JP2003199277A

JP2003199277A - コイルの電気絶縁構造

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Publication number: JP2003199277A
Application number: JP2001393976A
Authority: JP
Inventors: Misao Kurata; 操倉田; Masashi Kitamura; 将志北村
Original assignee: Takano Co Ltd
Current assignee: Takano Co Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP3725469B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造時の自動化を容易にしてコストダウン，生
産性向上及び品質向上を図るとともに、コイルに対する
保護強化、さらには、十分かつ確実な電気絶縁性能の確
保を図る。【解決手段】コイルＣを巻回したコイルボビン２の中心
にマグネットロータ３を配するとともに、コイルボビン
２の外側に磁性体により形成したヨーク４を配した回転
電機Ｍにおいて、コイルボビン２に係合して位置決めさ
れ、かつ当該コイルボビン２と組合わさることによりコ
イルＣの表面全体を覆う絶縁成形体５を装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリソレノイ
ドや電動モータ等の回転電機に用いて好適なコイルの電
気絶縁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コイルを巻回したコイルボビンの
中心にマグネットロータを配するとともに、コイルボビ
ンの外側に磁性体により形成したヨークを配してなるロ
ータリソレノイドや電動モータ等の回転電機は知られて
おり、既に、本出願人も、このような構成を有するロー
タリソレノイド装置を、特開２００１−２５８２３３号
公報により提案した。

【０００３】ところで、同公報におけるロータリソレノ
イド装置をはじめ、この種の回転電機は、コイルボビン
に巻回したコイルの外側が、ケーシングを兼ねた導電性
（磁性）を有する金属製のヨークにより覆われるため、
通常、コイルの表面に絶縁テープを巻いたり絶縁シート
を貼付けることにより、コイルとヨーク間の電気絶縁性
能を確保している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電気絶縁構造は、次のような問題点があった。

【０００５】第一に、製造面において難があり、例え
ば、手作業による場合には、製造工数の増大や品質のバ
ラツキを招くとともに、他方、自動化する場合には、製
造装置の複雑化によるコストの増大を招く。

【０００６】第二に、製造中にコイルのマグネットワイ
ヤがほつれたりコイルを傷付ける虞れがあるなど、コイ
ルに対する十分な保護を図れない。

【０００７】第三に、この種の回転電機には、小型化と
高性能化の両立が要求される傾向があるため、コイルと
ヨーク間の絶縁距離が短くなり、この結果、従来の電気
絶縁構造によっては十分な電気絶縁性能を確保できな
い。

【０００８】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、製造時の自動化を容易に
してコストダウン，生産性向上及び品質向上を図ること
ができるとともに、コイルに対する保護強化、さらに
は、十分かつ確実な電気絶縁性能の確保を図ることがで
きるコイルの電気絶縁構造の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係るコイルの電気絶縁構造１は、コイルＣを巻回したコ
イルボビン２の中心にマグネットロータ３を配するとと
もに、コイルボビン２の外側に磁性体により形成したヨ
ーク４を配した回転電機Ｍにおいて、コイルボビン２に
係合して位置決めされ、かつ当該コイルボビン２と組合
わさることによりコイルＣの表面全体を覆う絶縁成形体
５を装着したことを特徴とする。

【００１０】この場合、好適な実施の形態により、絶縁
成形体５は、一対の絶縁パーツ５ｐ，５ｑを備えて構成
できるとともに、この絶縁パーツ５ｐ（５ｑも同様）
は、ドーナツ状に形成した端面部１１とこの端面部１１
から直角に突出した一又は二以上の側面部１２ｉ，１２
ｊを、合成樹脂等の絶縁材により一体成形することがで
きる。なお、回転電機Ｍには、ロータリソレノイドＭｒ
を適用できる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１２】まず、本実施例に係る電気絶縁構造１を備
えるロータリソレノイドＭｒ（回転電機Ｍ）の構成部品
について、図１〜図４を参照して説明する。

