JP3179722B2

JP3179722B2 - 半田ごて用ヒータ及び半田ごて

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Publication number: JP3179722B2
Application number: JP08223997A
Authority: JP
Inventors: 充彦宮崎
Original assignee: Hakko Corp
Current assignee: Hakko Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JPH10258358A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コテ先部と加熱部
と保護パイプと導出部とが一体化された半田ごて用ヒー
タと、このようなヒータを備える半田ごてに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、半田ゴテの先端部を図示した
ものであり、丸棒状のセラミックヒータ５１が半田ゴテ
のコテ先５２に嵌挿された状態を示している。このセラ
ミックヒータ５１は、セラミック芯棒の回りにセラミッ
ク・グリーンシート５３が巻着されて構成されている。
セラミック・グリーンシート５３には、ヒータ・パター
ンとセンサ・パターンとが印刷されており、その位置関
係を図示すると、例えば、図１２の通りである。なお、
この例では、幅０．２ｍｍのタングステン・ペーストを
印刷してセンサ・パターン５５を構成し、これを囲むよ
うに幅０．４ｍｍのタングステン・ペーストを印刷して
ヒータ・パターン５４を構成している。そして、先端部
のセンサ・パターン５５は、ヒータ・パターン５４の中
央を横切ってセンサ電極５６に接続されており、また、
ヒータ・パターン５４は、センサ電極５６よりも先端側
に位置するヒータ電極５７に接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１
１、図１２に示すようなセンサ付きのセラミックヒータ
は、リード線が４本となる関係から、セラミック芯棒の
外径を３．５mmφより小さくできないので、半田ゴテを
小型化する際に、リード線の処理などの点からパイプ径
を小さくできないという問題点があった。また、センサ
は、セラミック芯棒の外周に設けられているので、コテ
先の温度を精密には検出できないという問題点もあっ
た。また、図示のセンサに限らず、抵抗値の温度変化に
応じてコテ先の温度を検知するものにあっては、少なか
らず個体差があるので、製品ごとのバラツキについて個
々に調節する必要があった。

【０００４】ところで、グリーンシートをセラミック芯
棒に巻着するのではなく、セラミック芯棒のまわりに、
直接、電熱線を巻き付け、その回りをセラミックコート
して絶縁するヒータも活用されている。しかしながら、
このようなヒータにおいては、緻密なセラミック粒子に
よってセラミックコートした場合には、電熱線の熱膨張
率が、セラミックコート層の熱膨張率より大きいことか
ら、セラミックコート層に亀裂が生じてしまうという問
題点があった。一方、この問題を回避するため、粗いセ
ラミック粒子によってセラミックコートした場合には、
絶縁抵抗が下がってしまい、半田付け対象の基板に漏電
してしまう恐れがあるという問題点があった。本発明
は、これらの諸点に鑑みてなされたものであって、絶縁
層に亀裂が生じることもなく安定した絶縁性を発揮する
半田ゴテを提供することを目的とする。また、コテ先の
温度を簡易かつ精密に検出することができる半田ゴテを
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る半田ごて用ヒータは、熱伝導性に優れ
た材料からなり、基端側に向けて開放される開口穴（９
ａ）を備えるコテ先部（９）と、主要部が前記開口穴に
挿入されて、前記コテ先部を加熱する加熱部（２）と、
前記コテ先部の基端側が挿入されて固定される略円筒状
の保護パイプ（１０）と、この保護パイプの基端側に設
けられ、前記ヒータ部の引出し線が導出される導出部
（１１）とからなり、前記加熱部（２）は、円筒状の絶
縁パイプ（１）の外周に加熱線材（３）が巻着されてな
り、前記加熱線材は、第１のセラミックコート材（７）
をディップコートして、乾燥焼成して被覆され、更にそ
の上に、第２のセラミックコート材（８）をディップコ
ートして、乾燥焼成して絶縁層が形成されており、第１
のセラミックコート材が、粗粒タイプである一方、第２
のセラミックコート材が、細粒タイプであることを特徴
とする。

