JP3307474B2 - 電気ごて - Google Patents

電気ごて

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JP3307474B2
JP3307474B2 JP23681293A JP23681293A JP3307474B2 JP 3307474 B2 JP3307474 B2 JP 3307474B2 JP 23681293 A JP23681293 A JP 23681293A JP 23681293 A JP23681293 A JP 23681293A JP 3307474 B2 JP3307474 B2 JP 3307474B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田ごて、ヘアアイロ
ン、焼印等に適用しうる電気ごてに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者は、特願平1−92037号
(特開平3−55223号公報)により電気ごてを提案
している。それは図7に示すように、棒状のセラミック
ヒータ51にこて先部材52を強く押圧させるため、こ
て先部材52の根元部に第1のテーパ部53を設けると
共に、その上に被さる固定パイプ54にも、組み立て状
態において上記第1のテーパ部53と対応する位置に第
2のテーパ部を設け、ヒータ51の根元部のフランジ5
6に固着された部材55のおねじと上記固定パイプ54
の根元側端部に係合するめねじを備えた締付部材58を
ねじ結合することにより、第1のテーパ部53と第2の
テーパ部を強く押圧することによりこて先部材53をヒ
ータ51に押圧させる構造である。
【0003】しかし、この従来例によれば、永い月日に
わたり使用されている間に、電気ごての電源をオン・オ
フすることによる熱膨張と冷却の繰り返しと、こて先部
材表面の酸化、劣化等により、おねじとめねじの締結状
態にゆるみが生じ、加えて、使用者がこて受け台へ半田
ごてを強くたたきつける衝撃の繰り返しにより次第に締
付け部がゆるんで、遂には、こて先部材52、固定パイ
プ54、および締付部材58が、ヒータ51から脱落し
てしまうおそれがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電源
オン時の摂氏数百度と非使用時の室温の間での膨張、収
縮の繰り返し、および、電気ごてを受け具に投げるよう
に置くときの衝撃の繰り返しにもかかわらず、常時こて
先部材が電気ヒータに強く密着してその間の熱伝導が良
好であり、しかも、電気ごての外側を被う固定パイプか
ら外部へ放出される熱損失が少なく、それにもかかわら
ず、最も過酷な状態である半田ごてを受け具に長時間立
て放しの状態においても、こて先の温度がハンドルおよ
びハンドル内の電気回路へ伝導されず、電子回路を熱破
壊から守る、改良された電気ごての提供を解決課題とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電気ごては根元
部に第1のフランジが設けられた棒状の電気ヒータと、
その第1のフランジの後方に設けられた筒形ハンドル
と、上記第1のフランジの前方に固着された固定側とそ
の固定側とねじ結合する可動側より成る締結装置と、上
記電気ヒータの少くとも前半部に嵌合し、かつ、根元側
の支持部と先端部の間に第1の段部が形成され、上記根
元側に外径が他より大きい荷重受け部と径を伸縮させる
切割溝が形成されたこて先部材と、そのこて先部材の根
元側と上記電気ヒータの後半部を被う部材であって、全
体として円筒形の弾性材料よりなり、両端部をのぞく中
央部に軸方向スリットが形成され、上記荷重受け部との
当接点よりも後方に第2の段部が形成されている挾持ば
ねと、その挾持ばねを被う部材であって、先端に上記第
1の段部に係る係止部が形成され、後端が上記締結装置
の可動側に連結され、組み立て状態において上記第2の
段部より後方に上記挾持ばねを半径方向に押圧する第3
の段部が形成されている固定パイプを有することにより
特徴づけられる。
【0006】
【作用】図3に、本発明の熱現象を電気回路に模して表
現した熱等価回路図を示す。熱源を電流源に、伝熱路を
電気抵抗に、熱容量を静電容量に代えて表現している。
図に付されている記号の意味を下記に列記する。
【0007】TH :ヒータの温度 Tt :こて先の温度 Ta :環境温度 TG :ハンドルの温度 Ph :ヒータの電力損失 RO :ヒータとこて先の間の熱抵抗 Ra :こて先と外気の間の熱抵抗 RL :被加熱物と外気の間の熱抵抗 Rog:ヒータとハンドルの間の熱抵抗 Rag:ハンドルと外気の間の熱抵抗 Ca :こて先の熱容量 CL :被加熱物の熱容量 SW :こて先と被加熱物の接触、非接触を表すスイッチ 一般に、電気ヒータによりこて先を加熱する加熱器にお
いて、ヒータの通電を制御する場合、こて先の温度Tt
と目標値との偏差ができるだけ小さくなるように制御さ
れることが好ましい。
【0008】ヒータによって発生する熱がこて先に伝導
される経路を上記回路図により考えると、熱的定常状態
において、 TH =Ph ・RO +Ph ・Ra +Ta ‥‥(1) ただし、Rog≫RO であるからこて先からハンドルを通
