(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ー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
を備えているはんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項２】
請求項１記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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電流変化によって変化させるのに適合しているはんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項３】
請求項１または２記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項５】
請求項４に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項６】
請求項４または５記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
前記制御アセンブリは、前記選択された電流レンジにおける電流の変化の持続時間に応じて前記パワーアセンブリからの出力をブーストするものであるはんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項７】
請求項６項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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電流の変化の持続時間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、前記パワーアセンブリからの出力をブーストする際に、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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
前記パワーアセンブリは、約２００ｋＨｚから６００ｋＨｚの範囲内で出力周波数を提供するのに適合しているはんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載のはんだごての高周波誘導加熱システムにおいて、
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はんだごての高周波誘導加熱システム。
【請求項１２】
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ー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。
【請求項１３】
請求項１２記載のはんだごての制御方法において、
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むはんだごての制御方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載のはんだごての制御方法において、
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はんだごての制御方法。
【請求項１５】
請求項１２から１４の何れか１項に記載のはんだごての制御方法において、
周波数が約２００ｋＨｚから約６００ｋＨｚの範囲内であるはんだごての制御方法。
【請求項１６】
請求項１２から１５の何れか１項に記載のはんだごての制御方法において、
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含むはんだごての制御方法。
【請求項１７】
請求項１２から１６の何れか１項に記載のはんだごての制御方法において、
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はんだごての制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のはんだごての制御方法において、
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はんだごての制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的にはんだごて、より具体的には、はんだごての高周波誘導加熱システムおよび制御方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、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。電気抵抗により、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、磁気損失による、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、キュリー点、或いは、キュリー温度（Ｔｃ）で強磁気特性をなくし、Ｔｃ以上では、ヒステリシス加熱を示さなくなる。他方、こて先がキュリー温度Ｔｃ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】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４７９５８８６
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、キュリー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、なおかつキュリー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。
【０００６】
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ー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。
