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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Feld der Erfindung
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Eine Technologie, die durch die vorliegende Spezifikation offenbart werden soll, bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für eine Drossel und eine Heizvorrichtung bzw. eine Erwärmungsvorrichtung, die beim Herstellen von Drosseln benutzt wird.
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Beschreibung von verwandter Technik
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Eine Drossel, deren einer Kern, um den eine Spule gewickelt ist, in eine Mehrzahl von Kernsegmenten geteilt ist, ist bekannt. Solche Kernsegmente sind manchmal mit einem wärmehärtenden Klebstoff zusammengefügt. Zum Beispiel offenbaren die Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-335523 (
JP 2007-335523 A ) und die Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014-33039 (
JP 2014-33039 A ) eine Technik, die sich auf das Fügen von Kernsegmenten unter Verwendung eines wärmehärtenden Klebstoffs bezieht. Die Technik von
JP 2007-335523 A beinhaltet die folgenden Schritte: eine Spule ist auf zwei Kernsegmenten montiert, und die zwei Kernsegmente sind gegenüberstehend mit einem zwischengeschichteten nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff platziert. Dieser Zusammenbau der zwei Kernsegmente und der Spule wird mit einer Heizeinrichtung erwärmt, um es dem wärmehärtenden Klebstoff zu ermöglichen, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und zu härten. Wenn der wärmehärtende Klebstoff aushärtet, werden die zwei Kernsegmente zusammengefügt. Wenn die Baugruppe demnach mit einer Heizeinrichtung erwärmt wird, wird die Spule auch erwärmt. Um die Spule der Drossel von einer Hochfrequenz-Heizspule (die später beschrieben wird), die die Drossel wärmt, zu unterscheiden, wird im Folgenden auf erstere als eine Drosselspule verwiesen. Auf die Hochfrequenz-Heizspule wird einfach als Heizspule verwiesen.
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JP 2014-33039 A offenbart eine Technik zum Zusammenfügen von Kernsegmenten während eines Unterdrückens des Temperaturanstiegs einer Drosselspule. Diese Technik weist die folgenden Schritte auf: Eine Drosselspule ist auf zwei Kernsegmenten montiert und die zwei Kernsegmente sind gegenüberstehend mit einem dort zwischengeschichteten nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff platziert. Diese Baugruppe der zwei Kernsegmente und der Drosselspule ist innerhalb einer Heizspule angeordnet. Ein Wechselstrom wird an die Heizspule angelegt, so dass der resultierende wechselnde Magnetfluss Wärme in den Kernsegmenten erzeugt. Die Wärme, die in den Kernsegmenten erzeugt wird, ermöglicht es dem wärmehärtenden Klebstoff, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und zu härten. Als ein Ergebnis sind die zwei Kernsegmente zusammengefügt. Bei der Technik der
JP 2014-33039 A ist solch eine Frequenz ausgewählt, dass die Rate des Temperaturanstiegs der Kernsegmente aufgrund des resultierenden wechselnden Magnetflusses höher als die Rate des Temperaturanstiegs der Drosselspule ist. Dementsprechend kann es die Technik der
JP 2014-33039 A dem wärmehärtenden Klebstoff ermöglichen, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und durch die von den Kernsegmenten erzeugte Wärme zu härten, während des Unterdrückens des Temperaturanstiegs der Drosselspule.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei der Technik der
JP 2014-33039 A hat die Heizspule keinen Kern. Dementsprechend breitet sich das Magnetfeld, das durch die Heizspule erzeugt wird, in einen Raum, der die Heizspule umgibt, aus. Ein Teil des wechselnden Magnetflusses, der durch die Heizspule erzeugt wird, passiert die Wicklung der Drosselspule. Dieser Magnetfluss, der die Wicklung der Drosselspule passiert, verursacht einen Wirbelstrom und erzeugt Wärme in der Wicklung. Demnach kann die
JP 2014-33039 A nicht vermeiden, dass Wärme, die bei der Wicklung der Drosselspule aufgrund des Magnetflusses erzeugt wird, dort passiert. Dort ist Raum für Verbesserung bei dem Verfahren des Fügens der Kernsegmente einer Drossel unter Verwendung einer Heizspule (Drosselherstellungsverfahren). Die vorliegende Spezifikation sieht ein verbessertes Herstellungsverfahren einer Drossel und einer Heizvorrichtung, die für dieses Herstellungsverfahren passend ist, vor.
