WO2021054071A1 - 樹脂モールド電磁コイルおよびそれを備えた電磁弁 - Google Patents

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小島 康志
将太郎 天池
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株式会社不二工機
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Definitions

  • the present invention relates to a resin-molded solenoid coil, and more particularly to a resin-molded solenoid coil provided with a flywheel diode and a solenoid valve provided therein.
  • a resin-molded solenoid that covers the magnet wire wound around the bobbin (hereinafter sometimes referred to simply as "wire") and the connection terminal with resin, and the connector fitting part that fits into the connector of the external device is integrally molded with resin.
  • the coil is used for solenoid valves and the like.
  • a flywheel diode (return diode / hereinafter simply referred to as a "diode”) is used. May be prepared.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-31052
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-124021
  • the coil winding has a thinner insulating coating than ordinary electric wires, and the mechanical strength of the winding itself before it is resin-molded into a product is not so strong.
  • the coating may be damaged and damaged.
  • an object of the present invention is to enable more accurate product inspection of an electromagnetic coil provided with a flywheel diode, particularly a winding.
  • the resin molded electromagnetic coil according to the present invention molds a magnet wire wound around a bobbin and a pair of connection terminals for electrically connecting the magnet wire to an external circuit.
  • the resin molded electromagnetic coil may be referred to as an "electromagnetic coil", a “mold coil” or simply a “coil”, and the magnet wire may be simply referred to as a "wire”.
  • the bobbin is provided on a tubular portion around which a magnet wire is wound, a first flange provided at one end of the tubular portion and projecting outward from the outer peripheral surface of the tubular portion, and the other end of the tubular portion. It has a second flange that projects outward from the outer peripheral surface of the tubular portion.
  • the "outer side” means a direction away from the central axis of the tubular portion.
  • the pair of connection terminals includes a first terminal and a second terminal provided parallel to each other and extending outward from the edge of the first flange.
  • the first terminal includes a diode connection portion to which the start end of the magnet wire is connected and to which a flywheel diode can be connected.
  • the second terminal includes a diode connection portion to which the end of the magnet wire is connected and a flywheel diode can be connected.
  • a flywheel diode is connected between the diode connection portion of the first terminal and the diode connection portion of the second terminal, and the flywheel diode can be attached to the coating layer made of the mold resin after the coating layer is formed.
  • the flywheel diode has a diode mounting hole that communicates with the diode connection part of the first terminal and the diode connection part of the second terminal and can accept the flywheel diode. Then, the diode mounting hole is closed by a sealing material provided separately from the mold resin.
  • the above “mold resin” is a resin used in molding using a mold such as injection molding and casting molding.
  • “prepared separately” for the sealing material means that it was prepared in a process different from that of the mold resin, in other words, it was not prepared together with (or at the same time as) the mold resin. To do.
  • the sealing material covers the connection portion between the diode and the connection terminal (diode connection portion), it has electrical insulation (non-conductiveness) and is a material capable of preventing the intrusion of moisture and foreign matter.
  • an insulating resin for example, an epoxy resin can be preferably used.
  • the sealing material may be a material different from that of the mold resin, or may be the same material.
  • the coil body in which the magnet wire is wound around the bobbin is covered with the mold resin, and then the diode can be mounted using the diode mounting holes. Therefore, the coil is molded (covered with the mold resin) and finally. It is possible to perform inspections such as rare short tests on windings (magnet wires) that are in the same state as the product and to which the flywheel diode is not connected. Therefore, it is possible to perform a more accurate inspection that is not affected by the diode, and it is possible to more reliably find a defective product of the electromagnetic coil with a flywheel diode.
  • both the first terminal and the second terminal have an external connection portion for connecting to an external circuit at the tip portion, while the first flange has a support portion for supporting the terminal as a base end.
  • the diode connection portion is provided between the tip end portion and the base end portion.
  • the flywheel diode is typically a surface mount diode.
  • the present invention does not exclude the use of axial lead type diodes.
  • the tip of the first terminal and the tip of the second terminal are arranged inside to connect the magnet wire to the external circuit, so that the connector fits with the connector of the external circuit. It may have more parts.
  • solenoid valve according to the present invention is provided with any of the resin-molded solenoid coils according to the present invention described above.
  • the method for manufacturing an electromagnetic coil according to the present invention includes a terminal mounting step of attaching a pair of connection terminals for connecting to an external circuit to a bobbin around which a magnet wire can be wound, and a pair of connecting the starting ends of the magnet wires.
  • both the pair of connection terminals are provided with a diode connection portion to which a flywheel diode can be connected, and the resin coating layer formed in the molding process is attached to the flywheel diode after the resin coating layer is formed. It shall have a diode mounting hole that communicates with the diode connection part of the pair of connection terminals and can accept the flywheel diode so that the flywheel diode can be received.
  • the manufacturing method includes a diode mounting step of inserting a flywheel diode into a diode mounting hole and connecting the flywheel diode between the diode connection portions of a pair of connection terminals after the molding step, and a diode mounting step. Later, a diode sealing step of closing the diode mounting holes with a sealing material provided separately from the mold resin is included.
