CN108235464A - 加热器 - Google Patents
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Abstract
一种加热器，其能简单地进行加热器线的相对于绕线管的安装。这种加热器将电阻发热式的电热线作为发热体使用，其中，具有呈柱状的外形的绕线管(11)和通过通电发热的加热器线(20)，所述绕线管(11)具有电绝缘性，所述加热器线(20)由相互并行的2根线条构成，该2根线条相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管(11)的外周，并且在该加热器线(20)中的螺旋的卷绕开始端相互连着。
Description
技术领域
本发明涉及将电阻发热式的电热线作为发热体使用的加热器。
背景技术
例如，在进行半导体芯片等电子零件的软钎焊的情况下，使用安装了加热器的焊烙铁。此加热器被内置在前述焊烙铁的前端部分中，并以如下的方式构成：通过使该加热器发热，将焊烙铁的烙铁尖部加热，进行软钎焊。此种加热器一般如在专利文献1中公开的那样构成。
在前述专利文献1中公开的焊烙铁用加热器，如该文献1的图1及图2所示，具有电绝缘性的圆柱形状的绕线管2和被安装在绕线管2上的电阻发热式的电热线(加热器线)8。
前述加热器线8螺旋卷绕在绕线管2的外周面上，并且并该加热器线8的卷绕开始端通过绕线管2的前端侧(文献1的图1及图2的左侧)的导孔10，从在该绕线管2的基端侧(文献1的图1及图2的右侧)的端面开口的一方的发热体用穿插孔9导出，另外，加热器线8的卷绕结束端通过绕线管2的基端侧的导孔10，从在该绕线管2的基端面开口的另一方的发热体用穿插孔9导出。这样，前述加热器线8被安装在绕线管2上，与未图示的电源连接。
但是，在前述以往的加热器中，因为前述加热器线8由比较硬的原材料形成，所以一面将该加热器线8折曲一面使之通过被形成在绕线管2上的细的发热体用穿插孔9的作业是困难的作业。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭61-88684号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于前述那样的情况做出的发明，其技术的课题是提供一种能简单地进行加热器线的相对于绕线管的安装的加热器。
为了解决课题的手段
为了实现前述目的，本发明的加热器，其特征在于，具有柱状的绕线管和通过通电发热的加热器线，所述柱状的绕线管具有电绝缘性，所述加热器线由相互并行的2根线条构成，该2根线条相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管的外周，并且在螺旋的卷绕开始端相互连着。
根据本发明的具体的结构方式，向前述加热器线赋予螺旋状的卷曲倾向，前述绕线管中的从卷绕前述加热器线的部分到基端部为止的外径形成得比前述加热器线的螺旋的内径小，通过将前述绕线管从基端部侧插入前述加热器线的螺旋的内部，将该加热器线安装在前述绕线管上。
在本发明中，优选前述加热器线通过将1根线材折曲成对折形成。
另外，在本发明中，绕线管的外部延伸的通电用的导线在该绕线管的外部分别与前述加热器线中的2根线条的螺旋的卷绕结束端连接。
在本发明中，也可以是前述加热器具有温度传感器，该温度传感器由将不同种的金属线相互接合而将接合部位作为温度检测部的热电偶构成，在前述温度检测部安装了由与前述金属线相比热传导性优异的金属原材料构成的热传导体。
发明的效果
根据本发明的加热器，因为加热器线由相互并行的2根线条构成，这2根线条相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管的外周，并且以在其螺旋的卷绕开始端相互连着的状态安装在前述绕线管的外周，所以完全不需要如以往的那样进行将前述加热器线穿插到形成在绕线管上的细的穿插孔中的作业，能简单地进行加热器线的相对于绕线管的安装作业。
附图说明
图1是将第一实施方式的加热器内置在焊烙铁中的状态的主要部分剖视图。
图2是表示第一实施方式的加热器的主视图。
图3是用于第一实施方式的加热器的绕线管的右侧视图。
图4是前述绕线管的左侧视图。
图5是表示温度传感器的分解立体图。
