JP2005511322A - Cordless soldering iron - Google Patents
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Abstract
はんだごては、互いに電気的に分離した2つの別々の片割れ(9、10)を有するグラファイト先端を備える。先端の両片割れを、はんだ付けされるべき材料などの電気伝導性材料に当てると、その先端片割れ(9、10)と電源(8)との間の電気回路が完成される。したがって、先端は短時間で動作温度に達し得る。先端を接合から離すと、電気回路が壊され、そして、先端材料は短時間で安全な温度に冷却される。先端材料は、他のバッテリ駆動携帯可能はんだごてよりも高いパワー出力を可能にする。 The soldering iron comprises a graphite tip having two separate pieces (9, 10) that are electrically separated from each other. When the two pieces at the tip are applied to an electrically conductive material such as the material to be soldered, an electrical circuit between the tip pieces (9, 10) and the power source (8) is completed. Thus, the tip can reach operating temperature in a short time. When the tip is moved away from the bond, the electrical circuit is broken and the tip material is quickly cooled to a safe temperature. Advanced materials allow higher power output than other battery powered portable soldering irons.
Description
(関連出願への相互参照)
本出願は、米国特許出願第09/726,546号(2000年8月18日出願))の一部継続出願であり、米国仮出願第60/149,416号(1999年8月18日出願)の優先権を主張する。
(Cross-reference to related applications)
This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 09 / 726,546 (filed Aug. 18, 2000) and US provisional application No. 60 / 149,416 (filed Aug. 18, 1999). ) Claim priority.
本発明は、コードレス電気デバイス、より詳細には、はんだごておよびはんだごて先端に関する。 The present invention relates to a cordless electrical device, and more particularly to a soldering iron and a soldering iron tip.
多くの産業および趣味愛好家たちにとって、種々の電気的部品の間の伝導接続を手動で生成する必要がある。そのような接続を生成するために、非常に種々のはんだごてが種々の用途で使用されるように開発されてきた。その用途には、プリント回路基板の修復、遠距離通信産業における使用、および重工業電気および電気機械設備の生産および修復における使用が含まれる。既存のはんだごては、電源、用途、性能、形状、サイズ、温度、先端タイプ、熱源、価格、および携帯性によってさまざまに異なる。 For many industrial and hobbyists, it is necessary to manually create conductive connections between various electrical components. To create such a connection, a great variety of soldering irons have been developed for use in a variety of applications. Its applications include printed circuit board repair, use in the telecommunications industry, and use in heavy industry electrical and electromechanical equipment production and repair. Existing soldering irons vary depending on power source, application, performance, shape, size, temperature, tip type, heat source, price, and portability.
はんだごてのサイズまたは能力にかかわらず、既存のはんだごて先端は一般に、大きく2つのタイプに分類される。1つは、非伝導性フィルム材料によって囲まれた後に熱伝導性金属シェルによって覆われた加熱要素からなる。この先端は電気を加熱要素に通すことによって加熱される。用途によって、先端のサイズは大きく変わる。電源もまた、2.4ボルトバッテリから220ボルト交流の従来のコンセントまであり得る。電源にかかわらず、加熱要素への電流は通常、加熱要素へつながる電気回路におけるスイッチによって制御される。スイッチは、はんだごての外側ケース上に配置された手動スイッチであることが多い。 Regardless of the size or ability of the soldering iron, existing soldering iron tips generally fall into two main types. One consists of a heating element surrounded by a nonconductive film material and then covered by a thermally conductive metal shell. This tip is heated by passing electricity through a heating element. The tip size varies greatly depending on the application. The power source can also be from a 2.4 volt battery to a conventional outlet at 220 volts AC. Regardless of the power source, the current to the heating element is usually controlled by a switch in the electrical circuit leading to the heating element. The switch is often a manual switch placed on the outer case of the soldering iron.