【０００６】また、本発明に係る半田ごては、熱電対と
加熱ヒータとが一体化されてなるヒータ・センサ複合体
（２）に接続されて動作し、制御本体部（２１）の制御
に基づいて、半田ごてのこて先を設定温度に維持する温
度制御回路を備える半田ごてであって、前記ヒータ・セ
ンサ複合体は、コイル状に巻かれた加熱線材３の先端部
３ａと、直線状の非加熱線材４の先端部４ａとが接続さ
れ、加熱線材３の基端部３ｂが直線状の非加熱線材５に
接続されて構成され、前記温度制御回路は、前記ヒータ
・センサ複合体の両端電圧を増幅する増幅部（１６）
と、前記ヒータ・センサ複合体の基端側の温度を検出す
る温度検出部(TH)と、前記温度検出部と前記増幅部から
の信号を加算する加算部（１７）と、交流入力電圧を整
流して脈流に変換する整流部（１８）と、前記整流部か
らの脈流を受け、前記脈流のゼロクロス点を検出するゼ
ロ点検出部（１９）と、人為的に設定されるこて先温度
に対応する信号を発生させる温度設定部（２０）と、前
記整流部からの脈流を受け、前記制御本体部（２１）か
らの指令信号に応答して、前記ヒータ・センサ複合体へ
の通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する通電部（１５）とで構成
されており、前記制御本体部（２１）は、前記ゼロ点検
出部（１９）がゼロクロス点を検出したことに応答して
制御動作を開始し、前記ヒータ・センサ複合体への通電
を停止して前記ヒータ・センサ複合体の両端に熱電対出
力のみ出力させる動作開始手段と、この制御動作の開始
後、先ず、前記加算部と前記温度設定部の出力を認識し
て、設定温度とこて先温度の大小関係を比較する比較手
段と、設定温度の方が低い場合に動作して、前記通電部
がＯＮ動作するような指令信号を出力した後に制御動作
を終了するＯＮ動作手段と、設定温度の方が高い場合に
動作して、前記通電部がＯＦＦ動作するような指令信号
を出力した後に制御動作を終了するＯＦＦ動作手段と、
を備えている。なお、本発明において、加算部は、２つ
のアナログ信号を加算するものに限らず、２つのデジタ
ルデータを加算するものであっても良い。

【０００７】

【発明の実施の態様】以下、実施例に基づいて、この発
明を更に詳細に説明する。本発明の半田ゴテ用ヒータの
主要部は、図１、図２に示すように、軸方向の貫通穴１
ａを有する円柱状の絶縁パイプ１に、ヒータ・センサ複
合体２を取り付けて構成されている。ここで、絶縁パイ
プ１は、例えば、アルミナによる成型品である。ヒータ
・センサ複合体２は、図１に示すように、コイル状に巻
かれた加熱線材３の先端部３ａと、直線状の非加熱線材
４の先端部４ａとがアルゴン溶接によって接続されてい
る。なお、加熱線材３の基端部３ｂは、直線状の非加熱
線材５に接続されている。加熱線材３の材料は、鉄クロ
ム合金であり、その成分の一例を示すと表１の通りであ
る。

