JP7649498B2 - 高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置に関するものである。

高周波誘導加熱ヘッドは、例えば、特許文献１に示すように回路基板のパッド部分に、電子部品を、はんだ付けするものとして活用されている。
前記高周波誘導加熱ヘッドは、加熱部となる磁気ギャップを有するコア体と、このコア体に磁束を供給するコイルと、を備えた構成となっている。
すなわち、回路基板のパッド部に、電子部品の端子部を、はんだ付けする場合には、先ず、回路基板のパッド部に、電子部品の端子部が配置され、次に、前記パッド部と端子部のはんだ付け部に、糸はんだが供給される。
この時、前記回路基板のパッド部、電子部品の端子部、糸はんだは、コア体の磁気ギャップ部内に配置された状態となっており、前記磁気ギャップ部に生ずる磁束によって、前記回路基板のパッド部、電子部品の端子部、糸はんだが誘導加熱され、はんだ付けが行われる。

特開２０１４－１２０６４９号公報

上記特許文献１において、高周波磁気ヘッドは、その一部に磁気ギャップが形成されたコア体と、このコア体に磁束を供給する磁気コイルとを備えた構成となっている。
しかし、同公報に開示するコア体は、その磁気ギャップ部において、第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面とが左右対称形状に配置されている。
このように磁気ギャップ部において、第１、第２の磁気ギャップ端面を左右対称形状にしてあると、はんだ付け出来る被加熱体が限定され、はんだ付け作業の多様性に応えられない場合がある。
この点を、さらに説明すると、例えば、先行文献の様に、線状のリード端子を基板上のパッド部にはんだ付けする場合は、磁気ギャップ内に、前記リード端子、基板上のパッド部、糸はんだを配置することができる場合には、磁気ギャップ間に集中する磁束によって前記リード端子、基板上のパッド部、糸はんだを効率的に加熱することが出来るものの、半田付けすべき物品（例えばリード端子等）が、磁気ギャップよりも大きな場合、この物品を磁気ギャップ部間に配置することが出来ず、結論としてはんだ付け作業を行うことが出来ない。
勿論、その場合には、磁気ギャップ部を広げれば良いとの考えもあるが、磁気ギャップ部を広げると、この磁気ギャップ部における磁束密度が低下し、各部の発熱不足が生じ、結果的に、はんだ付けは出来なくなる。
結論として、磁気ギャップ間に、はんだ付けすべき物品を配置できるものにしか、はんだ付け作業が出来ず、はんだ付け作業の多様性に応えることが出来ない。
そこで、本発明は、はんだ付け作業の多様性に応えることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明に係る高周波誘導加熱ヘッドは、一部に磁気ギャップ部が形成されたループ形状のコア体と、前記コア体に磁束を供給するコイルとを備え、前記コア体は、前記磁気ギャップ部両側に、対として配置された第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面とを有し、前記第１、第２の磁気ギャップ端面のうち一方は、他方よりも、前記ループ形状の外周方向に延長された位置に構成されていることを特徴とする。

ここで、第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面の方向が前記ループ形状のコア体の外周方向に向けて配置されていてもよい。

また、本発明において、第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面の断面積は、コア体の他の部分の断面積より小さく構成されていてもよい。

さらに、本発明の高周波誘導加熱装置は、上記高周波誘導加熱ヘッドと、この高周波誘導加熱ヘッドの磁気ギャップ部に配置される被加熱体を保持する保持手段と、を備えたことを特徴とする。
被加熱体の例としては、回路基板、各種電子部品、コネクター等の多くの物が例として挙げられる。

以上のように本発明に係る高周波誘導加熱ヘッドは、コア体に形成した第１の磁気ギャップ端面と第２の磁気ギャップ端面のうち、一方が他方よりもループ形状の外周方向に延長された位置に有している点に特徴がある。
以上の構成とすると、磁気ギャップ部において、第１の磁気ギャップ端面から第２の磁気ギャップ端面へ、または第２の磁気ギャップ端面から第１の磁気ギャップ端面へと流れる磁束は、第１、第２の磁気ギャップ端面が対向しているものに比較し、ループ状コア体のループ状外周方向に延長された経路を介して他方の磁気ギャップ端面へと到達する状態となる。
つまり、磁気ギャップ部において、ループ状コア体のループ状外周方向（例えば、これを縦方向と表現する）へと広がった磁束経路が形成される。
また、第１、第２の磁気ギャップ端面が左右対称に対向しているものに比較し、磁気ギャップ方向に直交する方向（例えば、これを横方向と表現する）にも、広がった磁束経路を形成することもできる。
その結果、従来では困難であった被加熱体のはんだ付けが行えるようになり、はんだ付けの多様性に応えること出来る。