  • the above manufacturing method may include an inspection step of inspecting the insulating coating of the magnet wire for damage after the molding step and before the diode mounting step, and the inspection step is performed by a rare short test. Sometimes.
  • the present invention it is possible to perform a more accurate product inspection on an electromagnetic coil provided with a flywheel diode, particularly a winding, and find a defective product more reliably.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a resin-molded electromagnetic coil according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the bobbin, the connection terminal, and the diode of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a manufacturing process of the electromagnetic coil according to the embodiment (a state in which the connection terminal is attached to the bobbin).
  • FIG. 4 is a perspective view showing a manufacturing process of the electromagnetic coil according to the embodiment (a state in which a magnet wire is wound around a bobbin and connected to a connection terminal).
  • FIG. 5 is a perspective view showing a manufacturing process (state after covering with a mold resin) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a bottom view showing a manufacturing process (state after covering with a mold resin) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6) showing a manufacturing process (state after covering with a mold resin) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view showing a manufacturing process (a state in which a diode is attached) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 8) showing a manufacturing process (state in which a diode is attached) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a bottom view showing a manufacturing process (state in which the diode mounting hole is sealed) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 10) showing a manufacturing process (state in which the diode mounting hole is sealed) of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a bottom view showing another configuration example of the diode mounting hole of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12) showing another configuration example of the diode mounting hole of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 12) showing another configuration example of the diode mounting hole of the electromagnetic coil according to the embodiment.
  • the resin molded electromagnetic coil 11 includes a coil body in which a magnet wire 15 is wound around a bobbin 12 and a coil body for supplying power to the magnet wire 15.
  • a pair of connection terminals 31 (31a, 31b) connected to an external circuit (external device) are covered with a mold resin 51.
  • the resin molded electromagnetic coil 11 includes a flywheel diode 41 connected in parallel between both connection terminals 31. Further, it goes without saying that the resin molded electromagnetic coil 11 of the present invention can be suitably adopted as an electromagnetic coil of an electromagnetic valve.
  • each figure shows two-dimensional or three-dimensional coordinates orthogonal to each other representing the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction, and the following description will be given based on these directions.
  • the vertical direction may be referred to as a vertical direction
  • the direction orthogonal to the vertical direction including the front-back direction and the left-right direction may be referred to as a horizontal direction.
  • the bobbin 12 includes a cylindrical tubular portion 13 and a pair of flanges 14 provided at both ends of the cylindrical portion 13.
  • the pair of flanges 14 includes a first flange 14a that horizontally projects from the upper end of the tubular portion 13 to the periphery, and a second flange 14b that horizontally projects from the lower end of the tubular portion 13 to the periphery.
  • a terminal mounting portion 21 for installing the connection terminal 31 is formed on the upper surface front edge portion of the first flange 14a.
  • connection terminals 31 installed in the terminal mounting portion 21, that is, the first terminal 31a, which is one of the connection terminals 31, and the second terminal 31b, which is the other connection terminal, are both made of a conductive material. , Install so as to extend forward in parallel and horizontally with a certain interval on the left and right.
  • each connection terminal 31a, 31b is provided with external connection portions 32a and 32b for electrical connection with an external circuit (not shown).
  • the base end portion (rear end portion) of each connection terminal 31a, 31b forms support portions 36a, 36b for fixing the connection terminals 31a, 31b to the terminal mounting portion 21.
  • the intermediate portion of each terminal 31a, 31b located between the tip end portion (external connection portion 32a, 32b) and the base end portion (support portion 36a, 36b) is a wire connection portion 33a for connecting the magnet wire 15.
  • 33b and the lower surface thereof is a diode connection portion 37a, 37b for connecting a diode.
  • the external connection portions 32a and 32b at the tip of the connection terminal are projected horizontally into the internal space 51b of the connector fitting portion 51a, which will be described later, in order to enable electrical connection with an external circuit.
  • the wire connecting portions 33a and 33b in the middle of the connection terminals are formed with a constricted portion 34 having a narrow width so that the magnet wire 15 can be entwined (wound), and an end portion (starting end portion 15a) of the magnet wire 15 is formed.
  • a projecting piece 35 capable of sandwiching the terminal portion 15b) is provided. By bending the projecting piece 35 downward, the end portion of the wire 15 can be sandwiched between the projecting piece 35 and the upper surfaces of the wire connecting portions 33a and 33b.
  • the lower surface of the intermediate portion of each connection terminal is a flat surface (horizontal plane) that spreads horizontally, and the terminal electrodes 41a, 41b of the surface-mounted flywheel diode 41 are used by using this horizontal plane (diode connection portions 37a, 37b). It is possible to connect.
  • the support portions 36a and 36b at the base end of the connection terminal are formed in a flat plate shape that extends horizontally continuously to the wire connection portions 33a and 33b and the diode connection portions 37a and 37b. These support portions 36a and 36b can be press-fitted (inserted) into the terminal support holes 22a and 22b described later, respectively, whereby the connection terminals 31a and 31b can be supported by the terminal mounting portion 21.
