JP4612676B2 - 電気制御式はんだ槽装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気部品に使用される溶融はんだを貯溜するはんだ槽を備えた電気制御式はんだ槽装置に関する。

はんだ槽装置は一般に、溶融はんだを貯溜するために用いられる。溶融はんだは、電気部品や基板に使用してさまざまな電気部品を基板に接合させることができる。通常の電気制御式はんだ槽装置は既に当該分野で公知である。典型的な電気制御式はんだ槽装置は、例えば、溶融はんだを貯溜するはんだ槽、はんだを加熱するための加熱機構、および加熱機構への電力の供給を制御するための電気制御機構を持っている。典型的には、はんだは鉛−スズのような鉛ベース合金か、または最近では、スズ−銅、スズ−銀、スズ−銀−銅、またはスズ−亜鉛のような無鉛（鉛フリー）金属合金のいずれかからなる。環境に関する関心および規制が高まるなかで、今では鉛フリーはんだが広く用いられる。

鉛フリーはんだが用いられることにより、はんだ槽装置における特定の構成部材に関して特定の問題が持ち上がった。例えば、従来のはんだ槽装置に関連する典型的な問題は、はんだ槽の侵食である。典型的なはんだ槽はステンレス鋼からなっており、時間とともに侵食される傾向があり、特にはんだ槽が鉛フリーはんだを貯溜している場合、鉛フリーはんだは鉛ベースのはんだよりもはんだ槽をより早く侵食させる傾向がある。ステンレス製はんだ槽は、その侵食により不純物が溶融鉛フリーはんだ中に浸出する場合があり、その結果、溶融はんだの完全性を損なうことになる。さらに、はんだ槽が侵食されるとユーザーに安全面で問題が生じる、なぜなら典型的なステンレス製はんだ槽の構造的完全性が侵食によって損なわれる可能性があるからである。さらに、侵食によりはんだ槽装置の構造的完全性が損なわれ、溶融はんだがはんだ槽から漏れ、ひいては作動機構を焦がしたり火災を起こしたりする虞がある。これらの問題に対処するために、現在ではいくつかの製造業者は、例えば、窒化物でコーティングした鋳鉄、チタン、またはステンレス鋼からなるはんだ槽を製造している。これらのはんだ槽は従来品に比べてより長期間にわたって侵食に耐えものの、侵食から完全には保護されておらず、耐用寿命がやってくるとやはり上述と同じ問題にさらされることになる。

従来の電気制御式はんだ槽装置に関連する他の問題は、例えば、スズ−銅、スズ−銀、スズ−銀−銅またはスズ−亜鉛などの、典型的に用いられるさまざまな鉛フリーはんだを溶融させるのに要する時間に関するものである。例えば、スズ−０．７％銅の溶融点は２２７℃、スズ−３．５％銀は２１６℃、およびスズ−３．５％銀−０．７％銅は２１７℃である。従来のはんだ槽では、貯溜された鉛フリーはんだの種類に係らずはんだ槽に加えられる熱が同じになるように制御されている。従って、種々の鉛フリーはんだが、それぞれの溶融点とは全く無関係に同じに加熱される。このことで鉛フリーはんだの加熱し過ぎを招くか、あるいは、鉛フリーはんだを溶かすのにかかる時間が徒に長くなる。

さらに別の問題は、従来のはんだ槽装置に関連する加熱機構である。典型的には、従来のはんだ槽装置では加熱機構ははんだ槽自体に直接一体化されているかまたは取り付けられている。はんだ付け用途における作業の性質上、従来の装置では溶融はんだがはんだ槽の上からこぼれ、槽の外側を伝わり加熱機構の上に漏れる可能性がある。従って、はんだ槽を交換する必要が生じた場合、加熱機構がはんだ槽に固着している可能性がある。そのため、はんだ槽装置の使用寿命がやってくると、はんだ槽装置全体を交換する必要がある可能性がある。

本発明は、前記事情に鑑み、はんだ槽侵食の問題点が改善されたはんだ槽装置を提供することを目的とする。

本発明による電気制御式はんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜する交換可能なはんだ槽と、前記はんだ槽をはんだ加熱位置に支持または吊持する支持構造体と、前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱するための加熱位置と前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な加熱ユニットを備え、前記加熱ユニットが前記加熱位置にあるとき、加熱ユニットによって前記はんだ槽を押圧して固定する構造である。

