JP2006297453A - 自動機用はんだ付けヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 はんだ鏝の交換作業をドライバー等の工具を使用することなく簡単かつ迅速に行うことができるはんだ付けヘッドを得る。
【解決手段】 自動はんだ付け機の作業アームＲに固定するためのアーム取付部６とはんだ鏝２を取り付けるための鏝取付部７とを有するヘッド基体１と、鏝ホルダー８に保持されたはんだ鏝２と、上記鏝ホルダー８を上記鏝取付部７に着脱自在に取り付けるためのクイック操作式の着脱機構３とを有し、この着脱機構３が、摘み部３Ａａを指先で直接操作する操作子３Ａと、これらの鏝ホルダー８と鏝取付部７とに形成されて相互に係止し合う位置決め用の係止ピン３Ｄ及びピン係止孔３Ｂとで構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、はんだ付けロボットのような自動機に取り付けて使用する自動機用はんだ付けヘッドに関するものであり、更に詳しくは、はんだ鏝の交換が容易なはんだ付けヘッドに関するものである。

電子部品等のはんだ付けを行うはんだ付けロボット等の自動機は、一般に、作業アームの先端に、はんだ鏝と糸状はんだを供給するためのはんだノズルとを備えたはんだ付けヘッドを取り付け、上記はんだ鏝の鏝先をプリント配線基板等のはんだ付け対象に押し付けて、はんだノズルから供給される糸状はんだを溶融させてはんだ付けするように構成されている。

このようなはんだ付けヘッドにおいては、一般に、上記はんだ鏝が着脱自在に取り付けられていて、鏝先が摩耗したり、鏝先形状の異なる別のはんだ鏝を使用する場合などに、該はんだ鏝を交換するようにしている。ところが、上記はんだ鏝は通常複数（例えば４本）のねじでヘッドにしっかりと固定されているため、その交換作業に際しては、これらのねじをドライバー等の工具で順番に緩めてはんだ鏝を取り外し、新たなはんだ鏝をセットしたあと、上記ねじを順番に締め付けて固定するといった作業を行わなければならない。その作業には通常５〜１０分もの時間が必要であり、その間はんだ付け作業を中断しなければならないため、作業効率の低下といった問題があり、改善の要求がなされていた。
しかも、上記はんだ鏝固定用のねじが取り付けられている部分は非常に狭い空間部分である場合が多く、その回りに色々な部材が配置されているため、ドライバーを使用してのねじの脱着作業は非常に行いにくいものであった。

そこで本発明の目的は、はんだ鏝の交換作業をドライバー等の工具を使用することなく簡単かつ迅速に行うことができるはんだ付けヘッドを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、自動はんだ付け機の作業アームに取り付けるためのアーム取付部とはんだ鏝を取り付けるための鏝取付部とを有するヘッド基体、鏝ホルダーに保持されたはんだ鏝、及び上記鏝ホルダーを上記ヘッド基体の鏝取付部に着脱自在に取り付けるためのクイック操作式の着脱機構を有し、上記着脱機構が、指先で直接操作することによって上記鏝ホルダーを上記鏝取付部に取り付けた状態にする装着位置と上記鏝取付部から離脱可能な状態にする解放位置とに変移可能な操作子と、これらの鏝ホルダーと鏝取付部とに形成されて相互に係止し合う位置決め用の係止ピン及びピン係止孔とを有することを特徴とする自動機用はんだ付けヘッドが提供される。

本発明の一つの具体的な構成態様によれば、上記操作子が、回転操作により上記装着位置と解放位置とに変移する回転式の操作子であって、上記鏝ホルダーに回転自在かつ係止状態に組み付けられ、先端にねじ部を有すると共に、基端部に回転操作のための摘み部を有し、上記鏝取付部に該操作子のねじ部をねじ込むためのねじ孔が形成されている。
あるいは、上記操作子の先端に上記ねじ部の代わりにフックを形成し、上記鏝取付部に上記フック係合孔の代わりにフック係合孔を形成することもできる。

