(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル巻芯と、このコイル巻芯に巻回される巻線とを含んで構成され、前記コイル巻芯に設けられた断面略円形で棒状の巻線部には、当該巻線部の周方向に連続したフランジ部が一体成形され、
前記フランジ部は前記巻線部の端部に設けられ、前記フランジ部の外側には平板状の接続部が設けられ、
前記フランジ部および前記接続部の間には溝が設けられていることを特徴とするコイルブロック。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルブロックにおいて、前記フランジ部の外形形状は円形であることを特徴とするコイルブロック。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコイルブロックにおいて、前記巻線部およびフランジ部における少なくとも前記巻線と接する面が鏡面であることを特徴とするコイルブロック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のコイルブロックにおいて、前記巻線部には両端側から中央に向かうに従って太くなるテーパ部が設けられていることを特徴とするコイルブロック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のコイルブロックにおいて、前記巻線部と前記フランジ部とは曲面で連続していることを特徴とするコイルブロック。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコイルブロックを用いたことを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のコイルブロックを用いたことを特徴とする発電機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のコイルブロックを用いたことを特徴とする時計。
【請求項９】
コイル巻芯と、このコイル巻芯に巻回される巻線とを含んで構成されたコイルブロックの製造方法であって、前記コイル巻芯に設けられた断面円形の巻線部と、当該巻線部の周方向に連続したフランジ部とを、棒状の基材の転造加工で一体成形することを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のコイルブロックの製造方法において、前記フランジ部を前記巻線部の端部に設けるとともに、前記転造加工の後に、前記フランジ部の外側をプレスで潰し加工して平板状の接続部を設けることを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコイルブロックの製造方法において、前記転造加工時に、前記フランジ部および前記接続部の間に溝を設けることを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載のコイルブロックの製造方法において、前記転造加工時に、前記巻線部およびフランジ部における少なくとも前記巻線と接する面に鏡面を転写することを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載のコイルブロックの製造方法において、前記転造加工時に、前記巻線部を両端側から中央に向かうに従って太く設けることを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれかに記載のコイルブロックの製造方法において、前記転造加工時に、前記巻線部と前記フランジ部とを曲面で連続させることを特徴とするコイルブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルブロック、コイルブロックを備えたモータ、発電機、時計、およびコイルブロックの製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、例えばクォーツ時計のステップモーターに用いられるコイルブロックとして、図１０，１１に示されるものが知られている。
【０００３】
図１０，１１において、コイルブロック９０は、鋼材をプレスで打ち抜いて得られる平板状のコイルコア（コイル巻芯）９１と、コイルコア９１の巻線部９１１に巻き付けられる絶縁テープ９２と、巻線部９１１に絶縁テープ９２上から巻回される巻線９３と、巻線９３の巻崩れを防止するために巻線部９１１の両端に設けられるスリット入りのコイル枠９４と、コイルコア９１の一端側の接続部９１２に取り付けられて巻線９３の端末処理が行われるコイルリード基板９５とで概ね構成されており、水晶振動子等を備えた図示しない回路ブロックがコイルリード基板９５と電気的に接続されるようになっている。なお、そのような回路ブロックとコイルリード基板９５とが一つの回路基板で形成されることもある。