本発明によると、はんだ槽は侵食され穴が空く前に新しいものと交換できる。はんだ槽は、前記はんだ槽と熱伝導接触状態にある加熱ユニットによって効率的に加熱できる。はんだ槽は加熱ユニットが取り外し可能な位置にある場合に簡単に取り外すことができる。

本発明の側面によると、前記加熱ユニットは第１の加熱ユニットであり、当該電気制御式はんだ槽装置は、前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱するための加熱位置と、前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外せるようにするための前記はんだ槽に対し取り外し可能な位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な第２の加熱ユニットを備えている。第１および第２の加熱ユニットははんだ加熱位置にある時ははんだ槽の両側に配置でき、前記第１および第２の加熱ユニットのそれぞれの加熱位置からそれぞれの取り外し可能な位置への移動は水平方向の外向きの移動である。これらの構造により、はんだ槽を効率的に加熱でき簡単に交換することができる。

本発明の他の目的および利点は、添付の図面をともなう以下の説明から、本発明が属する分野の当業者にとってより明らかとなるであろう。

本発明によると、はんだ槽は侵食され穴が空く前に容易に新しいものと交換でき、しかもはんだ槽は貯溜するはんだの種類に応じて効率的に加熱される。

図１は、本発明の一実施形態に係るはんだ槽装置１００を示している。本実施形態では、はんだ槽１０６は、フランジ１０８が実質的に筐体１０２に載っている。筐体１０２は略直方体形状とされており、縦が約８．７インチ、幅が約５．７インチ、深さが約３．２インチの寸法を持っている。図２に示すように、筐体１０２は複数の金属板から構成され、これらはネジ、溶接または他の固定手段によって互いに固定されて実質的に略直方体形状を形成する。筐体１０２はまた、オン／オフスイッチ１３０、複数のプログラム用ボタン１３２、およびディスプレイ１３４を有する正面プレート１２８も備えている。プログラム用ボタン１３２はアップボタン１３２ａ、ダウンボタン１３２ｂ、決定ボタン１３２ｃ、およびオフセットボタン１３２ｄを備えている。筐体１０２の上側水平面１３６には受け皿１０４が固定されている。はんだ槽１０６のフランジ１０８は、はんだ槽が溶融はんだを貯溜している場合に、はんだ槽１０６からあふれそうまたは漏れそうな溶融はんだが受け皿１０４の上にこぼれるように配置されており、これにより、筐体自体をはじめとするはんだ槽装置１００の他の構成部材を溶融はんだによる損傷から保護している。

図１にはまた電源コード１２２も示されており、これを通じて電力がはんだ槽装置１００へと供給される。加えて、はんだ付け用途に使用されるさまざまな付属品が示されており、はんだ滓（カス）収集器１２４、ヘラ１２６、および六角レンチ１２７などが挙げられる。六角レンチ１２７は、ヒータアセンブリ１４４（図１には図示せず）をはんだ槽１０６の隣に保持しているネジ１２０を操作するためのものである（詳細は後述する）。有利なことに、はんだ滓収集器１２４はユーザーの好みによって筐体１０２の複数の異なる側面に取り付けることができる。はんだ滓収集器１２４およびヘラ１２６はステンレス鋼、チタン、鋳鉄または類似の耐熱材料から製造してよい。

図２には、はんだ槽装置１００の分解斜視図が示されている。この図面では、はんだ槽装置１００の内部構成部材およびそれらの互いの関係がより明確に図示されている。例えば、ヒータアセンブリ１４４ははんだ槽支持部１４２との関係で示されており、はんだ槽支持部１４２はドリップトレー１４０および断熱材１３８との関係で示されている。以下に詳述するように、はんだ槽支持部１４２は、水平突出部１２３および１２９によってはんだ槽１０６を支持すると同時に、はんだ槽１０６に隣接した位置にフランジ１３３および１３５（図５を参照）の第１および第２のセットによってヒータアセンブリ１４４を支持している。さらに、万が一、はんだ槽１０６の底部（または側面）に侵食による穴が生じた場合に溶融はんだを受けるドリップトレー１４０もまたはんだ槽支持部１４２に支持されている。図２にはまた、筐体１０２の金属板も示されており、これらは筐体１０２、受け皿１０４、筐体１０２の面プレート１２８ならびにコネクタ用プリント基板（ＰＷＢ）５２４、ヒューズ５０２、ヒューズホルダ５０４、変圧器５０６、および電源スイッチ１３０を構成している（詳細は後述する）。

