JP2017109236A - 半田付け装置 - Google Patents
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Abstract
Description
続いて、半田ごての先端部に半田線を軽く押し当てて、半田線の先が溶け始めたらそのまま一気に押し当てて、半田が適量(例えばランド全体)に流れていくまで溶かし続ける。
適量(接合に適した量)の半田がランド上に溶け流れたら、先に半田を離し、最後に半田ごてを接合対象物から離す。
従来の半田ごてを用いた半田付けでは、例えば上述したような手順により、プリント基板に電子部品のリード線を接合することができる。
接合対象物に突き当てることができるように設けられ、内部に進入した半田を溶融状態で吐出するためのパイプ状または環状の加熱芯と、
前記加熱芯を加熱するとともに、該加熱芯内に進入した半田を溶融するための発熱体と、
前記加熱芯の内側に向かって半田をガイドするためのガイドパイプと、を有しており、
前記ガイドパイプが、前記加熱芯とは別体であって、前記加熱芯から離隔した位置に設けられている、ことを特徴とする半田付け装置によって達成される。
半田線を繰り出し可能に具備する半田カートリッジを更に具備し、
前記半田カートリッジは、交換可能に装着されている、ことが望ましい。
前記加熱芯の先端とその近傍を拡大して見るための拡大鏡を更に具備している、ことが望ましい。
前記ガイドパイプを囲うように設けられた外筒部を更に具備し、
前記外筒部には、前記ガイドパイプを外気で冷却するための冷却孔が形成されている、
ことが望ましい。
前記ガイドパイプを囲うように設けられた外筒部を更に具備し、
前記外筒部には、外気が流通可能な貫通孔であって、前記加熱芯から前記ガイドパイプへの熱伝導を妨げるための冷却孔が形成されている、
ことが望ましい。
作動するたびに前記加熱芯に向かって半田を所定長さ送り込むための定量送り手段と、
前記定量送り手段を作動させるための作動機構と、
を更に具備することが望ましい。
前記加熱芯と前記ガイドパイプは略同軸状に設けられ、
前記加熱芯は、前記ガイドパイプに近寄った近接位置と、前記ガイドパイプから離れた離隔位置との間で、同軸状態で相対移動可能に設けられており、
前記加熱芯を、前記離隔位置方向に付勢する付勢手段を、更に具備することが望ましい。
前記加熱芯の先端側は、斜めカットした様な外観に形成されていることが望ましい。
前記加熱芯の先端には、接合対象物である線材が当該加熱芯の先端から逃げないようにするための凹部が形成されていることが望ましい。
前記パイプ状の加熱芯は、内径、外径、素材のいずれか1または2以上が異なる他の加熱芯に交換可能に取り付けられていることが望ましい。
また、半田付け装置が、半田(加熱内に入り込んだ半田線)を溶融させる機能のみならず、溶融半田(加熱芯内で溶融した半田)を吐出する機能を併せ持っているので、従来のように他方の手で半田線を持つ必要がなく、必要に応じて、接合対象物などを(空いている片手で)押さえつけることが可能になる。つまり、本発明の半田付け装置によれば、仮に接合対象物が不安定な場合でも、接合対象物を設計位置に正確に位置決めした状態で、片手だけで半田付けを行うことが可能である。したがって、手作業での半田付けが容易になる。
また、加熱芯の先端の開口部から溶融半田が吐出することで、加熱芯の突き当て部位に対して正確に溶融半田を流し込むことができる。これにより、接合対象物の大きさにかかわらず、当該接合対象物の所定位置にピンポイントで正確に溶融半田を流し込むことが可能になる。したがって、例えば小型化・微細化した電子部品をプリント基板に高密度実装する場合において、半田付け部位の位置ズレを招くことがなく、正確かつ高品質の半田付けを手作業で実現できる。
このような構成により、加熱芯からガイドパイプへの熱伝導を可及的に遮って、半田が溶融する領域を加熱芯の内部に限定することができ、ガイドパイプ内を通る半田線(加熱芯に入り込む前の半田線)の溶融を防止できる。そして、ガイドパイプ内を通る半田線の溶融が防止されることで、ガイドパイプ内での半田の目詰まりを防止できる。
