(57)【要約】【課題】コイルにより発生される磁界の効率を確保することができるコイル装置を提供する。【解決手段】ソレノイド１は、樹脂製のボビン６と、ボビン６に巻き付けられた略環状のコイル７とを備える。ボビン８には、コイル巻線の巻始め及び巻終わりの箇所となるコイル端取付部１１が設けられる。コイル端取付部１１においてコイル巻線をターミナル１３，１６に巻き付けてなる巻線接続部３４は、コイル７から発生される磁路Ｒの外側に配置される。これは、コ字状のヨーク５をボビン６の側面に組み付けられるようにすることで実現される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンに配設された一対のコイル端接続端子及びコイル巻き部にコイル巻線を巻き付けることにより、前記ボビンにコイルが形成されたコイル装置において、
前記コイル巻線を前記コイル端接続端子に巻き付けてなる巻線接続部を、前記ボビンに取り付けられるヨーク及び前記コイルによって発生される磁路の外側に配置した
ことを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記ボビンのコイル端取付部には、前記巻線接続部とともに、前記ヨークの取付け先としてヨーク取付部が設けられ、
当該ヨーク取付部は、前記コイル端取付部において前記巻線接続部よりも内側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記ヨークは、コ字状に形成され、一方の端部に配設された第１突片を前記コイル端取付部の第１ヨーク取付部に取り付け、他方の端部に配設された第２突片を前記ボビンの前記ヨーク取付部の反対側の第２ヨーク取付部に取り付けることにより、前記ボビンに取り付け固定されている
ことを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記ボビンのコイル端取付部には、外部コネクタとの接続箇所として、前記コイル端接続端子を有するコネクタ部が一体形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記ボビンのコイル端取付部には、電子素子が実装された基板が取り付けられ、前記コイル巻線を前記基板、前記コイル端接続端子及び前記コイル巻き部に巻き付けることにより、当該基板が前記ボビンに組み付けられている
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線がボビンに環状に巻き付けられてなるコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、様々な工作機械や装置等にソレノイドが使用されている（特許文献１等参照）。ソレノイドは、コイルと、コイルが巻き付けられるボビンと、コイル内に挿し込まれたプランジャとを備える。コイルの各端部は、ボビンに配設された一対のターミナルに各々巻付けられることによって電気接続される。ソレノイドは、コイルに電流を流すことにより発生する磁界によってプランジャを動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０７２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のソレノイドにおいては、コイル巻線をターミナルに接続してなる巻線接続部（巻線接続箇所）が、コイルによって発生される磁気の通路（磁路）の途中に配置されるのが一般的である。このため、コイルにより発生される磁界が巻線接続部に影響を受け、磁気効率が悪化する懸念があった。
【０００５】
本発明の目的は、コイルにより発生される磁界の効率を確保することができるコイル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するコイル装置は、ボビンに配設された一対のコイル端接続端子及びコイル巻き部にコイル巻線を巻き付けることにより、前記ボビンにコイルが形成された構成において、前記コイル巻線を前記コイル端接続端子に巻き付けてなる巻線接続部を、前記ボビンに取り付けられるヨーク及び前記コイルによって発生される磁路の外側に配置した。
【０００７】
本構成によれば、コイル巻線をコイル端接続端子に巻き付けてなる巻線接続部を磁路の外側に形成したので、コイルから発生される磁界が巻線接続部に影響を受け難くなる。よって、コイルから発生される磁界の効率を確保することが可能となる。
【０００８】