【０００４】
ところで、このようなコイルブロック９０では、コイルコア９１を打抜加工によって製作することで巻線部９１１等にバリが生じるため、このバリをバレル処理を行って除去する必要があり、手間がかかる。また、コイルコア９１が平板状であることによって巻線部９１１の断面が四角形となるから、角部での巻線９３の断線、ショートを防止するためには絶縁テープ９２が必須となるが、この絶縁テープ９２を巻き付ける作業も面倒であるうえ、部品点数が増える。さらに、コイル枠９４はコイルコア９１とは別体であるため、コイル枠９４の取付作業にも手間がかかり、また、部品点数も増える。
【０００５】
そこで、これらのうちの特にバレル処理や絶縁テープを省くために、特開平９ー１０５７８５号公報記載のコイルコアが提案されている。この公報記載のコイルコアは、連続した丸棒線材にプレスによる潰し加工を施して接続部を形成した後、丸棒線材を個々の長さに切断して得られるものである。従って、このコイルコアでは、接続部間の巻線部としては丸棒線材の状態から何ら加工されるものではないから、巻線部にバリが生じる心配がないうえ、角部も存在せず、よってバレル処理は勿論、絶縁テープやそれに伴う巻き付け作業を不要にできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報記載のコイルコアを用いたコイルブロックでは、丸棒状の巻線部に巻線を巻回した際に、巻線部の両端で巻き崩れを起こす可能性があるため、依然として、図１０，１１に示すようなコイル枠９４が必要となり、これに伴う取付作業や部品点数の増加に関する問題を解決することはできない。
【０００７】
この問題に対して、特開平８−５７５７号公報には、巻線部および接続部の間に曲線形状部あるいは立ち上げ部を設けることが提案されているが、これらの曲線形状部や立ち上げ部によれば、巻回された巻線の両側部分の一部のみが押さえられるにすぎず、巻線の巻崩れを十分に防止できないという問題がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、絶縁テープやコイル枠を省いて部品点数を削減できるとともに、それらに伴う巻き付け作業や取付作業、およびバレル処理を省いて作業を簡略化でき、かつ巻線の断線や巻崩れを確実に防止できるコイルブロック、このコイルブロックを備えたモータ、発電機、時計を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、前記第１の目的とされるコイルブロックをより容易に製造できる製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のコイルブロックは、コイル巻芯と、このコイル巻芯に巻回される巻線とを含んで構成され、前記コイル巻芯に設けられた断面略円形で棒状の巻線部には、当該巻線部の周方向に連続したフランジ部が一体成形され、前記フランジ部は前記巻線部の端部に設けられ、前記フランジ部の外側には平板状の接続部が設けられ、前記フランジ部および前記接続部の間には溝が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明によれば、巻線部を断面略円形とするから、例えば巻線部を転造加工や切削加工など、プレスの打抜加工以外で製作可能であり、バリの発生が抑えられてバレル処理が不要になる。また、断面円形の巻線部により、角部がなくなって巻線が断線する心配もなく、従来の絶縁テープおよびその巻き付け作業が不要になる。さらに、フランジ部を巻線部の全周にわたって一体成形するため、巻回された巻線の側部の全周が完全に押さえられ、従って、巻線の巻崩れが確実に防止され、従来のコイル枠およびその取付作業も不要になる。これにより、前記目的が達成される。
【００１２】
本発明のコイルブロックでは、フランジ部の外形形状を円形にすることが望ましく、これによって巻線部とフランジ部とが転造加工で容易に成形されるようになる。
【００１４】
本発明のコイルブロックでは、巻線部およびフランジ部における少なくとも前記巻線と接する面を鏡面としてもよい。
【００１５】
本発明のコイルブロックでは、巻線部には両端側から中央に向かうに従って太くなるテーパ部を設けてもよい。
【００１６】
本発明のコイルブロックでは、巻線部とフランジ部とを曲面で連続させてもよい。
【００１７】