【０００７】
本発明のその他の側面では、発熱部がキュリー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ー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。
【０００９】
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、キュリー温度近傍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。
【００１０】
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電流変化によって変化させるのに適合している。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
好ましい態様において、前記制御アセンブリは、前記選択された電流レンジにおける電流の変化の持続時間に応じて前記パワーアセンブリからの出力をブーストするものである。
【００１４】
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電流の変化の持続時間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、前記パワーアセンブリからの出力をブーストする際に、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。
【００１５】
好ましい態様において、前記パワーアセンブリは、約２００ｋＨｚから６００ｋＨｚの範囲内で出力周波数を提供するのに適合している。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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ー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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
好ましい態様において、周波数が約２００ｋＨｚから約６００ｋＨｚの範囲内である。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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２】図１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１のパワーアセンブリの中のＤＣ−ＤＣ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４】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５】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６】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７】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−温度特性図である。
【図８】本発明の使用周波数領域を示す電流−供給電源周波数特性図である。
【図９】本発明の一例を示す（有効）電力／電流（実効値）／電圧（実効値）−  時間特性図である。
【図１０】本発明と従来技術とを比較した発熱部の温度−時間特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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：skin effect）、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：proximity effect)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(skin depth）とも呼ばれ（１）式で表される。
【００３１】
0005449328.tif 000002
【００３２】
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＝ＲＩ2ｔ                  （２）
【００３３】
（２）式に、導体の抵抗を求める式Ｒ＝ρ（Ｌ／Ａ）と、Ｐ＝ＲＩ2を用いて、
Ｑ＝Ｐｔ＝ＲＩ2＝ρ（Ｌ／Ａ）Ｉ2ｔ    （３）
但し、Ｑ：熱量 [単位: J]
Ｐ：電力 [単位: W]
Ｒ：抵抗 [単位: Ω]
Ｉ：電流 [単位: A]
ｔ：時間 [単位: sec]
ρ：電気抵抗率 [単位: Ωm]
Ｌ：導体の長さ [単位: m]
Ａ：導体の断面積 [単位: m2]
【００３４】
（１）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。
【００３５】
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１では、比較的高い高周波（例えば１３，５６０ｋＨｚ）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。
【００３６】
他方、発熱部に生じる誘導起電力εは、ファラデーの法則より
ε＝−ｄΦ／ｄｔ              （４）
但し、Φ：全磁束数［単位：Wb］
ｔ：時間［単位：sec］
であるから、（４）式から明らかなように、誘導起電力ε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。
【００３７】
図７に示したように、発熱部の温度がキュリー温度Ｔｃ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μｒ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μr＝５０００がキュリー温度Ｔｃ＝７７０℃を越え、常磁性になると、μr＝１になる。また、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）は、代表値でキュリー温度Ｔｃ＝３３０℃、許容範囲内の組成のバラツキで約３２０℃〜３４０℃位のキュリー温度を持つ。
