JP3562052B2 - マグネットスイッチのソレノイド製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタータ用マグネットスイッチに用いられるソレノイドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１５に示すように、コイル１１０の巻き枠であるボビンを廃止して、非磁性体で形成されたスリーブ１２０の外周に直接コイル１１０を巻装して構成されたボビンレスタイプのソレノイド１００がある。
このソレノイド１００の製造方法について説明する。
ａ）まず、図１６に示すように、巻線機の巻付け軸２００にスリーブ１２０を取り付けて、一組の側板２１０、２２０によりコイル１１０の巻き幅Ｌを規制する。
ｂ）続いて、スリーブ１２０の外周にコイル１１０を多層に亘って巻き付けた後、その巻き付けられたコイル１１０の形崩れを防止するために、コイル１１０の外周に巻き幅Ｌと略同一幅の粘着テープ３００（図１７参照）を貼り付けて固定する。または粘着テープ３００を使用する代わりに、絶縁皮膜線の表面に接着材等を塗布したコイル１１０を使用しても良い。この場合、コイル１１０をスリーブ１２０に巻き付けた後、コイル１１０の両端末線１１１からの通電による加熱または外部からの加熱によってコイル１１０の線材同士を溶着一体化して固定することができる。
【０００３】
ｃ）続いて、コイル１１０の一端面（図１７の下面）に一方の絶縁用ワッシャ１３０を配置して、その絶縁用ワッシャ１３０の外側からステーショナリコア１４０の小径円筒部１４１をスリーブ１２０の内周へ差し込んで組付ける。さらに、端末線１１１が取り出されたコイル１１０の他端面に他方の絶縁用ワッシャ１５０を配置して、その絶縁用ワッシャ１５０の外側から有底筒状のマグネットカバー１６０をコイル１１０の外周に被せてコイル１１０を内包する。
ｄ）最後に、ステーショナリコア１４０の大径円筒部１４２の外周に嵌合するマグネットカバー１６０の開口周縁部を内側へかしめて固定することにより、ステーショナリコア１４０の大径円筒部１４２とマグネットカバー１６０の底壁１６１との間にコイル１１０が挟持されてボビンレスタイプのソレノイド１００が出来上がる。なお、コイル１１０の端末線１１１は、他方の絶縁用ワッシャ１５０に開けられた丸孔１５１（図１７参照）、およびマグネットカバー１６０の底壁１６１に開けられた丸孔１６２に挿通されてマグネットカバー１６０の外側へ引き出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の製造方法では、ボビンレスコイル１１０の形態を保った状態でステーショナリコア１４０とマグネットカバー１６０とを組付ける必要がある。そのため、スリーブ１２０に巻き付けられたコイル１１０が形崩れしないように、コイル１１０の外周面に粘着テープ３００を貼り付けて固定するか、絶縁皮膜線の表面に接着材等を塗布したコイル１１０を使用して溶着一体化する必要がある。この結果、粘着テープ３００または接着材等を必要とするばかりでなく、粘着テープ３００の貼り付け、あるいは接着材等の塗布、硬化のために高価な加工設備が必要となるため、製品コストが高くなるとともに、生産性が大きく低下するといった問題が生じていた。
【０００５】
さらには、絶縁皮膜線の表面に塗布する接着材等は、熱により再溶融する可能性があるため、その接着材等の硬化溶融温度以上に発熱し、また使用環境温度が高温となるスタータのマグネットスイッチには使用が困難である。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ボビンレスタイプのソレノイドを安価に製造できるマグネットスイッチのソレノイド製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の構成）
