JP2005205425A

JP2005205425A - 加熱溶解装置

Info

Publication number: JP2005205425A
Application number: JP2004012157A
Authority: JP
Inventors: Akira Hatano; 晃羽田野
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】加熱部のみを直接加熱して加熱効率や熱応答性を高め、かつグリップが熱くなることによる作業環境の悪化を防止する。
【解決手段】誘導コイル７を備えたこて台15と、誘導コイル７からの交番磁界により加熱されるこて部23を有する半田こて21とにより構成する。こて部23の温度情報をこて台15に出力する通信手段26を半田こて26に設けると共に、こて部23の温度情報に基づき、こて部23が設定温度になるように制御するインバータ回路制御装置12を設ける。半田付け作業に必要なこて部23だけが加熱されるので、加熱効率が向上する。また、半田こて21の握り部であるグリップ22が熱くなることもないので、作業環境も改善できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱溶解作業の際に利用する加熱溶解装置に関する。

従来の電気式半田こては、例えば特許文献１に開示されるように、半田こてのグリップ内に断熱パイプを介してヒータを内蔵し、電源コードからヒータ内の発熱体に給電を行なうことにより、ヒータの先方に設けたこて先を加熱するようになっている。

また別の特許文献２には、半田こての内部に誘導コイルを巻回したヒータ部としての特殊合金を配設し、この特殊合金の先端にこて先を接続して、誘導コイルからの交番磁界により特殊合金を発熱させ、特殊合金からこて先への熱伝導によりこて先を加熱するものが開示されている。
特開平７−１１６８３５号公報特開平１０−３２８８２０号公報

上記各引用文献において、加熱すべき部分はいずれも、加熱部としてのこて先であるにも拘らず、半田こての先端にはヒータや、誘導コイルを巻回した特殊合金を置くスペースがないため、半田こての先端から離れた位置に、こうしたヒータや誘導コイルを巻回した特殊合金を配置して、熱伝導によりこて先を間接的に加熱せざるを得ず、加熱効率や熱応答性が悪くなると共に、握り部であるグリップが熱くなって作業環境が低下するという問題点を有していた。また、ヒータ内の発熱体や誘導コイルに電気を供給するために、半田こてには給電用の電源コードが設けられているため、作業時に半田こてを扱う際に、電源コードの取り回しに不便さを生じていた。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、加熱部のみを直接加熱して加熱効率や熱応答性を高め、かつグリップが熱くなることによる作業環境の悪化を防止すると共に、取り回しの自由度を高めることができる加熱溶解装置を提供することをその目的とする。

本発明の請求項１における加熱溶解装置では、こて台に備えた加熱手段にこて体の加熱部を近づけると加熱部が加熱される。すなわち、加熱溶解作業に必要な加熱部だけが加熱されるので、加熱効率が向上する。また、こて体から加熱部の温度情報を制御手段が受け取ると、この加熱部が設定温度になるように、加熱電力を細かく制御できる上に、こて体にはヒータや誘導コイルが設けられていないので、加熱部の熱応答性が向上し、従来よりも加熱部の温度制御が正確にできる。さらに、こて体のグリップが熱くなることもないので、作業者に対する放射熱が少なくなり、作業環境も改善できる。

本発明の請求項２における加熱溶解装置では、こて台に備えた加熱手段にこて体の加熱部を近づけると加熱部が加熱される。すなわち、加熱溶解作業に必要な加熱部だけが加熱されるので、加熱効率が向上する。また、こて体にはヒータや誘導コイルが設けられていないので、加熱部の熱応答性が向上する。さらに、こて体のグリップが熱くなることもないので、作業者に対し熱放射が少なくなり、作業環境も改善できる。また、加熱部がキュリー温度付近にまで加熱上昇すると、加熱部としての磁性が弱くなって、加熱部への加熱電力が低下する。したがって、加熱部として適切なキュリー点を持つ材料を選択するだけで、加熱時における加熱部の温度を簡単に制御できる。

本発明の請求項３における加熱溶解装置では、こて体をこて台に例えば載置すると充電手段が充電され、この充電手段によって動作する報知手段が、加熱部の温度低下時などにこて体から報知を行なう。したがって、作業者は加熱部の温度低下などを報知手段からの報知によって確実に知ることができる。また、充電手段がこて体に設けられているために、こて体への給電用の電源コードは不要になり、こて体の取り回しの自由度が上がって使い勝手が向上する。

本発明の請求項４における加熱溶解装置では、使用中のこて体の加熱部が温度低下したら、こて台にある別の加熱したこて体に持ち替えて、引き続き加熱溶解付け作業を行なうことができる。