なお、半田付け装置の使用を終えるたびに、加熱芯の内部において半田が固まって目詰まりすることになるが(つまり溶融した半田が加熱芯の内部を埋めるように固まるが)、次回使用時に加熱芯が再加熱されることで、加熱芯内の目詰まり(目詰まりを招いている固まった半田)は速やかに解消され、当該加熱芯から溶融半田を吐出可能な状態になる。つまり、半田による目詰まりの部位が加熱芯の内部に限定されるので、次回作業の加熱時において当該目詰まりが速やかに解消され、半田付け作業を速やかに開始することができる。
このような構成により、半田カートリッジが具備する半田線が無くなっても、当該カートリッジを新たなものに交換することで、半田付け作業を速やかに再開することができる。
・ 毎回作動するたびに加熱芯に向かって半田線を所定長さ送り込むための定量送り手段
・ 定量送り手段を作動させるための作動機構
を具備している。
このような構成を具備することで、定量送り手段が作動するたびに(つまり毎回)、加熱芯内ですでに溶融している半田が、後続の半田線(後方から定量で送り込まれた半田線)によって押し出されるので、加熱芯から定量かつ適量の溶融半田を吐出させることが可能なる。したがって、過剰または過少な半田付けが防止され、その結果、半田付け不良を可及的に防止することが可能になり、手作業での正確かつ高品質の半田付けを実現できる。
また、加熱芯から定量の溶融半田が吐出されることで、半田線の無駄使いが防止され(つまり半田線の過剰な使用が抑制され)、資源の有効活用に貢献できる。
また、加熱芯から常に定量の溶融半田が吐出される(後続の半田線によって押し出される)ことで、手作業であるにもかかわらず半田付けの品質にバラつきがなくなり、一定の品質の半田付けを手作業で実現できる。
これにより、適量(対象物の接合に適した量)の溶融半田だけが加熱芯から吐出されるので(つまり、十分に溶融していない半田線が加熱芯から吐出されることはないので)、半田付け不良を可及的に防止することができる。
このようなほぼ真っ直ぐのガイドパイプを備えることで、湾曲状等に変形した半田線が、当該ガイドパイプを通る過程でほぼ真っ直ぐに矯正され、その結果、(ガイドパイプは加熱芯から離れているが)半田線が加熱芯の内側に入り込むように当該半田線を確実にガイドすることができる。
つまり、本発明の半田付け装置が具備する加熱芯は、通常の状態、つまり負荷がかかっていない状態では、付勢手段の押圧作用によってガイドパイプから離れた「離隔位置」に位置決めされ、また、加熱芯先端を接合対象物などに押し付けるなどして負荷(押し込み力)がかかった状態では、付勢手段の作用に抗してガイドパイプに近寄った「近接位置」に位置することになる。
このように可動式に構成することで、加熱芯を単に接合対象物に押し付けるだけで、溶融半田に対して加熱芯が相対的に移動して、当該加熱芯から溶融半田が吐出するので(押し出されるので)、半田付け作業が簡単になる。
これにより、例えばプリント基板の所定部位にリード線等が不安定な状態で置かれている場合でも、加熱芯先端の凹部に当該リード線を引っ掛ける(係合させる)ことができるので、加熱芯の先端からリード線が逃げることがなく(つまり、転がり等によるリード線の位置ズレを招くことなく)プリント基板の所定部位に当該リード線を半田付けすることが可能になる。
これにより必要に応じて、寸法、形状、素材が異なる加熱芯に交換することができ、用途に応じた適切な加熱芯を半田付け装置に装着することができる。その結果、接合対象物の種類や半田線のサイズにかかわらず、正確かつ高品質の半田付けが常に可能になる。
以下、本発明に係る半田付け装置の一例として「銃型の半田ごて」を挙げ、図1〜図3に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
図2は、図1に示す半田ごて1の先端側を示す拡大図である。
図3は、拡大鏡17を具備する状態の半田ごて1を示す部分断面図であって、図3(a)は拡大鏡17を使って半田付けしている様子を示しており、図3(b)は拡大鏡17を折り畳んだ様子を示している。
1) 半田線3を繰り出し可能に具備する回転式の半田カートリッジ5。
2) 半田カートリッジ5を回動可能に装備するグリップ部7。
3) 半田を溶融状態で吐出可能に構成された半田ごて先端の加熱芯9。
4) 加熱芯9を加熱するための発熱体10(ヒーター)。
5) 加熱芯9の内側に向かって半田線3をガイドするためのガイドパイプ13。