別のはんだごて先端は、熱伝導性材料(通常、金属)の固体先端を含む。そのような固体先端は、ブタンを燃焼して加熱される。そのようなはんだごては通常携帯可能であり、かつブタンはその器具内のカートリッジから供給される。 Another soldering iron tip includes a solid tip of a thermally conductive material (usually metal). Such a solid tip is heated by burning butane. Such soldering irons are usually portable and butane is supplied from a cartridge in the instrument.
現在のタイプのはんだごてには多くの問題が存在する。従来の電気コンセントに差し込まなければならないはんだごては移動性に欠け、かつ使用が限定される。先端のタイプにかかわらず、最初にはんだ付け温度に達するために一般に必要な時間は、10〜60秒の範囲である。使用の合間にはんだごてが完全に冷却されなかった場合、次の使用ではそれほど長いスタートアップ時間を必要としないこともあるが、それでもまだすぐに使用できるというわけではない。同様に、所望の冷却に必要な時間は長くあり得るので、その器具を加工表面から離した後かつその器具が冷却される前に使用者およびその周囲を焼く危険がある。さらに、金属の先端は接続部にはんだ付けされ得るので、先端を離したときに接続にダメージを与え、かつさらなる修復が必要となり得る。 There are many problems with current types of soldering irons. Soldering irons that must be plugged into conventional electrical outlets lack mobility and are limited in use. Regardless of the tip type, the time generally required to initially reach the soldering temperature is in the range of 10-60 seconds. If the soldering iron is not completely cooled between uses, the next use may not require that much start-up time, but it is still not ready for use. Similarly, because the time required for the desired cooling can be long, there is a risk of burning the user and their surroundings after the tool is removed from the processing surface and before the tool is cooled. Furthermore, since the metal tip can be soldered to the connection, the connection can be damaged when the tip is released and further repairs may be required.
既存のコードレスはんだごては、従来のコンセントに接続されるはんだごての移動性問題を解決するが、さらなる問題が犠牲となる。ブタンごては、使用者が高可燃性ガスを格納および維持する必要があり、かつ上記の他の欠点を解決しない。既存のバッテリ駆動コードレスはんだごては通常、1回の満充電当たり125接続しか生成できず、かつ約15〜25ワットの範囲のパワー出力に相当できるだけである。 Existing cordless soldering irons solve the problem of mobility of soldering irons connected to conventional outlets, but at the expense of additional problems. Butane irons require the user to store and maintain highly flammable gases and do not solve the other drawbacks described above. Existing battery-powered cordless soldering irons can typically produce only 125 connections per full charge and can only correspond to power outputs in the range of about 15-25 watts.
接合がはんだ付けされたことを使用者が十分に見てとれることを確実にするために、既存の電気はんだごてには、先端および接続を照らすための小さなランプがはんだごて上に配置されることがある。これらのデバイスにおいて、光は、加熱要素への電流を制御するのと同じスイッチによって制御される。このシステムの欠点は、はんだごての先端を使用せずに光を使用できないことである。したがって、はんだ付けまたは加熱せずに周囲を照らしたい場合は、使用者は別の懐中電灯を持ち運ぶ必要がある。 To ensure that the user can fully see that the joint has been soldered, existing electric soldering irons have a small lamp on the soldering iron to illuminate the tips and connections. Sometimes. In these devices, the light is controlled by the same switch that controls the current to the heating element. The disadvantage of this system is that light cannot be used without using the tip of a soldering iron. Therefore, if the user wants to illuminate the surroundings without soldering or heating, the user needs to carry another flashlight.
上記のように、はんだごては、主に種々の携帯の電気および電子設備における電気伝導性接続を生成するために使用される。はんだ付け接続の目視検査は、接続が正しく形成され、かつ現在電気的に伝導性であるかどうかを常には正確に決定し得ない。したがって、回路中の任意の2つの別々の点の間の接続または電気的導通を試験したい使用者は、別個の導通テスタを持ち運ばなければならない。 As noted above, soldering irons are primarily used to create electrically conductive connections in various portable electrical and electronic equipment. Visual inspection of the soldered connection cannot always accurately determine whether the connection is correctly formed and is currently electrically conductive. Thus, a user who wants to test the connection or electrical continuity between any two separate points in the circuit must carry a separate continuity tester.
