JPH063764B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スタータのマグネットスイッチのコイルや、
オルタネータのロータコイルなどに適用されるコイル装
置に関し、詳しくは、コイル装置のボビンに形成される
溝の形状に関する。

［従来の技術］ 従来、ボビンの筒状部の周囲に複数条の溝を設け、コイ
ル線を溝に案内させてコイル線を筒状部の周囲に巻くこ
とで、少なくとも第１段目を確実な整列巻としている。

また、ボビンは、一般に樹脂によって形成される。そし
て、樹脂製のボビンは、鉄、ステンレスなどよりなる樹
脂型（鋳型）に樹脂を流し込み、流し込まれた樹脂が固
まってから樹脂型を外して形成される。

この樹脂型の一例を第20図および第21図に示す。この例
に示す樹脂型は、４分割されたもので、溝とともに筒状
部の外周面を形成する第１、第２樹脂型101、102と、筒
状部の内周面を形成するとともに第１、第２樹脂型101、
102の側面との間に一方のフランジを形成する第３樹脂
型103と、第１、第２樹脂型101、102の側面との間に他方
のフランジを形成する第４樹脂型104とからなる。そし
て、第１、第２、第３、第４樹脂型101、102、103、104に
囲まれて形成された隙間105に樹脂を流し込む。そし
て、隙間105に流し込まれた樹脂が固まってから各樹脂
型を外し、ボビンが形成される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のようにボビンを樹脂によって形成すると、ボビン
を成形する樹脂型の制約から、筒状部の周囲の２カ所に
第１樹脂型101と第２樹脂型102との分割面106、107が位
置する。

この分割面106、107に、溝を形成するための凹凸がある
と、隙間105に樹脂を流し込んだ際、樹脂の流れが第22
図に示すように凹凸に沿って流れ、第１樹脂型101と第
２樹脂型102との分割面106、107の浸蝕が促進される。

第23図に浸蝕が進んだ状態の第１樹脂型101と第２樹脂
型102との分割面106(107)の拡大部分を示す。この浸蝕
が進んだ樹脂型を用いてボビン100を形成すると、第24
図に示すように、浸蝕された分割面106(107)によって形
成された部分（以下、継ぎ目）は溝がほとんど形成され
ない（図中２点鎖線に正規の溝を示す）。つまり、分割
面106、107の浸蝕された樹脂型を用いて形成されたボビ
ンは、第25図に示すように、筒状部108の周囲の２カ所
の継ぎ目に軸方向にのびる突起109、110が形成されてし
まう。

このような、突起109、110の形成された筒状部108の周囲
にコイル線111が巻かれると、突起109、110の部分でコイ
ル線111が浮き上がってしまう問題点を備えていた。ま
た、突起109、110は溝が形成されていないため、第26図
に示すようにコイル線111の横方向への支持がなされ
ず、かつコイル線111の巻き付け時にコイル線111がジャ
ンプするため、第１段目の整列巻を確実に行うことがで
きなくなる問題点を備えていた。

そして、従来ではこれらの問題点を解決するために、樹
脂型の浸蝕度合いが大きくなる前に、新しい樹脂型に変
更していた。このため、樹脂型は寿命が短く、結果とし
てボビンのコスト、ひいてはコイル装置のコストが高く
なってしまう問題点を備えていた。また、樹脂型の寿命
が短かったため、樹脂型の浸蝕度合いに充分な注意を払
う必要があった。

また、自動車用のコイル装置など、耐熱性が要求される
コイル装置では、耐熱性を向上させる目的でボビンにガ
ラス繊維入りの樹脂が用いられる。このガラス繊維入り
の樹脂は、樹脂型を浸蝕する作用が強い。このため、ガ
ラス入り樹脂を流し込む樹脂型は、特に寿命が短い問題
点を備えていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、筒状部の周囲に位置する樹脂型の分割面における浸
蝕度合いを小さくし、樹脂型を長寿命化することのでき
るコイル装置の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明のコイル装置は、
次の技術的手段を採用する。本発明のコイル装置は、周
囲にコイル線を案内するための複数条の溝を備えた筒状
部、およびこの筒状部の両端でかつ前記筒状部に対しほ
ぼ直角に形成された２つのフランジを備えた樹脂製のボ
ビンと、前記筒状部の周囲にコイル線を巻いて形成され
たコイルとを備える。そして、前記ボビンの筒状部は、
樹脂型の分割面の位置する部分の溝をなくした平滑部と
して設けるとともに、この平滑部は、前記筒状部の内周
側へ窪むことなく、かつ平滑部に連続する各溝の底部と
段差なく連続して設けられたことを技術的手段とする。

