(12) 特許協力条約に基
づ
て公開された国際出
願 (19)世界 知的所有 権機関国際
事務局 (10)国際公開番号 (43)国際公開日 2010 年 10月14 日(14.10.2010)PCT
WO 2010/116750 Al
(51) 国際特 許 分類 (81) 定国 (表示のな 限り、全ての種類の国 内保B23K3/03 (2006.01) HOSB6/06(2006.01) 護 ft 可 ) :AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB,BG, BH, BR, BW, BY, BZ,CA, CH, CL,CN, Cの, (21) 国際 出願 番 号 PCT/JP20 10/002585 CR, CU, CZ, DE, DK, DM, D
の,DZ,EC, EE,EG,ES,FI,
(22) 国際 出願日 2010年 4 月 8日(08.04.2010) GB, GD,GE,GH, GM, GT, HN, HR, HU,ID, IL, IN, IS,
JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, L・K, L・R,
(25) 国際 出願の言語 日木語 LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW,
MX, MY, MZ, NA, NG, NI, Nの
(26) 国際公開の言語 日木語 , NZ, OM, PE, PG,PH,
PL, PT, Rの, RS, RU,SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, (30) 優先権データ SV, SY, TH,TJ,TM, TN,TR,TT,TZ,UA, UG, US, UZ,
12/420,362 2009 年 4 月 8日(08.04.2009) US VC, VN, ZA, ZM, ZW.
(71) 出願人 ( 米国を除 < 全 ての指定国につ1 て) :白 (84) 指定国(表示のな 1 限り、全ての種類の広域保
光株 式 会 (HAKKO CORPORATION) [JP/JP]; 〒 護 ft 可 ) :ARIPO (BW, GH, GM, KE,LR,LS, MW, 5560024 大 阪府 大 阪市浪速 区塩草 2 T 目4 番 5 MZ, NA,SD, SL, SZ, TZ,UG, ZM, ZW), --Lーラシア
号 Osaka (JP). (AM, AZ, BY, KG,KZ,MD, RU,TJ,TM), ヨーロ ツパ (AT,BE,BG, CH, CY, CZ,DE,DK, EE, ES,FI,FR,GB, (72) 発明者 および GR, HR, HU,IE, IS,IT, LT,LU,LV, MC, MK, MT, NL, (75) 発明者/ 願人 (米国につ 1 てのみ) : 宮崎 充彦 NO, PL, PT, RO, SE, SI, SK, SM, TR), OAPI (BF, BJ,
(MIYAZAKI, Mitsuhiko) [JP/JP]; 〒5560024 大 阪 府 CF, CG,CI, CM, GA, GN, GQ, GW,ML,MR, NE, SN, 大 阪市浪速 区 塩草2 T 目4 番 号白光株 式 会 TD,TG). 社内 Osaka (JP). 添付公開書類 (74) 理人 小谷悦司，外(KOTANI, E休uji et al・) ; 〒 5300005 大 阪府 大 阪市北区中之島2 T 目2番2 国際調 査 報告 条約第2 1条(3)) 号 大 阪中之島ビル 階 Osaka (JP).
(54) Title: HIGH-FREQUENCY INDUCTION HEATING SYSTEM FOR SOLDERING IRON AND METHOD OF CON
TROLLING THE SAME
(54)発明の名 称 はんだごての高周波誘導 熱 システムおよび 御 方 法
(57)Abstract:A high- equency induction heating system for a soldering iron includes a power assembly capable of supplying power with various voltages and frequencies. A control assembly supplies power to a coil with voltages including the voltage range within which the heating member reaches the Curie point and with甘equencies. The temperature of the heating memberis controlled by signals sent from a current detector connected to the heating member.