  • the terminal mounting portion 21 formed on the upper surface front edge portion of the first flange 14a has a terminal support hole (first terminal support hole) 22a into which the support portion 36a of the first terminal 31a can be press-fitted, and a second terminal support hole 22a.
  • the front surface has a terminal support hole (second terminal support hole) 22b into which the support portion 36b of the terminal 31b can be press-fitted.
  • the coil body (bobbin 12 and wire 15) and the connection terminals 31a and 31b (excluding the external connection portions 32a and 32b) are covered with the molding resin, but the connector fitting portion 51a is also integrally molded at the time of the molding.
  • the connector fitting portion 51a is a tubular portion extending horizontally forward from the terminal mounting portion 21 of the first flange 14a, and can be connected to an external device. Therefore, the connector fitting portion 51a conforms to the specifications of the external device to be connected. It shall have an outer shape.
  • the rear end portion of the connector fitting portion 51a has a solid structure (filled with the resin) in order to cover and seal the connection portion between the connection terminals 31a and 31b and the wire 15 with a mold resin.
  • the front end portion of the connector fitting portion 51a is hollow (having an internal space 51b) in order to expose the external connection portions 32a and 32b of the connection terminals 31a and 31b and enable electrical connection with an external device. The structure.
  • a diode mounting hole 51c is formed on the lower surface of the rear end of the connector fitting portion 51a so that the diode 41 can be mounted between the connection terminals 31a and 31b after molding (FIGS. 1 and 1). 5, see FIGS. 6 and 7 etc.).
  • the diode mounting hole 51c is a hole that leads from the lower surface of the rear end portion of the connector fitting portion 51a to the diode connecting portions 37a and 37b on the lower surface of the intermediate portion of both connection terminals 31a and 31b. It is possible to connect the terminal electrodes 41a and 41b of the diode 41 to 37a and 37b, respectively (see FIGS. 8 and 9 and the like).
  • the diode mounting hole 51c is closed by filling with a sealing resin 51d such as an epoxy resin (see FIGS. 10 and 11).
  • the shape of the diode mounting hole 51c does not matter as long as it can be connected to the diode connection portions 37a and 37b and the diode 41 can be connected between the connection terminals 31a and 31b after molding.
  • the internal space that receives the diode 41 does not necessarily have to be completely surrounded, and may have a groove shape with both ends open as shown in FIGS. 12 to 14.
  • the manufacturing process of the electromagnetic coil according to this embodiment is as follows.
  • connection terminal to the bobbin (see FIGS. 2 to 3)
  • the first terminal 31a and the second terminal 31b are inserted into the bobbin 12. It is fixed to one flange 14a.
  • connection terminals 31a and 31b do not interfere with the winding work of the wire 15, and the work can be performed efficiently.
  • the terminal mounting portion 21 is on the upper surface of the first flange 14a, and the connection terminals 31a and 31b extend horizontally in parallel with the upper surface of the first flange 14a, and follow the path of the wire 15 wound around the bobbin 12 from the automatic winding machine. This is because the connection terminals 31a and 31b are arranged to avoid it, and the diode 41 is not attached to the connection terminals 31a and 31b.
  • the projecting piece 35 of the first terminal 31a is bent, the starting end portion 15a of the wire 15 is sandwiched between the projecting piece 35 and the terminal intermediate portion (wire connecting portion 33a), and these are inserted from above and below into the electrodes of the fusing welder. It is sandwiched between (not shown), pressed and brought into close contact with each other, and by energizing, the insulating coating of the wire 15 is melted, and the start end portion 15a of the wire 15 and the first terminal 31a are welded and electrically connected.
  • the projecting piece 35 of the second terminal 31b is bent, the end portion 15b of the wire 15 is sandwiched between the projecting piece 35 and the terminal intermediate portion, and these are placed from above and below the electrodes of the fusing welder (not shown).
  • the insulating coating of the wire 15 is melted by sandwiching the wire 15 with pressure and bringing it into close contact with each other, and the end portion 15b of the wire 15 and the second terminal 31b are welded and electrically connected.
  • the entire coil is installed in the mold, and the mold resin is injected around the coil body to fill it.
  • the connector fitting portion 51a is also integrally molded.
  • a diode mounting hole 51c on the lower surface of the rear end portion of the connector fitting portion 51a is also formed at the same time.
  • the internal space 51b at the tip of the connector fitting portion 51a and the diode mounting hole 51c at the rear end of the connector fitting portion may be formed by arranging nests.
  • the mold resin for example, PPS (polyphenylene sulfide) can be preferably used.
  • a diode 41 is mounted between the diode connection portions 37a and 37b of both connection terminals 31a and 31b exposed on the upper surface of the diode mounting hole 51c (see arrow C in each figure). That is, the terminal electrodes 41a and 41b of the diode 41 are connected to the diode mounting portions 37a and 37b by soldering them, respectively.
  • the diode mounting portions 37a and 37b which are relatively wide flat surfaces on the bottom surface of the intermediate portion of the connection terminal, are soldered, the reliability of the electrical connection of the diode 41 can be improved.

