JP2009054937A - コイルボビン - Google Patents

Abstract

【課題】コイルワイヤを巻芯部に整列巻回することができ、巻回されたコイルワイヤに対する溶融樹脂の流れ込みや挿込みを抑制し、成型時や熱サイクル下での使用時にコイルワイヤの断線を防止することのできるコイルボビンを提供する。
【解決手段】巻芯部とフランジ部とを備え、巻芯部の構成面に対しコイルワイヤを巻軸方向に沿って所望のターン数にて巻回するコイルボビンであって、フランジ部には巻芯部にむけてコイルワイヤを引き込むためのコイルワイヤ導入溝と、引き込まれたコイルワイヤを巻芯部の構成面に案内するためのコイルワイヤ案内部とが形成され、巻芯部の構成面には、コイルワイヤの巻回方向に伸びる非環状の巻線ガイドと、巻回されるコイルワイヤの巻回ターンを切り換えるためのガイド非形成部とが設けられるとともに、前記巻線ガイドが、コイルワイヤ案内部と構成面との境界位置を通る軸線を跨いで形成されていることを特徴とするコイルボビン。
【選択図】図２

Description

本発明は、コイルワイヤを巻回してソレノイドコイル等のコイル部品を得るためのコイルボビンに関する。

コイル部品の一種であるソレノイドコイルが、金属シャフトやバルブなどを移動／開閉制御するための装置として従来一般的に用いられている。近年では特に自動車用途として、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＡＴ（オートマチックトランスミッション）としての需要が高まっている。
これらの自動車用途のソレノイドコイルは、耐水・耐湿・防塵等の性能を高めることによって過酷な使用環境に対応可能であることが求められる。これを達成する技術としては、例えば下記特許文献１に記載のように、樹脂製のコイルボビンに巻線コイルを巻回してなる内部コイル（ボビン内包）を、外装樹脂部材（絶縁封止部材）で封止成型したソレノイドコイルが知られている。

また、ＡＢＳやＡＴなど、刻々と変化する制御条件に適応しつつ金属シャフトなどを迅速かつ的確に移動／開閉制御するにあたっては、大きな電磁力を発生可能に構成することが望ましく、そのためにはソレノイドコイルの構成要素の一つである巻線コイルを可能な限り整列巻回させ、コイルボビンの巻芯部に対するコイルワイヤの占有率（線積率）を高める必要がある。
これを達成する例としては、例えば下記特許文献２に記載のように、巻芯部（巻回部）の構成面に巻線ガイド（ガイド突起）を設け、この巻線ガイドに沿ってコイルワイヤを巻回することによって整列巻回を可能としたコイルボビンが知られている。
なお、このコイルボビンでは、構成面の周方向に伸びる巻線ガイドを非環状とし、巻線ガイドの非形成部を平坦に形成して巻回列切換部とすることによって、コイルワイヤの巻回をｎターン目（ｎは０以上の整数）からｎ＋１ターン目に切り換えることを容易にしている。

特開平７−３７７１８号公報（特に図１を参照） 特開平１１−３０７３３７号公報（特に図３，５を参照）

しかし、上記特許文献２に記載のコイルボビンにコイルワイヤを巻回してなる内部コイルの表面を上記特許文献１の如く外装樹脂部材で封止成型しようとすると、（i）溶融した外装樹脂部材（溶融樹脂）が内部コイル（巻回コイル）を巻軸方向に押圧変形させることでコイルワイヤに引張応力を与える流れ込み、および（ii）該樹脂が巻芯部の構成面を伝って巻回コイルの内側に流れ込むことで、成型時またはコイル部品の熱サイクル下での使用時にコイルワイヤに熱応力を与える挿込みによって、コイルワイヤが断線するという重大な不具合が発生する虞がある。

上記不具合の発生原因について、図９を用いて説明する。図９は、上記特許文献２にかかるコイルボビン１１０を、図示しない外型（金型）に封入し、溶融樹脂１６０を射出して巻回コイル１４５を封止する状態を表す部分縦断面模式図である。コイルボビン１１０は、対向するフランジ部１１４ａおよびフランジ部１１４ｂと、その間に形成された構成面１１６とを備えている。巻回コイル１４５は、コイルワイヤ導入溝１２０およびコイルワイヤ案内部１２２を通じて構成面１１６に案内されたコイルワイヤ１４０を、所定のテンションを負荷した状態で構成面１１６に巻回したものである。
上記（i）の流れ込みは以下のようにして生じる。すなわち溶融樹脂１６０は、フランジ部１１４ａの上面側より高圧で射出されると、フランジ部１１４ａに設けられたコイルワイヤ導入溝１２０およびコイルワイヤ案内部１２２を通じてコイルボビン１１０の巻回面である構成面１１６に流入し、図中短矢印のように巻回コイル１４５の上端面（フランジ部１１４ａ近接側端面）を押し下げていく。すると、所定のテンションをもってコイルワイヤ案内部１２２より構成面１１６に引き込まれた引込線１４１は溶融樹脂１６０によって図中下方への引張応力を受けて損傷し、または破断する。

一方、上記（ii）の挿込みについては、上記特許文献２にかかるコイルボビン１１０の場合、コイルボビンのフランジ部に形成された端末ガイド溝（１ａ９）の先端が巻回列切換部（１ｃ１）に位置していることから、金型内に射出された溶融樹脂がフランジ部から端末ガイド溝を介して巻芯部に流れ込み、巻回されたコイルワイヤの最下層と構成面との間を図中長矢印のように巻軸方向に浸入して（挿込んで）いくことにより発生する。
内部コイルに浸入する溶融樹脂は、特に端末ガイド溝から巻芯部への引き込み位置にある引込線１４１に対して射出時の高圧を付与し、これに引張方向の荷重を与えて断線させる要因となる。

