JPH07106449B2 - 自己温度調節型ヒータ - Google Patents
自己温度調節型ヒータInfo
- Publication number
- JPH07106449B2 JPH07106449B2 JP63139589A JP13958988A JPH07106449B2 JP H07106449 B2 JPH07106449 B2 JP H07106449B2 JP 63139589 A JP63139589 A JP 63139589A JP 13958988 A JP13958988 A JP 13958988A JP H07106449 B2 JPH07106449 B2 JP H07106449B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- magnetic
- heater
- ferromagnetic material
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/02—Soldering irons; Bits
- B23K3/03—Soldering irons; Bits electrically heated
- B23K3/0338—Constructional features of electric soldering irons
- B23K3/0353—Heating elements or heating element housings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気ヒータに関し、より具体的には、加熱溶
融性の材料若しくは他の加熱接合材料を加熱するための
工具に用いられる温度自動調節機能を備えた電気ハンダ
鏝に関する。
融性の材料若しくは他の加熱接合材料を加熱するための
工具に用いられる温度自動調節機能を備えた電気ハンダ
鏝に関する。
この種の自己温度調節型ヒータである電気ハンダ鏝とし
て、米国特許第4,256,945号には、キュリー温度近くに
おいて自動温度調節機能を有するハンダ鏝の最初の形態
のものが示されている。そのハンダ鏝においては、外側
の円錐形の銅製のシェルの内面を、例えば公称透磁率
（μ）が400で75×10-6ohm−cmという高抵抗を有する合
金42のような強磁性体材料でライニング（裏打ち）して
ある。このようなコーンの内部に、その先端からコーン
の中心軸に沿って伸びる銅のロッドを取り付ける。上記
ロッドのコーンの頂点から離れた側の端部と、上記コー
ンの基部との間に高周波の定電流を通じると、表皮効果
によって電流は主として上記強磁性体材料の部分を流れ
る。このハンダ鏝の温度がキュリー温度に近づくと、上
記強磁性体材料は非磁性となり、電流は主として上記銅
のシェルの部分を流れるようになる。この場合、電流は
一定に保たれており、しかも銅の電気抵抗は強磁性体材
料のそれより実質的に低いから、ジュール熱による加熱
量は大幅に減少する。従って、ハンド鏝の温度は、選定
された強磁性体材料のキュリー温度近くに自動調節され
るものである。
て、米国特許第4,256,945号には、キュリー温度近くに
おいて自動温度調節機能を有するハンダ鏝の最初の形態
のものが示されている。そのハンダ鏝においては、外側
の円錐形の銅製のシェルの内面を、例えば公称透磁率
（μ）が400で75×10-6ohm−cmという高抵抗を有する合
金42のような強磁性体材料でライニング（裏打ち）して
ある。このようなコーンの内部に、その先端からコーン
の中心軸に沿って伸びる銅のロッドを取り付ける。上記
ロッドのコーンの頂点から離れた側の端部と、上記コー
ンの基部との間に高周波の定電流を通じると、表皮効果
によって電流は主として上記強磁性体材料の部分を流れ
る。このハンダ鏝の温度がキュリー温度に近づくと、上
記強磁性体材料は非磁性となり、電流は主として上記銅
のシェルの部分を流れるようになる。この場合、電流は
一定に保たれており、しかも銅の電気抵抗は強磁性体材
料のそれより実質的に低いから、ジュール熱による加熱
量は大幅に減少する。従って、ハンド鏝の温度は、選定
された強磁性体材料のキュリー温度近くに自動調節され
るものである。
1984年10月30日付け米国特許出願第666,346号（米国特
許第4,745,264号）には、電源とのマッチングを向上さ
せるためインピーダンスが増大するよう改良されたヒー
タが記載されている。また、1986年05月07付けで発行さ
れたEPO出願第85305948.3号においては、ハンダごての
チップから後方へ伸びる銅ロッドの周囲にこれと接触す
るよう設けられた強磁性体層に定電流を結びつけるため
誘導結合が利用されている。上記磁性体に電流を結びつ
けるためのコイルは、上記磁性体を包囲しており、外側
磁性層は、磁気シールドとして作用して磁束の拡散を制
限するようコイルの外側に配設されている。
許第4,745,264号）には、電源とのマッチングを向上さ
せるためインピーダンスが増大するよう改良されたヒー
タが記載されている。また、1986年05月07付けで発行さ
れたEPO出願第85305948.3号においては、ハンダごての
チップから後方へ伸びる銅ロッドの周囲にこれと接触す
るよう設けられた強磁性体層に定電流を結びつけるため
誘導結合が利用されている。上記磁性体に電流を結びつ
けるためのコイルは、上記磁性体を包囲しており、外側
磁性層は、磁気シールドとして作用して磁束の拡散を制
限するようコイルの外側に配設されている。
最近、上記の如きハンダごての効率を向上させ、ヒータ
がその設計された電流許容値より一層高い電力において
も効率よく作動し得るようにするための幾つかの実験が
行われた。これらの実験により、チップのシャンクが大
きい負荷がかけられて冷えたときは、ヒータが直ちに応
動してそのパワーを最大にまで上昇させてヒータを可能
な限りすみやかに所定温度まで引き上げるが、大きな負
荷の下でチップ自体が冷えたときには、ヒータが直ちに
パワーアップせず、所定の温度に達するまでにより多く
の時間を要することが判明した。
がその設計された電流許容値より一層高い電力において
も効率よく作動し得るようにするための幾つかの実験が
行われた。これらの実験により、チップのシャンクが大
きい負荷がかけられて冷えたときは、ヒータが直ちに応
