JP2978114B2 - コイルの巻線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】イグニッションコイルや高圧
トランス等に用いられるコイルの巻線方法に関し、巻崩
れを有効に防止し得るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】イグニッションコイルや高圧トランス等
の高圧用コイル９は、例えば図６に示すような両端にフ
ランジ２、３を備えた円筒状のボビン１中央の巻回部４
に、線材５を複数の層（図では３層）を形成するように
巻回して製造される。

【０００３】この場合、線材５の巻回を、各層毎に、巻
回部４の一方のフランジ２側の端部から他方のフランジ
３側の端部に至る全幅にわたって行い、そこから折り返
して順次上の層に巻き上げて行くようにしたならば、互
いに重なり合う上層と下層の線材５の間で電圧差が大き
くなってしまう箇所が生じてしまい、この２つの層の間
で耐圧不良やコロナ放電などが起こり、コイル不良の原
因になる。

【０００４】これに対してボビン１に仕切りを設ける等
の方法で対処しようとするとコスト高の原因となってし
まうため、従来から、隣り合う層間で大きな電位差を生
じないようなコイルの巻線方法自体を工夫する提案がな
されている。このようなものとしては、例えば特公平２
−１８５７２号、特開平６−１１２０５７号、特公平７
−１５８５４号等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このうち、特公平２ー
１８５７２号の巻線方法は、線材を、ボビンの巻回部の
一方の端部から、ボビンと中心軸線を共有し巻回部の他
方の端部に頂部が向いた円錐面に沿って巻回することに
より、順次巻線層を形成して行くものであり、各巻線層
は巻き上げと巻き下げを交互に繰り返しながら、中心軸
に対して傾斜して隣り合うようになっている。

【０００６】しかしながら、この方法によれば、線材を
巻き下げて行く層においては、上層の線材が下層の線材
の斜面を滑り落ちる可能性が高く、下層の線材の真上に
正確に上層の線材を巻き付けることが難しいため、巻き
崩れが生じやすいという問題点がある。

【０００７】また、特開平６−１１２０５７号の巻線方
法は、上述の特公平２ー１８５７２号の巻線方法の改良
案であり、巻き崩れを防止するため、巻回部の外周に線
材係止用の輪状突起を形成したものである。

【０００８】しかしながら、このような輪状突起は、線
材の径に対して適切な間隔で設けられていない限り巻き
崩れを有効に防止することは出来ないので、異なる径の
線材を巻線するたびに、輪状突起を異なった間隔で設け
たボビンを用いなければならず、コスト高の原因となっ
てしまう。

【０００９】さらに、特公平７−１５８５４号の巻線方
法は、ボビンへの線材の巻始めの終端側に、所定の手順
によって上の段の巻線から所定のターン分（線材がボビ
ンを１回りするごとに１ターンと数える）の線材だけ露
出した階段状の勾配を形成しておき、この状態で各階段
に１ターンづつ巻回しながら、線材の巻き下げおよび巻
き上げを行い、巻回している段より下の段の巻線がａタ
ーン分多くなるようにすることで、巻き崩れを起こりに
くくしたものである。

【００１０】しかしながら、この方法でも、階段状の傾
斜部に沿って線材を１ターンづつ巻き上げ、また巻き下
げして行くため、依然として巻き崩れを完全には防止で
きない。

【００１１】本発明はこのような問題点に着目し、例え
ばイグニッションコイルや高圧トランス等として用いら
れるコイルの巻線方法に関し、層間短絡を有効に防止し
つつ、巻崩れが起こることのないコイルの巻線方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボビンに線材
を複数層にわたって基端側から終端側へと巻回するコイ
ルの巻線方法において、下層の線材の間に形成された溝
部に沿って線材を巻回して線材層を連続して積み上げる
ことにより下層から上層にコイルを巻き上げ、一層おき
に少ないターン数の層を形成して、この少ないターン数
の層のすぐ下層に、この少ないターン数の層の巻線の進
行側となるように、上面にコイルが巻回されていない段
部を形成する基端側のブロックを形成し、下層の線材の
間に形成された溝部に沿って線材を巻回することにより
直前のブロックの段部の上部に線材を上層から下層へと
巻下ろして行く巻下ろしのブロックと、下層の線材の間
に形成された溝部に沿って線材を巻回して線材層を連続
して積み上げることにより直前のブロックの段部に線材
を下層から上層へと巻き上げて行くとともに巻線の進行
側に新たな段部を形成する巻き上げのブロックとを交互
に形成し、線材の巻き終わりにおいては下層の線材の間
に形成された溝部に沿って線材を巻回することにより下
層の線材の上部を覆い段部を形成することはない終端側
のブロックを形成する。