また、本発明のモータ、発電機、時計は、以上に説明したコイルブロックを用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明のコイルブロックの製造方法は、前記コイルブロックの巻線部およびフランジ部を基材からの転造加工で一体成形することを特徴とするものであり、巻線部とフランジ部とが一度に一体成形され、これによってコイルブロックがより容易に製造されて前記第２の目的が達成される。
【００１９】
この際、前記接続部を前記転造加工の後にプレスの潰し加工で設けてもよく、また、前記溝や前記鏡面、および前記曲面を前記転造加工時に設けることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る時計１０の要部を示す外観図である。
【００２２】
時計１０は、時針１１、分針１２、秒針１３を備えたアナログ式のクォーツ時計であり、内部にコイルブロック２０を備えている。
【００２３】
図２において、コイルブロック２０は、コイル巻真としてのコイルコア２１と、このコイルコア２１の巻線部２１１に巻回された巻線２２と、コイルコア２１の一端側の接続部２１２に取り付けられて巻線２２の両端部２２１が半田あるいはボンディング等で結合されたリード基板２３とで概ね構成されており、コイルコア２１の両端の接続部２１２に接続されるステータ３０と、ステータ３０の丸孔開口３１に配置されるロータ４０とを含んで、時計１０のステッピングモータ５０の一部を形成している。なお、コイルブロック２０を構成する各部品のうち、巻線２２は、径寸法が１６〜２０μｍ、絶縁用被覆の厚さ寸法が数μｍ程度のものであり、また、リード基板２３は、水晶振動子２４およびＩＣ２５を備えた回路ブロックが一体に設けられたものであり、ＩＣ２５には発振回路、分周回路、波形成形回路、および駆動回路等が形成されている。
【００２４】
コイルブロック２０を構成するコイルコア２１において、巻線部２１１は、図３、図４に示すように、断面円形の棒状であり、両端側から中央に向かうに従って太くなるテーパ部２１３を備えている。このような巻線部２１１の両端には、外形形状が円形とされたフランジ部２１４が周方向に連続して（全周にわたって連続して）一体に設けられ、フランジ部２１４と巻線部２１１とが大きな曲率半径の曲面２１５で連続している。そして、両側のフランジ部２１４により、巻線部２１１に巻回された巻線２２の両側部分が押さえられ、これによって巻崩れが防止されるようになっている。さらに、巻線部２１１およびフランジ部２１４における巻線２２が接触する面は鏡面となっており、巻線２２の絶縁用被覆が損傷するのをより確実に防止している。
【００２５】
コイルコア２１の接続部２１２は平板状であり、リード基板２３やステータ３０の取付が容易に行われるようになっている。また、接続部２１２と前記フランジ部２１４との間には溝２１６が設けられている。
【００２６】
このようなコイルコア２１は以下の手順で製造される。
【００２７】
先ず、図５（Ａ）に示すように、鉄およびニッケルの合金であるパーマロイ等の高透磁率線材を所定長さに切断して棒状の基材１を得る。この際、基材１の径寸法は、完成時のテーパ部２１３における頂角部分（最も太い部分）の径寸法と略同じである。次に、基材１を図６，７に示す転造金型６０を用いて転造し、巻線部２１１、フランジ部２１４、溝２１６、および溝２１６の外側の非転造部２１７を一度に成形する。この後、非転造部２１７をプレスで潰し、接続部２１２を成形する。
【００２８】
図６，７において、前記転造加工に用いられる転造金型６０は、一対の平ダイス６１，６２で構成されており、これらの平ダイス６１，６２の間に図５（Ａ）に示す基材１を配置して、平ダイス６１，６２を図中の紙面に垂直な方向へ相対移動させることにより、平ダイス６１，６２間の隙間と同様な断面形状に基材１を加工するものである。
【００２９】
平ダイス６１，６２の対向面（転造面）６３にはそれぞれ、図３に示す巻線部２１１を成形する第１絞り部６３１と、この第１絞り部６３１で絞られた分の材料でフランジ部２１４を成形する深溝部６３２と、基材１の外形形状をそのまま維持して非転造部２１７を設ける形状保持部６３３と、深溝部６３２に寄せられる分の材料が非転造部２１７側に逃げるのを防止するための第２絞り部６３４とが設けられ、この第２絞り部６３４で溝２１６が成形されるようになっている。これらのうち、第１絞り部６３１には該当部分の径を絞り込むための楔形の型形状部６３１Ａ，６３１Ｂ，６３１Ｃ，６３１Ｄが設けられ、型形状部６３１Ａ，６３１Ｂがテーパ部２１３に対応している。また、第２絞り部６３４にも、該当部分の径を絞り込むための同様な型形状部６３４Ａが設けられている。さらに、第１絞り部６３１の図７中左側には鏡面部６３１Ｅが設けられ、この鏡面部６３１Ｅの基材１への転写によってコイルコア２１の前記鏡面が形成されることになる。