スリーブの一端側に組付けられたステーショナリコアと他端側に組付けられた巻端押さえ治具とで巻き幅を規制し、その規制された巻き幅で前記スリーブの外周にコイルを巻き付けた後、
そのコイルの両端面を前記ステーショナリコアと前記巻端押さえ治具とで規制した状態で、前記巻端押さえ治具側から有底筒状のマグネットカバーを組付けて前記コイルを内包し、そのマグネットカバーの開口部を前記ステーショナリコアに固定して製造されるマグネットスイッチのソレノイド製造方法であって、
前記巻端押さえ治具は、前記コイルの端面を円周方向の複数箇所で保持する保持部を有し、
前記マグネットカバーは、その底壁に前記巻端押さえ治具が通り抜けられるだけの嵌合孔が形成されており、この嵌合孔に前記巻端押さえ治具を通しながら前記コイルの外周に被せられることを特徴とする。
【０００７】
（請求項１の作用および効果）
スリーブの外周に巻き付けられたコイルは、一方の端面がステーショナリコアに規制されて、他方の端面が巻端押さえ治具に規制されることによりボビンレスコイルの形態が保たれている。そして、コイルの両端面をステーショナリコアと巻端押さえ治具とで規制した状態のままマグネットカバーをコイルの外周に被せて、その開口部をステーショナリコアに固定することができる。これによりコイルの形崩れを防止できるため、従来のように粘着テープをコイルの外周面に貼り付けて固定したり、接着材等が塗布されたコイルの線材同士を溶着一体化する必要がない。
【０００８】
この結果、粘着テープまたは接着材等が不要となるばかりでなく、粘着テープの貼り付け、あるいは接着材等の塗布、硬化のための加工設備も不要となるため、製品コストを安くできるとともに、生産性の向上を図ることができる。
また、接着材等を使用する必要がないことから、本製造方法により製造されたソレノイドを使用環境温度が高温となるスタータのマグネットスイッチに使用しても何ら問題は生じない。
【０００９】
（請求項２の構成）
請求項１に記載したマグネットスイッチのソレノイド製造方法において、
前記コイルの両端面には、前記ステーショナリコアとの間、および前記マグネットカバーの底壁との間にそれぞれ絶縁用ワッシャが配されており、
前記ステーショナリコアとの間に配される一方の絶縁用ワッシャは、前記スリーブの外周に前記コイルを巻き付ける前に、予め前記スリーブの外周に嵌合して前記ステーショナリコアの内側に組付けられており、
前記マグネットカバーの底壁との間に配される他方の絶縁用ワッシャは、前記嵌合孔と同一形状の嵌合孔が開けられて、前記スリーブの外周に前記コイルを巻き付けた後、前記嵌合孔に前記巻端押さえ治具を通して前記コイルの端面に配されることを特徴とする。
【００１０】
（請求項２の作用および効果）
コイルとステーショナリコアおよびマグネットカバーとの間をそれぞれ絶縁用ワッシャで絶縁することができる。
この場合、一方の絶縁用ワッシャは、スリーブの外周にコイルを巻き付ける前に予めスリーブの外周に嵌合してステーショナリコアの内側に組付けておくことができる。また、他方の絶縁用ワッシャは、スリーブの外周にコイルを巻き付けた後、絶縁用ワッシャに開けられた嵌合孔に巻端押さえ治具を通してコイルの端面に配置することができる。この時、他方の絶縁用ワッシャをコイルの端面に配置してからマグネットカバーを組付けても良いし、予めマグネットカバーの底壁内面に他方の絶縁用ワッシャを組付けておいて、マグネットカバーと同時に組付けることもできる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明のマグネットスイッチのソレノイド製造方法を示す実施例を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）はソレノイドの側面断面図、（ｂ）はソレノイドの正面図である。