また、巻回されたコイルワイヤの内部に大量の溶融樹脂が、特に巻軸方向の中途位置まで浸入したコイル部品を冷却して外装樹脂部材を硬化させた場合、これを熱サイクル下で繰り返し使用すると、一般に線膨張係数の大きな外装樹脂部材の熱膨張および熱収縮による熱応力の負荷により、やはりコイルワイヤの断線を招く要因となる。
この原因は以下と推察される。すなわち、内部コイルの外表面全体を被覆する外装樹脂部材は、熱サイクルによって熱膨張／熱収縮を繰り返したとしても、コイルワイヤに対しては主として巻芯部の径方向に押付荷重を付与するばかりであってコイルワイヤ（引込線１４１または巻回コイル１４５）を引張破断させる虞は少ない。これに対し、コイルワイヤの内部に浸入して特に巻軸方向の中途位置に自由端をもつ外装樹脂部材は、熱変形によって巻軸方向に膨張／収縮を繰り返すことから、上記引き込み位置にあるコイルワイヤ（引込線１４１）に対して引張方向の荷重を負荷することとなる。かかる膨張／収縮は、コイルワイヤ内部への溶融樹脂の浸入（挿込み）量が多いほど顕著となる。特に上述に起因して溶融樹脂１６０の射出時に引込線１４１が損傷を受けると、熱サイクル下での熱応力によってこれが容易に破断する虞がある。

なお上記課題は、ソレノイドコイルに限らず、外装樹脂部材で封止成型される各種のコイル部品に共通して発生する問題である。
本発明は、コイルワイヤを巻芯部に整列巻回することのできるコイルボビンであって、巻回されたコイルワイヤに対する溶融樹脂の上記流れ込みおよび挿込みを抑制し、成型時や熱サイクル下での使用時にコイルワイヤの断線を防止することのできるコイルボビンを提供することを目的とする。

本発明は、フランジ部に形成されたコイルワイヤ案内部と巻芯部の構成面との境界位置を通る軸線を跨いで巻線ガイドを形成することにより、コイルワイヤを整列巻回するための当該巻線ガイドを、巻回コイルの変形を防止するストッパーとして、かつ溶融樹脂の挿込みに対する堤防として用いるという技術思想に基づいてなされたものである。

すなわち本発明は、
（１）巻芯部と、前記巻芯部の巻軸方向の少なくとも一端に設けられたフランジ部とを備え、前記巻芯部の構成面に対しコイルワイヤを前記巻軸方向に沿って所望のターン数にて巻回するコイルボビンであって、
前記フランジ部には、巻軸方向の前記一端側から巻芯部にむけてコイルワイヤを引き込むためのコイルワイヤ導入溝と、前記引き込まれたコイルワイヤを巻芯部の構成面に案内するためのコイルワイヤ案内部とが形成され、
前記巻芯部の構成面には、コイルワイヤの巻回方向に伸びて前記案内されたコイルワイヤを整列巻回するための非環状の巻線ガイドと、巻回されるコイルワイヤの巻回ターンを切り換えるためのガイド非形成部とが設けられるとともに、
前記巻線ガイドが、前記コイルワイヤ案内部と前記巻芯部の構成面との境界位置を通る軸線を跨いで形成されていることを特徴とするコイルボビン；
（２）前記巻線ガイドが、前記巻芯部の構成面に対して凸状に形成されている上記（１）に記載のコイルボビン；
（３）前記コイルワイヤ案内部が、前記コイルワイヤ導入溝と連通するとともに、巻軸直交方向の断面において、前記コイルワイヤ導入溝より 前記巻芯部の構成面に向かう接線方向に形成されている上記（１）または（２）に記載のコイルボビン；
を要旨とする。

また本発明においてはさらに具体的な態様として、
（４）複数本の前記巻線ガイドが巻軸方向に並んで形成されるとともに、
前記フランジ部に最も近接するターンのコイルワイヤをガイドするための巻線ガイドが、前記軸線よりも巻回方向に位置しており、かつ、
前記フランジ部より数えて２ターン目のコイルワイヤをガイドするための巻線ガイドが、前記軸線を跨いで形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）に記載のコイルボビン；
（５）前記フランジ部より数えて２ターン目以降のコイルワイヤをガイドするための巻線ガイドが、いずれも前記軸線をまたいで形成されている上記（４）に記載のコイルボビン；
（６）前記コイルワイヤ案内部と前記巻芯部の構成面とが前記境界位置において面一に構成されている上記（１）〜（５）のいずれかに記載のコイルボビン；
（７）前記コイルワイヤ案内部が前記フランジ部の巻芯部側に削成されている上記（１）〜（６）のいずれかに記載のコイルボビン；
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載のコイルボビンと、
前記コイルワイヤ導入溝より巻芯部に引き込まれ、前記巻線ガイドに沿って前記巻芯部の構成面に一層または多層に巻回されたコイルワイヤと、
前記巻回されたコイルワイヤを封止する外装樹脂部材と、
を備えるコイル部品；
（９）前記フランジ部には、巻回されたコイルワイヤの終端を当該フランジ部より引き出すためのコイルワイヤ導出部 が、前記コイルワイヤの最大巻径よりも径方向の外側に設けられている上記（８）に記載のコイル部品；
によっても上記本発明の目的を達成することができる。

本発明のコイルボビンによれば、巻線ガイドに沿ってコイルワイヤを巻芯部に整列巻回させ、高い線積率の内部コイルを得ることができる。またコイルワイヤを巻回した本発明のコイルボビンを外装樹脂部材で封止成型するにあたっては、コイルワイヤ案内部と構成面との境界位置を通る軸線を跨いで巻線ガイドを設けたことによって、コイルワイヤ導入溝から流れ込んだ高圧の溶融樹脂によっても内部コイルが押圧変形することがなく、また該樹脂が内部コイルに浸入することを防止できる。これにより溶融樹脂による封止成型時に、および成型後に熱サイクル下で使用された場合も、本発明のコイルボビンによれば巻回されたコイルワイヤに過大な引張荷重が負荷されることがなく、したがってその断線の問題を解消することができる。

以下、本発明のコイルボビンについて、図面を用いて具体的に説明する。
図１は本発明の第一実施形態にかかるコイルボビン１０の斜視図であり、フランジ部１４ａに形成されたコイルワイヤ導入溝２０を巻芯部１２側から臨む正面下方斜視図である。
図２は、コイルワイヤ案内部２２およびその近傍に関する本実施形態のコイルボビン１０の部分拡大斜視図である。
図３は本実施形態のコイルボビン１０の正面図、図４は同じく背面図である。
ただし図２においては、巻芯部１２の構成面１６とコイルワイヤ案内部２２との境界位置２２１を通る軸線１６１を想像線にて図示している。また図３においては、コイルワイヤ導入溝２０より巻芯部１２側に引き込まれて構成面１６に整列巻回されるコイルワイヤ４０を想像線にて図示している。

