JP5659625B2 - ソレノイド装置 - Google Patents
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Description
ソレノイドは、樹脂製のボビンに巻回される励磁コイルを有し、この励磁コイルの巻き始め側および巻き終わり側の各線端部が、ボビンのフランジ部から軸方向に延びて形成された2本の筒状保持部に保持されている。2本の筒状保持部には、それぞれ、軸方向の全長に渡って外周の一部を開口する開口部が形成され、励磁コイルの巻き始め側である一方の線端部が一方の筒状保持部の開口部より保持部内部に収容され、巻き終わり側である他方の線端部が他方の筒状保持部の開口部より保持部内部に収容されて保持される。
しかし、粘着テープ或いは合成樹脂製スレッド等をコイル外周面に巻き付ける方法は、設備の増加を招き、且つ、工数が増大することから、巻き線工程の自動化を図るに当たって支障となっていた。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、励磁コイルの巻線設備を簡略化でき、工数の低減を図ることができるソレノイド装置を提供することにある。
本発明は、円筒状の巻胴部を有し、この巻胴部の軸方向の両端にそれぞれフランジ部を形成したボビンと、巻胴部の外周に線材を巻回して形成される励磁コイルと、巻胴部の一端側に形成される一方のフランジ部から軸方向に延びて筒状に形成され、励磁コイルの巻き始め側および巻き終わり側の各線端部をそれぞれ保持する第1、第2の筒状保持部とを備えるソレノイド装置であって、第1の筒状保持部は、励磁コイルの巻き始め側である一方の線端部を内部へ収容するために軸方向の全長に渡って外周の一部を開口すると共に、その開口方向がフランジ部の周方向の一方側を向いて形成される第1の開口部を有し、第2の筒状保持部は、励磁コイルの巻き終わり側である他方の線端部を内部へ収容するために軸方向の全長に渡って外周の一部を開口すると共に、その開口方向がフランジ部の周方向の他方側を向いて形成される第2の開口部を有している。
励磁コイルは、一方の線端部が第1の筒状保持部に保持されて、第1の切欠き部よりフランジ部の内側へ引き入れられた直後に第1の開口部の開口方向と反対側である周方向の他方側に向かって折り曲げられるとともに、この他方側に向かって巻胴部の外周に線材を巻回し、所定の巻数だけ巻回した後、他方の線端部が第2の切欠き部の直前で軸方向に折り曲げられ、第2の切欠き部よりフランジ部の外側へ引き出されて第2の筒状保持部に保持されている。
これにより、励磁コイルの一方の線端部と他方の線端部をそれぞれ第1、第2の筒状保持部に確実に保持させることが出来るので、コイル巻回部の緩みが生じ難くなり、緩みによる巻線不良を防止できる。その結果、コイル巻回後の外周面に粘着テープ或いは合成樹脂製スレッド等を巻き付ける工程を廃止できるので、巻線設備の簡略化による設備費の低減、および、工数の低減を図ることが出来る。
請求項1に記載したソノレイド装置において、第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、フランジ部の半径方向の最外周部に形成されていることを特徴とする。
この場合、励磁コイルをフランジ部の外径近くまで巻くことができる、言い換えると、励磁コイルの巻線径(コイル巻回部の外径)に対し、必要以上にフランジ部の外径を大きく形成する必要がないので、ソレノイド装置の小型化を図ることが出来る。
請求項1または2に記載したソレノイド装置において、第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、軸方向と直交する断面形状が略U字状または略コの字状に形成され、且つ、第1、第2の開口部の開口幅が、励磁コイルの線径、つまり、線材の直径より大きく形成されていることを特徴とする。第1、第2の筒状保持部の断面形状を略U字状または略コの字状に形成することで、第1、第2の開口部の開口幅を励磁コイルの線径より広く取ることが出来るので、第1、第2の筒状保持部に対し、励磁コイルの各線端部を導入し易くなり、巻き線の作業性を向上できる。