(57)要 約 : はんだごての高周波誘導 加 熱 システムは、様 な電圧 と様 な 周 波数で発熱部にパ ワー を提
供できるパ ワーアセ ン ブリを含む。制御アセ ン ブ1Jは、発熱部 がキ Lリ一温 度に達するレン ジ を含む電 圧 と周 波数でコイルに電力を供 給 し、発熱 部に接続され f 知器からの信号により、発熱 部の温 度
明
細
書
発
明
の
名称
はん
だ
ご
て
の
高
周
波
誘
導
加 熱
シス テ
ム
お
よ
び制御
方
法
技
術
分野
０００ この
発明
は、一
般的
にはんだ ごて、ょ
り具体的
には、
はんだ ごての高
周 波誘 導加熱システムぉ
ょ
び制御 方 法に関
連す
る。背
景技
術
０００ 特許 文献 「に示され
るょ
うに、
電磁 誘導は、
はんだ ごて を加熱す
るの
に使 用され
てきた
。誘導加熱を利用す
る利 点は、
別部材の
コイルヒー
タか
らの
熱 をこて先に伝えなけれ
ばならない間
接方法に比べ
て、
熱損 失を減らせ
る とこ ろである。電気渦 電流は、
はんだ ごての
こて先に誘導され
る。渦 電流は、
通 常、
発熱部の
表面 近 くに集中す
る。電気抵 抗にょ
り、
渦 電流は、
発熱部の
ジュ
ー
ル加熱の
要因
とな る。発熱部 が鉄や
鉄 合金等の
強磁性体で作 られ
てい
る 場 合、
材料の
中の
磁区が素早く反 転す
ることで、
ヒステ リシス加熱また
は、
磁気損失にょ
る、
更な る加熱 が発 生す
る。 ０００3 こて先の
温度が上 がるにつれ
て、
磁気特性は、
変化す
る。そして強磁性体 は、
キュ
リ一
点、
或い
は、
キュ
リ一
温度 (T c
) で強磁気特性をなく し、
丁c
以上 では、
ヒステ リシス加熱を示さなくな る。他 方、
こて先 がキュ
リ一
温 度T
C
に達 し、
磁性を失った
瞬間
は、
急激な磁 場 変 化のため
に過渡的
な渦 電 流が発 生す
る。先行
技
術 文
献
特
許
文
献
０００ 特許 文献:
米国
特許 第79 886
０００ 本発明
は、
キュ
リ一
温度を利用しながら こて先温度 レベル を可変す
ること ができ、
なおかつ
キュ
リ一
温度付 近での
電磁気的
な特性に着目
し、
従 来は、
制御利用を回
避 していた
渦 電流の
急激な上昇を積極的
に利用す
ることにより、
温度回
復機能の高
い
はんだ ごての高
周 波誘導加熱システムお
よび制御 方 法 を完 成した
もの
である。 ０００ 簡単に、
また一
般的
な言葉で、
本発明
は、
はんだ ごての高
周 波誘導加熱シ ステムと制御 方 法に関す
る。本発明の
側面 と して、
システムは、
誘導加熱ア セ ンブリがキュ
リ一
温度 以上に達す
るレンジを含む
電圧、
周 波 数の高
周 波 交 流電力を送 るの
に適 合 した
パワー
ア セ ンブリを含む
。誘導加熱ア セ ンブリは、
パワー
アセン ブリの出
力電圧と出
力周波 数 とにより、
渦 電流を誘導 し、
ジュ
ー
ル熱 を発す
る。システムは、
さ らにまた、
誘導加熱ア セ ンブリの
電流を 検出す
るの
に適 合 した
電流検出
器を含む
。システムは、
また、
電流検出
器と 通信す
る制御ア セ ンブリを含み、
制御ア セ ンブリは、
誘導加熱ア セ ンブリの
電流に応 じて、
誘導加熱ア セ ンブリに出
力され
る出
力電圧及び出
力周 波 数の
少なくともひとつ
を変 更させ
る。 ０００ 本発明の
その
他の
側面では、
発熱部 がキュ
リ一
温度 以上に達す
るレンジを 含む
電圧と周 波 数の
電力をコイルに供給 し、
電圧と周 波 数がはんだ ごてこて 先の
電磁 誘導加熱を誘導す
るの
に十
分とな る方法を含む
。この
方法は、
また
、