本発明の請求項１における加熱溶解装置によれば、加熱部のみを直接加熱して加熱効率や熱応答性を高め、かつグリップが熱くなることによる作業環境の悪化を防止することができる。さらに、加熱電力を細かく制御できることができる。

本発明の請求項２における加熱溶解装置によれば、加熱部のみを直接加熱して加熱効率や熱応答性を高め、かつグリップが熱くなることによる作業環境の悪化を防止することができる。また、加熱時における加熱部の温度を簡単に制御できる。

本発明の請求項３における加熱溶解装置によれば、作業者は加熱部の温度低下などを確実に知ることができると共に、こて体の取り回しの自由度が上がって使い勝手を向上することができる。

本発明の請求項４における加熱溶解装置によれば、複数のこて体を順に持ち替えて、加熱溶解作業を継続して行なうことが可能になる。

以下、本発明における好ましい実施例について、添付図面を参照しながら説明する。

図１に基づいて、本実施例における電気的構成を説明すると、１は例えばＡＣ１００Ｖの交流電源、２は交流電源１からの交流電力を直流入力電力に変換する直流電源回路であり、この直流電源回路２からの直流入力電力が、共振コンデンサ４とフライホイールダイオード５を内蔵したスイッチング素子としてのＩＧＢＴ６との直列回路に供給される。また、７は誘導加熱手段としての誘導コイルであり、この誘導コイル７は共振コンデンサ４と並列に接続される。前記共振コンデンサ４とＩＧＢＴ６との直列回路は、前記直流入力電力を高周波電力に変換するインバータ回路８に相当する。そして、ＩＧＢＴ６のゲートに供給されるパルス駆動信号によりＩＧＢＴ６をスイッチング動作させ、誘導コイル７と共振コンデンサ４との間で共振を起すことで、誘導コイル７に高周波電流を流すように構成している。

前記誘導コイル７を所望の設定電力で出力させるための電力フィードバック制御手段として、前記インバータ回路８に供給する直流入力電力（入力電圧及び入力電流）を検知する入力電力検知手段11と、この入力電力検知手段11で得られた検知結果を基に、ＩＧＢＴ６のスイッチング動作すなわちオン時間を可変制御するインバータ回路制御装置12がそれぞれ設けられる。ここでのインバータ回路制御装置12は、後述する半田こて21のこて部23の温度を設定するこて先温度設定手段13を含んでいる。さらに、14は半田こて21に直流入力電力を供給する給電手段である。前記直流電源回路２，誘導コイル７，インバータ回路８，入力電力検知手段11，インバータ回路制御装置12，および給電手段14は、いずれも半田こて21が載置可能なこて台15に設けられる。

21は被加熱負荷であるこて体としての半田こてであって、これは前記こて台15に着脱自在に設けられ、握り部であるグリップ22と、このグリップ22の先端部に設けられるこて部23とにより構成される。こて部23は、誘導コイル７からの交番磁界により加熱されるように、その一部若しくは全体が磁性材料で形成される。また、グリップ22の内部には、こて部23の温度を検出する温度検出センサを含むこて先温度検出手段25が内蔵される。こて先温度検出手段25は、温度検出センサで得られたこて部23の温度情報をこて台15のこて先温度設定手段13に無線出力する通信手段26を備えている。さらに半田こて21は、こて先温度検出手段25がこて部23の温度低下を検出したときに、その旨を報知する報知手段としての表示装置27と、こて台15に載置したときに前記給電手段14から給電を受けて充電される充電回路28とを備え、充電回路28からの電力供給によって、半田こて21がこて台15から離脱したときにも、通信手段26を含むこて先温度検出手段25や、表示装置27が駆動するようになっている。すなわち、半田こて21には給電用の電源コードは設けられておらず、半田付け作業時に半田こて21の取り回しが容易になっている。

次に、上記構成についてその作用を説明する。先ず、こて台15の動作から説明すると、直流電源回路２は電源コード（図示せず）などを介して印加される交流電力を直流入力電力に変換し、この直流入力電力をインバータ回路８に供給する。インバータ回路制御装置12は、インバータ回路８を構成する共振コンデンサ４と、この共振コンデンサ４と並列回路をなす誘導コイル７との間で共振が起こるタイミングで、ＩＧＢＴ６をスイッチング動作させる。これにより、誘導コイル７に高周波電流が供給され、誘導コイル７から交番磁界が発生して、誘導コイル７に近接して置かれた半田こて21のこて部23が電磁誘導加熱される。