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Ein Beispielaspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren einer Drossel. Die Drossel enthält ein erstes Kernsegment und ein zweites Kernsegment. Das Herstellungsverfahren enthält: Montieren einer Drosselspule auf das erste Kernsegment und das zweite Kernsegment, und gegenüberliegend Platzieren des ersten Kernsegments und des zweiten Kernsegments mit einem nicht-ausgehärteten Klebstoff, der zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment zwischengeschichtet ist, Platzieren eines Heizkerns, so dass ein Ende des Heizkerns, um den eine Heizspule gewickelt ist, zu dem ersten Kernsegment weist, und das andere Ende des Heizkerns zu dem zweiten Kernsegment weist, Erzeugen von Wärme bei dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment durch einen wechselnden Magnetfluss, wobei der wechselnde Magnetfluss in einem geschlossenen Magnetkreis, der sich durch den Heizkern, das erste Kernsegment, das zweite Kernsegment und den wärmehärtenden Klebstoff erstreckt, durch Anlegen eines Wechselstroms an die Heizspule, und Zusammenfügen des ersten Kernsegments und des zweiten Kernsegment durch einen Temperaturanstieg und Härten des wärmehärtenden Klebstoffs. Gemäß dieses Herstellungsverfahrens passiert fast der gesamte Magnetfluss, der durch die Heizspule erzeugt wird, durch den Heizkern, das erste Kernsegment, das zweite Kernsegment und den wärmehärtenden Klebstoff. Es ist dementsprechend möglich, Wärme in den Kernsegmenten zu erzeugen und die Kernsegmente zusammenzufügen, während des Unterdrückens des Temperaturanstiegs der Drosselspule.
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Ein Bereich einer Fügeschnittstelle zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment kann kleiner als jeder von Bereichen, Bereich einer Region des Heizkerns, der zu dem ersten Kernsegment weist, und Bereich einer Region des Heizkerns, der zu dem zweiten Kernsegments weist, sein. Je kleiner der Bereich, durch den der Magnetfluss passiert, ist, desto höher ist die Dichte des Magnetflusses, die einen größeren Betrag von produzierter Wärme pro Einheitsbereich bedeutet. Wenn die Regionen des Heizkerns, die in Richtung der Kernsegmente weisen, groß sind, steigen die Temperaturen der Kernsegmente in der Nähe der Begrenzung zwischen dem Heizkern und den Kernsegmenten langsam, und währenddessen können die Temperaturen der Kernsegmente in der Nähe eines Fügeabschnitts dazwischen schnell erhöht werden.
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Eine Frequenz des Wechselstroms kann eine Frequenz sein, so dass ein Verlust bei dem Heizkern kleiner als ein Verlust in jedem der Kernsegmente, erstes Kernsegment und zweites Kernsegment, ist und wenn der Wechselstrom der Frequenz durch die Heizspule fließt, kann der Verlust des Heizkerns aufgrund der magnetischen Hysterese und eines Wirbelstroms bei dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment auftreten. Wenn ein Wechselstrom an die Heizspule angelegt wird, tritt ein Verlust (Ummagnetisierungsverlust) aufgrund der magnetischen Hysterese und eines Wirbelstroms bei dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment auf. Der Betrag von Wärme, der pro Einheitsbereich des Kerns erzeugt wird, ist einem Verlust bei dem Kern zurechenbar. Der Einheitsbereich bedeutet hier einen Einheitsbereich, der zu einem passierenden Magnetfluss orthogonal ist. Der Verlust in dem Kern hängt von dem Material des Kerns und der Frequenz des angelegten Stroms ab. Auswählen solch eines Materials des Heizkerns und solch einer Frequenz des Wechselstroms, dass der Verlust bei dem Heizkern relativ klein wird, kann den Verlust bei dem Heizkern verringern, so dass die magnetische Energie effektiv benutzt werden kann, um Wärme in den Kernsegmenten zu erzeugen.
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Ein Ende des Heizkerns kann zu einem Fügeabschnitt zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment benachbart angeordnet sein, und das andere Ende des Heizkerns kann zu einem Fügeabschnitt zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment benachbart angeordnet sein. Diese Konfiguration kann die Länge des geschlossenen Magnetkreises, der den Fügeabschnitt (wärmehärtender Klebstoff) enthält, verringern und den Betrag von Wärme, die in der Nähe des Fügeabschnitts erzeugt wird, erhöhen. Als ein Ergebnis kann der wärmehärtende Klebstoff noch effektiver erwärmt werden.
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Ein Fügeabschnitt zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment kann im Inneren der Drosselspule lokalisiert sein. Wenn der Fügeabschnitt im Inneren der Drosselspule lokalisiert ist, kann eine Heizeinrichtung den Fügeabschnitt nicht ohne auch ein Wärmen der Drosselspule erwärmen. Demnach steigt die Temperatur der Drosselspule an. Die Technik der
JP 2014-33039 A kann nicht vermeiden, dass Wärme bei der Drosselspule erzeugt wird, wenn ein Magnetfluss durch die Wicklung der Drosselspule passiert und ein Wirbelstrom auftritt. Demnach steigt die Temperatur der Drosselspule an. Im Gegensatz dazu passiert bei dem Drosselherstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, ein Magnetfluss die Kernsegmente der Drossel zu den Fügeabschnitte, so dass das Meiste des Magnetflusses die Wicklungen der Drosselspule nicht passieren kann. Dementsprechend kann das Drosselherstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, den Fügeabschnitte (wärmehärtenden Klebstoff) während des Unterdrückens des Temperaturanstiegs der Drosselspule effizient erwärmen, sogar wenn er im Inneren der Drosselspule lokalisiert ist.