［作用］ ボビンの筒状部は、樹脂型の分割面が位置する部分（継
ぎ目）における溝をなくし、平滑化していることによ
り、樹脂型の分割面付近における筒状部の形成面が平滑
化される。

樹脂型は、分割面における筒状部の形成面が平滑に設け
られると、樹脂型に樹脂を流し込む際、樹脂が平滑面に
沿って流れ、樹脂がスムーズに流れる。この結果とし
て、樹脂型の分割面を浸蝕する樹脂の作用が小さくな
り、樹脂型の分割面における浸蝕を遅らせることができ
る。

［発明の効果］ 本発明は、以上の作用で説明したように、樹脂型の分割
面における浸蝕を遅らせることができるため、樹脂型を
長期に使用しても、ボビンの筒状部の周囲の分割面に、
樹脂型の分割面の浸蝕による突起の形成を抑えることが
できる。

結果として、コイル装置におけるコイルの外周の凹凸を
無くすことができ、コイル線の巻き付け時におけるコイ
ル線のジャンプや落ち込みを防ぎ、第１段目の整列巻を
確実に行うことができる。

［実施例］ 次に、本発明のコイル装置を図に示す一実施例に基づき
説明する。

第１図はボビンの断面図、第２図はボビンの平面図を示
す。

本実施例のコイル装置のボビン１は、例えば自動車に搭
載されるもので、耐熱性を向上させる目的でガラス繊維
が混入された樹脂によって形成されている。

このボビン１は、円筒形状の筒状部２と、この筒状部２
の一端で前記筒状部２に対しほぼ直角に形成された２つ
のフランジ（第１フランジ３、第２フランジ４）とから
構成される。なお、本実施例の筒状部２の長さ（第１フ
ランジ３と第２フランジ４との間の距離）は、ボビン１
に巻かれる断面円形のコイル線５（第４図参照）の直径
寸法の5.5倍に設けられている。

筒状部２の周囲は、コイル線５の第１段目が巻かれる巻
装面６とされ、その展開図を第３図に示す。この巻装面
６、つまり筒状部２の周囲は、第１図に示すように、筒
状部２で対向した２つの平行溝部（第１平行溝部７、第
２平行溝部８）と、対向した２つの変更領域（第１変更
領域９、第２変更領域10）とから構成される。

第１平行溝部７は、コイル線５を第１、第２フランジ
３、４に平行に案内するもので、第１フランジ３側より
一例として５本の第１平行溝11が形成されている。この
第１平行溝11の幅は、コイル線５の径とほぼ同じで、第
１平行溝11の深さは、コイル線５の径の1/3〜1/2程とさ
れる。そして、第２フランジ４と、第２フランジ４側の
第１平行溝11との間の幅（コイル線５の径の1/2）は、
第１凸部12として形成され、この第１凸部12はコイル線
５の径の1/3〜1/2程の高さとされる。

第２平行溝部８は、第１平行溝部７同様、コイル線５を
第１、第２フランジ４に平行に案内するもので、第２フ
ランジ４側より５本の第２平行溝13が形成されている。
この第２平行溝13の幅は、コイル線５の径とほぼ同じ
で、第２平行溝13の深さは、コイル線５の径の1/3〜1/2
程とされる。そして、第１フランジ３と、第１フランジ
３側の第２平行溝13との間の幅（コイル線５の径の1/
2）は、第２凸部14として形成され、この第２凸部14は
コイル線５の径の1/3〜1/2程の高さとされる。

つまり、第１平行溝部７の第１平行溝11と第２平行溝部
８の第２平行溝13とは、第２図および第３図に示すよう
に、溝の幅の約1/2ずれる。

第１変更領域９は、第１平行溝11と第２平行溝13とのず
れを修正する領域で、第１平行溝11から第２平行溝13へ
コイル線５を案内する５本の第１変更溝15を備える。

