BR102018005572A2

BR102018005572A2 - método de fabricação de reator e dispositivo de aquecimento

Info

Publication number: BR102018005572A2
Application number: BR102018005572-0A
Authority: BR
Inventors: Fumiki Tanahashi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2018-11-06
Also published as: US20180286580A1; CN108666123B; RU2676753C1; US10903000B2; CN108666123A; JP6677204B2; JP2018166189A; DE102018204562A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um método de fabricação de um reator (2), que inclui: montagem de uma bobina do reator (4) no primeiro segmento do núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b), e colocação do primeiro segmento de núcleo (3a) e do segundo segmento de núcleo (3b) face a face, com um adesivo termoendurecido não curado (6) imprensado entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b); colocação de um núcleo de aquecimento (12) de tal modo que uma extremidade do núcleo de aquecimento (12) esteja enrolada virada para o primeiro segmento de núcleo (3a), e a outra extremidade do núcleo de aquecimento (12) esteja faceada para o segundo segmento de núcleo (3b); produção de calor no primeiro segmento de núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b) por um fluxo magnético alternado, e união do primeiro segmento de núcleo (3a) e do segundo segmento de núcleo (3b) por um aumento da temperatura e cura do adesivo termoendurecível (6).

Description

(54) Título: MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE REATOR E DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO (51) Int. Cl.: B29C 65/04; B29C 65/48; H01F 41/02.

(52) CPC: B29C 65/04; B29C 65/4835; H01F 41/02.

(30) Prioridade Unionista: 28/03/2017 JP 2017-063768.

(71) Depositante(es): TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.

(72) lnventor(es): FUMIKI TANAHASHI.

(57) Resumo: A presente invenção refere-se a um método de fabricação de um reator (2), que inclui: montagem de uma bobina do reator (4) no primeiro segmento do núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b), e colocação do primeiro segmento de núcleo (3a) e do segundo segmento de núcleo (3b) face a face, com um adesivo termoendurecido não curado (6) imprensado entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b); colocação de um núcleo de aquecimento (12) de tal modo que uma extremidade do núcleo de aquecimento (12) esteja enrolada virada para o primeiro segmento de núcleo (3a), e a outra extremidade do núcleo de aquecimento (12) esteja faceada para o segundo segmento de núcleo (3b); produção de calor no primeiro segmento de núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b) por um fluxo magnético alternado, e união do primeiro segmento de núcleo (3a) e do segundo segmento de núcleo (3b) por um aumento da temperatura e cura do adesivo termoendurecível (6).

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE REATOR E DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção [001] Uma tecnologia a ser descrita pela presente especificação refere-se a um método de fabricação de reator e a um dispositivo de aquecimento que é usado em reatores de produção.

2. Descrição da Técnica Relacionada [002] É conhecido um reator do qual um núcleo, em torno do qual uma bobina é enrolada, é dividido em uma pluralidade de segmentos de núcleo. Tais segmentos do núcleo são por vezes unidos com um adesivo termoendurecível. Por exemplo, a Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2007-335523 (JP 2007-335523 A) e a Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2014-33039 (JP 2014-33039 A) descrevem uma técnica relacionada à união de segmentos do núcleo usando um adesivo termoendurecível. A técnica do JP 2007335523 A envolve as seguintes etapas: Uma bobina é montada sobre dois segmentos de núcleo, e os dois segmentos do núcleo são colocados face a face, com um adesivo termoendurecido não curado imprensado entre eles. Esta montagem de dois segmentos de núcleo e a bobina é aquecida com um aquecedor para permitir que o adesivo termoendurecível sofra um aumento de temperatura e cure. À medida que o adesivo termoendurecível cura, os dois segmentos do núcleo são ligados entre si. Quando a montagem é assim aquecida com um aquecedor, a bobina também é aquecida. Para distinguir a bobina do reator de uma bobina de aquecimento de alta frequência (a ser descrita mais tarde) que aquece o reator, a primeira será a seguir denominada bobina do reator. A bobina de aquecimento de alta frequência será citada simplesmente como uma bobina de aquecimento.

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2/20 [003] O documento JP 2014-33039 A descreve uma técnica para unir segmentos de núcleo ao mesmo tempo em que suprime o aumento de temperatura de uma bobina do reator. Esta técnica envolve as seguintes etapas: Uma bobina de reator é montada sobre dois segmentos de núcleo, e os dois segmentos do núcleo são colocados face a face, com um adesivo termoendurecido não curado imprensado entre eles. Esta montagem dos dois segmentos do núcleo e a bobina do reator é disposta dentro de uma bobina de aquecimento. Uma corrente alternada é aplicada à bobina de aquecimento, de modo que o fluxo magnético alternado resultante produz calor nos segmentos do núcleo. O calor produzido nos segmentos do núcleo permite que o adesivo termoendurecível sofra um aumento de temperatura e cure. Como resultado, os dois segmentos do núcleo são unidos. Na técnica de JP 2014-33039 A, é selecionada uma tal frequência que a velocidade do aumento da temperatura dos segmentos do núcleo devido ao fluxo magnético alternado resultante é superior à taxa do aumento de temperatura da bobina do reator. Por conseguinte, a técnica de JP 201433039 A pode permitir que o adesivo termoendurecível sofra um aumento de temperatura e cure pelo calor produzido nos segmentos do núcleo, ao mesmo tempo em que suprime o aumento de temperatura da bobina do reator.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] Na técnica de JP 2014-33039 A, a bobina de aquecimento não possui um núcleo. Portanto, o campo magnético gerado pela bobina de aquecimento se espalha para um espaço que envolve a bobina de aquecimento. Parte do fluxo magnético alternado gerado pela bobina de aquecimento passa pelo enrolamento da bobina do reator. Este fluxo magnético que passa através do enrolamento da bobina do reator provoca uma corrente de Foucault e produz calor no enrolamento. Assim, a técnica de JP 2014-33039 A não pode evitar o calor sendo

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3/20 produzido no enrolamento da bobina do reator devido ao fluxo magnético que o atravessa. Existe uma margem para melhoria no método de união dos segmentos do núcleo de um reator usando uma bobina de aquecimento (método de fabricação do reator). A presente especificação proporciona um método de fabricação melhorado de um reator e um dispositivo de aquecimento adequado para este método de fabricação.