本発明の各実施形態を説明するために用いた高周波誘導加熱装置の、高周波誘導加熱ヘッド部分を示す斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の正面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の側面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分側面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部を取り除いた斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の分解斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の分解斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部拡大斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部拡大分解斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部拡大分解斜視図である。 本発明の高周波誘導加熱ヘッド部分の一実施形態を示す斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の正面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドのコア体を示す正面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部拡大斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の一部拡大正面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドの作用を示す一部拡大斜視図である。 本発明の高周波誘導加熱ヘッド部分の他の実施形態を示す斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッド部分の斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドを用いてはんだ付け作業を行う例を示す正面図である。 同、はんだ付け作業を行う被加熱体例を示す斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドのコア体の斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドのコア体の斜視図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドのコア体の正面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドのコア体の側面図である。 同、高周波誘導加熱ヘッドの作用を示す一部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
（基本構成の説明）
本発明は、高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置において、特にコア体の形状に特徴を有するものである。
したがって、先ずは、図１～図１０を用い、コア体を備えた高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置について、その基本構成について説明した後に、図１１～図２６を用いて、本発明に係るコア体の特徴について詳細に説明する。
なお、本明細書において、高周波誘導加熱ヘッドは、コア体と、コア体に磁束を供給するコイルと、を備えたものである。
また、高周波誘導加熱装置とは、前記高周波誘導加熱ヘッドと、この高周波誘導加熱ヘッドによって、はんだ付けされる被加熱体を保持する保持手段とを備えたものである。
図１～図４において、高周波誘導加熱ヘッド１は、箱状の本体ケース２を備えている。
本体ケース２の上面２ａ、下面２ｂ、４枚の外周面２ｃの、合計六面は、何れも樹脂で形成され、この本体ケース２の上面２ａには、ＩＨ出力接続コネクター２Ａと、２個の冷却水接続コネクター３が設けられている。
また、本体ケース２の下方には、コア体４と、このコア体４に磁束を供給するコイル５が配置されている。
本体ケース２の内部には、図５～図７に示すようにコンデンサ６が配置され、このコンデンサ６の両側には、それぞれ、コンデンサ６側から外方に向けて、電気水路接続体７、８が設けられている。
これらの電気水路接続体７、８はいずれも銅材によって形成され、当接する物品との電気的な導通が図れる構成となっている。

先ず、電気水路接続体８は、全体的な形状としてはビル状で、その内部には、上下方向に延びる水路（図示せず）が形成され、この水路の上端には、電気水路接続体８の上面において、冷却水接続コネクター３が結合されている。
また、電気水路接続体８内の水路の下端は、図７に示すように、電気水路接続体８の下部で、コンデンサ６側において水路結合部９となっている。
次に、電気水路接続体７は、全体的な形状としては板状であるが、下部の基台部１０の内部には、電気水路接続体８側への横方向から、その後、下方へと延びる水路（図示せず）が形成されている。
そして、電気水路接続体７の水路で、電気水路接続体８側への端部は、図６に示すように水路結合部１１となっている。
また、電気水路接続体７の水路で、下端側への端部は、図７に示すように水路結合部１２となっている。
以上のような構成で、図６、図７に示す金属製のねじ１３、１４を用いて、左右の電気水路接続体７、８ともコンデンサ６の固定部にねじ止めすると、図５に示すように、コンデンサ６の両側に、それぞれ、電気水路接続体７、８が一体化された構成となる。
また、この一体化作業により、左右の電気水路接続体７、８とも、それぞれ、冷却水接続コネクター３、電気水路接続体８内の水路、その水路結合部９、電気水路接続体７の水路結合部１１、電気水路接続体７の水路、水路結合部１２への連続した水路が形成される。
前記コンデンサ６、電気水路接続体７、８の一体化物は、本体ケース２内において、図５の様に下面２ｂ上に保持された状態となっており、冷却水接続コネクター３は、本体ケース２の上面２ａの貫通孔Ａ上に引き出された状態となっている。
また、二つの電気水路接続体７の基台部１０の下面は、本体ケース２の下面２ｂの貫通孔Ｂ部に位置し、それによって、基台部１０の下面の水路結合部１２は、貫通孔Ｂを介して本体ケース２外に臨んだ状態となっている。
そして、二つの基台部１０の下面に、図６、図７のねじ１６で、コア体４と、コイル５が図５の様に結合されている。