動してそのパワーを最大にまで上昇させてヒータを可能
な限りすみやかに所定温度まで引き上げるが、大きな負
荷の下でチップ自体が冷えたときには、ヒータが直ちに
パワーアップせず、所定の温度に達するまでにより多く
の時間を要することが判明した。
従って、特に大きな負荷の下では、ヒータをそのチップ
に対して移動させることは、チップの一定の作動温度の
維持能力に逆効果を与えることが明らかとなった。
に対して移動させることは、チップの一定の作動温度の
維持能力に逆効果を与えることが明らかとなった。
本発明は、上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、誘導カプリング回路とのインピーダンスマッチン
グを損なうことなく、効率の向上と、一定温度の保持特
性が良好なヒータを提供することを目的とするものであ
る。
あり、誘導カプリング回路とのインピーダンスマッチン
グを損なうことなく、効率の向上と、一定温度の保持特
性が良好なヒータを提供することを目的とするものであ
る。
更にまた、ヒータからの電磁力線の放射等を防止し得る
電磁シールド性能をも具備したヒータを提供することを
目的とするものである。
電磁シールド性能をも具備したヒータを提供することを
目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明はコイル22及びコア20によって発熱せしめられる
ヒータエレメントを、ヒータの内部、即ちヒータの使用
表面に極めて近い位置に配置し、尚且つ誘導カプリング
が可能なインピーダンスマッチングを保持し得るヒータ
を提供するものである。
ヒータエレメントを、ヒータの内部、即ちヒータの使用
表面に極めて近い位置に配置し、尚且つ誘導カプリング
が可能なインピーダンスマッチングを保持し得るヒータ
を提供するものである。
具体的には、本発明においては、コア内部におけるロス
を少なくし且つ高い磁束密度を保持するために、コアの
材料として、鉄粉圧縮材やフェライトのような非導電性
の磁性体材料を使用する。そして、前記の通り、上記コ
アはヒータの内部に配置される。コア及びこれに付属の
コイルをヒータ内部に配置する場合の問題は、インダク
タの磁束密度がコアの外部においてはコアの内部に比べ
て極端に低くなることである。このような状況のもとで
は、ヒータ中を流れる電力は比較的低く、ヒータの効率
は低くならざるをえない。
を少なくし且つ高い磁束密度を保持するために、コアの
材料として、鉄粉圧縮材やフェライトのような非導電性
の磁性体材料を使用する。そして、前記の通り、上記コ
アはヒータの内部に配置される。コア及びこれに付属の
コイルをヒータ内部に配置する場合の問題は、インダク
タの磁束密度がコアの外部においてはコアの内部に比べ
て極端に低くなることである。このような状況のもとで
は、ヒータ中を流れる電力は比較的低く、ヒータの効率
は低くならざるをえない。
上記の問題点を解決するため、本発明は、透磁率が高
く、導電率の低い材料から成るコアと、このコア上に巻
かれたコイルと、作用部として機能する中空の導電性の
部材と、この導電性の部材に熱的に接触せしめられた中
空の強磁性体材料層とから成り、上記コアは、上記中空
の強磁性体材料層内に嵌め込まれて上記コアと上記強磁
性体材料層との間には接触するか少なくとも微小なエア
ギャップが形成されるに過ぎないように構成し、磁束が
上記強磁性体材料層に集中するようなコアを使用するよ
うにしたものである。
く、導電率の低い材料から成るコアと、このコア上に巻
かれたコイルと、作用部として機能する中空の導電性の
部材と、この導電性の部材に熱的に接触せしめられた中
空の強磁性体材料層とから成り、上記コアは、上記中空
の強磁性体材料層内に嵌め込まれて上記コアと上記強磁
性体材料層との間には接触するか少なくとも微小なエア
ギャップが形成されるに過ぎないように構成し、磁束が
上記強磁性体材料層に集中するようなコアを使用するよ
うにしたものである。
即ち、巻回されるコアからみてコアの縦断面形状が“I"
字型、“E"字型等々のものを使用し、コア両端の突出部
の間で細くなっている部分にコイルを巻き付けるように
する。ヒータには、その内部に上記コアを収容するため
の円筒状の内腔を形成し、これに収容される“I"字型コ
アの上下の突出部、或いは“E"字型コアの両端突出部
が、これに内周面を微小なエアギャップが形成されるに
過ぎないように接触させる磁性体材料中に磁束を集中さ
せるようにするものである。上記磁性体材料の周囲には
望ましくは銅その他の層を設け、ヒータに対して電気抵
抗の低い良好な熱伝導路を付与するようにするものであ
る。
字型、“E"字型等々のものを使用し、コア両端の突出部
の間で細くなっている部分にコイルを巻き付けるように
する。ヒータには、その内部に上記コアを収容するため
の円筒状の内腔を形成し、これに収容される“I"字型コ
アの上下の突出部、或いは“E"字型コアの両端突出部
が、これに内周面を微小なエアギャップが形成されるに
過ぎないように接触させる磁性体材料中に磁束を集中さ
せるようにするものである。上記磁性体材料の周囲には
望ましくは銅その他の層を設け、ヒータに対して電気抵
抗の低い良好な熱伝導路を付与するようにするものであ
る。
上記の如き構成とすることにより、ヒータは、これが取
り付けられ若しくは組込まれた工具の使用表面のすぐ近
くにおいて、また、ある場合には使用表面のすぐ内側に
おいて発熱せしめられ、これにより、誘導カプリング回
路とのインピーダンスマッチングを損なうことなく、効
率の向上と、一定温度の保持特性が確保されるものであ
る。
り付けられ若しくは組込まれた工具の使用表面のすぐ近
くにおいて、また、ある場合には使用表面のすぐ内側に
おいて発熱せしめられ、これにより、誘導カプリング回
路とのインピーダンスマッチングを損なうことなく、効
率の向上と、一定温度の保持特性が確保されるものであ
る。
更にまた、コア及びコイルをヒータの内側に配置するこ
とにより、ヒータの電磁シールドの問題、即ち装置から
の電磁力線の放射並びにヒータ外部における環状電力の
発生の問題も殆ど解決するものである。このようなシー
ルディング効果を達成するための基準となる各部の寸法
等の問題に関しては、Carter等により出願された本願出