前記コイル装置において、前記ボビンのコイル端取付部には、前記巻線接続部とともに、前記ヨークの取付け先としてヨーク取付部が設けられ、当該ヨーク取付部は、前記コイル端取付部において前記巻線接続部よりも内側に配置されていることが好ましい。この構成によれば、コイル端取付部にヨーク取付部を設けたので、ヨークをボビンに一体組み付けすることが可能となる。
【０００９】
前記コイル装置において、前記ヨークは、コ字状に形成され、一方の端部に配設された第１突片を前記コイル端取付部の第１ヨーク取付部に取り付け、他方の端部に配設された第２突片を前記ボビンの前記ヨーク取付部の反対側の第２ヨーク取付部に取り付けることにより、前記ボビンに取り付け固定されていることが好ましい。この構成によれば、ヨークの両端をボビンに取り付ける組付状態をとるので、ヨークをボビンにしっかりと固定することが可能となる。
【００１０】
前記コイル装置において、前記ボビンのコイル端取付部には、外部コネクタとの接続箇所として、前記コイル端接続端子を有するコネクタ部が一体形成されていることが好ましい。この構成によれば、コイル端取付部にコネクタ部を一体形成したので、コイル装置を外部装置に対してコネクタ接続式とすることが可能となる。よって、コイル装置を外部装置に簡単に接続することが可能となる。
【００１１】
前記コイル装置において、前記ボビンのコイル端取付部には、電子素子が実装された基板が取り付けられ、前記コイル巻線を前記基板、前記コイル端接続端子及び前記コイル巻き部に巻き付けることにより、当該基板が前記ボビンに組み付けられていることが好ましい。この構成によれば、コイル巻線を基板、コイル端接続端子及びコイル巻き部に巻き付けてボビンにコイルを形成すれば、基板がコイル巻線によってボビン本体に固定されることになる。よって、コイル巻線の巻き付けと同時に基板のボビンへの固定が可能となるので、部品の組付作業の簡素化に寄与する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コイルにより発生される磁界の効率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のソレノイドの外観を示す斜視図。
【図２】コイルユニットの分解斜視図。
【図３】コイルの磁路の外側に巻線接続部を配置した場合の磁路の経路図。
【図４】コイルの磁路の内側に巻線接続部を配置した場合の磁路の経路図。
【図５】第２実施形態のソレノイドの外観を示す斜視図。
【図６】第３実施形態のソレノイドの外観を示す斜視図。
【図７】コイルユニットの分解斜視図。
【図８】コイル巻線の巻き順序を示す説明図。
【図９】別例の基板の構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、コイル装置の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、ソレノイド１には、ソレノイド本体２と、ソレノイド本体２に対して直線往復動可能に取り付けられたプランジャ３とが設けられている。ソレノイド本体２には、プランジャ３に対して磁界を発生してプランジャ３を直線移動させるコイルユニット４と、コイルユニット４から発生する磁界の通路（磁路）となるコ字状のヨーク５とが設けられている。ヨーク５は、ボビン６の側面位置（図１の紙面右側面）に取り付け固定されている。コイルユニット４には、樹脂製のボビン６が設けられ、このボビン６にコイル７が巻き付け固定されている。
【００１５】
図２に示すように、ボビン６には、コイル７の巻線（コイル巻線８）の巻始め及び巻終わりの箇所となる板状のコイル端取付部９と、コイル巻線８が軸Ｌ１回りに沿って環状に複数周巻回される円筒状のコイル巻き部１０と、ボビン６のコイル端取付部９の反対側の端部となる板状の壁部１１とが設けられている。プランジャ３は、ボビン６の内部において軸方向（図２のＸ軸方向）に沿って貫設された穴部１２に、同図のＸ軸方向に沿って往復動可能に収納されている。
【００１６】
コイル端取付部９には、コイル７の一対の電気端子（＋端子、−端子）となる２つのターミナル１３，１６が取り付け固定されている。ターミナル１３，１６は、同一部材が使用され、両者の中央を支点に回転対称に配置されている。本例の場合、コイル巻線８の巻始め部分が巻かれるターミナル１３と、コイル巻線８の巻終わり部分が巻かれるターミナル１６とがある。ターミナル１３，１６は、外部との電気接続箇所となる板状の端子部１４，１７と、板状の端子部１４，１７の一部を略９０度折り曲げることにより形成された爪部１５，１８とからなる。爪部１５，１８は、コイル巻線８の接続箇所として使用される。なお、ターミナル１３，１６がコイル端接続端子の一例である。