第２変更領域10も、第１変更領域９と同様、第１平行
溝11と第２平行溝13とのずれを修正する領域で、第２平
行溝13から第１平行溝11へコイル線５を案内する４本の
第２変更溝16を備える。なお、第２変更領域10の第１フ
ランジ３側は、コイル線５の侵入位置とされ、第１図に
示すように、第１フランジ３に形成された巻始案内溝17
より巻装面６に導かれたコイル線５を第１フランジ３側
の第１平行溝11へ導くものである。

本実施例では、第１平行溝部７と第２平行溝部８との各
中間位置に、ボビン１を形成する樹脂型の分割面18、19
（第12図参照）が位置するように設けられている。

第１平行溝部７における樹脂型の分割面18が位置する部
分（以下、第１継ぎ目20）は、第１図に示すように、そ
の第１継ぎ目20を中心に、所定幅に亘って平滑な第１平
滑部21が形成されている。つまり、この第１平滑部21分
には、第１平行溝11は形成されておらず、第１平行溝11
の底部の高さと同じ高さで平滑に設けられている。

第２平行溝部８における樹脂型の分割面19が位置する部
分（以下、第２継ぎ目22）は、第１図に示すように、そ
の第２継ぎ目22を中心に、所定幅に亘って平滑な第２平
滑部23が形成されている。つまり、この第２平滑部23に
は、第２平行溝13は形成されておらず、第２平行溝13の
底部の高さと同じ高さで平滑に設けられている。

次に、上述のように形成されたボビン１の周囲へのコイ
ル線５の巻き付けについて、第４図ないし第11図を用い
て説明する。

コイル線５は上述のように断面円形の丸線で、その径
は、第１平行溝11、第２平行溝13、第１変更溝15、第２
変更溝16の幅とほぼ同じである。そして、クランプ治具
24によって保持されたコイル線５が巻始案内溝17を通
り、第１フランジ３側の第１平行溝11へ案内される。

ボビン１には、第４図の矢印方向に回転する回転動力が
与えられる。すると、巻始案内溝17から第１フランジ３
側の第１平行溝11へ導かれたコイル線５は、第１平行溝
11、第１変更溝15、第２平行溝13、第２変更溝16、第１
平行溝11・・・に順次案内され、第１凸部12上に案内さ
れる。そして、第１段目の整列巻きが完了する（第４図
の状態）。

この第１段目の巻き終わりから、第２段目の巻き始めへ
変化する過程を第５図ないし第７図に示す。コイル線５
が第２平行溝13の最終位置に案内された状態を第５図に
示す。そして、コイル線５が第２平行溝13を巻き終わる
と、第６図に示すように、第１段目の最終巻線5aと第２
フランジ４との間が狭くなる。結果として、巻回中のコ
イル線5bが、第１段目の最終巻線5aと第２フランジ４に
挟まれて、徐々に外径方向に導かれる。さらに、ボビン
１の回転が進むと、第１段目の最終巻線5aと第２フラン
ジ４との間が、さらに狭くなり、第７図に示すように、
巻回中のコイル線5bが第２段目の巻き始めの位置に案内
される。

その後、第８図に示すように、ボビン１が回転し、第１
平行溝部７上の第２段目を巻く。最初の第２段目の第１
平行溝部７上の巻回が終わると、巻回中のコイル線5b
は、第９図に示すように、第１変更領域９上において、
第１段目の第３巻線5cと最終巻線5aとの間の周囲に形成
された谷部へ導かれる。そして、第２段目における第２
平行溝部８上での整列巻きが開始される。

このように、本実施例では、第１段目の最終巻線から第
２段目の巻回を行う過程で、第５図ないし第７図に示す
ように、一旦、巻回中のコイル線５を、第１段目から第
２段目の高さへ導き、次いで第８図および第９図に示す
ように、第２フランジ４側から第１段目の第３巻線5cと
最終巻線5aとの間の谷部へ導く。つまり、第１段目の巻
き終わりから第２段目の巻き始めへ移行する過程におい
て、まず、第10図に示すように、始点H1（第１段目の
径）から終点H2（第２段目の径）へ向けた外径方向への
力がかかる。次いで、第11図に示すように、始点W1（第
１段目の最終巻線と第２フランジ４との間）から終点W2
（第２段目の巻き始め位置、つまり第１段目の第３巻線
と最終巻線の間）へ向けた横方向（正確には円弧方向）
への力がかかる。