コイルの
中の
電流の
変化の
決定と、
決定 された
電流の
変化によっ
て電圧と 周 波 数の
少なくともいずれか
ひとつ
を調整す
ることを含む
。 ０００8 本発明
は、
供給された高
周 波電力の出
力電圧と出
力周 波 数に基づ
く温度依 存 性を有す
る誘導加熱ア セ ンブリ、前
記 誘導加熱ア セ ンブリがキュ
リ一
温度 以上に達す
るレンジを含む出
力電圧と出
力周 波 数でパワー
を送 るの
に適 合 した
パワー
ア セ ンブリ、前
記 誘導加熱ア セ ンブリの
電流を判 断す
るの
に適 合 した
電流検出
器、
並びに前
記電流検出
器と連 絡す
る制御ア セ ンブリであっ
て、
前
記出
力電圧と前
記出
力周 波 数の
少なくともひとつ
を、前
記電流検出
器 で検出
した
時間
毎の
電流 変 化に基づ
い
て変化させ
るの
に適 合 してい
る前
記制御ア セ ンブリである。 ０００ 特に、
好ま しい
態 様では、
はんだ ごて を連続使用し、
こて先温度が下 がっ
た
ときに、
その
温度降 下の
程 度 と降下の
期間
とを
誘導加 熱コイルに流れ
る電 流 変 化か
ら判断 して、
供給高
周 波電力の
電圧と周 波 数の
少なくとも一
つ
を変化さ
せ
て、
キュ
リ一
温度での
渦 電流の
ピー
ク状 パルスを利用し、
最短 時間
で こて先温度を回
復させ
る ように構成され
てい
る。 ００ ０ 好ま しい
態 様におい
て、
こて先の
所望温度を選定す
る温度選択器をさ らに 備 え、前
記制御ア セ ンブリは、前
記温度選択器と連 絡す
る と ともに、出
力電 圧と出
力周 波 数の
少なくともひとつ
を所望温度 と前
記電流検出
器 で検出
した
時間
毎の
電流 変 化によっ
て変化させ
るの
に適 合 してい
る。 ００ 好ま しい
態様に
おい
て、前
記 誘 導加熱ア セ ンブリは、
熱伝 導 銅コア と、
磁 性合金製の
発熱部と、
コイル が 電力を受けてい
る ときに前
記発熱部に電流を 誘導す
るの
に適 合 した
誘導加熱コイルとを含ん でい
る。 ００ 好ま しい
態 様にお
い
て、前
記制御ア セ ンブリは、前
記 誘導加熱ア セ ンブリ を流れた
誘導電流に基づ
い
て定ま る複数の
電流 レンジの
うち、
少なくともひ とつ
を自
動的
に選択す
る と ともに、
選択された
電流 レンジに基づ
い
て、出
力 電圧と出
力周 波 数の
少なくともひとつ
を変 更す
る ように構成され
てい
る。 ００3 好ま しい
態 様にお
い
て、前
記複数の
電流 レンジは、出
力電圧のみ
が 増加す
る第一
電流 レンジ と、出
力電圧と出
力周 波 数が 増加す
る第二電流 レンジ とを 含ん でい
る。 ００ 好ま しい
態 様にお
い
て、前
記制御ア セ ンブリは、
第一
動作制御モー
ドと第 二動作制御モー
ドを持つ
ように構成され、前
記電流検出
器 で検出
した
時間
毎の
電流 変 化に基づ
き前
記第一
また
は、
第二動作制御モー
ドの
どち
らか
で動作す
る ように構成され、前
記第一
動作制御モー
ドで動作 してい
る ときは、出
力 電圧を増加 し、出
力周 波 数を同じに維持す
る ように前
記 パワー
ア セ ンブリを 制御 し、
第二動作制御モー
ドで動作 してい
る ときには、出
力電圧と出
力周 波 数の
両方を増加させ、
電力を追加 供給 して温度回
復を早め
る ように前
記 パワー
ア セ ンブリを制御す
るもの
である。 ００ 好ま しい
態 様におい
て、前
記 パワー
ア セ ンブリは、
約2
０
か
ら6
０
０
H
の
範囲
内で出
力周 波 数を提 供す
るの
に適 合 してい
る。 ００ 6 好ま しい
態様に