本発明のコイルボビン１０は、巻芯部１２と、その巻軸方向（図３，４における上下方向）の少なくとも一端（同図上端）に設けられたフランジ部１４ａとを備え、巻芯部１２の構成面１６に対してコイルワイヤ４０を所望のターン数にて巻軸方向に並べて整列巻回するものである。整列巻回したコイルワイヤ４０を巻回コイル４５と呼称する（図３参照）。本実施形態のコイルボビン１０の場合、フランジ部１４ａの反対側（同図下端）に他のフランジ部１４ｂを備えており、対向するフランジ部１４ａ，１４ｂの間にコイルワイヤ４０が巻回可能である。
巻芯部１２の横断面（巻軸方向に垂直に切った断面）形状は特に限定されるものではなく、本実施形態のコイルボビン１０では巻芯部１２を円筒状としている。したがって巻芯部１２の内部には空芯部３０が形成されて他の部材が挿通可能である。コイルボビン１０にコイルワイヤ４０を巻回してソレノイドコイルを構成した場合は、空芯部３０にシャフトなどの可動鉄心を配置することができる。

巻芯部１２の材料は特に限定されず、フェライトなどのセラミックス材料、鉄系などの金属材料、アモルファス金属材料、またはエンジニアリングプラスチックなどの樹脂材料を用いることができる。

フランジ部１４ａには、巻軸方向について当該フランジ部１４ａの設けられた一端側から、すなわち当該フランジ部１４ａの先端側から、巻芯部１２側にむけてコイルワイヤ４０を引き込むためのコイルワイヤ導入溝２０が形成されている。コイルワイヤ導入溝２０は少なくとも巻回されるコイルワイヤ４０よりも太幅であり、フランジ部１４ａの外周側から所定の深さで切り込み形成されている。
またフランジ部１４ａには、コイルワイヤ４０の両端がそれぞれ接続される外部端子取付基部２８ａ，２８ｂが突出形成されている。外部端子取付基部２８ａ，２８ｂの形状および形成位置は特に限定されない。本実施形態の場合、外部端子取付基部２８ａ，２８ｂはフランジ部１４ａの周面上に設けられ、径方向に突出している。また本実施形態の場合、外部端子取付基部２８ａ，２８ｂには金属端子が挿入され、コイルワイヤ４０の両端は金属端子に絡げられる。すなわちコイルワイヤ４０は外部端子取付基部２８ａ，２８ｂに直接固定されても、本実施形態のように間接的に固定されてもよい。
これにより、図示しないコイル巻線装置に巻回された十分な長さのコイルワイヤ４０の先端を外部端子取付基部２８ａに固定し、コイルワイヤ導入溝２０の形成位置にてフランジ部１４ａを跨ぐことで、コイルワイヤ４０にテンションをかけた状態でこれを巻芯部１２側に引き込むことができる。

フランジ部１４ａの裏面（巻芯部１２側）には、コイルワイヤ導入溝２０より引き込まれたコイルワイヤ４０を巻芯部１２の構成面１６に向けて案内するコイルワイヤ案内部２２が削成されている。
コイルワイヤ案内部２２は、コイルワイヤ導入溝２０と連通し、コイルワイヤ導入溝２０より巻芯部１２の構成面１６に向かってコイルワイヤ４０（引込線４１：図３を参照）を滑らかに案内するものである。本発明においてコイルワイヤ案内部２２とは特に、コイルワイヤ導入溝２０と構成面１６とを結びコイルワイヤ４０を案内するガイド面２２２を意味する。コイルワイヤ案内部２２はこのほか、案内されるコイルワイヤ４０とフランジ部１４ａとが干渉しないよう、ガイド面２２２の近傍にコイルワイヤ導入溝２０と連通して形成したワイヤ逃げ部２２３を備えている。

ただしコイルワイヤ案内部２２は、本実施形態のようにフランジ部１４ａの裏面側（巻芯部１２側）にワイヤ逃げ部２２３が所定厚さで削成されることによってガイド面２２２が形成されていてもよく、またはフランジ部１４ａの裏面よりコイルワイヤ案内部２２が突出することによってガイド面２２２が形成されていてもよい。ただし、フランジ部１４ａの裏面上にコイルワイヤ案内部２２を突出形成した場合、当該突出厚さについてはコイルワイヤ４０を巻芯部１２に巻回することが困難となるところ、本実施形態のようにフランジ部１４ａの厚みを利用してその内部にコイルワイヤ案内部２２を掘り込み形成することにより、フランジ部１４ａの裏面の際位置までコイルワイヤ４０を巻回することができ、巻芯部１２に対する高い線積率を実現することができる。

コイルワイヤ導入溝２０を介してコイルボビン１０の巻軸方向に引き込まれた引込線４１は、コイルワイヤ案内部２２にガイドされて巻芯部１２の周方向に向きが変えられ、図２,３に矢印にて示す巻回方向ＷＤに向かって引き回されることとなる。

したがって本実施形態の場合、コイルワイヤ案内部２２はコイルワイヤ導入溝２０と連通するとともに、巻芯部１２の横断面においてコイルワイヤ導入溝２０より巻芯部１２の構成面１６に向かう接線方向に形成されている。より具体的には、コイルワイヤ導入溝２０の最深位置（径方向について巻軸中心に最も近い位置）から構成面１６に向けて巻回方向に下ろした接線と、ガイド面２２２とが、巻芯部１２の横断面内において一致している。

図５は、図２に切断線を示すコイルボビン１０のＶ−Ｖ断面図であり、フランジ部１４ａを裏面側から見た様子を表すものである。コイルワイヤ４０の巻回方向ＷＤを矢印で示す。巻回方向ＷＤは図２と対応している。