また、本発明においては、上記ヘッド基体が、上記アーム取付部を有するアーム取付機構部と、該アーム取付機構部に傾斜角度を調節自在なるように結合された鏝支持機構部とを有していて、該鏝支持機構部に上記鏝取付部が形成されている。

本発明によれば、操作子を指先で直接操作することによってはんだ鏝を鏝ホルダーと共に鏝取付部に対して着脱することができるため、はんだ鏝の交換作業をドライバー等の工具を使用することなく簡単かつ迅速に行うことができる。

以下、本発明に係るはんだ付けヘッドの好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態を示すもので、このはんだ付けヘッドは、自動はんだ付け機の作業アームＲに取り付けるためのアーム取付部６、及びはんだ鏝２を取り付けるための鏝取付部７を有するヘッド基体１と、鏝ホルダー８に保持された上記はんだ鏝２と、上記鏝ホルダー８を上記ヘッド基体１の鏝取付部７に着脱自在に取り付けるためのクイック操作式の着脱機構３とを有し、更に、上記はんだ鏝２の鏝先２ａに糸状はんだ９を供給するためのはんだノズル４を有している。

上記ヘッド基体１は、上記作業アームＲに取り付けるためのアーム取付機構部１１と、該アーム取付機構部１１に傾斜角度を調節自在なるように結合された鏝支持機構部１２とで構成されている。
上記アーム取付機構部１１は、横向きに細長く延びる固定用部材１１Ａと、この固定用部材１１Ａの一端側から下向きに細長く延びる連結用部材１１Ｂとからなっていて、上記固定用部材１１Ａに上記アーム取付部６が形成され、上記連結用部材１１Ｂの背面側に、上記鏝支持機構部１２の連結フレーム１２Ｃを取り付けるための２つのねじ孔と位置決めのための２つの係止ピンとが形成されている。しかし、これらのねじ孔及び係止ピンの図示は省略されている。

また、上記鏝支持機構部１２は、上下に細長く延びる正面視略矩形の鏝取付フレーム１２Ａと、この鏝取付フレーム１２Ａが取り付けられた縦長のベースフレーム１２Ｂと、該ベースフレーム１２Ｂの上端部から側方に向けて延出する円弧状の上記連結フレーム１２Ｃとを有している。この連結フレーム１２Ｃには、その幅方向に位置する２つを１組とする複数組の該角度調節孔１３ａ，１３ｂと、２つを１組とする複数組の該係止孔１４ａ，１４ｂとが形成されていて、何れか１組の角度調節孔１３ａ，１３ｂと係止孔１４ａ，１４ｂとを選択し、該係止孔１４ａ，１４ｂに上記アーム取付機構部１１の連結用部材１１Ｂに形成された係止ピン（図示せず）を嵌合させると共に、上記角度調節孔１３ａ，１３ｂを通じて２つの固定ねじを該連結用部材１１Ｂのねじ孔にねじ付けることにより、上記アーム取付機構部１１に必要な傾斜角度で連結されるようになっている。

一方、上記鏝取付フレーム１２Ａには、その上端部に正面側を向く平坦な上記鏝取付部７が形成されており、この鏝取付部７に、上記鏝ホルダー８に設けられた操作子３Ａ及びピン係止孔３Ｂ，３Ｂと共に上記着脱機構３を構成する１つのねじ孔３Ｃと、このねじ孔３Ｃを挟んで上下に位置する２つの係止ピン３Ｄ，３Ｄとが設けられている。

