(57)【要約】【課題】複数本の電線を撚ることにより構成されている線、いわゆるリッツ線を用いた高周波コイル部品の巻線端末処理に多大な時間を費やしていた。【解決手段】電線端末処理を従来のＮａＯＨ等の強塩基性溶剤を用いて被覆を除去した後、ハンダ付け等を行って端子と接続する手段を用いる代わりに、熱により被覆を熱剥離させ更に電線と端子の圧着も同時に行うことが可能なスポット溶接を用いた電線端末処理を行い高周波コイル部品５を作製する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心と前記磁心に巻回される巻線と前記巻線の両端にそれぞれ接続される端子とを備え、前記磁心はＦｅを主体とした軟磁性金属ガラスであり、前記巻線は少なくとも２本以上の電線を撚って構成されている高周波コイル部品において、前記巻線の末端が前記端子と溶接されて接続されていることを特徴とする高周波コイル部品
【請求項２】
前記磁心に巻回される前記巻線は前記電線を複数本撚って構成された前記巻線を更に複数本束ねたことを特徴とする請求項１記載の高周波コイル部品
【請求項３】
前記磁心は約６００から１０００ＭＰａのプレス圧で前記軟磁性金属ガラスを圧紛して作製された磁心であることを特徴とする請求項１および２記載の高周波コイル部品
【請求項４】
前記溶接は前記巻線の皮膜の熱剥離と前記端子との圧着を略同時に行いながらスポット溶接することを特徴とする請求項１，２，３記載の高周波コイル部品の製造方法
【請求項５】
車載用の大電流コイルに用いられることを特徴する請求項１から４記載の高周波コイル部品
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回路において誘導リアクタンスをもたせる目的で用いられるコイル部品に係わり、特にスイッチング電源、各種インバータ回路に用いられる高周波コイル部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源装置等に用いられる高周波コイル部品の磁心として、主としてフェライト磁心が用いられ、また場合によってはセンダスト磁心あるいは高周波用珪素鋼板磁心等が用いられていた。
【０００３】
しかしながら、フェライト磁心の場合においては、飽和磁束密度が低いため巻線の巻数の増大あるいはコア断面積の増大により素子の大型化を招いていた。さらに、磁気飽和を防ぐために通常はギャップ付き磁心が用いられるが、このギャップからの磁束漏れが周辺の他の回路に悪影響を及ぼす恐れがあった。また、センダスト磁心あるいは高周波用珪素鋼板磁心はコアロスによる発熱が大きかった。
【０００４】
前記磁束漏れおよび発熱を解決する手段として、特開２０００−１００６１３号公報によれば磁心に透磁率が低いＦｅを主体とした軟磁性金属ガラスを用いることにより、磁束漏れおよび発熱の改善がなされた高周波コイル部品を実現できるとされている。
【特許文献１】特開２０００−１００６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記高周波コイル部品を製造する際において、従来の巻線端末処理は、一般的にＮａＯＨ等の強塩基性物質を用いた被覆の剥離であったため非常に困難で危険であった。また、段取り等の準備で多大な時間を費やしていた。
【０００６】
さらに、複数本の電線を撚ることにより構成されている線、いわゆるリッツ線を用いたコイル部品の場合は端末処理が複雑で作業工程として口出線の位置出し、巻線撚りほぐし、溶剤を用いた被覆の剥離、洗浄、乾燥、端子接続、ハンダ付けといった複数の作業工程を必要としていた。
【０００７】
また、磁心に用いられる軟磁性金属ガラス合金は従来薄板が積層されて形成されていたが、磁心の角にＲ形状を作成しづらいことからリッツ線等電線を巻回する際、電線が硬いこともあり磁心との空間的な距離いわゆるデッドスペースが多くなり製品形状の小型化に悪影響を及ぼしていた。    
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するため、Ｆｅを主体とした軟磁性金属ガラスである磁心に複数本撚って構成されている巻線の末端に端子が接続されている高周波コイル部品において、電線端末処理を従来のＮａＯＨ等の強塩基性溶剤を用いて被覆を除去した後、ハンダ付け等を行って端子と接続する手段を用いる代わりに、熱により被覆を熱剥離させ更に電線と端子の圧着も同時に行うことが可能なスポット溶接を用いて電線端末処理を行い高周波コイル部品を作製する。
