(57)【要約】【課題】巻線を巻回する際にボビンが変形したり、巻乱れを発生さることなく小型化を達成するボビンを得る。【解決手段】ボビン１０の一方のフランジ部１２に、巻線２０を引き出す切り欠き部１４を設けると共に、半径方向において巻回部１１から所定の位置までの厚肉部１２ａと、前記所定の位置から外周までの薄肉部１２ｂと、を形成した。【選択図】図１
2018186185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻回される巻回部と、前記巻回部の両端に各々設けられたフランジ部と、を備え、前記巻線は前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回されるボビンであって、
前記ボビンの一方のフランジ部に、前記巻線を引き出す切り欠き部を設けると共に、半径方向において前記巻回部から所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を形成したことを特徴とするボビン。
【請求項２】
前記厚肉部の厚みをＴ、前記巻線の直径をｄとした場合、Ｔ≧ｄであることを特徴とする請求項１に記載のボビン。
【請求項３】
前記切り欠き部の前記巻回部と接する角部に、前記巻線の直径以上の曲率半径を有する円弧部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のボビン。
【請求項４】
前記所定の位置は、前記巻回部に多層に巻回される前記巻線の３層、または３より大きな奇数層に相当する位置であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のボビン。
【請求項５】
巻線が巻回される巻回部の両端に各々フランジ部を設けると共に、前記フランジ部の一方に前記巻線を引き出す切り欠き部を設けたボビンと、前記ボビンの前記巻回部に巻回されたコイルと、を備えたコイル装置であって、
前記ボビンは、前記切り欠き部を設けたフランジ部の半径方向において前記巻回部から所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を備え、
前記巻線は、前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回され、前記厚肉部と前記薄肉部の境界を３層、または３より大きな奇数層に相当する位置として巻回されていることを特徴とするコイル装置。
【請求項６】
前記厚肉部の厚みをＴ、前記巻線の直径をｄとした場合、Ｔ≧ｄであることを特徴とする請求項５に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記切り欠き部の前記巻回部と接する角部に、前記巻線の直径以上の曲率半径を有する円弧部を形成したことを特徴とする請求項５または６に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボビン及びそれを用いたコイル装置に係り、特に、電磁ソレノイド装置に用いられるボビン及びそれを用いたコイル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機のスイッチなどに適用される電磁ソレノイド装置のソレノイドコイル（以下、コイルという。）は、樹脂などの絶縁材で形成されたボビンに、巻線を所定のターン数、多層に巻回して構成される。このコイルは、装置の小型軽量化のために巻線を出来る限り整列に巻回し、ボビンは出来る限り薄肉に形成することが求められる。
【０００３】
コイルをボビンに整列に巻回する手段として、例えば特公平６−３７６４号公報（特許文献１）には、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、及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、前記ボビンの筒状部を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、この平滑部を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ることにより、コイル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コイル装置が開示されている。
【０００４】
また、例えば特開２００１−５２９１６号公報（特許文献２）には、周方向にのびた主要部と周方向及び軸方向に交差する方向にのびたズレ部とを有する巻線を施すためのボビンにおいて、前記主要部を案内する周方向にのびた溝を規定する凸部と、前記ズレ部におけるズレを補助するスペーサと、前記ズレ部に対応して前記凸部を途切れさせたフラット面とを有することにより、成形の簡素化が可能な構造でありながら、巻線の巻きくずれを防止することを可能にしたボビン及びそれを用いたコイル装置が開示されている。