上記はんだ鏝２は、円筒状をした外套１７の先端部（下端部）に鏝先２ａを有すると共に、該外套１７の内部に電気ヒーターを内蔵するもので、この電気ヒーターで上記鏝先２ａを加熱し、上記はんだノズル４から供給される糸状はんだを溶かしながらはんだ付けを行うものである。上記外套１７の基端部（上端部）には、フランジ状に広がる矩形の取付プレート１８が一体に取り付けられ、この取付プレート１８が、略矩形状の中空ブロック形をした上記鏝ホルダー８の底部に２つのねじ１９，１９で着脱自在に取り付けられている。これらのねじ１９は、図５に示すように、上記取付プレート１８の一つの対角位置に配置されていて、９０度異なる他の対角位置には、相互に係合し合う位置決めのためのピン２０と係止孔２１とが上記取付プレート１８と鏝ホルダー８とに設けられている。

また、上記鏝ホルダー８には、指先で直接操作する１つの上記操作子３Ａと、該操作子３Ａを挟んで上下に位置する位置決めのための２つの上記ピン係止孔３Ｂ，３Ｂとが形成されている。上記操作子３Ａは、ねじの形態を有するもので、上記鏝ホルダー８を前後に貫通した状態で該鏝ホルダー８に回転自在かつ係止状態に組み付けられていて、先端にねじ部３Ａｂを有すると共に、基端部に回転操作のための円形の摘み部３Ａａを有し、該摘み部３Ａａの外周にはローレット加工が施されている。そして、上記ピン係止孔３Ｂ，３Ｂに上記鏝取付部７の係止ピン３Ｄ，３Ｄを係合させた状態で、上記操作子３Ａのねじ部３Ａｂを上記ねじ孔３Ｃにねじ込むことにより、はんだ鏝２がこの鏝ホルダー８を介して上記鏝取付フレーム１２Ａに着脱自在に取り付けられている。

上記はんだ鏝２を鏝取付フレーム１２Ａから取り外すときは、指先で上記摘み部３Ａａを回して操作子３Ａをねじ孔３Ｃから取り外すことにより、該はんだ鏝２を鏝ホルダー８と共に取り外すことができる。

従って、上記操作子３Ａにとって、ねじ部３Ａｂをねじ孔３Ｃにねじ付けた位置が、上記はんだ鏝２を鏝取付フレーム１２Ａに取り付けるための装着位置となり、ねじ部３Ａｂをねじ孔３Ｃから取り外した位置が、上記はんだ鏝２を鏝取付フレーム１２Ａから離脱させるための解放位置となる。

上記はんだノズル４は、ノズル保持機構２６を介して上記鏝支持機構部１２の鏝取付フレーム１２Ａに取り付けられている。このノズル保持機構２６は、はんだノズル４を傾動自在に支持する先端のノズルホルダー２６Ａと、このノズルホルダー２６Ａの基端部からはんだ鏝２と平行に延びる軸部２６Ｂと、この軸部２６Ｂを位置調節自在に支持する軸支持部２６Ｃと、はんだ鏝２の半周側を取り囲み、その中間位置に上記軸支持部２６Ｃが取り付けられた円弧状のノズル支持フレーム２６Ｄとを有し、このノズル支持フレーム２６Ｄが上記鏝取付フレーム１２Ａに取り付けられている。

上記構成を有するはんだ付けヘッドは、自動はんだ付け機の作業アームＲに取り付け、このはんだ付け機を自動制御することにより、はんだ鏝２の鏝先２ａをプリント配線基板等のはんだ付け対象に押し付けて、はんだノズル４から供給される糸状はんだ９を溶融させてはんだ付けを行うものである。

そして、鏝先２ａの摩耗によりはんだ鏝２を交換する必要が生じたり、鏝先２ａの形状が異なる別のはんだ鏝を使用する必要がある場合などには、操作子３Ａの摘み部３Ａａを指で回して該操作子３Ａをねじ孔３Ｃから取り外すことによりはんだ鏝２を鏝ホルダー８ごと上記鏝取付部７から取り外し、別の鏝ホルダー８に保持された新たなはんだ鏝２を取り付ける。その取り付けは、該鏝ホルダー８のピン係止孔３Ｂ，３Ｂに鏝取付部７の係止ピン３Ｄ，３Ｄを係合させた状態で、該鏝ホルダー８に取り付けられている操作子３Ａの摘み部３Ａａを回し、先端のねじ部３Ａｂを上記鏝取付部７のねじ孔３Ｃにねじ込むことにより行う。