半田こて21をこて台15に載置した状態では、こて台15に設けられた給電手段14を通して充電回路28に電源としての直流入力電圧が供給され、充電回路28の充電が行なわれる。この電源供給を利用して、こて部23の温度情報がこて先温度検出手段25の温度検出センサにより読み取られ、半田こて21とこて台15との間を通信手段26で通信することによって、前記こて部23の温度情報をこて台15のインバータ回路制御装置12に伝送する。こて台15側では、こて先温度設定手段13で設定されたこて部23の設定温度と、通信手段26により伝送されるこて部23の温度情報とに基づき、入力電力検知手段11からの検知出力を監視しながら、ＩＧＢＴ６のオン・オフ時間が制御される。これにより、こて部23の温度が設定温度に近づくように、誘導コイル７を流れる電流ひいてはこて部23に供給される誘導加熱電力が制御され、こて部23の温度調節が行なわれる。

一方、加熱溶解作業である半田付け作業を行なうために、半田こて21をこて台15から持ち上げると、給電手段14から充電回路28への給電は途絶えるが、それまで充電回路28に充電された電源を利用して、引き続きこて先温度検出手段25を動作させ、温度検出センサによりこて部23の温度情報を読み取る。そして、こて部23の温度がこて先温度検出手段25にて予め設定した報知温度よりも低下したら、こて部23の加熱を促すために半田こて21の表示装置27にて、こて部23の温度低下を報知する。

このように、半田こて21を載置可能なこて台15に誘導コイル７を配置して、半田こて21のこて先であるこて部23を電磁誘導加熱することにより、半田付け作業に必要なこて部23の部分だけを直接的に加熱することができ、従来の熱伝導による間接的な加熱よりも、加熱効率を上げることができる。また、半田こて21の内部にはヒータが設けられておらず、ヒータからの放射熱によりグリップ22が熱くなることもないため、作業者に対しても放射熱が少なくなって作業環境を改善できる。しかも、こて部23の温度情報が通信手段26を利用してこて台15のインバータ回路制御装置12に伝送されるので、インバータ回路制御装置12はこの温度情報に基づき、加熱コイル７の電流量ひいては誘導加熱によるこて部23の加熱電力を細かく制御できる。そのため、半田こて21の内部にヒータを設けていないことと相俟って、こて部23の熱応答性が著しく向上し、従来のものと比較してこて部23の温度制御が正確にできるようになる。さらに、半田こて21をこて台15から離脱したときにも、充電回路15からの電源供給によって、こて先温度検出手段25や表示装置27を動作させ続けることができ、半田こて21に電源コードを付属する必要がなくなるため、半田こて21の取り回しの自由度が上がって、使い勝手を向上することができる。

以上のように本実施例では、加熱手段である誘導コイル７を備えたこて台15と、誘導コイル７からの交番磁界により加熱される加熱部としてのこて部23を有する半田こて21とにより構成され、こて部23の温度情報をこて台15に出力する通信手段26をこて体である半田こて21に設けると共に、こて部23の温度情報に基づき、こて部23が設定温度になるように制御する制御手段としてのインバータ回路制御装置12を備えている。

この場合、こて台15に備えた誘導コイル７に半田こて21のこて部23を近づけると、誘導コイル７から発生する交番磁界によってこて部23が電磁誘導加熱される。すなわち、半田付け作業に必要なこて部23だけが加熱されるので、加熱効率が向上する。また、半田こて21からこて部23の温度情報をインバータ回路制御装置12が受け取ると、こて部23が設定温度になるように、誘導加熱を利用して加熱電力を細かく制御できる上に、半田こて21にはヒータや誘導コイルが設けられていないので、こて部23の熱応答性が向上し、従来よりもこて部23の温度制御が正確にできる。さらに、半田こて21の握り部であるグリップ22が熱くなることもないので、作業者に対する放射熱が少なくなり、作業環境も改善できる。

また本実施例では、こて台15の例えば載置時に給電される充電手段としての充電回路28と、こて部23の温度低下時などに報知する報知手段としての表示装置27とを半田こて21に備えている。なお、報知手段としては、例えばブザー音や音声などを出力する鳴動装置などを利用してもよい。

このようにすると、半田こて21をこて台15に載置すると充電回路28が充電され、この充電手段28によって動作する表示装置27が、こて部の温度低下時に半田こてから報知を行なう。したがって、作業者はこて部23の温度低下を表示装置27からの報知によって確実に知ることができる。また、充電回路28が半田こて21に設けられているために、半田こて21への給電用の電源コードは不要になり、半田こて21の取り回しの自由度が上がって使い勝手が向上する。