【０００８】

【表１】

【０００９】このような鉄クロム合金のうち、特に、カ
ンタルＤ（カンタル社のカンタル線）が好適であり、そ
の主要な成分比率は、Ｃｒ＝２２．０，Ａｌ＝４．８で
ある。また、Ｃｒ＝２２．０，Ａｌ＝５．８や、Ｃｒ＝
２２．０，Ａｌ＝５．３や、Ｃｒ＝２０．０，Ａｌ＝
４．０でも良い。この実施例において、非加熱線材４は
Ｎｉで構成されているが、非加熱線材５と加熱線材３と
は、同じカンタルＤで構成されている。但し、非加熱線
材５による発熱を防ぐため、非加熱線材５の線径は、加
熱線材３の線径の２．５倍程度に設定されている。この
ように構成されたヒータ・センサ複合体２に通電する
と、加熱線材３が発熱することによって図３（ｂ）のよ
うな温度分布になると考えられる。すなわち、非加熱線
材４，５の基端部４ｂ，５ｂは、ほぼ同一の温度Ｔ₀で
あるのに対して、アルゴン溶接点４ａ，３ａは、温度Ｔ
₁であり、加熱線材３は、その中央部が高温になると解
される。そして、カンタル線（３，５）とＮｉ線（４）
とで熱電対が構成されているので、Ｎｉ線のゼーベック
係数をα、カンタル線のゼーベック係数をβとすると、
非加熱線材４（Ｎｉ線）の基端部４ｂと、非加熱線材５
（カンタル線）の基端部５ｂとの間には、ほぼ、α（Ｔ
₁−Ｔ₀）−β（Ｔ₁−Ｔ₀）の起電力が発生すること
になる。ここで、αとβとは異符号であるので、非加熱
線材４，５の起電力は、互いに加算されることになる。
非加熱線材５の先端部５ａの温度は、加熱線材３の発熱
に対応して上昇するので、仮に、非加熱線材５にＮｉ線
を選択したとすると、非加熱線材４，５の基端部４ｂ，
５ｂ間の起電力は減少することになる。

【００１０】

【表２】

【００１１】表２は、ヒータ・センサ複合体２の特性を
示したものであり、アルゴン溶接点３ａ，４ａを０℃〜
５００℃まで加熱すると共に、非加熱線材４ｂ，５ｂの
両端電圧を実測したものである。表２より明らかなよう
に、半田ゴテとして実際に用いられる温度２００℃〜４
５０℃において直線性が良く、かつ、センサ出力として
実用可能な出力レベルであることが確認できる。また、
図４は、ヒータ・センサ複合体２の出力特性（Ｂ）を熱
電対Ｋ型の特性（Ａ）と比較したものであり、熱電対Ｋ
型の約１／２の値を示すことが確認される。図示の通
り、このヒータ・センサ複合体２では、６００℃まで安
定したセンサ出力が得られるので、半田ゴテ用の温度セ
ンサに限らず、その他の用途にも十分に活用可能であ
る。本発明の半田ゴテ用ヒータの製造方法について説明
すると、絶縁パイプ１の貫通穴１ａに非加熱線材４を挿
通すると共に、絶縁パイプ１の外周に加熱線材３を巻着
させる。そして、カンタル線からなる固定線６によって
非加熱線材５を絶縁パイプ１の外周に固定する（図２参
照）。その後、アルゴン溶接部３ａ，４ａと、加熱線材
３と、固定線６とを覆うように、第１のセラミックコー
ト材７をディップコートし、乾燥して焼成する。第１の
セラミックコート材７は、具体的には、バインダと粗粒
タイプのアルミナとを含んだ水溶液であり、乾燥・焼成
されることによってアルゴン溶接部３ａ，４ａや加熱線
材３がしっかりと絶縁パイプ１に固定される。なお、セ
ラミックコート材７は、粗粒タイプのものであるので、
絶縁パイプ１と加熱線材３との熱膨張率の差が吸収され
ることになり、使用時に裂け目などが生じることはな
い。

【００１２】次に、第２のセラミックコート材８をディ
ップコートし、乾燥・焼成すると共に、このセラミック
コート材８を用いて、ヒータ・センサ複合体２をコテ先
９の開口穴９ａに接着させる（図５参照）。なお、コテ
先９は、熱伝導性に優れた材料で構成されているのは勿
論である。第２のセラミックコート材８は、具体的に
は、バインダと微細タイプのアルミナとを含んだ水溶液
であり、乾燥・焼成によって確実な絶縁性が確保され
る。また、第２のセラミックコート材８によって、ヒー
タ・センサ複合体２は、コテ先９にしっかりと接着され
る。本発明のヒータ・センサ複合体２においては、非加
熱線材４が、絶縁パイプ１の貫通穴１ａで中空状態に保
持されているので、非加熱線材４は、加熱線材３の温度
の影響を受けにくい。また、非加熱線材４としてＮｉ線
を用いており、酸化による腐食に強いので、中空状態で
使用することができる。コテ先９の開口穴９ａにヒータ
・センサ複合体２が固定化されると、コテ先９の基端側
の外周には、保護パイプ１０が固定される（図５参
照）。また、保護パイプ１０の基端側には、合成樹脂材
（導出部）１１が嵌合されており、合成樹脂材を通して
接続端子１２，１３が導出され、全体として、一体化さ
れた半田ゴテ用ヒータとなる（図６参照）。つまり、こ
の半田ゴテ用ヒータでは、接続端子１２，１３を対応す
るコネクタに着脱することによって、半田ゴテ用ヒータ
の装着や交換が行われる。なお、図７に示すように、保
護パイプ１０の基端側は、グリップ部１４によって保持
されており、接続端子１２，１３に近接して温度測定用
のサーミスタＴＨが設けられている。