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Abstract

ボビンに巻いたワイヤ(マグネットワイヤ)15と、ワイヤを外部回路に接続するための一対の接続端子(第一端子31a及び第二端子31b)をモールド樹脂51,51aで被覆し、一対の接続端子の間にフライホイールダイオード41を接続した電磁コイルで、第一端子はワイヤの始端が接続されると共にダイオードを接続可能なダイオード接続部を有し、第二端子は、ワイヤの終端が接続されると共にダイオードを接続可能なダイオード接続部を有し、モールド樹脂からなる被覆層は、被覆層を形成した後にダイオードを取り付けられるように各ダイオード接続部に通じ且つダイオードを受入れ可能なダイオード取付穴51cを有し、当該取付穴がモールド樹脂とは別に備えた封止材料により閉塞されている。

Description

樹脂モールド電磁コイルおよびそれを備えた電磁弁
 本発明は、樹脂モールド電磁コイルに係り、特に、フライホイールダイオードを備えた樹脂モールド電磁コイルおよびそれを備えた電磁弁に関する。
 ボビンに巻いたマグネットワイヤ(以下単に「ワイヤ」と言うことがある)や接続端子を樹脂で覆うとともに外部装置のコネクタに嵌合するコネクタ嵌合部を樹脂で一体に成型した樹脂モールド形式の電磁コイルが電磁弁などに使用されている。
 またこのような電磁コイルでは、電磁コイルの通電切替時に生じるサージ電圧からスイッチング素子などの他の回路素子を保護するため、フライホイールダイオード(還流ダイオード/以下単に「ダイオード」と言うことがある)が備えられることがある。
 また、このようなダイオードを備えた樹脂モールド形式の電磁コイルを開示するものとして下記特許文献がある。
 特許文献1:特開2002-31052号公報
 特許文献2:特開2003-124021号公報
 ところで、コイルの巻線は通常の電線などと比べて絶縁被膜が薄く、樹脂モールドされて製品となる前の巻線自体の機械的強度はさほど強くないため、巻線時やモールド時など製造中に被膜が傷つけられて損傷を受けるおそれがある。
 したがって、製造の最終工程として、巻線が途中で短絡していないか、あるいは被膜が傷つけられて将来短絡のおそれがある状態となっていないか検査を行う必要がある。この検査は、コイルに高電圧のパルスを印加し、得られた共振波形を分析するレアショート(Layer Short)試験によって行われるが、より確実に欠陥品を発見するためには出来るだけ完成品に近い状態で試験を行うことが望ましい。
 ところが、高電圧のサージ電圧からの保護を目的としたフライホイールダイオードを備えた電磁コイルでは、ダイオードが試験の妨げとなり、完成品に近い状態で高精度の検査を行うことが難しい。
 一方、前記特許文献記載の発明は、いずれもこのような問題を指摘するものではなく、対処方法を示すものでもない。
 したがって、本発明の目的は、フライホイールダイオードを備えた電磁コイルの特に巻線についてより高精度の製品検査を行うことを可能とする点にある。
 前記課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る樹脂モールド電磁コイルは、ボビンに巻いたマグネットワイヤと、当該マグネットワイヤを外部回路に電気的に接続するための一対の接続端子とをモールド樹脂で被覆するとともに、前記一対の接続端子の間に接続したフライホイールダイオードを備えた樹脂モールド電磁コイルである。なお、本願では、樹脂モールド電磁コイルを「電磁コイル」、「モールドコイル」または単に「コイル」と、マグネットワイヤを単に「ワイヤ」とそれぞれ称することがある。
 上記ボビンは、マグネットワイヤを巻き付ける筒状部と、筒状部の一端部に備えられて筒状部の外周面より外方へ張り出す第一フランジと、筒状部の他端部に備えられて筒状部の外周面より外方へ張り出す第二フランジとを有する。なお、「外方」とは筒状部の中心軸から遠ざかる方向を言う。
 上記一対の接続端子は、互いに平行に且つ第一フランジの縁部から外方へ延びるように備えられた第一端子および第二端子を含む。そして、第一端子は、マグネットワイヤの始端が接続されるとともにフライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備える。また第二端子は、マグネットワイヤの終端が接続されるとともにフライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備える。
 さらに、第一端子のダイオード接続部と第二端子のダイオード接続部との間にフライホイールダイオードが接続され、モールド樹脂からなる被覆層は、当該被覆層を形成した後にフライホイールダイオードを取り付けることが出来るように第一端子のダイオード接続部と第二端子のダイオード接続部とに通じ且つフライホイールダイオードを受入れ可能なダイオード取付穴を有する。そして、このダイオード取付穴がモールド樹脂とは別に備えた封止材料により閉塞されている。
 なお、上記「モールド樹脂」は、射出成形や注型成形などの型を用いた成形で使用される樹脂である。また、上記封止材料について「別に備えた」とは、上記モールド樹脂とは別の工程で備えたことを、言い換えれば、モールド樹脂と一緒に(または同時に)備えられたものではないことを意味する。また当該封止材料は、ダイオードと接続端子(ダイオード接続部)との接続部を覆うため、電気絶縁性(非導電性)を有し、水分や異物の侵入を防ぐことが可能な材料であることは勿論である。この封止材料としては、絶縁性樹脂、例えばエポキシ樹脂を好ましく使用することが出来る。なお、封止材料は、モールド樹脂と異なる材料であっても良いし、同じ材料であっても構わない。