本実施形態の場合、コイルワイヤ案内部２２を構成するガイド面２２２と構成面１６とは境界位置２２１において接しており、コイルワイヤ導入溝２０より引き込まれたコイルワイヤ４０はテンションを保ったままガイド面２２２および構成面１６にともに接触することができる。これにより、コイルボビン１０にコイルワイヤ４０を巻回した場合には、コイルワイヤ導入溝２０より引き込まれるコイルワイヤ４０とコイルワイヤ案内部２２との間に隙間が形成されることがない。
このため、コイルボビン１０にコイルワイヤ４０を巻回してなる内部コイルを外型に封入し、溶融樹脂を射出することで外装樹脂部材にて封止成型するに際して、コイルワイヤ導入溝２０より引き込まれるコイルワイヤ４０に負荷される引張応力が低減される。これは、コイルワイヤ案内部２２とコイルワイヤ４０との間に隙間がないことによって、フランジ部１４ａの表面側から裏面側に向かってコイルワイヤ導入溝２０を通じて流れ込んだ溶融樹脂がコイルワイヤ案内部２２に向かって流れるにあたり、コイルワイヤ案内部２２と密着したコイルワイヤ４０は高粘性の溶融樹脂の境界層内にあるためである。これにより当該コイルワイヤ４０と溶融樹脂との相対速度は小さく、したがってコイルワイヤ導入溝２０より引き込まれたコイルワイヤ４０には過大な引張応力が負荷されることがない。
なお本実施形態と異なり、コイルワイヤ案内部２２が巻芯部１２の横断面内で構成面１６と接しておらずにコイルワイヤ案内部２２とコイルワイヤ４０との間に隙間が形成された場合は、当該隙間を溶融樹脂が通過しようとするため、コイルワイヤ４０は溶融樹脂の主流内に位置することとなって溶融樹脂との相対速度が大きくなり、コイルワイヤ４０が受ける引張荷重は過大となって破断の虞が生じる。
また、ガイド面２２２とコイルワイヤ４０との間に隙間がないことにより、コイルワイヤ導入溝２０より巻芯部１２側に流れ込んだ溶融樹脂は、コイルワイヤ４０を伝って、コイルワイヤ導入溝２０から専らコイルワイヤ案内部２２に向かって流れることとなり、コイルワイヤ導入溝２０から直接に構成面１６に至るものは微量となる。このため、巻回されたコイルワイヤ４０の内部に対して、特にコイルワイヤ導入溝２０からガイド非形成部２６（後述）に直接至った溶融樹脂が巻軸方向に向かって挿し込むことが防止される。これにより、封止成型されたコイルボビン１０を熱サイクル下で長期間使用した場合にも、内部コイルに挿し込んだ外装樹脂部材の熱膨張／熱収縮に起因するコイルワイヤ４０の引張破断が生じることが防止される。

一方、本発明においては、コイルワイヤ導入溝２０から巻芯部１２側に引き込まれたコイルワイヤ４０が構成面１６に滑らかに案内されるものであれば、境界位置２２１においてコイルワイヤ案内部２２と構成面１６との間にコイルワイヤ４０の直径を越える段差があっても、またはコイルワイヤ案内部２２と構成面１６とが境界位置２２１において面一に構成されていてもよい。ここでいう面一とは、両者の高さの差がコイルワイヤ４０の直径以下であること、好ましくは境界位置２２１においてガイド面２２２または構成面１６とコイルワイヤ４０との間に実質的に隙間が形成されない状態をいうものである。
ただしコイルワイヤ案内部２２と構成面１６とを面一に構成することにより、コイルワイヤ案内部２２に流れ込んだ溶融樹脂が、コイルワイヤ４０と構成面１６との隙間から巻芯部１２側に容易に流れ込むことを防止し、射出成型時にコイルワイヤ４０に負荷される引張応力を軽減することができる。

ここで、本発明のコイルボビン１０にコイルワイヤ４０を巻回してなる内部コイルを外型に封入し、溶融樹脂を射出して外装樹脂部材にて封止成型するに際して、（i）溶融樹脂が巻回コイル４５の流入側端面を押し下げて巻芯部１２側に流入する流れ込み、および（ii）巻回コイル４５の内側に溶融樹脂が浸入する挿込みの問題の発生原因についてそれぞれ説明する。

＜（i）流れ込みについて＞
上記本実施形態のように、コイルワイヤ導入溝２０を介してフランジ部１４ａの先端側から巻芯部１２側に向かってコイルワイヤ４０を引き込み、さらにガイド面２２２をガイドとして構成面１６に案内する場合、コイルワイヤ案内部２２には特にワイヤ逃げ部２２３に溶融樹脂が流れ込んで樹脂溜りを形成する。ワイヤ逃げ部２２３に流れ込んだ溶融樹脂は、巻回コイル４５のフランジ部１４ａ側の端面と接触すると、高圧の射出圧で当該端面を押圧してこれを押し下げる。引込線４１および巻回コイル４５は緩みなくテンションが負荷されて構成面１６に整列巻回されているため、かかる押圧荷重を外部に逃がすことができず引込線４１に引張荷重として負荷されることとなる。

＜（ii）挿込みについて＞
コイルワイヤ案内部２２に流れ込んだ溶融樹脂は、ガイド面２２２やワイヤ逃げ部２２３を伝って巻芯部１２の構成面１６に至る。特に本実施形態の場合、ガイド面２２２は構成面１６と面一に連続しているため、溶融樹脂は、コイルワイヤ導入溝２０から引き込まれたコイルワイヤ４０やガイド面２２２を伝って内部コイルの最下層に至り、内部コイルに対して端面から巻軸方向に浸入しようと（挿し込もうと）する。

ここで、コイルワイヤ４０が構成面１６から厚み方向に多層に整列巻回される場合（かかる状態については後記に図６を用いて説明する）、一般に円形断面のコイルワイヤ４０は周囲のコイルワイヤ４０と互いに千鳥状に嵌合しあうため、コイルワイヤ４０の層間を通じて内部コイルに溶融樹脂が浸透するのは容易ではない。しかし、最下層に巻回されたコイルワイヤ４０の下面については、特に構成面１６が平坦な場合はこれらが互いに嵌り合う関係にはないため、コイルワイヤ４０と構成面１６との僅かな隙間から溶融樹脂が内部コイルに挿し込むこととなる。
このようにコイルワイヤ案内部２２は、コイルワイヤ導入溝２０から構成面１６までコイルワイヤ４０をガイドするという機能上、コイルワイヤ導入溝２０から流れ込んだ溶融樹脂を内部コイル（巻回コイル４５）の最下層高さまで案内してしまうことが避け難い。