图6是表示将第一实施方式的加热器收容在加热器外壳内，并将它内置在焊烙铁中的状态的主要部分剖视图。
图7是表示将加热器收容在前述加热器外壳前的状态的示意立体图。
图8是表示第一实施方式中的绕线管的变形例的主视图。
图9是将第二实施方式的加热器内置在焊烙铁中的状态的主要部分剖视图。
图10是表示第二实施方式的加热器的侧视图。
图11是表示铠装加热器的立体图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面，使用附图，对有关本发明的加热器详细地进行说明。
图1及图2是表示前述加热器10A的第一实施方式的图。此加热器10A是在内置在焊烙铁1A的前端部分中的状态下使用的加热器，并被构成为通过使该加热器10A发热将处于焊烙铁1A的前端的烙铁尖部2加热，进行软钎焊。另外，本实施方式所示的加热器10A也可以内置在用于自动软钎焊装置的焊烙铁内，或者也可以内置在手动操作式的手提焊烙铁内。
如图1所示，前述焊烙铁1A具有由不锈钢等金属构成的筒状的烙铁主干部3、与此烙铁主干部3连结的前述烙铁尖部2和加热烙铁尖部2的前述加热器10A。前述烙铁尖部2具有用于进行软钎焊作业的前端部2a，此前端部2a呈尖逐渐变细的尖端形状。
另外，在烙铁尖部2的内部设置了用于收容前述加热器10A的收容部4。前述收容部4，具有被设置在烙铁主干部3侧的具有圆形的截面形状的第一收容部4a；和与该第一收容部4a相比位于前方(前端部2a侧)，内径比第一收容部4a的内径小的第二收容部4b。前述第二收容部4b的前端被形成为朝向深度方向(在图1中为左侧)呈尖窄状的圆锥面状。另外，在烙铁主干部3，若前述焊烙铁1A是手动的焊烙铁，则安装柄，若为自动式，则安装机械手等。
前述加热器10A具有呈柱状地在轴L方向延伸的绕线管11、通过通电发热的前述加热器线20和检测烙铁尖部2的前端部2a的温度的温度传感器30。
前述绕线管11是由陶瓷等具有电绝缘性的单一的原材料一体地形成的部件，具有圆棒状的主体部12和仅在此主体部12的轴L方向的一端侧(前端侧)形成的法兰部13。前述主体部12是在其外周卷绕了前述加热器线20的部分，从该主体部12的前端侧到基端侧形成为相同的直径。另外，前述法兰部13被形成为与主体部12呈同心圆状地配置的薄板圆环状。
进一步说明前述绕线管11的结构，该绕线管11具有从前述法兰部13进一步向前方(图1及图2的左侧)突出的突出部14。前述突出部14被形成为与前述主体部12相比为小径的大致圆棒状，与前述主体部12及法兰部13呈同心圆状地配置。另外，如图2或图3所示，在此突出部14的前端面上以在直径方向横穿该突出部14的方式形成了截面大致コ字状的凹槽15。此凹槽15的槽宽被形成为大致均匀的宽度，其槽深度成为前述突出部14的轴线L方向长度(从法兰部13开始的突出长度)的大致一半左右。
另外，如图1～图4所示，在绕线管11的内部，形成了在轴L方向贯通该绕线管11的一对传感器安装孔16a、16b。此传感器安装孔16a、16b是用于穿插形成前述温度传感器30的2个金属线31、32的孔，该传感器安装孔16a、16b的一端在前述主体部12的基端侧的端面开口，另一端在突出部14中的前述凹槽15的槽底15a开口。
接着，对前述加热器线20进行说明。
如图2的那样，前述加热器线20由相互并行的2根线条20A、20B构成。而且，这2根线条20A、20B相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管11的外周，并且在其螺旋的卷绕开始端20a相互连着。前述加热器线20也可以将被分割的2根线条20A和20B在卷绕到绕线管11上后连接，但在本实施方式中，如图2所示，将单一的线条折曲成对折，将其折曲部作为前述螺旋的卷绕开始端20a配置在前述绕线管11的主体部12的前端侧，在该状态下，朝向该主体部12的基端侧地缠绕成双螺旋状。
另外，前述2根线条20A、20B的卷绕结束端20b，在前述主体部12的外周面上，从在周方向相差大致180°的位置分别向后方侧(烙铁主干部3侧)延伸，在前述绕线管11的外部延伸的通电用的导线21、21在该绕线管11的外部分别与该卷绕结束端20b连接，该卷绕结束端20b通过此导线21、21与未图示的电源连接。作为导线21的相对于前述加热器线20的连接方法，例如，采用激光焊接等点焊接，图1及图2的符号22表示将加热器线20和导线21进行点接合而成的连接部。另外，作为构成前述加热器线20的线材，例如能使用由电阻发热的镍铬线等。另外，作为前述导线21、21，例如能使用对以铜线为芯线的线材实施了镀镍的镀镍铜线等。