このように、短時間で加熱および冷却され、使用者およびその周囲を焼く危険を最小限にし得るはんだごてが求められる。理想的には、はんだごては、携帯可能であり、かつ再充電なしに高パワー出力で多くの接続を形成するように使用し得る。さらに、懐中電灯および/または導通テスタとしても使用し、作業現場に使用者が持ち運ぶ器具の数を低減し得る携帯可能はんだごてが求められる。 Thus, there is a need for a soldering iron that can be heated and cooled in a short time to minimize the risk of burning the user and their surroundings. Ideally, the soldering iron is portable and can be used to make many connections with high power output without recharging. In addition, there is a need for a portable soldering iron that can be used as a flashlight and / or continuity tester to reduce the number of instruments that a user carries to the work site.
一般に記載すると、本発明は、互いに電気的に絶縁された2つの別々の片割れを有するグラファイト先端を有するはんだごてを提供する。先端片割れはそれぞれ電源の両側に電気的に接続される。先端の両片割れを、はんだ付けされるべき材料などの電気伝導性材料に当てると、その先端片割れと電源との間の電気回路が完成される。先端の片割れは、高電気抵抗および低熱伝導性を有する材料から構成される。したがって、先端は短時間で動作温度に達し得る。先端を接合から離すと、電気回路が遮断され、そして、先端材料は短時間で冷却される。 Generally described, the present invention provides a soldering iron having a graphite tip having two separate pieces that are electrically isolated from each other. Each tip crack is electrically connected to both sides of the power supply. When the cracks at the tip are applied to an electrically conductive material such as a material to be soldered, an electrical circuit between the crack at the tip and the power source is completed. The crack at the tip is made of a material having high electrical resistance and low thermal conductivity. Thus, the tip can reach operating temperature in a short time. When the tip is moved away from the joint, the electrical circuit is interrupted and the tip material is cooled in a short time.
先端の2つの部分が電気的に接続された場合に電気が流れ得るだけなので、別々のスイッチを必要としない。さらに、はんだごては、その先端が加熱されるのを待たずに使用され得る。先端はまた、短時間で加熱および冷却されるので、使用者および/またはその周囲を焼く危険を低減する。さらに、先端材料は、先端が接合部にくっついてしまう危険をなくす。先端材料はまた、他の公知のバッテリ駆動携帯可能はんだごてよりも高いパワー出力を可能とし、かつ1回の満充電当たり300以上の接合を可能にする。 A separate switch is not required because electricity can only flow when the two parts of the tip are electrically connected. Furthermore, the soldering iron can be used without waiting for its tip to be heated. The tip is also heated and cooled in a short time, reducing the risk of burning the user and / or its surroundings. Furthermore, the tip material eliminates the risk of the tip sticking to the joint. The advanced material also enables higher power output than other known battery powered portable soldering irons and allows for over 300 bonds per full charge.
本発明のさらなる局面によると、1つの実施形態において、はんだごてはまた、先端および接続を照らすためにケース上に配置されたライトを含む。ライトは別個のスイッチによって制御され、かつ、先端を実際には加熱せずに使用者の周囲を照らすように器具を使用することを可能にする。本発明のこの局面によると、十分な明かりがない場所で仕事中か、またはそのような場所で仕事しようとしている場合に、使用者が別個の光源を持ち運ぶ必要性を回避することが可能となる。 According to a further aspect of the invention, in one embodiment, the soldering iron also includes a light disposed on the case to illuminate the tips and connections. The light is controlled by a separate switch and allows the instrument to be used to illuminate the user's surroundings without actually heating the tip. According to this aspect of the invention, it is possible to avoid the need for the user to carry a separate light source when working or trying to work in a place where there is not enough light. .