図３は、本発明の実施形態によるヒータアセンブリ１４４を拡大し、詳細に示すものである。ヒータアセンブリ１４４は、第１の加熱ブロック１４６および第２の加熱ブロック１４８を備えており、それぞれが第１のヒータ１５０および第２のヒータ１５２を挿入するための開口部１６２を持っている。第２のヒータ１５２は一体型温度センサ１７０を備えている（図１０に示す）。加熱ブロック１４６および１４８は銅、銅合金、または類似の熱導電金属から構成して良い。一方、ヒータ１５０および１５２は、非常に高い温度に耐えるタングステンまたは類似の材料からなる抵抗をパターン配置し、セラミックで絶縁したものである。あるいは、ヒータ１５０および１５２はニッケル−クロムまたは鉄クロムからなる抵抗線であってもよい。加えて、ヒータ１５０および１５２は直径が約４〜８ｍｍ（好ましくは６ｍｍ）であり、長さが７０〜９０ｍｍ（好ましくは８０ｍｍ）である。一般に、ヒータ１５０および１５２の消費電力は８０〜１２０Ｗであり、典型的には１００Ｗである。図３に示すように、加熱ブロック１４６および１４８は、絶縁管１５４および１５６がヒータ１５０および１５２の電気端子を絶縁している状態で、リード線１６０によってコネクタ１５８に電気的に接合されている。

はんだ槽装置１００は、複数の大きさのはんだ槽１０６を保持するよう設計されている。例えば、図４に示すように、六角レンチ１２７でネジ１２０を（矢印２００の方向に）回転させることにより第１のはんだ槽１０６ａを第２のはんだ槽１０６ｂと交換できる。そして、第１のはんだ槽１０６ａを（矢印２０２の方向に）取り外して第２のはんだ槽１０６ｂと（矢印２０６の方向に）取り替えられる。第１のはんだ槽１０６ａは縦約５０ｍｍ、横５０ｍｍ、深さ４２ｍｍであり、容量が９０〜１２０ｃｍ^３（好ましくは１０５ｃｍ^３）である。一方、第２のはんだ槽１０６ｂは縦約７５ｍｍ、横７５ｍｍ、深さ５５ｍｍであり、容量が１４０〜１７０ｃｍ^３（好ましくは１５５ｃｍ^３）である。あるいは、第１および第２のはんだ槽１０６ａおよび１０６ｂは同じ大きさであってもよい。はんだ槽１０６ａおよび１０６ｂは両方ともステンレス鋼、チタン、鋳鉄または類似の耐熱材料から製造できる。さらに、はんだ槽１０６にはエナメル処理または窒化物コーティングのような耐侵食処理を施してもよい。はんだ槽を交換する方法を以下に説明する。

図５は、図１のはんだ槽装置の概略断面図である。この実施形態では、第１の加熱ブロック１４６および第２の加熱ブロック１４８がはんだ槽１０６を取り外し可能構造で接触した状態で示されている。加熱ブロック１４６および１４８ははんだ槽１０６に隣接してはんだ槽１０６を挟持して対向配置されている。加熱ブロック１４６および１４８は、槽支持部１４２に設けられたネジ１２０、ボルト１６４（図６を参照）、カム機構１６６（図７を参照）、または締付輪機構１２１（図８を参照）によってはんだ槽１０６に接した状態で保持される。

はんだ槽支持部１４２は少なくとも２つの垂直脚１２５および１２７、少なくとも２つの水平突出部１２３および１２９、少なくとも２つのセットのフランジ１３３および１３５、および水平面と同一面となるように適合された下側水平部材１３１を備えている。上述したように、水平突出部１２３および１２９ははんだ槽１０６の底部を、下側水平部材１３１の上に距離をおいて保持されるように支持している。はんだ槽支持部１４２の垂直脚１２５および１２７の間で下側水平部材１３１にドリップトレー１４０を配置してよい。万が一、溶融はんだがはんだ槽１０６の構造的完全性を損ない、はんだが漏れた場合でも、ドリップトレー１４０が溶融はんだの漏れを受け止めることで溶融はんだによる熱的破損からはんだ槽装置１００を保護する。

図６、図７、および図８は加熱ブロック１４６および１４８をはんだ槽１０６に固定するための他の手段を示している。図６では、ボルト１６４を使ってはんだ槽支持部１４２を筐体１０２底部の水平部材１３１に固定できる。ボルトを筐体１０２の底部に締め付けることによって生じるはんだ槽支持部１４２への押圧力で加熱ブロック１４６および１４８がはんだ槽１０６と同一位置となり、その結果、加熱ブロック１４６および１４８がはんだ槽１０６と熱的に接触した状態に配置される。図７では、カム１７６、接続ロッド１７４、およびハンドル１７２を備えたカム機構１６６を使って加熱ブロック１４６および１４８をはんだ槽１０６と熱的に接触した状態とできる。

