JP2014082267A - コイル - Google Patents

Abstract

【課題】巻線のボビンへの装着作業を簡素化する。
【解決手段】コイル１０は、螺旋状に巻かれて環状のターン部１２Ａが複数形成されてなる巻線１１と、巻線１１の内側に配される柱部１８を有するコア部材１５と、柱部１８の外側に配される筒状部２２を有するボビン２１と、を備え、筒状部２２は、当該筒状部２２の径方向に撓み変形可能な弾性撓み片２３を備えており、弾性撓み片２３は、隣り合うターン部１２Ａ間に進入する絶縁性の突部２４を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コイルに関する。

従来、ボビンに巻かれた螺旋状の巻線がコア部材に挿入されてなるコイルが知られている。

特許文献１のコイルは、ボビンの円筒部の外周面に、らせん状の突状が形成されており、帯状の角形銅線からなる巻線又はボビンを回転させ、巻線の隣り合うターン部間のすき間に、突状を嵌入させることにより、巻線をボビンに取り付けるようになっている。

特許第４１８９７４５号公報

ところで、特許文献１の構成では、巻線のボビンへの装着の際には、巻線又はボビンを回転させるという煩雑な作業が必要があるが、この巻線をボビンへ装着する作業を簡素化できれば好ましい。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、巻線のボビンへの装着作業を簡素化することを目的とする。

本発明のコイルは、螺旋状に巻かれて環状のターン部が複数形成されてなる巻線と、前記巻線の内側に配される柱部を有するコア部材と、前記柱部の外側に配される筒状部を有するボビンと、を備え、前記筒状部は、当該筒状部の径方向に撓み変形可能な弾性撓み片を備えており、前記弾性撓み片は、隣り合う前記ターン部間に進入する絶縁性の突部を備えているところに特徴を有する。

本構成によれば、筒状部は、当該筒状部の径方向に撓み変形可能な弾性撓み片を備えているため、弾性撓み片を径方向に弾性変形させて巻線を筒状部に装着すれば、筒状部を巻線にねじ込む等の煩雑な作業を行わなくても、巻線を筒状部に装着することが可能になる。したがって、巻線のボビンへの装着作業を簡素化することができる。

上記実施形態の構成として、以下の構成を有すれば好ましい。
・前記弾性撓み片は、前記筒状部の周方向に複数備えられている。
このようにすれば、より一層、巻線をボビンに装着する作業を容易に行うことができる。

・前記複数の弾性撓み片は、前記筒状部の軸線方向に沿う方向における一端側を基端部とする第１撓み片と、前記筒状部の軸線方向に沿う方向における前記一端側とは反対側を基端部とする第２撓み片とを有する。
弾性撓み片を筒状部の軸線方向に沿う方向における一方の側のみを基端部として形成した場合には、巻線に対する筒状部の保持力が低下するおそれがあるが、本構成によれば、巻線を筒状部の軸線方向に沿う方向における一端側と反対側の双方から保持できるため、巻線に対する筒状部の保持力を高めることができる。

・前記第１撓み片と前記第２撓み片とは前記筒状部の周方向に交互に配されている。
このようにすれば、簡素な構成で巻線を確実に保持することができる。

・前記筒状部は、前記弾性撓み片と異なる位置に、前記筒状部の軸線方向に沿う方向に延出された補強部を有し、前記第１撓み片の基端部と前記第２撓み片の基端部とが前記補強部により連結されている。
このようにすれば、筒状部が全体的に弾性変形して巻線の挿入がしにくくなることを防止することができる。
また、第１撓み片の基端部と第２撓み片の基端部とが補強部により連結されているため、簡素な構成で、巻線の筒状部への装着を容易にしつつ巻線を確実に保持することができる。

・前記ボビンは、前記筒状部の端部から外方に張り出す鍔部を備え、前記鍔部には、前記巻線の周方向の位置決めをする位置決め部が設けられている。
このようにすれば、巻線をボビンに装着した際に巻線の周方向の位置決めが可能になる。