本発目の他の局面によると、器具がまたランプ、電源、および導通テストプローブと直列に接続された電気導線を含む実施形態が提供される。本発明のこの局面によると、導線およびプローブを新たにはんだ付けした接続または試験されるべき回路の別の部分に直接に当てることによってはんだごてが回路導通性を試験することが可能となる。本発明のこの局面によると、使用者がこの機能を行うために別個の導通テスタを持ち運ぶ必要を回避することが可能となる。 According to another aspect of the present invention, embodiments are provided in which the instrument also includes an electrical lead connected in series with a lamp, a power source, and a continuity test probe. According to this aspect of the invention, the soldering iron can be tested for circuit continuity by direct application of the leads and probe to the newly soldered connection or another part of the circuit to be tested. According to this aspect of the present invention, it is possible to avoid the need for the user to carry a separate continuity tester to perform this function.
本発明の上記局面および付随の利点の多くは、添付の図面を考慮して以下の詳細な記載を参照することによってより良く理解されるにつれ、より容易に理解され得る。 Many of the above aspects and attendant advantages of the present invention may be more readily understood as the same becomes better understood by reference to the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying drawings.
図1に、本発明にしたがって形成されたコードレスはんだごての1実施形態を示す。はんだごて1は、ボディ3に取り付けられた先端2、先端2および周囲の加工面(図示せず)を照らすためにボディ3上に配置された電気ライト4、電気ライト4を制御するためにボディ3上に配置されたスイッチ5、ボディ3上に配置された導通試験導線6および導通試験プローブ7、および電力手段8(図5参照)を含む。 FIG. 1 illustrates one embodiment of a cordless soldering iron formed in accordance with the present invention. The soldering iron 1 controls the electric light 4 and the electric light 4 arranged on the body 3 to illuminate the tip 2 attached to the body 3, the tip 2 and the surrounding processing surface (not shown). It includes a switch 5 disposed on the body 3, a continuity test lead 6 and a continuity test probe 7 disposed on the body 3, and power means 8 (see FIG. 5).
より詳細には、ボディ3は、剛性耐熱性材料(プラスチック、または当業者に公知の材料など)の細長い、実質的に管状部材を含む。ボディは、部品から組み立てられ、かつ以下のようにサブ構成要素を維持するように構成された単一構造体である。当業者は、ボディの構成が異なる用途に使用するために大きく変化し得ることを認識する。 More particularly, the body 3 includes an elongated, substantially tubular member of rigid heat resistant material (such as plastic or a material known to those skilled in the art). The body is a single structure assembled from parts and configured to maintain sub-components as follows. Those skilled in the art will recognize that the configuration of the body can vary greatly for use in different applications.
図2、3および4を参照すると、先端2は2つの電極9および10を含む。電極9および10は、その間に配置される絶縁体11によって互いに電気的に分離される。図2、3および4に図示する実施形態の場合、電極9および10は、その断面が半円筒形である。長軸方向において、各電極は、遠位三分の一に沿って角度Aで円錐形に先細りし、かつさらに遠位先端で角度Bで切り取られることによって、はんだ付けされるべき接合に当てるための平坦で、角度のついた表面を形成する。当業者は、先端のサイズおよび形状がまた、異なるはんだ付け用途での使用に対して大きく変化し得ることを認識する。
With reference to FIGS. 2, 3 and 4, the tip 2 includes two