【０００５】
さらに、例えば特開２０１３−１５７３８３号公報（特許文献３）には、巻線が巻回される巻回部と、巻回部の両端部に各々設けられた鍔部とからなり、巻回部には一方の鍔部側から順に少なくとも第１の巻線ガイド部、第２の巻線ガイド部及び第３の巻線ガイド部を備えて構成され、第２の巻線ガイド部の一端部に対して第１の巻線ガイド部の一端部が、該一端部同士の間隔を広げるように巻回方向における下流側にずれて形成され、且つ、第３の巻線ガイド部の一端部に対して第２の巻線ガイド部の一端部が、一端部同士の間隔を広げるように巻回方向における下流側にずれて形成されることで、鍔部近傍の第１層における巻き乱れの発生を抑え、この巻き乱れに起因する巻き太りの発生を抑制することができるボビンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−３７６４号公報
【特許文献２】特開２００１−５２９１６号公報
【特許文献３】特開２０１３−１５７３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記各特許文献に開示された技術は、何れも巻回部に着目したもので、巻回部の改良により巻線の巻き乱れを防止し、整列巻きを実現しようとするものであり、フランジ部には一切着目しておらず、装置を小型化しようとして巻線を引き出す側のフランジ部の厚みを薄くすると、巻線を巻回する際に、フランジ部に設けられて巻線が引き出される切り欠き部に発生する応力集中により、ボビンが変形してしまったり、ボビンの変形を避けるためにテンションを下げて巻くと、巻線が曲がりきれずに膨らんでしまう。従って、巻回部に巻線ガイドとなる溝を設けても、その溝に沿うことができず、結果的に巻乱れを発生させてしまうことになる。
【０００８】
一方、フランジ部を厚くすると、その分だけ装置が大きくなり、小型化を達成することができない。
【０００９】
この発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、巻線を巻回する際にボビンが変形したり、巻乱れを発生さることなく小型化を達成するボビン及びそれを用いたコイル装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るボビンは、巻線が巻回される巻回部と、前記巻回部の両端に各々設けられたフランジ部と、を備え、前記巻線は前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回されるボビンであって、前記ボビンの一方のフランジ部に、前記巻線を引き出す切り欠き部を設けると共に、半径方向において前記巻回部から所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るボビンによれば、フランジ部の半径方向において巻回部から所定の位置までの厚肉部を設けることにより、ボビンのフランジ部に設けられた巻線を引き出す切り欠き部の厚みは厚くなり、巻線を巻回するときにテンションを加えて巻いてもボビンの切り欠き部が変形することもなく、巻き乱れを防止することができ、確実に整列巻きを実現することが可能となる。
【００１２】
また、フランジ部の半径方向において所定の位置から外周までに薄肉部を設けることにより、そのスペースに巻線を構成することが可能となり、外径や全長を大きくすることなく所定のターン数を巻回することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るボビンを示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るボビンに巻線を巻回したコイル装置の部分断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るボビン及びそれを用いたコイル装置を使用した電磁ソレノイド装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明に係るボビン及びそれを用いたコイル装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るボビンを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図２は、実施の形態１に係るボビンに巻線を巻回したコイル装置の部分断面図を示している。
図１及び図２において、ボビン１０には、巻線２０が巻回される巻回部１１と、巻回部１１の両端に各々設けられた第１のフランジ部１２、第２のフランジ部１３が設けられている。巻線２０は、巻回部１１に所定のターン数で多層に巻回され、第１のフランジ部１２には、巻線２０を引き出すための切り欠き部１４が設けられている。切り欠き部１４が設けられた第１のフランジ部１２には、半径方向において巻回部１１から所定の位置までの厚肉部１２ａと、前記所定の位置から外周までの薄肉部１２ｂが形成されている。