おい
て、前
記電流検出
器と接続された
ステー
タス表示 をさ らに含み
、前
記ステー
タス表示は、前
記 誘導加熱ア セ ンブリの
電流の
可視表示を提 供
す
るの
に適 合 してい
る。 ００ 好ま しい
態 様におい
て、前
記電流検出
器と接続 した出
力ポー
トを含み、前
記 誘導加熱ア セ ンブリの
電流を示す
デー
タを提 供す
るの
に適 合 してい
る。この出
力ポー
トは、
シリアルポー
トであっ
てもよく、
パ ラレルポー
トであっ
て もよい
。 ００8 好ま しい
態 様におい
て、前
記制御ア セ ンブリは、
運転サ
イクル率 でパワー
を送 るのに
適 合 してい
る と ともに、前
記 誘 導加熱ア セ ンブリに
通電され
る交 流電力 と所望の
こて先温度 との
どち
らか
ひとつ、
また
は、
両方によっ
て、
運 転サ
イクル率 を変化させ
るの
に適 合 してい
る。 ００ 本発明の
別の
態 様は、
こて先に誘導加熱用の
発熱部を有す
るはんだ ごて を 動作 させ
るはんだ ごての
制御 方 法 であっ
て、前
記発熱部 がキュ
リ一
温度に達す
るレンジを含む
電圧と周 波 数でコイルに電力を供給 し、
電圧と周 波 数がは んだごての
こて先に磁気誘導加熱を起こす
供給ステッ
プ、前
記コイル を流れ
た
電流の
変化を決定す
る決定 ステッ
プ、
並びに前
記電流の
変化の
判断によっ
て、
電圧と周 波 数の
少なくともひとつ
を調整す
る調整ステッ
プを備 えてい
る はんだ ごての
制御 方 法 である。 ００ ０ 好ま しい
態 様にお
い
て、
調整ステッ
プは、
電流の
変化の
判断によっ
て電圧 と周 波 数 とを変化させ
ることを含ん でい
る。 ００ 好ま しい
態 様にお
い
て、前
記 決定 ステッ
プは、
複数の
電流 レンジか
ら電流 レンジを決定 し、
決定 された
電流 レンジに応 じて前
記電圧と前
記 周 波 数の
少 なくともひとつ
を調整す
るもの
である。 ００ 好ま しい
態 様にお
い
て、
周 波 数が約2
０
か
ら約6
０
の
範囲
内で ある。 ００ 好ま しい
態 様は、
コイルの
電流の
流れの
変化で表現された
デー
タを記 録す
るステッ
プを有す
る。この
ステッ
プでは、
記 録また
はモニタ用の出
力ポー
ト が用い
られ
る。 ００ 好ま しい
態様に
おい
て、
複数の
動作 レベルの中か
ら、
択一的に
基礎周 波 数 と基礎高
周 波電圧との
セッ
トを選定す
る選定 ステッ
プをさ らに備 えてい
る。００ 好ま し
い
態 様におい
て、前
記 供給ステッ
プは、
運転サ
イクル率 で供給す
る ことを含み
、
さ らに電流 と前
記選定 ステッ
プで選定 された
動作 レベルの
どち
らか
ひとつ、
また
は、
両方によっ
て、
運転サ
イクル率 を変化させ
るの
に適 合 してい
る。 ００ 本発明の
特 徴 及び利 点は、図
と一
緒に読まれ
るべ
き、
続く詳細な説明
によ り、
よ り簡単に理解できる。 ００図
本発明の
側面に即 した、
はんだ ごての高
周 波誘導加熱システムの
ブロッ
ク図
であり、
はんだ ごてこて先 がパワー
ア セ ンブリと制御ア セ ンブリに接続 され
てい
る。図
図
「の
パワー
ア セ ンブリの
中の
別々
の
地点での
典 型的
な電圧波 形を表す
グラフである。図
3図
「の
パワー
ア セ ンブリの
中の
D
c
c
コンバー
ター
により提 供され
た、
違う運転サ
イクル での
例示的
な出
力電圧を表 した
グラフである。図
本発明の
側面によるはんだ ごてこて先の
断面図
で、
誘導加熱コイル が複 数の
材料の
層に囲
まれ
てい
る。層は、
内側の