本実施例のソレノイド１は、スタータのマグネットスイッチ（図示しない）に使用されるもので、筒状のスリーブ２、このスリーブ２の外周に巻装される吸引コイル３（本発明のコイル）、吸引コイル３の両端面にそれぞれ配される２枚の絶縁用ワッシャ４、５、吸引コイル３を内包するマグネットカバー６、このマグネットカバー６の開口部に組付けられるステーショナリコア７から構成される。
【００１２】
スリーブ２は、金属製の非磁性体（例えば真鍮製）で形成されて、その内周面が図示しないプランジャの摺動面となる。このスリーブ２の一端側周縁部（ステーショナリコア７側の端部）には、図２に示すように、壁面の一部を外側へ切り起こした係合片２ａが設けられて、その係合片２ａには吸引コイル３の巻始め線３ａを係合するための係合溝２ｂが形成されている。
吸引コイル３は、銅等の芯線の外周をポリエステル等の絶縁皮膜で覆ったもので、巻線機（図示しない）によりスリーブ２の外周に多層に亘って巻き付けられている。なお、吸引コイル３の巻始め線３ａは、アース側（例えばマグネットカバー６、またはステーショナリコア７等）に接続されて、巻終わり線３ｂは、マグネットスイッチに設けられた端子（図示しない）に接続される。但し、巻始め線３ａが端子に接続されて、巻終わり線３ｂがアース側に接続されても良いことは言うまでもない。
【００１３】
一方の絶縁用ワッシャ４は、吸引コイル３とステーショナリコア７との絶縁を確保するもので、絶縁性樹脂または絶縁紙等の絶縁部材により円盤状に設けられて、スリーブ２の外周に嵌合して吸引コイル３の一方の端面３ｃとステーショナリコア７の外周部内面との間に配されている。この絶縁用ワッシャ４には、図３（ａ）に示すように、その中央部にスリーブ２の外周に嵌合する嵌合孔４ａが開けられている。なお、図３（ｂ）は絶縁用ワッシャ４の側面断面図である。
他方の絶縁用ワッシャ５は、吸引コイル３とマグネットカバー６との絶縁を確保するもので、絶縁性樹脂または絶縁紙等の絶縁部材により円盤状に設けられて、スリーブ２の外周に嵌合して吸引コイル３の他方の端面３ｄとマグネットカバー６の底壁６ａとの間に配されている。この絶縁用ワッシャ５には、図４（ａ）に示すように、その中央部に後述の巻端押さえ治具８（図７、図８参照）の外周形状に相当する嵌合孔５ａが開けられている。なお、図４（ｂ）は絶縁用ワッシャ５の側面断面図である。
【００１４】
マグネットカバー６は、鉄等の磁性体製で、図５（ａ）に示すように、一端側（図の右側）が開口する有底筒形状に設けられており、底壁６ａには、図５（ｂ）に示すように、巻端押さえ治具８の外周形状に相当する嵌合孔６ｂ（他方の絶縁用ワッシャ５に開けられた嵌合孔５ａと同一形状）が形成されている。
ステーショナリコア７は、鉄等の磁性体製で、図１（ａ）に示すように、大径筒部７ａ、中径筒部７ｂ、および小径筒部７ｃが段階的に形成されて、その中央部にプランジャロッド（図示しない）を通すための貫通孔７ｄが開けられている。このステーショナリコア７は、中径筒部７ｂの外周がスリーブ２の内周に嵌め込まれた状態で大径筒部７ａの外周がマグネットカバー６の開口部にかしめ固定される。なお、小径筒部７ｃの外周には、プランジャを付勢するスプリング（図示しない）の一端部が係合される。
【００１５】
次に、このソレノイド１の製造方法（組付け方法）について説明する。
まず、図６に示すように、巻線治具９の巻芯軸９ａにステーショナリコア７の貫通孔７ｄを嵌合して組付けた後、そのステーショナリコア７の中径筒部７ｂの外周にスリーブ２の一端側を嵌め合わせ、さらにスリーブ２の外周に一方の絶縁用ワッシャ４を嵌合してステーショナリコア７の内側に配置する。
【００１６】