6) ガイドパイプ13を囲うように設けられた外筒部15。
7) 半田付け作業時に加熱芯9の先端とその近傍を拡大して見るための拡大鏡17。
8) 加熱芯9に向かって半田線3を所定長さ送り込むための定量送り機構30。
9) 定量送り機構30を作動させるための作動機構50。
なお、本実施形態では一例として、直径0.3ミリの半田線を具備する半田カートリッジを使用する。
上記構成の加熱芯9は、主として、当該加熱芯の内部に進入した半田線3(ガイドパイプ13を通ってガイドされてきた半田)を溶融した状態で吐出する役割を担っている。加熱芯9内で半田を溶融するための熱エネルギーは、その周囲を取り囲むように取り付けられた発熱体10(ヒーター)から与えられる。加熱芯9の構成材料としては、例えばセラミックなどが挙げられる。
本実施形態では一例として、長さ1ミリ、内径0.5ミリ、外径1ミリのセラミック製の加熱芯9を使用する。
上記構成の発熱体10は、主として、加熱芯9を加熱する役割を担うとともに、加熱芯9内に進入した半田線3を溶融する役割を担っている。
また、ガイドパイプ13は、加熱芯9との間に間隔をあけて離隔した位置に設けられており、その基端側部分が外筒部15の内壁面に固定されている。
また、ガイドパイプ13は、その周囲を囲む外筒部15との間に隙間をあけて取り付けられている。
また、ガイドパイプ13は、外筒部15および加熱芯9との同軸状態が維持されるように(芯ブレが防止されるように)、芯ブレ防止材14によって外筒部15に対して固定されている。芯ブレ防止材14は、好ましくは、耐熱性・断熱性の少なくとも何れか一方を有する材料で構成することが望ましい。
上記構成のガイドパイプ13は、主として、加熱芯9の内側に向かって半田線3をガイドする役割を担っている。
外筒部15の基端側には、半田カートリッジ5に巻回されている半田線3を定量で繰り出すとともに、ガイドパイプ13を介して加熱芯9内に定量で送り込むための「定量送り機構30」が設けられている。この定量送り機構30は、「作動機構50」を手動操作することによって作動するようになっている。「定量送り機構30」と「作動機構50」の詳細については、後述する。
上記構成の拡大鏡17は、主として、加熱芯9の先端とその近傍を拡大して見るときに用いられる。
定量送り機構30は、毎回作動するたびに(チャックが進退動するたびに)加熱芯に向かって半田線を所定長さ送り込む役割を担っている。
この定量送り機構30は、図4に示すとおり、主として次の構成を具備している。
1) 半田線3の外周面を締め付ける締め付け部31を先端側に具備しており、
進退動可能に設けられたチャック32。
2) チャック32の後端に固設された環状の押圧部33。
3) チャック32が半田線3の外周面を締め付けるように(チャック32がバネ力で後
退するように)押圧部33を付勢するバネ35。
4) チャック32の締め付け部31が出入り可能であって、
チャック32による半田線3の締め付けや解放を制御するチャックリング37。
5) 半田線3の外周面に摩擦抵抗等を与えて当該半田線の逆戻りを防止する戻り止め部
材39。
この作動機構50は、図4に示すとおり、主として次の構成を具備している。
1) 定量送り機構30の押圧部33を加熱芯方向に押圧するための回動レバー51。
2) 所定角度の範囲内でレバー51を回動させるための引き金53。
3) 引き金53とレバー51との間に設けられたリンク部材55。
また、本実施形態では、銃型の半田ごてを例示しているため、作動機構50の一部材として引き金53を採用しているが、本発明の実施形態としてペン型の半田ごてを採用する場合には、引き金53に変えて押しボタンなどを採用することも可能である。
半田ごて1を使用する際には、電源をONにして発熱体10を発熱させて加熱芯9を加熱するとともに、グリップ部7を手のひらで握り、続いて、半田ごて先端部の加熱芯9をリード線や銅箔パターンなどの接合対象物に突き当てる。
上述した半田ごてでは、溶融半田を吐出可能な加熱芯が、リード線やプリント基板などの接合対象物に突き当てることができるように設けられている。したがって、リード線などの接合対象物が不安定であっても、半田ごての先端部(すなわち加熱芯の先端)で接合対象物を押さえつつ、同時に、当該押さえている接合対象物に対して溶融半田を流し込むことができる。