由于前述加热器线20这样地安装在绕线管11上，所以不需要如以往的那样在前述绕线管11上贯穿设置用于穿插加热器线20的孔或一面将该加热器线20向这样的孔折曲一面进行穿插的作业，该加热器线20的向绕线管11的安装变得非常简单。
前述加热器线20也可以通过缠绕在绕线管11上安装在该绕线管11上，但在本实施方式中，预先向前述加热器线20赋予螺旋状的卷曲倾向，并将前述绕线管11的主体部12向维持了螺旋形状的此加热器线20的螺旋的空心部从其基端侧插入，使折曲部20a相对地移动到与前述法兰部13碰到或接近的位置，由此，将加热器线20安装在绕线管11上。在此情况下，绕线管11中的从卷绕前述加热器线20的部分到基端部为止的外径(即，主体部12的外径)形成得比加热器线20的螺旋的内径小。由此，节省将前述加热器线20卷绕在绕线管11上的时间劳力，其安装变得进一步容易。
前述温度传感器30，如图5所示，是将不同的2种金属线31、32的前端侧接合而成的热电偶，将此接合部分作为温度检测部33形成。此温度传感器30的端子(金属线31、32的基端侧)与未图示的控制装置连接，由该控制装置测量前述烙铁尖部2(尖头部2a)的温度，并且基于测量到的温度信息控制流过加热器线20的电流，调整烙铁尖部2的尖头部2a的温度。
如图1、图2、图5所示，在前述温度检测部33的外面上，安装了具有比前述2种金属线31、32的热传导率高的热传导率的热传导体34。作为此热传导体34，例如使用银、铜、金、铝等那样的热传导率优异的金属。在本实施方式中，在做成了圆筒等的空心状的热传导体34的内部收容了前述温度检测部33，通过在侧面方向推压该热传导体34来进行铆接而压接在温度检测部33。通过这样做，如图2示意性地表示的那样，该热传导体34被压扁而进行扁平化，以相对于温度检测部33直接紧贴的状态被安装，因此，温度检测部33的整体由该热传导体34覆盖。
另外，希望前述热传导体34由传热层进行涂覆，该传热层以由金刚石粉末构成的无机粒子为成分。这样，通过在前述热传导体34的表面上配设具有优异的热传导率的金刚石粉末，能进一步提高该热传导体34的传热性。在将传热层涂覆在热传导体34上的情况下，例如将金刚石粉末拌入乙醇类溶剂中，使混合了金刚石粉末的混合溶液附着在热传导体34上。接着，通过使上述热传导体34在常温下自然干燥，将上述传热层涂覆在该热传导体34的表面上。另外，一般来说，金刚石具有如下的物性，即，从约600℃附近开始石墨化，若温度更高则逐渐碳化，但由于焊烙铁通常在比金刚石的碳化温度低的约500℃以下左右使用，所以不存在金刚石粉末碳化的情况，维持由前述传热层产生的高的热传导性。另外，作为乙醇类溶剂，例如使用混了陶瓷材料的粉末的高耐热陶瓷粘接剂。另外，前述金刚石粉末的粒度、相对于乙醇类溶剂的分配量、混合溶液的干燥时间等，由使用温度传感器30的环境等适宜地决定。
在将前述温度传感器30向绕线管11安装的情况下，如图1及图2所示，将一方的金属线31穿插到在前述凹槽15的槽底15a开口的一方的前述传感器安装孔16a内，使之从主体部12的基端侧的端面延出。与此同样，将另一方的金属线32也穿插到在前述槽底15a开口的另一方的传感器安装孔16b内，使之从主体部12的基端侧的端面延出。而且，通过将由前述热传导体34包覆的温度检测部33配设在前述突出部14的凹槽15内，向前述绕线管11安装温度传感器30。此时，前述热传导体34以从前述凹槽15非突出的状态被收容在该凹槽15内。
如前所述，在绕线管11上安装了加热器线20和温度传感器30的加热器10A，如图1所示，在前述收容部4的第一收容部4a收容该绕线管11的主体部12及法兰部13，并且在第二收容部4b收容该绕线管11的突出部14，前述突出部14的前端面碰撞到前述第二收容部4b的倾斜的底壁(图1的左侧)。这样，在与第一收容部4a相比形成在更前方的第二收容部4b收容具有前述温度传感器30的突出部14，该温度传感器30被配置在与进行软钎焊作业的前述烙铁尖部2的尖头部2a更近的位置，由此，能更正确地响应性良好地检测实际的尖头部2a的温度。