続いて、吸引コイル３のマグネットカバー６側への形崩れを防止するための巻端押さえ治具８を取り付ける。この巻端押さえ治具８は、図７および図８に示すように、中央部に軸孔８ａ（図６参照）が形成された円筒部８０と、この円筒部８０に続く円柱部８１の外周面に放射状に設けられた３か所の保持部８２とを有し、円筒部８０がスリーブ２の他端側内周に挿入されて、軸孔８ａが巻線治具９の巻芯軸９ａに嵌合される。この時、巻端押さえ治具８は、図６に示すように、円筒部８０の先端面がステーショナリコア７の小径筒部７ｃの端面に当接した状態で取り付けられることにより、絶縁用ワッシャ４と向かい合う各保持部８２の端面８２ａの位置が固定されて、その各保持部８２の端面８２ａと絶縁用ワッシャ４とで吸引コイル３の巻き幅Ｌを規制している。なお、各保持部８２は、半径方向の高さｈ（円柱部８１の中心から保持部８２の先端までの高さ）が、スリーブ２に巻き付けられる吸引コイル３の半径ｒ（図９参照）以上に設けられている。また、保持部８２の一か所には、図８（ａ）に示すように、吸引コイル３の巻終わり線３ｂを保持するための保持溝８２ｂが保持部８２の全長に亘って形成されている。
【００１７】
続いて、巻端押さえ治具８とともに吸引コイル３の端面（他方の端面３ｄ）を保持するために、巻端押さえ治具８の外周に巻枠治具１０を組付ける（図９参照）。この巻枠治具１０は、図１０に示すように、巻端押さえ治具８の外周形状に合った内周形状を有し、巻端押さえ治具８に対して筒方向から嵌合して組付けられる。但し、絶縁用ワッシャ４と向かい合う巻枠治具１０の端面１０ａが巻端押さえ治具８の端面８２ａと同一面となるように組付けられることは言うまでもない。なお、巻端押さえ治具８の保持溝８２ｂが形成された保持部８２に嵌合する部位には、吸引コイル３の巻終わり線３ｂを保持溝８２ｂへ案内するための案内溝１０ｂが設けられている。
【００１８】
続いて、スリーブ２、絶縁用ワッシャ４、巻端押さえ治具８、および巻枠治具１０で形成された巻き枠に対して、巻線機により吸引コイル３を多層に亘って巻き付ける。この時、吸引コイル３は、図２に示したように、スリーブ２の係合片２ａに設けられた係合溝２ｂに巻始め線３ａを係合させた状態でスリーブ２の外周に巻き付けることができる。または、図１１に示すように、巻線治具９の外周面に吸引コイル３の巻始め線３ａの先端部を係止させる保持機構１１を設けておき、この保持機構１１に巻始め線３ａの先端部を係止させた状態で、さらに係合片２ａの係合溝２ｂに巻始め線３ａを係合させて巻き付けることもできる。なお、係合溝２ｂに吸引コイル３の巻始め線３ａを係合させた場合、係合片２ａを導通させることにより吸引コイル３のアース部への接合を省略することもできる。
【００１９】
上記の巻き枠に吸引コイル３を巻廻した後、吸引コイル３の巻終わり線３ｂを巻枠治具１０の案内溝１０ｂから巻端押さえ治具８の保持溝８２ｂへ挿入して保持させた状態で巻枠治具１０を巻端押さえ治具８から取り外す（図１２参照）。この状態で、吸引コイル３は、一方の端面３ｃがステーショナリコア７の内側に配された絶縁用ワッシャ４によって規制され、他方の端面３ｄが巻端押さえ治具８の各保持部８２によって規制されているため、コイル両端面３ｃ、３ｄでの形崩れが防止されて、ボビンレスコイルの形態を保つことができる。
【００２０】
続いて、巻端押さえ治具８で吸引コイル３の他方の端面３ｄを規制した状態のまま、他方の絶縁用ワッシャ５およびマグネットカバー６を組付ける（図１３参照）。まず、他方の絶縁用ワッシャ５を、嵌合孔５ａに巻端押さえ治具８を通して吸引コイル３の他方の端面３ｄに組付ける。この時、絶縁用ワッシャ５は、嵌合孔５ａを巻端押さえ治具８の外周に嵌め合わせて組付けることができるため、その組付けを容易に行うことができる。
【００２１】
次に、マグネットカバー６を、自身の開口部側から巻端押さえ治具８の外周に被せる様にして組付け、底壁６ａに形成された嵌合孔６ｂに巻端押さえ治具８を通しながら吸引コイル３の外周に被せて吸引コイル３を内包する。この時、吸引コイル３の巻終わり線３ｂが巻端押さえ治具８の保持溝８２ｂに保持されているため、マグネットカバー６を組付ける際に巻終わり線３ｂが邪魔することがなく、マグネットカバー６の組付けを容易に行うことができる。
なお、マグネットカバー６の底壁６ａ内面に予め絶縁用ワッシャ５を接着や圧入等によって組付けておき、マグネットカバー６の組付けと同時に絶縁用ワッシャ５の組付けが行われるようにしても良い。