【００１３】２は、コイルボビンであり、軸方向に二分
割した一対のボビン半体２ｐ，２ｑからなる。一方のボ
ビン半体２ｐは、内筒半部２１ｐと、この内筒半部２１
ｐの１８０〔°〕対向した位置から径方向外方に突出し
たコイル巻付半部２２ｐａ，２２ｐｂと、各コイル巻付
半部２２ｐａ，２２ｐｂの先端から周方向へ半円状に延
設したバリヤ半部２３ｐａ，２３ｐｂを、合成樹脂等の
絶縁材により一体成形する。この場合、バリヤ半部２３
ｐａと２３ｐｂ間には、所定の隙間Ｓｐｉ，Ｓｐｊを設
ける。また、図３に示すように、内筒半部２１ｐの内面
には、中心方向へ突出させることにより、リード線Ｌ
ａ，Ｌｂを保持し、かつガイドするチャンネル状のガイ
ド部２４ａ，２４ｂを一体に設けるとともに、バリヤ半
部２３ｐａ，２３ｐｂには、リード線Ｌａ，Ｌｂを外部
に導出する断面Ｕ形の導出口部２５ａ，２５ｂを一体に
設ける。なお、他方のボビン半体２ｑも、基本的な構成
は一方のボビン半体２ｐと同じとなるが、ガイド部２４
ａ，２４ｂ及び導出口部２５ａ，２５ｂを設けない点が
一方のボビン半体２ｐとは異なる。

【００１４】これにより、一対のボビン半体２ｐと２ｑ
を、図１に示すように衝合わせれば、コイルボビン２を
構成することができる。即ち、各内筒半部２１ｐ…同士
が組合わさることにより内筒部２１が構成されるととも
に、各コイル巻付半部２２ｐａ…同士及び２２ｐｂ…同
士が組合わさることによりコイル巻付部２２ａ，２２ｂ
が構成され、さらに、各バリヤ半部２３ｐａ…同士及び
２３ｐｂ…同士が組合わさることによりバリヤ部２３
ａ，２３ｂが構成される。この場合、コイル巻付部２２
ａ，２２ｂの内側には、断面が矩形となり、かつ内端と
外端が開口したコア収容空間が形成される。

【００１５】また、３はマグネットロータであり、磁性
体により形成したシャフト３１と、このシャフト３１の
外周面に固定した一対のマグネット３２ａ，３２ｂを有
する。この場合、マグネットロータ３は、図３に示すよ
うに、シャフト３１の径方向に形成した孔部に規制ピン
３３を挿入し、この規制ピン３３の両端により、シャフ
ト３１の外周面に配した半円状をなす一対のマグネット
３２ａ，３２ｂを位置規制するとともに、マグネット３
２ａ，３２ｂは合成樹脂等の絶縁材を用いたモールド部
３４によりシャフト３１上に固定する。なお、各マグネ
ット３２ａ，３２ｂは、内側面と外側面に異極が現れる
とともに、一方のマグネット３２ａの内側面はＳ極、他
方のマグネット３２ｂの内側面はＮ極となる。

【００１６】さらに、４は磁性体により形成したヨーク
であり、円筒形のヨーク本体部３６と、このヨーク本体
部３６の両端開口を閉塞する端板部３７ｐ，３７ｑを備
える。なお、ヨーク４はロータリソレノイドＭｒのケー
シングを兼ねている。各端板部３７ｐ，３７ｑは、中心
に、シャフト３１が挿通する開孔部３８ｐ，３８ｑを有
するとともに、内側面には軸方向に突出した筒形の支持
部３９ｐ，３９ｑをそれぞれ一体に有する。各支持部３
９ｐ，３９ｑの外周面は、内筒部２１の内周面に嵌合す
るとともに、各支持部３９ｐ，３９ｑの内周面により、
ベアリング４１ｐ，４１ｑをそれぞれ保持する。

【００１７】一方、本発明に従って一対の絶縁パーツ５
ｐ，５ｑを用意する。この場合、絶縁パーツ５ｐ…は、
同一のものを二つ用意すれば足りる。この絶縁パーツ５
ｐと５ｑにより絶縁成形体５が構成される。絶縁パーツ
５ｐは、図１に示すように、全体をドーナツ状に形成
し、かつ１８０〔゜〕対向位置に一対の段差面１１ｉ，
１１ｊを設けた端面部１１と、段差面１１ｉ，１１ｊか
ら直角に突出した一対の側面部１２ｉ，１２ｊを備え、
合成樹脂等の絶縁材により一体成形する。この絶縁パー
ツ５ｐの基本的形状には、コイルボビン２に係合して位
置決めされ、かつ当該コイルボビン２と組合わさること
によりコイルＣの表面全体を覆う形状を選定する。

【００１８】次に、本実施例に係るロータリソレノイド
Ｍｒの組立方法（製造方法）について、各図を参照して
説明する。

【００１９】まず、図１に示すように、一対のボビン半
体２ｐと２ｑを衝合わせることにより、コイルボビン２
を組立てる。この場合、組立てる際は、図３及び図４に
示すように、一対の内筒半部２１ｐ…間，２１ｑ…間
に、それぞれコア２７ａ，２７ｂを介在させる。これに
より、各コイル巻付部２２ｐ，２２ｑの内側に、コア２
７ａ，２７ｂがそれぞれ収容される。