【００１７】
コイル端取付部９には、コイル巻始め時に巻線が巻かれる巻始め用溝部１９と、コイル巻終わり時に巻線が巻かれる巻終わり用溝部２０とが設けられている。巻始め用溝部１９及び巻終わり用溝部２０は、コイル端取付部９の側面において軸Ｌ１回りに沿い周方向全域に形成されている。巻始め用溝部１９の内部には、ターミナル１３の爪部１５が配置され、巻終わり用溝部２０の内部には、ターミナル１６の爪部１８が配置される。コイル巻線８は、巻始め用溝部１９内において爪部１５に当接し、巻終わり用溝部２０内において爪部１８と当接する。本例の場合、巻始め用溝部１９がコイル７の軸方向において外側寄り（紙面左側）に配置され、巻終わり用溝部２０がコイル７の軸方向において内側寄り（紙面右側）に配置されている。
【００１８】
コイル端取付部９の上面には、ターミナル１３，１６の取付け先として一対のターミナル取付穴２１，２５が設けられている。ターミナル取付穴２１，２５は、挿し込まれるターミナル１３，１６の形状に合わせて回転対称に配置されている。ターミナル取付穴２１，２５は、ターミナル本体である端子部１４，１７を通す第１挿込溝２２，２６と、爪部１５，１８を通す第２挿込溝２３，２７と、爪部１５，１８に付着されているコイル巻線用着用の材料を通すことを可能とする第３挿込溝２４，２８とからなる。
【００１９】
コイル端取付部９及び壁部１１の側面には、ヨーク５の挿し込み箇所としてヨーク挿込穴２９，３０が各々設けられている。ヨーク５は、一端の突片３１がヨーク挿込穴２９に圧入され、他端の突片３２がヨーク挿込穴３０に圧入されることにより、ボビン６に取り付け固定されている。ヨーク５の突片３２には、ボビン６に組付けた際のプランジャ３の通り道となる開口孔３３が貫設されている。なお、ヨーク挿込穴２９，３０がヨーク取付部（第１ヨーク取付部、第２ヨーク取付部）の一例であり、突片３１，３２が第１突片及び第２突片の一例である。
【００２０】
図３に示すように、コイル端取付部９においてコイル巻線８が巻付けられている箇所を巻線接続部３４とした場合、本例の巻線接続部３４の特徴的な配置として、巻線接続部３４が磁路Ｒの外側に配置されている。この配置パターンは、例えばコイル端取付部９において巻線接続部３４の内寄りの位置（図３の紙面右側の位置）にヨーク５の取り付け箇所（ヨーク挿込穴２９）を設けることにより実現する。
【００２１】
次に、図３及び図４を用いて、本例のソレノイド１の作用を説明する。
例えば、図４に、巻線接続部３４を磁路Ｒの内側に配置した例を示す。同図に示されるように、この構造の場合、磁路Ｒの途中に巻線接続部３４が配置されるので、巻線接続部３４が磁界に影響を及ぼし、コイル７の磁気特性が低下してしまう懸念がある。しかし、本例のソレノイド１である図３の場合は、巻線接続部３４を磁路の外側に配置するので、巻線接続部３４が磁路に影響を及ぼさなくなる。よって、コイル７の磁気特性が確保されるので、プランジャ３の吸引力が高い磁気効率のよいソレノイド１となる。
【００２２】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）コ字状のヨーク５をボビン６の側面に組み付け可能とすることにより、ターミナル１３，１６におけるコイル巻線８の巻き付け箇所である巻線接続部３４を磁路Ｒの外側に配置した。このため、コイル７から発生される磁界が巻線接続部３４に影響を受け難くなる。よって、コイル７から発生される磁界の効率を確保することができる。
【００２３】
（２）ボビン６のコイル端取付部９及び壁部１１にヨーク挿込穴２９，３０を設けたので、ヨーク５をボビン６に一体組み付けすることができる。よって、ヨーク５を予めボビン６に組み付けておくことにより、部品をユニット化することができる。
【００２４】
（３）ヨーク５の一端をコイル端取付部９のヨーク挿込穴２９に挿し込み、ヨーク５の他端を壁部１１のヨーク挿込穴３０に挿し込むことにより、ヨーク５をボビン６に組み付ける。よって、ヨーク５の両端をボビン６に係止するので、ヨーク５をボビン６にしっかりと固定することができる。
【００２５】
