JPH06215929A - コイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルの絶縁性及び耐振動性を確保するととも
に、巻線の断線を防止して良品率及び信頼性を向上させ
る。 【構成】巻線４が巻回されたボビン３を磁気回路を形成
するコアチューブ２に収納し、巻線４とコアチューブ２
との間にウレタン樹脂１１を充填してなるコイル１にお
いて、巻線４を被覆してウレタン樹脂１１の侵入を防止
するテープ９を設けた。この構成により、巻線４とコア
チューブ２とが絶縁されるとともに、コイル１の巻線４
がコアチューブ２内に固定されているため、コイルの絶
縁性及び耐振動性が確保される。又、巻線４がテープ９
により被覆されているため、巻線４にウレタン樹脂１１
が侵入せず分離された状態となっている。従って、コイ
ル１の導通と非導通の繰返しによりウレタン樹脂１１が
膨張、収縮しても巻線４が繰返し変形しないためその断
線が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば、ソレノイド等に
用いられるコイル及びその製造方法に係り、詳しくは、
合成樹脂系ワニスを使用して絶縁するようにしたコイル
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コイルを絶縁する目的で使用され
るコイル含浸用ワニスは、古くは油性、アスファルト、
セラック等の天然物を溶剤に溶かしたものであったが、
高分子化学の著しい発展に伴って各種の合成樹脂系ワニ
スが主流となっている。この合成樹脂系ワニスは溶剤系
合成樹脂系ワニス、無溶剤合成樹脂系ワニス等があり、
最近では、含浸性が良好で、硬化の際に溶剤の蒸発がな
く、内部硬化性に優れている無溶剤合成樹脂系ワニスが
使用されている。

【０００３】無溶剤合成樹脂系ワニスとしては主に熱硬
化性樹脂が使用され、この熱硬化性樹脂としてはウレタ
ン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙
げられる。そして、コイルの絶縁を行う場合、通常、そ
の熱硬化性樹脂を真空下で巻線間に含浸（真空含浸）さ
せるようにしている。しかし、真空含浸では真空設備等
にコストがかかるため、常圧下で含浸（常圧含浸）可能
な熱硬化性樹脂を使用してコイルの絶縁を行うことがで
きるようにしている。

【０００４】前記した常圧含浸を行う場合、例えば図７
に示すようなコイル３０においては、巻線３１が巻回さ
れたボビン３２を巻線３１とともに磁気回路を形成する
ための金属製で円筒状の容器（以下、コアチューブとい
う）３３に収納する、次に、コアチューブ３３の開口部
を磁極ピース３４にてかしめた後、コアチューブ３３の
外周面に形成された注入口３３ａから熱硬化性樹脂３５
をインジェクション等によりコアチューブ３３と巻線３
１との間に充填するようにしている。そして、上記した
コイル３０においては、熱硬化性樹脂３５により巻線３
１とコアチューブ３３との間の絶縁が確保されるととも
に、コアチューブ３３内でのボビン３２の振動が防止さ
れる。従って、コアチューブ３３を有するコイル３０に
おいては、そのコアチューブ３３と巻線３１と間に熱硬
化性樹脂３５を充填するだけでよく、巻線３１内部にま
で熱硬化性樹脂３５を含浸させる必要がなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した常
圧含浸により製造されたコイル３０を使用した場合、一
部のコイル３０に巻線３１の断線が発生するという問題
があった。

【０００６】そこで、巻線３１の断線状況を本発明者が
解析したところ以下に示すような結果を得た。 （１）この巻線３１の断線は、コイル３０を一定時間毎
に導通と非導通を繰返して使用した場合にのみ発生して
いる。 （２）熱硬化性樹脂３５が巻線３１の全てに含浸されて
おらず、断線は充填された熱硬化性樹脂３５が含浸して
いる表層の巻線３１のみに発生している。 （３）コアチューブ３３を取外した状態で導通と非導通
を繰返してコイル３０を使用した場合、巻線３１の断線
は発生しない。