【００１３】図８、図９は、ヒータ・センサ複合体２を
用いた温度制御回路を図示したものである。図示の温度
制御回路は、コテ先を加熱すると共にコテ先の温度Ｔ₁
を検出するヒータ・センサ複合体２と、ヒータ・センサ
複合体２の基端側の温度Ｔ₀を検出するサーミスタＴＨ
と、ヒータ・センサ複合体２への通電部１５と、ヒータ
・センサ複合体２からの熱電対出力を増幅する増幅部１
６と、熱電対出力とサーミスタ出力を加算する加算部１
７と、交流電圧を整流する全波整流部１８（以下、図
９）と、ゼロクロスパルス発生部１９と、コテ先の温度
を設定する温度設定部２０と、これらの動作全体を制御
するマイコンユニット２１とを中心的に備えている。な
お、算出されたコテ先の温度は、マイコンユニット２１
に接続された表示部２２に表示されるようになってい
る。この実施例では、マイコンユニット２１は、具体的
には、ワンチップマイコンＭ３７４７０（三菱）であ
る。このマイコンユニット２１には、出力ポートPORT
１，PORT２が設けられており、出力ポートPORT１の出力
データによって、通電部１５をＯＮ／ＯＦＦ制御し、出
力ポートPORT２の出力データによって、加算部１７の出
力側のスイッチＳＷをＯＮ／ＯＦＦ制御するようになっ
ている。また、マイコンユニット２１には、Ａ／Ｄコン
バータにつながるアナログ入力端子ＡＤIN１，ＡＤIN２
が設けられている。そして、アナログ入力端子ＡＤIN１
には、加算部１７の出力値が入力され、アナログ入力端
子ＡＤIN２には、設定温度に対応した電圧値が入力され
る。なお、アナログ入力端子Ｖ_REFには、Ａ／Ｄコンバ
ータに対する基準電圧（例えば、２．５５Ｖ）が入力さ
れており、これによってＡ／Ｄコンバータの分解能が定
まるようになっている。マイコンユニット２１の割り込
み端子ＩＮＴは、ゼロクロスパルス発生部１９に接続さ
れており、全波整流された脈流が０ボルトに達すると、
マイコンユニット２１に割り込み信号が加わり、割り込
み処理プログラムが開始されるようになっている。

