JP7249816B2

JP7249816B2 - コイル装置

Info

Publication number: JP7249816B2
Application number: JP2019040566A
Authority: JP
Inventors: 祥弘鈴木
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: JP2020145304A; CN111667998A

Description

本発明は、α巻で形成された２段のコイルを有したコイル装置に関する。

従来から、α巻で２段となるように巻回されたコイルと、該コイルが収納されるコアとを有したコイル装置が知られており、例えば、特許文献１に開示されたコイル装置では、平角導線をα巻で環状に巻回した第１及び第２巻回部を有したコイルを有し、前記第１巻回部と前記第２巻回部とが巻回軸方向に２段となるように積層されると共に、前記第１巻回部と前記第２巻回部とは、その内周側において接続されている。そして、第１巻回部の第１コイル端子、第２巻回部の第２コイル端子がそれぞれ外周側から引き出され、外部接続部材に対してそれぞれ電気的に接続される。

特開２０１４－３３０３７号公報

しかしながら、上述したようなコイル装置のコイルでは、巻回されることで弾性変形している平角導線が元に戻ろうとする力（スプリングバック）が生じることで第１コイル端子と第２コイル端子とが互いに離れる方向へと移動してしまい、前記第１及び第２コイル端子が予め設定されたコアの引出位置から外側へとずれてしまう。これにより、例えば、第１及び第２コイル端子がコアの内部に入り込んでしまい、外部接続部材との接続ができなかったり接続位置にばらつきが生じることで組付性の低下を招くという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、コイル端子の位置ばらつきを抑制することで組付性を向上させることが可能なコイル装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、軸方向に２段となる第１及び第２巻層を有し、第１及び第２巻層がα巻で巻回されたコイルと、コイルの収容されるコアとを備えたコイル装置において、
第１及び第２巻層の最外周部位は、コイルの軸方向に重複した重複部と、
重複部に対して径方向外側へと折曲されて延在し、コアの開口部から外部へと引き出される一組のコイル端子と、
を備え、
コイル端子には非導電材料からなるカラー部材が装着され、カラー部材はコイル端子の少なくとも一部を覆う一組の第１及び第２保持部と、第１保持部と第２保持部とを接続する接続部とから構成され、コイル端子が第１及び第２保持部に当接して第１及び第２保持部と共にコアの開口部内に配置され、接続部は、コイルの軸方向における第１巻層と第２巻層との境界部に向かい合って配置され、且つコイルの軸方向から見てコイルの外周面に沿った円弧状に形成され、第１保持部及び第２保持部が、境界部に向かい合う。

本発明によれば、軸方向に２段となる第１及び第２巻層をα巻で巻回したコイルを有し、この第１及び第２巻層の最外周部位には、コイルの軸方向に重複した重複部と、重複部に対して径方向外側へと折曲されて延在し、コイルの収納されるコアの開口部から外部へと引き出される一組のコイル端子とを備えると共に、コイルには、コイル端子の少なくとも一部を覆う一組の第１及び第２保持部と、第１保持部と第２保持部とを接続する接続部とを有した非導電材料のカラー部材が装着され、コイル端子が第１及び第２保持部へと当接して共にコアの開口部内に配置されている。また、接続部は、コイルの軸方向における第１巻層と第２巻層との境界部に向かい合って配置され、且つコイルの軸方向から見てコイルの外周面に沿った円弧状に形成され、第１保持部及び第２保持部が、境界部に向かい合って配置される。

従って、第１及び第２巻層からなるコイルがスプリングバックによって径方向外側に拡がろうとした場合に、一組のコイル端子は、重複部を間として折り返すように形成されることで互いに接近する方向に移動しようとするため、第１及び第２保持部と当接させることができ、コイル端子のコア内側への移動を防止できる。

その結果、コイル端子を開口部を通じてコアの所定位置に配置することが可能となるため、コイル端子の位置ばらつきを抑制することで外部接続部材との接続を容易且つ確実に行うことでき組付性の向上が可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、軸方向に２段となる第１及び第２巻層をα巻で巻回したコイルにおいて、第１及び第２巻層からなるコイルがスプリングバックによって径方向外側に拡がろうとした場合に、一組のコイル端子を第１及び第２巻層の最外周部位においてコイルの軸方向に重複した重複部を間として折り返すように形成することで、第１及び第２保持部に対してコイル端子同士を互いに接近する方向に当接させることができる。