本発明によれば、巻線のボビンへの装着作業を簡素化することができる。

実施形態１のコイルを示す斜視図 コイルを示す平面図 図２のＡ−Ａ断面図 コイルの分解斜視図 巻線がボビンに取り付けられた状態を示す斜視図 巻線がボビンに取り付けられた状態を示す平面図 巻線がボビンに取り付けられた状態を示す側面図 巻線がボビンに取り付けられた状態を示す底面図 図６のＢ−Ｂ断面図 ボビンを示す斜視図 ボビンを示す平面図 筒状部の外周を平面として示す図 ボビンを示す側面図 ボビンを示す底面図 図１１のＣ−Ｃ断面図

＜実施形態１＞
以下、実施形態１のコイル１０について、図１〜図１５を参照して説明する。
本実施形態のコイル１０（図１）は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両のＤＣ／ＤＣコンバータに備えられ、出力電圧を平滑化するチョークコイル等として用いることができる。以下では、上下方向及び左右方向については、図３の方向を基準とし、前後方向については、図２の下方を前方、上方を後方として説明する。

コイル１０は、図４に示すように、螺旋状に巻かれた巻線１１と、巻線１１の内側に配される柱部１８を有するコア部材１５と、巻線１１と柱部１８の間に配される筒状部２２を有するボビン２１とを備えている。

巻線１１は、いわゆるエッジワイズ巻線であって、扁平な矩形状の断面を有する金属線（平角線）を上下方向（矩形状の断面の短辺方向）を軸として螺旋状に巻回して形成したものであり、銅又は銅合金の導体の周囲が絶縁被覆で覆われている。
この巻線１１は、螺旋状に巻回された螺旋部１２と、螺旋部１２の端部に一体に連なり外部と接続される直線状の接続部１３とを有する。

螺旋部１２は、複数（本実施形態では４個）の環状のターン部１２Ａからなる。
複数のターン部１２Ａは、上下に重なり、各ターン部１２Ａは、上下に隣り合うターン部１２Ａが周方向に連なっている。
このように螺旋部１２が上下方向（螺旋の軸線方向）を軸として螺旋状に延出されているため、巻線１１は、全体として、上下方向に弾性変形可能となっている。

螺旋部１２の内側は、ボビン２１の筒状部２２及びコア部材１５の柱部１８が挿通される円柱状の挿通空間１１Ａが形成されている。
接続部１３は、螺旋部１２の上端部及び下端部から螺旋部１２の内周及び外周の接線方向に沿って延びており、その先端部には、外部と接続するための図示しないボルトの軸部等が挿通される円形状の接続孔１４が貫通形成されている。

コア部材１５は、フェライト等の高透磁率の磁性体で形成されており、上下一対の分割部材１６，１７を嵌め合わせて構成されている。
各分割部材１６，１７は、円柱状の柱部１８と、円弧状に湾曲した内面を有する側壁部１９，１９と、柱部１８と側壁部１９，１９を連結する板状の連結部２０とを備え、これらが一体に形成されている。

ボビン２１は、絶縁性を有する合成樹脂製であって、図１０に示すように、円筒形状の筒状部２２と、筒状部２２の下端部において外方に張り出す鍔部２８とを備えている。
筒状部２２は、その内径がコア部材１５の柱部１８を挿通可能な寸法とされており、筒状部２２の径方向に撓み変形可能な複数（本実施形態では８本）の弾性撓み片２３と、隣り合う弾性撓み片２３間を連結する補強部２６とを備える。

複数の弾性撓み片２３は、上下方向（筒状部２２の軸線方向に沿う方向）に帯状に延出されるとともに、周方向の全周に亘って等間隔で並んで配されており、筒状部２２の下端部（筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一端側）を基端部とする第１撓み片２５Ａと、筒状部２２の上端部（筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一端側とは反対側）を基端部とする第２撓み片２５Ｂとからなる。

第１撓み片２５Ａと第２撓み片２５Ｂとは筒状部２２の周方向に交互に配されている。
各弾性撓み片２３は、図１５に示すように、上下方向に長い長方形状の板状部２３Ａと、板状部２３Ａの外面から突出し、隣り合うターン部１２Ａ間に先端部が進入する絶縁性の突部２４とを備えている。
板状部２３Ａの内方側の面には、幅方向の中心部に、内方側に膨らんだ膨出部２３Ｂが形成されている。
膨出部２３Ｂは、上下方向に延びる突条であって、やや丸みを帯びている。