【００２２】
続いて、巻端押さえ治具８が組付けられた状態のまま、吸引コイル３の外周に被せたマグネットカバー６の開口部をステーショナリコア７の大径筒部７ａの外周に嵌め合わせて、マグネットカバー６の開口部を内周側へかしめて固定する（図１４参照）。これにより、吸引コイル３は、２枚の絶縁用ワッシャ４、５を介してステーショナリコア７の大径筒部７ａの内側面とマグネットカバー６の底壁６ａとの間に挟持される。
最後に、巻端押さえ治具８の円筒部８０をスリーブ２から抜き出して取り外すことによりソレノイド１が完成する。
【００２３】
（本実施例の効果）
本実施例の製造方法によれば、ステーショナリコア７の内側に配置された絶縁用ワッシャ４と巻端押さえ治具８の各保持部８２との間に吸引コイル３を挟持した状態のまま、マグネットカバー６をステーショナリコア７に固定してソレノイド１を完成させることができる。従って、従来のように、吸引コイル３の形崩れを防止するために粘着テープをコイルの外周面に貼り付けて固定したり、接着材等が塗布されたコイルの線材同士を溶着一体化する必要がない。
この結果、粘着テープまたは接着材等が不要となるばかりでなく、粘着テープの貼り付け、あるいは接着材等の塗布、硬化のための加工設備も不要となるため、製品コストを安くできるとともに、生産性の向上を図ることができる。
また、接着材等を使用する必要がないことから、本製造方法により製造されたソレノイド１を使用環境温度が高温となるスタータのマグネットスイッチに使用しても何ら問題は生じない。
【００２４】
また、スリーブ２と、ステーショナリコア７の内側に配置された絶縁用ワッシャ４と、巻端押さえ治具８とで吸引コイル３の巻き枠を形成できるため、従来のような一組の側板によって巻き幅Ｌを規制する必要がなく、且つ、ボビンレスコイルの形態を保つための手段を簡素化できる。これにより、製造工程が簡略化されて、ボビンを使用しないマグネットスイッチのソレノイド１を容易に製造することが可能となる。
【００２５】
（変形例）
本実施例では、マグネットカバー６の底壁６ａに巻端押さえ治具８の外周形状に相当する嵌合孔６ｂが形成されるため、磁気通路としての面積が少なくなる可能性がある。そこで、マグネットカバー６の内面に配される他方の絶縁用ワッシャ５を絶縁部材だけで構成するのではなく、例えば磁性材料に絶縁塗料を塗布したものや、鉄板ワッシャに絶縁部材を重ねたものを使用することで磁気通路としての面積減少を補うこともできる。あるいは、マグネットカバー６の底壁６ａの壁厚を厚くしても良い。
【００２６】
また、吸引コイル３は、一方の端面３ｃがステーショナリコア７の内側に配された絶縁用ワッシャ４によって規制され、他方の端面３ｄが巻端押さえ治具８の各保持部８２により規制されることで両端面３ｃ、３ｄでの形崩れが防止されているが、巻き付けた状態を強固に保持する必要がある場合には、吸引コイル３の巻終わり部のみテープやヤーン等の固定部材で固定しても良い。但し、従来のように吸引コイル３の巻き幅全体を固定する必要はない。
本実施例では、吸引コイル３をステーショナリコア７側から巻き始めて巻端押さえ治具８側で巻き終わるように巻き付けているが、その逆でも良い。即ち、巻端押さえ治具８側から巻き始めてステーショナリコア７側で巻き終わるように巻き付けることも可能である。
【００２７】
本実施例では、吸引コイル３の両端面３ｃ、３ｄにそれぞれ絶縁用ワッシャ４、５を配して、吸引コイル３とステーショナリコア７およびマグネットカバー６との絶縁を確保しているが、吸引コイル３の端面と向かい合うステーショナリコア７の大径筒部７ａの内側面およびマグネットカバー６の底壁６ａ内面に絶縁皮膜を形成するか、または絶縁テープの貼付等の方法を採用することによって絶縁用ワッシャ４、５を廃止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ソレノイドの側面断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図２】スリーブの斜視図である。