その結果、コイル端子がスプリングバックによってコアの内側へと移動してしまうことがなく、コイル端子の位置ばらつきを抑制して所定位置に配置することが可能となり、外部接続部材との接続を容易且つ確実に行うことで組付性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係るコイル装置を示す外観斜視図である。図１に示すコイル装置のコイルとカラー部材とを分解した状態を示す分解斜視図である。図１に示すコイル装置の平面図である。図１に示すコイル装置の正面図である。

本発明に係るコイル装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るコイル装置を示す。

このコイル装置１０は、図１～図４に示されるように、その両端が外周側から引き出されα巻で巻回されたコイル１２と、該コイル１２が外周側に巻回されるボビン１４と、該ボビン１４に巻回された状態で前記コイル１２の第１及び第２端部（コイル端子）１６、１８に装着されるカラー部材２０と、前記コイル１２及び前記ボビン１４の収納されるコア２２とを含む。

コイル１２は、例えば、エナメル等の絶縁皮膜で覆われ導電性を有した平角導線が用いられ、その幅広面が径方向となるように、上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に２段となるようにα巻でボビン１４の外周側に巻回されている。

このコイル１２は、先ず上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に２段となる各段を繋げるように傾斜部（図示せず）を形成し、その後に前記傾斜部の一方から外側に向かって複数回巻回することで上層（第１巻層）２４を形成すると共に、前記傾斜部の他方から外側に向かって複数回巻回して下層（第２巻層）２６を形成する。この上層２４の端部が第１端部１６となり、下層２６の端部が第２端部１８となる。すなわち、コイル１２では、その軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って上下に上層２４と下層２６とが２段に積層される。

また、コイル１２における上層２４の最外周部位２４ａと下層２６の最外周部位２６ａとが、該コイル１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）において重複し、且つ、前記上層２４の最外周部位２４ａが、前記コイル１２の中心にから外側に向かって反時計回りに巻回され、前記下層２６の最外周部位２６ａが、前記上層２４とは反対方向となるように中心から外側に向かって時計回りに巻回されている。すなわち、上層２４と下層２６とは、その最外周部位２４ａ、２６ａにおいて周方向に互い違いとなるように巻回されている。

そして、上層２４及び下層２６の最外周部位２４ａ、２６ａにおいて、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に互いに重複した部位が重複部２８となり、該重複部２８が周方向に沿って所定範囲となるように形成されると共に、前記重複部２８の周方向に沿った上層２４側の端部には、径方向外側となるように折曲されて延在した第１端部１６が形成され、前記重複部２８の周方向に沿った下層２６側の端部には、径方向外側となるように折曲されて延在した第２端部１８が形成される。

この第１端部１６と第２端部１８とが、重複部２８を挟んで所定距離だけ離間して平行に設けられ、それぞれ同一方向（矢印Ｂ１方向）に向かって直線状に延在している。

カラー部材２０は、例えば、樹脂製材料等の非導電材料から形成され、巻回されたコイル１２の最外周部位２４ａ、２６ａに対応して断面円弧状に形成された環状部（接続部）３０と、該環状部３０の両端部に設けられた一組の第１及び第２保持部３２、３４とを備える。すなわち、第１保持部３２と第２保持部３４とが環状部３０によって一体的に接続されている。

環状部３０は、その高さ寸法が略一定に形成されると共に、内周径がコイル１２における最外周部位２４ａ、２６ａの外周径と略同一に形成されている。

第１及び第２保持部３２、３４は、環状部３０に対してコイル１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って上下にオフセットして設けられ、前記第１保持部３２は、環状部３０の一端部に設けられ、該環状部３０に対して上方（矢印Ａ１方向）に設けられてコイル１２の第１端部１６が挿入される。一方、第２保持部３４は、環状部３０の他端部において該環状部３０に対して下方（矢印Ａ２方向）に設けられコイル１２の第２端部１８が挿入される。

また、第１保持部３２及び第２保持部３４は、環状部３０の高さ中心に対して対称となるように設けられる。

第１保持部３２は、例えば、コイル１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に長尺な断面長方形状に形成され、該コイル１２における第１端部１６の挿入方向（矢印Ｂ１方向）に沿って所定長さを有すると共に、該挿入方向の手前側（矢印Ｂ２方向）となる端部下端に環状部３０の一端部が接続される。そして、第１保持部３２の内部には、コイル１２における第１端部１６の挿入される第１挿入空間３６が形成される。すなわち、第１保持部３２は、第１端部１６の挿入方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って延在する筒状に形成されている。

第２保持部３４は、第１保持部３２と同様に、コイル１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に長尺な断面長方形状に形成され、該コイル１２における第２端部１８の挿入方向（矢印Ｂ１方向）に沿って所定長さを有すると共に、該挿入方向の手前側（矢印Ｂ２方向）となる端部上端に環状部３０の他端部が接続されている。