具体的に説明すると、先ず、コイル５は、内部に水路が形成された銅パイプによってＵ字状に形成され、その一端側と、他端は、それぞれ、銅材製の前、後のコイルベース１７、１８に結合されている。
前、後のコイルベース１７、１８は、それぞれの上辺に、ねじ１６を貫通させる貫通孔が形成された水平方向のフランジ１７ａ、１８ａが形成され、このフランジ１７ａ、１８ａの貫通孔に、下方からねじ１６を貫通させ、このねじ１６を、電気水路接続体７の基台部１０の下面のねじ穴に螺合させることで、前、後のコイルベース１７、１８は、電気水路接続体７の基台部１０に結合される。
また、コイルベース１７、１８には、それぞれ、上下方向への水路（図示せず）が形成され、コイルベース１７の水路の下端には、コイル５の一端側の水路結合部（図示せず）が連結され、コイルベース１８の水路の下端には、コイル５の他端側の水路結合部（図示せず）が連結されている。
また、コイルベース１７の水路の上端のフランジ１７ａには、図６のごとく水路結合部１９が形成され、コイルベース１８の水路の上端のフランジ１８ａには、図６のごとく水路結合部２０が形成されている。
このため、二つの基台部１０の下面に、図６、図７の金属製のねじ１６で、コイルベース１７、１８を固定すると、二つの基台部１０の下面の水路結合部１２に、コイルベース１７、１８の水路結合部１９、２０が、それぞれ、別々にゴムパッキン１５を介して連結されることになる。
なお、水路結合部９、１１間にも、例えば、図７に示すようなゴムパッキン１５が介在され、水漏れを防ぐ構造となっている。
以上の構成とすることで、一方の冷却水接続コネクター３から、例えば、２５℃の冷却水を流し込むと、その冷却水は、一方の電気水路接続体８内の水路、水路結合部９、一方の電気水路接続体７の水路結合部１１、一方の電気水路接続体７内の水路、水路結合部１２、コイルベース１７の水路結合部１９、コイルベース１７の水路、コイル５の一端側の水路結合部、コイル５の水路、コイル５の他端側の水路結合部、コイルベース１８の水路、コイルベース１８の水路結合部２０、他方の電気水路接続体７の水路結合部１２、他方の電気水路接続体７の水路、他方の電気水路接続体８内の水路、他方の冷却水接続コネクター３へと流れて、そのご、本体ケース２外の冷却部で冷却され、再び、上記一方の冷却水接続コネクター３へと循環される。
なお、コイルベース１７、１８間は、樹脂製の絶縁板２１を介して重ね合わせ、しかも、これら両者を結合するねじ２２は樹脂製で、絶縁性であるので、コイルベース１７、１８間における短絡的な電気的導通は起きない。
また、図５に示す、ＩＨ出力接続コネクター２Ａの一端子と、一方の電気水路接続体８の端子部２３は配線（図面の煩雑化を避けるために図示せず）で接続され、また、ＩＨ出力接続コネクター２Ａの他端子と、他方の電気水路接続体８の端子部２４は配線（図面の煩雑化を避けるために図示せず）で接続されている。
また、コンデンサ６と電気水路接続体７、８も上記金属製のねじ１３、１４による一体化で、電気的に接続された状態となっている。
さらに、コンデンサ６、電気水路接続体７、８、コイルベース１７、１８、コイル５も、電気的に接続された状態となっている。
つまり、ＩＨ出力接続コネクター２Ａからの電源供給を行うと、コンデンサ６とコイル５による共振が発生し、この共振電流が、コイル５に供給され、磁束が発生する状態となる。