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Ein Beispielaspekt der Erfindung ist eine Heizvorrichtung, die ein erstes Kernsegment und ein zweites Kernsegment einer Drossel mit einem wärmehärtenden Klebstoff verbindet. Das erste Kernsegment und das zweite Kernsegment sind platziert, so dass das erste Kernsegment und das zweite Kernsegment, mit dem wärmehärtenden Klebstoff zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment zwischengeschichtet, zueinander weisen. Die Heizvorrichtung enthält: eine Heizkern, der ein Ende des Heizkerns, das zu dem ersten Kernsegment weist, und das andere Ende des Heizkerns, das zu dem zweiten Kernsegment weist, hat, eine Heizspule, die um den Heizkern gewickelt ist, und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um einen Wechselstrom an die Heizspule anzulegen, so dass ein wechselnder Magnetfluss in einem geschlossenen Magnetkreis erzeugt wird, der sich durch den Heizkern, das erste Kernsegment, das zweite Kernsegment und den wärmehärtenden Klebstoff erstreckt, wenn der Heizkern zu dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment weist.
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Details und weitere Verbesserungen der Technik, die durch die vorliegende Spezifikation offenbart werden, werden nachstehend in „Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen“ beschrieben.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente benennen, nachstehend beschrieben.
- 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Drossel.
- 2 ist eine Perspektivansicht der Drossel, die in eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung eingesetzt wurde.
- 3 ist eine Draufsicht der Drossel in der Hochfrequenz-Heizvorrichtung.
- 4 ist eine Perspektivansicht eines Kernsegments der Drossel und eines Heizkerns.
- 5 ist ein Graph, der Verlustcharakteristiken des Kernsegments und des Heizkerns zeigt.
- 6 ist eine Perspektivansicht der Drossel, die in eine andere Hochfrequenz-Heizvorrichtung eingesetzt ist.
- 7 ist eine Draufsicht der Drossel, die in die gleiche Hochfrequenz-Heizvorrichtung eingesetzt ist.
- 8 ist eine Perspektivansicht einer Doppel-Spulen-Drossel und der Hochfrequenz-Heizvorrichtung.
- 9 ist eine Seitenansicht der Doppel-Spulen-Drossel und der Hochfrequenz-Heizvorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Drosselherstellungsverfahren einer Ausführungsform wird in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird eine Drossel 2, die ein Beispiel der Drossel ist, die durch das Herstellungsverfahren der Ausführungsform hergestellt wird, beschrieben. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Drossel 2. Die Drossel 2 enthält zwei E-förmige Kernsegmente 3a, 3b und eine Spule 4. Auf die Kernsegmente 3a, 3b wird zusammenfassend als ein Drosselkern 3 verwiesen. Die Kernsegmente 3a, 3b haben die gleiche Form. Die Kernsegmente 3a, 3b sind angeordnet, so dass sich führende Endflächen 33, 34 von drei geraden Teilen 32, 31, die sich parallel zueinander erstrecken, des einen Kernsegments zu denen des anderen Kernsegments weisen, mit den zentralen geraden Teilen 31, die durch ein Inneres der Spule 4 passieren.
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Die führenden Endflächen 33 der rechten und linken geraden Teile 32 des Kernsegments 3a sind mit denen des Kernsegments 3b gefügt. Mit anderen Worten konstituieren die führenden Endflächen 33 Fügeschnittstellen zwischen den zwei Kernsegmenten 3a, 3b. Die führenden Endflächen 33 der rechten und linken geraden Teile 32 (Fügeschnittstellen) der zwei Kernsegmente 3a, 3b sind mit einem wärmehärtenden Klebstoff zusammengefügt, und demnach werden die zwei Kernsegmente 3a, 3b zu dem einen Drosselkern 3 vereint. Von den drei geraden Teilen 32, 31, die sich parallel zueinander erstrecken, ist der zentrale gerade Teil 31 kürzer als die geraden Teile 32, rechter und linker gerade Teil. Wenn die Kernsegmente 3a, 3b zusammengefügt werden, bleibt eine Lücke zwischen den führenden Endflächen 34 der geraden Tele 31 der zwei Kernsegmente 3a, 3b übrig. Diese Lücke ist vorgesehen, um eine magnetische Sättigung der Drossel 2 zu verhindern.
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Die Kernsegmente 3a, 3b werden durch Komprimieren eines Puders eines ferromagnetischen Materials, so wie Ferrit, mit einem Harz erzeugt. Die Spule 4 ist eine Hochkantwicklung eines rechteckigen Kupferdrahts, der eine isolierende Beschichtung hat. Die Bezugszeichen 41, 42 benennen Führungsleitungen der Spule 4. Konventionelle Verfahren können für das Herstellungsverfahren der Kernsegmente 3a, 3b und dem Herstellungsverfahren der Spule 4 angepasst werden, und dementsprechend eine detaillierte Beschreibung dieser Herstellungsverfahren ausgelassen.
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Die Kernsegmente 3a, 3b bieten die folgenden Vorteile beim Herstellen der Drossel 2. Der Drosselkern 3 hat eine Struktur, bei der beide Enden des Teils des Drosselkerns 3, der die Spule passiert, miteinander außerhalb der Spule verbunden sind. Anpassen der Kernsegmente 3a, 3b ermöglicht es, die Spule 4 im Vorhinein zu bilden und dann die Spule 4 an die Kernsegmente 3a, 3b zu montieren. Anpassen solch eines Herstellungsverfahrens kann die Herstellungskosten der Drossel verringern.