【００１３】

【００１４】

【作用】本発明では、隣り合う各ブロックは、所定のタ
ーン数の段部において重なり合って、巻き上げまたは巻
き下ろしがなされるので、各層の線材はこの段部に支持
されるようにして巻線され、巻き崩れが生じる恐れが大
幅に減少する。

【００１５】また、巻線に際して、各線材はすぐ下層の
線材の間に形成される溝部の上に案内されつつ巻回され
るので、線材のずれが生じにくく、巻き崩れの恐れが一
層効果的に防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１７】図６に示すように、線材５は、両端にフラ
ンジ２およびフランジ３を備えたボビン１の巻回部４に
巻線され、コイル９を形成する。

【００１８】この巻線の様子を図１に断面図として示
す。これに示すように、円形断面で図示した線材５は、
一方のフランジ２の端面７から、他方のフランジ３の端
面８に至るまで、巻回部４の外周に順次巻回されて行
く。このとき、線材５は所定の手順にしたがって所定の
形状のブロックを形成しつつ巻回されるのであるが、以
下、この各ブロックの形状および巻回手順について説明
する。

【００１９】なお、線材断面には、その断面がどのブロ
ックに属するものであるかをアルファベットで示してあ
る。また、線材５の断面を結ぶ実線は線材５が巻回部４
外周に巻回されながら進行して行く道筋を示している。

【００２０】図２は、コイル９の基端側のブロックであ
るブロックａ部分を取り出して示した図である。これに
示されるように、線材５は、まず、フランジ２の端面７
と、図２には示さないが図の右方向のフランジ３の端面
８の間に、フランジ２からフランジ３の方向（図の右方
向）に向かって進行しながら、所定のターン数ｘ₁だけ
（図では１３ターン）、巻回部４の外周に沿って巻回さ
れ、ブロックａの第１層を形成する。

【００２１】続いて、この状態から巻線の進行方向を折
り返して、第１層とは逆にフランジ２方向（図の左方
向）に向かって巻線を進行して行き、ブロックｂの第２
層を形成する。このとき、線材５は、第１層の上面に隣
り合う線材５の間のくぼみ部分として形作られる溝部１
０に沿って（案内されて）、順次巻回して行くようにす
る。このため、この第２層のターン数ｘ₂はｘ₁−１ター
ン（図では１２ターン）となる。

【００２２】なお、これ以降も線材５を巻回するときに
は、ひとつ下の層の線材５により形成される溝部１０に
沿って巻回して行くようにする。

【００２３】第３層は、この状態から再び巻線の進行方
向を折り返して、再びフランジ２側からフランジ３方向
（図の右方向）に向かって、第２層の溝部１０に沿い、
所定のターン数ｘ₃だけ巻回される。このとき、この第
３層の各線材５は第１層の各線材の真上に来ることとな
るが、この第３層は第１層の巻終わり位置よりも所定の
ターン数ｓ（図では５ターン）だけフランジ２側にずら
した位置までで巻終わりとされるため、結局、第３層の
ターン数ｘ₃は、第１層のターン数ｘ₁よりも所定のター
ン数ｙだけ少ないｘ₁−ｓターン（図では８ターン）と
なる。これにより、ブロックａの第２層のフランジ３側
（図の右側）、すなわち引き続きブロックｂが巻線され
る側には、第３層との間のｓターン分の段差である段部
１１が形成される。

【００２４】第４層は、再び巻回方向を折り返し、第３
層の溝部１０に沿って、再びフランジ２方向（図の左方
向）に向かって、第３層よりも１ターン少ないｘ₄ター
ン（図では７ターン）巻回される。

【００２５】この第４層の溝部１０には、再びフランジ
２側からフランジ３方向に折り返して、第５層が巻回さ
れる。この第５層のターン数ｘ₅は、第１層と第３層の
ときと同様に、第３層の巻終わり位置よりも所定のｓタ
ーン（図では５ターン）分だけ少ないターン数（図では
３ターン）となるので、第４層のフランジ３側（図の右
側）に、ｓターン分の段部１１が形成される。

【００２６】ここで、再び巻回方向を折り返し、ターン
数ｘ₆＝ｘ₅−１（図では２ターン）の第６層が、第５層
の溝部に沿って巻回される。

【００２７】さて、このような巻線手順が繰り返され、
所定のターン数ｔの巻上がり層（第ｎ層）に達したとこ
ろで（図ではｔ＝２、ｎ＝６であり、第６層が巻上がり
層となる）、ブロックａの巻線が完了する。なお、この
場合、巻上がり層は偶数層（したがってｎ＝偶数）とな
るようにすることにより、ブロックｂの巻線がフランジ
２の端面７に沿った地点から、巻き上がり層の上面の段
部１１に沿って開始されるようにする。なお、コイルの
特性に応じて、各層のターン数ｘ、段部のターン数ｓ、
巻上がり層のターン数ｔは自由に設定できる。