願人に譲渡された1981年03月16日付け米国特許出願第24
3,777号に詳しく述べられており、その記載内容は本発
明についても援用されるものである。
とにより、ヒータの電磁シールドの問題、即ち装置から
の電磁力線の放射並びにヒータ外部における環状電力の
発生の問題も殆ど解決するものである。このようなシー
ルディング効果を達成するための基準となる各部の寸法
等の問題に関しては、Carter等により出願された本願出
願人に譲渡された1981年03月16日付け米国特許出願第24
3,777号に詳しく述べられており、その記載内容は本発
明についても援用されるものである。
要約すれば、本発明にかかるヒータの構造は、ヒータの
内部に配置された非導電性の磁性体材料から成るコア20
の周囲にコイル22を巻き付け、上記コア20の周囲には磁
性体層18を設け、その周囲にヒータの作用部として機能
する中空の導電性材料層14を設け、上記コアをヒータの
内部にぴったりと嵌め込むと共に、コアの形状をこのヒ
ータ内に磁束を集中せしめるような形状とするものであ
る。
内部に配置された非導電性の磁性体材料から成るコア20
の周囲にコイル22を巻き付け、上記コア20の周囲には磁
性体層18を設け、その周囲にヒータの作用部として機能
する中空の導電性材料層14を設け、上記コアをヒータの
内部にぴったりと嵌め込むと共に、コアの形状をこのヒ
ータ内に磁束を集中せしめるような形状とするものであ
る。
以下、添付図面を参照しつつ本発明を具体的に説明す
る。
る。
第１図は、従来のハンダ鏝カートリッジの説明図、 第２図は、本発明にかかるハンダ鏝カートリッジの一実
施例を示す説明図、 第３図は、ハンダ鏝カートリッジとは別個に用いられる
本発明にかかるヒータの構造の一実施例を示す説明図、 第４図は、本発明にかかるコアの構造として用いられる
テーパ月磁極部材の一実施例を示す説明図である。
施例を示す説明図、 第３図は、ハンダ鏝カートリッジとは別個に用いられる
本発明にかかるヒータの構造の一実施例を示す説明図、 第４図は、本発明にかかるコアの構造として用いられる
テーパ月磁極部材の一実施例を示す説明図である。
第１図には、1985年08月21日付けで出願され、1986年05
月07日付けで公表されたEPO出願第85305948.3号に開示
された従来タイプのハンダ鏝が示されている。但し、ハ
ンダ鏝は単に一つの応用例を示すに過ぎず、ここに開示
された技術は他の任意の自己温度調節型ヒータに適用し
得るものである。
月07日付けで公表されたEPO出願第85305948.3号に開示
された従来タイプのハンダ鏝が示されている。但し、ハ
ンダ鏝は単に一つの応用例を示すに過ぎず、ここに開示
された技術は他の任意の自己温度調節型ヒータに適用し
得るものである。
而して、上記ハンダ鏝は、望ましくは銅で作成されたチ
ップ２を有しており、チップ２にはその後方へ伸張する
延長部若しくはロッド４が設けられている。上記ロッド
の外周には磁性体層６を設け、更にその周囲には高周波
の定電流を通じるためのコイル８を複数回巻き付ける。
コイルの周囲には磁束の放出を防ぐため磁気シールド10
を設ける。上記チップ２の後側全体は非磁性のスチール
チューブ12でカバーする。
ップ２を有しており、チップ２にはその後方へ伸張する
延長部若しくはロッド４が設けられている。上記ロッド
の外周には磁性体層６を設け、更にその周囲には高周波
の定電流を通じるためのコイル８を複数回巻き付ける。
コイルの周囲には磁束の放出を防ぐため磁気シールド10
を設ける。上記チップ２の後側全体は非磁性のスチール
チューブ12でカバーする。
前記の通り、このハンダ鏝を予め予想されたワット数よ
りも非常に高いワット数で使用する必要がある場合に
は、第１図に示した構造では基本的に二つの問題を生じ
る。
りも非常に高いワット数で使用する必要がある場合に
は、第１図に示した構造では基本的に二つの問題を生じ
る。
第一の問題は、ロッド４の直径が比較的大きいにも拘ら
ず、ヒータがチップ２から離れ過ぎており、そのため負
荷の大幅な変動に対してヒータが実質的に追従できない
ことである。
ず、ヒータがチップ２から離れ過ぎており、そのため負
荷の大幅な変動に対してヒータが実質的に追従できない
ことである。
つぎに、第２図を参照すれば、同図には本発明にかかる
ハンダ鏝の一実施例が示されている。このハンダ鏝は、
望ましくは銅で作製され、作用部として機能する円錐台
状のチップ14を有し、このチップにはその円錐の軸に沿
って円筒状の凹部16が形成されている。上記円筒状の凹
部16の内周面は、ハンダ鏝の自動調節温度を規定する所
望のキュリー温度を有する強磁性体層18でライニング
（裏打ち）されている。上記円筒状の凹部16の内には実
質的に非導電性の磁性体材料から成るボビン若しくはコ
ア20が挿入され、コア20の周囲にはコイル22が巻き付け
られている。コイル22はリード線24を介して定電流の交
流電源に接続される。前記コア20は、前記強磁性体層18
よりも高い電気抵抗およびキュリー温度を有している。
ハンダ鏝の一実施例が示されている。このハンダ鏝は、
望ましくは銅で作製され、作用部として機能する円錐台
状のチップ14を有し、このチップにはその円錐の軸に沿
って円筒状の凹部16が形成されている。上記円筒状の凹
部16の内周面は、ハンダ鏝の自動調節温度を規定する所
望のキュリー温度を有する強磁性体層18でライニング
（裏打ち）されている。上記円筒状の凹部16の内には実
質的に非導電性の磁性体材料から成るボビン若しくはコ
ア20が挿入され、コア20の周囲にはコイル22が巻き付け
られている。コイル22はリード線24を介して定電流の交
流電源に接続される。前記コア20は、前記強磁性体層18
よりも高い電気抵抗およびキュリー温度を有している。
コア20は、高い透磁率と高い抵抗率を有するものが良
く、従って、フェライトで作製されるのが望ましい。透
磁率が高いことによって大量の磁束を保持出来、抵抗率
が高いことによって渦電流による損失を低減させること
ができるからである。又、コア20の材料としてはヒステ
リシスループの小さいものが望ましい。この実施例にお
けるコア20は、その断面がＩ字型をしており、その両端
のフランジ部26及び28の外周は前記強磁性体層18の内周
面と接触するように構成されるのが最も望ましい。最悪