【００１６】
第１のフランジ部１２に設けられた切り欠き部１４の巻回部１１と接する角部には、曲率半径Ｒの円弧部（以下、コーナーＲ）が形成されており、第１のフランジ部１２の外部から巻き始められる巻線２０は、切り欠き部１４を抜けてコーナーＲに沿って折り曲げられ、巻回部１１の外周に第１のフランジ部１２から第２のフランジ部１３へ向かって整列に巻回される。
【００１７】
このとき、コーナーＲが小さい（具体的には巻線２０の線径ｄより小さい）と、巻線２０の剛性によりコーナーＲに沿うことができず膨らんでしまい、第１のフランジ部１２と巻線２０の間に隙間を生じる。そのまま巻回を続けていくと、第２のフランジ部１３から折り返して２層目となった巻線が、前記隙間に落ち込み巻き乱れが生じる。
【００１８】
一方、前記コーナーＲを巻線の線径ｄ以上（Ｒ≧ｄ）とすることにより、巻線２０は第１のフランジ部１２の切り欠き部１４に設けられたコーナーＲに沿って隙間なくボビン１０へ巻回することができ、２層目以降において落ち込みが発生するなど、巻き乱れの原因となることは無くなる。
【００１９】
そのためには、第１のフランジ部１２の巻回部１１付近の厚みＴは、巻線の線径ｄ以上が必要となる。言い換えると、第１のフランジ部１２において、半径方向で巻回部１１付近に厚みがＴ（Ｔ≧ｄ）となる厚肉部１２ａを設けることで、第１のフランジ部１２の切り欠き部１４に巻線２０の線径ｄ以上のコーナーＲを施すことが可能となり、巻回時の１層目における隙間の発生に起因する巻き乱れを防止することができ、整列して巻回することができる。
【００２０】
１層目がきちんと整列して巻回できることで、その上に巻回される２層目、及びそれ以降の層から最外層まで整列して巻回することができる。
【００２１】
１層目を折り返し２層目が第１のフランジ部１２に到達したところで、厚肉部１２ａから薄肉部１２ｂに切り替えることにより、１ターン多く巻回することができるが、このとき、切り欠き部１４から巻回部１１に入ってきた巻線を乗り越えなければならず、僅かの巻き乱れを発生させる要因となる可能性がある。
【００２２】
しかし、図２に示すように、第１のフランジ部１２の形状を、厚肉部１２ａと薄肉部１２ｂの境界を３層目とし、３層目から４層目に折り返す際に厚肉部１２ａから薄肉部１２ｂへの段差に沿って巻回し、５層目より外側は薄肉部１２ｂで折り返す形状とすることで、巻回する巻線２０が切り欠き部１４から入ってきた巻線２０を乗り越える必要が無くなり、巻き乱れを完全に防止することが可能となる。
【００２３】
即ち、第１のフランジ部１２の半径方向において厚肉部１２ａから薄肉部１２ｂに切り替える位置、換言すれば、厚肉部１２ａが形成される第１のフランジ部１２の半径方向の位置を、巻回部１１から巻回部１１に多層に巻回される巻線２０の３層、または３より大きな奇数層に相当する位置にすることにより、巻回する巻線２０が切り欠き部１４から入ってきた巻線２０を乗り越える必要が無くなり、巻き乱れを完全に防止することが可能となる。
【００２４】
次に、実施の形態１に係るボビン１０及びそれを用いたコイル装置を使用した電磁ソレノイド装置の構成、及び動作について説明する。
【００２５】
図３は、実施の形態１に係るボビン１０を用いた電磁ソレノイド装置１００の断面図を示す。電磁ソレノイド装置１００は、ボビン１０に巻線２０が巻回されたコイル装置１０１、コイル装置１０１の一端に取り付けられた固定鉄心１０２、ボビン１０の内周に配置し、軸方向に移動可能に構成された可動鉄心１０３、これらを覆い磁気回路の一部をなすケース１０４などで構成され、さらに、可動鉄心１０３と連動して動く可動接点１０５、可動接点１０５に対向して配置され、樹脂などの絶縁体で構成されたカバー１０６に取り付けられた一対の固定接点１０７ａ、１０７ｂを備えている。
【００２６】
一対の固定接点１０７ａ、１０７ｂは、一方は電源、他方はモータなどの機器に接続され、前記機器を作動する際には、まず巻線２０に通電を行い励磁すると、可動鉄心１０３が固定鉄心１０２に引き寄せられ移動する。これに連動して可動接点１０５が固定接点へ移動して、固定接点１０７ａ、１０７ｂを可動接点１０５が短絡する。それによって電源から機器への導通回路が閉路し、機器が作動する。
【００２７】
以上説明したように、実施の形態１に係るボビン１０には、第１のフランジ部１２及び第２のフランジ部１３と巻回部１１が構成され、第１のフランジ部１２には、巻線２０を引き出す切り欠き部１４が設けられている。そして、第１のフランジ部１２には、半径方向において巻回部１１から所定の位置までの厚肉部１２ａと、前記所定の位置から外周までの薄肉部１２ｂを形成したので、巻線２０を巻回する際にボビン１０が変形したり、巻乱れを発生さることなく小型化を達成するボビン１０を得ることができる。
【００２８】