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Das Drosselherstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, wird durch das Fügeverfahren der Kernsegmente 3a, 3b gekennzeichnet. Dieses Fügeverfahren der Kernsegmente 3a, 3b wird beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben wurde, sind die Kernsegmente 3a, 3b mit einem wärmehärtenden Klebstoff (wärmehärtenden Harz) zusammengefügt. Bevor der wärmehärtende Klebstoff gehärtet ist, wird die Spule 4 an den Kernsegmenten 3a, 3b montiert. Dann sind die Kernsegmente 3a, 3b mit einem unausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff 6, der zwischen den führenden Endflächen 33 (Fügeflächen) zwischengeschichtet ist, in geringem Abstand zueinander angeordnet. Der Zusammenbau der Spule 4 und der Kernsegmente 3a, 3b (der Drossel 2 mit nicht-gefügten Kernsegmenten) wird in eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung (Heizvorrichtung) eingesetzt. 2 ist eine Perspektivansicht des Zusammenabus, der in eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung 10 eingesetzt ist. 3 ist eine Draufsicht des Zusammenbaus, der in die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 10 eingesetzt ist. Ein Halter, der die Drossel 2 mit den nicht-gefügten Kernsegmenten hält, wird in 2 und 3 nicht gezeigt.
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Die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 10 enthält zwei Heizkerne 12, Heizspulen 13, die jeweilig um die Heizkerne 12 gewickelt sind, und eine Steuereinrichtung 20. Die Steuereinrichtung 20 ist mit Führungsleitungen der Heizspulen 13 verbunden, und kann einen Wechselstrom an die Heizspulen 13 anlegen. Eine Unterstützungsbasis für die zwei Heizkerne 12 wird in 2 und 3 auch nicht gezeigt. In 3 werden die Führungsleitungen der Heizspule 13 und der Steuereinrichtung 20 auch nicht gezeigt.
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Der Heizkern 12 hat eine U-Form und ist angeordnet, so dass ein Ende 12a der U-Form zu dem Kernsegment 3a weist, während das andere Ende 12b zu dem Kernsegment 3b weist. Die gesamten führenden Endflächen 14 des Heizkerns 12 weisen zu den Kernsegmenten 3a, 3b.
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Die führende Endfläche 14 des einen Endes 12a des U-förmigen Heizkerns 12 weist zu dem Kernsegment 3a und die führende Endfläche 14 des anderen Endes 12b weist zu dem Kernsegment 3b, während die führenden Endflächen 33 der Kernsegmente 3a, 3b zueinander weisen. Die führenden Endflächen 33 der Kernsegmente 3a und die führenden Endflächen 33 der Kernsegmente 3b sind parallel zueinander und weisen in geringem Abstand zueinander, mit dem wärmehärtenden Klebstoff 6 zwischengeschichtet. Wie es durch die dicke gestrichelte Linie in 3 angezeigt wird, werden geschlossene Magnetkreise B1 (mit Rückführung), wobei sich jeder durch den Heizkern 12, die Kernsegmente 3a, 3b und den wärmehärtenden Klebstoff 6 erstreckt, gebildet. Mit anderen Worten hat der Heizkern 12 ein Paar von entgegengesetzten Flächen (die führende Endfläche 14 des einen Endes 12a und die führende Endfläche 14 des anderen Endes 12b), so dass, wenn der Heizkern 12 zu dem Kernsegment 3a und dem Kernsegment 3b weist, der geschlossene Magnetkreis B1, der sich durch den wärmehärtenden Klebstoff 6 erstreckt, durch den Heizkern 12 und die Kernsegmente 3a, 3b gebildet wird.
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Wenn die Steuereinrichtung 20 einen Wechselstrom an die Heizspule 13 anlegt, wird ein Magnetfluss (wechselnder Magnetfluss) in dem Heizkern 12, den Kernsegmenten 3a, 3b und dem wärmehärtenden Klebstoff 6 entlang des geschlossenen Magnetkreises B1 erzeugt. Da die führenden Endflächen 33 der Kernsegmente 3a, 3b mit dem dazwischen zwischengeschichteten wärmehärtenden Klebstoff 6 in geringem Abstand zueinander weisen, leckt nur ein kleiner Betrag des Magnetflusses durch die Lücken zwischen der führenden Endfläche 33 des Kernsegments 3a und der führenden Endfläche 33 des Kernsegments 3b. Fast der gesamte Magnetfluss, der durch die Heizspule 13 erzeugt wird, passiert den Heizkern 12 und die Kernsegmente 3a, 3b (und den wärmehärtenden Klebstoff 6) entlang des geschlossenen Magnetkreises B1, so dass der Magnetfluss zu einer Außenseite kaum leckt. Der Wechselstrom, der durch die Heizspule 13 fließt, veranlasst den wechselnden Magnetfluss, durch den Heizkern 12 und die Kernsegmente 3a, 3b zu fließen, und dieser Magnetfluss erzeugt Wärme in den Kernsegmenten 3a, 3b. Diese Wärme wird erzeugt, wenn die magnetische Energie, die der Magnetfluss während des Passierens des Kerns verliert, in Wärme umgewandelt wird. Die Wärme, die in den Kernsegmenten 3a, 3b erzeugt wird, ermöglicht es dem wärmehärtenden Klebstoff 6, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und zu härten. Wie es vorstehend beschrieben wurde, passiert der Magnetfluss, der durch die Heizspule 13 erzeugt wird, den Heizkern 12 und die Kernsegmente 3a, 3b (und den wärmehärtenden Klebstoff 6) und leckt kaum zu der Außenseite, so dass fast kein Magnetfluss die Spule 4 der Drossel 2 passiert. Dementsprechend ist der Wärmebetrag, der in der Spule 4 erzeugt wird, klein, und der Temperaturanstieg der Spule 4 kann unterdrückt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, den wärmehärtenden Klebstoff 6 durch ein effizientes Ansteigen der Temperatur davon unter Verwendung der magnetischen Energie, die durch den Wechselstrom in der Heizspule 13 erzeugt wird, zu härten.