次に、この磁束による加熱を行うコア体４について説明する。
コア体４は、図８～図１０に示すように、Ｃの字状の第１のサブコア体２５と、逆Ｃの字状の第２のサブコア体２６の、それぞれの一端側（上端側）を重ね合わせ、前記サブコア体２５、２６の他端側（下端側）間に、隙間による磁気ギャップ２７を形成した構成としている。
つまり、前記コア体４は、Ｃの字状のサブコア体２５と、逆Ｃの字状のサブコア体２６の、それぞれの一端側（上端側）を重ね合わせることで、正面視の状態で、リング状で、リングの一部に、前記磁気ギャップ２７を形成する隙間が形成された構成としている。
そして、リング状のコア体４の内部空間に、コイル５が直線状に貫通した状態となっており、これにより、コイル５で発生した磁束が、コア体４、磁気ギャップ２７に流れる構成となっている。
また、前記サブコア体２５、２６の一端側における重合部には、サブコア体２５、２６を貫通する貫通孔２８を設け、この貫通孔２８に貫通軸としてねじ２９を貫通させ、このねじ２９を開閉軸として、前記磁気ギャップ２７の大きさを可変する構成としている。
また、前記コア体４は、正面視の状態で、外径寸法よりも、表裏方向の板厚寸法が小さい板状とし、この板状のコア体４の表面と、裏面には、それぞれ保護板３０、３１を配置している。
保護板３０は、Ｃの字状の第１のサブ保護板３２と、逆Ｃの字状の第２のサブ保護板３３の一端側（上部側）を重ね合わせるとともに、これらサブ保護板３２、３３の重合部には、サブ保護板３２、３３を貫通す貫通孔３４を設け、この貫通孔３４には、前記貫通軸としてねじ２９が貫通する。
また、保護板３１は、Ｃの字状の第１のサブ保護板３５と、逆Ｃの字状の第２のサブ保護板３６の一端側（上部側）を重ね合わせるとともに、これらサブ保護板３５、３６の重合部には、サブ保護板３５、３６を貫通す貫通孔３７を設け、この貫通孔３７には、前記貫通軸としてねじ２９が貫通する。
つまり、貫通軸としてねじ２９は、サブ保護板３２、３３の貫通孔３４、次に、サブコア体２５、２６の貫通孔２８、その後、サブ保護板３５、３６の貫通孔３７を貫通し、Ｕ字状の熱伝導部材３８のねじ穴３９にねじ込まれることになる。
そして、この構成により、コア体４は、表面も裏面も、熱伝導が可能な状態で、保護板３０、３１で覆われた状態となっている。
また、サブ保護板３２、３３の上部には、サブコア体２５、２６の上面を覆う様に、後方への折り曲部４０が形成され、そこにねじ穴４１を形成している。
さらに、サブ保護板３５、３６の上部には、サブ保護板３２、３３上部の後方への折り曲げ部を覆う様に、前方への折り曲部４２が形成され、そこに貫通孔４３を形成している。
また、サブ保護板３５、３６の上部には外方への取り付け部４４を設け、そこに貫通孔４５を設けている。
貫通孔４３は前後方向への長孔、貫通孔４５は外周方向への長孔となっている。
このような構成で、保護板３１、コア体４、保護板３０を重ね、熱伝導部材３８に保持、固定するのであるが、その方法は、一例として、先ず、保護板３１、コア体４、保護板３０を重ね、貫通孔３４、貫通孔２８、貫通孔３７に棒状の治具（図示せず）を貫通させて、軸合わせをする。
次に、保護板３１の上方からねじ４６を、貫通孔４３を介して保護板３０のねじ穴４１に螺合させ、これによって、コア体４を前後から、保護板３０、３１で挟んだ状態とする。
そして、この様に仮のユニット化されたコア体４、保護板３０、３１から上記棒状の治具を抜き取り、次に、図９の熱伝導部材３８の保持部３８ａに配置し、保護板３１、コア体４、保護板３０の貫通孔３４、貫通孔２８、貫通孔３７にねじ２９を貫通させ、このねじ２９を熱伝導部材３８のねじ穴３９にねじ込む。
また、ねじ４７は保護板３１の貫通孔４５を貫通させ、熱伝導部材３８のねじ穴４８にねじ込む。
この状態で、磁気ギャップ２７の大きさを調整し、最終的に、上記ねじ２９、４７を強く締め付け、これによって保護板３１、コア体４、保護板３０の熱伝導部材３８への保持、固定が完了する。
以上の構成とすれば、熱伝導部材３８に、保護板３１のコア体４とは反対側の面が当接され、熱伝導部材３８と保護板３１間の熱伝導が行いやすい状態となる。
つまり、コイルベース１８が、コイル５を冷却する冷却水で冷却されると、その低温は、銅材製の熱伝導部材３８、銅材製の保護板３１を介して、フェライト材よりなるコア体４の冷却にも活用されることになり、本実施形態では、連続２４時間の稼働をさせても、コア体４の温度を１００℃程度に抑制できることとなった。

本実施形態の高周波誘導加熱ヘッド１は、磁気ギャップ２７部分において、回路基板のパッドに、電子部品の端子部をはんだ付けするものであり、このような、はんだ付け作業が２４時間連続で行えるという事は、生産性を飛躍的に高めることが出来るものとなる。
なお、このような高周波誘導加熱ヘッド１においては、良く知られているように、回路基板のパッド、電子部品の端子部、はんだ等が、被加熱体となるものであり、高周波誘導加熱ヘッド１を用いた高周波誘導加熱装置としては、前記回路基板などを保持する保持手段を設ける必要が有る。
また、本実施形態では、保護板３０、３１は、前記コア体４よりも比透磁率が低く、かつ、前記コア体４よりも電気抵抗値が低い金属材によって構成した。
具体的には、コア体４はフェライト材により形成し、前記保護板３０、３１は銅材、あるいはアルミニウム材により形成した。
コア体４を構成するフェライト材の比透磁率が５０～５０００であるのに対して、保護板３０、３１を銅材やアルミニウム材で構成した場合は、その比透磁率は略１であるので、コア体４を流れる磁束は、専らコア体４内を流れ、保護板３０、３１へと漏洩することは少ない。
しかしながら、本実施形態では、コイル５に１００Ａ程度の大きな高周波電流を流すので、漏れ磁束が磁気ギャップ２７を流れる磁束量に比較して十分に少なくても、コア体４近傍の構成体を十分に加熱、高温化させてしまうこともある。
これに対して本実施形態では、コア体４から漏れ出した磁束は、前記コア体４よりも比透磁率が低い保護板３０、３１を通過し、また、この保護板３０、３１は、前記コア体４よりも電気抵抗値が低い金属材によって構成したものであるので、前記磁束の通過により、渦電流が流れ、この渦電流で、前記保護板３０、３１を通過する磁束とは反対方向の磁束を発生させ、その結果として、前記コア体４から保護板３０、３１を介して漏れ出す磁束量が減少し、これによって、近傍の他の構成体を不用意に加熱することが無くなる。
実験によれば、磁気ギャップ２７から４ｍｍ離れた位置における不用意な加熱を２０％減少、８ｍｍ離れた位置における不用意な加熱を４０％減少させることが出来た。
これにより、本来は加熱するものではない物品が、コア体４からの磁束で不用意に加熱され、それが劣化することが無くなる。
また、磁気ギャップ２７近傍で、本来は加熱する予定の無い物品が、磁束によって不用意に加熱されないので、加熱作業の自由度が向上し、生産性も高まる。
また、漏れ磁束が減少するという事は、磁気ギャップ２７の磁束が増加するという事でもあり、加熱効率を高めることもできる。