【００３８】
キュリー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ε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（ΔＴ／Δｔ）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１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。
【００３９】
そのため、特許文献１の構成では、発熱部がキュリー温度Ｔｃよりも充分に低くなる範囲で発熱部を熱的に飽和させ、キュリー温度Ｔｃ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。
【００４２】
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１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１０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。
【００４３】
こて先は、誘導加熱用の発熱部１４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１６に運ばれたとき、発熱部１４に渦電流を誘導する磁界を発生するコイル１６を含む。発熱部１４は、コイル１６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１４の材料により、キュリー温度、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−ニッケル合金（例えば、４２アロイ、４５アロイ、４８アロイ、４５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δを基にした厚さの発熱部１４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５，４０８，０７２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。
【００４４】
図４を参照して、いくつかの実施例のはんだごてこて先１２は、こて先の後部６４に形作られた中心穴６２を含む。誘導加熱コイル１６が穴６２の中に設置されている。誘導加熱コイル１６は、二つの電気リード線が穴６２から外に延びている。ひとつのリード線６６は、高周波電源につながれ、もうひとつのリード線６７は、電流検知器２４に接続されている。誘導加熱コイル１６は、こて先１２の内部に位置し、高周波エネルギーがリード線６６に供給されると、誘導加熱コイル１６を取り巻く加熱層の発熱部１４を加熱する。誘導加熱コイル１６は、取り巻く発熱部１４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１６は、誘電体の絶縁材料で覆われ、周囲の発熱部１４にすぐ隣接して配置される。
【００４５】
発熱部１４の層は、熱伝導銅コア７０に覆われている。これは、発熱部１４の層からワークと接触することを意図されたこて先１２の前方部７２に熱を伝えるのに適合している。熱伝導銅コア７０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７０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７０は、全面を腐食抑制材料７４で覆われうる。腐食抑制材料７４は、熱伝導銅コア７０にメッキされていてもよい。腐食抑制材料７４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１２の後ろの部分６４は、こて先前方部、すなわちこて先１２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７６を含む。
【００４６】
発熱部１４と誘導加熱コイル１６と熱伝導銅コア７０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。
【００４７】
誘導加熱コイル１６に高周波電流が出力され、発熱部１４にジュール熱が生じると、この熱は、熱伝導銅コア７０に伝播し、こて先全体に拡散する。こて先温度は、発熱部１４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。
【００４８】
図１を参照して、パワーアセンブリ１８は、リード線６６を介して誘導加熱コイル１６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１２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。
【００４９】
制御アセンブリ２０は、こて先１２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２０は、温度選択器２２と電流検出器２４からコントロール入力を受信する。温度選択器２２は、制御アセンブリ２０に接続され、はんだごての高周波誘導加熱システム１０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１８から発熱部１４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１で描かれている実施例では、温度選択器２２は、ＬＯＷ、ＭＩＤまたは、ＨＩＧＨ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１２の温度レベルの変更が可能になる。
【００５０】