図８では、締付輪機構１２１を使って加熱ブロック１４６および１４８をはんだ槽１０６に固定している。筐体１０２は、アーム１３７および車輪１３５を備えた締付輪機構１２１を収容できるように改変してよい。この実施形態でははんだ槽支持部１４２の必要がなくなる。締付輪機構１２１がはんだ槽１０６を押圧し、吊持するからである。

上述のようにはんだ槽１０６に加熱ブロック１４６および１４８を固定するために使用される機構にはいくつかの利点がある。例えば、加熱ブロック１４６および１４８ははんだ槽支持部１４２と固定手段（ネジ１２０、ボルト１６４、カム機構１６６、また締付輪機構１３１など）との組み合わせから得られる押圧力によってはんだ槽１０６に固定されるため、加熱ブロック１４６および１４８を簡単にはんだ槽１０６に取り付けたり取り外したりできる。従って必要に応じてはんだ槽１０６を簡単に交換することができる（図４を参照）。加えて、上述のような固定機構によりはんだ槽１０６またはその中に加熱装置を直接固定する必要がなくなるため、高熱、酸化、または溶融はんだがこぼれることではんだ槽１０６に加熱装置が固着してしまい、加熱ブロックまたははんだ槽のいずれかを交換することが困難になるという問題が回避される。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、はんだ槽１０６から加熱ブロック１４６および１４８が取り外しできる様子を、はんだ槽装置１００の断面図で示している。例えば、図９（ａ）では、はんだブロック１４６および１４８は、はんだ槽１０６ａを第２のはんだ槽１０６ｂと交換した後の（図４を参照）、はんだ槽１０６ｂから離れた距離１７１にある状態で図示されている。図９（ｂ）では、加熱ブロック１４６および１４８は、ネジ１２０のような固定手段を締め付けることで得られる押圧力によって生み出されるはんだ槽１０６と熱的に接触した状態で示されている。

図１０は、はんだ槽装置１００の電気配線図である。ユーザーインターフェースが面プレート１２８上に配置されており、複数のプログラム用ボタン１３２が設けられている。あるいは、ダイアル、あらかじめプログラムされたボタン、スイッチなどをユーザーインターフェースとして使用してよい。プログラム用ボタン１３２を介して、ユーザーはタイマー値、はんだの種類、および／またははんだ槽の大きさを設定することができる（以下に詳述する）。プログラム用ボタン１３２はコネクタ用リード線５３２によってコネクタ用プリント基板（ＰＷＢ）５２４に電気的に接合されている。コネクタ用プリント基板（ＰＷＢ）５２４のポート５２８から導出されるヒータ用リード線５３４は、ヒータアセンブリ１４４に熱を供給するヒータ１５０および１５２に電気的に接合している。また、コネクタ用プリント基板（ＰＷＢ）５２４のポート５２８から導出されるセンサリード線５３６は、ヒータ１５２のセンサ１７０に電気的に接合してセンサの出力を導いている。他のポート５３０では、電気配線５３８が変圧器５０６、オン／オフスイッチ１３０、ヒューズホルダ５０４、そして最終的には、電源コード１２２に電気的に接合している。

図１１は、はんだ槽装置の概略ブロック図であり、図１０と合わせて見るべきものである。この図面では、制御用プリント基板（ＰＷＢ）５２５（面プレート１２８の後ろにある）が、回路系、マクロプロセッサ５１２、およびコネクタ５１０とともに示されている。図示されるように、電力はＡＣ電源入力部５００を経てヒータ１５０および１５２へと供給される。電力は、ヒューズ５０２、電力スイッチ１３０、および変圧器５０６などの複数の電気部品によって調整される。変圧器５０６はＡＣ電源入力部５００からの商用電力を約５ボルトのＡＣ電力に変圧する。電力がコネクタ５１０を介して変圧器５０６を通過すると、その電力は低電圧電源回路５１８を通過する。電源回路５１８は、マイクロプロセッサＣＰＵ５１２に供給すべき約５ボルトのＤＣ電力を出力する。ＣＰＵ５１２はあらかじめインストールされているソフトウェアとユーザーによりプログラムされるパラメータとの両方に従って特定のプロセスを計算して決定する。ユーザーにより設定されるパラメータとしては、はんだの種類およびタイマー値に従った温度制御関数、較正関数、および始動制御などが挙げられる。そして、ＣＰＵ５１２は双方向サイリスタ（ＴＲＩＡＣ）５０８を介してヒータ１５０および１５２に電力を供給する。双方向サイリスタ５０８はＣＰＵ５１２からの信号に従ってヒータ１５０および１５２へのＡＣ電流のオン／オフを制御する装置である。ＣＰＵ５１２は２つの工程で電力供給を制御する。まずＣＰＵ５１２は第１の始動工程中にはんだの種類に基づいて、増幅されたセンサ信号を予め決められている値と比較する。次に、ＣＰＵ５１２は目的とする温度に基づいて、その信号を予め設定されている値と比較する。さらに、ＣＰＵ５１２はＰＩＤ制御を使ってもよい。