そして、第２保持部３４の内部には、コイル１２における第２端部１８の挿入される第２挿入空間３８が形成される。すなわち、第２保持部３４は、第２端部１８の挿入方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って延在する筒状に形成されている。

上述したカラー部材２０は、その第１保持部３２にコイル１２の第１端部１６が挿入され、第２保持部３４にコイル１２の第２端部１８が挿入された状態で、環状部３０が前記コイル１２の外周面（最外周部位２４ａ、２６ａ）に当接するように設けられ、且つ、上層２４の下端と下層２６の上端とに跨るように配置される（図４参照）。

コア２２は、例えば、磁性材料から上下（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能な円筒状に形成され、下部に設けられるベースコア部４０と、該ベースコア部４０の上部を覆うように設けられるカバーコア部４２とから構成される。

ベースコア部４０の中心には、上方（矢印Ａ１方向）に向かって突出した円柱状のコイル挿通部４４が形成され、該コイル挿通部４４の外周側にコイル１２の収納される収納空間４６（図１及び図３参照）を有している。

また、コア２２の外周面には、内部に形成された収納空間４６から外部へと延在する一組の引出開口部（開口部）４８ａ、４８ｂが形成される。この引出開口部４８ａ、４８ｂは、ベースコア部４０とカバーコア部４２とに跨るように開口すると共に、コイル１２の第１端部１６及びカラー部材２０の第１保持部３２が挿入される一方の引出開口部４８ａと、前記コイル１２の第２端部１８及びカラー部材２０の第２保持部３４が挿入される他方の引出開口部４８ｂとが、前記コイル１２の軸方向となる上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）にオフセットして配置される。

換言すれば、一組の引出開口部４８ａ、４８ｂは、コア２２の内部に収納されるコイル１２の第１及び第２端部１６、１８、カラー部材２０の第１及び第２保持部３２、３４に対応した位置に形成されている。

そして、コイル１２の第１及び第２端部１６、１８は、カラー部材２０の第１及び第２保持部３２、３４と共に引出開口部４８ａ、４８ｂを介してコア２２の外部へと露出し、且つ、前記第１及び第２保持部３２、３４に囲まれているためコア２２に対して非接触となる。

本発明の実施の形態に係るコイル装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に巻回されたコイル１２をコア２２に対して組み付ける場合について説明する。

先ず、図示しない作業者がα巻で２段に巻回されたコイル１２を把持し、該コイル１２の外周側からカラー部材２０を接近させ、その第１及び第２保持部３２、３４の内部に第１及び第２端部１６、１８をそれぞれ挿入し、環状部３０の内周面を前記コイル１２の最外周部位２４ａ、２６ａである重複部２８へと当接させる。

これにより、第１及び第２端部１６、１８は、第１及び第２保持部３２、３４によって外周側の一部が覆われると共に、その先端が前記第１及び第２保持部３２、３４から外部へと突出した状態となる。また、環状部３０が、コイル１２における上層２４の下端と下層２６の上端とを覆うように２段に跨って配置されることで、上層２４及び下層２６に対して径方向外側に働くスプリングバックが抑制され好適に巻回状態が維持される。

また、コイル１２における上層２４に働くスプリングバックによって、第１端部１６が第１保持部３２の第１挿入空間３６内において第２端部１８側（重複部２８側、図３中、矢印Ｃ１方向）となる内側へと付勢され、一方、前記コイル１２における下層２６に働くスプリングバックによって、第２端部１８が第２保持部３４の第２挿入空間３８内において第１端部１６側（重複部２８側、図３中、矢印Ｃ２方向）となる内側へと付勢される。

そして、第１端部１６及び第２端部１８は、第１及び第２保持部３２、３４内において互いに接近する方向へと付勢されることで、前記第１及び第２保持部３２、３４の内壁に対してそれぞれ接触して保持され、前記第１及び第２保持部３２、３４の延在方向に対して所定長さだけ外側へと突出している。

次に、第１及び第２端部１６、１８に対してカラー部材２０の装着されたコイル１２を、コア２２におけるベースコア部４０に対して上方から収納し、そのボビン１４の内側にコイル挿通部４４を挿通させると共に収納空間４６へと収納する。また、コイル１２の第１及び第２端部１６、１８は、カラー部材２０の第１及び第２保持部３２、３４に挿入された状態で、一組の引出開口部４８ａ、４８ｂへとそれぞれ挿入される。