【００３０】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００３１】
１）巻線部２１１が断面円形であるから、巻線部２１１を従来の打抜加工ではなく転造加工で成形でき、バリの発生を抑えてバレル処理を不要にできる。
【００３２】
２）転造加工による断面円形の巻線部２１１により、この巻線部２１１には角部が生じないので、巻線２２が断線する心配もなく、従来の絶縁テープおよびその巻き付け作業を不要にできる。
【００３３】
３）フランジ部２１４が巻線部２１１の全周にわたって一体成形されているため、巻線部２１１に巻回される巻線２２の側部の全周を完全に押さえることができ、従って、巻線２２の巻崩れを確実に防止でき、従来のコイル枠およびその取付作業も不要にできる。
【００３４】
４）フランジ部２１４の外形形状が円形であるため、巻線部２１１とフランジ部２１４とを一度の転造加工で容易に成形できる。
【００３５】
５）フランジ部２１４の外側に設けられた接続部２１２は平板状であるから、リード基板２３やステータ３０を容易かつ確実に取り付けることができる。
【００３６】
６）前記転造加工時において、フランジ部２１４および接続部２１２の間には溝２１６が成形されるが、この溝２１６を成形するために設けられた転造金型６０の第２絞り部６３４により、基材１の中央側からフランジ部２１４に寄せられる分の材料を非転造部２１７側に逃げるのを防止でき、フランジ部２１４を正確な形状に確実に成形できる。
【００３７】
７）巻線部２１１およびフランジ部２１４における巻線２２と接する面が鏡面とされているため、巻線２２の絶縁用被覆が損傷するのをより確実に防止でき、コイルコア２１との短絡を有効に防止できる。
【００３８】
８）巻線部２１１には両端側から中央に向かうに従って太くなるテーパ部２１３が設けられているため、転造加工時に基材１の中央側から絞り込んで両側のフランジ部２１４を成形した際、巻線部２１１が過度にやせるのを防止でき、コイルコア２１の強度を良好に維持できる。
【００３９】
９）巻線部２１１とフランジ部２１４とが大きな曲率半径の曲面２１５で連続しているため、転造加工時においては、基材１の中央側から絞り込まれる材料を転造金型６０の深溝部６３２に確実に寄せることができ、この点からもフランジ部２１４を確実に成形できる。
【００４０】
１０）接続部２１２はプレスの潰し加工で成型されているため、接続部２１２を平板状に容易に設けることができ、また、その潰し加工は巻線部２１１やフランジ部２１４を転造加工で成型した後に行われるから、転造加工を支障なく行える。
【００４１】
１１）前記転造加工により、巻線部２１１およびフランジ部２１４の他、曲面２１５、溝２１６、および前述の鏡面をも一度に成形あるいは転写されるから、接続部２１２を除くコイルコア２１の略全体を容易に成形できる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
図８には、本発明の第２実施形態に係る発電機７０を備えた電子制御式機械時計１０′の要部が示されている。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同様な部材には同一符号をふしてそれらの説明を簡略化または省略する。
【００４３】
発電機７０は、第１コイルブロック２０′、第２コイルブロック２０″、これら第１、第２コイルブロック２０′，２０″の一端側の接続部２１２同士を連結する継手７１、ステータ３０、およびロータ４０とで構成されている。
【００４４】
ここで、第１、第２コイルブロック２０′，２０″は、図１，図２に示す第１実施形態のコイルブロック２０と略同様であるが、テーパ部２１３、曲面２１５、溝２１６等を備えておらず、また、接続部２１２が複数段の潰し加工によって巻線部２１１の軸中心から大きく外れた形状に成形されている。すなわち、本発明においては、第１実施形態で説明したようなテーパ部２１３、曲面２１５、溝２１６等は必要に応じて設けられればよく、また、接続部２１２の形状や成形方法等も任意である。
【００４５】