鉄 合金層、
中間の
熱伝 導芯、
そ して外側の
浸 食抑制層を含む
。図
はんだ ごてこて先の
中の
誘導加熱コイルの
電流を測る一
例の手
段を表す
回
路図
である。図
はんだ ごてこて先の
中の
誘導加熱コイルの
電流を測る一
例の手
段を表す
回
路図
である。図
本発明の
原理を説明す
るための
強磁性体の
比透磁率 電流 一温度特性図
である。図
本発明の
使用周 波 数領 域を示す
電流 一 供給電源周 波 数特性図
である。図
本発明の一
例を示す
(有効 ) 電カイ
電流 (実効値) 電圧 (実効値) 時間
特性図
である。図
０本発明
と従 来 技 術 とを比較した
発熱部の
温度 一時間
特性図
である。発
明 を
実
施
する
た
め
の
形 態
００8 以下
、
本願発明
につい
て、
説明す
る。こ こでは、
まず、
本願発明の
特 徴を よ り十
全に理解す
るため
に、
原理的
な説明
をす
る。 ００高
周 波誘導加熱の
基本的
な構成 要 素は、
交流電源か
ら出
力され
る電力の
周 波 数、
コイルの
巻回
数、
渦 電流が誘導され
る誘導加熱用の
発熱部 (ヒー
タ)の
固有抵 抗お
よび透磁率 である。 ００ ０ 発熱部の
中に誘導され
る電流は、
その
ほとん どが表面に集中し (表皮効果 : Sk ec )
、
近 くに反 対向 きの
電流がある とその
電流の
方向に引 っ
張られ
る (近接効果 :p
「o y ec )
ことか
ら、
表面か
ら遠ざか
るほ ど、
指数関
数的
に減 少す
る。誘導電流によっ
て生 じるジュ
ー
ル熱の
大部 分は、
誘導加 熱コイルに近い
外側の
表皮で発 生す
る。この
誘導電流の
大部 分 が流れ
る厚さ は、
電流 浸透深さ(sk d ph)
とも呼
ばれ
( 「) 式で表され
る。 ００3 む 亡 ミョ
5
０
3
( )
れ
，
但
し
・
6
電流 浸透深さ単
位 P 導体の電気抵抗率
[
単位助
刈 の 電流の
角周波数[
単
位紬
紺
ec 周波数[
単位:
出
世:
導体の固
有透磁率[単
小邱
]
円 導体の
此透磁率
[
単位 無次元]
牌 真空
の透磁率
仁祈
7
単位で
あり、 2㎡
、け げ小０そ
して
け 4 7 ０7 の関
係を
使翔し
て
い
る。 ００3 他 方、
ジュ
ー
ル熱は、
ジュ
ー
ルの
法則の
次の
公式で表わ
され
るQ
R
(2
) ００33 ( ) 式に、
導体の
抵 抗を求め
る式R
二 (」
A
) と、
P
二R
2を用い
て、
(A
) (3
)旦し
Q
熱量 単位Ⅲ
電力 単位R
抵 抗 単位 の 電流 単位 時間
単位 S c 電気抵 抗率 単位 の 導体の
長さ 単位:
A
導体の
断面積 単位 2 ００3 (「) 式か
ら明
らか
な ように、
電流 浸透深さは、
発熱部の
電気抵 抗率 が低い
ほ ど、
発熱部の
透磁率 が高
い
ほ ど、
周 波 数が高
い
ほ ど、
薄 くな る。また、
(3
) 式か
ら明
らか
な ように、
ジュ
ー
ル熱は、
電流 浸透深さが薄 くな るほ ど、
多くな る。 ００3 電流 浸透深さが薄い
場 合、
渦 電流の
流れ
る断面積は、
小さいの
で、
発熱部 は、
より短時間
で昇温す
る。他 方、
電流 浸透深さが厚い
場 合、
渦 電流が流れ
る導体の
断面積 が大 きくな るの
で、
発熱部は、
比較的
じっ
く り時間
をか
けて 全体を加熱す
ることにな る。従っ
て、
こて先の
使用中にワー
クか
ら熱 が奪わ
れた
場 合、
こて先を直ち
に昇温させ
る、
とい
う温度回
復性能とい
う観 点か
ら は、
電流 浸透深さを薄くす
る方 が好ま しい
。例えば、
特許 文献 「では、
比較的高
い高
周 波 (例えば 13
，6