【００１４】図８に示すように、通電部１５は、電界効
果トランジスタFET1と、トランジスタFET1のゲート端子
に接続された抵抗Ｒ１とで構成されている。そして、ト
ランジスタFET1のドレイン端子は、全波整流部１８の出
力＋Ｖ（例えば、波高値が２４ボルト）に接続されてお
り、ソース端子は、ヒータ・センサ複合体２に接続され
ている。増幅部１６は、電流制限抵抗Ｒ２と、ダイオー
ドＤ１，Ｄ２と、非反転増幅器Ａ０と、約２５０倍の増
幅率を実現する抵抗Ｒ３，Ｒ４と、反転増幅器Ａ１と、
抵抗Ｒ５，Ｒ６とで構成されている。この回路構成によ
り、ヒータ・センサ複合体２からのセンサ電圧は、非反
転増幅器Ａ０と反転増幅器Ａ１とで約２５０倍に増幅さ
れ、電圧位相が反転することになる。抵抗値の一例を挙
げると、Ｒ３＝１ＫΩ、Ｒ４＝２５０ＫΩ、Ｒ５＝Ｒ６
＝１００ＫΩである。この回路において、非反転増幅器
Ａ０の電源電圧は、＋Ｖ_DDと−Ｖ_DD（例えば、±５ボル
ト）であるので、＋Ｖ_DD〜−Ｖ_DDの範囲を越える電圧が
非反転増幅器Ａ０に印加されると、特性劣化や破壊を起
こす恐れがある。そのため、クランプダイオードＤ１，
Ｄ２を設けることにより、非反転増幅器Ａ０には、＋Ｖ
_DD＋Ｖ_F〜−Ｖ_DD−Ｖ_Fの範囲内の電圧しか加わらない
ようにしている。なお、Ｖ_Fは、ダイオードＤ１，Ｄ２
の順方向電圧である。

【００１５】ところで、トランジスタFET1がＯＮ状態の
時には、抵抗Ｒ２にはＶ−Ｖ_DD−Ｖ_Fの電圧が加わる
が、抵抗Ｒ２の抵抗値を１０ＫΩ程度にしているので、
せいぜい２ｍＡ程度の電流しか流れない。一方、トラン
ジスタFET1がＯＦＦ状態の時には、抵抗Ｒ２に、ヒータ
・センサ複合体２からの熱電対出力が加わるので、場合
によっては、抵抗Ｒ２での電圧降下が問題となる。しか
し、本発明では、非反転増幅器Ａ０によって増幅動作を
行っているので、その入力インピーダンスＲ_inは十分に
大きく、Ｒ_in≫Ｒ２の条件が成立するので、熱電対出力
を正確に検出することができる。なお、反転増幅器を採
用したのでは、必ずしも、Ｒ_in≫Ｒ２の条件が成立しな
い。加算部１７は、反転増幅器Ａ２と、抵抗Ｒ７，Ｒ
８，Ｒ１１，Ｒ１３とを中心に構成されている。また、
サーミスタＴＨには、抵抗Ｒ１０が並列に接続され、こ
れに抵抗Ｒ９を通して電源電圧＋Ｖ_DDが供給されてい
る。抵抗値の一例を挙げると、Ｒ７＝Ｒ８＝１００Ｋ
Ω、Ｒ１１＝Ｒ１３＝４７ＫΩ、Ｒ９＝２２０ＫΩ、Ｒ
１０＝５０ＫΩである。そして、加算部１７とマイコン
ユニット２１との間には、出力ポートPORT2 によって制
御される開閉スイッチＳＷが設けられている（図９参
照）。なお、サーミスタＴＨからの出力と、反転増幅器
Ａ１からの出力を、マンコンユニット２１に別々に入力
して、マンコンユニット２１において演算処理によって
加算をしても良い。

【００１６】但し、図示の加算部１７においては、反転
増幅器Ａ１からの入力は、抵抗Ｒ７を通して反転増幅器
Ａ２に印加され、サーミスタＴＨからの入力は、抵抗Ｒ
１１を通して反転増幅器Ａ２に印加される。また、電源
電圧−Ｖ_DDを抵抗Ｒ１２と可変抵抗ＶＲ１とで分圧した
電圧は、抵抗Ｒ１３を通して反転増幅器Ａ２に印加され
る。ここで、反転増幅器Ａ２の出力は、マイコンユニッ
ト２１のＡ／Ｄコンバータに加わるので、ヒータ・セン
サ複合体２やサーミスタＴＨからの出力電圧が、温度変
化に対応して増減したとしても、反転増幅器Ａ２の出力
は、常に、プラスの範囲内を維持する必要がある。そこ
で、本発明では、可変抵抗ＶＲ１を調整して、反転増幅
器Ａ２の出力が、常に、０Ｖ〜２．５５Ｖの範囲内にな
るようにしている。図９に示すように、温度設定部２０
は、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５と、バッファＡ３と、可変抵抗
ＶＲ２とで構成されている。可変抵抗ＶＲ２には基準電
圧Ｖ_REFが加わっているが、可変抵抗ＶＲ２の人為的な
操作により、マイコンユニットのアナログ入力端子ＡIN
２には、設定温度２００℃〜４５０℃に対応した電圧が
加わるようになっている。