いくつかの実施例では、動作レベルは、公称温度（normal temperature）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１４のキュリー点（Ｔｃ）でありうる。更なる例として、ＬＯＷ、ＭＩＤ、ＨＩＧＨの設定は、それぞれＴｃマイナス５０℃、Ｔｃ、Ｔｃプラス５０℃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。
【００５１】
発熱部１４がキュリー温度Ｔｃ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俟って、キュリー温度Ｔｃ近傍では、誘導電流によるジュール熱が発生し、こて先温度（発熱部１４）がキュリー温度Ｔｃ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７０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１６での発熱も存在しているため、キュリー温度Ｔｃ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１４がキュリー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、キュリー温度Ｔｃよりも発熱部１４が冷えると、発熱部１４には誘導電流によるジュール熱が直ちに生じ、比較的キュリー温度Ｔｃ近傍に留まり続けることができる。従って、キュリー温度に達するまでこて先に蓄留される熱量や、キュリー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ー温度Ｔｃよりも高い範囲で維持することが可能になる。
【００５２】
このように高周波電力を追加供給して、発熱部１４をキュリー温度Ｔｃの近傍で利用することにより、キュリー温度Ｔｃの近傍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。
【００５３】
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１８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、ＬＯＷ、ＭＩＤ、ＨＩＧＨの設定は、出力電圧をそれぞれ５％低下、０％増加、５％増加に対応できる。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れる。
【００５４】
その他の実施例では、より細かい設定を可能にするため、よりたくさんの個々の設定により、選択肢を多くすることもできる。その他の実施例では、ユーザーが予め決められた範囲で所望の動作温度を直接入力できるように、温度選択器２２は、数字のキーパッドを含んでいてもよい。さらにその他の実施例では、温度選択器２２は、段階的調整と比較して、予め決められた範囲の所望の動作温度の連続した調整を可能にする、可変抵抗または、その他の装置を含んでいてもよい。
【００５５】
図１を再度参照すると、電流検出器２４は、こて先１２のコイル１６の電流のレベルを計るのに適合している。電流検出器２４は、直列の抵抗と、抵抗の間の電圧を測る装置を含みうる。こて先１２を所望温度または、その付近に維持するため、所望の動作温度と測定された電流から決定された温度変化量は、より多くの、または、より少ないパワーを選択的にパワーアセンブリ１８からコイル１６へ提供するため、制御アセンブリ２０で使用される。所望の動作温度は、温度選択器２２からの制御アセンブリ２０により得られる。温度選択器２２でユーザーが行った選択により、所望温度が決定される。
【００５６】
検出器２４で計られる電流は、コイル１６のインピーダンスによって変化する。これは、こて先１２の発熱部１４の磁気特性に依存する。発熱部１４は、キュリー温度Ｔｃ以下では、強磁性であり、キュリー温度Ｔｃ以上では、常磁性である。ゆえに、発熱部１４の温度で磁性は、変化する。別の言い方をすると、発熱部１４の温度は、発熱部１４の磁気特性に影響し、それは、コイル１６のインピーダンスに影響し、つまりは、コイル１６で計測される電流に影響する。
【００５７】
当然、誘導加熱コイルに供給する高周波電流の周波数が高いと、表皮効果により誘導される渦電流は、強磁性体の発熱部１４の極薄い表面のみに限定される。尚且つ、浸透深さは、浅く、渦電流の流れる断面積は、小さいので、発熱部の温度は、より短時間でキュリー温度に達する。このため、こて先の一部に過ぎないこて先内側表面の発熱部１４自体は、短時間で急速に温度を上げるが全体の発熱量は、少なく、全体としてのこて先温度は、低い温度で飽和する。それに対し、供給する高周波電流の周波数が低いと、渦電流は、表面より深く浸透して流れ、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ので、発熱部１４が同じキュリー温度に達するまでの発熱量が多く、こて先温度は、高い温度で飽和する。また、誘導加熱コイルに供給する高周波の電圧を高くすることで、コイルに流れる高周波電流は、大きくなり、必然的に誘導される渦電流も大きくなるので、供給する高周波電圧を変えてもこて先温度は、変わってくる。
【００５８】
また図１を参照すると、制御アセンブリ２０は、電流レンジや値域を定義する複数の参照レベルと計測された電流とを比較するため、複数の比較器２５ａ、２５ｂ、２５ｃを含む。
【００５９】
いくつかの実施例では、参照レベルや電流レンジは、比較器に接続された抵抗２６ａ、２６ｂ、２６ｃの抵抗値による固定値であらかじめ決められていてもよい。比較器は、出力信号を第一回路２８に提供し、それは、比較器から受け取った信号を使用して、測定された電流に対応するレンジを決定する。第一回路２８は、測定された電流に対応するレンジによって、特定のパルス出力を提供する。つまり第一回路は、測定された電流のレベルに依存してパルス出力を調整する。第一回路２８は、集積回路でも、別個の電子部品であっても良い。
【００６０】
パルス出力の調整は、様々な方法で達成できる。例えば、測定された電流が、温度変化量が比較的小さいことを示した場合、パルス出力は、比較的短いパルス幅の連続したパルスを含みうる。つまり、比較的小さい温度変化の場合、パルス出力は、比較的低い負荷サイクル、つまりは、アクティブな状態でいる時間の割合が比較的低い。温度変化量が比較的大きい時は、パルス出力は、比較的長いパルス幅を持った連続したパルスを含みうる。つまり比較的大きい温度変化の場合、パルス出力は、比較的高い負荷サイクルを有する。