かくして、はんだ鏝２の交換に際しては、鏝ホルダー８に取り付けられている一つの操作子３Ａを指先で直接回転操作するだけで、ドライバー等の工具を使用することなく、上記鏝ホルダー８ごと簡単かつ迅速にその交換作業を行うことができる。しかも、上記操作子３Ａは、鏝ホルダー８に常に係止した状態に取り付けられていて、通常の使用状態で該鏝ホルダー８から離脱することがないので、取り扱いが容易であり、該操作子３Ａだけが脱落して紛失することもない。
上記の如く取り外したはんだ鏝２について、その鏝先２ａやヒーター等を修理したり交換したりする場合には、ねじ１９を緩めてはんだ鏝２を鏝ホルダー８から取り外し、その状態で必要な作業を行えば良い。

上記実施形態においては、鏝支持機構部１２の鏝取付フレーム１２Ａとベースフレーム１２Ｂと連結フレーム１２Ｃとが、全体として固定的に結合されている。このため、はんだ鏝２で複数のはんだ付けポイントをはんだ付けする場合、作業アームＲを上下動させることで鏝先２ａを各はんだ付けポイントに接触させる必要がある。

しかし、上記鏝取付フレーム１２Ａとベースフレーム１２Ｂとを図示しないリニアガイド機構を介して上下にスライド自在なるように連結すると共に、該ベースフレーム１２Ｂにエアシリンダ等のアクチュエータを取り付け、このアクチュエータで上記鏝取付フレーム１２Ａを上下動させるように構成することにより、作業アームＲを上下動させることなく複数のはんだ付けポイントをはんだ付けすることもできる。
従って図示した実施形態のはんだ付けヘッドは、上記ニアガイド機構やアクチュエータといった幾つかの関連機器及び部材を着脱するだけで、上述した両方のはんだ付け作業に兼用できるように構成されたものである。

図６及び図７は本発明の第２実施形態を、はんだ鏝２を着脱するための着脱機構３について部分的に示すもので、この着脱機構３は、鏝ホルダー８を鏝取付フレーム１２Ａの鏝取付部７にフックによって係脱させるようにしたものである。即ち、鏝ホルダー８に取り付けられた操作子３Ａにおける軸部３Ａｃの先端に、該軸部３Ａｃの両側面方向に短軸状のフック３Ａｄを延出させると共に、上記鏝取付部７に、上記軸部３Ａｃとフック３Ａｄとが嵌合可能なフック係合孔３Ｅを形成し、このフック係合孔３Ｅに上記軸部３Ａｃとフック３Ａｄとを挿入して操作子３Ａを９０度回転させることにより、上記フック３Ａｄをフック係合孔３Ｅの孔縁に係止させるものである。

上記操作子３Ａは、ばね３３で鏝ホルダー８の前面側に向けて付勢されていて、該操作子３Ａを押し込んだ状態で先端のフック３Ａｄを上記フック係合孔３Ｅに挿入し、９０度回転させたあと押し込みを解除することにより、上記フック３Ａｄがフック係合孔３Ｅの孔縁に弾力的に係止するようになっている。この場合、上記孔縁に段部等からなるストッパを形成し、操作子３Ａを９０度以上回転できないようにしておくことが望ましい。
上記はんだ鏝２を取り外すときは、上記操作子３Ａを９０度逆回転させてフック係合孔３Ｅに対するフック３Ａｄの係止を解除すれば良い。

従ってこの第２実施形態においては、上記操作子にとって、フック３Ａｄをフック係合孔３Ｅに係止させた位置が装着位置であり、フック３Ａｄのフック係合孔３Ｅに対する係止を解除した位置が解放位置である。