なお、保護板３０、３１を銅材で形成した場合、その電気抵抗値は、１．６８×１０^－８Ωｍ、また、保護板３０、３１をアルミニウム材で形成した場合、その電気抵抗値は、２．８３×１０^－８Ωｍで、フェライト材が略絶縁性であるのに対して、極めての電気抵抗値が小さいものである。

また、前記コア体４の外形と、前記保護板３０、３１の外形を、略同一として、このコア体４の正面と、裏面を保護板３０、３１で覆ったので、コア体４に、直接的に、他の物品が衝突するのを保護板３０、３１で保護することが出来、この結果として、コア体４の損傷を抑制することが出来る。
つまり、コア体４は、フェライトで構成されるので、他の物品の衝突や、コア体４自身の落下により損傷を受けやすいものであるが、前記コア体４の外形と、前記保護板３０、３１の外形を、略同一として、このコア体４の正面と、裏面を保護板３０、３１で覆えば、コア体４に、直接的に、他の物品が衝突するのを保護板３０、３１で保護することが出来、この結果として、コア体４の損傷を抑制することが出来るのである。
また、前記保護板３１を銅材で形成した場合の熱伝導は、４０３Ｗ／ｍ・Ｋ、アルミニウム材により形成した場合の熱伝導は、２３６Ｗ／ｍ・Ｋと熱伝導度の良いものであるので、上記コイル５を冷却水で冷却すると、保護板３１を介してコア体４を十分に冷却することが出来るが、コア体４と前記保護板３１間には、例えばシリコーン系グリス等の熱伝導性グリスを介在させると、さらに冷却効果を高めることができる。

なお、上記実施形態では、コア体４を水冷する例を示したが、コア体４を空冷する構成としても良い。
例えば、熱伝導部材３８、保護板３０、３１に空冷用の送風を行っても良い。
また、そのために熱伝導部材３８、保護板３０、３１に放熱フィンを設けても良い。