最後に、コア２２のベースコア部４０を覆うように上方からカバーコア部４２を装着することで、収納空間４６内にコイル１２及びカラー部材２０が収納され、第１及び第２端部１６、１８が引出開口部４８ａ、４８ｂへと挿入され、前記コア２２の外部へと引き出した状態とすることでコイル装置１０の組み付けが完了する。

この際、第１及び第２端部１６、１８は、引出開口部４８ａ、４８ｂにおいて、その外周側がカラー部材２０の第１及び第２保持部３２、３４によって囲まれているため、前記コア２２に対して直接接触することがなく、しかも、カラー部材２０が非導電性である樹脂製材料から形成されているため、前記第１及び第２端部１６、１８と前記コア２２とが確実に絶縁されている。

以上のように、本実施の形態では、上層２４及び下層２６の２段となるようにα巻でボビン１４に巻回されたコイル１２と、該コイル１２の収容されるコア２２とを備え、前記上層２４の最外周部位２４ａと前記下層２６の最外周部位２６ａとがコイル１２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に重複した重複部２８を設け、上層２４の端部となる第１端部１６を前記重複部２８に対して径方向外側に延在するように折曲させ、下層２６の端部に形成される第２端部１８を前記重複部２８に対して径方向外側に延在するように折曲させ形成している。

また、コイル１２の外周側には、第１及び第２端部１６、１８が挿入され保持可能な第１及び第２保持部３２、３４を有したカラー部材２０を装着している。

従って、コイル１２を構成する上層２４及び下層２６がスプリングバックによってそれぞれ径方向外側に拡がろうとした場合に、第１端部１６と第２端部１８とが互いに接近する方向へと移動しようとするため、第１及び第２保持部３２、３４の内壁面に対してそれぞれ当接させることができる。

その結果、第１及び第２端部１６、１８がスプリングバックによってコア２２の内側へと入り込んでしまうことが防止され、常に所定の位置でコア２２から外部へと第１及び第２端部１６、１８が突出した状態とすることで、図示しない外部接続部材との接続を容易且つ確実に行うことでき、それに伴って、コイル装置１０の組付性を向上できる。

また、コイル１２の第１及び第２端部１６、１８は、樹脂製材料等の非導電材料で形成されたカラー部材２０を介してコア２２の引出開口部４８ａ、４８ｂへと挿入され外部へと引き出されているため、前記第１及び第２端部１６、１８と前記コア２２とが直接接触してしまうことが防止され、両者を容易且つ確実に絶縁することが可能となる。

さらに、カラー部材２０の環状部３０が、第１端部１６の挿入される第１保持部３２と、第２保持部３４の挿入される第２保持部３４との間を接続するように設けられているため、前記第１端部１６と第２端部１８とが互いに接近する方向へ付勢される際、前記環状部３０によって前記第１及び第２端部１６、１８の動きを規制することが可能となる。その結果、コイル１２における第１及び第２端部１６、１８の位置を所定の位置へと高精度に維持し、図示しない外部接続部材に対してより容易且つ確実に接続することができる。

なお、本発明に係るコイル装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、円柱状のコイル挿通部４４は、ベースコア部４０とは別に形成されていてもよい。

１０…コイル装置１２…コイル
１６…第１端部１８…第２端部
２０…カラー部材２２…コア
２４…上層２６…下層
２８…重複部３０…環状部
３２…第１保持部３４…第２保持部
４８ａ、４８ｂ…引出開口部

Claims

軸方向に２段となる第１及び第２巻層を有し、該第１及び第２巻層がα巻で巻回されたコイルと、該コイルの収容されるコアとを備えたコイル装置において、
前記第１及び第２巻層の最外周部位は、前記コイルの軸方向に重複した重複部と、
前記重複部に対して径方向外側へと折曲されて延在し、前記コアの開口部から外部へと引き出される一組のコイル端子と、
を備え、
前記コイルには非導電材料からなるカラー部材が装着され、該カラー部材は前記コイル端子の少なくとも一部を覆う一組の第１及び第２保持部と、前記第１保持部と前記第２保持部とを接続する接続部とから構成され、前記コイル端子が前記第１及び第２保持部に当接して前記第１及び第２保持部と共に前記コアの開口部内に配置され、
前記接続部は、前記コイルの軸方向における前記第１巻層と前記第２巻層との境界部に向かい合って配置され、且つ前記コイルの前記軸方向から見て前記コイルの外周面に沿った円弧状に形成され、
前記第１保持部及び前記第２保持部が、前記境界部に向かい合う、コイル装置。