JP6466981B2 - コイル装置並びにそれを用いた電動弁及び電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置並びにそれを用いた電動弁及び電磁弁に関する。

従来、冷媒のような流体の流量制御に使用する電動流量制御弁として、例えば弁室に連通する一次口及び二次口を有し二次口側隔壁の連通弁口に弁座を設けた弁本体と、この弁本体の弁座に接離するニードル弁を先端に有する弁棒と、該弁棒を軸方向に移動させてニードル弁の開閉作動を行うステッピングモータとを具備するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記した従来の電動流量制御弁で使用されるステッピングモータは、コイルボビンにマグネットワイヤが巻装され、前記コイルボビンの端子接続部に通電端子が突設されたマグネットワイヤ巻線ボビン、マグネットワイヤの外周部や端子接続部を覆うモールド樹脂等から構成され、モールド樹脂の外周部に一体的に突設されたソケット部の内側に前記通電端子が延出して電源コードのプラグが挿入接続されるようになっている。

より詳しくは、上記従来のステッピングモータは、図６、７に示すように、コイルボビンＢに巻装されたマグネットワイヤＷが、コイルボビンＢの端子接続部Ｃに設けられた断面矩形の通電端子Ｔに数回巻き付けられ（絡げられ）、その通電端子Ｔの角部を利用して切断された後、はんだＨ付け等により該通電端子Ｔに固着されて電気的に接続（導通）され、その後、マグネットワイヤＷの外周部や端子接続部Ｃ、該端子接続部Ｃに固定された通電端子Ｔの外側を覆うようにモールド樹脂（図５、６では不図示）が成形されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−６５９９４号公報 特開２０１５−３２７５３号公報

ところで、上記従来のステッピングモータでは、コイルボビンにおける巻付けテンションを保持するため、あるいは、モールド樹脂成形時の圧力による負荷を軽減するために、コイルボビンＢに巻装されたマグネットワイヤＷは、図６、７に示されるように、はんだ付け等により固着される手前、具体的には、端子接続部Ｃに突設された通電端子Ｔの根元部分で該通電端子Ｔに若干の緩み（余裕）を持って数回巻き付けられる（絡げられる）のが一般的である。そのため、この通電端子Ｔの根元部分でマグネットワイヤＷの絡げ状態（例えば、絡げ幅）が不安定になりやすいという懸念があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、通電端子に絡げられるマグネットワイヤの絡げ状態を安定させることのできるコイル装置並びにそれを用いた電動弁及び電磁弁を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係るコイル装置は、基本的に、断面矩形の通電端子が設けられたコイルボビンと、該コイルボビンに巻装されるとともにはんだにより前記通電端子に固着されたマグネットワイヤと、該マグネットワイヤの外周部を覆うモールド樹脂とを備えるコイル装置であって、前記コイルボビンから突設された前記通電端子の一部に、該通電端子の角部が窪んで形成された窪み領域が設けられ、前記コイルボビンから巻出された前記マグネットワイヤが前記窪み領域に緩みをもって数回巻き付けられ、前記通電端子における前記窪み領域より先端側で前記通電端子に固着されて導通されており、前記はんだによって前記窪み領域及び該窪み領域に絡げられた前記マグネットワイヤの一部が被覆されるとともに、前記はんだによって、前記通電端子の前記窪み領域と前記角部のある領域との境界が覆われていることを特徴としている。

前記窪み領域は、好ましくは、前記通電端子の角部がＲ付けもしくは面取りされて形成される。

前記窪み領域の断面形状は、好ましくは、角部が丸みを帯びた矩形、円形、楕円形、又は、頂角が９０°より大きい多角形を有する。

また、本発明に係る電動弁は、前記コイル装置を有するステッピングモータと、弁口を有する弁本体と、前記ステッピングモータへの通電により発生する駆動力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備えることを特徴としている。

また、本発明に係る電磁弁は、前記コイル装置と、弁口を有する弁本体と、前記コイル装置への通電により発生する磁力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備えることを特徴としている。

本発明によれば、コイルボビンから突設された通電端子の一部に、コイルボビンから巻出されたマグネットワイヤを一旦絡げるための窪み領域が設けられているので、この窪み領域が絡げ領域（マグネットワイヤを絡げるべき領域）の目安となり、通電端子に絡げられたマグネットワイヤの絡げ状態（絡げの不具合状態等）を（例えば製造工程上で）目視等で容易に確認できるため、通電端子に絡げられるマグネットワイヤの絡げ状態を安定させることができる。また、通電端子にマグネットワイヤを若干の緩み（余裕）を持って絡げる場合にも、窪み領域に絡げられたマグネットワイヤは当該窪み領域から外れにくくなり、マグネットワイヤの絡げ幅を所定幅以内に収める（言い換えれば、絡げ幅を均一に保つ）ことができるため、この点からも、通電端子に絡げられたマグネットワイヤの絡げ状態を安定させることができる。