突部２４は、先細の爪状であって、段差状に突出する段差部２４Ａと、上方側に向けて傾斜状に突出寸法が小さくなる傾斜部２４Ｂとを備え、段差部２４Ａは、図１２のように筒状部２２の外周面を周方向に平面に延ばした図から明らかなように、巻線１１の傾斜角度に沿う方向にわずかに傾斜することで段差部２４Ａの面が左右方向（水平方向）に対してわずかに右上がりに傾斜している。

突部２４は、筒状部２２の外周に所定間隔毎に並んで配されており、周方向の突部２４を連ねると、突部２４は、巻線１１と同じ螺旋状の軌跡を描くように構成されている。
突部２４の突出寸法は、複数の弾性撓み片２３について一定である。

補強部２６は、一定の幅寸法の厚肉の棒状であって、その厚みは、板状部２３Ａの厚みよりも厚く形成されており、この補強部２６により、弾性撓み片２３が弾性変形しても一定の剛性が保たれて筒状部２２の形がくずれないようになっている。
補強部２６の上端部には、テーパ状に面取りされたテーパ部２６Ａが形成されている。

補強部２６の下端部（上下方向における一方の端部）は、第１撓み片２５Ａの基端部に一体に連結されており、補強部２６の上端部（上下方向における他方の端部）は、第２撓み片２５Ｂの基端部が幅方向に拡径されて一体に連結されている。

鍔部２８は、図１１に示すように、概ね円形状であって、筒状部２２の下端部から外方側に張り出しており、その突出寸法は、巻線１１の突出寸法よりも外方に突き出る大きさとされている。
鍔部２８における突部２４の下方に位置する部分には、金型による突部２４の成形のための抜き孔２８Ａが形成されている。

鍔部２８の巻線１１側の面には、周方向における巻線１１の位置決めをする位置決め部２９が設けられている。
位置決め部２９は、巻線１１の接続部１３を嵌め入れて位置決めするものであり、接続部１３の外形形状に沿うように直線状に一対形成されており、接続部１３が位置決め部２９に嵌め入れられると、巻線１１の回転が規制される。

次に、コイル１０の組み付けについて説明する。
巻線１１の内側の挿通空間１１Ａにボビン２１の筒状部２２を挿通すると、螺旋部１２の内周面に複数の弾性撓み片２３の各突部２４のうち、上方側の突部２４から順番に傾斜部２４Ｂが巻線１１に当接していき、この巻線１１に当接した突部２４を有する弾性撓み片２３が順番に内側に弾性変形し、突部２４がターン部１２Ａ間を過ぎると復元変形する動作を繰り返す。そして、巻線１１が鍔部２８に到達すると、接続部１３が位置決め部２９に嵌め入れられるとともに、巻線１１の内面の螺旋状の溝に、螺旋状に配置された突部２４の先端側が嵌め入れられ、巻線１１が周方向に位置決められた状態でボビン２１の筒状部２２に巻線１１が組み付けられた状態のコイル本体３０となる（図５）。
この状態では、突部２４は、巻線１１のターン部１２Ａ間に挟まれてターン部１２Ａ上下のターン部１２Ａに当接した状態となる。

そして、このコイル本体３０をコア部材１５の分割部材１７の柱部１８に装着し、上側の分割部材１６を嵌め合わせてコア部材１５に収容すると、コイル１０が形成される（図１）。

本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
本実施形態によれば、筒状部２２は、筒状部２２の径方向に撓み変形可能な弾性撓み片２３を備えているため、弾性撓み片２３を径方向に弾性変形させて巻線１１を筒状部２２に装着すれば、筒状部２２を巻線１１にねじ込む等の煩雑な作業を行わなくても、巻線１１を筒状部２２に装着することが可能になる。したがって、巻線１１のボビン２１への装着作業を簡素化することができる。

また、弾性撓み片２３は、筒状部２２の周方向に複数備えられているため、より一層、巻線１１をボビン２１に装着する作業を容易に行うことができる。

さらに、複数の弾性撓み片２３は、筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一端側を基端部とする第１撓み片２５Ａと、筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一端側とは反対側を基端部とする第２撓み片２５Ｂとを有する。
弾性撓み片２３を筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一方の側のみを基端部として形成した場合には、巻線１１に対する筒状部２２の保持力が低下するおそれがあるが、本実施形態によれば、巻線１１を筒状部２２の軸線方向に沿う方向における一端側と反対側の双方から保持できるため、巻線１１に対する筒状部２２の保持力を高めることができる。