【００２０】そして、コイル巻付部２２ｐ，２２ｑに、
マグネットワイヤを順次巻付けることにより、コイル巻
付部２２ｐ，２２ｑにコイルＣを巻回する。また、コイ
ルＣの巻始端，巻終端には、それぞれリード線Ｌａ，Ｌ
ｂを半田付等により接続し、各リード線Ｌａ，Ｌｂは、
それぞれガイド部２４ａ，２４ｂに収容し、さらに、導
出口部２５ａ，２５ｂに収容することにより、図２に示
すように、外部に導出する。

【００２１】また、コイルボビン２には、図１に示すよ
うに、一対の絶縁パーツ５ｐ，５ｑを装着する。この場
合、一方の絶縁パーツ５ｐは、図１に示すように、ボビ
ン半体２ｐに対して矢印Ｈ方向から装着し、絶縁パーツ
５ｐの端面部１１を、ボビン半体２ｐの内筒半部２１ｐ
とバリヤ半部２３ｐａ，２３ｐｂ間に嵌合（係合）させ
るとともに、一対の側面部１２ｉ，１２ｊを、隙間Ｓｐ
ｉ，Ｓｐｊに収容してバリヤ半部２３ｐａ，２３ｐｂの
相互間に嵌合（係合）させる。これにより、絶縁パーツ
５ｐは、ボビン半体２ｐ（コイルボビン２）に位置決め
され、かつ仮固定される。なお、他方の絶縁パーツ５ｑ
も、ボビン半体２ｑに対して同様に装着する。

【００２２】以上の工程により、図２に示すアッセンブ
リユニットＵを得ることができる。このアッセンブリユ
ニットＵは、一対の絶縁パーツ５ｐ，５ｑとコイルボビ
ン２が組合わさることにより、コイルＣの表面全体が覆
われる。したがって、このアッセンブリユニットＵで
は、コイルＣの露出部分がほとんど無くなるため、例え
ば、製造中にコイルＣのマグネットワイヤがほつれた
り、コイルＣを傷付ける虞れが解消され、コイルＣに対
する十分かつ確実な保護を図ることができる。

【００２３】一方、アッセンブリユニットＵは、ヨーク
本体部３６に収容するとともに、コイルボビン２におけ
る内筒部２１の内側に、マグネットロータ３を収容す
る。そして、この状態で、マグネットロータ３の一端側
から、ベアリング４１ｐ及び端板部３７ｐを装着すると
ともに、マグネットロータ３の他端側から、ベアリング
４１ｑ及び端板部３７ｑを装着する。この場合、ヨーク
本体部３６の両端には、断差係合部を形成してあるた
め、各端板部３７ｐ，３７ｑを当該断差係合部に係合さ
せるとともに、ヨーク本体部３６の両端縁をカーリング
（カシメ）することにより、各端板部３７ｐ，３７ｑと
ヨーク本体部３６を固定する。なお、ヨーク本体部３６
には、導出口部２５ａ，２５ｂを外部に露出させるため
の不図示の切欠部が形成されている。これにより、図３
及び図４に示すロータリソレノイドＭｒを得ることがで
きる。

【００２４】このロータリソレノイドＭｒは、リード線
Ｌａ，Ｌｂに給電し、コイルＣを励磁すれば、一対のコ
ア２７ａ，２７ｂの先端磁極面に、それぞれ異極を発生
させることができる。したがって、シャフト３に不図示
のストッパ機構を付設し、コア２７ａ，２７ｂの先端磁
極面の磁極の発生状態を制御すれば、シャフト３をスト
ッパ機構により規制される所定角度範囲において反復的
に回動変位させることができる。なお、この際、リター
ンスプリングを使用して単安定ロータリソレノイドとし
てもよいし、リターンスプリングを使用することなく、
双安定ロータリソレノイドとしてもよい。また、デッド
ポイントをずらした単安定ロータリソレノイドとするこ
ともできる。