【０００７】従って、上記した各結果に基づいて、本発
明者は巻線３１の断線がコイル３０の導通と非導通の繰
返しによる巻線３１の温度変化に関係しているものと知
見した。すなわち、導通時には巻線３１が発熱して温度
が上昇し、非導通時には巻線３１の温度が下降する。そ
して、この温度変化により巻線３１及び熱硬化性樹脂３
５が膨張、収縮することになる。このとき、熱硬化性樹
脂３５の膨張率がコアチューブ３３及び巻線３１の膨張
率より高いため、その膨張圧は変形し易い巻線３１側に
作用する。従って、熱硬化性樹脂３５の膨張、収縮の繰
返しにより主に樹脂３５が含浸している表層の巻線３１
のみが変形することになる。そして、巻線３１が変形を
繰返すうちに応力の作用を受けて断線に至ものと推測し
た。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はコイルの絶縁性及び耐振
動性を確保するとともに、巻線の断線を防止して良品率
及び信頼性を向上させることができるコイル及びその製
造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１の発明では、巻線が巻回されたボビンを磁
気回路を形成する容器に収納し、該巻線と容器との間に
合成樹脂系ワニスを充填してなるコイルにおいて、前記
巻線を被覆して合成樹脂系ワニスの侵入を防止する被覆
部材を設けた。

【００１０】又、請求項２の製造方法においては、ボビ
ンに巻線を巻回し、該巻線を外周面から被覆部材にて被
覆した後、ボビンを磁気回路を形成する容器に収納し、
前記被覆部材と容器との間に合成樹脂系ワニスを充填す
るようにした。

【００１１】

【作用】上記のように構成された請求項１の発明におい
ては、コイルの巻線が被覆部材により被覆されているた
め、巻線に合成樹脂系ワニスが侵入せず分離された状態
となっている。従って、コイルの導通と非導通の繰返し
により合成樹脂系ワニスが膨張、収縮しても巻線が変形
しないためその断線が防止される。

【００１２】又、請求項２の製造方法においては、巻線
に被覆部材を被覆してからボビンを容器に収納して合成
樹脂系ワニスを充填するようにしたことにより、その容
器が金型となって合成樹脂系ワニスが成形される。従っ
て、金型に合成樹脂系ワニスを充填を充填して成形する
必要がなく、製造工程が簡略化され、コイルが効率良く
量産される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をソレノイド使用されるコイル
に具体化した一実施例を図１〜図６に従って説明する。

【００１４】図１、図３に示すように、ソレノイドのコ
イル１は磁気回路を形成する容器としてのコアチューブ
２と、ボビン３と、ボビン３に巻回される巻線４等を備
えている。

【００１５】前記コアチューブ２は鉄製で有底筒状に形
成されており、その底面には図示しないプランジャが挿
通可能な径を有する開口２ａが形成されている。又、コ
アチューブ２の開口部側にはその外周面の一部が切り取
られた端子係合部２ｂが形成されている。更に、コアチ
ューブ２の外周面には注入口２ｃが透設されている。な
お、コアチューブ２の底面には一定間隔の溝５ａを有す
るフランジ部５が形成されている。

【００１６】前記ボビン３はコアチューブ２の内径より
も小さな外径を有する円筒形状に形成された胴体６を備
えている。胴体６の両端にはその外形よりも大径で前記
コアチューブの内径とぼぼ同一の外径を有する円形のつ
ば７が一体に形成されている。そして、前記胴体６の外
周面には巻線４が巻回されている。この巻線４は銅製で
その直径が０．０１３ｍｍとなっており、胴体６の外周
面全体に対して均一に巻回されている。又、片方のつば
７の外周端には一対の端子８の一部が一定間隔離間して
互いに平行となるように埋設固定されており、その両端
子８には巻線４の巻始部４ａ及び巻終部４ｂがそれぞれ
半田付けされている。