 本発明の電磁コイルでは、ボビンにマグネットワイヤを巻き付けたコイル本体をモールド樹脂によって覆った後にダイオード取付穴を利用してダイオードを取り付けることが出来るから、モールドされて(モールド樹脂で覆われて)最終製品と同じ状態となり、しかもフライホイールダイオードが接続されていない巻線(マグネットワイヤ)に対してレアショート試験などの検査を行うことが可能となる。したがって、ダイオードの影響を受けないより高精度の検査を行うことができ、フライホイールダイオード付電磁コイルの欠陥品をより確実に発見することが可能となる。
 本発明の一態様では、第一端子および第二端子が共に、外部回路と接続するための外部接続部を先端部に有する一方、第一フランジに当該端子を支持するための支持部を基端部に有し、これら先端部と基端部の間に、上記ダイオード接続部を備える。
 上記フライホイールダイオードは、典型的には、表面実装型ダイオードである。ただし、本発明はアキシャルリード型ダイオードの使用を除外するものではない。
 また、本発明の電磁コイルは、第一端子の先端部と第二端子の先端部とが内側に配置されてマグネットワイヤを外部回路に接続するため当該外部回路のコネクタと嵌合するコネクタ嵌合部をさらに備えることがある。
 また、本発明に係る電磁弁は、前述した本発明に係るいずれかの樹脂モールド電磁コイルを備えたものである。
 また、本発明に係る電磁コイルの製造方法は、マグネットワイヤを巻き付けることが可能なボビンに、外部回路との接続を行う一対の接続端子を取り付ける端子取付工程と、マグネットワイヤの始端を一対の接続端子のうちの一方に接続するとともに、ボビンにマグネットワイヤを巻き付け、マグネットワイヤの終端を一対の接続端子のうちの他方に接続するワイヤ巻付工程と、一対の接続端子を取り付けてマグネットワイヤを巻き付けたボビンをモールド樹脂で覆うモールド工程とを有する。
 当該製造方法では、一対の接続端子が共に、フライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備え、上記モールド工程で形成する樹脂被覆層を、当該樹脂被覆層を形成した後にフライホイールダイオードを取り付けることが出来るように一対の接続端子のダイオード接続部に通じ且つフライホイールダイオードを受入れ可能なダイオード取付穴を有するものとする。
 さらに当該製造方法は、上記モールド工程の後に、ダイオード取付穴にフライホイールダイオードを挿入して一対の接続端子のダイオード接続部間に当該フライホイールダイオードを接続するダイオード取付工程と、当該ダイオード取付工程の後に、ダイオード取付穴をモールド樹脂とは別に備える封止材料で閉塞するダイオード封止工程とを含む。
 また、上記製造方法では、モールド工程の後で且つダイオード取付工程の前に、マグネットワイヤの絶縁被膜に損傷がないか検査を行う検査工程を含むことがあり、当該検査工程をレアショート試験により行うことがある。
 本発明によれば、フライホイールダイオードを備えた電磁コイルの特に巻線についてより高精度の製品検査を行い、欠陥品をより確実に発見することが可能となる。
 本発明の他の目的、特徴および利点は、図面に基いて述べる以下の本発明の実施の形態の説明により明らかにする。なお、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。また各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。
図1は、本発明の一実施形態に係る樹脂モールド電磁コイルを示す斜視図である。 図2は、前記実施形態に係る電磁コイルのボビンと接続端子とダイオードの位置関係を示す分解斜視図である。 図3は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(接続端子をボビンに取り付けた状態)を示す斜視図である。 図4は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(マグネットワイヤをボビンに巻き付けて接続端子との接続を行った状態)を示す斜視図である。 図5は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(モールド樹脂で覆った後の状態)を示す斜視図である。 図6は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(モールド樹脂で覆った後の状態)を示す底面図である。 図7は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(モールド樹脂で覆った後の状態)を示す断面図(図6のA-A矢視断面図)である。 図8は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(ダイオードを取り付けた状態)を示す底面図である。 図9は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(ダイオードを取り付けた状態)を示す断面図(図8のA-A矢視断面図)である。 図10は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(ダイオード取付穴を封止した状態)を示す底面図である。 図11は、前記実施形態に係る電磁コイルの製造工程(ダイオード取付穴を封止した状態)を示す断面図(図10のA-A矢視断面図)である。 図12は、前記実施形態に係る電磁コイルのダイオード取付穴の別の構成例を示す底面図である。 図13は、前記実施形態に係る電磁コイルのダイオード取付穴の別の構成例を示す断面図(図12のA-A矢視断面図)である。 図14は、前記実施形態に係る電磁コイルのダイオード取付穴の別の構成例を示す断面図(図12のD-D矢視断面図)である。