請求項1〜3に記載した何れか一つのソレノイド装置において、第1、第2の筒状保持部には、第1、第2の開口部の開口側から奥側に向かって開口幅が次第に小さくなるように形成された鉤状の抜け止め部が設けられていることを特徴とする。
この場合、第1、第2の筒状保持部に収容された励磁コイルの各線端部が抜け止め部によって第1、第2の開口部から抜け出難くなるので、第1、第2の筒状保持部からの抜けに対する信頼性を向上できる。
また、抜け止め部は、第1、第2の開口部の開口側から奥側に向かって開口幅が次第に小さくなるように形成されるので、励磁コイルの各線端部を第1、第2の筒状保持部の内部に低い荷重で導入することが出来る。
請求項4に記載したソレノイド装置において、第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、抜け止め部を設けた部分の最小開口幅が励磁コイルの線径、つまり、線材の直径より小さく形成されていることを特徴とする。
この場合、第1、第2の筒状保持部の内部に収容された励磁コイルの各線端部を抜け止め部によって確実に保持できる。すなわち、抜け止め部を設けた部分の最小開口幅を励磁コイルの線径より小さく形成することで、第1、第2の筒状保持部の内部に収容された励磁コイルの各線端部が第1、第2の開口部から簡単に抜け出ることは出来ないので、第1、第2の筒状保持部からの抜けに対する信頼性を更に向上できる。
実施例1では、エンジン始動用のスタータに搭載される電磁スイッチに本発明のソレノイド装置を用いた一例を説明する。
電磁スイッチ1は、図5に示す様に、スタータのピニオン(図示せず)をエンジンのリングギヤ側へ押し出すための起磁力を発生する第1のソレノイド2と、スタータのモータ回路に設けられるメイン接点(後述する)を開閉するための起磁力を発生する第2のソレノイド3とを有し、両ソレノイド2、3がスイッチケース4の内部に直列に収容されて一体的に構成される。
この第1、第2のソレノイド2、3は、それぞれ、ボビン5、6から引き出された一方の線端部が第1、第2の通電用端子(図示せず)に接続され、バッテリから第1、第2の通電用端子を通じて電流が流れることで電磁石を形成する。第1、第2のソレノイド2、3の他方の線端部は、例えば、後述する磁気プレート18の表面に溶接等により接合されてアースされる。なお、第1のソレノイド2は、図5に示す様に、両線端部2a、2bがそれぞれ筒状保持部7、8に保持されて軸方向に引き出される。この筒状保持部7、8については後段にて詳細に説明する。
このスイッチケース4は、第1のソレノイド2の外周に磁束通路を形成する第1のヨークと、第2のソレノイド3の外周に磁束通路を形成する第2のヨークとが軸方向に連続して一体に設けられ、且つ、第1のヨークを形成する軸方向の一端側より、第2のヨークを形成する軸方向の他端側の方が内径が大きく設けられ、第1のヨークの内周面と第2のヨークの内周面との間に段差が形成されている。つまり、スイッチケース4は、軸方向の一端側より他端側の方が内径が大きい分だけ肉厚が薄く形成されている。
固定プレート10は、電磁スイッチ1の軸線方向と直交して配置され、外周部の一端側表面が上記の段差に当接して軸方向一端側への移動が規制されている。
また、第1のソレノイド2に対する軸方向の反固定プレート側、つまり、スイッチケース4の底面側には、ゴムあるいは皿ばね等の弾性体14が配設され、この弾性体14の弾力により、第1のソレノイド2が固定プレート10の一端側表面に押圧されて軸方向への動きが抑えられている。