図２は、本実施例における電気的構成を示す図である。なお、上記第１実施例と共通の箇所には共通の符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。同図において、本実施例では半田こて21の内部に通信手段26を設けない代わりに、半田の溶融温度よりも若干高い設定温度以上になると磁性が弱まる磁性材料でこて部23を構成している。すなわちこて部23は、半田こて21として制御したい設定温度付近にキュリー温度を持つ材料からなる。またインバータ回路制御装置12は、共振コンデンサ４と並列回路をなす誘導コイル７との間で共振が起こるタイミングで、ＩＧＢＴ６をスイッチング動作させるように、ＩＧＢＴ６のゲートにパルス駆動信号を供給するものの、ＩＧＢＴ６のオン・オフ時間は一定であり、こて部23を設定温度に近づけるようなＩＧＢＴ６のオン・オフ時間の可変制御は行なわない。つまり、インバータ回路制御装置12にはこて先温度設定手段13が設けられてはいない。それ以外の構成は、上記第１実施例と共通している。

加熱コイル７からの交番磁界により、こて台15に載置した半田こて21のこて部23を電磁誘導加熱する点は、第１実施例と同じである。ここでは、こて部23がキュリー温度を有する材料で構成されるため、こて部23が制御したい設定温度付近にまで上昇すると、こて部23としての磁性が弱くなり加熱電力が低下する。したがって、こて部23の温度を監視したり、この監視した温度情報を基にインバータ回路８を制御しなくても、こて部23として適切なキュリー点を持つ材料を選択するだけで、こて部23の温度を制御することが可能になる。

以上のように本実施例では、誘導コイル７を備えたこて台15と、誘導コイル７からの交番磁界により加熱されるこて部23を有する半田こて21とにより構成され、設定温度付近にキュリー温度を持つ材料でこて部23を構成している。

この場合も、こて台15に備えた誘導コイル７に半田こて21のこて部23を近づけると、誘導コイル７から発生する交番磁界によってこて部23が電磁誘導加熱される。すなわち、半田付け作業に必要なこて部23だけが加熱されるので、加熱効率が向上する。また、半田こて21にはヒータや誘導コイルが設けられていないので、こて部23の熱応答性が向上する。さらに、半田こて21のグリップ22が熱くなることもないので、作業者に対し熱放射が少なくなり、作業環境も改善できる。また、こて部23がキュリー温度付近にまで加熱上昇すると、こて部23としての磁性が弱くなって、こて部23への加熱電力が低下する。したがって、こて部23として適切なキュリー点を持つ材料を選択するだけで、加熱時におけるこて部23の温度を簡単に制御できる。

またこの実施例でも、こて台15の例えば載置時に給電される充電回路28と、こて部23の温度低下時に報知する表示装置27とを半田こて21に備えており、半田こて21をこて台15に載置すると充電回路28が充電され、この充電回路28によって動作する表示装置27が、こて部23の温度低下時に半田こてから報知を行なっている。したがって、作業者はこて部23の温度低下を表示装置27からの報知によって確実に知ることができる。また、充電回路28が半田こて21に設けられているために、半田こて21への給電用の電源コードは不要になり、半田こて21の取り回しの自由度が上がって使い勝手が向上する。

さらに、上記各実施例では一個の誘導コイル７を有するこて台15と、これに対応して設けられる一個の半田こて21だけを示しているが、複数の半田こて21をそれぞれ独立して加熱できるように、半田こて21と同じ数の誘導コイル７をこて台15に複数配設してもよい。こうすれば、使用中の半田こて21のこて部23が温度低下したら、こて台21に載置される別の加熱した半田こて21に持ち替えて、引き続き半田付け作業を行なうことができる。したがって、こて部23を再び半田付け可能な温度にまで上昇させるまでの間、作業が中断するといった不具合を解消できる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、こて台15に半田こて21が載置されているときにだけ、給電手段14から給電が行なわれたり、誘導コイル７に高周波電流が供給されるように、こて台15に半田こて21の載置検知手段を設けてもよい。

第１実施例における加熱溶解装置の回路構成図である。第２実施例における加熱溶解装置の回路構成図である。

符号の説明

７誘導コイル（加熱手段）
12 インバータ回路制御装置（制御手段）
15 こて台
21 半田こて（こて体）
23 こて部（加熱部）
26 通信手段
27 表示装置（報知手段）
28 充電回路（充電手段）

Claims

加熱手段を備えたこて台と、加熱される加熱部を有するこて体とにより構成され、通信手段を前記こて体に設けると共に、情報に基づき前記加熱部を制御する制御手段を備えたことを特徴とする加熱溶解装置。
加熱手段を備えたこて台と、加熱される加熱部を有するこて体とにより構成され、設定温度付近にキュリー温度を持つ材料で前記加熱部を構成したことを特徴とする加熱溶解装置。
前記こて台で給電される充電手段と、報知する報知手段とを前記こて体に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の加熱溶解装置。
前記こて体を複数加熱できるように前記こて台を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の加熱溶解装置。