そこで本発明においては、上記（i）の流れ込み、および（ii）の挿込みの問題を解決するため、構成面１６に対してコイルワイヤ４０を整列巻回させるための非環状の巻線ガイド２４を利用して、巻回コイル４５の押圧変形を規制するストッパーとして、かつコイルワイヤ案内部２２から構成面１６に流れ込んだ溶融樹脂が内部コイルに極力浸入しないよう堤防のようにこれを堰き止める防御壁としてこれを用いている。
具体的には図１〜４に示すように、本実施形態のコイルボビン１０は、巻回方向ＷＤに伸びる巻線ガイド２４が、巻軸方向に多数並んで構成面１６上に設けられている。
巻線ガイド２４の本数は、構成面１６に巻回されるコイルワイヤ４０の巻回ターン数に対応している。すなわち内部コイルの最下層に巻回されるコイルワイヤ４０のターン数をＮターン（Ｎは２以上の整数）とした場合、各ターンのコイルワイヤ４０の両側に巻線ガイド２４を設ける場合はＮ＋１本の巻線ガイド２４を構成面１６上に設ける。ただし、１ターン目とＮターン目のコイルワイヤ４０の両外側の位置決めをフランジ部１４ａ，１４ｂの対向する立面で行う場合は、Ｎ−１本の巻線ガイド２４を構成面１６上に設ければよい。巻線ガイド２４同士の巻軸方向の間隔は等間隔とするとよい。

各ターンのコイルワイヤ４０を構成面１６上で巻回方向ＷＤにガイドする各巻線ガイド２４は周方向に一本または複数本に分割して構成されている。巻線ガイド２４は非環状に形成されている。すなわち始端２４１ａ，２４２ａ，２４３ａ，２４４ａから巻回方向ＷＤに向かって終端２４１ｂ，２４２ｂ，２４３ｂ，２４４ｂまでの間に巻線ガイド２４が形成され、終端２４１ｂ，２４２ｂ，２４３ｂから巻回方向ＷＤに向かって始端２４１ａ，２４２ａ，２４３ａ，２４４ａまでの間にガイド非形成部２６が形成されている。
本実施形態の場合、ガイド非形成部２６は構成面１６そのものであって平坦に形成されている。
このように、巻線ガイド２４を全周に亘って環状に形成するのではなく、コイルワイヤ４０の各ターンに対してガイド非形成部２６を与えることにより、コイルワイヤの巻回ターンを隣接ターンに容易に切り換えることができる。

ここで本発明のコイルボビン１０の場合、巻線ガイド２４が、コイルワイヤ案内部２２と構成面１６との境界位置２２１を通る軸線１６１を跨いで形成されていることを特徴とする。
すなわち図２に示すように、境界位置２２１近傍およびワイヤ逃げ部２２３から構成面１６に伝って流れ込む溶融樹脂を堰き止め、かつ溶融樹脂によって押し下げられるコイルワイヤ４０の移動を規制するため、複数本の巻線ガイド２４のうちの少なくともいずれかが、境界位置２２１を中心として巻回方向ＷＤの両側に形成されている。
これにより、軸線１６１を跨いで形成された巻線ガイド２４のうち、特にフランジ部１４ａに最も近接するもの（巻線ガイド２４３）によって、以降の巻回コイル４５が押下変形することを規制し、構成面１６から内部コイルに挿し込む溶融樹脂を堰き止めることができる。

本実施形態の場合、フランジ部１４ａに最も近接するターンのコイルワイヤ４０をガイドするための巻線ガイド２４１，２４２が軸線１６１よりも巻回方向ＷＤに位置している。巻線ガイド２４１は、フランジ部１４ａの裏面（内側面）に接している。
また、フランジ部１４ａより数えて２ターン目以降のコイルワイヤ４０をガイドするための巻線ガイド２４３，２４４，・・・が軸線１６１を跨いで形成されている。
このため本実施形態の場合、フランジ部１４ａに最も近接する二本の巻線ガイド２４１，２４２は、他の巻線ガイド２４３，２４４，・・・よりも始端２４１ａ，２４２ａおよび終端２４１ｂ，２４２ｂが巻回方向ＷＤにずれて形成されている。

これにより、図２，３に示すように、ガイド面２２２から構成面１６に案内されたコイルワイヤ４０は、まず終端２４１ｂと始端２４１ａとの間のガイド非形成部２６によってそのターン位置を巻線ガイド２４１と巻線ガイド２４２との間に調整され、１ターン目の巻回が行われる。
つぎに、終端２４２ｂと始端２４２ａとの間のガイド非形成部２６によってコイルワイヤ４０は１ターン位置から２ターン位置に巻回ターンが切り換えられて２ターン目の巻回が行われる。
続けて、終端２４３ｂと始端２４３ａとの間のガイド非形成部２６によってコイルワイヤ４０は２ターン位置から３ターン位置に巻回ターンが切り換えられて３ターン目の巻回が行われる。
以降、コイルワイヤ４０は、ガイド非形成部２６によってｎターン位置からｎ＋１ターン位置に巻回ターンが切り換えられてｎターン目の巻回が繰り返される。

図６（ａ）は、巻芯部１２の巻軸中心と境界位置２２１とを通る平面でコイルボビン１０を切った部分縦断面模式図であり、本実施形態のコイルボビン１０にコイルワイヤ４０を整列巻回する様子を示すものである。構成面１６には、フランジ部１４ａに最も近い位置より順に巻線ガイド２４が設けられている。
そして巻線ガイド２４１（図２を参照）と巻線ガイド２４２に幅方向両側をガイドされたコイルワイヤ４０（引込線４１）がコイルワイヤ案内部２２より引き込まれると、１ターン目として構成面１６に巻回され、巻線ガイド２４２と巻線ガイド２４３にガイドされたコイルワイヤ４０が２ターン目に巻回されている。
巻線ガイド２４は巻軸方向にＮ＋１本が並んで設けられ、合計Ｎターンのコイルワイヤ４０が巻回方向ＷＤに整列して巻回される。