の場合においても、上記フランジ部の外周と強磁性体材
料層の間には微小なエアギャップが形成されるに過ぎな
いようにしなければならず、上記エアギャップによって
磁気回路中に大きな磁気リラクタンスが生じないように
しなければならない。
く、従って、フェライトで作製されるのが望ましい。透
磁率が高いことによって大量の磁束を保持出来、抵抗率
が高いことによって渦電流による損失を低減させること
ができるからである。又、コア20の材料としてはヒステ
リシスループの小さいものが望ましい。この実施例にお
けるコア20は、その断面がＩ字型をしており、その両端
のフランジ部26及び28の外周は前記強磁性体層18の内周
面と接触するように構成されるのが最も望ましい。最悪
の場合においても、上記フランジ部の外周と強磁性体材
料層の間には微小なエアギャップが形成されるに過ぎな
いようにしなければならず、上記エアギャップによって
磁気回路中に大きな磁気リラクタンスが生じないように
しなければならない。
ここで用いられるフェライト材料としては、透磁率20な
いし5000、温度範囲120℃ないし500℃、周波数180KHzな
いし180MHzにおいて作動するものが好適である。そのよ
うな材料の一つとして、Faer−Rite Products社から提
供されている、酸化鉄（III）と他の酸化鉄とから成る
組成を有する製品No.9661103001が挙げられる。一つの
実施例においては、上記トランス構造は、フェライト製
のボビンの周囲に0.010インチのマグネットワイヤをソ
レノイド状に７回ずつ２層に巻き、抵抗50Ω、リアクタ
ンス20Ωとなるようにする。ボビンとしてはO.D.（外
径）0.141、I.D.（内径）0.070のものを用いた。このシ
ステムは、上記コイルに直列に85pfのコンデンサを接続
して約50Ωの抵抗となるように構成される。上記ヒータ
は、厚さ0.005インチの銅の層の上に厚さ0.0007インチ
の合金45の層を設けたものである。上記ヒータは、ヒー
タの標準的な作動周波数である10MHzにおいて効率96.5
％、13.56MHzにおいて効率92.5％を達成するものであ
る。この場合における効率とは、ヒータに供給された全
電力に対するヒータに発生した熱の比を指す。
いし5000、温度範囲120℃ないし500℃、周波数180KHzな
いし180MHzにおいて作動するものが好適である。そのよ
うな材料の一つとして、Faer−Rite Products社から提
供されている、酸化鉄（III）と他の酸化鉄とから成る
組成を有する製品No.9661103001が挙げられる。一つの
実施例においては、上記トランス構造は、フェライト製
のボビンの周囲に0.010インチのマグネットワイヤをソ
レノイド状に７回ずつ２層に巻き、抵抗50Ω、リアクタ
ンス20Ωとなるようにする。ボビンとしてはO.D.（外
径）0.141、I.D.（内径）0.070のものを用いた。このシ
ステムは、上記コイルに直列に85pfのコンデンサを接続
して約50Ωの抵抗となるように構成される。上記ヒータ
は、厚さ0.005インチの銅の層の上に厚さ0.0007インチ
の合金45の層を設けたものである。上記ヒータは、ヒー
タの標準的な作動周波数である10MHzにおいて効率96.5
％、13.56MHzにおいて効率92.5％を達成するものであ
る。この場合における効率とは、ヒータに供給された全
電力に対するヒータに発生した熱の比を指す。
上記材料の透磁率μは約125、抵抗率は約108ohm−cmで
ある。上記フェライトのキュリー温度は、上記ヒータの
材料のキュリー温度以上でなければならない。
ある。上記フェライトのキュリー温度は、上記ヒータの
材料のキュリー温度以上でなければならない。
第２図に示したヒータユニットは、チップ14とは別個に
利用することも可能である。即ち例えば、上記フェライ
ト製のコア20とコイル22をロッド上に取り付け、これを
内面が強磁性体材料で裏打ちされた銅のスリーブ内にぴ
ったりと適合するよう収容し、これにより上記スリーブ
を火熱してこれをパイプ等にハンダ付けするようにする
ことが可能である。第３図にはそのような実施例が示し
てあり、コア及びコイルについては第２図と同じ参照番
号が付してある。この実施例においては、ハンダ付けす
べきスリーブは参照番号30で、もう一方のパイプ等のエ
レメントは参照番号32でそれぞれ示してある。
利用することも可能である。即ち例えば、上記フェライ
ト製のコア20とコイル22をロッド上に取り付け、これを
内面が強磁性体材料で裏打ちされた銅のスリーブ内にぴ
ったりと適合するよう収容し、これにより上記スリーブ
を火熱してこれをパイプ等にハンダ付けするようにする
ことが可能である。第３図にはそのような実施例が示し
てあり、コア及びコイルについては第２図と同じ参照番
号が付してある。この実施例においては、ハンダ付けす
べきスリーブは参照番号30で、もう一方のパイプ等のエ
レメントは参照番号32でそれぞれ示してある。
スリーブ30は、例えば、その内面を強磁性体材料36によ
ってライニングされた銅のチューブ32に連結された上記
スリーブ30中にぴったりと嵌め込まれている。
ってライニングされた銅のチューブ32に連結された上記
スリーブ30中にぴったりと嵌め込まれている。
第３図に示したようなシステムの場合、異なった溶融温
度を有する材料を溶解させる場合に容易に対応できる。
即ち、異なったキュリー温度を有する強磁性体材料によ
ってスリーブ30をライニングすることによって、異なっ
た自動調節温度を得ることができる。異なったキュリー
温度を有する材料のそれぞれとしては、合金42及び45が
しばしば利用される。温度の選択範囲を広げるために、
他の様々な材料も使用し得る。そして上記のような構成
は、Cowe11により1986年09月08日付けで出願された米国
特許出願第904,298号に開示されたハンダ鏝の交換可能
なチップに適用して実施することができる。
度を有する材料を溶解させる場合に容易に対応できる。
即ち、異なったキュリー温度を有する強磁性体材料によ
ってスリーブ30をライニングすることによって、異なっ
た自動調節温度を得ることができる。異なったキュリー
温度を有する材料のそれぞれとしては、合金42及び45が
しばしば利用される。温度の選択範囲を広げるために、
他の様々な材料も使用し得る。そして上記のような構成