（実施の形態１）
図１１～図１７は、本発明の特徴である一実施形態を示すものであり、特に、高周波誘導加熱ヘッド１のコア体について説明をするためのものである。
本実施形態は、図１～図１０のコア体４の形状を、図１１～図１７のコア体４Ａに変更したことに特徴を有するものである。
つまり、図１～図１０のコア体４を、図１１～図１７のコア体４Ａに取り換えれば、図１～図１０に示すような高周波誘導加熱ヘッド１と、それを用いた高周波誘導加熱装置が構成できるのである。
先ず、上記図１～図１０では、Ｃの字状のサブコア体２５と、逆Ｃの字状のサブコア体２６を組み合わせてのコア体４を構成したが、本実施形態では、Ｃの字状のサブコア体２５Ａと、逆Ｃの字状のサブコア体２６Ａを組み合わせてコア体４Ａを構成している。
Ｃの字状のサブコア体２５Ａと、逆Ｃの字状のサブコア体２６Ａはフェライト材により形成され、これを組み合わせることで図１４に示すようにリング状のコア体４Ａが構成されている。
また、リング状のコア体４Ａの一部には、磁気ギャップ部２７Ａが形成されている。
そして、この磁気ギャップ部２７Ａにおいて、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａと、サブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａは、ループ形状のコア体４Ａ外周方向に向けて配置している。
また、図１４に示すように、サブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａは、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａよりも、ループ形状のコア体４Ａ外周方向に延長された形状としている。
そして、このような構成においてコア体４Ａのループ内には図１１の様に、コイル５が直線状に貫通した状態となっており、これにより、コイル５で発生した磁束が、コア体４Ａ、磁気ギャップ部２７Ａに流れる構成となっている。
なお、コア体４Ａの保持は、図１～図１０と同じ構成となっている。
図１１～図１７は、上記コア体４Ａ、コイル５等を用いて、回路基板４９上に、被加熱体の一例として用いたパワートランジスタ５０を、はんだ付けする例を示している。
なお、回路基板４９は、一般的な保持手段によって保持された状態となっている。
つまり、このパワートランジスタ５０の接続端子５１は従来と同じように、回路基板４９のスルーホールに、はんだ付けされているものであるが、本実施形態で特徴的なのは、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けすることである。
なお、放熱フィン５２と放熱パターン５３は、はんだ付け性を高めること、熱伝導性を高めることから、例えば銅製となっている。
すなわち、従来は、パワートランジスタ５０を、放熱フィン５２に設けた貫通孔５４を介し、ねじによって放熱パターン５３部分に固定していたが、本実施形態では、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けするものである。
具体的には、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２が覆う放熱パターン５３表面に、クリームはんだを塗布し、その上にパワートランジスタ５０を載せ、この状態で、上記コア体４Ａ、コイル５等を用いて、回路基板４９の放熱パターン５３上に、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２をはんだ付けする。
この時、図１３、図１５、図１６に示すように、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａは放熱フィン５２の上方、サブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａは放熱フィン５２の端面５２ａの側方（つまり、放熱フィン５２外）で、この放熱フィン５２の端面５２ａ近傍の放熱パターン５３上方に、それぞれ配置された状態となっている。
この状態でコイル５に通電すると、図１６に示すように、磁気ギャップ部２７Ａにおいて、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａとサブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａ間に磁束が流れる（コイル５には高周波電流が供給されるので、次の瞬間には、図１６に示す矢印方向は逆になる）。
特徴的なのは、図１６に示すように、磁気ギャップ部２７Ａにおいて、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａとサブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａ間に流れる磁束が、放熱フィン５２だけでなく、その下方のクリームはんだ、放熱パターン５３にも流れるという事である。
本実施形態では、上述のごとく、リング状のコア体４Ａを構成するサブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａと、サブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａは、磁気ギャップ部２７Ａにおいて、ループ形状のコア体４Ａ外周方向に向けて配置している。
また、図１４に示すように、サブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａは、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａよりも、ループ形状のコア体４Ａ外周方向に延長された形状としている。
この結果、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａとサブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａ間に磁束経路は、放熱フィン５２の厚み方向（これを縦方向と表現する）に延びた状態となり、これにより、磁気ギャップ部２７Ａにおいて、サブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａとサブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａ間に流れる磁束が、放熱フィン５２だけでなく、その下方のクリームはんだ、放熱パターン５３にも流れるのである。
図１７は磁束の流れによって形成される渦電流を示している（コイル５には高周波電流が供給されるので、次の瞬間には、図１７に示す矢印方向は逆になる）。
この図１７において理解されるように、放熱フィン５２の上面で、端面５２ａ側には大きな渦電流が流れ、また、放熱フィン５２の端面５２ａにも大きな渦電流が流れ、さらに、放熱フィン５２の端面５２ａ近傍の放熱パターン５３にも大きな渦電流が流れ、その結果、これらの部分は急激に温度上昇し、クリームはんだを溶融させ、これによって、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けすることもできるのである。
また、このような、はんだ付け時において、上記放熱フィン５２の上面で、端面５２ａ側、放熱フィン５２の端面５２ａ、放熱フィン５２の端面５２ａ近傍の放熱パターン５３が温度上昇すると、放熱フィン５２、放熱パターン５３を熱伝導性の良い銅製としたことで、特に、放熱フィン５２、放熱パターン５３が重なった広い部分が急激に温度上昇し、この広いエリアのクリームはんだを溶融させることが出来る。
その結果として、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けすることもできるのである。
また、本実施形態のサブコア体２５Ａの磁気ギャップ端面２５ａ、およびサブコア体２６Ａの磁気ギャップ端面２６ａの幅（図１５の上下方向）は、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２の幅（図１５の上下方向）よりも小さいが、磁束経路を縦方向に伸ばした結果、磁気ギャップ端面２５ａ、２６ａを対向させた場合に比較して、磁束経路が横方向（図１５の上下方向）にも広がることとなり、このことが、図１７に示すように縦方向だけでなく、横方向にも広がる渦電流を生じさせることにつながり、その結果として、パワー半導体５０の広い放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けすることもできることとなったのである。
以上のごとく本実施形態では、従来では困難であった半田付け作業、例えば、パワートランジスタ５０の放熱フィン５２を、回路基板４９の表面側に設けた放熱パターン５３に、はんだ付けすることもでき、はんだ付けの多様性に応えることが出来るようになる。