【００６１】
制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８からこて先１２に送られる出力周波数を変更するのに適合する、第二回路３０を含む。パワーアセンブリ１８により送られる出力周波数を変更するための制御信号を提供するため、第一回路２８のパルス出力は、第二回路３０で使用される。第二回路３０は、集積回路でも、別個の電子部品であっても良い。
【００６２】
制御アセンブリ２０は、さらに、パワーアセンブリ１８からこて先１２に送られる出力電圧を変更するのに適合する、第三回路３２を含む。第一回路２８からのパルス信号は、パワーアセンブリ１８に送られる出力電圧を変更するための制御信号を提供するため、第三回路３２で使用される。第三回路３２は、集積回路でも、別個の電子部品であっても良い。
【００６３】
いくつかの実施例では、第一回路２８は、測定された電流が第一比較器２５ａで定められた第一電流レンジ内の場合、第一タイプのパルス出力を提供する。もし、測定された電流が第二比較器２５ｂによって定義された第二電流レンジ内であれば、第一回路２８は、第二タイプのパルス出力を提供する。同様に、第一回路２８は、測定された電流が第三比較器２５ｃによって定義された第三電流レンジ内の場合、第三タイプのパルス出力を提供する。
【００６４】
いくつかの実施例では、第一電流レンジは、第二および第三電流レンジとは重複せず、第二電流レンジは、第一電流レンジのみと重複し、第三電流レンジは、第一および第二電流レンジに重複する。このようにすると、測定された電流が第一電流レンジ内の場合、第一回路２８から第二と第三回路３０、３２へは、第一タイプのパルス出力のみが提供される。もし、測定された電流が第二電流レンジ内であれば、第一回路２８から第二回路３０および第三回路３２へは、第一と第二タイプのパルス出力の両方が提供される。同様に、測定された電流が第三電流レンジ内であれば、第一回路２８から第二回路３０および第三回路３２へは、第一、第二、第三タイプのパルス出力が提供される。第一回路２８から提供されたパルス出力の組み合わせは、出力電圧と出力周波数のひとつ、または、両方を調整するために、第二回路３０、第三回路３２により使用される。
【００６５】
その他の実施例では、第一、第二、第三電流レンジは、お互いに重複しない。このようにすると、１回で第一回路２８から提供されるパルス出力は、ひとつのタイプのみになる。例えば、各電流レンジは、温度選択器２２で選択された温度と関連して、発熱部１４の温度変化量に対応できる。例えば、第一電流レンジは、温度選択器２２でユーザーが選択した所望温度（Ｔｄ）から２５℃から５０℃低い温度変化量に対応でき、第二電流レンジは、Ｔｄの約２５℃下から約２５℃上の温度（Ｔ）に対応でき、第三電流レンジは、Ｔｄの２５℃から５０℃高い温度（Ｔ）に対応できる。これは、その他の温度範囲であっても良いことが理解される。
【００６６】
図１の描かれた実施例では、温度選択器２２は、第三回路３２のみが動作するように接続されている。この場合、温度選択器２２で選択された所望の動作温度は、出力電圧レベルのみを調整することで達成される。その他の実施例では、温度選択器２２は、第二、第三回路３０、３２両方が動作するように接続されうる。この場合、出力電圧と出力周波数の両方を調整することで所望の動作温度が達成できる。
【００６７】
引き続き図１を参照すると、パワーアセンブリ１８は、ＡＣ電源３４に接続されている。ヒューズとメインスイッチ３６が電源３４をパワーアセンブリ１８の中の整流器または、ＡＣ−ＤＣコンバーター３８に接続する。メインスイッチは、全体のシステム１０をＯＮ／ＯＦＦするのにユーザーによって操作されうる。ＡＣ−ＤＣコンバーター３８からのＤＣパワーは、一定のＤＣ出力電圧を提供するのに適合したＤＣ−ＤＣコンバーター４０に送られる。
【００６８】
一定ＤＣ出力電圧のレベルは、制御アセンブリ２０の第三回路３２からの制御信号によって決定される。ＤＣ−ＤＣコンバーター４０で提供される一定ＤＣ出力電圧の例を図２Ａに示す。図２Ａでは、ＤＣ出力電圧は、１００％の運転サイクルで表されている。下記に説明されるとおり、いくつかの実施例では、時間ベースの比例制御を実行する場合、運転サイクルは、減る時がある。
【００６９】
次に、一定のＤＣ出力電圧は、ＲＦスイッチング回路４２に送られる。ＲＦスイッチング回路４２は、ＤＣ電圧を、制御アセンブリ２０の第二回路３０からの制御信号によって決められた、出力周波数を提供するのに適合している。ＲＦスイッチング回路４２によって提供される出力波形の例を図２Ｂに示す。いくつかの実施例では、ＲＦスイッチング回路４２は、約１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの出力周波数を提供するように適合している。１００から２００ｋＨｚの範囲の出力周波数だと、コイル１６の抵抗とパワー損失が比較的小さく、コイル１６そのものの抵抗加熱を防ぐ、または、最低限にすることで効率を改善する。
【００７０】
好ましくは、ＲＦスイッチング回路４２は、約２００ｋＨｚから６００ｋＨｚの出力周波数を提供するのに適合する。また、図８に示したように、積極的にキュリー温度Ｔｃ近傍での共振を利用して、大きな渦電流を流し、ジュール熱を高めるに当たり、上述のような範囲（６００ｋＨｚ以下）の出力周波数だと、インピーダンス不整合による影響は少ない。
【００７１】
いくつかの実施例では、コイル１６に比較的高いインピーダンスがあることが望ましい。これは、コイル１６がより高いインピーダンスであれば、より小さい温度による発熱部１４の磁気特性の変化を検知できるからである。コイル１６のインピーダンスを増加させる方法のひとつは、コイルの巻き数を増やすことだが、これは、コイル１６の物理的サイズを大きくする。しかし、手持ち式はんだごてのサイズの制限がコイル１６の巻き数を制限する。巻き数の増加のみでインピーダンスを増加させることは、また、あまり望ましくない。なぜなら、そうすることでコイルの電気抵抗を増加させ、つまりは、熱の形でパワー損失を増加させるからである。
