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JP3515511B2 - 電磁機器 - Google Patents

電磁機器

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Publication number
JP3515511B2
JP3515511B2 JP2000330749A JP2000330749A JP3515511B2 JP 3515511 B2 JP3515511 B2 JP 3515511B2 JP 2000330749 A JP2000330749 A JP 2000330749A JP 2000330749 A JP2000330749 A JP 2000330749A JP 3515511 B2 JP3515511 B2 JP 3515511B2
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JP
Japan
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bobbin
coil
electromagnetic device
shaft
outer coating
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JP2000330749A
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直也 橋本
光雄 宮奥
四郎 長谷川
千秋 菅野
弘正 小澤
裕久 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE10145159A priority patent/DE10145159B4/de
Priority to US09/961,273 priority patent/US7187260B2/en
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08—Insulating casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/44—Protection against moisture or chemical attack; Windings specially adapted for operation in liquid or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, moulding insulation, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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、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。
【０００２】
【従来の技術】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。
【０００３】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。
【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。
【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、第１のリンク１
００に係合する樹脂製の操作部材２２が取り付けられて
いる。
【０００８】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２
０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。
【０００９】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。
【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、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。
【００１１】イ．ボビン５０にバリがあると、射出成形
で外装材２を形成する際にモータ本体３に大きな成形圧
力が加わり、そのバリにより導線の外皮膜が破損する。
ロ．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。
【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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１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、ボビンに導線を巻回して構成されたコイル
及びこのコイルを囲ったカバー部材を有する電磁機器本
体と、この電磁機器本体を覆った覆体とを備え、前記覆
体の射出成形時に予め前記コイルの３面を囲った前記カ
バー部材で、前記覆体の射出成形時に前記コイルに成形
圧力が直接加わるのが防止されるようになっている。
【００１４】この発明の請求項２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た外皮膜を有する導線とを
備え、前記外皮膜の厚さは、前記ボビンに生じたバリの
高さを超える厚さである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態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３
１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。
【００１６】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５
０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１
０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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。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。
【００２０】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２
０及びロッド１６の直線運動に変換される。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】参考例１． この発明の参考例１では、ボビンがポリテトラフルオロ
エチレン樹脂（商標名テフロン）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。
【００２４】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６
１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。
【００２５】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した
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、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。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る電磁機器によれば、油の入ったケース内で用い
られる電磁機器であって、ボビンに導線を巻回して構成
されたコイル及びこのコイルの３面を囲ったカバー部材
を有する電磁機器本体と、この電磁機器本体を覆った覆
体とを備え、前記覆体の射出成形時に予め前記コイルを
囲った前記カバー部材で、前記覆体の射出成形時に前記
コイルに成形圧力が直接加わるのが防止されるようにな
っているので、射出成形で覆体を形成する際に大きな成
形圧力が直接電磁機器本体に加わりことがなく、その成
形圧力に起因して導線の外皮膜が破損することが低減さ
れ、導線の耐ショート性、耐断線性が向上する。
【００２７】また、この発明の請求項２に係る電磁機器
によれば、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た外皮膜を有
する導線とを備え、前記外皮膜の厚さは、前記ボビンに
生じたバリの高さを超える厚さであるので、ボビンに導
線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、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１のステッピングモー
タの断面図である。
【図２】 図１のカバー部材の部分斜視図である。
【図３】 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。
【図４】 従来のステッピングモータを示す平面図であ
る。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図であ
る。
【図８】 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、５
１ 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、１
００ ステッピングモータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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６−96981（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−163075（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−32197（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−144101（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 3/46 H02K 3/44

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油の入ったケース内で用いられる電磁機
    器であって、 ボビンに導線を巻回して構成されたコイル及びこのコイ
    ルを囲ったカバー部材を有する電磁機器本体と、 この電磁機器本体を覆った覆体とを備え、前記覆体の射
    出成形時に予め前記コイルの３面を囲った前記カバー部
    材で、前記覆体の射出成形時に前記コイルに成形圧力が
    直接加わるのは防止されるようになっている電磁機器。
  2. 【請求項２】 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請求項１に記載
    の電磁機器。
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