このような構成により、加熱芯からガイドパイプへの熱伝導を可及的に遮って、半田が溶融する領域を加熱芯の内部に限定することができ、ガイドパイプ内を通る半田線(加熱芯に入り込む前の半田線)の溶融を防止できる。そして、ガイドパイプ内を通る半田線の溶融が防止されることで、ガイドパイプ内での半田の目詰まりを防止できる。
・ 作動するたびに加熱芯に向かって半田線を所定長さ送り込む「定量送り機構」
・ 定量送り機構作動させるための「作動機構」
を具備している。
このような構成を具備することで、定量送り手段が作動するたびに(つまり毎回)、加熱芯内ですでに溶融している半田が、後続の半田線(後方から定量で送り込まれた半田線)によって押し出されるので、加熱芯から定量かつ適量の溶融半田を吐出させることが可能なる。したがって、過剰または過少な半田付けが防止され、その結果、半田付け不良を可及的に防止することが可能になり、手作業での正確かつ高品質の半田付けを実現できる。
これにより、適量(対象物の接合に適した量)の溶融半田だけが加熱芯から吐出されるので(つまり、十分に溶融していない半田線が加熱芯から吐出されることはないので)、半田付け不良を可及的に防止することができる。
第2実施形態に係る半田ごてを図6に示す。
なお、前述した第1実施形態と同様の構成については説明を省略するとともに、第1実施形態の説明を援用する。
・図6(a1)(a2)に示す、ガイドパイプ13に近寄った「近接位置」と、
・図6(b1)(b2)に示す、ガイドパイプ13から離れた「離隔位置」との間で、
同軸状態を保って相対移動可能に設けられている。
また、加熱芯9を、図6(a1)(a2)に示す離隔位置方向に付勢するバネ61(付勢手段)が設けられている。
第3実施形態に係る半田ごてを図7に示す。
なお、前述した第1実施形態と同様の構成については説明を省略するとともに、第1実施形態の説明を援用する。
第4実施形態に係る半田ごてを図8に示す。
なお、前述した第1実施形態と同様の構成については説明を省略するとともに、第1実施形態の説明を援用する。
第5実施形態に係る半田ごてを図9に示す。
なお、前述した第1実施形態と同様の構成については説明を省略するとともに、第1実施形態の説明を援用する。
3 半田線
5 半田カートリッジ
7 グリップ部
9 加熱芯
10 発熱体(ヒーター)
11 電気配線
13 ガイドパイプ
14 芯ブレ防止材
15 外筒部
17 拡大鏡(虫眼鏡)
19 ガイドローラ
21 レンズ部
22 リング部
30 定量送り機構(定量送り手段)
31 締め付け部
32 チャック
33 押圧部
35 バネ(付勢部材)
37 チャックリング
39 戻り止め部材
50 作動機構
51 回動レバー
53 引き金
55 リンク部材
61 バネ(付勢部材)
63 凹部
65 冷却孔
Claims (4)
- 接合対象物に突き当てることができるように設けられ、内部に進入した半田を溶融状態で吐出するための加熱芯と、
前記加熱芯を加熱するとともに、加熱芯内に進入した半田を溶融するための発熱体と、
前記加熱芯の内側に向かって半田をガイドするためのガイドパイプと、を有しており、
前記ガイドパイプは、前記加熱芯とは別体であって、前記加熱芯から離隔した位置に設けられている、ことを特徴とする半田付け装置。 - 前記加熱芯の先端とその近傍を拡大して見るための拡大鏡を、更に具備することを特徴とする請求項1に記載の半田付け装置。
- 作動するたびに前記加熱芯に向かって半田を所定長さ送り込むための定量送り手段と、
前記定量送り手段を作動させるための作動機構と、
を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の半田付け装置。 - 前記加熱芯の先端には、接合対象物である線材が当該加熱芯の先端から逃げないようにするための凹部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半田付け装置。
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JP6182586B2 (ja) | 2017-08-16 |
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