（実施の形態２）
図１８～図２６は、本発明の他の実施形態を示すものである。
本実施形態は、図１～図１０のコア体４の形状を、図１８～図２６のコア体４Ｂに変更したことに特徴を有するものである。つまり、図１～図１０のコア体４を、図１８～図２６のコア体４Ｂに取り換えれば、図１～図１０に示すような高周波誘導加熱ヘッド１と、それを用いた高周波誘導加熱装置が構成できるのである。
コア体４Ｂ以外の構成は、図１～図１０と同じ構成となっているので、コア体４Ｂ分を中心に説明を行う事で、説明の煩雑化を避け、説明の理解を助ける手法をとる。
先ず、上記図１～図１０では、Ｃの字状のサブコア体２５と、逆Ｃの字状のサブコア体２６を組み合わせてのコア体４を構成したが、本実施形態では、Ｃの字状のサブコア体２５Ｂと、逆Ｃの字状のサブコア体２６Ｂを組み合わせてのコア体４Ｂを構成している。
Ｃの字状のサブコア体２５Ｂと、逆Ｃの字状のサブコア体２６Ｂはフェライト材により形成され、これを組み合わせることで図２４に示すようにリング状のコア体４Ｂが構成されている。
また、リング状のコア体４Ｂの一部には、磁気ギャップ部２７Ｂが形成されている。
そして、この磁気ギャップ部２７Ｂにおいて、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂと、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、ループ形状のコア体４Ｂ外周方向に向けて配置している。
また、図２４に示すように、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂよりも、ループ形状のコア体４Ｂ外周方向に延長された形状としている。
そして、このような構成においてコア体４Ｂのループ内には図１８の様に、コイル５が直線状に貫通した状態となっており、これにより、コイル５で発生した磁束が、コア体４Ｂ、磁気ギャップ部２７Ｂに流れる構成となっている。
また、図２２～図２５に示すように、前記サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂは、このサブコア体２５Ｂの磁気ギャップ部２７Ｂ以外の部分よりも断面積が小さい状態（細い状態）としている。
同じように、前記サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、このサブコア体２６Ｂの磁気ギャップ部２７Ｂ以外の部分よりも断面積が小さい状態（細い状態）としている。
なお、コア体４Ａの保持は、図１～図１０と同じ構成となっている。
次に、図１８～図２６において、５５はレセプタクルコネクタで、このレセプタクルコネクタ５５のケース５６は、図２０に示すように回路基板５７の一面側に配置されている。
また、レセプタクルコネクタ５５の接続端子５８は、図２６に示すように回路基板５７に設けたスルーホール５９を介し、回路基板５７の他面側に突出されている。
なお、レセプタクルコネクタ５５は、良く知られているように、回路基板５７の一面側において、ケース５６に、ピンヘッダー（図示せず）が、着脱自在に結合されるようになっている。
このような使い方をされるレセプタクルコネクタ５５は、その接続端子５８が、回路基板５７のスルーホール５９部分に、はんだ付けされており、このはんだ付けが、本実施形態のコア体４Ｂを用いて行われる。
また、接続端子５８を回路基板５７のスルーホール５９部分に、はんだ付けすることで、回路基板５７の回路パターン（図示せず）と接続端子５８の電気的な接続も行われる。
さて、このようなレセプタクルコネクタ５５には、図１９～図２１に示すように、複数の接続端子５８が例えば、二列に並べて配置され、しかも、列間の間隔５８ａが狭いので、先行文献のように、対向配置されたコア体の端部で接続端子５８を挟んだ状態とすることが出来ない。
そこで本実施形態では図２６に示すように、先ずは、一列目の一本の接続端子５８ごとに、はんだ付けを行い、次に、二列目の一本の接続端子５８ごとに、はんだ付けを行う事とした。
具体的には、図２６に示すように、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂは、二列構成の列間の間隔５８ａ上に配置し、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、はんだ付けする接続端子５８の前記間隔５８ａとは反対側で、回路基板５７から突出する接続端子５８の根元側（回路基板５７はんだ面側）に配置し、この状態で、先行文献と同じように、糸はんだ装置（図示せず）から糸はんだを、はんだ付けしようとする接続端子５８に当てるように供給する。
次に、コイル５に通電すると、図２６に示すように、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂと、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂ間を流れる磁束によって、はんだ付けしようとする接続端子５８、そこに供給されている糸はんだ、はんだ付けしようとする接続端子５８が貫通するスルーホール５９が加熱され、前記糸はんだが溶融し、スルーホール５９内へと流入し、これによって、接続端子５８がスルーホール５９に、はんだによって固定される。
特徴的なのは、図２６に示すように、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂは、二列構成の列間の間隔５８ａ上に配置し、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、はんだ付けする接続端子５８の前記間隔５８ａとは反対側で、回路基板５７から突出する接続端子５８の根元側（回路基板５７はんだ面側）に配置していることである。
つまり、本実施形態では、ループ状コア体４Ｂの磁気ギャップ部２７Ｂにおいて、サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂを、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂよりも、ループ状の外周方向へと延長した構成としているので、図２６のような配置関係にすることが出来るのである。
このため、図２６に示すようにサブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂと、サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂ間に流れる磁束は、はんだ付けしようとする接続端子５８、そこに供給されている糸はんだ、はんだ付けしようとする接続端子５８が貫通するスルーホール５９へと流れ、それらが加熱され、糸はんだを溶融させ、スルーホール５９内へと流入させ、これによって、接続端子５８をスルーホール５９に、はんだによって固定することが出来る（コイル５には高周波電流が供給されるので、次の瞬間には、図２６に示す矢印方向は逆になる）。
つまり、本実施形態では、二列の接続端子５８が狭い間隔５８ａで並んだ状態でも、はんだ付けしようとする接続端子５８、そこに供給されている糸はんだ、はんだ付けしようとする接続端子５８が貫通するスルーホール５９方向（例えば、これを縦方向と表現する）へと広がった磁束経路が形成することができるので、接続端子５８をスルーホール５９に、はんだによって、簡単に電気的に、機械的に接続することが出来るのである。
また、本実施形態でも、磁気ギャップ端面２５ｂ、２６ｂが対向しているものに比較し、磁気ギャップ方向に直交する方向（例えば、これを横方向と表現する）にも、広がった磁束経路が形成されるが、この横方向の磁束の広がりを抑えるために、本実施形態では、前記サブコア体２５Ｂの磁気ギャップ端面２５ｂは、このサブコア体２５Ｂの磁気ギャップ部２７Ｂ以外の部分よりも断面積を小さい状態（細い状態）としている。
同じように、前記サブコア体２６Ｂの磁気ギャップ端面２６ｂは、このサブコア体２６Ｂの磁気ギャップ部２７Ｂ以外の部分よりも断面積を小さい状態（細い状態）としている。
この様にして、先ずは一列目の１本の接続端子５８のはんだ付けが終わると、回路基板５７を保持した基台（保持手段の一例）を移動させ、次の、接続端子５８が磁気ギャップ部２７Ｂに配置された状態とし、これにて次の、はんだ付けが行われる。
そして、一列目の接続端子５８のはんだ付けが全て終了すると、次は、基台を回転させ、二列目の接続端子５８のはんだ付けが順次行われ、すべての接続端子５８の、はんだ付けが全て終了する。
つまり、レセプタクルコネクタ５５を回路基板５７に、はんだ付けにより実装することが出来るのである。
このように、本実施形態では、従来では困難であった半田付け作業、例えば、複数の接続端子が二列で並び、しかも列間の間隔５８ａが狭いレセプタクルコネクタ５５を回路基板５７に、はんだ付けで実装することが出来、はんだ付けの多様性に応えることが出来るのである。