[005] Um aspecto exemplificativo da invenção é um método de fabricação de um reator. O reator inclui um primeiro segmento de núcleo e um segundo segmento de núcleo. O método de fabricação inclui: montagem de uma bobina de reator no primeiro segmento do núcleo e no segundo segmento do núcleo e colocação do primeiro segmento do núcleo e do segundo segmento do núcleo face a face, com um adesivo termo-endurecido não curado imprensado entre o primeiro segmento do núcleo e o segundo segmento do núcleo; colocação de um núcleo de aquecimento de tal modo que uma extremidade do núcleo de aquecimento em torno do qual uma bobina de aquecimento está enrolada esteja faceada para o primeiro segmento de núcleo, e a outra extremidade do núcleo de aquecimento faceie o segundo segmento de núcleo; produzindo calor no primeiro segmento do núcleo e no segundo segmento do núcleo por um fluxo magnético alternado, sendo o fluxo magnético alternado gerado em um circuito magnético fechado que se estende através do núcleo de aquecimento, o primeiro segmento de núcleo, o segundo segmento de núcleo, e o adesivo termoendurecível através da aplicação de uma corrente alternada à bobina de aquecimento; e ligando o primeiro segmento do núcleo e o segundo segmento do núcleo por meio de um aumento da temperatura e cura do adesivo termoendurecível. De acordo com este método de fabricação, quase todo o fluxo magnético gerado pela bobina de aquecimento passa através do circuito magnético fechado que se estende através do núcleo de aquecimento, o primeiro segmento do núcleo, o

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4/20 segundo segmento de núcleo, e o adesivo termoendurecível. Por conseguinte, é possível produzir calor nos segmentos do núcleo e unir os segmentos do núcleo ao mesmo tempo em que suprime o aumento de temperatura da bobina do reator.

[006] Uma área de uma interface de união entre o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo pode ser menor do que cada uma das áreas de uma região do núcleo de aquecimento que faceie o primeiro segmento de núcleo e uma área de uma região do núcleo de aquecimento que faceie o segundo segmento do núcleo. Quanto menor a área através da qual o fluxo magnético passa, maior a densidade do fluxo magnético, o que significa uma maior quantidade de calor produzido por unidade de área. Quando as regiões do núcleo de aquecimento que faceiam os segmentos do núcleo são grandes, as temperaturas dos segmentos do núcleo na vizinhança do limite entre o núcleo de aquecimento e os segmentos do núcleo aumentam lentamente, e, enquanto isso, as temperaturas dos segmentos do núcleo na proximidade de uma parte de união entre eles podem ser elevadas rapidamente.

[007] Uma frequência da corrente alternada pode ser uma frequência de tal modo que uma perda no núcleo de aquecimento seja menor que uma perda em cada um do primeiro segmento de núcleo e do segundo segmento de núcleo; e à medida que a corrente alternada da frequência flui através da bobina de aquecimento, a perda do núcleo de aquecimento devido à histerese magnética e uma corrente de Foucault pode ocorrer no primeiro segmento do núcleo e no segundo segmento do núcleo. Quando uma corrente alternada é aplicada à bobina de aquecimento, ocorrem no primeiro segmento do núcleo e no segundo segmento do núcleo, uma perda (perda de ferro) por histerese magnética e uma corrente de Foucault. A quantidade de calor produzida por unidade de área do núcleo é atribuível a uma perda no nú

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5/20 cleo. A área da unidade neste documento significa uma área da unidade ortogonal ao fluxo magnético que passa. A perda no núcleo depende do material do núcleo e da frequência da corrente aplicada. Ao selecionar tal material do núcleo de aquecimento e tal frequência da corrente alternada, a perda no núcleo de aquecimento torna-se relativamente pequena e pode reduzir a perda no núcleo de aquecimento, de modo que a energia magnética possa ser efetivamente usada para produzir calor nos segmentos do núcleo.

[008] Uma extremidade do núcleo de aquecimento pode ser disposta adjacente a uma parte de união entre o primeiro segmento do núcleo e o segundo segmento do núcleo; e a outra extremidade de núcleo de aquecimento pode estar disposta adjacente à porção de união entre o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo. Esta configuração pode reduzir o comprimento do circuito magnético fechado, incluindo a parte de união (adesivo termoendurecível) e aumentar a quantidade de calor produzida na proximidade da parte de união. Como resultado, o adesivo termoendurecível pode ser aquecido de forma mais eficaz.