【０００９】
また、磁心に巻回される電線は前記複数本撚って構成された電線を更に複数本束ね撚って構成されていてもよい。
【００１０】
また、軟磁性金属ガラス合金の薄板を積層させて形成する代わりに約約６００から１０００ＭＰａのプレス圧で前記軟磁性金属ガラス粉末を圧紛して作製した磁心を高周波コイル部品に用いる
【発明の効果】
【００１１】
このような構成を有する本発明に係る高周波コイル部品によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１）複数本の電線を撚ることにより構成されている線いわゆるリッツ線を用いた高周波コイル部品の端末処理の作業時間を著しく短縮させかつ密着性を向上させることができる。
【００１３】
（２）磁心に巻回される巻線が、複数本撚って構成された巻線を更に複数本束ね撚られたことにより、いわゆる表皮効果及び近接効果の影響を受けにくい高周波コイル部品を提供することができる。このことにより、発熱の低減が可能となる。
【００１４】
（３）軟磁性金属ガラス粉末を圧紛して作製する磁心は、薄板を積層して形成される磁心と比べ磁心の角にＲ形状をつけることが容易であり、リッツ線等電線を巻回する際、磁心との空間的な距離いわゆるデッドスペースが減少し、サイズの小型化を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
まず、基本形態となる第一実施形態に係る高周波コイル部品の構成について図１を参照して説明する。磁心１の回りには、ボビン２あるいは樹脂層を介して、巻線３が巻回されている。
【００１７】
図２に巻線の概略図を示す。ここで、巻線３は線径の小さい電線例えばφ０．１１ｍｍを７本束ねて撚り１本化したものを更に７本束ねて撚り、それを更に７本束ねて撚った計３４３本の電線で構成されている。前記巻線３に用いられる電線の線径及び本数は高周波コイル部品５に要求される性能により異なってもよい。
【００１８】
巻線をこのような構成にすることによりコイル部品素子に生じるいわゆる表皮効果及び近接効果による影響を小さくさせることが可能となる。
【００１９】
ここで、表皮効果とは、円形断面を持つ導体に時間的に変化する電流が流れると電磁誘導電流がもとの電流によってよって生ずる磁束変化を打ち消すように流れもとの電流と合成すると電線の表面の電流密度が高くなる現象であり、近接効果とは、電流が漏れ磁束等によって外部から高周波磁界を受けると電磁誘導電流が流れもとの電流と合成され片側に押し付けられる現象である。この表皮効果及び近接効果による影響を小さくすることにより高周波コイル部品５の発熱を低減させることが可能となる。
【００２０】
この巻線３は２本並列に束ねられ、端子４と溶接されている。また必要に応じ1本のみでも数本束ね溶接されていてもよい。
【００２１】
次に巻線３と端子４の溶接方法を説明する。図４に従来複数の電線を撚ることにより作製された巻線の端末処理フローを、図３に本発明の複数の電線を撚ることにより作製された巻線の端末処理フローを示す。
【００２２】
図４において必要であった被覆の剥離→洗浄→乾燥…といった複雑な工程が図３に示すように巻線の口出線と端子を圧着しながら電線皮膜を熱剥離して溶接することにより省くことが可能となる。この結果作業時間の合計が従来に比べ約１／４に短縮できる。
【００２３】
この溶接方法としては接合する母材同士を密着させ、瞬間的に加圧して互いの接合部分を一体化させるスポット溶接が好ましい。
【００２４】
図５に巻線と端子の溶接前後の断面図を示す。電線に被覆されている膜の材質は溶接時の熱により剥離させるためポリイミド、ポリウレタン、ポリエステル等、溶接時の熱により溶ける材質ならば何でも可能である。このことにより従来被覆の剥離に困難であった材質も利用可能となる。
【００２５】