して外気へ逃げる熱は無視している。
【0009】 Tt =Ph ・Ra +Ta ‥‥(2) であるから(1)(2)式両式より (Tt −Ta )/( TH −Ta )=(Ph ・Ra )/( Ph ・RO +Rh ・Ra ) = Ra /(RO +Ra ) ‥‥(3) この式より明らかなように、こて先温度Tt は、ヒータ
温度TH よりも低い。更に、こて先が被加熱物に触れる
とスイッチSWがオンになって、過渡的に熱容量CL
熱がうばわれるが、その後定常状態になると熱抵抗Ra
の回路に熱抵抗RL の回路が並列接触されるため、外気
への放熱が増大してこて先温度Tt は更に低下する。
【0010】すなわち、こて先が被加熱物に接触してい
ないSW−OFF時の、こて先温度Tt は Tt =TH ×〔Ra /(RO +Ra )〕 ‥‥(4) こて先が被加熱物に接触しているSW−ON時のこて先
温度Tt は Tt ≒TH ×〔RL /(RO +RL )〕 ‥‥(5) となる。(4)(5)式から明らかなように、外気への
放熱を防ぐために熱抵抗Ra が大きく、こて先温度Tt
とヒータ温度TH の差を小さくするため、熱抵抗RO
小さいことが好ましい。
【0011】図4(A)に、組み立て状態の位置関係に
おいて、仮に押圧力が作用しない自然状態であったとき
の各部材の状態を示し、図4(B)に、組み立て状態に
おける各部材間の力関係を模式的に示す。
【0012】固定パイプ19の第3の段部22の細径部
が、挾持ばね15の第2の段部17の太径部にのり上げ
てこの第2の段部17の径を減少させる力F1 を挾持ば
ね15に与え、従って、挾持ばね15はその径を減少さ
せる向きに変形する。この変形により、こて先部材9の
荷重受け部13に力F2 が作用し、こて先部材9には径
を伸縮させる切割溝14が形成されているので、こて先
部材の内面全面が電気ヒータ1に当接する。
【0013】また、電気ヒータ1に嵌合するこて先部材
9の第1の段部12と、電気ヒータ1根元のフランジ5
に固着された締結装置の固定側24とが、固定パイプ1
9と締結装置の可動側25により係止し、こて先の脱落
を防止している。
【0014】
【実施例】図1に本発明実施例の分解斜視図を示し、図
2にその組み立て状態の縦断面図を示す。
【0015】丸棒状のセラミックヒータ1はその先端部
に発熱体が埋設され、リード線が後端から導出されてい
る。このセラミックヒータの根元部に第1のフランジ5
がろう付けにより一体接合されている。このフランジ5
は、熱伝導が良好で、曲げ応力が比較的小さい材料、例
えばニッケル又はその合金により構成されている。フラ
ンジ5の外周には例えば3個の貫通孔6…6が穿たれて
いるほかに開口部がなく、セラミックヒータ外周辺の空
間を前後方向に蔽断している。
【0016】ハンドル7は、プラスチック、木等の熱不
良導体より成り、その先端にフランジ部8が形成され、
そのフランジ部8の端面に上記した貫通孔と対応する3
個の座部が一体形成され、その座部にめねじが刻設され
ている。ハンドル7の中心部は中空であって、温度制御
用電子回路4が内蔵され、ハンドル7の後端から商用交
流電源に接続するための電源コードが導出されている。
【0017】こて先部材9は、セラミックヒータ1の少
くとも電気ヒータ3が内蔵する前半部に嵌合する円孔1
0が後端面に穿たれ、先端のこて先11と根元側の間
に、後述する固定パイプ19先端の係止部21が掛る第
1の段部12が形成され、根元側の所定位置に、外径が
他より大きい荷重受け部13が形成されている。また円
孔10が穿たれた部分には根元側の外径および内径を伸
縮させるための切割溝14が刻設されている。
【0018】挟持ばね15は、全体として円筒形の弾性
材料、例えばリン青銅板より成り、後端に第2のフラン
ジ16が一体形成され、中央部の所定位置に前半部より
も後半部の径が大きくなる向きの第2の段部17が形成
され、前後両端部をのぞく中央部全面に軸方向のスリッ
ト18…18が複数条形成されて、半径方向に撓み易く
なっている。この挟持ばね15の長さはセラミックヒー
タ1の長さにほぼ等しく、自然状態における径は、前半
部がこて先部材9の荷重受け部13に遊嵌し、後半部が
後述する固定パイプ19の前半部内径より大きく後半部
内径より小さい。なお、スリット18の幅を、前半部と
後半部とで異なるものにして、ばね定数比を自在に設計
することができ、また、後半部のみにスリット18aを
設けることができる。
【0019】固定パイプ19は、こて先部材9をセラミ
ックヒータ1に押圧させながら、こて先部材9の外周に
挟持ばね15を介在させてこれらを固定する部材であっ
て、全体として円筒形をなし、その後端面には締結装置
の可動側部材25に対し回動自在に連結されるフランジ
が形成され、前端面には径を内側へ絞る係止部21が形
成され、軸方向所定位置に、前半部より後半部の径が増
大する向きの第3の段部22が形成されている。
【0020】締結装置23は、固定側部材24と可動側
部材25より構成され、固定側部材24の先端外径に刻
設されたおねじ26と可動側部材25の内径に刻設され
ためねじが係合している。固定側部材24は、挟持ばね
15の後端部を貫通させる円筒部20と、その後端面に
形成されたフランジ部28より成り、そのフランジ部2