[009] Uma parte de união entre o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo pode estar localizada dentro da bobina do reator. Quando a porção de união está localizada dentro da bobina do reator, um aquecedor não pode aquecer a parte de união sem também aquecer a bobina do reator. Assim, a temperatura da bobina do reator aumenta. A técnica de JP 2014-33039 A não pode evitar a produção de calor na bobina do reator à medida que um fluxo magnético passa através do enrolamento da bobina do reator e ocorre uma corrente de Foucault. Assim, a temperatura da bobina do reator aumenta. Em contraste, o método de fabricação do reator descrito pela presente especificação passa um fluxo magnético para a parte de união através dos segmentos do núcleo do reator, de modo que a maior parte do fluxo

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6/20 magnético não passa pelo enrolamento da bobina do reator. Por conseguinte, o método de fabricação do reator descrito pela presente especificação pode aquecer eficientemente a parte de união (adesivo termoendurecível), mesmo quando está localizado dentro da bobina do reator, enquanto suprime o aumento de temperatura da bobina do reator.

[010] Um aspecto exemplificativo da invenção é um dispositivo de aquecimento que une em conjunto um primeiro segmento de núcleo e um segundo segmento de núcleo de um reator com um adesivo termoendurecível. O primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo são colocados de tal forma que o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo se faceiam um com o outro com o adesivo termoendurecível imprensado entre o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo. O dispositivo de aquecimento inclui: um núcleo de aquecimento tendo uma extremidade do núcleo de aquecimento faceada para o primeiro segmento de núcleo e a outra extremidade do núcleo de aquecimento voltada para o segundo segmento de núcleo; uma bobina de aquecimento enrolada em torno do núcleo de aquecimento; e um controlador configurado para aplicar uma corrente alternada à bobina de aquecimento de modo que um fluxo magnético alternado seja gerado em um circuito magnético fechado que se estende através do núcleo de aquecimento, o segmento do primeiro núcleo, o segundo segmento do núcleo e o adesivo termoendurecível, quando o núcleo de aquecimento está voltado para o primeiro segmento de núcleo e um segundo segmento de núcleo.

[011] Os detalhes e outras melhorias da técnica descrita pela presente especificação serão descritos em Descrição Detalhada das Concretizações abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [012] As características, vantagens e significado técnico e industrial de concretizações exemplificativas da invenção serão descritas a

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7/20 seguir com referência aos desenhos anexos, em que números semelhantes indicam elementos semelhantes, e em que:

[013] A FIGURA 1 é uma vista em perspectiva explodida de um reator;

[014] A FIGURA 2 é uma vista em perspectiva do conjunto do reator em um dispositivo de aquecimento de alta frequência;

[015] A FIGURA 3 é uma vista em planta do conjunto do reator em um dispositivo de aquecimento de alta frequência;

[016] A FIGURA 4 é uma vista em perspectiva de um segmento de núcleo do reator e um núcleo de aquecimento;

[017] A FIGURA 5 é um gráfico que mostra as características de perda do segmento do núcleo e do núcleo de aquecimento;

[018] A FIGURA 6 é uma vista em perspectiva do conjunto do reator em outro dispositivo de aquecimento de alta frequência;

[019] A FIGURA 7 é uma vista em planta do conjunto do reator no mesmo dispositivo de aquecimento de alta frequência;

[020] A FIGURA 8 é uma vista em perspectiva de um reator de bobina dupla e o dispositivo de aquecimento de alta frequência; e [021] A FIGURA 9 é uma vista lateral do reator de bobina dupla e do dispositivo de aquecimento de alta frequência.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES [022] Um método de fabricação de um reator de uma concretização será descrito com referência aos desenhos. Primeiro, será descrito um reator 2 que é um exemplo do reator fabricado pelo método de fabricação da concretização. A figura 1 é uma vista em perspectiva explodida do reator 2. O reator 2 inclui dois segmentos de núcleo em forma de E 3a, 3b e uma bobina 4. Os segmentos de núcleo 3a, 3b serão coletivamente citados como um núcleo de reator 3. Os dois segmentos de núcleo 3a, 3b têm a mesma forma. Os segmentos de núcleo 3a, 3b estão dispostos de modo que as superfícies de extremi

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8/20 dade dianteiras 33, 34 de três partes retas 32, 31 que se estendem paralelamente uma à outra de um segmento de núcleo se faceiem às do outro segmento de núcleo, com as partes centrais retas 31 passadas através de um interior da bobina 4.

[023] As superfícies de extremidades dianteiras 33 das peças retas, direita e esquerda 32 do segmento de núcleo 3a estão ligadas com aquelas do segmento de núcleo 3b. Em outras palavras, as superfícies da extremidade dianteira 33, constituem interfaces de união entre os dois segmentos de núcleo 3a, 3b. As superfícies de extremidades dianteiras 33 das peças retas direita e esquerda 32 (interfaces de união) dos dois segmentos de núcleo 3a, 3b são ligadas em conjunto com um adesivo termoendurecível e, portanto, os dois segmentos de núcleo 3a, 3b são unidos em um núcleo de reator 3. Das três partes retas 32, 31 que se prolongam paralelamente uma à outra, a parte direta central 31 é mais curta do que as peças retas direita e esquerda 32. Quando os dois segmentos de núcleo 3a, 3b estão ligados entre si, é deixada uma abertura entre as superfícies de extremidades dianteiras 34 das partes retas 31 dos dois segmentos de núcleo 3a, 3b. Este espaço é fornecido para evitar a saturação magnética do reator 2.

[024] Os segmentos de núcleo 3a, 3b são produzidos por compactação de um pó de um material ferromagnético, tal como ferrita, com uma resina. A bobina 4 é um enrolamento de costado de um fio de cobre retangular com um revestimento isolante. Os sinais de referência 41, 42 indicam linhas de liderança da bobina 4. Os métodos convencionais podem ser adotados para o método de fabricação dos segmentos de núcleo 3a, 3b e o método de fabricação da bobina 4 e, portanto, a descrição detalhada desses métodos de fabricação será omitida.