第1の可動鉄心12は、磁化された第1の固定鉄心11aとの間に吸引力が発生すると、第1のリターンスプリング15を押し縮めて第1の固定鉄心11aの軸方向端面(図示左端面)に吸着され、第1のソレノイド2への通電が停止して吸引力が消滅すると、第1のリターンスプリング15の反力により図示左方向へ押し戻される。
第2の可動鉄心13は、磁化された第2の固定鉄心11bとの間に吸引力が発生すると、第2のリターンスプリング16を押し縮めて第2の固定鉄心11bの軸方向端面(図示右端面)に吸着され、第2のソレノイド3への通電が停止して吸引力が消滅すると、第2のリターンスプリング16の反力により図示右方向へ押し戻される。
補助ヨーク17は、円筒形に設けられて、第2のヨークを形成するスイッチケース4の他端側内周に挿入され、軸方向一端側の端面が固定プレート10の表面に当接して配置される。この補助ヨーク17は、第1のヨークと比較して薄肉である第2のヨークの内周に配置されることで、第2のソレノイド3の径方向外周側に形成される磁束通路の断面積を増大している。
磁気プレート18は、第2のソレノイド3の軸線方向と直交して配置され、外周部の一端側表面が補助ヨーク17の端面に当接して軸方向の一端側が位置決めされる。
この樹脂カバー9には、ボルト形状を有するバッテリ端子19とモータ端子20が取り付けられ、それぞれ、かしめワッシャ21によって樹脂カバー9に固定される。
また、樹脂カバー9の内部には、バッテリ端子19と一体に設けられたバッテリ側固定接点22、モータ端子20と一体に設けられたモータ側固定接点23、および、両固定接点22、23に対向して軸方向に可動する可動接点24を有し、この可動接点24が第2の可動鉄心13の動きに連動して両固定接点22、23の間を電気的に断続する。なお、両固定接点22、23は、バッテリ端子19およびモータ端子20と別体に設けて、バッテリ端子19およびモータ端子20と電気的かつ機械的に接合しても良い。
まず、ボビン5について説明する。なお、図4は、ボビン5のみを示しているが、実際は、後述する2本の筒状保持部7、8がボビン5と一体に樹脂成形されている。
ボビン5は、図4(a)に示す様に、円筒形の巻胴部5aと、この巻胴部5aの両端にそれぞれ形成される一組のフランジ部5bとから成る。
一組のフランジ部5bのうち、固定プレート10側に配置される一方(図示右側)のフランジ部5bには、第1のソレノイド2を巻胴部5aに巻回する際に、その巻き始め側である一方の線端部2aをフランジ部5bの内側、つまり巻胴部5a側へ引き入れるための第1の切欠き部5cと、巻き終わり側である他方の線端部2bをフランジ部5bの外側へ引き出すための第2の切欠き部5dとが形成されている。
また、フランジ部5bの外周縁から最も深く切り込まれている部分を最深部と呼ぶ時に、第1、第2の切欠き部5c、5dは、フランジ部5bの径方向に対向する位置、言い換えると、周方向に180度離れた位置に互いの最深部を有し、且つ、その最深部がフランジ部5bの半径方向に対し、巻胴部5aに巻回された第1のソレノイド2の最外周と略同じ位置に形成される。
さらに、フランジ部5bの内側面には、図2に示す様に、第1の切欠き部5cから第1のソレノイド2の巻回方向へ向かって段差5eが設けられ、段差5eの分だけフランジ部5bの板厚が薄く形成されている。この段差5eは、第1のソレノイド2をボビン5に巻き始める際に、第1の切欠き部5cよりフランジ部5bの内側へ引き入れた一方の線端部2aを巻胴部5aの外周面まで導くために設けられる。
筒状保持部7、8には、第1のソレノイド2の一方の線端部2aを軸方向に保持する第1の筒状保持部7と、第1のソレノイド2の他方の線端部2bを軸方向に保持する第2の筒状保持部8とが設けられる。第1、第2の筒状保持部7、8は、それぞれ、一方のフランジ部5bに形成された第1、第2の切欠き部5c、5dに連通して、フランジ部5bの外側面から軸方向へ筒状に延びて形成される。