) を使用して、
電流 浸透深さを薄 く し、
昇温時間の
短縮 化を図 っ
てい
る。 ００3 他 方、
発熱部に生じる誘導起電力Eは、
ファ
ラデー
の
法則より E 二 の ( ) 但 し、
の : 全 磁束数 単位 : b : 時間
単位 : S であるか
ら、
( ) 式か
ら明
らか
な ように、
誘導起電力Eは、
単位 時間
に 対す
る磁 場の
変化率 が大 きくな る程、
大 きくな る。 ００3図
7
に示した
ように、
発熱 部の
温度がキュ
リ一
温度T
Cに達す
ると、
発熱 部は、
強磁性体か
ら相転移 を起 して常磁性体に変わ
り、
比透磁率U
が 急激に減 少
す
る。例えば、
鉄 (不純物０
・2
の
もの
) は、
強磁性の
時U
r二００
がキュ
リ一
温度T
C二7
7
０
。C
を越え、
常磁性にな る と、 U
r二 「にな る。 また、
アロイ (e
N
i
) は、
代 表値でキュ
リ一
温度T
C二3
。3
０
C 、
許容範囲
内の
組成の
バラツキで約3
０
。C
～
3
０
。C
位の
キュ
リ一
温度を持つ
。 ００38 キュ
リ一
温度で比透磁率 が低 下す
る と、
イ ン ダク タンスが低下す
ることに よっ
て、
誘導起電力は、
低下す
るの
であるが、
その
直前
に生 じる急激な磁 場 変化によっ
て、
供給電力の
周 波 数に関わ
りなく誘導起電力E が過渡的
に急 上 昇 し、
ピー
ク電流が発 生す
る。ピー
ク電流の
強さは、
比透磁率の
変化の
速さ に依 存す
る。す
なわち、
温度 変 化割合 (A
T
A
) が大 きい
程、
鋭い
ピー
クの
共 振 とな り、
大 きな電流が誘導され
る。この
ピー
ク電流は、
特許 文献 「の
ような高
い高
周 波 交流を使用す
る環境では、
イ ンピー
ダ ンス不整合の
原因
となり、
電源回
路が故障す
ることがある。 ００3 そのため、
特許 文献 「の
構成では、
発熱部 がキュ
リ一
温度T
Cよ りも充分 に低くな る範囲
で発熱部を熱的
に飽和させ、
キュ
リ一
温度T
C近傍 では、
供 給電力を遮 断す
る ように フィー
ドバッ
ク制御を掛けてい
る。 ００ ０ しか
しながら、
はんだ ごての
場 合、
ワー
クか
ら奪われ
る熱量は、
比較的
大 きいの
で、
特許 文献 「に開示され
てい
る ようにキュ
リ一
温度T
Cよ りも充分 に低くな る範囲
で発熱部を制御 してい
る場 合では、
使用 時の
温度回
復に要す
る時間
が長くな る。 ００ 本実施形態では、
比較的
に低い
周 波 数の高
周 波でキュ
リ一
温度T
Cで生 じ るピー
ク電流を積極的
に利用し、
安全で熱回
復機能の高
い
はんだ ごての
温度 制御を達成す
る ようにしてい
る。 ００ 本発明の
実施例を説明す
る目的のため、
好例とな る図
面をよ り詳細に参考す
る と、
その
うち
同じ参照番号は、
対応す
るまた
は、
様々
な図の
同じような 要素を指 示す
るもの
であるが、図
「には、
はんだ ごてこて先の
誘導加熱を使 用す
るはんだ ごての高
周 波誘導加熱システム 「０
があらわ
され
てい
る。下記の
説明
によ り、明
らか
にな る とお
り、
こて先の
温度は、
様々
なはんだ付けの
仕 事に対 し
、
簡便 でコス ト効率の
良い
方法で精 密に調整できる。 ００3 こて先は、
誘導加熱用の
発熱部 「 を含み、
磁気合金で作 られ
てい
てもよ く、
また、
電力がコイル 「6
に運ばれた
とき、
発熱部 「 に渦 電流を誘導す
る磁界を発 生す
るコイル 「6
を含む
。発熱部 「 は、
コイル 「6
を取 り巻く 薄い
層の
強磁性材料の
形をしてい
てもよい
。発熱部 「の