[025] Os segmentos de núcleo 3a, 3b oferecem as seguintes vantagens na fabricação do reator 2. O núcleo do reator 3 possui uma es

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9/20 trutura em que ambas as extremidades da parte do núcleo do reator 3 que é passada através da bobina estão conectadas entre si fora da bobina. A adoção dos segmentos de núcleo 3a, 3b torna possível formar a bobina 4 com antecedência e depois montar a bobina 4 nos segmentos de núcleo 3a, 3b. A adoção de tal método de fabricação pode reduzir o custo de fabricação do reator.

[026] O método de fabricação do reator descrito pela presente especificação é caracterizado pelo método de união dos segmentos de núcleo 3a, 3b. Este método de união dos segmentos de núcleo 3a, 3b será descrito. Conforme descrito acima, os segmentos de núcleo 3a, 3b são ligados em conjunto com um adesivo termoendurecível (resina termoendurecível). Antes de curar o adesivo termoendurecível, a bobina 4 é montada nos segmentos de núcleo 3a, 3b. Em seguida, os segmentos de núcleo 3a, 3b são dispostos aproximadamente face a face, com um adesivo 6 termoendurecível não curado imprensado entre as superfícies de extremidade dianteiras 33 (interfaces de união). O conjunto da bobina 4 e os segmentos de núcleo 3a, 3b (o reator 2 com os segmentos de núcleo não ligados) é colocado em um dispositivo de aquecimento de alta frequência (dispositivo de aquecimento). A figura 2 é uma vista em perspectiva do conjunto de montagem em um dispositivo de aquecimento de alta frequência 10. A figura 3 é uma vista em planta do conjunto de montagem no dispositivo de aquecimento de alta frequência 10. Um suporte que contém o reator 2 com os segmentos de núcleo não ligados não é mostrado na figura 2 e na figura 3.

[027] O dispositivo de aquecimento de alta frequência 10 inclui dois núcleos de aquecimento 12, as bobinas de aquecimento 13, respectivamente, enroladas em torno dos núcleos de aquecimento 12 e um controlador 20. O controlador 20 está conectado a linhas condutores das bobinas de aquecimento 13 e pode aplicar uma corrente alternada às bobinas de aquecimento 13. Uma base de suporte para os

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10/20 dois núcleos de aquecimento 12 não está ilustrada na figura 2 e nem na figura 3 também. Na figura 3, as linhas condutoras da bobina de aquecimento 13 e o controlador 20 também não são mostrados.

[028] O núcleo de aquecimento 12 tem uma forma de U, e está disposto de modo que uma extremidade 12a da forma de U fique de frente ao segmento de núcleo 3a enquanto a outra extremidade 12b está voltada para o segmento de núcleo 3b. Todas as superfícies de extremidade dianteiras 14 do núcleo de aquecimento 12 estão voltadas para os segmentos de núcleo 3a, 3b.

[029] A superfície de extremidade dianteira 14 de uma extremidade 12a do núcleo de aquecimento em forma de U 12 está voltada para o segmento de núcleo 3a e a superfície de extremidade dianteira 14 da outra extremidade 12b está voltada para o segmento de núcleo 3b, enquanto que as superfícies de extremidade dianteiras 33 dos segmentos de núcleo 3a, 3b faceiam uma à outra. As superfícies de extremidade dianteiras 33 do segmento de núcleo 3a e as superfícies de extremidade dianteiras 33 do segmento de núcleo 3b são paralelas entre si e estão estreitamente defrontadas umas das outras com o adesivo de termoendurecimento 6 imprensado entre elas. Conforme indicado pelas linhas de traço grosso na FIGURA 3, formam-se circuitos magnéticos fechados B1 (laços fechados) que se estendem cada um através do núcleo de aquecimento 12, os segmentos de núcleo 3a, 3b e o adesivo de termoendurecimento 6. Por outras palavras, o núcleo de aquecimento 12 tem um par de superfícies opostas (a superfície de extremidade dianteira 14 de uma extremidade 12a e a superfície de extremidade dianteira 14 da outra extremidade 12b) de modo que, quando o núcleo de aquecimento 12 se defrontar com o segmento de núcleo 3a e o segmento de núcleo 3b, o circuito magnético fechado B1 que se prolonga através do adesivo termoendurecível 6 é formado pelo núcleo de aquecimento 12 e os segmentos de núcleo 3a, 3b.

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11/20 [030] Quando o controlador 20 aplica uma corrente alternada à bobina de aquecimento 13, é gerado um fluxo magnético (fluxo magnético alternado) no núcleo de aquecimento 12, nos segmentos de núcleo 3a, 3b e no adesivo termoendurecível 6 ao longo do circuito magnético fechado B1. Uma vez que as superfícies de extremidade dianteiras 33 dos segmentos de núcleo 3a, 3b estão próximas umas das outras com o adesivo termoendurecível 6 imprensado entre elas, apenas uma pequena quantidade de fluxo magnético vaza através do espaço entre a superfície de extremidade dianteira 33 do segmento de núcleo 3a e a superfície de extremidade dianteira 33 do segmento de núcleo 3b. Quase todo o fluxo magnético gerado pela bobina de aquecimento 13 passa através do núcleo de aquecimento 12 e os segmentos de núcleo 3a, 3b (e o adesivo termoendurecível 6) ao longo do circuito magnético fechado B1, de modo que o fluxo magnético dificilmente vaza para o exterior. A corrente alternada que flui através da bobina de aquecimento 13 faz com que o fluxo magnético alternado flua através do núcleo de aquecimento 12 e os segmentos de núcleo 3a, 3b, e este fluxo magnético produz calor nos segmentos de núcleo 3a, 3b. Esse calor é produzido à medida que a energia magnética que o fluxo magnético perde ao passar pelo núcleo muda para calor. O calor produzido nos segmentos do núcleo 3a, 3b permite que o adesivo termoendurecível 6 sofra um aumento de temperatura e cure. Conforme descrito acima, o fluxo magnético gerado pela bobina de aquecimento 13 passa através do núcleo de aquecimento 12 e os segmentos de núcleo 3a, 3b (e o adesivo de termoendurecimento 6) e dificilmente vaza para o exterior, de modo que quase nenhum fluxo magnético passa através da bobina 4 do reator 2. Portanto, a quantidade de calor produzida na bobina 4 é pequena e o aumento de temperatura da bobina 4 pode ser suprimido. Em outras palavras, é possível curar o adesivo termoendurecível 6, elevando de forma eficiente a temperatura,