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Die führenden Endflächen 14 des U-förmigen Heizkerns 12 und des Drosselkerns 3 weisen in geringem Abstand zueinander über einen geringen Abstand d. Der Heizkern 12 wird demnach ohne Berührung mit dem Drosselkern 3 gehalten, um damit Schaden an dem Drosselkern 3 vorzubeugen. Der Abstand d ist gering, und der Betrag des Magnetflusses durch den Abstand zwischen den führenden Endflächen 14 des Heizkerns 12 und des Drosselkerns 3 ist auch gering. Mit anderen Worten sind der Heizkern 12 und der Drosselkern 3 aneinander magnetisch gekoppelt.
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Wie es in 3 gezeigt wird, ist der Heizkern 12 angeordnet, so dass beide Enden 12a, 12b zum Fügeabschnitt zwischen den Kernsegmenten 3a, 3b (führende Endflächen 33) benachbart sind. Mit dem demnach angeordneten Heizkern 12 ist die Länge des geschlossenen Magnetkreises B1, der sich durch die Kernsegmente 3a, 3b erstreckt, verringert, so dass die Temperatur des Fügeabschnitts (wärmehärtenden Klebstoffs 6) effektiv ansteigen kann.
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Der wechselnde Magnetfluss, wenn auch ein kleiner Betrag, passiert die zentralen geraden Teile 31 (siehe 1) der Kernsegmente 3a, 3b. Das bedeutet, dass der wechselnde Magnetfluss das Innere der Spule 4 passiert. Sogar wenn der wechselnde Magnetfluss das Innere der Spule 4 passiert, fließt kein Strom durch die Spule 4, wenn beide Enden 41, 42 der Spule 4 frei sind. Außerdem passiert kein Magnetfluss die Wicklung der Spule 4, so dass kein Wirbelstrom bei der Wicklung der Spule 4 auftritt. Folglich wird fast keine Wärme in der Spule 4 erzeugt.
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4 ist eine Perspektivansicht von einem Kernsegment 3a und einem Heizkern 12. Die führenden Endflächen 14 des Heizkerns 12 weisen zu den Kernsegmenten 3a, 3b. Der Bereich der führenden Endfläche 33 (Fügeschnittstelle) des Kernsegments 3a ist kleiner als der Bereich der führenden Endfläche 14 des Heizkerns 12 (d.h. der Bereich der Region des Heizkerns 12, der in Richtung des Kernsegments 3a weist). Die Kernsegmente 3a, 3b haben die gleiche Form, und der Bereich der führenden Endfläche 33 (Fügeschnittstelle) des Kernsegments 3b ist auch kleiner als der Bereich der führenden Endfläche 14 des Heizkerns 12 (der Bereich der Region des Heizkerns, der zu dem Kernsegment 3b weist). Das bedeutet, dass die Dichte des Magnetflusses bei der Fügeschnittstelle höher als die Dichte des Magnetflusses an der Begrenzung zwischen dem Heizkern 12 und dem Kernsegment 3a (führende Endfläche 14) ist. Je höher die Dichte des Magnetflusses, desto größer ist der erzeugte Wärmebetrag pro Einheitsbereich. Wegen dieser Bereichsbeziehung ist der Verlust der magnetischen Energie in der Nähe der Begrenzung zwischen dem Heizkern 12 und dem Kernsegment 3a verringert, und die Dichte der Wärmeproduktion in der Nähe des Fügeabschnitts (wärmehärtenden Klebstoffs 6) relativ erhöht. Dies trägt zum Beschleunigen des Temperaturanstiegs des wärmehärtenden Klebstoffs 6 bei.