磁心１は軟磁性金属ガラスである。具体的な前記軟磁性金属ガラスの組成式はＦｅ（１００−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｗ−Ｖ）ＡｌＸＧａＹＰＺＣＷＢＶただしＸ，Ｙ，Ｚ，Ｗ，Ｖはａｔ％であり、１≦Ｘ≦１０、０．５≦Ｙ≦４、０≦Ｚ≦１５、２≦Ｗ≦７、２≦Ｖ≦１０あるいは、Ｆｅ（１００−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｗ−Ｖ−Ｕ）ＡｌＸＧａＹＰＺＣＷＢＶＳｉＵただしＸ，Ｙ，Ｚ，Ｗ，Ｖ，Ｕはａｔ％であり、１≦Ｘ≦１０、０．５≦Ｙ≦４、０≦Ｚ≦１５、２≦Ｗ≦７、２≦Ｖ≦１０、０≦Ｕ≦１５で表されることが好ましい。
【００２６】
また、この粉末の作製方法は、落下する溶解金属に高圧水を吹き付けて霧状に飛散させたものをふるいわける水アトマイズ法により作製するのがより好ましい。
【００２７】
この軟磁性金属ガラス粉末を成形する際に印加するプレス圧（一軸圧力）は印加するプレス圧が低すぎると磁心の密度を高めることが出来ず、また高すぎると磁心の透磁率が低下するといった特性に影響を与えるため、プレス圧は約６００から１０００ＭＰａとするのが望ましい。
【００２８】
また、磁心１の形状は本実施例では、略角柱状であるが、円環状、長円環状、楕円環状、平面視略Ｅ字状、平面視略コ字状、平面視略Ｉ字形状等用いてもよい。
【００２９】
以上のように作製された高周波コイル部品をケースにケーシングする際ケースと高周波コイル部品の隙間に樹脂を用いてモールドを行ってもよい。モールドに用いる樹脂としてウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を用いるのが望ましい。モールドは真空下または常圧下どちらでおこなってもよい。また、樹脂等が未充填で作製されていてもよい。
【００３０】
次に本発明に係る高周波コイル部品の特性を図６、７を用いて説明する。図６は軟磁性金属ガラスコア及び従来コアの一例である高周波用珪素鋼板積層コアを磁心に用いた高周波コイル部品の交流実効抵抗Ｒａｃに対する周波数依存性である。
【００３１】
図６より周波数の増大に伴い交流実効抵抗Ｒａｃの増大が見られるが、高周波用珪素鋼板積層コアを磁心に用いた場合に比べ軟磁性金属ガラスコアは交流実効抵抗Ｒａｃの増加が小さいことがわかる。
【００３２】
また、図７は軟磁性金属ガラスコア及び従来コアの一例である高周波用珪素鋼板積層コアを磁心に用いた高周波コイル部品のＱ値に対する周波数依存性である。
【００３３】
図７より本発明により作製された高周波コイル部品の周波数１０から１０００ｋＨｚにおけるＱ値が高周波用珪素鋼板積層コアを磁心に用いた場合に比べ大きいことがわかる。
【００３４】
この結果より、本発明により作製された高周波コイル部品は従来品と比べ交流実効抵抗Ｒａｃが小さくまたＱ値が大きいことより高周波コイル部品より生じる発熱が小さくなることがわかる。
【００３５】
以上の結果より本発明の高周波コイル部品は１０から１０００ｋＨｚで使用するのがよい。一般的にこのような高周波部品は周波数を上げすぎるとスイッチングロスが大きくなることより、５０ｋＨｚから３００ｋＨｚで使用するのがより好ましい。
【００３６】
本発明の高周波コイル部品は車載用の大電流コイルのみの用途に限定されるものではない。例えば、太陽光発電用昇圧コンバータ、燃料電池用インバータ、エアコン、産業機械用大電力部品等の部品としての用途も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の外観図
【図２】巻線の概略図
【図３】本発明の巻線端末処理作業フロー
【図４】従来の巻線端末処理作業フロー
【図５】巻線と端子の溶接前後の断面図
【図６】軟磁性金属ガラスコア及び従来コアを用いた高周波コイル部品の交流実効抵抗に対する周波数依存性
【図７】軟磁性金属ガラスコア及び従来コアを用いた高周波コイル部品Ｑ値の周波数依存性
【符号の説明】
【００３８】
１  磁心
２  ボビン
３  巻線
４  端子
５  高周波コイル部品
６  溶接部
７  電線
８  被覆部
【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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