本発明に係るコイル装置の一実施形態の主要部を示す斜視図。 図１に示されるコイル装置の要部拡大図付き下面図。 図２のＵ−Ｕ矢視断面図。 図３に示される通電端子の他例を示す、図２のＵ−Ｕ矢視線に従う断面図。 図２に示されるコイル装置の他例を示す要部拡大下面図。 従来のコイル装置の要部拡大図付き下面図。 図６のＶ−Ｖ矢視断面図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るコイル装置の一実施形態の主要部を示す斜視図、図２は、図１に示されるコイル装置の要部拡大図付き下面図、図３は、図２のＵ−Ｕ矢視断面図である。

図示実施形態のコイル装置１は、基本的に、通電端子１５ａ〜１５ｃが設けられた例えば樹脂製のコイルボビン１０と、該コイルボビン１０の周囲に巻装されたマグネットワイヤ２０と、を備えている。

コイルボビン１０の外周には、平面視略矩形の端子接続部１１が突設され、その端子接続部１１の表面（図示例では、下面）に、通電端子１５ａ〜１５ｃを圧入固定するための挿入穴１３ａ〜１３ｃが設けられた支持固定部１２ａ〜１２ｃが一体的に形成されている。図示例では、例えば矩形状の３個の支持固定部１２ａ〜１２ｃが端子接続部１１の外縁に沿って横並びで形成されるとともに、各支持固定部１２ａ〜１２ｃの略中央に、例えば断面円形の挿入穴１３ａ〜１３ｃが設けられている。

前記端子接続部１１（の各支持固定部１２ａ〜１２ｃ）の各挿入穴１３ａ〜１３ｃには、断面矩形の通電端子１５ａ〜１５ｃが圧入されて支持固定されるとともに、各通電端子１５ａ〜１５ｃの根元部分（各支持固定部１２ａ〜１２ｃから突出した後の所定長さの範囲）の角部はＲ付けされており（特に、図２、３中のＲ付け部１８ａ参照）、これにより、各通電端子１５ａ〜１５ｃの根元部分に、通電端子１５ａ〜１５ｃの角部が窪んで形成された窪み領域１６ａ〜１６ｃが設けられている。

なお、本例では、各通電端子１５ａ〜１５ｃ（の根元部分）の角部をＲ付けすることで、前記窪み領域１６ａ〜１６ｃを形成しているが、例えば図４に示される如くに、各通電端子１５ａ〜１５ｃの角部を面取りすることで（面取り部１９ａ）、前記各通電端子１５ａ〜１５ｃにおける窪み領域１６ａ〜１６ｃを形成してもよい。

前述のように、各通電端子１５ａ〜１５ｃの角部がＲ付けもしくは面取りされることにより、前記窪み領域１６ａ〜１６ｃの断面形状は、例えば、角部が丸みを帯びた矩形（図３参照）、円形、楕円形、又は、頂角が９０°より大きい五角形以上の多角形（図４参照）とされる。

なお、前述の窪み領域１６ａ〜１６ｃを有する通電端子１５ａ〜１５ｃは、例えば、通電端子１５ａ〜１５ｃを構成する断面矩形の線材（角線ともいう）をリールに巻かれた状態から所定長さだけ巻出し、通電端子１５ａ〜１５ｃに相当する長さで切断すると同時に、各通電端子１５ａ〜１５ｃの根元部分に相当する部分（の角部）を圧縮変形させて前記窪み領域１６ａ〜１６ｃを形成することで、作製することができる。

マグネットワイヤ２０は、所定の引張力を付与しながらコイルボビン１０の周囲に巻装され、その一端が通電端子１５ａの根元部分に設けられた窪み領域１６ａ又は通電端子１５ｃの根元部分に設けられた窪み領域１６ｃに（若干の緩みをもって）数回絡げられ（巻き付けられ）、通電端子の根元部分から離れた位置（つまり、窪み領域より先端側）で通電端子１５ａ又は通電端子１５ｃに再び数回絡げられ、断面矩形の通電端子の角部を利用して所定の箇所で切断された後、前記窪み領域１６ａより先端側の部分に塗工されたはんだ１７ａ又は前記窪み領域１６ｃより先端側の部分に塗工されたはんだ１７ｃによって通電端子１５ａ又は通電端子１５ｃに固着されて電気的に接続（導通）される。また、マグネットワイヤ２０の他端は、中央の通電端子１５ｂの根元部分に設けられた窪み領域１６ｂに（若干の緩みをもって）数回絡げられ、通電端子１５ｂの根元部分から離間した位置（つまり、窪み領域１６ｂより先端側）で通電端子１５ｂに再び数回絡げられ、断面矩形の通電端子１５ｂの角部を利用して所定の箇所で切断された後、前記窪み領域１６ｂより先端側の部分に塗工されたはんだ１７ｂによって通電端子１５ｂに固着されて電気的に接続（導通）される。