は、Cowe11により1986年09月08日付けで出願された米国
特許出願第904,298号に開示されたハンダ鏝の交換可能
なチップに適用して実施することができる。
次に、第４図を参照すれば、同図には、磁束を隣接する
強磁性体材料に集中させるための磁極形状を有するコア
が示されており、これによって磁束の漏れを低減させ得
るようになっている。そのテーパ部には、参照番号38が
付されている。このテーパ付き部材の寸法は、磁極内に
おける磁気飽和を回避しうる程度に充分に大きくなけれ
ばならず、何故なら磁気飽和は磁束の漏れを減少させる
よりもむしろ増大させるからである。
強磁性体材料に集中させるための磁極形状を有するコア
が示されており、これによって磁束の漏れを低減させ得
るようになっている。そのテーパ部には、参照番号38が
付されている。このテーパ付き部材の寸法は、磁極内に
おける磁気飽和を回避しうる程度に充分に大きくなけれ
ばならず、何故なら磁気飽和は磁束の漏れを減少させる
よりもむしろ増大させるからである。
第２図、第３図及び第４図に示したコア20の形状は、円
筒形のみならず、これが挿入される開口部の内部形状に
応じて、正方形や矩形、その他多くの形状を取り得るも
のである。更にまた、上記ヒータは銅の層の上に磁性体
層を設けるような構成に限らず、米国特許出願第543,44
3号に開示されているように、強磁性体層の上にこれと
は異なったキュリー温度を有する磁性体層を設けるよう
にしてもよく、或いはまた、米国特許出願第445,862号
に開示されているように、二つの磁性体層の間に薄い銅
の層を設けるような構造とすることも可能である。
筒形のみならず、これが挿入される開口部の内部形状に
応じて、正方形や矩形、その他多くの形状を取り得るも
のである。更にまた、上記ヒータは銅の層の上に磁性体
層を設けるような構成に限らず、米国特許出願第543,44
3号に開示されているように、強磁性体層の上にこれと
は異なったキュリー温度を有する磁性体層を設けるよう
にしてもよく、或いはまた、米国特許出願第445,862号
に開示されているように、二つの磁性体層の間に薄い銅
の層を設けるような構造とすることも可能である。
前に、コアにおけるロスを少なくし、コア中での発熱を
低く抑えるため、コアは高い抵抗率を有するものが望ま
しいと述べた。しかしながら、場合によっては、コアに
おける若干の発熱があることが望ましいこともあり、強
磁性体材料製のコアにおいて幾分のロスが生じる方が望
ましい場合がある。そのような場合には当該材料のキュ
リー温度をヒータの強磁性体材料のキュリー温度よりも
高くする必要がある。そのようにすれば、二つの発熱源
が付与されることになり、その一方は温度の変化の大き
いものであり、もう一方はより安定した温度を保持する
発熱源となるものである。このような構成とすることに
より、温度の周期的な変化の幅が少なくすることができ
る。
低く抑えるため、コアは高い抵抗率を有するものが望ま
しいと述べた。しかしながら、場合によっては、コアに
おける若干の発熱があることが望ましいこともあり、強
磁性体材料製のコアにおいて幾分のロスが生じる方が望
ましい場合がある。そのような場合には当該材料のキュ
リー温度をヒータの強磁性体材料のキュリー温度よりも
高くする必要がある。そのようにすれば、二つの発熱源
が付与されることになり、その一方は温度の変化の大き
いものであり、もう一方はより安定した温度を保持する
発熱源となるものである。このような構成とすることに
より、温度の周期的な変化の幅が少なくすることができ
る。
なお、本明細書中において、“定電流”なる用語は、電
流が増加することができないという意味ではなく、次の
式に従って導かれる電流のことを示している。
流が増加することができないという意味ではなく、次の
式に従って導かれる電流のことを示している。
ここでＩは負荷を流れる電流を示している。
具体的には、温度自動調節機能を達成するためには、キ
ュリー温度以上において負荷に与えられる電力は、キュ
リー温度以下において負荷に与えられる電力よりも少な
くなければならない。もし、電流が一定不変に保たれる
ならば、電流を減少させて電力供給を制御する場合は別
として、最も良好な電力調節比が得られるものである。
しかしながら、電流が上記の式に従って制御される限
り、自動調節は達成される。従って、大きな自己調節比
を必要としない場合には、電流制御の程度についての制
御を弱めることにより、電源装置のコストを安くするこ
とができる。
ュリー温度以上において負荷に与えられる電力は、キュ
リー温度以下において負荷に与えられる電力よりも少な
くなければならない。もし、電流が一定不変に保たれる
ならば、電流を減少させて電力供給を制御する場合は別
として、最も良好な電力調節比が得られるものである。
しかしながら、電流が上記の式に従って制御される限
り、自動調節は達成される。従って、大きな自己調節比
を必要としない場合には、電流制御の程度についての制
御を弱めることにより、電源装置のコストを安くするこ
とができる。
なお、上記の式は次の等式から導かれるものである。
Ｐ＝［I2R］ （ここでＰは電力であり、Ｉは負荷中を流れる電流であ
る。） これをＲについて微分すれば、 となるが、自動調節のためにはdP/dR＞０でなければな
らない。そこで、 となり、これから上記の式が導かれるものである。しか
しながら、電流がこれより一層一定であるならば、一層
良好な自動調節機能が得られることは勿論である。
る。） これをＲについて微分すれば、 となるが、自動調節のためにはdP/dR＞０でなければな
らない。そこで、 となり、これから上記の式が導かれるものである。しか
しながら、電流がこれより一層一定であるならば、一層
良好な自動調節機能が得られることは勿論である。
〔発明の効果〕 本発明は叙上の如く構成されるから、本発明にかかるヒ
ータは、これが取り付けられもしくは組込まれた工具の
加熱用使用表面のすぐ近くにおいて、又或る場合には使
用表面のすぐ内側で回路とのインピーダンスマッチング
を損なうことなく、効率の向上と、一定温度の保持特性
が確保されるものである。更に又、コア及びコイルをヒ
ータの内側に配置することにより、ヒータの電磁シール
ドの問題、即ち装置からの電磁力線の放射並びにヒータ
外部における環状電力の発生の問題も殆ど解決するもの