【００１７】続いて、図１０のタイミングチャートを参
照しつつ、図８、図９に示す制御回路の動作内容を説明
する。図１０には、全波整流回路の出力（Ａ）、ゼロク
ロスパルス発生部の出力（Ｂ）、アナログ入力端子ＡＤ
IN１への入力（Ｃ）、出力ポートPORT１からの出力
（Ｄ）、センサ・ヒータ複合体２の両端電圧（Ｅ）がそ
れぞれ示されている。全波整流回路１８の出力値が０ボ
ルトとなり、ゼロクロスパルス発生部１９の出力が立ち
上がると、割り込み端子ＩＮＴへのパルス信号によっ
て、マイコンユニット２１に割り込みがかかる。割り込
み処理では、マイコンユニット２１は、先ず、出力ポー
トPORT１，PORT２に制御信号を出力して、トランジスタ
FET1をＯＦＦ状態にすると共に、開閉スイッチＳＷ１を
ＯＮ状態に設定する。トランジスタFET1がＯＦＦ状態に
なると、センサ・ヒータ複合体２への通電は停止される
ので、センサ・ヒータ複合体２の両端には、熱電対出力
のみが表れる。この熱電対出力は、こて先温度Ｔ₁と基
端部4b,5b の温度Ｔ₀との温度差Ｔ₁−Ｔ₀に対応した
値であるが、この熱電対出力は、増幅部１６によって約
２５０倍に増幅された後、加算部１７の抵抗Ｒ５に加わ
る。一方、加算部１７の抵抗Ｒ７には、サーミスタＴＨ
１の抵抗値に対応した電圧が加わっており、サーミスタ
ＴＨ１の抵抗値は、センサ・ヒータ複合体２の基端部4
b,5b の温度Ｔ₀に対応して変化する。そのため、加算
部１７からは、こて先温度Ｔ₁に対応した電圧が出力さ
れることになる。このとき、開閉スイッチＳＷ１をＯＮ
状態であるから、こて先温度Ｔ₁に対応した電圧は、ア
ナログ入力端子ＡＤIN１からマイコンユニット２１に入
力されることになる。