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12/20 utilizando para tal a energia magnética gerada pela corrente alternada na bobina de aquecimento 13.

[031] As superfícies de extremidade dianteiras 14 do núcleo de aquecimento em forma de U 12 e o núcleo do reator 3 se defrontam estreitamente uma a outra através de uma pequena folga d. O núcleo de aquecimento 12 é assim mantido fora de contacto com o núcleo do reator 3 de modo a evitar danos ao núcleo do reator 3. A folga d é pequena, e a quantidade de fluxo magnético que escorre através da folga entre as superfícies de extremidade dianteiras 14 do núcleo de aquecimento 12 e o núcleo do reator 3 também é pequena. Por outras palavras, o núcleo de aquecimento 12 e o núcleo do reator 3 são acoplados magneticamente uns aos outros.

[032] Conforme ilustrado na Figura 3, o núcleo de aquecimento 12 está disposto de modo que ambas as extremidades 12a, 12b sejam adjacentes à parte de união entre os segmentos de núcleo 3a, 3b (superfícies de extremidade dianteiras 33). Com o núcleo de aquecimento 12 assim disposto, o comprimento do circuito magnético fechado B1 que se estende através dos segmentos de núcleo 3a, 3b é reduzido, de modo que a temperatura da parte de união (adesivo termoendurecível 6) pode ser efetivamente elevada.

[033] O fluxo magnético alternado, embora uma pequena quantidade, passe através das partes retas centrais 31 (ver Figura 1) dos segmentos de núcleo 3a, 3b. Isto significa que o fluxo magnético alternado passa pelo interior da bobina 4. Mesmo quando o fluxo magnético alternado passa através do interior da bobina 4, nenhuma corrente flui através da bobina 4, na medida em que ambas as extremidades 41, 42 da bobina 4 estão livres. Além disso, nenhum fluxo magnético passa através do enrolamento da bobina 4, de modo que não ocorre uma corrente de Foucault no enrolamento da bobina 4. Portanto, quase nenhum calor é produzido na bobina 4.

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13/20 [034] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um segmento de núcleo 3a e um núcleo de aquecimento 12. As superfícies de extremidade dianteiras 14 do núcleo de aquecimento 12 faceiam os segmentos de núcleo 3a, 3b. A área da superfície de extremidade dianteira 33 (interface de união) do segmento de núcleo 3a é menor que a área da superfície de extremidade dianteira 14 do núcleo de aquecimento 12 (isto é, a área da região do núcleo de aquecimento 12 que está voltada para o segmento de núcleo 3a). Os segmentos do núcleo 3a, 3b têm a mesma forma, e a área da superfície de extremidade dianteira 33 (interface de união) do segmento de núcleo 3b é também menor que a área da superfície de extremidade dianteira 14 do núcleo de aquecimento 12 (a área da região do núcleo de aquecimento 12 que está voltada para o segmento de núcleo 3b). Isto significa que a densidade do fluxo magnético na interface de união é superior à densidade do fluxo magnético no limite entre o núcleo de aquecimento 12 e o segmento do núcleo 3a (superfície de extremidade dianteira 14). Quanto maior a densidade do fluxo magnético, maior a quantidade de calor produzida por unidade de área. Devido a esta relação de área, a perda de energia magnética na proximidade do limite entre o núcleo de aquecimento 12 e o segmento de núcleo 3a é reduzida, e a densidade da produção de calor na proximidade da parte de união (adesivo termoendurecível 6) aumenta relativamente. Isso contribui para acelerar o aumento de temperatura do adesivo termoendurecível 6.

[035] Em seguida, será descrita a frequência da corrente alternada aplicada à bobina de aquecimento 13. A Figura 5 é um gráfico que mostra as características de perda do núcleo do reator 3 e do núcleo de aquecimento 12. O eixo vertical mostra uma perda W2, e o eixo horizontal mostra a frequência. O gráfico de linha tracejada G1 representa as características de frequência da perda no núcleo do reator 3, e o gráfico de linha contínua G2 representa as características de frequên

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14/20 cia da perda no núcleo de aquecimento 12. Em uma faixa inferior à frequência fth, a perda no núcleo de aquecimento 12 (gráfico G2) é menor do que a perda no núcleo do reator 3 (linha G1). A frequência da corrente alternada aplicada à bobina de aquecimento 13 é ajustada para uma faixa inferior à frequência fth. Quando essa frequência é selecionada, a quantidade de calor produzida no núcleo de aquecimento 12 torna-se menor que a quantidade de calor produzida no núcleo do reator 3. Isto também contribui para elevar eficazmente a temperatura da parte de união (adesivo termoendurecível 6). Conforme a corrente alternada é aplicada à bobina de aquecimento 13, ocorrem no núcleo do reator 3 uma perda (perda de ferro) por histerese magnética e uma corrente de Foucault (segmentos de núcleo 3a, 3b).