【００７２】
コイル１６のインピーダンスを増加させるもうひとつの方法は、コイルをより大きい出力周波数でパワーすることで、コイル巻き数を増やすことで伴う問題を回避できる。
【００７３】
さらに図１を参照すると、パワーアセンブリ１８は、電源回路４４を含みうる。電源回路は、制御アセンブリ２０の中のいずれの集積回路（ＩＣ）にでも電力を供給するために作られている。集積回路は、通常、こて先１２を加熱するためにＤＣ−ＤＣコンバーターから提供される電圧よりも低い、一定の電圧を必要とする。
【００７４】
パワーアセンブリ１８は、さらに電圧レベル変換４６を含みうる。電圧レベル変換は、図２Ｂの電圧波形を、図２Ｃに表されているような電圧波形に変える。図２Ｂでは、電圧レベルは、中心が０より上にあり、ピーク電圧が図２Ａに表されているＤＣ−ＤＣコンバーター４０で提供されたＤＣ電圧と同じくらいである。図２Ｃでは、電圧レベルは、ゼロボルトレベル、または、その近くが中心となる。つまり、図２Ｃの電圧レベルは、ゼロボルトレベルの上と下を交互にいき、こて先１２の発熱部１４の磁区の素早い反転を誘導し、つまり磁気損失、または、ヒステリシス加熱に結びつく。
【００７５】
パワーアセンブリ１８は、さらに、コイル１６と電圧レベル変換４６の間にインピーダンス整合回路４８を含みうる。インピーダンス整合回路４８は、変成器を用いた回路、ＬＣＲ回路など、適切な回路を選ぶことができ、コイル１６にインピーダンス整合を提供する。このようにすると、電力は、効率的にコイル１６に転送される。実際には、内部抵抗や内部静電容量の存在で、少なからず、ＬＣＲ直並列共振回路になっているので、図８に示したように、反共振点及び共振点の周波数が使用範囲外の高い周波数になるように設定することが好ましい。特に、ＬＣＲ並列回路を用いる場合には、反共振点周波数を実際に使用する周波数より高い周波数になるように設定しておけば、使用周波数範囲内は、広い範囲で適した特性が得られる。
【００７６】
インピーダンス整合回路４８の負荷側（こて部側）は、その構造からある固有のインピーダンスを持つが、電源側（高周波電源供給回路側）は、比較的広い周波数範囲に対応して使用しても、効率が落ちないようにＱ値の小さい、即ち、特定周波数にのみ鋭く共振するのでは無く、大きなＱ値を持ち、幅広い周波数に対応できる整合回路とすることが望ましい。
【００７７】
いくつかの実施例では、図９のような特性をとる。
【００７８】
本実施例では、はんだごての高周波誘導加熱システム１０は、はんだづけ作業中にはんだごてこて先１２の温度が大きく、または、素早く変化した時に補正するための、ブースター機構３３を含む。ブースター機構３３は、たとえば、低い温度をもつ比較的大きいワークピースと触った位置にこて先１２がある場合に好適に温度回復機能を促進する。ブースター機構３３は、物理的に配線されている回路であっても、第一回路にプログラムされている論理的な回路であっても、制御アセンブリ２０の中の、ひとつまたは、それ以上の別々のモジュールまたは、回路に備わっているハードウェアであってもよく、ソフトウェアであってもよい。
【００７９】
図１による実施例には、表１にあるようにブースター機構３３は、温度選択器２２によって設定される選択肢毎に、３つの動作制御モードで制御システムに組み込まれている。
【００８０】
【表１】
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【００８１】
それぞれの動作制御モードは、こて先１２で検知された温度降下の範囲に対応している。各範囲は、予め決められた上限値と下限値で定義されている。ブースター機構３３は、電流検知器２４により温度降下を感知する。
【００８２】
図７を参照して、ブースター機構３３は、具体的には、コイル１６に流れるコイル電流Ｉ1の時間変化を一定時刻毎に検出し、比較器２５ａ〜２５ｃでそのコイル電流Ｉ1の大きさのランクとそのランクの電流値が継続して流れた時間の両方の情報をフィードバックする。ブースター機構３３は、３つの動作制御モードのうち、ひとつの中に当てはまるように温度降下を分類する。ついで、ブースター機構３３は、はんだ付けに必要な熱を供給できるように、第一回路２８から第二、第三回路３０、３２へ提供される高周波電力の周波数と電圧を所定の条件で変更する。この時、温度選択器２２から初期設定したレベルを第１回路２８内のマイコンに取り込み、基準電流の設定レベルから差分を求めて制御する。
【００８３】
図９を参照して、感知された温度降下の評価は、コイル１６に流れるコイル電流Ｉ1（従って供給電力Ｐ）の波形に基づいてなされる。例えば、昇温時の波形は、比較的低い温度から高い温度に急上昇する過程であるため、磁場変化が大きくなることを反映して、ピークが鋭くなっている。これに対して、使用時の波形は、比較的高温（図示の例では、キュリー温度Ｔｃ近傍）で安定しているため、磁場変化の時間割合も小さく、昇温まで時間が長くなっている。従って、ブースター機構３３は、時間と電流の変化の割合に基づいて、感知された温度降下を３つの動作制御モードのうちのひとつの中に当て嵌めることができるようになっている。
【００８４】
パルス幅または、出力レベルによって、第二、第三回路３０、３２は、ＤＣ−ＤＣコンバーター（図２Ａ）からの出力電圧の変化を起こし、また、周波数（図２Ｂ）に変化を起こす。これは、はんだごてこて先１２をできる限り早く所望の温度に戻すためである。
【００８５】
表１は、温度選択器２２が“ＭＩＤ”と表示されうる、ユーザーによって真ん中、または、中くらいの設定に設定されたときのブースター機構の例を提供する。上述したように、この例では、発熱部１４は、キュリー温度Ｔｃまで昇温する。第一回路２８からの出力は、電流の測定により決定された（ａ）動作制御モードと（ｂ）測定電流の変化の持続時間と対応する温度の低下による。初めの要素、表１の（ａ）は、比較器２５から第一回路２８への信号の変化の大きさから決定される。第二要素、表１の（ｂ）は、比較器２５から第一回路２８への信号の変化の持続時間に対応する。第一回路２８は、信号の変化の大きさと、変化の持続時間を決定するのに適合している。
【００８６】