である。
ータは、これが取り付けられもしくは組込まれた工具の
加熱用使用表面のすぐ近くにおいて、又或る場合には使
用表面のすぐ内側で回路とのインピーダンスマッチング
を損なうことなく、効率の向上と、一定温度の保持特性
が確保されるものである。更に又、コア及びコイルをヒ
ータの内側に配置することにより、ヒータの電磁シール
ドの問題、即ち装置からの電磁力線の放射並びにヒータ
外部における環状電力の発生の問題も殆ど解決するもの
である。
なお、当業者であれば、上記の説明に基づいて他の多く
の変更実施例や改良実施例を容易に推考し得るであろ
う。従って、それらの変更実施例や改良実施例は本明細
書の特許請求の範囲に属するものである。
の変更実施例や改良実施例を容易に推考し得るであろ
う。従って、それらの変更実施例や改良実施例は本明細
書の特許請求の範囲に属するものである。
第１図は、従来のハンダ鏝カートリッジの説明図、 第２図は、本発明にかかるハンダ鏝カートリッジの一実
施例を示す説明図、 第３図は、ハンダ鏝カートリッジとは別個に用いられる
本発明にかかるヒータの構造の一実施例を示す説明図、 第４図は、本発明にかかるコアの構造として用いられる
テーパ付き磁極部材の一実施例を示す説明図である。 ２……チップ ４……ロッド ６……磁性体層 ８……コイル 10……磁気シールド 12……スチールチューブ 14……円錐台状チップ 16……円筒形状凹部 18……強磁性体層 20……コア 22……コイル 24……リード線 26,28……フランジ部 30……スリーブ 32,34……チューブ 36……強磁性体材料 38……テーパ部
施例を示す説明図、 第３図は、ハンダ鏝カートリッジとは別個に用いられる
本発明にかかるヒータの構造の一実施例を示す説明図、 第４図は、本発明にかかるコアの構造として用いられる
テーパ付き磁極部材の一実施例を示す説明図である。 ２……チップ ４……ロッド ６……磁性体層 ８……コイル 10……磁気シールド 12……スチールチューブ 14……円錐台状チップ 16……円筒形状凹部 18……強磁性体層 20……コア 22……コイル 24……リード線 26,28……フランジ部 30……スリーブ 32,34……チューブ 36……強磁性体材料 38……テーパ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケビン ラッド アメリカ合衆国 カリフォルニア 94303 パロアルト ミドルフィールドロード 3909‐エー (72)発明者 フィリップ エス カーター アメリカ合衆国 カリフォルニア 94303 パロアルト アイリスウェイ 221番地 (56)参考文献 特開 昭61−108470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−9094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−55088（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】作用部として機能する中空の導電性部材
と、 前記導電性部材の作用部に近い中空内面に裏打ちされた
強磁性体と、 前記強磁性体の内部に配置され、かつ前記強磁性体より
も高い電気抵抗およびキュリー温度を有する磁性体から
なるコアと、 前記コアに巻回されたコイルと、 前記強磁性体をそのキュリー温度近くまで加熱するのに
十分な振幅を有する定電流の交流電源に前記コイルを接
続する手段と、 からなり、前記コアの両端部の外周は、前記強磁性体の
内周面と接触しているか、または磁気回路中に大きな磁
気リラクタンスが生じない微小なエアギャップが形成さ
れるよう構成し、もって、前記コアは、該コアの内側の
磁束を前記強磁性体に強く結び付け、かつ高い磁束密度
を保持するとともに、発熱を最小限になるようにしたこ
とを特徴とする自己温度調節型ヒータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/059,787 US4877944A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Self regulating heater |
| US59,787 | 1987-06-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6448669A JPS6448669A (en) | 1989-02-23 |
| JPH07106449B2 true JPH07106449B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=22025209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63139589A Expired - Lifetime JPH07106449B2 (ja) | 1987-06-08 | 1988-06-08 | 自己温度調節型ヒータ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4877944A (ja) |
| EP (1) | EP0295011B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07106449B2 (ja) |
| AT (1) | ATE83183T1 (ja) |
| CA (1) | CA1311809C (ja) |
| DE (1) | DE3876504T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182427A (en) * | 1990-09-20 | 1993-01-26 | Metcal, Inc. | Self-regulating heater utilizing ferrite-type body |
| DE69230494T2 (de) * | 1991-04-05 | 2000-06-08 | Metcal Inc., Menlo Park | Instrument zum schneiden, koagulieren und abtragen von gewebe |