[036] Outro exemplo do dispositivo de aquecimento de alta frequência será descrito usando a Figura 6 e a Figura 7. A Figura 6 é uma vista em perspectiva de outro dispositivo de aquecimento de alta frequência 110 no qual o reator 2 com os segmentos de núcleo 3a, 3b não ligados está configurado. Uma Figura 7 é uma vista lateral do dispositivo de aquecimento de alta frequência 110 em que o reator 2 com os segmentos de núcleo 3a, 3b não ligados está configurado. As linhas condutoras dos segmentos de núcleo 3a, 3b, o controlador 20 e uma parte do enrolamento da bobina 4 não são mostradas na Figura 7. O dispositivo de aquecimento de alta frequência 10 ilustrado na Figura 2 e na Figura 3 inclui os dois núcleos de aquecimento 12. O dispositivo de aquecimento de alta frequência 110 mostrado na Figura 6 inclui um núcleo de aquecimento em forma de U de grande porte 112. Os dois segmentos de núcleo 3a, 3b mantidos juntos estreitamente com um adesivo termoendurecido não curado imprensado entre eles é colocado no interior das duas extremidades dianteiras 112a, 112b do núcleo de aquecimento em forma de U 112. O suporte dos segmentos de núcleo 3a, 3b que são intimamente unidos não é mostrado na Figura 6

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15/20 nem na Figura 7.

[037] A extremidade 112a do núcleo de aquecimento 112 fica de frente muito próxima do segmento de núcleo 3a, enquanto que a outra extremidade 112b fica de frente muito próxima do segmento de núcleo 3b. Os segmentos do núcleo 3a, 3b ficam de frente muito próximos um do outro com o adesivo 6 termoendurecível imprensado entre eles. Conforme ilustrado na Figura 7, os segmentos de núcleo 3a, 3b são mantidos no interior de ambas as extremidades 112a, 112b do núcleo de aquecimento em forma de U 112 e um circuito magnético fechado B2 é formado pelo núcleo de aquecimento 112 e os segmentos de núcleo 3a, 3b (e o adesivo termoendurecível 6). Quando o controlador 20 aplica uma corrente alternada a uma bobina de aquecimento 113, um fluxo magnético alternado é gerado no circuito magnético fechado B2. Este fluxo magnético alternado produz calor nos segmentos de núcleo 3a, 3b, de modo que o adesivo termoendurecível 6 sofre um aumento de temperatura e cura. Como resultado, os segmentos de núcleo 3a, 3b são unidos. A maior parte do campo magnético (fluxo magnético) gerado pela bobina de aquecimento 113 passa através do circuito magnético fechado B2 e, portanto, a bobina 4 do reator 2 é dificilmente aquecida.

[038] Conforme descrito acima, as partes diretas centrais 31 (ver Figura 1) dos segmentos de núcleo em forma de E 3a, 3b são mais curtas do que as partes retas direita e esquerda 32, e é deixado um espaço entre a extremidade dianteira da parte reta 31 do segmento de núcleo 3a e a extremidade dianteira da parte reta 31 do segmento de núcleo 3b. A largura do intervalo é maior do que a largura do adesivo termoendurecível 6. A resistência magnética de um caminho magnético que se estende através das partes retas centrais 31 dos segmentos de núcleo 3a, 3b voltados um para o outro é maior do que a resistência magnética de um caminho magnético que se estende através das pe

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16/20 ças retas direita e esquerda 32. Portanto, nem tanto fluxo magnético flui através do caminho magnético que se prolonga através das partes retas centrais 31 (isto é, o caminho magnético que se estende através do interior da bobina 4) como através do caminho magnético que se estende através das partes retas direita e esquerda 32. Além disso, mesmo quando um fluxo magnético alternado flui através do interior da bobina 4, nenhuma corrente indutiva flui através da bobina 4, uma vez que ambas as extremidades 41, 42 da bobina 4 estão livres. Nenhum fluxo magnético flui diretamente através do enrolamento da bobina 4, de modo que também não ocorre nenhuma corrente de Foucault no enrolamento da bobina 4. Uma vez que a folga d entre as extremidades dianteiras 112a, 112b da bobina de aquecimento 113 e o núcleo do reator 3 é pequena, apenas uma pequena quantidade de fluxo magnético vaza através desta folga. Uma vez que a espessura do adesivo termoendurecível 6 é pequena, apenas uma pequena quantidade de fluxo magnético vaza através do espaço entre a superfície de extremidade dianteira 33 do segmento de núcleo 3a e a superfície de extremidade dianteira 33 do segmento de núcleo 3b. Esses fatores também contribuem para a supressão do aumento de temperatura da bobina 4.

[039] Um método de fabricação de um reator com uma forma diferente será descrito usando a Figura 8 e a Figura 9. A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um reator 102 configurado no dispositivo de aquecimento de alta frequência 110. O dispositivo de aquecimento de alta frequência 110 é o mesmo dispositivo como aquele descrito com a Figura 6 e a Figura 7. Dois segmentos de núcleo 103a, 103bque são mantidos juntos estreitamente com adesivos termoendurecidos não curados 6a, 6b e uma placa de espaçamento 7 imprensado entre elas. Um suporte dos segmentos centrais 103a, 103b que estão intimamente unidos não é mostrado na Figura 8 nem na Figura 9.