ひきつづき表１を見ると、測定された電流の比較的小さい変化は、「動作制御モード１」に対応する。つまり、パワーアセンブリ１８と制御アセンブリ２０とは、第一回路２８により比較的小さい変化が検出されたとき、「動作制御モード１」にて機能する。この比較的小さい電流の変化が３秒未満続く場合、制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８からの出力電圧レベルと周波数に変化を起こさない。比較的小さい電流の変化が３秒以上続く場合、ブースター機構３３は、パワーアセンブリ１８がこて先１２に出力電圧を増加させるようにする。それは、コイルが所望温度により素早く戻ることを可能にするため、出力要因を変更し、制御アセンブリ２０は、コイル１６にパワーをブーストする。
【００８７】
電流検出２４で測定された比較的中程度の電流の変化は、表１の「動作制御モード２」に対応する。つまり、パワーアセンブリ１８と制御アセンブリ２０とは、第一回路２８により比較的中程度の変化が検出されたとき、「動作制御モード２」にて機能する。この比較的中程度の電流の変化が２秒未満続く場合、制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８からコイル１６への出力電圧レベルと周波数に変化を起こさない。比較的中程度の電流の変化が２秒以上続く場合、制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８がこて先１２に出力電圧を増加させるようにし、それによってコイル１６にパワーをブーストする。
【００８８】
電流検出２４で測定された比較的大きい電流の変化は、表１の「動作制御モード３」に対応する。つまり、パワーアセンブリ１８と制御アセンブリ２０とは、第一回路２８により比較的大きい変化が検出されたとき、「動作制御モード３」にて機能する。この比較的大きい電流の変化が１秒未満続く場合、制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８からコイル１６への出力電圧レベルと周波数に変化を起こさない。比較的大きい電流の変化が１秒以上続く場合、制御アセンブリ２０は、パワーアセンブリ１８がこて先１２に出力電圧と周波数の両方を増加させるようにし、それによってコイル１６にパワーをブーストする。
【００８９】
表１に表されている例では、コイル１６にパワーレベルでブーストさせるのに必要な時間は、電流検出器２４によって計測された電流変化のレベルとは、逆に変化する。つまり、測定された電流の変化が増加するにつれ、必要な時間は、減少する。
【００９０】
測定された電流の変化が比較的小さい、中程度、大きいというのを決定するための実際の閾値のレベルは、こて先１２のタイプと、はんだごてを使用して行われるはんだ付け作業のタイプに依存しうることが理解される。いくつかの実施例では、小、中、大の温度降下を定義する測定電流の閾値は、温度選択器２２を使用して調整できる。
【００９１】
ブーストが開始されるのに必要な時間は、こて先１２のタイプと、はんだごてを使用して行われるはんだ付け作業のタイプによって、表１で表されているものと異なりうることが理解される。例えば、より強力なパワーブーストは、大きい温度降下が０．５秒以上の時、中程度の温度降下が１秒以上の時、小さい温度降下が１．５秒以上のときに開始されうる。いくつかの実施例では、ブーストを開始するための時間は、温度選択器２２を使用して調整するようにしてもよい。例えば、温度選択器を高いほうに変更（つまり、「低」から「中」や、「中」から「高」へ）するのは、いくつかの実施例においては、ブーストを開始する時間を短くし、それによって温度降下に対してより速い応答を可能にする。
【００９２】
また、パワーアセンブリの効果も、こて先１２のタイプと、はんだごてを使用して行われるはんだ付け作業のタイプによって、表１に表されているものと異なりうる。例えば、中程度の温度降下用のパワーブーストは、いくつかの実施例では、パワーアセンブリ１８に出力電圧と周波数の両方を増加させうる。いくつかの実施例では、パワーブーストになった時のパワーアセンブリへの効果は、温度選択器２２を使用して調整できる。例えば、温度選択器２２を「中」から「高」にかえると、いくつかの実施例では、パワーアセンブリ１８を中程度の温度降下でパワーブーストになっているときに、出力電圧と周波数の両方を増加させうる。ゆえに、こて先温度変化への応答として、はんだごての特性の変化を調整する方法を温度選択器２２は、提供することが理解される。
【００９３】
図１０を参照して、電源が投入され、パワーアセンブリ１８からこて先１２のコイル１６に高周波電流が供給されると、発熱部１４に流れる渦電流によって、ジュール加熱が生じ、発熱部１４の温度が上昇する。この初期の上昇時は、低温から急激な温度変化を伴うので、磁場変化も大きくなり、ジュール熱も急速に上昇する。そのため、発熱部１４は、こて先１２の熱が飽和するまで、昇温し続ける。図示の例では、こて先温度は、キュリー温度Ｔｃを僅かに越えた範囲で飽和する。
【００９４】
昇温したはんだごてが使用されると、こて先１２からワークに熱が伝達され、こて先１２の温度が低下する。この温度降下は、電流検出器２４で検出され、第１回路２８によって温度降下と判定される。こて先温度が低下し、発熱部１４がキュリー温度Ｔｃよりも低くなると、ブースター機構３３は、表１の態様に従って、ブーストする。この結果、低下した発熱部１４は、ブースター機構３３を使用しない場合の昇温よりも速く昇温し、キュリー温度Ｔｃまで上昇する。このとき、発熱部１４に電力が追加され、増大した過渡的なピーク電流が流れ（図７参照）、発熱部１４の昇温は、さらに加速される。この結果、図１０のＴWEに示したように、実施形態では、はんだごての使用時に温度降下が生じても、小刻みな加熱を繰り返しながら、所期の温度に上昇するため、全体的な温度降下ＤＴEは、小さくなる。これに対して、従来技術の特性では、図１０のＴWPに示したように、ブースト機能がないため、この温度レンジで昇温アシストを図ったとしても、全体的な温度降下ＤＴPは、大きくなり、昇温にも時間がかかることになる。
【００９５】