【図３】一方の絶縁用ワッシャの平面図（ａ）と側面断面図（ｂ）である。
【図４】他方の絶縁用ワッシャの平面図（ａ）と側面断面図（ｂ）である。
【図５】マグネットカバーの底面図（ａ）と側面断面図（ｂ）である。
【図６】ソレノイドの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】巻端押さえ治具の斜視図である。
【図８】巻端押さえ治具の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図９】ソレノイドの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】巻枠治具の平面図である。
【図１１】ソレノイドの製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１２】ソレノイドの製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１３】ソレノイドの製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１４】ソレノイドの製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１５】ソレノイドの側面断面図（ａ）と正面図（ｂ）である（従来技術）。
【図１６】ソレノイドの製造方法の一工程を示す断面図である（従来技術）。
【図１７】ソレノイドの製造方法の工程を示す斜視図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ ソレノイド
２ スリーブ
３ 吸引コイル
４ 一方の絶縁用ワッシャ
５ 他方の絶縁用ワッシャ
５ａ 他方の絶縁用ワッシャの嵌合孔
６ マグネットカバー
６ｂ マグネットカバーの嵌合孔
７ ステーショナリコア
８ 巻端押さえ治具
８２ 保持部
Ｌ 巻き幅

Claims (2)

1. スリーブの一端側に組付けられたステーショナリコアと他端側に組付けられた巻端押さえ治具とで巻き幅を規制し、その規制された巻き幅で前記スリーブの外周にコイルを巻き付けた後、
   そのコイルの両端面を前記ステーショナリコアと前記巻端押さえ治具とで規制した状態で、前記巻端押さえ治具側から有底筒状のマグネットカバーを組付けて前記コイルを内包し、そのマグネットカバーの開口部を前記ステーショナリコアに固定して製造されるマグネットスイッチのソレノイド製造方法であって、
   前記巻端押さえ治具は、前記コイルの端面を円周方向の複数箇所で保持する保持部を有し、
   前記マグネットカバーは、その底壁に前記巻端押さえ治具が通り抜けられるだけの嵌合孔が形成されており、この嵌合孔に前記巻端押さえ治具を通しながら前記コイルの外周に被せられることを特徴とするマグネットスイッチのソレノイド製造方法。
2. 前記コイルの両端面には、前記ステーショナリコアとの間、および前記マグネットカバーの底壁との間にそれぞれ絶縁用ワッシャが配されており、
   前記ステーショナリコアとの間に配される一方の絶縁用ワッシャは、前記スリーブの外周に前記コイルを巻き付ける前に、予め前記スリーブの外周に嵌合して前記ステーショナリコアの内側に組付けられており、
   前記マグネットカバーの底壁との間に配される他方の絶縁用ワッシャは、前記嵌合孔と同一形状の嵌合孔が開けられて、前記スリーブの外周に前記コイルを巻き付けた後、前記嵌合孔に前記巻端押さえ治具を通して前記コイルの端面に配されることを特徴とする請求項１に記載したマグネットスイッチのソレノイド製造方法。

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