另外，在前述收容部4，充填了例如将由陶瓷、氧化镁、氧化铝等构成的做成了粉末状的电绝缘性的充填材料17，以便将前述绕线管11的周围的间隙填埋。由此，螺旋卷绕在主体部12的外周的加热器线20被保持为相对于前述第一收容部4a的内周面非接触的状态。前述充填材料17也流入突出部14的凹槽15内，将前述温度传感器30的温度检测部33及热传导体34的周围填埋。
另外，在收容部4内，在前述主体部12的基端侧安装了用于将该收容部4的开口封闭的电绝缘性的盖材18。盖材18呈圆形的薄板状，具有被贯穿设置在中心部的中心孔18a和被贯穿设置在此中心孔18a的周围的2个通孔18b、18b。而且，主体部12的基端侧通过前述中心孔18a，延伸到烙铁主干部3的内部空间，并且加热器线20的卷绕结束端20b侧的2根线条通过一对通孔18b、18b，延伸到该烙铁主干部3的内部空间。这样，前述加热器10A内置在焊烙铁1A的前端部分中。
另外，因为前述温度传感器30通过在其温度检测部33安装了具有高的热传导率的热传导体34，提高了热的相对于该温度检测部33的传导，所以能响应性好地追随作为测定对象部位的烙铁尖部2(前端部2a)的温度的变化，谋求由前述温度传感器30产生的温度测定精度的提高。
本发明的加热器10A，如图6及图7所示，收容在筒状的加热器外壳40中进行盒式化，也能连加热器外壳40一起收容在前述烙铁尖部2的收容部4。在此例中，前述加热器外壳40由不锈钢等金属形成，其外径形成得比前述收容部4的第一收容部4a的内径稍小。另外，在加热器外壳40的前端(图6、图7的左侧)设置了穿插前述绕线管11的突出部14的穿插孔41，在将加热器外壳40收容在前述收容部4a内的状态下，前述突出部14通过前述穿插孔41收容在第二收容部4b内。
在前述加热器外壳40的内部充填了用于将加热器10A和加热器外壳40绝缘的前述充填材料17，在加热器外壳40的基端部(图6、图7的右侧)安装了将该加热器外壳40的开口堵塞的盖材42。如图7所示，在此盖材42上设置了在板厚方向贯通的4个通孔42a、42b，其中，前述加热器线20从位于图的上下的一对通孔42a、42a向烙铁主干部3内导出，前述温度传感器30的金属线31、32从位于图的左右的一对通孔42b、42b向烙铁主干部3内导出(参照图6)。在此图6及图7的例子中，加热器外壳40可从收容部4拆下，通过连该加热器外壳40一起进行更换，也可以替换前述加热器10A。
另外，在第一实施方式的加热器10A中，在前述绕线管11的突出部14设置了凹槽15，在该凹槽15内部收容了温度传感器30的温度检测部33(热传导体34)，但也可以如图8的变形例所示的那样，在突出部14的前端不设置凹槽15，而是将前述突出部14的前端面作为平坦的面来形成，在此平坦面上配置温度检测部33。在此情况下，虽然也存在通过温度检测部33(热传导体34)与烙铁尖部2接触在测定温度上产生误差的情况，但能通过前述控制装置的控制回路补偿误差。
图9及图10是表示本发明的加热器的第二实施方式的图，此第二实施方式的加热器10B与前述第一实施方式的加热器10A不同之处是绕线管50由筒状的内绕线管60和嵌合在其外侧的筒状的外绕线管70构成这点。
前述内绕线管60是在轴L方向呈大致相同直径地延伸的部件，在此内绕线管60的内部形成了在前述轴L方向延伸的一对传感器安装孔16a、16b，在该内绕线管60的前端设置了前述凹槽15，前述传感器安装孔16a、16b在该凹槽15的槽底15a开口。
前述温度传感器30，通过将2个金属线31、32从凹槽15侧穿插到传感器安装孔16a、16b中，使这些金属线31、32从内绕线管60的基端侧(图9及图10的右侧)通过该传感器安装孔16a、16b导出，将温度检测部33及热传导体35收容在前述凹槽15内，被安装在前述内绕线管60上。
另一方面，外绕线管70，与前述内绕线管60相比，其长度形成得短，在此外绕线管70的外周面上安装了前述加热器线20。该加热器线20与第一实施方式同样，在将折曲部20a(卷绕开始端)配置在外绕线管70的前端侧的状态下，呈双螺旋状地卷绕在该外绕线管70的外周，其螺旋的卷绕结束端20b通过外绕线管70的外部向烙铁主干部3侧导出。