| US5380989A (en) * | 1992-03-26 | 1995-01-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Inductive heating element with magnetic and thermistor materials |
| US5329085A (en) * | 1992-08-05 | 1994-07-12 | Metcal, Inc. | Temperature self regulating heaters and soldering irons |
| US5964759A (en) * | 1992-10-27 | 1999-10-12 | Ortho Development Corporation | Electroconvergent cautery system |
| US5408072A (en) * | 1994-02-02 | 1995-04-18 | American Hakko, Inc. | Variable temperature high frequency induction heating soldering iron |
| US6939477B2 (en) | 1997-06-06 | 2005-09-06 | Ashland, Inc. | Temperature-controlled induction heating of polymeric materials |
| US20090127253A1 (en) * | 1997-06-06 | 2009-05-21 | Philip Stark | Temperature-controlled induction heating of polymeric materials |
| DE10055467A1 (de) * | 2000-11-09 | 2002-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator |
| CN1575900A (zh) | 2003-07-04 | 2005-02-09 | 白光株式会社 | 焊料加热工具 |
| US7259356B2 (en) * | 2003-11-07 | 2007-08-21 | Delaware Capital Formation, Inc. | Temperature self-regulating soldering iron with removable tip |
| US7608805B2 (en) | 2005-01-14 | 2009-10-27 | Hakko Corporation | Control system for battery powered heating device |
| US9724777B2 (en) * | 2009-04-08 | 2017-08-08 | Hakko Corporation | System and method for induction heating of a soldering iron |
| US8292879B2 (en) | 2009-04-17 | 2012-10-23 | Domain Surgical, Inc. | Method of treatment with adjustable ferromagnetic coated conductor thermal surgical tool |
| US9078655B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-07-14 | Domain Surgical, Inc. | Heated balloon catheter |
| US9107666B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-08-18 | Domain Surgical, Inc. | Thermal resecting loop |
| US9131977B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-09-15 | Domain Surgical, Inc. | Layered ferromagnetic coated conductor thermal surgical tool |
| US9265556B2 (en) | 2009-04-17 | 2016-02-23 | Domain Surgical, Inc. | Thermally adjustable surgical tool, balloon catheters and sculpting of biologic materials |
| US8932279B2 (en) | 2011-04-08 | 2015-01-13 | Domain Surgical, Inc. | System and method for cooling of a heated surgical instrument and/or surgical site and treating tissue |
| CA2868742A1 (en) | 2011-04-08 | 2013-07-18 | Domain Surgical, Inc. | Impedance matching circuit |
| US8858544B2 (en) | 2011-05-16 | 2014-10-14 | Domain Surgical, Inc. | Surgical instrument guide |
| US9526558B2 (en) | 2011-09-13 | 2016-12-27 | Domain Surgical, Inc. | Sealing and/or cutting instrument |
| IN2014MN00995A (ja) | 2011-12-06 | 2015-04-24 | Domain Surgical Inc | |
| US10357306B2 (en) | 2014-05-14 | 2019-07-23 | Domain Surgical, Inc. | Planar ferromagnetic coated surgical tip and method for making |