また、第1の筒状保持部7と第2の筒状保持部8には、図2と図3にそれぞれ示す様に、軸方向の全長に渡って外周の一部を開口する第1の開口部7aと第2の開口部8aが形成され、図1に示す様に、第1の開口部7aが第1の切欠き部5cと同一方向である周方向の一方側を向いて開口し、第2の開口部8aが第2の切欠き部5dと同一方向である周方向の他方側を向いて開口している。この第1、第2の筒状保持部7、8は、それぞれ、軸方向と直交する断面形状が略U字状または略コの字状に形成され、且つ、第1、第2の開口部7a、8aの開口幅が、第1のソレノイド2の線径、つまり、線材の直径より若干大きく形成されている。
第1のソレノイド2は、巻き始め側である一方の線端部2aが第1の開口部7aより第1の筒状保持部7に収容され、更に、第1の切欠き部5cを通ってフランジ部5bの内側へ引き入れられる。フランジ部5bの内側では、図2に示す様に、第1の切欠き部5cと段差5eとが交わる角部で略直角に折り曲げられるとともに、第1の開口部7aの開口方向と反対側である周方向の他方側に向かって折り曲げられてから、この他方側に向かって巻胴部5aの外周に巻回される。
所定の巻数だけ巻回された後、図3に示す様に、巻き終わり側である他方の線端部2bが第2の切欠き部5dの直前で略直角に軸方向へ折り曲げられて、第2の切欠き部5dよりフランジ部5bの外側へ引き出され、更に、第2の開口部8aより第2の筒状保持部8の内部に収容されて軸方向に保持される。
第1のソレノイド2の巻き始め側では、第1の筒状保持部7に保持される一方の線端部2aが第1の切欠き部5cよりフランジ部5bの内側へ引き入れられ、そのフランジ部5bの内側で第1の切欠き部5cと段差5eとが交わる角部で略直角に折り曲げられてから、第1の開口部7aの開口方向と反対側である周方向の他方側に向かって巻胴部5aの外周に巻回される。
また、第1のソレノイド2の巻き終わり側では、他方の線端部2bがフランジ部5bに形成される第2の切欠き部5dの直前で略直角に軸方向へ折り曲げられて、第2の切欠き部5dよりフランジ部5bの外側へ引き出され、第2の筒状保持部8に保持される。
また、第1、第2の筒状保持部7、8は、それぞれ、軸方向と直交する断面形状が略U字状または略コの字状に形成され、且つ、第1、第2の開口部7a、8aの開口幅が第1のソレノイド2の線径(線材の直径)より若干大きく形成されるので、第1のソレノイド2の各線端部2a、2bを、第1、第2の開口部7a、8aから第1、第2の筒状保持部7、8の内部へ容易に収容することが出来、巻き線工程の作業性が向上する。
この実施例2では、実施例1に記載した第1、第2の筒状保持部7、8に抜け止め部27を設けた一例である。
例えば、第1の筒状保持部7に設けられる抜け止め部27は、図6に示す様に、第1の開口部7aの開口側から奥側に向かって開口幅が次第に小さくなるように鉤状に形成され、且つ、抜け止め部27を設けた部分の最小開口幅wが、第1のソレノイド2の線径dより小さく形成される。
これにより、第1の筒状保持部7に収容された第1のソレノイド2の一方の線端部2aが抜け止め部27によって第1の開口部7aから容易に抜け出ることが出来なくなる、つまり、抜け出にくくなるので、第1の筒状保持部7からの抜けに対する信頼性を向上できる。
なお、図6は、第1の筒状保持部7に設けた抜け止め部27を示しているが、第2の筒状保持部8にも同形状の抜け止め部27が設けられ、同様の効果を得ることが出来る。
また、抜け止め部27が設けられる部分の最小開口幅wは、第1のソレノイド2の線径dと同等、あるいは、第1のソレノイド2の線径dより若干大きく形成することも可能である。
実施例1では、本発明に係わる第1のソレノイドを第2のソレノイド3と共に共通のスイッチケース4に収容して一体的に構成した電磁スイッチ1の一例を説明したが、第1のソレノイド2と第2のソレノイド3とを別々のケースに収容して、両ソレノイド2、3をそれぞれ独立して設けることもできる。