第二、第三回路３０，３２が、いつ電圧と周波数を調整すべきかを認識するのを可能にするために、第一回路２８からの出力は、パルス幅以外の方法も使用しうる。例えば、図９に示すように、電圧Ｅのレベルは、こて先温度のドロップが比較的小さい、中程度、または、大きいかを示すのにも使用できる。なお、図９において、電流Ｉ、電圧Ｅは、何れも実効値である。
【００９６】
いくつかの実施例では、電圧は、電流検出器２４で検出された電流の変化と比例して調整される。例えば、電流での大きな変化は、大きなこて先温度降下に対応し、比例的に大きな電圧レベルが誘導加熱コイル１６に提供されることを引き起こす。つまり、図２Ｃのピークとピーク間の電圧が比例的に増加される。こて先温度の小さいドロップに対応する電流の小さい変化は、コイル１６に比例的に小さい電圧レベルが提供されることを引き起こす。つまり、図２Ｃのピーク−ピーク間電圧が比例的に減少する。
【００９７】
いくつかの実施例では、時間に基づいた比例出力が実行されうる。前に述べたように、ＤＣ−ＤＣコンバーター４０は、ＤＣ出力電圧を一定電圧レベルで提供する。時間ベースの比例出力では、一定ＤＣ出力電圧の運転サイクルが測定された電流の変化によって比例的に変化する。例えば、運転サイクルは、温度降下が検出されていないときに７０％で、小さい温度降下が検出されたときは、図３Ａに表されているように運転サイクルは、８０％で、中程度の温度降下が検出されたときは、図３Ｂに表されているように運転サイクルは、１００％であってよい。この例では、小さい温度降下が検出された時コイル１６は、８０％の時間、電力が提供されていて、これは、温度降下がない場合と比べて１０％の増加であり、中程度の温度降下が検出されたときは、１００％の時間の電力が提供される。
【００９８】
いくつかの実施例では、運転サイクルは、温度選択器２２を使用して調整されうる。例えば、温度選択器２２が「高」から「低」に動いた時、運転サイクルは、前述の運転サイクル率から、小さい温度降下の時運転サイクル率７０％、中程度の温度降下の時９０％、に変更されうる。その他の実施例では、その他の運転サイクル率が実行されうることが理解される。
【００９９】
図１を再度参照すると、ステータス表示５０が比較器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、に接続されうる。ステータス表示５０は、別々のＬＥＤ５２がそれぞれの比較器につながっていても良い。ＬＥＤは、別々の電流レベル範囲に対応する。ＬＥＤの光は、ユーザーに、こて先１２の動作状態の可視表示を提供する。いくつかの実施例では、１回の時には、ひとつのＬＥＤのみが光る。例えば、測定された電流レベル範囲に対応するＬＥＤのみが光りうる。そのほかの実施例では、ＬＥＤのどのようなコンビネーションであっても進歩的な方法で発光し得る。
【０１００】
出力ポート５２は、ステータス表示５０に接続されうる。これは、出力ポート５２と連絡した外部機器（図示なし）により、こて先１２の動作状態がモニタされ、時間とともに記録されることを可能にするためである。出力ポート５２は、外部接続のコネクタとあう電気コネクタであってもよい。出力ポート５２は、外部機器に無線信号や光信号などのワイヤレス方式によってデータを転送する手段を含みうる。こて先１２の使用状態についてのデータは、記録され、効率と作業生産品質を改善するための生産ワークフローを評価するのに使用できる。
【０１０１】
その他の実施例では、ステータス表示５０と比較器２４ａ、２４ｂ、２４ｃとをつなぐ電線に沿って、スムージングプロセッサ（滑らかにする処理機構）が配置されている。スムージングプロセッサは、誘導加熱コイル１６の検出された電流の小さな変動により起こりうる、ステータス表示のちらつきをなくすために適合している。
【０１０２】
取り巻く発熱部１４の組成は、所望の動作温度に対する、組成のキュリー点付近に基づいて選択されうる。はんだづけの用途のためには、取り巻く発熱部１４は、鉄ニッケル合金からなる。出願人は、特定の鉄ニッケル合金がはんだ付け用途に最適なキュリー点をもつことをみつけた。
【０１０３】
次に図５を参照すると、磁気誘導こて先１２は、誘導加熱コイル１６を含み、片方のリード線が高周波電源１８に接続され、もう片方のリード線がコイル１６の電流のレベルを測定するのに適合した電流検知回路２４に接続されている。電流のレベルは、直列の抵抗Ｒ0を横切った電圧により表され、増幅器８８で増幅されて出力リード線８９を通して制御アセンブリにＶセンサーとして転送される。いくつかの実施例では、制御アセンブリは、図１に表されるように構成されている。
【０１０４】
次に図６を参照すると、磁気誘導こて先１２は、内部の誘導加熱コイル１６を含み、ひとつの端子が高周波電源１８に接続され、もうひとつの端子が電流検知器２４の一部分である外部コイルＬ１に接続されている。電流検知器２４は、誘導加熱コイル１６を通る電流のレベルを計測する。電流のレベルは、外部コイルＬ１によって、感知コイルＬ２に誘導された電圧によって表される。誘導された電圧は、増幅器８８によって増幅され、Ｖセンサーとして、出力端子８９から制御アセンブリに転送される。いくつかの実施例では、制御アセンブリは、図１に表されるように構成されている。
【０１０５】
発明の様々な具体例な形状が描かれ、説明されてきたが、本発明の範囲から外れることなく、様々な変更が可能であることは、明らかである。例えば、当業者によってはんだごてのこて先、その他の発熱部１４の層の形状、その他の電流検知回路が本発明のはんだごての高周波誘導加熱システムと方法に使用されうることが認識される。更なる例として、その他のはんだづけ、はんだ除去のこて先形状が本発明の範囲であり、のみ型（Ｄ型）、ナイフ型こて先、ツイーザーこて先、はんだをワークから取り除くための吸取チューブを含む形状を含むが、それに限られることは、ない。また、開示された実施例の特定の特徴や側面の様々な組合せや副組合せは、本発明の様々なモードを形づくるため、組合せたり、お互いに置き換えたりすることが意図される。ゆえに、本発明は、添えられたクレームによる以外に制限されるものとは、意図されない。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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