【００１８】一方、アナログ入力端子ＡＤIN２からは、
設定温度Ｔ_Sに対応した電圧が入力されている。そこ
で、マイコンユニット２１は、アナログ入力端子ＡＤIN
１とアナログ入力端子ＡＤIN２の電圧を比較して、現在
のコテ先温度Ｔ_Pが設定値Ｔ_Sより高いか否かを判断す
る。いま、割り込みパルス（図１０（Ｂ））が、最初の
３つ目までである場合なら、こて先温度Ｔ_Pが設定値Ｔ
_Sより低いことになる。このＴ_P＜Ｔ_Sの条件では、マ
イコンユニット２１は、出力ポートPORT２を介して開閉
スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態にすると共に、出力ポート
PORT１を介してトランジスタFET1をＯＮ状態にして割り
込み処理を終える。すると、トランジスタFET1がＯＮ状
態になったことにより、その後、センサ・ヒータ複合体
２には、全波整流部１８の出力がそのまま印加されるこ
とになり、ヒータが加熱されてこて先の温度が上昇す
る。図１０のタイミングチャートにおいて、最初の３つ
目までの割り込みパルスの場合には、上記と同じ動作を
繰り返して、こて先の温度Ｔ_Pが上昇する。そして、こ
れに応じて、アナログ入力端子ＡＤIN１への入力値が増
加する。しかし、４つ目以降の割り込みパルスの場合に
は、こて先温度Ｔ_Pが設定値Ｔ_Sより高くなるので（Ｔ
_P＞Ｔ_S）、マイコンユニット２１は、出力ポートPORT
１，PORT２を介して、開閉スイッチＳＷ１とトランジス
タFET1とをＯＦＦ状態にして割り込み処理を終えること
になる。トランジスタFET1がＯＦＦ状態になったことに
より、通電部１５は、割り込み処理後も、センサ・ヒー
タ複合体２への通電が停止したままとなり、こて先の温
度は、降下してゆく。その後、こて先温度Ｔ_Pが設定値
Ｔ_Sより低くなれば（Ｔ_P＜Ｔ_S）、通電部１５は、セ
ンサ・ヒータ複合体２への通電を再開することになる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、加熱
部（２）は、円筒状の絶縁パイプ（１）の外周に加熱線
材（３）が巻着されてなり、加熱線材は、第１のセラミ
ックコート材（７）をディップコートして、乾燥焼成し
て被覆され、更にその上に、第２のセラミックコート材
（８）をディップコートして、乾燥焼成して絶縁層が形
成されており、第１のセラミックコート材が、粗粒タイ
プである一方、第２のセラミックコート材が、細粒タイ
プである。したがって、絶縁層に亀裂が生じることもな
く安定した絶縁性を発揮する。また、本発明は、熱電対
と加熱ヒータとが一体化されてなるヒータ・センサ複合
体（２）に接続されて動作し、制御本体部（２１）の制
御に基づいて、半田ごてのこて先を設定温度に維持する
温度制御回路を備える半田ごてであって、前記ヒータ・
センサ複合体は、コイル状に巻かれた加熱線材３の先端
部３ａと、直線状の非加熱線材４の先端部４ａとが接続
され、加熱線材３の基端部３ｂが直線状の非加熱線材５
に接続されて構成され、前記温度制御回路は、前記ヒー
タ・センサ複合体の両端電圧を増幅する増幅部（１６）
と、前記ヒータ・センサ複合体の基端側の温度を検出す
る温度検出部(TH)と、前記温度検出部と前記増幅部から
の信号を加算する加算部（１７）と、交流入力電圧を整
流して脈流に変換する整流部（１８）と、前記整流部か
らの脈流を受け、前記脈流のゼロクロス点を検出するゼ
ロ点検出部（１９）と、人為的に設定されるこて先温度
に対応する信号を発生させる温度設定部（２０）と、前
記整流部からの脈流を受け、前記制御本体部（２１）か
らの指令信号に応答して、前記ヒータ・センサ複合体へ
の通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する通電部（１５）とで構成
されており、前記制御本体部（２１）は、前記ゼロ点検
出部（１９）がゼロクロス点を検出したことに応答して
制御動作を開始し、前記ヒータ・センサ複合体への通電
を停止して前記ヒータ・センサ複合体の両端に熱電対出
力のみ出力させる動作開始手段と、この制御動作の開始
後、先ず、前記加算部と前記温度設定部の出力を認識し
て、設定温度とこて先温度の大小関係を比較する比較手
段と、設定温度の方が低い場合に動作して、前記通電部
がＯＮ動作するような指令信号を出力した後に制御動作
を終了するＯＮ動作手段と、設定温度の方が高い場合に
動作して、前記通電部がＯＦＦ動作するような指令信号
を出力した後に制御動作を終了するＯＦＦ動作手段と、
を備えている。そのため、コテ先の温度を簡易かつ精密
に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヒータ・センサ複合体の一例につ
いて、その基本構成を略記したものである。