【００１７】前記胴体６の外周面に巻線４が巻回された
状態で、その巻線４の最外層には巻線４を被覆するため
の被覆部材としてのテープ９が貼着されている。このテ
ープ９はポリエステルフィルムからなり全ての巻線４を
被覆するに充分な幅と長さを有する長方形状に形成され
ている。又、テープ９は耐熱性を有しており、コイル１
の導通時における巻線４の発熱に耐えることができるよ
うになっている。

【００１８】前記ボビン３はその端子８とコアチューブ
２の端子係合部２ｂとが係合した状態で、コアチューブ
２内に収納されている。又、コアチューブ２の開口部に
は磁極ピース１０が配設されている。この磁極ピース１
０は円柱状の磁性体からなる磁極１０ａと、磁極１０ａ
の基端に固着された蓋部１０ｂとから構成されている。
そして、ボビン３はＯリングＯａを介してコアチューブ
２に収納されるとともに、その開口部にＯリングＯｂを
介して磁極１０ａが挿入される。又、この状態でコアチ
ューブ２の開口部は蓋部１０ａにてかしめ着されること
により封止されるようになっている。

【００１９】前記コアチューブ２の内周面とテープ９と
の間には合成樹脂系ワニスとしてのウレタン樹脂１１が
充填されている。このウレタン樹脂１１は熱硬化性樹脂
であり、常圧下で液体状態のときに前記注入口２ｃを介
してコアチューブ２内に注入され、加熱により硬化され
るようになっている。このウレタン樹脂１１の充填によ
り巻線４とコアチューブ２との間が充分に絶縁されると
ともに、ボビン３がコアチューブ２内に固定されるよう
になっている。又、ウレタン樹脂１１は耐熱性を有して
おり、巻線４の導通による発熱に耐えることができるよ
うになっている。更に、ウレタン樹脂１１と巻線４とは
前記テープ９により分離されており、ウレタン樹脂１１
が巻線４に侵入しないようになっている。従って、巻線
４はテープ９の存在によりその発熱時におけるウレタン
樹脂１１の膨張圧をテープ９を介して受けるようになっ
ている。なお、コアチューブ２にウレタン樹脂１１が注
入される際に、その注入圧により前記磁極ピース１０は
容易に外れないようになっている。又、前記ＯリングＯ
ａ、Ｏｂによりウレタン樹脂１１が容易にコアチューブ
２からはみ出さないようになっている。更に、ウレタン
樹脂１１が注入されたコアチューブ２は、図２に示すよ
うに、フランジ部５を除いた部分がナイロン樹脂１２
（二点鎖線にて図示）により封止されてソレノイドＳが
製造される。

【００２０】上記のように構成されたコイル１において
は、コアチューブ２内周面とボビン３の巻線４に貼着さ
れたテープ９との間にウレタン樹脂１１が充填されてい
るため、そのコアチューブ２と巻線４との間の絶縁を確
保することができる。又、ウレタン樹脂１１の充填によ
りボビン３をコアチューブ２内に固定することができ
る。

【００２１】又、コイル１を導通させると巻線４の発熱
によりウレタン樹脂１１は膨張する。すると、巻線４は
その膨張圧をテープ９を介して受けて変形する。続い
て、コイル１を導通から非導通に切換えるとウレタン樹
脂１１が冷却されて収縮する。このとき、巻線４はその
ウレタン樹脂１１の収縮に伴って変形することはない。
すなわち、巻線４は導通時においてウレタン樹脂１１の
膨張圧により塑性変形されるが、テープ９によりウレタ
ン樹脂１１と分離されているため非導通時において樹脂
１１の収縮に伴って変形することはない。従って、上記
コイル１を導通と非導通を繰返して使用しても巻線４が
繰返し変形することはない。この結果、コイル１の使用
状況に関係なく巻線４の断線を防止することができると
ともに、その良品率及び信頼性を向上させることができ
る。

【００２２】次に、上記のように構成されたコイル１の
製造方法について説明する。ボビン３の胴体６に巻線４
を巻回して、その巻線４の巻始部４ａと巻終部４ｂとを
両端子８にそれぞれ半田付けする。このとき巻線４の巻
回数は１８０００回である（図４）。

