている。ボビンは外皮膜に対して滑性を有しているので、ボビンと導線との間で生じる摩擦力が低減され、ボビンに導線を巻回してコイルを形成する際に摩擦力で外皮膜が破損するのが低減される。また、ボビンは外皮膜に対して非接着性を有しているので、導線が外皮膜の熱融着でボビンに接着される力は低減され、ボビンと外皮膜との材質の違いから両者間で生じる熱応力も小さくなり、熱応力で導線の外皮膜が破損するのが低減される。
なお、ボビンの表面に滑性材であるシリコン、またはオイルを塗布することでも、導線の外皮膜が破損するのを低減することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の電磁機器であるステッピングモータの要部断面図であり、導線６０は、銅線６１の表面に外皮膜が形成されている。外皮膜は、エナメルからなる絶縁層６２と、この絶縁層６２の表面に形成された熱可塑性エポキシ樹脂からなる融着層６３とから構成されている。融着層６３は導線６０同士を接着するために用いられている。
外皮膜の厚さは、ボビン５０に生じたバリ６４の高さを超える厚さに設定されている。バリ６４の高さは通常０．０１ｍｍを越えることがないので、外皮膜の厚さは０．０１ｍｍに設定されている。

この実施の形態２では、導線６０の外皮膜の厚さがボビン５０のバリ６４の高さより厚いので、ボビン５０に導線６０を巻回する際にバリの先端部が導線まで達することはなく、それだけ導線６０の外皮膜が破損しにくくなる。
従って、イオウ及びイオウ化合物を含有する油中に浸せきされたステッピングモータが、外皮膜の破損に起因してイオウ及びイオウ化合物と破損た箇所の銅線６１との間で化学反応が起こり、導線６０間の電位差で銅が溶出して導線６０間でショートし、または断線してしまうといったことが低減される。
なお、上記実施の形態１の発明に、導線の外皮膜の厚さを、ボビンに生じたバリの高さを超える厚さにするという発明を組み合わせることで、導線の外皮膜がより破損しにくくなり、導線の耐ショート性、耐断熱性がより向上する。
なお、上記の各実施の形態では、電磁機器としてステッピングモータについて説明したが、この発明はこのモータに限定されないのは勿論である。例えば、ボビンに導線が巻回されたコイルに生じる電磁力で作動する可動弁で油の通路を規制して油流量または圧力を制御し、その結果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変速制御弁（ソレノイドバルブ）にも適用することができる。

この発明の参考例１のステッピングモータの断面図である。 図１のカバー部材の部分斜視図である。 この発明の実施の形態２のステッピングモータの要部断面図である。 従来のステッピングモータを示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図４のステッピングモータの要部斜視図である。

符号の説明

１００ ステッピングモータ、７ コイル、２ 外装材（覆体）、１２ ハウジング（覆体）５０ ボビン、５１ モータ本体、５２ カバー部材、６０ 導線、６１ 銅線、６２ 絶縁層、６３ 融着層、６４ バリ、１００ ステッピングモータ。

Claims (5)

1. 油の入ったケース内で用いられる電磁機器であって、
   ボビンと、このボビンに巻回されているとともに外皮膜を有する導線とを備え、前記ボビンの材質は、前記外皮膜の材質に対して滑性のものを用い、
   前記導線の外皮膜の厚さは、前記ボビンに生じたバリの高さを超える厚さである電磁機器。
2. ボビンは、ポリテトラフルオロエチレン樹脂で構成された請求項１に記載の電磁機器。
3. 油の入ったケース内で用いられる電磁機器であって、
   ボビンと、このボビンに巻回されているとともに外皮膜を有する導線と、前記ボビンの表面に塗布された滑性材とを備え、
   前記導線の外皮膜の厚さは、前記ボビンに生じたバリの高さを超える厚さである電磁機器。
4. 滑性材はシリコンである請求項３に記載の電磁機器。
5. 滑性材はオイルである請求項３に記載の電磁機器。

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