また、実施例1では、スタータのピニオンをエンジンのリングギヤ側へ押し出すための第1のソレノイド2に本発明の構成を適用しているが、例えば、電気接点を開閉する電磁リレーに本発明の構成を適用することも出来る。
2 第1のソレノイド(励磁コイル)
2a 第1のソレノイドの一方の線端部(巻き始め側の線端部)
2b 第1のソレノイドの他方の線端部(巻き終わり側の線端部)
5 ボビン
5a 巻胴部
5b フランジ部
5c 第1の切欠き部
5d 第2の切欠き部
7 第1の筒状保持部
7a 第1の開口部
8 第2の筒状保持部
8a 第2の開口部
27 抜け止め部
Claims (5)
- 円筒状の巻胴部を有し、この巻胴部の軸方向の両端にそれぞれフランジ部を形成したボビンと、
前記巻胴部の外周に線材を巻回して形成される励磁コイルと、
前記巻胴部の一端側に形成される一方の前記フランジ部から軸方向に延びて筒状に形成され、前記励磁コイルの巻き始め側および巻き終わり側の各線端部をそれぞれ保持する第1、第2の筒状保持部とを備えるソレノイド装置であって、
前記第1の筒状保持部は、前記励磁コイルの巻き始め側である一方の線端部を内部へ収容するために軸方向の全長に渡って外周の一部を開口すると共に、その開口方向が前記フランジ部の周方向の一方側を向いて形成される第1の開口部を有し、
前記第2の筒状保持部は、前記励磁コイルの巻き終わり側である他方の線端部を内部へ収容するために軸方向の全長に渡って外周の一部を開口すると共に、その開口方向が前記フランジ部の周方向の他方側を向いて形成される第2の開口部を有し、
一方の前記フランジ部には、前記第1の筒状保持部に連通し、且つ、前記第1の開口部の開口方向に向かって前記フランジ部の外周縁まで切り開かれた第1の切欠き部と、前記第2の筒状保持部に連通し、且つ、前記第2の開口部の開口方向に向かって前記フランジ部の外周縁まで切り開かれた第2の切欠き部とが形成され、
前記励磁コイルは、前記一方の線端部が前記第1の筒状保持部に保持されて、前記第1の切欠き部より前記フランジ部の内側へ引き入れられた直後に前記第1の開口部の開口方向と反対側である周方向の他方側に向かって折り曲げられるとともに、この他方側に向かって前記巻胴部の外周に前記線材を巻回し、所定の巻数だけ巻回した後、前記他方の線端部が前記第2の切欠き部の直前で軸方向に折り曲げられ、前記第2の切欠き部より前記フランジ部の外側へ引き出されて前記第2の筒状保持部に保持されていることを特徴とするソレノイド装置。 - 請求項1に記載したソノレイド装置において、
前記第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、前記フランジ部の半径方向の最外周部に形成されていることを特徴とするソレノイド装置。 - 請求項1または2に記載したソレノイド装置において、
前記第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、軸方向と直交する断面形状が略U字状または略コの字状に形成され、且つ、第1、第2の開口部の開口幅が、前記励磁コイルの線径より大きく形成されていることを特徴とするソレノイド装置。 - 請求項1〜3に記載した何れか一つのソレノイド装置において、
前記第1、第2の筒状保持部には、前記第1、第2の開口部の開口側から奥側に向かって開口幅が次第に小さくなるように形成された鉤状の抜け止め部が設けられていることを特徴とするソレノイド装置。 - 請求項4に記載したソレノイド装置において、
前記第1、第2の筒状保持部は、それぞれ、前記抜け止め部を設けた部分の最小開口幅が前記励磁コイルの線径より小さく形成されていることを特徴とするソレノイド装置。
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