| CN106141357A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-23 | 刘惠强 | 一种手机维修用恒温型电烙铁 |
| CN114762466A (zh) * | 2019-12-04 | 2022-07-15 | 株式会社旺得未来 | 电子部件的移除方法及其装置 |
| WO2022046414A1 (en) | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Covidien Lp | Electrosurgical instruments, systems, and methods including use of thermal cutting elements |
| WO2022066337A1 (en) | 2020-09-22 | 2022-03-31 | Covidien Lp | Electrosurgical instruments including thermal cutting elements |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2414482A (en) * | 1943-10-18 | 1947-01-21 | Norman Kelso | Electric soldering iron |
| US3651299A (en) * | 1970-06-22 | 1972-03-21 | Continental Can Co | Method for sealing containers using heat activated magnetic sealing compound |
| US4091813A (en) * | 1975-03-14 | 1978-05-30 | Robert F. Shaw | Surgical instrument having self-regulated electrical proximity heating of its cutting edge and method of using the same |
| US4256945A (en) * | 1979-08-31 | 1981-03-17 | Iris Associates | Alternating current electrically resistive heating element having intrinsic temperature control |
| JPS593034B2 (ja) * | 1980-06-18 | 1984-01-21 | トクデン株式会社 | 誘導発熱ロ−ラ装置 |
| JPS593035B2 (ja) * | 1980-09-19 | 1984-01-21 | 神鋼電機株式会社 | 加熱ロ−ラ装置 |
| US4456186A (en) * | 1981-03-09 | 1984-06-26 | Chisso Engineering Co. Ltd. | Electrically heated reactor for high temperature and pressure chemical reactions |
| GB2130860A (en) * | 1982-11-12 | 1984-06-06 | Atomic Energy Authority Uk | Induced current heating probe |
| US4745264A (en) * | 1984-03-06 | 1988-05-17 | Metcal, Inc. | High efficiency autoregulating heater |
| EP0180301B1 (en) * | 1984-10-30 | 1991-11-21 | Metcal Inc. | High efficiency autoregulating heater |
| US4752670A (en) * | 1985-06-25 | 1988-06-21 | Pace Incorporated | Bobbin assembly for a soldering/desoldering device using an etched foil heater |
-
1987
- 1987-06-08 US US07/059,787 patent/US4877944A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-06-03 AT AT88305063T patent/ATE83183T1/de active
- 1988-06-03 DE DE8888305063T patent/DE3876504T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-03 EP EP88305063A patent/EP0295011B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-08 JP JP63139589A patent/JPH07106449B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-08 CA CA000568984A patent/CA1311809C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3876504D1 (de) | 1993-01-21 |
| EP0295011A2 (en) | 1988-12-14 |
| JPS6448669A (en) | 1989-02-23 |
| EP0295011A3 (en) | 1990-05-23 |
| CA1311809C (en) | 1992-12-22 |
| DE3876504T2 (de) | 1993-06-03 |
| US4877944A (en) | 1989-10-31 |
| ATE83183T1 (de) | 1992-12-15 |
| EP0295011B1 (en) | 1992-12-09 |
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