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17/20 [040] Um núcleo (núcleo do reator 103) do reator 102 é dividido nos dois segmentos de núcleo em forma de U 103a, 103b. Quando unidos entre si, os segmentos de núcleo 103a, 103b formam uma forma de anel. Duas bobinas 104a, 104b são enroladas ao redor do núcleo 103 do reator em forma de anel. O reator 102 às vezes é chamado de um reator de bobina dupla. Embora as linhas condutoras das bobinas 104a, 104b não sejam mostradas, uma extremidade da bobina 104a e uma extremidade da bobina 104b estão conectadas uma à outra.

[041] No método de fabricação do reator 102, primeiro, as bobinas 104a, 104b são montadas nos segmentos de núcleo 103a, 103b do reator 102, e os segmentos de núcleo 103a, 103b são colocados face a face, com um adesivo termoendurecido não curado imprensado entre eles. Em seguida, o conjunto dos segmentos de núcleo 103a, 103b e as bobinas 104a, 104b (o conjunto com o adesivo termoendurecido não curado) é colocado no dispositivo de aquecimento de alta frequência 110.

[042] As partes de união entre os segmentos de núcleo 103a, 103b estão respectivamente localizadas no interior das bobinas 104a, 104b. A Figura 9 é uma vista lateral do reator 102 colocado no dispositivo de aquecimento de alta frequência 110. Na Figura 9, a bobina 104b é indicada por uma linha imaginária, e assim os segmentos do núcleo 103a, 103b dentro da bobina 104b são também representados.

[043] Os segmentos de núcleo 103a, 103b fam um ao outro com a placa de espaçamento 7 imprensada entre eles. A superfície de extremidade dianteira 133 do segmento de núcleo 103a e a placa de espaçamento 7 são ligadas em conjunto com o adesivo 6a termoendurecível, enquanto a superfície de extremidade dianteira 133 do segmento de núcleo 103b e a placa de espaçamento 7 estão ligadas em conjunto com o adesivo termoendurecível 6b. As superfícies de extremidade dianteiras 133 dos segmentos de núcleo 103a, 103b correspondem à

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18/20 interface de união. O núcleo de aquecimento 112 está disposto de modo que a uma extremidade 112a está voltada para o segmento de núcleo 103a enquanto a outra extremidade 112b está voltada para o segmento de núcleo 103b.

[044] Conforme ilustrado na Figura 9, um circuito magnético fechado B3 é formado pelo núcleo de aquecimento 112 e os segmentos de núcleo 103a, 103b. Quando o controlador 20 aplica uma corrente alternada à bobina de aquecimento 113, uma perda de energia magnética nos segmentos de núcleo 103a, 103b se converte em calor e, deste modo, o calor é produzido. Este calor permite que os adesivos termoendurecíveis 6a, 6b sofram um aumento de temperatura e curem. Como resultado, os segmentos de núcleo 103a, 103 b são unidos. A maior parte do fluxo magnético alternado gerado pela corrente alternada que flui através da bobina de aquecimento 113 flui através do circuito magnético fechado B3. Enquanto uma extremidade da bobina 104a e uma extremidade da bobina 104b estão ligadas uma à outra, a outra extremidade da bobina 104a e a outra extremidade da bobina 104b estão ligadas a nada. Durante a união dos segmentos centrais 103a, 103b, as bobinas 104a, 104b como um circuito elétrico estão abertas. Portanto, mesmo quando um fluxo magnético alternado passa pelo interior das bobinas 104a, 104b, nenhuma corrente indutiva flui através das bobinas 104a, 104b. Além disso, como na concretização acima, quase nenhum fluxo magnético alternativo flui através dos enrolamentos das bobinas 104a, 104b. Consequentemente, quase nenhum calor é produzido nas bobinas 104a, 104b do reator 102.

[045] No caso de um reator em que a parte de união entre os segmentos de núcleo situa-se no interior da bobina do reator, a aplicação de calor à parte de união por um aquecedor, etc. a partir do exterior termina elevando também a temperatura da bobina do reator. O método de fabricação descrito pela presente especificação usa o calor

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19/20 produzido nos segmentos do núcleo para permitir que o adesivo termoendurecível sofra um aumento de temperatura e cure. Ambas as extremidades da bobina do reator estão livres, de modo que nenhuma corrente indutiva flui através da bobina do reator, mesmo quando um fluxo magnético alternado passa pelo interior da bobina do reator. A maior parte do fluxo magnético alternado gerado pela corrente alternada na bobina de aquecimento passa pelo interior dos segmentos do núcleo e quase nenhum fluxo magnético passa pelo enrolamento da bobina do reator. Assim, a elevação da temperatura da bobina do reator pode ser suprimida. O método de fabricação descrito pela presente especificação é especialmente adequado para um reator no qual a parte de união está localizada dentro da bobina.

[046] As seguintes são notas sobre a técnica que tem sido descrita na concretização: Os segmentos de núcleo 3a, 103a da concretização correspondem a um exemplo do primeiro segmento de núcleo. Os segmentos de núcleo 3b, 103b da concretização correspondem a um exemplo do segundo segmento de núcleo. Uma placa de espaçamento ou outro segmento de núcleo pode ser intercalado entre o primeiro segmento de núcleo e o segundo segmento de núcleo. Assim, a técnica descrita pela presente especificação é também aplicável à fabricação de um reator que tem um núcleo que é dividido em três ou mais segmentos.