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Als nächstes wird die Frequenz des Wechselstroms, der an die Heizspule 13 angelegt wird, beschrieben. 5 ist ein Graph, der die Verlustcharakteristiken des Drosselkerns 3 und des Heizkerns 12 zeigt. Die Vertikalachse zeigt einen Verlust W2 und die Horizontalachse zeigt die Frequenz. Der gestrichelte Liniengraph G1 repräsentiert die Frequenzcharakteristiken des Verlusts bei dem Drosselkern 3, und der gestrichelte Liniengraph G2 repräsentiert die Frequenzcharakteristiken des Verlusts bei dem Heizkern 12. In einem Bereich, der niedriger als die Frequenz fth ist, ist der Verlust bei dem Heizkern 12 (Graph G2) ist kleiner als der Verlust bei dem Drosselkern 3 (Linie G1). Die Frequenz des Wechselstroms, der an die Heizspule 13 angelegt wird, ist in einen niedrigeren Bereich als die Frequenz fth eingestellt. Wenn solch eine Frequenz ausgewählt wird, wird der Wärmebetrag, der in dem Heizkern 12 erzeugt wird, kleiner als der Wärmebetrag, der in dem Drosselkern 3 erzeugt wird. Auch dies trägt zum effektiven Ansteigen der Temperatur des Fügeabschnitts (wärmehärtenden Klebstoffs 6) bei. Wenn der Wechselstrom an die Heizspule 13 angelegt wird, tritt ein Verlust (Unmagnetisierungsverlust) aufgrund von magnetischer Hysterese und eines Wirbelstroms bei dem Drosselkern 3 (Kernsegmente 3a, 3b) auf.
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Ein anderes Beispiel der Hochfrequenz-Heizvorrichtung wird unter Verwendung von 6 und 7 beschrieben. 6 ist eine Perspektivansicht einer anderen Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110, bei der die Drossel 2 mit den nicht-gefügten Kernsegmenten 3a, 3b eingesetzt wird. 7 ist eine Seitenansicht der Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110, bei der die Drossel 2 mit den nicht-gefügten Kernsegmenten 3a, 3b eingesetzt wird. Die Führungsleitungen der Kernsegmente 3a, 3b, der Steuereinrichtung 20 und eines Teils der Wicklung der Spule 4 werden in 7 nicht gezeigt. Die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 10, die in 2 und 3 gezeigt wird, enthält die zwei Heizkerne 12. Die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110, die in 6 gezeigt wird, enthält einen U-förmigen Heizkern 112 großen Ausmaßes. Die zwei Kernsegmente 3a, 3b, die mit einem dort zwischengeschichteten nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff in geringem Abstand zusammengehalten werden, werden an einem Inneren von beiden Führungsenden 112a, 112b des U-förmigen Heizkerns 112 eingesetzt. Der Halter der Kernsegmente 3a, 3b, die in geringem Abstand zusammengehalten werden, wird in 6 und 7 nicht gezeigt.
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Das eine Ende 112a des Heizkerns 112 weist in geringem Abstand zu dem Kernsegment 3a, während das andere Ende 112b in geringem Abstand zu dem Kernsegment 3b weist. Die Kernsegmente 3a, 3b weisen in geringem Abstand zueinander, mit dem wärmehärtenden Klebstoff 6 dazwischen zwischengeschichtet. Wie es in 7 gezeigt wird, werden die Kernsegmente 3a, 3b an dem Inneren der beiden Enden 112a, 112b des U-förmigen Heizkerns 112 gehalten, und ein geschlossener Magnetkreis B2 wird durch den Heizkern 112 und die Kernsegmente 3a, 3b (und den wärmehärtenden Klebstoff 6) gebildet. Wenn die Steuereinrichtung 20 einen Wechselstrom an eine Heizspule 113 anlegt, wird ein wechselnder Magnetfluss in dem geschlossenen Magnetkreis B2 erzeugt. Dieser wechselnde Magnetfluss erzeugt Wärme in den Kernsegmenten 3a, 3b, so dass der wärmehärtende Klebstoff 6 einen Temperaturanstieg durchläuft und härtet. Als ein Ergebnis sind die Kernsegmente 3a, 3b zusammengefügt. Das Meiste des Magnetfelds (Magnetflusses), das durch die Heizspule 113 erzeugt wird, passiert den geschlossenen Magnetkreis B2, und dementsprechend wird die Spule 4 der Drossel 2 kaum erwärmt.
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Wie es vorstehend beschrieben wurde, sind die zentralen geraden Teile 31 (siehe 1) der E-förmigen Kernsegmente 3a, 3b kürzer als die geraden Teile 32, rechter gerader Teil und linker gerader Teil, und eine Lücke ist zwischen dem führenden Ende des geraden Teils 31 des Kernsegments 3a und dem führenden Ende des geraden Teils 31 des Kernsegments 3b übrig. Die Breite der Lücke ist größer als die Breite des wärmehärtenden Klebstoffs 6. Der magnetische Widerstand eines Magnetpfades, der sich durch die zentralen geraden Teile 31 der Kernsegmente 3a, 3b, die zueinander weisen, erstreckt, ist größer als der magnetische Widerstand eines Magnetpfades, der sich durch die geraden Teile 32, rechter gerader Teil und linker gerader Teil, erstreckt. Dementsprechend fließt nicht so viel Magnetfluss durch den Magnetpfad, der sich durch die zentralen geraden Teile 31 (d.h. den Magnetpfad, der sich durch das Innere der Spule 4 erstreckt) erstreckt als durch den Magnetpfad, der sich durch die geraden Teile 32, rechter gerader Teil und linker gerader Teil, erstreckt. Darüber hinaus fließt, sogar wenn ein wechselnder Magnetfluss durch das Innere der Spule 4 fließt, kein induzierter Strom durch die Spule 4, wenn beide Enden 41, 42 der Spule 4 frei sind. Kein Magnetfluss fließt direkt durch die Wicklung der Spule 4, so dass auch kein Wirbelstrom in der Wicklung der Spule 4 auftritt. Da der Abstand d zwischen den führenden Enden 112a, 112b der Heizspule 113 und dem Drosselkern 3 klein ist, leckt nur ein geringer Betrag des Magnetflusses durch diesen Abstand. Da die Dicke des wärmehärtenden Klebstoffs 6 klein ist, leckt nur ein geringer Betrag durch die Lücke zwischen der führenden Endfläche 33 des Kernsegments 3a und der führenden Endfläche 33 des Kernsegments 3b. Diese Faktoren tragen auch zum Unterdrücken des Temperaturanstiegs der Spule 4 bei.