なお、上記フック係合孔３Ｅの孔縁を、円周方向に次第に高さ（厚さ）が増大する傾斜カム面とし、この傾斜カム面によって操作子３Ａが引き締められるように構成することもできる。このような傾斜カム面を設ける場合は上記ばね３３を省略しても良い。

かくして操作子３Ａをフック式に係脱自在とすることにより、上記第１実施例におけるねじ式のものよりも、該操作子３Ａをより少ない角度だけ回転させれば良いため、はんだ鏝２の着脱操作をより簡単かつ迅速に行うことができる。

この第２実施形態の上記以外の構成については、上記第１実施形態と実質的に同じであるから、それらの同じ構成部分に上記第１実施形態と同じ符号を付してその説明は省略する。

なお、上記各実施形態においては、上記ヘッド基体１が、作業アームＲに取り付けるためのアーム取付機構部１１と、該アーム取付機構部１１に傾斜角度を調節自在なるように結合された鏝支持機構部１２とに分かれているが、該ヘッド基体１はこのような構成に限定されるものではなく、鏝ホルダー８保持された上記はんだ鏝２を自動はんだ付け機の作業アームＲに取り付けるための媒介となる構成のものであれば、どのような構成であってもよいことは言うまでもないことである。

本発明に係るはんだ付けヘッドの第１実施形態の正面図である。 図１の側面図である。 図２においてはんだ鏝を取り外した状態の側面図である。 図１においてはんだ鏝を取り外した状態のヘッド基体の正面図である。 図３におけるＡ−Ａ線での断面図である。 本発明の第２実施形態を鏝ホルダーについて示す部分断面図である。 本発明の第２実施形態を鏝取付部について示す部分正面図である。

符号の説明

Ｒ 作業アーム
１ ヘッド基体
２ はんだ鏝
３ 着脱機構
３Ａ 操作子
３Ｂ ピン係止孔
３Ｃ ねじ孔
３Ｄ 係止ピン
３Ｅ フック係合孔
３Ａａ 摘み部
３Ａｂ ねじ部
３Ａｄ フック
６ アーム取付部
７ 鏝取付部
８ 鏝ホルダー
１１ アーム取付機構部
１２ 鏝支持機構部

Claims (4)

1. 自動はんだ付け機の作業アームに取り付けるためのアーム取付部とはんだ鏝を取り付けるための鏝取付部とを有するヘッド基体、鏝ホルダーに保持されたはんだ鏝、及び上記鏝ホルダーを上記ヘッド基体の鏝取付部に着脱自在に取り付けるためのクイック操作式の着脱機構、を有し、
   上記着脱機構が、指先で直接操作することによって上記鏝ホルダーを上記鏝取付部に取り付けた状態にする装着位置と上記鏝取付部から離脱可能な状態にする解放位置とに変移可能な操作子と、これらの鏝ホルダーと鏝取付部とに形成されて相互に係止し合う位置決め用の係止ピン及びピン係止孔とを有する、
   ことを特徴とする自動機用はんだ付けヘッド。
2. 上記操作子が、回転操作により上記装着位置と解放位置とに変移する回転式の操作子であって、上記鏝ホルダーに回転自在かつ係止状態に組み付けられ、先端にねじ部を有すると共に、基端部に回転操作のための摘み部を有し、上記鏝取付部に該操作子のねじ部をねじ込むためのねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のはんだ付けヘッド。
3. 上記操作子が、回転操作により上記装着位置と解放位置とに変移する回転式の操作子であって、上記鏝ホルダーに回転自在かつ係止状態に組み付けられ、先端にフックを有すると共に、基端部に回転操作のための摘み部を有し、上記鏝取付部に該操作子のフックを係止させるためのフック係合孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のはんだ付けヘッド。
4. 上記ヘッド基体が、上記アーム取付部を有するアーム取付機構部と、該アーム取付機構部に傾斜角度を調節自在なるように結合された鏝支持機構部とを有していて、該鏝支持機構部に上記鏝取付部が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のはんだ付けヘッド。

Images