[047] O método de fabricação descrito pela presente especificação é especialmente adequado para a fabricação de um reator incluindo um núcleo do qual ambas as extremidades de uma parte passadas através de uma bobina estão ligadas entre si fora da bobina. Esse reator é fácil de fabricar porque uma bobina fabricada antecipadamente pode ser instalada nos segmentos do núcleo. Por outro lado, a aplicação de calor em tal reator a partir do exterior para elevar a temperatura da posição de união também aumenta a temperatura da bobina. A téc

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20/20 nica descrita pela presente especificação utiliza o calor produzido no núcleo do reator para elevar a temperatura do adesivo termoendurecível, e, portanto, pode suprimir o aumento de temperatura da bobina. [048] O reator fabricado pelo método de fabricação descrito pela presente especificação não se limita ao reator da concretização. Além disso, o método de fabricação descrito pela presente especificação não está limitado à configuração dos dispositivos de aquecimento de alta frequência 10, 110 da concretização. No método de fabricação da concretização, os núcleos de aquecimento 12, 112 e os núcleos de reator 3, 103 são dispostos com a folga d deixada entre eles. Isto é para evitar danos nos núcleos do reator 3, 103. Alternativamente, a superfície do núcleo de aquecimento virada para o núcleo do reator pode estar fisicamente em contato com o núcleo do reator.

[049] Embora os exemplos específicos da presente invenção tenham sido descritos em detalhes acima, estes exemplos são meramente ilustrativos e não destinados a limitar o âmbito das reivindicações. A técnica descrita no âmbito das reivindicações também inclui os exemplos específicos acima ilustrados com várias modificações e alterações adicionadas a isso. Os elementos técnicos descritos na presente descrição ou nos desenhos exibem utilidade técnica independentemente ou em várias combinações, e não se limitam às combinações descritas nas reivindicações no momento do pedido de patente. Além disso, a técnica ilustrada na presente especificação ou nos desenhos pode atingir uma pluralidade de objetos ao mesmo tempo, e tem utilidade técnica simplesmente ao alcançar um desses objetos.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de um reator (2) incluindo um primeiro segmento de núcleo (3a) e um segundo segmento de núcleo (3b), o método de fabricação caracterizado por compreender:

montar uma bobina do reator (4) no primeiro segmento do núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b), e colocar o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b) face a face, com um adesivo termoendurecido não curado (6) imprensado entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b);

colocar um núcleo de aquecimento (12) de modo que uma extremidade do núcleo de aquecimento (12) ao redor do qual uma bobina de aquecimento (13) esteja enrolada virada para o primeiro segmento de núcleo (3a), e a outra extremidade do núcleo de aquecimento (12) esteja virada para o segundo segmento de núcleo (3b);

produzir calor no primeiro segmento de núcleo (3a) e no segundo segmento do núcleo (3b) por um fluxo magnético alternado, sendo o fluxo magnético alternado gerado em um circuito magnético fechado (B1, B2, B3) que se estende através do núcleo de aquecimento (12), o primeiro segmento de núcleo (3a), o segundo segmento de núcleo (3b) e o adesivo termoendurecível (6) pela aplicação de uma corrente alternada à bobina de aquecimento (13); e

Uniãounir o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b) por um aumento da temperatura e cura do adesivo termoendurecível (6).
2. Método de fabricação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: tornar uma área de uma interface de união entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b) menor do que cada uma das áreas de uma região do núcleo de aquecimento (12) que faceia o primeiro segmento de núcleo (3a) e

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2/3 uma área de uma região do núcleo de aquecimento (12) que faceia o segundo segmento do núcleo (3b).
3. Método de fabricação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por:

produzir uma frequência da corrente alternada que seja uma frequência tal que uma perda no núcleo de aquecimento (12) seja menor do que uma perda tanto no primeiro segmento de núcleo (3a) como no segundo segmento de núcleo (3b); e produzir a perda do núcleo de aquecimento (12) devido à histerese magnética e uma corrente de Foucault no primeiro segmento de núcleo (3a) e no segundo segmento de núcleo (3b), à medida que a corrente alternada da frequência fluir através da bobina de aquecimento (13),.
4. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por: dispor de modo adjacente uma extremidade do núcleo de aquecimento (12) a a uma parte de união entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b); e dispor de modo adjacente a outra extremidade do núcleo de aquecimento (12) à parte de união entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b).
5. Método de fabricação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por: unir o primeiro segmento de núcleo (3a) com o segundo segmento de núcleo (3b) dentro da bobina do reator (4).
6. Dispositivo de aquecimento que une em conjunto um primeiro segmento de núcleo (3a) e um segundo segmento de núcleo (3b) de um reator com um adesivo termoendurecível (6), o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b) colocados de tal modo que o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segun

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3/3 do segmento de núcleo (3b) faceiem-se um ao outro com o adesivo termoendurecível (6) imprensado entre o primeiro segmento de núcleo (3a) e o segundo segmento de núcleo (3b), o dispositivo de aquecimento caracterizado por compreender:

um núcleo de aquecimento (12) que tem uma extremidade do núcleo de aquecimento (12) virada para o primeiro segmento de núcleo (3a), e a outra extremidade do núcleo de aquecimento (12) está virada para o segundo segmento de núcleo (3b);

uma bobina de aquecimento (13) enrolada em torno do núcleo de aquecimento (12); e um controlador (20) configurado para aplicar uma corrente alternada à bobina de aquecimento (13) de tal modo que um fluxo magnético alternado é gerado em um circuito magnético fechado (B1, B2, B3) que se estende através do núcleo de aquecimento (12), o primeiro segmento de núcleo (3a), o segundo segmento de núcleo (3b) e o adesivo de termoendurecimento (6), quando o núcleo de aquecimento (12) está virado para o primeiro segmento de núcleo (3a) e para o segundo segmento de núcleo (3b).

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