材料によ り、
キュ
リ一
温度、
電気抵 抗率、
比透磁率は変化す
る。い
くつかの
実施形態で好適に 採用され
る強磁性材料は、
鉄 一ニッ
ケル合金 (例えば、
アロイ、
ア ロイ、
8
アロイ、
パー
マロイ等 ) である。各 合金の
固有抵 抗 値 と透磁 率に基づ
く電流 浸透深さむを基にした
厚さの
発熱部 「 を熱伝 導銅コアの
内 側に形成す
る必要 がある。誘導加熱に適す
るどの
ようなこて先形状であっ
て も本発明
と ともに使用 で きる。例えば、
米国
特許 第 ，０
8
０
7
号 で あらわ
され
てい
る ようなこて先形状は、
本発明の
その
他の
実施例にも適 応で きる。 ００図
を参照 して、い
くつかの
実施例の
はんだ ごてこて先 「2
は、
こて先の
後部6
に形 作 られた
中心穴6
を含む
。誘導加熱コイル 「6
が 穴6
の
中 に設置
され
てい
る。誘導加熱コイル 「6
は、
二つの
電気 リー
ド線が 穴6
か
ら外に延びてい
る。ひとつの
リー
ド線6
6
は、高
周 波電源につ
ながれ、
もう ひとつの
リー
ド線6
7
は、
電流検知器2
に接続され
てい
る。誘導加熱コイ ル 「6
は、
こて先 「2
の
内部に位置
し、高
周 波 エ ネルギー
が リー
ド線6
6
に 供給され
る と、
誘導加熱コイル 「6
を取 り巻く加熱層の
発熱部 「 を加熱す
る。誘導加熱コイル 「6
は、
取 り巻く発熱部 「 と間
があ けられ、
電気的
な 接 点は、
ない
。その
他の
実施例 では、
誘導加熱コイル 「6
は、
誘電休の
絶縁 材料で覆われ、
周囲の
発熱部 「 にす
ぐ隣接 して配置
され
る。 ００ 発熱部 「の
層は、
熱伝 導銅コア7
０
に覆われ
てい
る。これ
は、
発熱部 「の
層か
ら ワー
クと接触す
ることを意図
された
こて先 「2
の前
方 部7
に熱 を伝え るの
に適 合 してい
る。熱伝 導銅コア7
０
の
組成は、
熱エネルギー
を効 率的
に伝 導す
る能力に基づい
て選択され
うる。熱伝 導銅コア7
０
に適 した
材 料は、
銅を含む
が、
それ
に限
られ
ることは、
ない
。熱伝 導銅コア7
０
は、
全面を腐食抑制材料
7
で覆われ
うる。腐食抑制材料7
は、
熱伝 導銅コア7
にメッ
キされ
てい
てもよい
。腐食抑制材料7
に適 した
材料は、
鉄を含む
が、
それ
に限
られ
ることは、
ない
。こて先 「2
の
後ろの
部分6
は、
こて先前
方 部、す
なわち
こて先 「2
の
はんだ付け部分か
らはんだが逃 げない
ようにす
る、
はんだバ リアで覆われ
うる。最適なはんだバ リアは、
それ
に限
られ
る ことなく、
クロムメッ
キの
層7
6
を含む
。 ００ 発熱部 「 と誘導加熱コイル 「6
と熱伝 導銅コア7
０
とは、
供給された高
周 波電力の
出
力電圧と出
力周 波 数に基づ
く温度依 存 性 を有す
る誘導加熱ア セ ンブリを構成す
る。 ００ 誘導加熱コイル 「6
に高
周 波電流が出
力され、
発熱部 「 にジュ
ー
ル熱 が 生 じる と、
この
熱は、
熱伝 導銅コア7
０
に伝播 し、
こて先全体に拡散す
る。 こて先温度は、
発熱部 「か
ら伝播 した
熱量 と、
こて先か
らの
放熱とがバラ ンス した
ところで飽和す
る。 ００8図
「を参照 して、
パワー
ア セ ンブリ 「8
は、
リー
ド線6
6
を介 して誘導加 熱コイル 「6
に特定の
出
力電圧と出
力周 波 数で電力を供給す
る。パワー
ア セ ンブリは、
こて先 「2
を所望の
動作温度に維持す
るため、
色々
な電圧と周 波 数でパワー
を提 供す
ることができる。 ００ 制御ア セ ンブリ2
０
は、
こて先 「2
の