つまり、巻回中のコイル線５が、第１段目から第２段目
へ移る過程において、外径方向への力と、横方向への力
とが別々にかかる。これは、第２段目から第３段目、第
３段目から第４段目・・・と同様に作用する。このた
め、高速でコイル線５をボビン１に巻いても、確実に各
段にて整列巻を実施することが可能となる。また、第１
変更領域９と第２変更治領域10とがボビン１の対向する
位置に形成されるとともに、第１フランジ３と第２フラ
ンジ４との間の長さが、コイル線５の直径寸法の奇数倍
プラス1/2（本実施例では5.5倍）に設けられている。こ
のため、第１段目から第２段目、第２段目から第３段目
・・・へコイル線５の巻段が変化する位置が対称関係と
なる（第15図参照）。コイル線５の巻き終えたコイル装
置は、回転バランスがとれ、コイル線５を巻き終えた後
にバランス修正を行う必要が無くなる効果も備える。

なお、第１段目の巻回における、第１平行溝部７と第２
平行溝部８の各間に形成された第１平滑部21および第２
平滑部23におけるコイル線５の巻き状態について説明す
る。

第１平滑部21は、第１平行溝11の中間に形成されてい
る。このため、第１平滑部21に案内される前の第１平行
溝11と、第１平滑部21を案内された後の第１平行溝11と
が同一直線上に位置する。これによって、第１平行溝11
から第１平滑部21に案内されたコイル線５は、第１平滑
部21を通過した後、再び第１平滑部21に導かれる前の第
１平行溝11と同列の第１平行溝11に案内される。

第２平滑部23は、第１平滑部21同様、第２平行溝13の中
間に形成されている。このため、第２平滑部23に案内さ
れる前の第２平行溝13と、第２平滑部23を案内された後
の第２平行溝13とが同一直線上に位置する。これによっ
て、第２平行溝13から第２平滑部23に案内されたコイル
線５は、第２平滑部23を通過した後、再び第２平滑部23
に導かれる前の第２平行溝13と同列の第２平行溝13に案
内される。

つまり、第１平滑部21および第２平滑部23は、第１平行
溝部７および第２平行溝部８の中間に形成されるため、
ボビン１に巻回されるコイル線５の巻き状態を乱すこと
がない。

この結果、第１平滑部21および第２平滑部23を筒状部２
の周囲の巻装面６に形成しても、第１段目、および２段
目以降の巻段における整列巻きを達成することができ
る。

次に、ボビン１を形成する樹脂型について説明する。

ボビン１は、樹脂によって形成されるため、第12図およ
び第13図に示す樹脂型によって形成される。樹脂型は、
鉄やステンレスなどの硬質な材質よりなるもので、本実
施例の樹脂型は、４つに分割された樹脂型25、26、27、28
を組み合わせたものである。この４つに分割された樹脂
型の内訳は、筒状部２の外周面を形成する第１、第２の
樹脂型25、26と、筒状部２の内周面を形成するとともに
第１、第２樹脂型25、26の側面との間に第１フランジ３
を形成する第３樹脂型27と、第１、第２樹脂型25、26の
他方の側面との間に第２フランジ４を形成する第４樹脂
型28とからなる。そして、第１、第２、第３、第４樹脂
型25、26、27、28に囲まれて形成された隙間29に樹脂を流
し込み、流し込まれた樹脂が固まってから各樹脂型25、2
6、27、28を外し、ボビン１を形成するものである。

ボビン１の筒状部２の周囲には、樹脂型の制約から、２
カ所に第１樹脂型25と第２樹脂型26との分割面18、19が
位置する。そして、本発明のボビン１は、分割面18、19
の位置する第１継ぎ目20、第２継ぎ目22を中心に所定幅
に亘って平滑な第１平滑部21および第２平滑部23が形成
される（第１図参照）。このため、第１樹脂型25と第２
樹脂型26とが合わさる周辺の、第１樹脂型25および第２
樹脂型26の巻装面６を形成する面が、平滑に形成され
る。