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Ein Herstellungsverfahren einer Drossel, die eine verschiedene Form hat, wird unter Verwendung von 8 und 9 beschrieben. 8 ist eine Perspektivansicht einer Drossel 102, die in die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110 eingesetzt ist. Die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110 ist die gleiche Vorrichtung wie die, die mit 6 und 7 beschrieben wurde. Die zwei Kernsegmente 103a, 103b, die, mit nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoffen 6a, 6b und einer Lückenplatte 7 dazwischen zwischengeschichtet sind, in geringem Abstand aneinander gehalten werden, sind an dem Inneren der beiden führenden Enden des U-förmigen Heizkerns 112 eingesetzt. Ein Halter der Kernsegmente 103a, 103b, die in geringem Abstand zusammengehalten werden, wird in 8 und 9 nicht gezeigt.
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Ein Kern (Drosselkern 103) der Drossel 102 ist in zwei U-förmige Kernsegmente 103a, 103b geteilt. Wenn sie zusammengefügt werden, bilden die Kernsegmente 103a, 103b eine Ringform. Zwei Spulen 104a, 104b sind um den ringförmigen Drosselkern 103 gewickelt. Die Drossel 102 wird manchmal Doppelspulendrossel genannt. Obwohl Führungsleitungen der Spulen 104a, 104b nicht gezeigt werden, sind ein Ende der Spule 104a und ein Ende der Spule 104b miteinander verbunden.
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Bei dem Herstellungsverfahren der Drossel 102 werden zuerst die Spulen 104a, 104b an den Kernsegmenten 103a, 103b der Drossel 102 montiert und die Kernsegmente 103a, 103b werden in geringem Abstand gegenüberliegend platziert, mit dem nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff dazwischen zwischengeschichtet. Als Nächstes wird der Zusammenbau der Kernsegmente 103a, 103b und der Spulen 104a, 104b (der Zusammenbau mit dem nicht-ausgehärteten wärmehärtenden Klebstoff) in die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110 eingesetzt.
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Die Fügeabschnitte zwischen den Kernsegmenten 103a, 103b sind jeweilig an einem Inneren der Spulen 104a, 104b lokalisiert. 9 ist eine Seitenansicht der Drossel 102, die in die Hochfrequenz-Heizvorrichtung 110 eingesetzt ist. In 9 wird die Spule 104b durch eine imaginäre Linie angezeigt, und demnach sind die Kernsegmente 103a, 103b im Inneren der Spule 104b auch abgebildet.
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Die Kernsegmente 103a, 103b weisen zueinander, mit der Lückenplatte 7 dazwischen zwischengeschichtet. Die führende Endfläche 133 des Kernsegments 103a und die Lückenplatte 7 sind mit dem wärmehärtenden Klebstoff 6a zusammengefügt, während die führende Endfläche 133 des Kernsegments 103b und der Lückenplatte 7 mit dem wärmehärtenden Klebstoff 6b zusammengefügt sind. Die führenden Endflächen 133 der Kernsegmente 103a, 103b korrespondieren zu der Fügeschnittstelle. Der Heizkern 112 ist angeordnet, so dass ein Ende 112a zu dem Kernsegment 103a weist, während das andere Ende 112b zu dem Kernsegment 103b weist.
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Wie es in 9 gezeigt wird, wird ein geschlossener Magnetkreis B3 durch den Heizkern 112 und die Kernsegmente 103a, 103b gebildet. Wenn die Steuereinrichtung 20 einen Wechselstrom an die Heizspule 113 anlegt, wandelt sich ein Verlust magnetischer Energie bei den Kernsegmenten 103a, 103b in Wärme um, und demnach wird Wärme erzeugt. Diese Wärme ermöglicht es den wärmehärtenden Klebstoffen 6a, 6b, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und zu härten. Als ein Ergebnis werden die Kernsegmente 103a, 103b zusammengefügt. Das Meiste des wechselnden Magnetflusses, der durch den Wechselstrom, der durch die Heizspule 113 fließt, erzeugt wird, fließt durch den geschlossenen Magnetkreis B3. Während ein Ende der Spule 104a und ein Ende der Spule 104b miteinander verbunden sind, sind das andere Ende der Spule 104a und das andere Ende der Spule 104b mit nichts verbunden. Während des Fügens der Kernsegmente 103a, 103b sind die Spulen 104a, 104b als ein elektrischer Kreis offen. Dementsprechend, sogar wenn ein wechselnder Magnetfluss das Innere der Spulen 104a, 104b passiert, fließt kein induzierter Strom durch die Spulen 104a, 104b. Darüber hinaus fließt, wie in der vorstehenden Ausführungsform, kaum ein wechselnder Magnetfluss durch die Wicklungen der Spulen 104a, 104b. Folglich wird kaum Wärme in den Spulen 104a, 104b der Drossel 102 erzeugt.