また、実施の形態１に係るコイル装置は、ボビン１０の巻回部１１に巻線２０を所定のターン数、多層に巻回し、厚肉部１２ａと薄肉部１２ｂの境界を３層目とし、３層目から４層目に折り返す際に厚肉部１２ａから薄肉部１２ｂへの段差に沿って巻回し、５層目より外側は薄肉部１２ｂで折り返す形状としたので、巻回する巻線２０が切り欠き部１４から入ってきた巻線２０を乗り越える必要が無くなり、巻き乱れを完全に防止することが可能となる。
なお、前記においてはこの発明の実施の形態１について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ボビン、１１  巻回部、１２  第１のフランジ部、１２ａ  厚肉部、１２ｂ  薄肉部、１３  第２のフランジ部、１４  切り欠き部、２０  巻線、１００  電磁ソレノイド装置、１０１  コイル装置、１０２  固定鉄心、１０３  可動鉄心、１０４  ケース、１０５  可動接点、１０６  カバー、１０７ａ、１０７ｂ  固定接点
【図１】
2018186185.tif 000003
【図２】
2018186185.tif 000004
【図３】
2018186185.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月23日(2018.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線が巻回される巻回部と、前記巻回部の両端に各々設けられたフランジ部と、を備え、前記巻線は前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回されるボビンであって、
前記ボビンの一方のフランジ部に、前記巻線を引き出す切り欠き部と、前記巻回部から半径方向の所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を形成すると共に、
前記所定の位置を、前記巻線の３層、または３より大きな奇数層に相当する位置としたことを特徴とするボビン。
【請求項２】
前記厚肉部の厚みをＴ、前記巻線の直径をｄとした場合、Ｔ≧ｄであることを特徴とする請求項１に記載のボビン。
【請求項３】
前記切り欠き部の前記巻回部と接する角部に、前記巻線の直径以上の曲率半径を有する円弧部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のボビン。
【請求項４】
巻線が巻回される巻回部の両端に各々フランジ部を設けると共に、前記フランジ部の一方に前記巻線を引き出す切り欠き部を設けたボビンと、前記ボビンの前記巻回部に巻回されたコイルと、を備え、
前記ボビンは、前記切り欠き部を設けたフランジ部の半径方向において前記巻回部から所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を有し、
前記巻線は、前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回され、前記厚肉部と前記薄肉部の境界を３層、または３より大きな奇数層に相当する位置として巻回されていることを特徴とするコイル装置。
【請求項５】
前記厚肉部の厚みをＴ、前記巻線の直径をｄとした場合、Ｔ≧ｄであることを特徴とする請求項４に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記切り欠き部の前記巻回部と接する角部に、前記巻線の直径以上の曲率半径を有する円弧部を形成したことを特徴とする請求項４または５に記載のコイル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明に係るボビンは、巻線が巻回される巻回部と、前記巻回部の両端に各々設けられたフランジ部と、を備え、前記巻線は前記巻回部に所定のターン数が多層に巻回されるボビンであって、
前記ボビンの一方のフランジ部に、前記巻線を引き出す切り欠き部と、前記巻回部から半径方向の所定の位置までの厚肉部と、前記所定の位置から外周までの薄肉部と、を形成すると共に、前記所定の位置を、前記巻線の３層、または３より大きな奇数層に相当する位置としたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明に係るボビンによれば、フランジ部の半径方向において巻回部から所定の位置までの厚肉部を設けることにより、ボビンのフランジ部に設けられた巻線を引き出す切り欠き部の厚みは厚くなり、巻線を巻回するときにテンションを加えて巻いてもボビンの切り欠き部が変形することもなく、巻き乱れを防止することができ、確実に整列巻きを実現することが可能となる。また、厚肉部が形成される第１のフランジ部の半径方向の位置を、巻回部から巻回部に多層に巻回される巻線の３層、または３より大きな奇数層に相当する位置にすることにより、巻回する巻線が切り欠き部から入ってきた巻線を乗り越える必要が無くなり、巻き乱れを完全に防止することが可能となる。