【００２８】つぎに、図３に示すように、巻下ろしのブ
ロックであるブロックｂの巻線が行われるが、これは、
まず、ブロックａの巻上がり位置から線材を折り返し、
ブロックａの巻上がり層（第ｎ層、図では第６層）上面
の段部１１の各溝部１０に線材５を沿わせながら、フラ
ンジ３方向（図の右方向）に進行する。以降、順次フラ
ンジ２側からフランジ３側へと（図の右側へと）、ブロ
ックａの段部１１の各溝部１０に沿って順次巻線を進行
して、線材５を巻き下ろして行く。

【００２９】したがって、ブロックｂの各層は、ブロッ
クａの奇数層の横に連なる形となり、そのターン数はブ
ロックａの段部の溝部１０の数と等しいｓ−１ターン
（図では４ターン）となる。この結果、ブロックａはブ
ロックｂによって、段部１１の部分を底上げされた形と
なり、ブロックｂの上面には新たに段部１２が形成され
る。ただし、ブロックｂの最上層の上面は段部１２に含
まれないとする。

【００３０】このようにしてブロックｂが完成したら、
図４に示すように、そのままフランジ３方向（図の右方
向）に巻線を進行しつつ、所定のターン数ｙ₁（図では
１０ターン）からなるブロックｃの第１層を形成する。
このブロックｃは巻き上げのブロックとなる。

【００３１】この第１層の上に折り返して、フランジ２
方向（図の左方向）に進行しつつ第２層が形成される
が、この第２層は、ブロックａの端部のコイルとで形成
される溝部１０を含めてｓ−１条（図では４条）の溝部
１０を持つブロックｂの段部１２のひとつを覆って、ブ
ロックａの第２層にまで達するようにするので、そのタ
ーン数ｙ₂はｙ₁＋ｓ−１（図では１４ターン）となる。

【００３２】さらに、この第２層の上に折り返して、フ
ランジ３方向（図の右方向）に進行しつつ第３層が形成
されるが、この第３層は、第２層のフランジ３側の端部
にターン数ｐの段部１３を形成するように、第２層より
もｐターン（図では４ターン）少ないターン数ｙ₃＝ｙ₂
−ｐ（図では１０ターン）で巻終えられる。

【００３３】第４層は、ブロックｃの第３層およびこれ
と連なるブロックｂの一つの段部１２の各溝部１０に、
フランジ２方向に進行しつつ、ターン数ｙ₄＝ｙ₃＋ｓ−
１（図では１４ターン）だけ巻回され、形成される。

【００３４】この第４層の上層の第５層は、第２層の上
層の第３層と同様に、ターン数ｙ₅＝ｙ₄−ｐ（図では１
０ターン）だけ巻回され、第４層のフランジ３側端部に
ｐターン（図では４ターン）の段部１３を形成する。ま
た、この第５層およびこれと連なるブロックｂのひとつ
の段部１２の上には、ｙ₆＝ｙ₅＋ｓ−１ターン（図では
１４ターン）の第６層が形成される。

【００３５】以上の手順が巻上がり層（第ｎ層、図では
ｎ＝６）まで繰り返されることにより、ブロックｃが完
成し、ブロックｃのフランジ３側の端部には、ブロック
ａの場合と同様に各偶数層部分において、ｐターン分の
段部１３が形成される。

【００３６】なお、図の実施形態のようにターン数ｓ−
１＝ｐ（図では４ターン）とした場合には、奇数層はタ
ーン数ｙ、偶数層はターン数ｙ＋ｓ−１（＝ｙ＋ｐ）と
なるように順次巻線が行われ、巻上がり層（第ｎ層、図
ではｎ＝６）まででブロックｃを完成すると考えてもよ
い。

【００３７】さて巻下ろしのブロックであるブロックｄ
は、このブロックｃの巻上がり地点から折り返して、巻
上がり層（第ｎ層）上面の段部１３の溝部１０に沿って
巻回されて行き、続いてブロックｂのときと同様に、ブ
ロックｃの各段部１３の各溝部１０に順次巻回して行き
ながら形成される。これにより、ブロックｃはブロック
ｄによって、段部１３部分を底上げされた形となり、ブ
ロックｄのフランジ３側（図の右側）には新たに段部１
４が形成される。なお、ブロックｄの最上層の上面は段
部１４と考えない。