また、第１撓み片２５Ａと第２撓み片２５Ｂとは筒状部２２の周方向に交互に配されているため、簡素な構成で巻線１１を確実に保持することができる。

さらに、筒状部２２は、弾性撓み片２３と異なる位置に、筒状部２２の軸線方向に沿う方向に延出された補強部２６を有し、第１撓み片２５Ａの基端部と第２撓み片２５Ｂの基端部とが補強部２６により連結されているため、巻線１１の筒状部２２への挿入の際に筒状部２２が全体的に弾性変形して巻線１１の挿入がしにくくなることを防止することができる。

また、第１撓み片２５Ａの基端部と第２撓み片２５Ｂの基端部とが補強部２６により連結されているため、簡素な構成で、巻線１１の筒状部２２への装着を容易にしつつ巻線１１を確実に保持することができる。

また、ボビン２１は、筒状部２２の端部から外方に張り出す鍔部２８を備え、鍔部２８には、周方向における巻線１１の位置決めをする位置決め部２９が設けられているため、巻線１１をボビン２１に装着した際における巻線１１の周方向における位置決めが可能になる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、コイル１０は、車両のＤＣ／ＤＣコンバータに用いられることとしたが、これに限られず、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外に用いられるコイルに本発明を適用してもよい。

（２）上記実施形態では、弾性撓み片２３は、第１撓み部２５Ａと第２撓み部２５Ｂが交互に形成されていたが、これに限られない。また、例えば、第１撓み部２５Ａ及び第２撓み部２５Ｂの一方のみを有する構成としてもよい。さらに、補強部２６を有さない構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、巻線１１の内側に筒状部２２が配される構成としたが、これに限られず、巻線１１の外側に筒状部が配される構成としてもよい。例えば、巻線１１の外側に巻線１１の外周を覆う大きさの内径の筒状部を有するボビンを有し、筒状部の弾性撓み片に設けられ内方側に突出する突部が巻線１１の隣り合うターン部１２Ａ間に配されて巻線１１を保持するようにしてもよい。

１０…コイル
１１…巻線
１２…螺旋部
１２Ａ…ターン部
１３…接続部
１５…コア部材
１８…柱部
２１…ボビン
２２…筒状部
２３…弾性撓み片
２４…突部
２４Ａ…段差部
２４Ｂ…傾斜部
２５Ａ…第１撓み片
２５Ｂ…第２撓み片
２６…補強部
２８…鍔部
２９…位置決め部
３０…コイル本体

Claims (8)

1. 螺旋状に巻かれて環状のターン部が複数形成されてなる巻線と、
   前記巻線の内側に配される柱部を有するコア部材と、
   前記柱部の外側に配される筒状部を有するボビンと、
   を備え、
   前記筒状部は、当該筒状部の径方向に撓み変形可能な弾性撓み片を備えており、
   前記弾性撓み片は、隣り合う前記ターン部間に進入する絶縁性の突部を備えているコイル。
2. 前記弾性撓み片は、前記筒状部の周方向に複数備えられている請求項１に記載のコイル。
3. 前記複数の弾性撓み片は、前記筒状部の軸線方向に沿う方向における一端側を基端部とする第１撓み片と、前記筒状部の軸線方向に沿う方向における前記一端側とは反対側を基端部とする第２撓み片とを有する請求項２に記載のコイル。
4. 前記第１撓み片と前記第２撓み片とは前記筒状部の周方向に交互に配されている請求項３に記載のコイル。
5. 前記筒状部は、前記弾性撓み片と異なる位置に、前記筒状部の軸線方向に沿う方向に延出された補強部を有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のコイル。
6. 前記筒状部は、前記弾性撓み片と異なる位置に、前記筒状部の軸線方向に沿う方向に延出された補強部を有し、
   前記第１撓み片の基端部と前記第２撓み片の基端部とが前記補強部により連結されている請求項３又は請求項４に記載のコイル。
7. 前記ボビンは、前記筒状部の端部から外方に張り出す鍔部を備え、
   前記鍔部には、前記巻線の周方向の位置決めをする位置決め部が設けられている請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のコイル。
8. 前記巻線は、断面が扁平な矩形状のエッジワイズ巻線である請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のコイル。

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