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In dem Fall einer Drossel, bei der der Fügeabschnitt zwischen den Kernsegmenten im Inneren der Drosselspule lokalisiert ist, resultiert ein Anwenden von Wärme auf den Fügeabschnitt durch eine Heizeinrichtung etc. von der Außenseite auch in einem Ansteigen der Temperatur der Drosselspule. Das Herstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, verwendet die Wärme, die in den Kernsegmenten erzeugt wird, um es dem wärmehärtenden Klebstoff zu ermöglichen, einen Temperaturanstieg zu durchlaufen und zu härten. Beide Enden der Drosselspule sind frei, so dass kein induzierter Strom durch die Drosselspule fließen kann, sogar wenn ein wechselnder Magnetfluss das Innere der Drosselspule passiert. Das Meiste des wechselnden Magnetflusses, der durch den Wechselstrom in der Heizspule erzeugt wird, passiert das Innere der Kernsegmente und nahezu kein Magnetfluss passiert die Wicklung der Drosselspule. Demnach kann der Temperaturanstieg der Drosselspule unterdrückt werden. Das Herstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, ist insbesondere für eine Drossel passend, bei der die Fügeposition innerhalb der Spule lokalisiert ist.
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Das Folgende sind Bemerkungen zur Technik, die in der Ausführungsform beschrieben wurden: Die Kernsegmente 3a, 103a der Ausführungsform korrespondieren zu einem Beispiel des ersten Kernsegments. Die Kernsegmente 3b, 103b der Ausführungsform korrespondieren zu einem Beispiel des zweiten Kernsegments. Eine Lückenplatte oder ein anderes Kernsegment können zwischen dem ersten Kernsegment und dem zweiten Kernsegment zwischengeschichtet sein. Demnach ist die Technik, die durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, auch auf die Herstellung einer Drossel, die einen Kern hat, der in drei oder mehr Segmente geteilt ist, anwendbar.
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Das Herstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, ist insbesondere für die Herstellung einer Drossel passend, die einen Kern enthält, dessen beide Enden eines Teils, durch eine Spule passieren, außerhalb der Spule miteinander verbunden sind. Solch eine Drossel ist einfach herzustellen, indem eine im Vorhinein hergestellte Spule an Segmenten des Kerns installiert werden kann. Auf der anderen Seite resultiert ein Anwenden von Wärme auch auf solch eine Drossel von der Außenseite, um die Temperatur der Fügeposition ansteigen zu lassen, in einem Ansteigen der Temperatur der Spule. Die Technik, die durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, verwendet die Wärme, die in dem Kern der Drossel erzeugt wird, um die Temperatur des wärmehärtenden Klebstoffs zu erhöhen, und kann dementsprechend den Temperaturanstieg der Spule unterdrücken.
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Die Drossel, die durch das Herstellungsverfahren hergestellt wird, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, ist nicht auf die Drossel der Ausführungsform begrenzt. Darüber hinaus ist das Herstellungsverfahren, das durch die vorliegende Spezifikation offenbart wird, nicht auf die Konfiguration der Hochfrequenz-Heizvorrichtungen 10, 110 der Ausführungsform begrenzt. Bei dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform sind die Heizkerne 12, 112 und die Drosselkerne 3, 103 mit dem dazwischen gelassenen Abstand d angeordnet. Dies geschieht, um einen Schaden an den Drosselkernen 3, 103 zu verhindern. Alternativ kann die Fläche des Heizkerns, der zu dem Drosselkern weist, mit dem Drosselkern physisch in Kontakt sein.
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Während die spezifischen Beispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend im Detail beschrieben wurden, sind diese Beispiele lediglich illustrierend und nicht beabsichtigt, um den Umfang der Ansprüche zu begrenzen. Die Technik, die im Umfang der Ansprüche beschrieben wurde, enthält also die vorstehend illustrierten spezifischen Beispiele mit verschiedenen Modifikationen und Änderungen, die dort hinzugefügt werden. Die technischen Elemente, die in der vorliegenden Spezifikation beschrieben werden, oder die Zeichnungen stellen den technischen Nutzen unabhängig oder in verschiedenen Kombinationen heraus, und sind nicht auf die Kombinationen, die in den Ansprüchen zu der Zeit der Patentanmeldung beschrieben sind, begrenzt. Darüber hinaus kann die Technik, die in der vorliegenden Spezifikation oder den Zeichnungen illustriert ist, eine Mehrzahl von Zielen zur gleichen Zeit erreichen, und hat einen technischen Nutzen, einfach durch das Erreichen eines dieser Ziele.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007335523 A [0002]
- JP 201433039 A [0002]
- JP 2014033039 A [0003, 0004, 0009]