 図1から図11に示すように、本発明の一実施形態に係る樹脂モールド電磁コイル11は、マグネットワイヤ15をボビン12に巻いたコイル本体と、マグネットワイヤ15に電力を供給するためコイル本体を外部回路(外部装置)に接続する一対の接続端子31(31a,31b)とをモールド樹脂51で覆ったものである。また当該樹脂モールド電磁コイル11は、両接続端子31の間に並列に接続したフライホイールダイオード41を備えている。また、本発明の樹脂モールド電磁コイル11は電磁弁の電磁コイルとして好適に採用することができることはもちろんである。
 なお、上記ダイオード41は、後に詳しく述べるように、モールド後にダイオード取付穴51cを通じて接続端子31a,31b間に接続する。また、各図には前後方向、左右方向および上下方向を表す互いに直交する二次元または三次元座標を示し、以下の説明はこれらの方向に基いて行う。また、上下方向を垂直方向と、前後方向と左右方向とを含む当該垂直方向に直交する方向を水平方向とそれぞれ称することがある。
 ボビン12は、円筒状の筒状部13と、筒状部13の両端に備えられた一対のフランジ14とからなる。また当該一対のフランジ14は、筒状部13の上端部から周囲に水平に張り出す第一フランジ14aと、筒状部13の下端部から周囲に水平に張り出す第二フランジ14bとからなる。また、第一フランジ14aの上面前縁部には、接続端子31を設置するための端子取付部21を形成してある。
 端子取付部21に設置する一対の接続端子31、すなわち当該接続端子31のうち一方の接続端子である第一端子31aと、他方の接続端子である第二端子31bは、共に導電性材料からなり、左右に一定の間隔を隔てて互いに平行に且つ水平に前方へ延びるように設置する。
 また各接続端子31a,31bの先端部(前端部)には、外部回路(図示せず)との電気的な接続を行う外部接続部32a,32bを備える。また各接続端子31a,31bの基端部(後端部)は、端子取付部21に当該接続端子31a,31bを固定するための支持部36a,36bを形成する。さらに、先端部(外部接続部32a,32b)と基端部(支持部36a,36b)の間に位置する各端子31a,31bの中間部は、マグネットワイヤ15を接続するためのワイヤ接続部33a,33bとするとともに、その下面を、ダイオードを接続するダイオード接続部37a,37bとする。
 接続端子先端の外部接続部32a,32bは、外部回路との電気的な接続を可能とするため、後述するコネクタ嵌合部51aの内部空間51b内へ水平に突き出させてある。
 接続端子中間のワイヤ接続部33a,33bには、マグネットワイヤ15を絡げる(巻き付ける)ことが出来るように幅を狭くした括れ部34を形成するとともに、マグネットワイヤ15の端部(始端部15a又は終端部15b)を挟むことが可能な突片35を備える。突片35は、下方へ折り曲げることにより当該突片35とワイヤ接続部33a,33bの上面との間にワイヤ15の端部を挟むことが出来る。
 一方、各接続端子中間部の下面は、水平に広がる平坦な面(水平面)とし、この水平面(ダイオード接続部37a,37b)を利用して面実装型のフライホイールダイオード41の端子電極41a,41bを接続することが可能である。
 接続端子基端の支持部36a,36bは、前記ワイヤ接続部33a,33bおよびダイオード接続部37a,37bに連続して水平に広がる平板状に形成してある。これらの支持部36a,36bは、後に述べる端子支持穴22a,22bにそれぞれ圧入する(差し込む)ことが可能で、これにより各接続端子31a,31bを端子取付部21に支持させることが出来る。
 他方、第一フランジ14aの上面前縁部に形成した端子取付部21は、第一端子31aの支持部36aを圧入することが可能な端子支持穴(第一端子支持穴)22aと、第二端子31bの支持部36bを圧入することが可能な端子支持穴(第二端子支持穴)22bを前面に有する。
 上記コイル本体(ボビン12及びワイヤ15)並びに接続端子31a,31b(外部接続部32a,32bを除く)は、モールド樹脂により覆われるが、当該モールド時にコネクタ嵌合部51aも同時に一体成型する。このコネクタ嵌合部51aは、第一フランジ14aの端子取付部21から前方へ水平に延びる筒状の部分で、外部装置との接続を可能とするため、当該接続する外部装置の仕様に適合する外形形状を有するものとする。
 また、コネクタ嵌合部51aの後端部は、接続端子31a,31bとワイヤ15との接続部をモールド樹脂で覆って封止するために中実(当該樹脂で充填された)構造とする。一方、コネクタ嵌合部51aの前端部は、接続端子31a,31bの外部接続部32a,32bを露出させて外部装置との電気的な接続を可能とするために中空(内部空間51bを有する)構造とする。