本実施形態の場合、巻線ガイド２４は構成面１６に対して凸状に設けられている。すなわち巻線ガイド２４は非環状の凸条として構成面１６上に形成されている。
巻線ガイド２４の横断面（巻軸方向に切った断面）形状は特に限定されるものではなく、例えば半円形断面や台形断面とすることができる。また巻線ガイド２４の構成面１６からの突出高さについても特に限定されるものではなく、ガイドされるコイルワイヤ４０が構成面１６に接触するものであっても、隣接する巻線ガイド２４にコイルワイヤ４０が嵌合して構成面１６とコイルワイヤ４０とが非接触となる巻線ガイド２４の突出高さであってもよい。

同図（ｂ）は、本実施形態のコイルボビン１０に対し、コイルワイヤ４０が構成面１６より厚さ方向に多層に巻回されて巻回コイル４５が形成された状態を示す縦断面模式図である。
同図（ａ）に示すようにフランジ部１４ａからフランジ部１４ｂに向かって、まず一層目が整列巻回されたコイルワイヤ４０は、続けて当該最下層の上面に当接するように、フランジ部１４ｂからフランジ部１４ａに向かって整列巻回される。断面円形のコイルワイヤ４０は、最下層のコイルワイヤ４０同士の間に嵌まり込んで千鳥状に整列される。
三層目、四層目のコイルワイヤ４０についても同様であり、同図（ｂ）に矢印で示す巻回方向ＷＤに整列して巻回される。
巻回コイル４５の終端は、コイルワイヤ導出部２１より引き出されて外部端子取付基部２８ｂに直接または間接に固定される（図１を参照）。これにより、コイルボビン１０とコイルワイヤ４０とで内部コイル５０が構成される。

同図（ｃ）は、図示しない外型（金型）に内部コイル５０を封入して溶融樹脂を射出し、内部コイル５０を外装樹脂部材６５で封止してなるコイル部品１００の縦断面模式図である。外装樹脂部材６５は、図示のようにフランジ部１４ａ，１４ｂおよびコイルワイヤ４０を掩覆し、内部コイル５０を電気的、熱的、および機械的に保護している。外装樹脂部材６５は、巻回されたコイルワイヤ４０の外部を掩覆し、その内部には挿し込まない。特にフランジ部１４ｂ側については、これに最も近接するコイルワイヤ４０ａによって外装樹脂部材６５の挿込みが防止されている。またコイルワイヤ４０が千鳥状に整列巻回されていることにより、重なり合う層同士は緊密に接触し、コイルワイヤ４０同士の隙間から外装樹脂部材６５が挿し込むことも防止されている。

一方、フランジ部１４ａ側については、コイルワイヤ導入溝２０およびコイルワイヤ案内部２２を通じて溶融樹脂がフランジ部１４ａと巻回コイル４５との間に僅かに流入するものの、コイルワイヤ案内部２２の下方に伸びて形成された巻線ガイド２４３によってコイルワイヤ４０は図中下方への移動が規制されていることにより、巻回コイル４５の上端面はほとんど押し下げられることがない。したがって溶融樹脂が巻回コイル４５の上端面に与える押圧荷重は、巻回コイル４５から巻線ガイド２４３に伝えられるため、引込線４１に過大な引張荷重が負荷されることがなく、流れ込み（i）の問題は発生しない。また、上述のように本発明のコイルボビン１０では、溶融樹脂がコイルワイヤ４０と構成面１６との間から深く浸入する挿込み（ii）の問題についても、巻線ガイド２４の存在によって防止している。
これにより、内部コイル５０の全体として、射出された溶融樹脂の流れ込みおよび挿込みの問題が解消される。

図７（ａ）は、巻芯部１２の巻軸中心と境界位置２２１とを通る平面で内部コイル５０を切った部分縦断面模式図であり、コイルワイヤ導入溝２０およびコイルワイヤ案内部２２を通じて流れ込んだ溶融樹脂６０が、巻回された最下層のコイルワイヤ４０と構成面１６との間を通じて本実施形態の内部コイル５０に挿し込む様子を示している。ただし同図では、二層目以降に巻回されたコイルワイヤ４０は図示を省略している。
同図（ａ）に示す巻芯部１２には、図１，２にも図示のように、構成面１６より突出する凸条によって巻線ガイド２４（２４３，２４４，・・・）が構成されている。
一方、同図（ｂ）に示す内部コイル５０ではその変形例として、構成面１６に掘り込み形成された凹溝によって巻線ガイド２４（２４１，２４２，２４３，・・・）が構成されている。

両ケースとも、１ターン目のコイルワイヤ４０は、コイルワイヤ案内部２２にガイドされて、構成面１６と面一にある境界位置２２１より巻芯部１２に導入される。したがって１ターン目のコイルワイヤ４０は、構成面１６上に巻回されている。

同図（ａ）に示す本実施形態の内部コイル５０の場合、図２に示すように巻線ガイド２４１および巻線ガイド２４２の始端２４１ａ，２４２ａが境界位置２２１よりも巻回方向ＷＤの前方に設けられ、コイルワイヤ案内部２２の近傍にはガイド非形成部２６が形成されていることから、コイルワイヤ導入溝２０およびコイルワイヤ案内部２２を介して巻芯部１２側に流れ込んだ溶融樹脂６０は、１ターン目のコイルワイヤ４０と構成面１６との隙間を伝って内部コイル５０の内部に浸入し、２ターン目のコイルワイヤ４０を超える深さまで挿し込む。
しかし、コイルワイヤ案内部２２を軸線１６１方向に挿し込んだ溶融樹脂６０は、構成面１６より突出形成された巻線ガイド２４３に堰き止められて、３ターン目のコイルワイヤ４０に至ることはできない。
これにより、内部コイル５０への溶融樹脂６０（外装樹脂部材６５）の挿込みは僅かにコイルワイヤ４０の２ターン分の深さで抑制される。

したがってかかる内部コイル５０を外装樹脂部材６５で封止したコイル部品１００を熱サイクル下で長期使用した場合も、内部コイル５０内部で熱膨張／熱収縮する外装樹脂部材６５の量が僅かであることから、コイルワイヤ４０に負荷される引張応力も僅かであり、コイルワイヤ導入溝２０およびコイルワイヤ案内部２２を介して巻芯部１２側に引き込まれるコイルワイヤ４０が破断することがない。