【００２５】よって、このような本実施例に係るロータ
リソレノイドＭｒによれば、図３に示すように、コイル
Ｃと各端板部３７ｐ，３７ｑ間、さらには、コイルＣと
ヨーク本体部３６間に、絶縁パーツ５ｐ，５ｑが介在す
る電気絶縁構造１を構成することができる。したがっ
て、ロータリソレノイドＭｒ（回転電機Ｍ）に対して、
小型化と高性能化の両立が要求され、磁性体、特に、導
電性を有する金属により形成されるヨーク４とコイルＣ
間の絶縁距離が短くなった場合であっても、絶縁パーツ
５ｐ，５ｑ（絶縁成形体５）の存在により、十分かつ確
実な電気絶縁性能を確保できる。しかも、製造時の自動
化が容易となり、この側面からコストダウン，生産性向
上及び品質向上を図ることができる。また、絶縁成形体
５は、一対の絶縁パーツ５ｐ，５ｑを備えるとともに、
絶縁パーツ５ｐは、ドーナツ状に形成した端面部１１と
この端面部１１から直角に突出した一又は二以上の側面
部１２ｉ，１２ｊを、合成樹脂等の絶縁材により一体成
形できるため、容易に実施可能であり、さらなる低コス
ト性に貢献できる。

【００２６】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，材料，数量等において、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除すること
ができる。例えば、回転電機Ｍとしてロータリソレノイ
ドＭｒを例示したが、電動モータ等の任意の回転電機Ｍ
に適用することができる。また、ロータリソレノイドＭ
ｒの極数として２極の場合を例示したが極数は任意であ
る。

【００２７】

【発明の効果】このように、本発明に係るコイルの電気
絶縁構造は、コイルを巻回したコイルボビンの中心に、
マグネットロータを配するとともに、コイルボビンの外
側に、磁性体により形成したヨークを配した回転電機に
おいて、コイルボビンに係合して位置決めされ、かつ当
該コイルボビンと組合わさることにより、コイルの表面
全体を覆う絶縁成形体を装着してなるため、次のような
顕著な効果を奏する。

【００２８】（１）回転電機に対して、小型化と高性
能化の両立が要求され、コイルとヨーク間の絶縁距離が
短くなった場合であっても、絶縁成形体の存在により、
十分かつ確実な電気絶縁性能を確保できる。

【００２９】（２）製造時の自動化が容易となり、こ
の側面からコストダウン，生産性向上及び品質向上を図
ることができる。

【００３０】（３）コイルボビンを有するアッセンブ
リユニットでは、コイルの露出部分がほとんど無くなる
ため、製造中にコイルのマグネットワイヤがほつれた
り、コイルを傷付ける虞れが解消され、コイルに対する
十分かつ確実な保護を図ることができる。

【００３１】（４）好適な実施の形態により、絶縁成
形体を、一対の絶縁パーツを備えて構成するとともに、
絶縁パーツを、ドーナツ状に形成した端面部とこの端面
部から直角に突出した一又は二以上の側面部を、合成樹
脂等の絶縁材により一体成形すれば、容易に実施可能で
あり、さらなる低コスト性に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係るロータリソレノイ
ド（回転電機）に備えるコイルボビン及び絶縁成形体
（絶縁パーツ）の斜視図、

【図２】同ロータリソレノイドに備えるコイルボビンに
絶縁成形体（絶縁パーツ）を装着したアッセンブリユニ
ットの斜視図、

【図３】同ロータリソレノイドの縦断面図、

【図４】同ロータリソレノイドの横断面図、

【符号の説明】

１電気絶縁構造２コイルボビン３マグネットロータ４ヨーク５絶縁成形体５ｐ絶縁パーツ５ｑ絶縁パーツ１１端面部１２ｉ側面部１２ｊ側面部ＣコイルＭ回転電機Ｍｒロータリソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H604 BB01 BB12 CC05 CC14 CC17 DB01 PB04 QA06 5H633 BB06 BB08 GG02 GG09 HH03 HH06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを巻回したコイルボビンの中心
に、マグネットロータを配するとともに、前記コイルボ
ビンの外側に、磁性体により形成したヨークを配した回
転電機におけるコイルの電気絶縁構造において、前記コ
イルボビンに係合して位置決めされ、かつ当該コイルボ
ビンと組合わさることにより、前記コイルの表面全体を
覆う絶縁成形体を装着してなることを特徴とするコイル
の電気絶縁構造。
【請求項２】前記絶縁成形体は、一対の絶縁パーツを
備えることを特徴とする請求項１記載のコイルの電気絶
縁構造。
【請求項３】前記絶縁パーツは、ドーナツ状に形成し
た端面部とこの端面部から直角に突出した一又は二以上
の側面部を、合成樹脂等の絶縁材により一体成形してな
ることを特徴とする請求項２記載のコイルの電気絶縁構
造。
【請求項４】前記回転電機は、ロータリソレノイドで
あることを特徴とする請求項１記載のコイルの電気絶縁
構造。