電極9および10は、グラファイトまたはグラファイトを含む材料で形成されるのが好ましい。例えば、グラファイトを含むバッテリ電極(Eveready Battery Company、Inc.(Cleveland、Ohio)によって製造されたEveready(R) Super Heavy Duty Lantern Battery Model No.1209から得られるバッテリ電極)は、受容可能な結果を提供した。あるいは、電極は、電気的に半伝導性であり、かつ低熱伝導率を有する他の材料(例えば、ゲルマニウムまたはシリコン)から形成され得る。先端材料の電気抵抗率は1,500マイクロ−オームcm、および3,000マイクロ−オームcmより大きいのが好ましい。他方、熱伝導率は、10BTU/hr−ft−°F未満であり、および1〜10BTU/hr−ft−°Fの範囲であるのが好ましい。電気を印加した際に、電極材料は、数秒以内に約600°Fの温度に達し、かつ約1,000°Fを超える温度で固体のままである。さらに、電極材料は、電極が約1mm未満の許容範囲に製造され、ボディ3によって所定の位置に強固に保持され、機械的支障なしにはんだ付けされるべき接続に当てられるのに十分な圧縮および引張強度を有することが好ましい。先端は、1.5〜1.75g/ccの範囲の密度および1,500psiの最小曲げ強度を有するべきである。
The
1実施形態において、絶縁体11は雲母から形成される。あるいは、絶縁体11は、状態を変化させずに約1,000°Fを超える温度に耐え得る固体誘電体材料から形成され得る。
In one embodiment, the
先端2は、ボディ3に任意の従来の方法で(好ましくは、取り外し可能に)取り付けられる。当業者は、先端をボディに取り付け、かつ取り外す手段が異なるはんだ付け用途における使用に対して大きく変化し得ることを認識する。また、先端を取り外し可能にすることによって、同じ器具を用いて異なる用途のための異なる先端の使用を可能にする。固着される場合は、電極9および10は、従来の方法で、電力手段8の正および負端子に別々に電気的に接続される。種々の電力手段8が使用される(例えば、再充電可能または再充電不可能バッテリ、または線間電圧から変圧器を介して提供される低電圧)。図1に示す電力手段は、2.4ボルトの名目電圧および700〜750ミリアンペア時を提供するためのボディ3内に収容された1対のニッケルカドミウムバッテリである。電極9および10は、必要に応じて、電気回路における電流を遮断するためのスイッチまたは他の手段によって電力手段8から電気的に分離され得る。
The tip 2 is attached to the body 3 in any conventional manner (preferably removable). Those skilled in the art will recognize that the means for attaching and removing the tip to the body can vary greatly for use in different soldering applications. Also, by making the tip removable, it is possible to use different tips for different applications using the same instrument. When fixed, the
両方の電極9および10を電気伝導性または半伝導性材料(はんだなど)に当てると、電力手段8の正端子から電極9を通り、先端を当てられた電気伝導性または半伝導性材料を通り、電極10を通り、そして電力手段8の負端子に戻って電気回路が完成する。電流は、数秒以内に電極9および10を約600°F以上の温度に加熱し、器具がそれ以後従来のはんだごてと同様の方法で使用されることを可能にする。このように構成されることで、装置は、はんだ付けされるべき接合に約25〜50ワットに相当する交流電流を提供する。電極として好ましい材料のさらなる性質は、使用中に接合にはんだ付けされ得ないことである。装置の使用者が熱の印加を止めたい場合、装置は電気伝導性または半伝導性材料から離され、電流を遮断する。電気が遮断されると、電極は、数秒以内に人間の皮膚または衣類に接触しても安全な温度に冷却される。
When both
装置は、必要に応じて、従来の電気ライト4(例えば、白熱電球または発光ダイオード)を含む。図1に示すように、ライト4は、出射された光が使用中に先端2および周囲の加工領域を照らすようにボディ3に配置される。図5に示すように、ライト4は従来通りに、電力手段8に電気的に接続され、かつスイッチ5によって制御される。スイッチ5が閉じられると、回路は、電力手段8の一端子から、スイッチ5を通り、電気ライト4を通り、そして電力手段8の他端子に戻って完成され、先端2に電気を印加せずに電気ライト4を照らす。電気ライト4は先端2を加熱せずにスイッチオンされ得るので、ライトは使用者またはその近くの可燃性材料を誤って焼く危険なしに使用者の周囲を照らすために使用され得る。 The device optionally includes a conventional electric light 4 (eg, an incandescent bulb or a light emitting diode). As shown in FIG. 1, the light 4 is arranged on the body 3 so that the emitted light illuminates the tip 2 and the surrounding processing area during use. As shown in FIG. 5, the light 4 is electrically connected to the power means 8 and controlled by the switch 5 in the conventional manner. When the switch 5 is closed, the circuit is completed from one terminal of the power means 8 through the switch 5, through the electric light 4 and back to the other terminal of the power means 8 without applying electricity to the tip 2. Illuminate the electric light 4. Since the electric light 4 can be switched on without heating the tip 2, the light can be used to illuminate the user's surroundings without the risk of accidentally burning the user or nearby flammable material.