一方、同図（ｂ）に示す内部コイル５０の場合、構成面１６上に巻回される１ターン目のコイルワイヤ４０を超えて溶融樹脂６０の挿込みは内部コイル５０の内部に進行するが、２ターン目のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４１が凹溝によって形成されているため、巻線ガイド２４１と巻線ガイド２４２との間の凸部（当該凸部の上面が構成面１６にあたる）にて、かかる挿込みは堰き止められる。したがって上記変形例にかかる内部コイル５０の場合についても、コイルワイヤ４０の２ターン分の深さにて溶融樹脂６０の挿込みを抑えることができる。

また、巻回コイル４５の上端面が図中下方へ押し下げられる変形量としては、同図（ａ），（ｂ）の場合とも、わずかに１ターン目と２ターン目のクリアランス、および２ターン目と巻線ガイド２４３とのクリアランスの合計長に限られるため、仮に溶融樹脂による巻回コイル４５の押圧変形（流れ込み（i））がわずかに生じたとしても、引込線４１（図６（ｃ）を参照）には実質的に引張応力が負荷されない。

本実施形態のコイルボビン１０においては、図１〜３に示すように、フランジ部１４ａから数えて２ターン目以降のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４がいずれも軸線１６１を跨いで境界位置２２１の両側に伸びて形成されている。これにより、仮に２ターン目のコイルワイヤ４０が巻線ガイド２４３を乗り越えて下方へ押圧変形しようとした場合も、３ターン目以降のコイルワイヤ４０が下方に移動することを規制している。また、巻線ガイド２４３によっては完全には堰き止められなかった溶融樹脂６０が存在したとしても、軸線１６１方向にこれが進行することを防止している。
ただし本実施形態に代えて、２ターン目のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４についてのみ境界位置２２１を跨いで形成し、３ターン目以降のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４については境界位置２２１の一方側にのみ形成することとしてもよい。

また本発明においては、後述する第二実施形態のコイルボビン１０のように、フランジ部１４ａに最も近接する１ターン目のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４（巻線ガイド２４１）についても軸線１６１を跨ぐように形成することもできる。

ここで、軸線１６１を跨いで形成する巻線ガイド２４を、境界位置２２１の両側に対しどの程度の周方向長さに亘って形成するかという点に関しては、特に限定されるものではない。流れ込み（i）の抑制という観点からは、コイルワイヤ案内部２２に流入して樹脂溜りを形成した溶融樹脂が巻回コイル４５の上端面を押圧することから、軸線１６１を跨いで、かつコイルワイヤ案内部２２（ワイヤ逃げ部２２３）の下方をカバーする長さ領域に巻線ガイド２４を設けるとよい。
一方、挿込み（ii）の抑制という観点からは以下の指標が導かれる。まず、コイルワイヤ導入溝２０と構成面１６とを結ぶガイド面２２２のうち、構成面１６よりも高い位置から巻芯部１２側に流れ込む溶融樹脂に関しては、上述のように内部コイルの層間より浸入する虞は低く、挿込みの問題は生じにくい。
したがって境界位置２２１よりも巻回方向ＷＤの逆方向に伸びて形成すべき巻線ガイド２４の長さとしては、構成面１６を基準とするガイド面２２２の高さＨ（図２を参照）がコイルワイヤ４０の直径１本分以下である領域をカバーするものであることが好ましい。換言すると、コイルワイヤ導入溝２０およびコイルワイヤ案内部２２の直下のうち、ガイド面２２２から巻芯部１２側に流れ込む溶融樹脂が、内部コイルの下から二層目またはそれよりも外側のコイルワイヤ４０のみと接触する幅領域Ｌ（図２を参照）については、軸線１６１方向の下方側に巻線ガイド２４による防御壁を立設する必要はなく、最下層のコイルワイヤ４０がコイルワイヤ導入溝２０またはコイルワイヤ案内部２２に露出している領域については、その軸線１６１方向の下方側に巻線ガイド２４による防御壁を立設して溶融樹脂の挿込みを堰き止めるとよい。

本実施形態の巻線ガイド２４の場合、始端と終端の間はそれぞれひと続きに形成され、すなわち非環状の巻線ガイド２４はそれぞれ一条で構成されている（図４を参照）。
本発明においてはこれに限らず、各巻線ガイド２４をそれぞれ分割構成してもよい。ただし、上述のように射出された溶融樹脂が最下層のコイルワイヤ４０と接触する虞のある領域においては巻線ガイド２４を連続構成とし、仮に内部コイルに溶融樹脂が挿し込んだとしても当該巻線ガイド２４によってその進行を防止するとよい。

図１，５に示すように、フランジ部１４ａには、構成面１６に巻回されたコイルワイヤ４０の終端をフランジ部１４ａより引き出すためのコイルワイヤ導出部２１が形成されている。コイルワイヤ４０の終端はフランジ部１４ａの表面側（先端側）に設けられた外部端子取付基部２８ｂに直接に、または外部端子取付基部２８ｂに装着される金属端子を介して間接に接続される。これにより、外部端子取付基部２８ａおよび２８ｂがコイルワイヤ４０によって電気的に接続される。
コイルワイヤ導出部２１は、図示のようにフランジ部１４ａの外側より巻芯部１２の径方向に切り込み形成された溝であっても、コイル巻線装置（図示せず）より切断されたコイルワイヤ４０の終端をくぐらせて挿通可能な貫通孔であってもよい。ただしコイルワイヤ４０に対してコイル巻線装置によって所定のテンションを負荷したままフランジ部１４ａを跨いでその終端を外部端子取付基部２８ｂまで案内する場合には、コイル巻線装置とフランジ部１４ａとが干渉しないよう、コイルワイヤ導出部２１を図示のように溝状にするとよい。