センサ１７０はプラチナまたはタングステンまたは他の耐熱材料をセラミックで絶縁したものから構成され、例えばヒータ１５２に内蔵されている。さらに、センサ１７０はその抵抗値が温度によって変化するという特徴を持っているため、温度はセンサ１７０の抵抗によって変化する電圧から測定される。センサ１７０の抵抗によって変化する電圧は、ＣＰＵ５１２につながるセンサ信号増幅回路５１６によって増幅される。ＣＰＵ５１２に電気的に接合されているものとして他に図示されているのは、予め設定されたタイマー値と（はんだ槽１０６の）累積使用時間を保存するメモリ回路５１４、累積使用時間に至るとＣＰＵ５１２に警報音を生じさせるアラームブザー回路、およびを複数の設定用ボタン１３２を介してユーザーにより設定された入力を処理しディスプレイ１３４にデジタル情報を表示する発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイおよびユーザーにより設定可能な入力回路である。説明されている機能のいくつかは、本願でその全体を参照文献として援用する、Yoshimuraによる米国特許第４，８９１，４９７号に記載されているものと類似している。

設定用ボタン１３２は制御回路を以下のように関連付けることができる。電源スイッチ１３０が単独でオンにされると、あらかじめ決められた温度がディスプレイ１３４に表示される。ユーザーがアップボタン１３２ａを押すまたは押し下げると、表示された温度が増分される。ユーザーがダウンボタン１３２ｂを押すまたは押し下げると、表示された温度が減分される。ユーザーは所望の温度に到達すれば決定ボタン１３２ｃを押すまたは押し下げればよい。これにより、使用するはんだの種類に適した温度を設定することができる。

アップボタン１３２ａおよびダウンボタン１３２ｂの両方が同時に押し下げられた状態で電源スイッチ１３０がオンにされると、パラメータ設定モードが設定される。モードの第１段階では、摂氏または華氏が表示される。ユーザーはアップボタンまたはダウンボタンの操作によってディスプレイを変更しそれらのいずれかを決定ボタン１３２ｃによって決定できる。決定ボタンで決定すると、表示が変化してはんだの種類を表示する。この表示を使って、ユーザーはアップボタン１３２ａ、ダウンボタン１３２ｂ、および決定ボタン１３２ｃを操作することによってはんだの種類を設定できる。決定ボタン１３２ｃの操作によってはんだの種類が決定されると、表示が変化してはんだ槽の大きさを表示し、同じようにアップボタン１３２ａ、ダウンボタン１３２ｂ、および決定ボタンの操作によってはんだ槽の大きさを設定することができる。次の段階は、はんだ槽の使用される時間の長さを設定するためにタイマー値を設定するものである。このようにして、温度の単位、はんだの種類、はんだ槽の大きさおよびタイマー値がユーザーによって設定される。

本発明の特徴は、はんだ槽１０６が侵食によって穴が空く前にユーザーに警告するために使用できるタイマー制御機構である。ユーザーは面プレート１２８にあるプログラム用ボタン１３２を好ましいタイマー値に設定することによってタイマー制御メカニズムをプログラムできる。設定されたタイマー値に到達すると、ユーザーは、ブザーのような警報音（および／または視覚信号）によって警告され、ヒータ１５０および１５２への電力供給が停止される。ユーザーによって選択された好ましいタイマー値は、たとえはんだ槽装置１００がオフに切り替えられてもまたは電源コード１２２がソケットから引き抜かれても保持される。有利なことに、タイマー制御機構３００は、はんだ槽１０６が侵食されて溶融はんだが漏れ、その漏れた溶融はんだによってはんだ槽装置１００の構造的完全性および他の構成部材が損なわれる前に、そのはんだ槽１０６を交換用はんだ槽と交換するようユーザーに警告する。タイマー制御機構は上述した用途に限られるわけではなく、はんだ槽装置１００がユーザーの作業終了時に自動的に電源が落ちるようにタイマー値を設定するような他の用途にも使用することができる。