本発明に係る、高周波誘導加熱ヘッドと、それを用いた高周波誘導加熱装置は特定の部位を非接触で加熱できるので、はんだ付け装置などに活用することが出来る。

１ 高周波誘導加熱ヘッド
２ 本体ケース
２ａ 上面
２ｂ 下面
２ｃ 外周面
２Ａ ＩＨ出力接続コネクター
３ 冷却水接続コネクター
４ コア体
４Ａ コア体
４Ｂ コア体
５ コイル
６ コンデンサ
７ 電気水路接続体
８ 電気水路接続体
９ 水路結合部
１０ 基台部
１１ 水路結合部
１２ 水路結合部
１３ ねじ
１４ ねじ
１５ ゴムパッキン
１６ ねじ
１７ コイルベース
１８ コイルベース
１９ 水路結合部
２０ 水路結合部
２１ 絶縁板
２２ ねじ
２３ 端子部
２４ 端子部
２５ サブコア体
２５Ａ サブコア体
２５ａ 磁気ギャップ端面
２５Ｂ サブコア体
２５ｂ 磁気ギャップ端面
２６ サブコア体
２６Ａ サブコア体
２６ａ 磁気ギャップ端面
２６Ｂ サブコア体
２６ｂ 磁気ギャップ端面
２７ 磁気ギャップ
２７Ａ 磁気ギャップ部
２７Ｂ 磁気ギャップ部
２８ 貫通孔
２９ ねじ
３０ 保護板
３１ 保護板
３２ サブ保護板
３３ サブ保護板
３４ 貫通孔
３５ サブ保護板
３６ サブ保護板
３７ 貫通孔
３８ 熱伝導部材
３９ ねじ穴
４０ 折り曲部
４１ ねじ穴
４２ 折り曲部
４３ 貫通孔
４４ 取り付け部
４５ 貫通孔
４６ ねじ
４７ ねじ
４８ ねじ穴
４９ 回路基板
５０ パワートランジスタ
５１ 接続端子
５２ 放熱フィン
５２ａ 端面
５３ 放熱パターン
５４ 貫通孔
５５ レセプタクルコネクタ
５６ ケース
５７ 回路基板
５８ 接続端子
５８ａ 間隔
５９ スルーホール

Claims (3)

1. 一部に磁気ギャップ部が形成されたループ形状のコア体と、前記コア体に磁束を供給するコイルとを備え、
   前記コア体は、前記磁気ギャップ部両側に、対として配置された第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面とを有し、
   前記第１、第２の磁気ギャップ端面のうち一方は、他方よりも、前記ループ形状の外周方向に延長された位置に構成され、
   前記第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面の方向が前記ループ形状のコア体の外周方向に向けて配置されていることを特徴とする高周波誘導加熱ヘッド。
2. 前記第１の磁気ギャップ端面と、第２の磁気ギャップ端面の断面積は、コア体の他の部分の断面積より小さく構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波誘導加熱ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の高周波誘導加熱ヘッドと、この高周波誘導加熱ヘッドの磁気ギャップ部に配置される被加熱体を保持する保持手段と、を備えたことを特徴とする高周波誘導加熱装置。

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