本実施形態の場合、コイルワイヤ導出部２１の形成位置はコイルワイヤ４０の最大巻径よりもコイルボビン１０の径方向の外側である。すなわち構成面１６からコイルワイヤ導出部２１の最深部２１１までの径方向の距離は、巻回コイル４５の巻厚と同等またはそれ以上である。
これにより、内部コイル５０に溶融樹脂６０を射出してコイル部品１００を封止成型するにあたり、コイルワイヤ導出部２１を通じて巻芯部１２側に溶融樹脂が流れ込んだとしても、これが巻回コイル４５の上端面を押下変形させたり、溶融樹脂が巻回コイル４５の内部に挿し込んだりすることがない。コイルワイヤ導出部２１においては、巻回コイル４５の上端面、特にその最下層が露出していないためである。

図８は、本発明の第二の実施形態にかかるコイルボビン１０の部分斜視図である。図２に示す第一実施形態とは、フランジ部１４ａの近傍に設けられた巻線ガイド２４の始端および終端の位置が異なる点でのみ相違する。
第二実施形態の場合、１ターン目のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４１を含めすべての巻線ガイド２４が、境界位置２２１を通る軸線１６１を跨いで形成されている。
すなわちすべての巻線ガイド２４において、終端（２４１ｂ，２４２ｂ，２４３ｂ，・・・）と始端（２４１ａ，２４２ａ，２４３ａ，・・・）との間に形成されるガイド非形成部２６が、境界位置２２１よりも巻回方向の後方側に設けられている。

これにより、フランジ部１４ａから数えて１ターン目のコイルワイヤ４０をガイドする巻線ガイド２４１が、１ターン目のコイルワイヤ４０の移動を規制するストッパーとして、かつコイルワイヤ案内部２２より構成面１６に流れ込んで内部コイル５０に挿し込む溶融樹脂６０を堰き止める防御壁として機能する。
したがって本実施形態の場合、コイルワイヤ導入溝２０を通じてワイヤ逃げ部２２３に流入した溶融樹脂６０（外装樹脂部材６５）の樹脂溜りが巻回コイル４５の上端面を射出圧にて押圧したとしても、１ターン目以降すべてのコイルワイヤ４０に対して巻軸方向への移動が規制されるため、ガイド面２２２を案内される引込線４１（図６（ｃ）を参照）に負荷される引張荷重が極めて抑えられる。
また、内部コイル５０に挿し込む溶融樹脂６０についても、高々１ターン目のコイルワイヤ４０の深さに抑えられるため、コイル部品１００を熱サイクル下で使用した場合の外装樹脂部材６５の熱膨張／熱収縮が第一実施形態の場合よりも低減され、コイルワイヤ４０への熱負荷を更に抑えることができる。

なお、第二実施形態において巻線ガイド２４（２４１，２４２，２４３，・・・）を凹溝によって構成した場合、１ターン目のコイルワイヤ４０はわずかながらも下方に移動可能であり、また溶融樹脂６０が巻線ガイド２４１と巻線ガイド２４２との間まで挿し込む虞がある。１ターン目のコイルワイヤ４０は構成面１６上に巻回され、２ターン目のコイルワイヤ４０は巻線ガイド２４１に嵌合して巻回されるところ、溶融樹脂６０は巻線ガイド２４１から巻線ガイド２４２に至る凸部（構成面１６）にて堰き止められるためである（図７（ｂ）を参照）。
かかる意味で、本発明においては、巻線ガイド２４が巻芯部１２の構成面１６に対して凸状に形成されていることが好ましいといえる。

本発明の第一実施形態にかかるコイルボビン１０の斜視図である。 コイルワイヤ案内部２２およびその近傍に関する本実施形態のコイルボビン１０の部分拡大斜視図である。 本実施形態のコイルボビン１０の正面図である。 本実施形態のコイルボビン１０の背面図である。 図２に切断線を示すコイルボビン１０のＶ−Ｖ断面図である。 （ａ）はコイルボビン１０の部分縦断面模式図であり、（ｂ）はコイルボビン１０にコイルワイヤ４０が多層に巻回された状態を示す縦断面模式図であり、（ｃ）は内部コイル５０を外装樹脂部材６５で封止してなるコイル部品１００の縦断面模式図である。 （ａ）は内部コイル５０の部分縦断面模式図であり、（ｂ）はその変形例の部分縦断面模式図である。 本発明の第二の実施形態にかかるコイルボビン１０の部分斜視図である。 従来のコイルボビン１１０および巻回コイル１４５の部分縦断面模式図である。

符号の説明

１０ コイルボビン
１２ 巻芯部
１４ａ，１４ｂ フランジ部
１６ 構成面
１６１ 軸線
２０ コイルワイヤ導入溝
２１ コイルワイヤ導出部
２２ コイルワイヤ案内部
２２１ 境界位置
２２２ ガイド面
２２３ ワイヤ逃げ部
２４ 巻線ガイド
２６ ガイド非形成部
２８ａ，２８ｂ 外部端子取付基部
４０ コイルワイヤ
５０ 内部コイル
６０ 溶融樹脂
６５ 外装樹脂部材
１００ コイル部品
ＷＤ 巻回方向

Claims (3)

1. 巻芯部と、前記巻芯部の巻軸方向の少なくとも一端に設けられたフランジ部とを備え、前記巻芯部の構成面に対しコイルワイヤを前記巻軸方向に沿って所望のターン数にて巻回するコイルボビンであって、
   前記フランジ部には、巻軸方向の前記一端側から巻芯部にむけてコイルワイヤを引き込むためのコイルワイヤ導入溝と、前記引き込まれたコイルワイヤを巻芯部の構成面に案内するためのコイルワイヤ案内部とが形成され、
   前記巻芯部の構成面には、コイルワイヤの巻回方向に伸びて前記案内されたコイルワイヤを整列巻回するための非環状の巻線ガイドと、巻回されるコイルワイヤの巻回ターンを切り換えるためのガイド非形成部とが設けられるとともに、
   前記巻線ガイドが、前記コイルワイヤ案内部と前記巻芯部の構成面との境界位置を通る軸線を跨いで形成されていることを特徴とするコイルボビン。
2. 前記巻線ガイドが、前記巻芯部の構成面に対して凸状に形成されている請求項１に記載のコイルボビン。
3. 前記コイルワイヤ案内部が、前記コイルワイヤ導入溝と連通するとともに、巻軸直交方向の断面において、前記コイルワイヤ導入溝より前記巻芯部の構成面に向かう接線方向に形成されている請求項１または２に記載のコイルボビン。

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