（４）ヨーク５をボビン６のヨーク挿込穴２９，３０に挿し込んで組み付ける構造をとるので、例えばヨーク５を相手部品に配置することも可能となり、部品組み付けのバリエーションを増やすことができる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態におけるボビン６のターミナル１３，１６を他の構造に変更した実施例であって、基本的な構成は同じである。よって、同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００２７】
図５に示すように、ボビン６においてコイル端取付部９の正面には、ソレノイド１の端子としてコネクタ部３５がボビン６に一体形成されている。コネクタ部３５の内部には、一対のターミナル１３，１６が設けられている。ターミナル１３，１６は、例えばインサート成形によってボビン６に一体形成されている。一対のターミナル１３，１６のうち、一方が巻始め用溝部１９に配置され、他方が巻終わり用溝部２０に配置されている。
【００２８】
さて、本例の場合、ソレノイド１を組付け先に取り付ける場合には、ボビン６に一体形成したコネクタ部３５を、相手側のコネクタ部３６に接続することにより行う。よって、ソレノイド１を組付ける際には、単にコネクタ部３５を相手側のコネクタ部３６に接続するだけで済むので、簡単な接続作業で済む。また、本例の場合、コネクタ部３５をボビン６に一体形成したので、コイルユニット４の部品点数を少なく抑えることも可能となる。
【００２９】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（４）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（５）コイル端取付部９にコネクタ部３５を一体形成したので、ソレノイド１の外部への電気接続は、自身のコネクタ部３５を相手部品のコネクタ部３６に単に接続するだけで完了する。よって、ソレノイド１の相手部品への電気接続を簡単に行うことができる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図６〜図８に従って説明する。なお、第３実施形態も第１実施形態と異なる部分についてのみ詳述する。
【００３１】
図６及び図７に示すように、ボビン６においてコイル端取付部９の正面には、ソレノイド１の電子素子が実装された基板３８が取り付けられている。基板３８の実装面（内面）には、電子素子として逆起電流防止用のダイオード３９が実装されている。基板３８は、例えば各辺の計４箇所のスナップフィット４０によってボビン６に固定（仮固定）されている。コイル端取付部９の中央には、ダイオード３９を収納する収納部４１（図７参照）が凹設されている。
【００３２】
基板３８の下辺両側には、コイル巻線８の巻き付け先として一対のコイル巻付け端子４２，４３が設けられている。コイル巻付け端子４２，４３は、端子の金属部分が外部に露出したスルーホール状態となっている。これは、コイル巻線８をコイル巻付け端子４２，４３に巻く際、コイル巻線８とコイル巻付け端子４２，４３との電気導通を確保するためである。
【００３３】
さて、本例の場合、図８に示すように、コイル巻線８をボビン６に巻き付ける際には、まずコイル巻線８を基板３８のコイル巻付け端子４２に複数周に亘り巻き付ける（１番目の巻き付け）。続いて、そのコイル巻線８を巻始め用溝部１９に沿い軸Ｌ１回り巻くことにより、コイル巻線８をターミナル１３に接続する（２番目の巻き付け）。そして、コイル巻線８を軸Ｌ１回りに沿ってコイル巻き部１０に環状に複数周巻き付ける（３番目の巻き付け）。続いて、このコイル巻線８を巻終わり用溝部２０に沿い軸Ｌ１回りに巻くことにより、コイル巻線８をターミナル１６に接続する（４番目の巻き付け）。そして、最後にコイル巻線８を基板３８のコイル巻付け端子４３に複数周に亘り巻き付ける（５番目の巻き付け）。なお、コイル巻線８及びコイル巻付け端子４２，４３と、コイル巻線８及びターミナル１３，１６とは、例えば加熱溶着によって接続が確保される。
【００３４】
このように、本例の場合、電子素子が実装された基板３８をボビン６に取り付け、コイル巻線８を基板３８のコイル巻付け端子４２→ターミナル１３→コイル巻き部１０→ターミナル１６→基板３８のコイル巻付け端子４３の順に巻き付けて、基板３８をボビン６に固定する。よって、コイル巻線８の巻き付けとともに、ボビン６への基板３８の固定も行うことが可能となるので、部品の組付作業の簡素化が可能となる。