【図２】図１のヒータ・センサ複合体を絶縁パイプに取
り付けて絶縁層を設けた状態を図示したものである。

【図３】図１のヒータ・センサ複合体の温度分布を図示
したものである。

【図４】図１のヒータ・センサ複合体の温度／起電力特
性を図示したものである。

【図５】図２のヒータ・センサ複合体と保護パイプとの
関係を図示したものである。

【図６】半田ごて用ヒータの全体像を図示したものであ
る。

【図７】半田ゴテの断面構造を図示したものである。

【図８】半田ゴテの温度制御回路の一部を図示したもの
である。

【図９】半田ゴテの温度制御回路の残りの一部を図示し
たものである。

【図１０】図８の制御回路について各部の波形を図示し
たタイミングチャートである。

【図１１】従来の半田ゴテ用ヒータの構造を図示したも
のである。

【図１２】ヒータパターンとセンサパターンを図示した
ものである。

【符号の説明】

１円筒状の絶縁パイプ２加熱部３加熱線材７第１のセラミックコート材８第２のセラミックコート材９コテ先部９ａ開口穴１０保護パイプ１１導出部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱伝導性に優れた材料からなり、基端側
に向けて開放される開口穴（９ａ）を備えるコテ先部
（９）と、主要部が前記開口穴に挿入されて、前記コテ
先部を加熱する加熱部（２）と、前記コテ先部の基端側
が挿入されて固定される略円筒状の保護パイプ（１０）
と、この保護パイプの基端側に設けられ、前記ヒータ部
の引出し線が導出される導出部（１１）とからなり、前
記加熱部（２）は、円筒状の絶縁パイプ（１）の外周に
加熱線材（３）が巻着されてなり、前記加熱線材は、第
１のセラミックコート材（７）をディップコートして、
乾燥焼成して被覆され、更にその上に、第２のセラミッ
クコート材（８）をディップコートして、乾燥焼成して
絶縁層が形成されており、第１のセラミックコート材
が、粗粒タイプである一方、第２のセラミックコート材
が、細粒タイプであることを特徴とする半田ごて用ヒー
タ。
【請求項２】前記加熱部は、第１線材と第２線材
（４）とが接合されてなり、前記第１線材は、細径に形
成された加熱線材（３）と太径に形成された非加熱線材
（５）とが接続されてなり、前記第１線材と第２線材と
が異種金属であることより、熱電対を形成していること
を特徴とする請求項１に記載の半田ごて用ヒータ。
【請求項３】熱電対と加熱ヒータとが一体化されてな
るヒータ・センサ複合体（２）に接続されて動作し、制
御本体部（２１）の制御に基づいて、半田ごてのこて先
を設定温度に維持する温度制御回路を備える半田ごてで
あって、前記ヒータ・センサ複合体は、コイル状に巻かれた加熱
線材３の先端部３ａと、直線状の非加熱線材４の先端部
４ａとが接続され、加熱線材３の基端部３ｂが直線状の
非加熱線材５に接続されて構成され、前記温度制御回路は、前記ヒータ・センサ複合体の両端
電圧を増幅する増幅部（１６）と、前記ヒータ・センサ複合体の基端側の温度を検出する温
度検出部(TH)と、前記温度検出部と前記増幅部からの信号を加算する加算
部（１７）と、交流入力電圧を整流して脈流に変換する整流部（１８）
と、前記整流部からの脈流を受け、前記脈流のゼロクロス点
を検出するゼロ点検出部（１９）と、人為的に設定されるこて先温度に対応する信号を発生さ
せる温度設定部（２０）と、前記整流部からの脈流を受け、前記制御本体部（２１）
からの指令信号に応答して、前記ヒータ・センサ複合体
への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する通電部（１５）とで構
成されており、前記制御本体部（２１）は、前記ゼロ点検出部（１９）
がゼロクロス点を検出したことに応答して制御動作を開
始し、前記ヒータ・センサ複合体への通電を停止して前
記ヒータ・センサ複合体の両端に熱電対出力のみ出力さ
せる動作開始手段と、この制御動作の開始後、先ず、前記加算部と前記温度設
定部の出力を認識して、設定温度とこて先温度の大小関
係を比較する比較手段と、設定温度の方が低い場合に動作して、前記通電部がＯＮ
動作するような指令信号を出力した後に制御動作を終了
するＯＮ動作手段と、設定温度の方が高い場合に動作して、前記通電部がＯＦ
Ｆ動作するような指令信号を出力した後に制御動作を終
了するＯＦＦ動作手段と、を備えることを特徴とする半田ごて。