図1に示すように、装置は、必要に応じて、さらに導通試験導線6および導通試験プローブ7を有する導通試験アセンブリが提供される。導線6はさらにワイヤ12(例えば、26ゲージワイヤ)を含む。ワイヤ12は、一端でボディ3から延長し、かつワイヤ12の遠位端でワニ口クリップ13が取り付けられる。導通試験プローブ7は、従来の電気試験設備に使用されるものに類似したプローブであり、例えば、短い剛性の電気伝導性である針形状プローブである。当業者は、導通試験導線および導通試験プローブが本発明の意図および概念から逸脱せずに任意の電気伝導性材料から構成され得ることを容易に理解する。図5に示すように、導通試験導線6は、電気ライト4を通って延伸する経路を介して電力手段8に電気的に接続される。プローブ7は、電力手段8の反対端子に接続される。図5を参照すると、先端は電力手段8に直列に接続される。経路20は先端に平行に提供される。ライト4およびスイッチ5は経路20に沿って直列に設置される。導線6は、ライト4とスイッチ5との間に位置する接点22において経路20に接続される。アセンブリは、ワニ口クリップ13を試験されるべき回路の一側に留め、かつプローブ7を回路の他側に接触させることによって回路を試験するように使用される。試験中の回路が電気的に連続であれば、電流は、電力手段8から、電気ライト4を通り、導通試験導線6を通り、試験中の回路を通り、導通試験プローブ7を通り、そして電力手段8に戻り、こうして回路を完成し、かつ電気ライト4を照らす。ライト4の照明は、試験される回路の導通を短時間で実証する。この実施形態は、使用者が別個の器具を得るかまたは持ち運ぶ必要なしにはんだ付けされた接合を試験し得るので、コードレスはんだごてに対して特に有用である。
As shown in FIG. 1, the apparatus is optionally provided with a continuity test assembly having a continuity test lead 6 and a continuity test probe 7. Conductor 6 further includes a wire 12 (eg, a 26 gauge wire). The wire 12 extends from the body 3 at one end, and an
図1に示すように、端部キャップ14および15は、先端2および導通試験導線6をダメージから保護するために利用可能である。端部キャップは、従来の手段(例えば、摩擦ばめ、クランプ、ネジ山付き表面など)によってボディ2に取り外し可能に固定される。 As shown in FIG. 1, end caps 14 and 15 can be used to protect tip 2 and continuity test lead 6 from damage. The end cap is removably secured to the body 2 by conventional means (eg, friction fit, clamp, threaded surface, etc.).
本発明の好ましい実施形態が例示および記載されたが、本発明の意図および概念を逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが理解される。 While preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, it will be appreciated that various changes can be made without departing from the spirit and concept of the invention.
排他的な財産または権利が主張される本発明の実施形態は、特許請求の範囲において定義される。 The embodiments of the invention in which an exclusive property or right is claimed are defined in the claims.
Claims (18)
2つの電極を備えるはんだ付け先端であって、各電極は1,500マイクロ−オームcm以上の電気抵抗率を有し、各電極は該電極間の間に配置された絶縁体によって他方から電気的に分離され、該電極の各々は該電力手段の正および負端子に別々に電気的に接続されるように構成される、はんだ付け先端を有する。 Improvements in soldering irons powered by power means
A soldering tip comprising two electrodes, each electrode having an electrical resistivity of 1,500 micro-ohm cm or more, each electrode being electrically connected from the other by an insulator disposed between the electrodes And each of the electrodes has a soldering tip configured to be separately electrically connected to the positive and negative terminals of the power means.
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