このような発電機７０では、香箱車１４内のゼンマイを巻き上げると、ゼンマイが解ける際に出力されるトルクが香箱車１４から、二番車１５、三番車１６、四番車（秒針車）１７、五番車１８、六番車１９を介してロータ４０に伝わり、ロータ４０の回転によって第１、第２コイルブロック２０′，２０″に交流電圧が誘起される。そして、この交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流回路を通して昇圧、整流された後に平滑用コンデンサに充電され、このコンデンサからの電力で発電機７０の回転を制御する図示しない制御回路を作動させている。制御回路としては、発振回路、分周回路、回転検出回路、回転数比較回路、電磁ブレーキ制御手段等を含むＩＣによって構成され、リード基板２３に対して電気的に接続される別体の回路ブロックに設けられる。また、発振回路には前述の時計１０と同様な水晶振動子が用いられる。その他、このような電子制御式機械時計１０′としては、特開平８−５７５８号公報に記載された周知技術で構成することが可能である。
【００４６】
本実施形態によれば、発電機７０を構成する第１、第２コイルブロック２０′，２０″が第１実施形態のコイルブロック２０と同様な構成を有しているため、前述した１）〜５）、７）、１０）の効果を同様に得ることができる。
【００４７】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００４８】
例えば、前記第１実施形態では、巻線部２１１には両端側から中央に向かうに従って太くなるテーパ部２１３が設けられていたが、本発明の巻線部は、第２実施形態の巻線部２１１（図８）や図９に示す巻線部２１１のように、テーパ部２１３がない丸棒状の場合でも本発明に含まれる。要するに、本発明のコイルブロックは、コイル巻芯（コイルコア）の巻線部にフランジ部が一体成形されていればよい。ただし、前述したテーパ部２１３を設ける方が、前記８）の効果を得ることができるので望ましい。
【００４９】
そして、本発明に係るモータや発電機が時計に用いられていたが、本発明では、そのようなモータや発電機を時計以外のあらゆる機器に利用できる。
【００５０】
また、本発明のコイルブロックとしては、モータや発電機の他、変圧器等に利用してもよい。
【００５１】
さらに、本発明の請求項１に係るコイルブロックでは、巻線部やフランジ部を基材からの削り出し（切削加工）によって形成してもよく、その加工方法はコイルブロックの太さや各部の断面形状等を勘案して任意に決められてよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明のコイルブロック、このコイルブロックを備えたモータ、発電機、時計によれば、従来の絶縁テープやコイル枠を省いて部品点数を削減できるとともに、それらに伴う巻き付け作業や取付作業、およびバレル処理を省いて作業を簡略化でき、かつ巻線の断線や巻崩れを確実に防止できるという効果がある。
【００５３】
また、本発明のコイルブロックの製造方法によれば、コイルブロックをより容易に製造できるという効果がある。
【００５４】
また、本発明のコイルブロックの製造方法によれば、製造過程において従来発生していた切削くずやプレス加工後に不要となる基材を飛躍的に減少させることができ、廃棄物削減に多大な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の要部を示す外観図である。
【図２】前記時計を構成するコイルブロックの全体を示す平面図である。
【図３】前記コイルブロックのコイル巻芯の全体を示す正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】前記コイル巻芯の製造方法を説明するための説明図である。
【図６】前記コイル巻芯を製造するための金型を示す正面図および断面図である。
【図７】前記金型を示す端面図および断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の要部を示す平面図である。
【図９】本発明の変形例を示す正面図、平面図、および側面図である。
【図１０】本発明の従来技術を示す正面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【符号の説明】
１  基材
１０，１０′  時計
２０，２０′，２０″  コイルブロック
２１  コイル巻芯としてのコイルコア
２２  巻線
５０  モータとしてのステッピングモータ
７０  発電機
２１１  巻線部
２１２  接続部
２１３  テーパ部
２１４  フランジ部
２１５  曲面
２１６  溝
【図１】
0003555472.tif 000002
【図２】
0003555472.tif 000003
【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】
0003555472.tif 000010
【図１０】
0003555472.tif 000011
【図１１】
0003555472.tif 000012