【００３８】このブロックｃ、ブロックｄの巻線手順
は、巻線が進行して線材５がフランジ３の端面８に到達
するまで、巻き上げのブロックであるブロックｃ１、ブ
ロックｃ２、…、ブロックｃαと、巻き下ろしのブロッ
クであるブロックｄ１、ブロックｄ２、…、ブロックｃ
αとを交互に形成しながら、所定のα回繰り返される。
なお、図ではα＝１であり、図５に示すように、巻線は
ブロックｄ１の端部においてフランジ３の端面８に到達
するようになっている。

【００３９】巻線がフランジ３の端面８に達したら、図
５の空白の線材５断面で示したように、前のブロック
（図ではｄ１ブロック）の段部１４の溝部１０をすべて
埋め、かつ各層の巻線が端面８に達するように、巻線を
進行して終端側のブロックを形成し、最上層まで巻き上
がったところで、総ての巻線作業が完成する。なお、最
上層は第ｎ＋１層（図では７層）であり、この結果、コ
イル９はｎ＋１層のコイルとなる。

【００４０】本発明の巻線方法は以上のようになされる
ので、つぎのように作用する。

【００４１】まず、隣り合う各ブロックは、ボビン軸に
平行なｓ−１またはｐターン（例えば図１〜図５のよう
に４ターン）の段部１１において重なり合うようにされ
るので、線材５の巻き上げや巻下ろしに際して、各線材
５がこの段部１１に支持されるようにして巻線され、巻
き崩れが生じる恐れが大幅に減少する。

【００４２】さらに、巻線に際して、各線材５はひとつ
下層の溝部１０に案内されつつ巻回されるので、線材５
のずれが生じにくく、巻き崩れの恐れが一層効果的に防
止できる。

【００４３】なお、ブロック数を大きくするほど、隣り
合うブロック間の電位差は小さくなり、また、各ブロッ
クの段部１１、１２、１３、１４のターン数が小さく、
各ブロックのフランジ３側の端部の階段状傾斜が垂直に
近くなるほど、隣り合うブロック間の電位差は小さくな
るので、コイルの特性を考慮して、層間短絡防止と巻き
崩れとのバランスで、適切な幅（ターン数）のブロック
を、また適切な幅（ターン数）の段部１１、１２、１
３、１４を、それぞれ選択することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、隣り合う各ブロック
は、所定のターン数の段部において重なり合って、巻き
上げまたは巻き下ろしがなされるので、各層の線材はこ
の段部に支持されるようにして巻線され、巻き崩れが生
じる恐れが大幅に減少する。

【００４５】また、巻線に際して、各線材はすぐ下層の
線材の間に形成される溝部の上に案内されつつ巻回され
るので、線材のずれが生じにくく、巻き崩れの恐れが一
層効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じくブロックａを示す断面図である。

【図３】同じくブロックｂを示す断面図である。

【図４】同じくブロックｃおよびブロックｄを示す断面
図である。

【図５】同じく巻き終わりのブロックを示す図である。

【図６】コイルがボビンに巻線される様子を示した斜視
図である。

【符号の説明】

１ ボビン ２ フランジ ３ フランジ ４ 巻回部 ５ 線材 ９ コイル １０ 溝部 １１ 段部 １２ 段部 １３ 段部 １４ 段部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボビンに線材を複数層にわたって基端側か
   ら終端側へと巻回するコイルの巻線方法において、下層の線材の間に形成された溝部に沿って線材を巻回し
   て線材層を連続して積み上げることにより 下層から上層
   にコイルを巻き上げ、一層おきに少ないターン数の層を
   形成して、この少ないターン数の層のすぐ下層に、この
   少ないターン数の層の巻線の進行側となるように、上面
   にコイルが巻回されていない段部を形成する基端側のブ
   ロックを形成し、下層の線材の間に形成された溝部に沿って線材を巻回す
   ることにより 直前のブロックの段部の上部に線材を上層
   から下層へと巻下ろして行く巻下ろしのブロックと、下
   層の線材の間に形成された溝部に沿って線材を巻回して
   線材層を連続して積み上げることにより直前のブロック
   の段部に線材を下層から上層へと巻き上げて行くととも
   に巻線の進行側に新たな段部を形成する巻き上げのブロ
   ックとを交互に形成し、 線材の巻き終わりにおいては下層の線材の間に形成され
   た溝部に沿って線材を巻回することにより下層の線材の
   上部を覆い段部を形成することはない終端側のブロック
   を形成することを特徴とするコイルの巻線方法。