前述加热器10B的内绕线管60及外绕线管70的重叠的部分被收容在前述收容部4的第一收容部4a，并且设置了前述凹槽15的内绕线管60的前端侧被收容在第二收容部4b。在将绕线管50收容在前述收容部4的状态下，内绕线管60中的前端面碰撞到第二收容部4b的底壁。另外，在前述收容部4，与第一实施方式同样地充填了电绝缘性的充填材料17，并且在该收容部4的开口缘安装了将该开口封闭的前述盖材18。而且，前述内绕线管60及外绕线管70的重叠的部分经被设置在盖材18上的中心孔18a向烙铁主干部3的内部空间导出，被卷绕在外绕线管70的外周的加热器线20的卷绕结束端20b侧经该盖材18的一对通孔18b、18b向烙铁主干部3的内部延伸。这样，第二实施方式的加热器10B被内置在焊烙铁1B的前端部分中。
上面，对有关本发明的加热器进行了说明，但本发明不限定于前述实施方式，当然可在不脱离权利要求书的主旨的范围内进行各种设计变更。
安装了温度传感器30的前述热传导体34将做成了筒状的部件相对于前述温度检测部33通过铆接安装，但不限于此，例如，也可以通过对金属原材料进行焊接、钎焊等来安装。
另外，若不需要检测烙铁尖部2的温度，则也能省略前述温度传感器30。
另外，在图6及图7所示的例子中，前述加热器外壳40在其前端具有穿插孔41，但如图11所示，也可以不设置穿插孔41，做成仅前述基端部开口的有底筒状的加热器外壳，在其内部收容前述加热器10A，做成进行了盒式化(完全封入化)的铠装加热器。这样形成的铠装加热器不仅能内置在焊烙铁中来使用，例如，也能以绝缘状态收容在管等容器中，将它作为加热水、油等的投入加热器使用，或作为成形装置等模具加热用加热器使用，通过进行与使用环境等一致的处理，能用于多个用途。
符号的说明
10A、10B：加热器；11、50：绕线管；20：加热器线；20a：卷绕开始端(折曲部)；20b：卷绕结束端；30：温度传感器；31、32：金属线；33：温度检测部；34：热传导体。
Claims (9)
1.一种加热器，其特征在于，具有柱状的绕线管和通过通电发热的加热器线，所述柱状的绕线管具有电绝缘性，所述加热器线由相互并行的2根线条构成，该2根线条相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管的外周，并且在螺旋的卷绕开始端相互连着。
2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，向前述加热器线赋予螺旋状的卷曲倾向，前述绕线管中的从卷绕前述加热器线的部分到基端部为止的外径形成得比前述加热器线的螺旋的内径小，通过将前述绕线管从基端部侧插入前述加热器线的螺旋的内部，将该加热器线安装在前述绕线管上。
3.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，前述加热器线通过将1根线材折曲成对折形成。
4.如权利要求2所述的加热器，其特征在于，前述加热器线通过将1根线材折曲成对折形成。
5.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，在绕线管的外部延伸的通电用的导线在该绕线管的外部分别与前述加热器线中的2根线条的螺旋的卷绕结束端连接。
6.如权利要求2所述的加热器，其特征在于，在绕线管的外部延伸的通电用的导线在该绕线管的外部分别与前述加热器线中的2根线条的螺旋的卷绕结束端连接。
7.如权利要求3所述的加热器，其特征在于，在绕线管的外部延伸的通电用的导线在该绕线管的外部分别与前述加热器线中的2根线条的螺旋的卷绕结束端连接。
8.如权利要求4所述的加热器，其特征在于，在绕线管的外部延伸的通电用的导线在该绕线管的外部分别与前述加热器线中的2根线条的螺旋的卷绕结束端连接。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的加热器，其特征在于，前述加热器具有温度传感器，该温度传感器由将不同种的金属线相互接合而将接合部位作为温度检测部的热电偶构成，在前述温度检测部安装了由与前述金属线相比热传导性优异的金属原材料构成的热传导体。
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