 ただし、上記コネクタ嵌合部51aの後端部の下面部には、モールド後に接続端子31a,31b間にダイオード41を取り付けることが出来るようにダイオード取付穴51cを形成しておく(図1,図5,図6および図7等参照)。このダイオード取付穴51cは、コネクタ嵌合部51aの後端部の下面から両接続端子31a,31bの中間部下面のダイオード接続部37a,37bに通じる穴で、このダイオード取付穴51cを通じてダイオード接続部37a,37bにダイオード41の端子電極41a,41bをそれぞれ接続することを可能とする(図8および図9等参照)。
 このダイオード取付穴51cは、ダイオード41を接続した後に、例えばエポキシ樹脂のような封止樹脂51dを充填することにより閉塞する(図10および図11参照)。
 なお、当該ダイオード取付穴51cは、ダイオード接続部37a,37bに通じ、モールド後にダイオード41を接続端子31a,31b間に接続できるものであれば良いから形状は問わない。例えば、ダイオード41を受け入れる内部空間の周囲が完全に囲まれている必要は必ずしもなく、図12~図14に示すように両端が開放された溝状のものであっても良い。
 本実施形態に係る電磁コイルの製造工程について述べれば、以下のとおりである。
(1)ボビンへの接続端子の取付け(図2~図3参照)
 第一フランジ14a上面の端子取付部21の各端子支持穴22a,22bに各接続端子31a,31bの支持部36a,36bを圧入することにより第一端子31aと第二端子31bをボビン12の第一フランジ14aに固定する。
(2)マグネットワイヤのボビンへの巻装および接続端子との接続(図4参照)
 巻線機(図示せず)のワイヤ供給リールから引き出したマグネットワイヤ15の始端部15aを第一端子31aの括れ部34に巻き付けることにより係止する。この状態でボビン12を回転させ、筒状部13の外周面にワイヤ15を多層に巻き付けていく。
 なお、この場合、接続端子31a,31bがワイヤ15の巻付作業の妨げとなることがなく、効率良く作業を行うことが出来る。端子取付部21は第一フランジ14aの上面にあって接続端子31a,31bは第一フランジ14aの上面と平行に水平に延びており、自動巻線機からボビン12に巻かれるワイヤ15の通り道を避けて接続端子31a,31bが配置され、接続端子31a,31bにダイオード41も取り付けられていないからである。
 筒状部13へのワイヤ15の巻付作業が終了した後、ワイヤ15の終端部15bを第二端子31bの括れ部34に巻きつけて係止する。
 そして、第一端子31aの突片35を折り曲げ、当該突片35と端子中間部(ワイヤ接続部33a)との間にワイヤ15の始端部15aを挟み込み、これらを上下からヒュージング溶接機の電極(図示せず)で挟んで加圧して密着させ、通電することによりワイヤ15の絶縁被膜を溶かし、ワイヤ15の始端部15aと第一端子31aとを溶接して電気的に接続する。同様に、第二端子31bの突片35を折り曲げ、当該突片35と端子中間部との間にワイヤ15の終端部15bを挟み込み、これらを上下からヒュージング溶接機の電極(図示せず)で挟んで加圧して密着させ、通電することによりワイヤ15の絶縁被膜を溶かし、ワイヤ15の終端部15bと第二端子31bとを溶接して電気的に接続する。
(3)モールド(図5~図7参照)
 コイル全体を金型内に設置してコイル本体の周囲にモールド樹脂を射出させて充填する。このとき同時に、コネクタ嵌合部51aも一体成型する。また、コネクタ嵌合部51aの後端部下面のダイオード取付穴51cも同時に形成する。なお、コネクタ嵌合部51aの先端部の内部空間51bや、コネクタ嵌合部後端部のダイオード取付穴51cは、入れ子を配置して形成すれば良い。モールド樹脂としては、例えばPPS(ポリフェニレンスルファイド)を好ましく使用することが出来る。
(4)ワイヤの検査
 ボビン12に巻いたワイヤ15の絶縁被膜に損傷がないか検査を行う。検査はレアショート試験により行い、この検査で問題が発見されなかった良品についてのみ次工程以降を実施して完成品とする。なお、当該検査時には、ワイヤ15や、ワイヤ15と接続端子31a,31bとの接続部はモールド樹脂によって覆われ、製品の完成時と同じ状態となっている一方で、ダイオード41は未だ接続されていないから、ダイオード41の影響を受けることのない高精度の検査を行うことができ、欠陥品をより確実に発見することが可能となる。
(5)ダイオードの取付け(図5,図8,図9参照)
 ダイオード取付穴51cの上面に露出している両接続端子31a,31bのダイオード接続部37a,37bの間にダイオード41を取り付ける(各図の矢印C参照)。すなわち、各ダイオード取付部37a,37bにダイオード41の各端子電極41a,41bをそれぞれ半田付けすることにより接続する。このとき本実施形態によれば、接続端子中間部底面の比較的広い平面であるダイオード取付部37a,37bに半田付けを行うから、ダイオード41の電気的接続の信頼性を高めることが出来る。
(6)ダイオード取付穴の封止
 ダイオード41を取り付けた後のダイオード取付穴51cにエポキシ樹脂51dを充填し、ダイオード取付穴51cを塞ぐ。これによりダイオード41と接続端子31a,31bのダイオード接続部37a,37bとが封止され、ダイオード取付穴51cから水分や異物が侵入することを防ぐことが出来る。
 11 樹脂モールド電磁コイル
 12 ボビン
 13 筒状部
 14 フランジ
 14a 第一フランジ
 14b 第二フランジ
 15 マグネットワイヤ
 21 端子取付部
 22a,22b 端子支持穴
 31 接続端子