温度を所望の
動作温度で、
また
は、
その
周 辺で維持す
るの
に適 合す
る。制御ア セ ンブリ2
０
は、
温度選択器2
と電流検出
器2
か
らコン ト ロー
ル人力を受信す
る。温度選択器2
は、
制 御ア セ ンブリ2
０
に接続され、
はんだ ごての高
周 波誘導加熱システム 「０
の
使用者 が所望の
動作 レベル を選択できる ように手
動でコン ト ロー
ル で きる よ うになっ
てい
て、
その
選択は、
パワー
ア セ ンブリ 「8
か
ら発熱部 「 に提 供 された
パワー
レベルに対応 し、
それ
は、
所望の
動作温度に対応す
る。図
「で 描かれ
てい
る実施例 では、
温度選択器2
は、
」
W
D
また
は、
H
G
H
の
動作 レベルか
ら選べ
る。この
選定によ り、
所定の
基礎周 波 数 と基礎高
周 波電圧との
セッ
トが選定 され
る。これ
によ り、
こて先 「2
の
温度レベルの
変 更が可能にな る。００ ０
い
くつかの
実施例 では、
動作 レベルは、
公称温度(no
r al
p
ra ur
)
に対 して段階的
な調整を可能にす
る。公称温度は、
固定値で予め
決め
られ
る 。例えば、
公称温度は、
発熱部 「の
キュ
リ一
点(
T c
)
であり うる。更な る例として、
」
OW
D
H
の
設定は、
それ
ぞれ
T
CマイナスO
。C
、
T
CT
C プ ラス０
。C
の
所望の
動作温度に対応できる。その
他の
公 称温度 とその
他の
動作 レベル で あっ
ても実行できることが理解され
る。 ００ 発熱部 「 がキュ
リ一
温度T
Cを越え ることができるの
は、図
7
に示した
ピー
ク電流の
効果 と相侯っ
て、
キュ
リ一
温度T
C近傍 では、
誘導電流による ジュ
ー
ル熱 が繰 り返 し発 生 し、
こて先温度(
発熱部 「)
がキュ
リ一
温度丁c
よ りも幾分高
い
温度で熱的
に飽和した
状 態の
温度に保もち
得 ることができ るか
らである。加 えて、
熱伝 導銅コア7
０
の
電気抵 抗率 が 小さい
としても、
弱い
発熱は、
続き得 る し、
誘導加熱コイル 「6
での
発熱も存在 してい
るため
、
キュ
リ一
温度T
Cに達 してジュ
ー
ル加熱 が止ま る までに発熱された
熱量、
及び、
発熱部 「 がキュ
リ一
温度を超 えた
後にも継 続 してい
る弱い
発熱によ る熱量の
合計によっ
て、
こて先温度が幾分高
い
温度で熱的
に飽和す
ることも 理由としてあげられ
る。 しか
も、
無負荷状 態では、
キュ
リ一
温度T
Cよ りも 発熱部 「 が冷 え る と、
発熱部 「 には誘導電流によるジュ
ー
ル熱 が 直ち
に 生 じ、
比較的
キュ
リ一
温度T
C近傍に留まり続けることができる。従っ
て、
キュ
リ一
温度に達す
るまでこて先に蓄留され
る熱量や、
キュ
リ一
温度経過後 に維持され
る熱量が充分大 きくなり、
こて先温度をキュ
リ一
温度T
Cよ りも高
い
範囲
で維持す
ることが可能にな る。 ００ この
ように高
周 波電力を追加 供給 して、
発熱部 「 をキュ
リ一
温度T
Cの
近傍 で利用す
ることによ り、
キュ
リ一
温度T
Cで渦 電流が 急激に上昇す
る現 象 を積極的
に利用して、
こて先温度の
温度回
復機能を高め
ることができる。 ００3 その
他の
実施例 では、
動作 レベル設定は、
パワー
ア セ ンブリ 「8
の
出
力電 圧の
パー
セ ン トによる 変 更での
段階的
な調整も可能 で ある。例えば、
」
W
D
H
の
設定は、出
力電圧をそれ
ぞれ
低下、
加、
加に対応できる。その
他の
パー
セ ンテー
ジ とその
他の
動作 レベルも実行できることが理解さ