【００２３】次に、巻線４の最外層にテープ９を貼着し
て全体を被覆する（図５）。このとき、テープ９を巻線
４とつば７との間も遮蔽するようにして貼着して、巻線
４が完全に被覆されるようにする。

【００２４】続いて、巻線４が巻回されたボビン３をＯ
リングＯａを介してコアチューブ２に収納する。このと
き、ボビン３の端子８とコアチューブ２の端子係合部２
ｂとを係合させる。そして、コアチューブ２に収納され
たボビン３の開口部にＯリングＯｂを介して磁極ピース
１０の支持柱１０ａを挿入し、コアチューブ２の開口部
を磁極ピース１０の蓋部１０ｂによりかしめ着して封止
する（図６）。

【００２５】次に、常圧下にてコアチューブ２の注入口
２ｃにウレタン樹脂１１を注入してコアチューブ２内周
面とテープ９との間に充填する。このとき、ウレタン樹
脂１１の注入圧は０．１Ｋｇ／ｃｍ³ である。又、ウレ
タン樹脂１１の充填は、その樹脂１１が端子係合部２ｂ
から少しはみ出すまで行う。そして、コアチューブ２を
６０℃にて２時間加熱放置してウレタン樹脂１１を硬化
させてコイル１を得る（図１）。

【００２６】上記したコイル１の製造方法においては、
巻線４にテープ９を被覆した後、コアーチューブ２の注
入口２ｃからウレタン樹脂１１を注入するようにしたこ
とにより、容易にウレタン樹脂１１をコアーチューブ２
内に充填することができる。従って、金型にウレタン樹
脂１１を充填して成形する必要がなく、成形用の部品点
数を減らすことができる。この結果、製造工程が簡略化
され、コイル１を効率良く量産することができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例では、合成樹脂系ワニスとして熱硬化
性樹脂であるウレタン樹脂を使用したが、他の不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱
硬化性樹脂を使用してもよい。又、合成樹脂系ワニスと
してフェノール樹脂系ワニス等の溶剤系合成樹脂系ワニ
スを使用してもよい。

【００２８】（２）上記実施例では、被覆部材をポリエ
ステスフィルムからなるテープ９としたが、代わりに他
のポリエチレン等の合成樹脂あるいは合成ゴム等を使用
してもよい。

【００２９】（３）上記実施例ではコイル１をソレノイ
ドに適用したが、他のイグニッションコイル、トランス
等に適用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
イルの絶縁性及び耐振動性を確保するとともに、巻線の
断線を防止して良品率及び信頼性を向上させることがで
きるという優れた効果を奏する。又、コイルを製造する
際に容器が金型となって合成樹脂系ワニスが成形される
ため、製造工程が簡略化され、コイルを効率良く量産す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるコイルを示す断面図で
ある。

【図２】同じく、ナイロン樹脂により大半が封止された
コイルを示す断面図である。

【図３】同じく、コイルを示す分解斜視図である。

【図４】同じく、ボビンに巻線が巻回された状態を示す
断面図である。

【図５】同じく、巻線の周囲にテープが被覆された状態
を示す断面図である。

【図６】同じく、ボビンがコアチューブに収納された状
態を示す断面図である。

【図７】従来例のコイルを示す断面図である。

【符号の説明】

１…コイル、２…容器としてのコアチューブ、３…ボビ
ン、４…巻線、９…被覆部材としてのテープ、１１…合
成樹脂系ワニスとしてのウレタン樹脂。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻回されたボビンを磁気回路を形
   成する容器に収納し、該巻線と容器との間に合成樹脂系
   ワニスを充填してなるコイルにおいて、 前記巻線を被覆して合成樹脂系ワニスの侵入を防止する
   被覆部材を設けたことを特徴とするコイル。
2. 【請求項２】 ボビンに巻線を巻回し、該巻線を外周面
   から被覆部材にて被覆した後、ボビンを磁気回路を形成
   する容器に収納し、前記被覆部材と容器との間に合成樹
   脂系ワニスを充填するようにしたことを特徴とするコイ
   ルの製造方法。