第14図に第１樹脂型25と第２樹脂型26との分割面18、19
に、樹脂が流し込まれる状態を示す。この図に示すよう
に、第１樹脂型25と第２樹脂型26との分割面18、19を流
れる樹脂は、平滑な面に沿って流れるため、樹脂の流れ
がスムーズとなる。このため、樹脂の流れによる第１樹
脂型25と第２樹脂型25との分割面18、19への浸蝕作用が
小さくなる。この結果、第１樹脂型25および第２樹脂型
26を長期に使用しても、第１継ぎ目20、第２継ぎ目22
に、第１樹脂型25および第２樹脂型26の分割面18、19の
浸蝕による突起の形成を抑えることができる。

つまり、筒状部２の外周に樹脂型の分割面18、19の浸蝕
により形成される突起の発生を防ぐことができるため、
コイル装置におけるコイルの外周の凹凸を無くすことが
できる。また、コイル線５の巻き付け時におけるコイル
線５のジャンプを防ぎ、各巻段にける整列巻を確実に行
うことができる。

（変形例） 本実施例では第１フランジ３と第２フランジ４との間の
長さを、線径の奇数倍プラス1/2とし、第１凸部12と第
２凸部14とを180゜対向させて第15図に示すようにボビン
１にコイル線５を巻回したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、線径の奇数倍、線径の偶数倍、線径の
偶数倍プラス1/2など種類変更可能なものである。な
お、第16図に第１フランジ３と第２フランジ４との間の
長さがコイル線５の偶数倍に設けられたボビン１のコイ
ル線５の巻回例を示す。

断面が円形な丸線をコイル線５に用いたが、第17図に示
すように断面方形のコイル線５を用いたり、第18図に示
すように、断面六角形のコイル線５を用い、コイル線５
の占積率を向上させても良い。

第19図に示すように角型のコイル装置30のボビンに本発
明を適用しても良い。

樹脂型の分割面18、19の位置する部分（第１、第２継ぎ
目20、22）が第１、第１２平行溝部７、８に位置するよ
うに設けたが、第１、第２継ぎ目20、22を第１、第２変
更領域9、10に位置させ、第１、第２変更領域9、10の一部
または全部の第１、第２変更溝15、16を無くしても良
い。

対向する２カ所に変更領域を備えるボビン１を例に示し
たが、変更領域が１つのボビン１に本発明を適用して良
いことは言うまでもなく、本発明は、筒状部２の周囲に
コイル線５を案内する溝を備えた全てのボビン１を適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第14図は本発明の実施例を示すもので、第
１図はボビンの断面図、第２図はボビンの平面図、第３
図は巻装面の展開図、第４図ないし第11図はコイル線の
巻き状態を説明するための説明図、第12図はボビンの樹
脂型の断面図、第13図は第12図のＩ−Ｉ線に沿う断面
図、第14図は本発明の分割面における樹脂の流れを説明
するための説明図である。 第15図ないし第19図は各変形例を説明するもので、第15
図ないし第18図はコイル装置の断面図、第19図はコイル
装置の斜視図である。 第20図ないし第26図は従来技術を説明するためのもの
で、第20図は従来のボビンの樹脂型の断面図、第21図は
第20図のII−II線に沿う断面図、第22図は従来の分割面
における樹脂の流れを説明するための説明図、第23図は
樹脂型の分割面の浸蝕状態を示す樹脂型の分割面の拡大
断面図、第24図は継ぎ目に形成された突起部分の断面
図、第25図は突起が形成されたボビンの断面図、第26図
は突起部分におけるコイル線の状態を示す説明図であ
る。 図中 １…ボビン、２…筒状部 ３…第１フランジ ４…第２フランジ ５…コイル線 11…第１平行溝、13…第２平行溝 15…第１変更溝、16…第２変更溝 20…第１継ぎ目（分割面の位置する部分） 21…第１平滑部 22…第２継ぎ目（分割面の位置する部分） 23…第２平滑部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲にコイル線を案内するための複数条の
   溝を備えた筒状部、およびこの筒状部の両端でかつ前記
   筒状部に対しほぼ直角に形成された２つのフランジを備
   えた樹脂製のボビンと、前記筒状部の周囲にコイル線を
   巻いて形成されたコイルとを備えたコイル装置におい
   て、 前記ボビンの筒状部は、樹脂型の分割面の位置する部分
   の溝をなくした平滑部として設け、 この平滑部は、前記筒状部の内周側へ窪むことなく、か
   つ平滑部に連続する各溝の底部と段差なく連続して設け
   られた ことを特徴とするコイル装置。