【００３５】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（４）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（６）コイル巻線８を基板３８のコイル巻付け端子４２→ターミナル１３→コイル巻き部１０→ターミナル１６→基板３８のコイル巻付け端子４３の順に巻き付けてボビン６にコイル７を形成すれば、その時点で基板３８がコイル巻線８によってボビン６に固定される。よって、コイル巻線８の巻き付けと同時に基板３８のボビン６への固定が可能となるので、部品の組付作業を簡素化することができる。
【００３６】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、図９に示すように、ソレノイド１の相手部品に電気接続されるコネクタ部５１を基板３８に設けてもよい。この場合、ボビン６にターミナル１３，１６を径方向外側に突設させずに済むので、ソレノイド１の径方向サイズの小型化に寄与する。
【００３７】
・各実施形態において、ターミナル１３，１６は、ボビン６にインサート成型されてもよい。
・各実施形態において、ターミナル１３，１６の巻線接続部分（爪部１８，２１）は、コイル端取付部９の外面に露出配置されていてもよい。即ち、コイル端取付部９から巻始め用溝部１９及び巻終わり用溝部２０を省略してもよい。
【００３８】
・各実施形態において、ターミナル１３，１６は、板状のコイル端取付部９の側面や正面等に配置されてもよい。
・各実施形態において、ターミナル１３，１６は、例えば線対称配置でもよいし、非対称配置としてもよい。
【００３９】
・各実施形態において、ボビン６は、例えば壁部１１が省略された形状としてもよい。
・各実施形態において、コイル巻線８の固定は、例えばターミナル１３，１６に付着したメタルをレーザ光により溶融する電気的な接続方法を採用してもよい。
【００４０】
・各実施形態において、ソレノイド１は、コアレスタイプに限定されない。例えば、コイル７内に発生する磁界を強くするコアを穴部１２の最奥位置に配設することで、コアを有するタイプとしてもよい。
【００４１】
・各実施形態において、ヨーク５は、コ字状に限定されず、例えば１つの面のみが開口した箱状に形成されてもよい。
・各実施形態において、ヨーク５の突片３２は、例えば壁部１１の外側に接着される取り付け構造としてもよい。
【００４２】
・各実施形態において、ヨーク５は、ボビン６の側面以外の箇所に取り付けられてもよい。
・各実施形態において、ヨーク５は、穴に挿し込む取り付け構造をとることに限らず、例えば爪形状の部材に引っ掛けたり、接着剤で固定したりするなど、種々の構造に変更可能である。
【００４３】
・各実施形態において、基板３８の仮止めは、例えば１箇所の挟持部で行うなど、種々の構造に変更可能である。
・各実施形態において、コイル巻線装置は、ボビン６が回転してコイル巻線８がボビン６に巻き付けられる方式でもよいし、コイル巻線８がボビン６の周囲を回って巻き付けられる方式でもどちらでもよい。
【００４４】
・各実施形態において、コイル端接続端子は、ターミナル１３，１６に限らず、コイル巻線８の端が接続される端子であればよい。
・各実施形態において、ソレノイド１は、吸引ソレノイド、プッシュソレノイド、保持ソレノイド（自己保持ソレノイド）のいずれでもよい。
【００４５】
・各実施形態において、ソレノイド１は、例えばキーインターロックやシフトロックなど、種々の機器や装置に適用可能である。
・第３実施形態において、電子素子はダイオード３９に限定されず、コイル装置に必要な素子であれば、他の素子に変更可能である。
【００４６】
・各実施形態に置いて、コイル装置は、コイルユニット４のみから構成されてもよいし、コイルユニット４及びヨーク５から構成されてもよい。
・各実施形態において、コイル装置は、ソレノイド１に採用されることに限らず、例えばモータなど、他の機器や装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
５…ヨーク、６…ボビン、７…コイル、８…コイル巻線、９…コイル端取付部、１０…コイル巻き部、１３，１６…コイル端接続端子としてのターミナル、２９，３０…ヨーク取付部（第１ヨーク取付部、第２ヨーク取付部）としてのヨーク挿込穴、３１，３２…第１突片及び第２突片、３４…巻線接続部、３５…コイル装置のコネクタ部、３６…外部コネクタ部、３８…基板、Ｒ…磁路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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