そして、上記コイル装置１におけるマグネットワイヤ２０の外周部やコイルボビン１０の端子接続部１１、該端子接続部１１に固定された通電端子１５ａ〜１５ｃの外側等を覆うように不図示のモールド樹脂が成形されることになる。

上記した如くの構成を有するコイル装置１は、当該コイル装置１から構成されるステータコイルを備えたステッピングモータと、弁口を有する弁本体と、前記ステッピングモータへの通電により発生する駆動力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備える電動弁（例えば冷凍サイクルやヒートポンプ式冷暖房システム等に使用される電動弁）や、当該コイル装置１からなるソレノイドコイルと、弁口を有する弁本体と、前記ソレノイドコイルへの通電により発生する磁力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備える電磁弁（例えば冷凍サイクルやマルチエアコンシステム等の流体システムに使用される電磁弁）等に利用される（詳細構造については、上記特許文献１、２等参照）。

このように、本実施形態のコイル装置１では、コイルボビン１０の端子接続部１１から突設された通電端子１５ａ〜１５ｃの根元部分に、コイルボビン１０から巻出されたマグネットワイヤ２０を一旦絡げるための窪み領域１６ａ〜１６ｃが設けられているので、この窪み領域１６ａ〜１６ｃが絡げ領域（マグネットワイヤを絡げるべき領域）の目安となり、通電端子１５ａ〜１５ｃに絡げられたマグネットワイヤ２０の絡げ状態（絡げの不具合状態等）を（例えば製造工程上で）目視等で容易に確認できるため、通電端子１５ａ〜１５ｃに絡げられるマグネットワイヤ２０の絡げ状態を安定させることができる。また、通電端子１５ａ〜１５ｃにマグネットワイヤ２０を若干の緩み（余裕）を持って絡げる場合にも、窪み領域１６ａ〜１６ｃに絡げられたマグネットワイヤ２０は当該窪み領域１６ａ〜１６ｃから外れにくくなり、マグネットワイヤ２０の絡げ幅を所定幅以内に収める（言い換えれば、絡げ幅を均一に保つ）ことができるため、この点からも、通電端子１５ａ〜１５ｃに絡げられたマグネットワイヤ２０の絡げ状態を安定させることができる。

なお、上記実施形態では、通電端子１５ａ〜１５ｃにおける窪み領域１６ａより先端側にはんだ１７ａ〜１７ｃが塗工されてマグネットワイヤ２０が通電端子１５ａ〜１５ｃに固着されているが、通電端子における窪み領域と一般部（断面矩形の部分）との間（境界）に形成される段差によるマグネットワイヤへの負荷を軽減するために、例えば、図５に示される如くに、通電端子１５ａを固着するための前記はんだ１７ａによって、窪み領域１６ａの端部（つまり、窪み領域１６ａと一般部との間に形成される段差を含む部分）及び当該窪み領域１６ａに絡げられたマグネットワイヤ２０の端部を被覆するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、マグネットワイヤを一旦絡げるための窪み領域が通電端子の根元部分に設けられているが、当該窪み領域の設定位置は通電端子の根元部分のみに限定されないことは勿論である。

１ コイル装置
１０ コイルボビン
１１ 端子接続部
１２ａ〜１２ｃ 支持固定部
１３ａ〜１３ｃ 挿入穴
１５ａ〜１５ｃ 通電端子
１６ａ〜１６ｃ 窪み領域
１７ａ〜１７ｃ はんだ
１８ａ Ｒ付け部
１９ａ 面取り部
２０ マグネットワイヤ

Claims (5)

1. 断面矩形の通電端子が設けられたコイルボビンと、該コイルボビンに巻装されるとともにはんだにより前記通電端子に固着されたマグネットワイヤと、該マグネットワイヤの外周部を覆うモールド樹脂とを備えるコイル装置であって、
   前記コイルボビンから突設された前記通電端子の一部に、該通電端子の角部が窪んで形成された窪み領域が設けられ、前記コイルボビンから巻出された前記マグネットワイヤが前記窪み領域に緩みをもって数回巻き付けられ、前記通電端子における前記窪み領域より先端側で前記通電端子に固着されて導通されており、
   前記はんだによって前記窪み領域及び該窪み領域に絡げられた前記マグネットワイヤの一部が被覆されるとともに、前記はんだによって、前記通電端子の前記窪み領域と前記角部のある領域との境界が覆われていることを特徴とするコイル装置。
2. 前記窪み領域は、前記通電端子の角部がＲ付けもしくは面取りされて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記窪み領域の断面形状は、角部が丸みを帯びた矩形、円形、楕円形、又は、頂角が９０°より大きい多角形を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のコイル装置を有するステッピングモータと、弁口を有する弁本体と、前記ステッピングモータへの通電により発生する駆動力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備えることを特徴とする電動弁。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載のコイル装置と、弁口を有する弁本体と、前記コイル装置への通電により発生する磁力により駆動されて前記弁口を開閉する弁軸と、を備えることを特徴とする電磁弁。