 31a 第一端子
 31b 第二端子
 32a,32b 外部接続部
 33a,33b ワイヤ接続部
 34 括れ部
 35 突片
 36a,36b 支持部
 37a,37b ダイオード接続部
 41 フライホイールダイオード
 41a,41b ダイオードの端子電極
 51 モールド樹脂
 51a コネクタ嵌合部
 51b コネクタ嵌合部の内部空間
 51c ダイオード取付穴
 51d 封止樹脂(エポキシ樹脂)

Claims (10)

  1.  ボビンに巻いたマグネットワイヤと、当該マグネットワイヤを外部回路に電気的に接続するための一対の接続端子とをモールド樹脂で被覆するとともに、前記一対の接続端子の間に接続したフライホイールダイオードを備えた樹脂モールド電磁コイルであって、
     前記ボビンは、
     前記マグネットワイヤを巻き付ける筒状部と、
     当該筒状部の一端部に備えられ、当該筒状部の外周面より外方へ張り出す第一フランジと、
     当該筒状部の他端部に備えられ、当該筒状部の外周面より外方へ張り出す第二フランジと
     を有し、
     前記一対の接続端子は、互いに平行に且つ前記第一フランジの縁部から外方へ延びるように備えられた第一端子および第二端子を含み、
     前記第一端子は、前記マグネットワイヤの始端が接続されるとともに、前記フライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備え、
     前記第二端子は、前記マグネットワイヤの終端が接続されるとともに、前記フライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備え、
     前記第一端子のダイオード接続部と前記第二端子のダイオード接続部との間に前記フライホイールダイオードが接続され、
     前記モールド樹脂からなる被覆層は、当該被覆層を形成した後に前記フライホイールダイオードを取り付けることが出来るように前記第一端子のダイオード接続部と前記第二端子のダイオード接続部とに通じ且つ前記フライホイールダイオードを受入れ可能なダイオード取付穴を有し、
     当該ダイオード取付穴が前記モールド樹脂とは別に備えた封止材料により閉塞されている
     ことを特徴とする樹脂モールド電磁コイル。
  2.  前記第一端子および前記第二端子は共に、
     前記外部回路と接続するための外部接続部を先端部に有する一方、
     前記第一フランジに当該端子を支持するための支持部を基端部に有し、
     これら先端部と基端部の間に、前記ダイオード接続部を備えている
     請求項1に記載の樹脂モールド電磁コイル。
  3.  前記フライホイールダイオードは、表面実装型ダイオードである
     請求項1または2に記載の樹脂モールド電磁コイル。
  4.  前記封止材料は、樹脂である
     請求項1から3のいずれか一項に記載の樹脂モールド電磁コイル。
  5.  前記封止材料は、エポキシ樹脂である
     請求項4に記載の樹脂モールド電磁コイル。
  6.  前記第一端子の先端部と前記第二端子の先端部とが内側に配置されて前記マグネットワイヤを前記外部回路に接続するため当該外部回路のコネクタと嵌合するコネクタ嵌合部をさらに備えた
     請求項1から5のいずれか一項に記載の樹脂モールド電磁コイル。
  7.  請求項1から6のいずれか一項に記載の樹脂モールド電磁コイルを備えた電磁弁。
  8.  マグネットワイヤを巻き付けることが可能なボビンに、外部回路との接続を行う一対の接続端子を取り付ける端子取付工程と、
     前記マグネットワイヤの始端を前記一対の接続端子のうちの一方に接続するとともに、前記ボビンに前記マグネットワイヤを巻き付け、前記マグネットワイヤの終端を前記一対の接続端子のうちの他方に接続するワイヤ巻付工程と、
     前記一対の接続端子を取り付けて前記マグネットワイヤを巻き付けたボビンをモールド樹脂で覆うモールド工程と
     を有する樹脂モールド電磁コイルの製造方法であって、
     前記一対の接続端子は共に、フライホイールダイオードを接続可能なダイオード接続部を備え、
     前記モールド工程で形成する樹脂被覆層を、当該樹脂被覆層を形成した後に前記フライホイールダイオードを取り付けることが出来るように前記一対の接続端子のダイオード接続部に通じ且つ前記フライホイールダイオードを受入れ可能なダイオード取付穴を有するものとし、
     前記製造方法は、
     前記モールド工程の後に、前記ダイオード取付穴に前記フライホイールダイオードを挿入して前記一対の接続端子のダイオード接続部間に当該フライホイールダイオードを接続するダイオード取付工程と、
     当該ダイオード取付工程の後に、前記ダイオード取付穴を前記モールド樹脂とは別に備える封止材料で閉塞するダイオード封止工程と
     を含むことを特徴とする樹脂モールド電磁コイルの製造方法。
  9.  前記モールド工程の後で且つ前記ダイオード取付工程の前に、前記マグネットワイヤの絶縁被膜に損傷がないか検査を行う検査工程を含む
     請求項8に記載の樹脂モールド電磁コイルの製造方法。
  10.  前記検査工程は、レアショート試験により行う
     請求項9に記載の樹脂モールド電磁コイルの製造方法。
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