8にはヒータ1の第1のフランジ5と挟持ばね15の第
2のフランジ16をハンドル7の前端面に挟着するため
の例えば3個のビス孔が形成されており、ビス29…2
9によりハンドル7に固着される。可動側部材25は外
径が六角柱のナット様部材であって、固定パイプ19の
後端面と回動自在に連結されている。
【0021】この実施例を組み立てるときは、セラミッ
クヒータ1に電子回路および電源コードを接続したの
ち、これらをハンドル7に挿入し、その上に挟持ばね1
5を被せて、第1のフランジ5と第2のフランジ16を
締結装置の固定側部材24のフランジ部で挟着固定す
る。次に、こて先部材9をヒータ1と挟持ばね15の間
に挿入する。最後に、固定パイプ19を挟持ばね15の
上に挿入し、締結装置の可動側部材25を締めつけて、
こて先部材9をセラミックヒータ1に押圧する。
【0022】この組立状態における各部材の位置関係を
第4図(A)に示す。ハンドル7より先端に向かって順
に、固定パイプ19の段部22、挟持ばね15の段部1
7、こて先部材9の荷重受け部13、挟持ばね15の前
端面、こて先部材9の段部12と固定パイプ19の前端
係止部21との係止点が軸方向に並んでいる。その結
果、第4図(B)に示し、<作用>の項で説明した通り
の半径方向の締付力と軸方向の締付力が作用する。
【0023】このような力関係を得るための挟持ばね1
5と固定パイプ19の形状は、下記の変形例によっても
実施することができる。図5に示すものは、挟持ばね1
5Aに外径が増大するリング状凸部30が形成されてい
る。この場合、凸部30の前側31が、第2の段部とし
て機能する。図6に示すものは、固定パイプ19Aに内
径が減小するリング状凸部32(肉厚均一なパイプを加
工した場合は外径に凹部が表れる)が形成されている。
この場合、凸部32の後側33が第3の段部として機能
する。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、こて先部材9と固定パ
イプ19の間に弾性材料よりなる挟持ばね15を設け、
固定パイプ19の第3の段部22が挟持ばね15の第2
の段部17にのり上げて挟持ばね15がこて先部材9の
支持部が電気ヒータ1の外周面を半径方向から押圧する
よう構成したので、こて先部材9と電気ヒータ1の接触
面積が常に大きく保持されて、その間の熱抵抗RO が小
さく保たれ、従って、必要なこて先温度Tt に対しヒー
タ温度TH をわずかに高くすればよい。その結果、外部
へ逃げる熱エネルギも少なくなり、効率が向上して、ヒ
ータの消費電力も小さくなる。
【0025】また本発明によれば、挟持ばね15は、こ
て先部材9と荷重受け部13のリング形凸部で線接触し
ているので、この間の熱抵抗が大きく、挟持ばね15の
温度が低く抑えられる。また、挟持ばね15全体の横断
面が円形であって、スリット18で区切られた各ばね材
の横断面が円弧状のため、肉厚の薄い材料であっても大
きいばね定数を得ることができ、固定パイプ19の径を
小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明実施例の分解斜視図である。
【図2】はその実施例の組立て状態の縦断面図である。
【図3】は本発明の熱現象を示す熱等価回路図である。
【図4】は上記実施例の作用説明図である。
【図5】は本発明の挟持ばねの変形例を示す図である。
【図6】は本発明の固定パイプの変形例を示す図であ
る。
【図7】は従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1・・・・電気ヒータ 5・・・・第1のフランジ 7・・・・ハンドル 9・・・・こて先部材 12・・・・第1の段部 13・・・・荷重受け部 14・・・・切割溝 15・・・・挟持ばね 16・・・・第2のフランジ 17・・・・第2の段部 18・・・・スリット 19・・・・固定パイプ 21・・・・係止部 22・・・・第3の段部 24・・・・締結装置の固定側 25・・・・締結装置の可動側

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 根元部に第1のフランジが設けられた棒
    状の電気ヒータと、その第1のフランジの後方に設けら
    れた筒形ハンドルと、上記第1のフランジの前方に固着
    された固定側とその固定側とねじ結合する可動側より成
    る締結装置と、上記電気ヒータの少くとも前半部に嵌合
    し、かつ、上記根元側に外径が他より大きい荷重受け部
    と径を伸縮させる切割溝が形成されたこて先部材と、そ
    のこて先部材の根元側と上記電気ヒータの後半部を被う
    部材であって、全体として円筒形の弾性材料よりなり、
    両端部をのぞく中央部に軸方向スリットが形成され、上
    記荷重受け部との当接点よりも後方に第2の段部が形成
    されている挾持ばねと、その挾持ばねを被う部材であっ
    て、後端が上記締結装置の可動側に連結され、組み立て
    状態において上記第2の段部より後方に上記挾持ばねを
    半径方向に押圧する第3の段部が形成されている固定パ
    イプを有する電気ごて。
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