上述した本発明の実施形態はまた温度制御機構も備え得る。温度制御機構のためのユーザーインターフェースは一般に、筐体１０２の面プレート１２８にある複数のボタン１３２を備えている。複数のボタン１３２は、特定のはんだのタイプまたははんだ槽の大きさに対応している数値によってプログラムできる。例えば、「２１」はスズ−鉛に対応し、「２２」はスズ−銀−銅に対応し、「２３」はスズ−銅に対応し、「２４」はスズに対応し得る。同様に、「３１」は小型のはんだ槽１０６ａに対応し、他方「３２」は大型のはんだ槽１０６ｂに対応する。ユーザーによって設定された数値は最終的には、スズ−鉛、スズ−銀−銅、スズ−銅またはスズといったはんだの溶融状態を維持するのに十分な目標温度に対応している。ユーザーが複数のボタン１３２によって設定すると、はんだ槽装置１００のヒータアセンブリ１４４に最大電力が供給されて、目標温度に到達するまではんだ槽１０６に入れられたはんだを加熱し、液化させる。従って、従来の電気式的はんだ槽における加熱方法と比較すると、任意の鉛ベースまたは鉛フリーはんだの設定目標温度に到達するまでの時間は、図１２および図１３のグラフを比較することによって表されるように大幅に短縮される。

図１２のグラフ３００では、従来の方法を使って目標温度に到達するまでの時間が、分単位で、鉛フリーはんだスズ−銀−銅、スズ−銅、およびスズはんだに加えて鉛ベースのスズ−鉛はんだのそれぞれについて示されている。目標温度には、スズ−銀−銅はんだ、スズ−銅はんだ、およびスズはんだのそれぞれについて１９分４７秒、１４分３６秒、２４分４４秒で到達した。

一方、図１３のグラフでは、本発明の実施形態の温度制御機構を使って目標温度に到達するまでの時間が、分単位で、鉛フリーはんだスズ−銀−銅、スズ−銅、およびスズはんだに加えて鉛ベースのスズ−鉛はんだのそれぞれについて示されている。目標温度には、スズ−銀−銅はんだ、スズ−銅はんだ、およびスズはんだのそれぞれについて１２分１０秒、９分４５秒、１０分４４秒で到達した。

従って、図示されるように、温度制御メカニズムは様々な鉛フリーはんだを溶融するのに要する時間を大幅に短縮する。このことは、ひいては任意のはんだが溶けるまで待つ場合にユーザーがこうむる作業中断時間を短縮し、消費電力も少なくする。さらに、いったん目標温度に到達すると、センサと加熱機構がそれ以上の温度の上昇または低下を防止するためはんだが加熱し過ぎたり凝固したりすることはない。

上述の詳細な説明より、本発明の多数の変更、適用、および改変がありこれらが当業者の取り扱いの範囲内であることは明白であろう。本発明の範囲は本願で開示の異なる種類または実施形態から得られる素子のあらゆる組み合わせ、ならびにアセンブリ、アセンブリ、およびその方法も包含する。しかしながら、かかる変更のすべては本発明の精神から逸脱することなくその範囲内であるとみなされるよう意図されている。

本発明の上述の実施形態のはんだ槽装置は、フランジ付きカップ状はんだ槽に取外し可能に接合されるヒータアセンブリを備えている。はんだ槽支持部はヒータアセンブリをこのはんだ槽と熱的に接触した状態に配置し、ヒータアセンブリは固定機構によってこのはんだ槽に固定される。はんだ槽とヒータアセンブリは両方とも固定機構を操作することによって取付けまたは取外しできる。はんだ槽支持部は、筐体の下側水平面の上に載ってはんだ槽を下側水平面から離れて配置させるように適合されている。トレーがはんだ槽の下に配置されはんだ槽支持部によって固定されている。トレーはその上に位置するはんだ槽に穴が空いた場合そこから漏れるはんだを収集するように設けられている。筐体は構成部材を格納しており、複数の制御機能を選択するためのユーザー制御装置およびオン／オフスイッチを有する面プレートを備えている。電源コードが筐体に取り付けられておりはんだ槽装置に電力を供給するようになっている。

実施形態の他の側面によると、タイマー制御機構が設けられており、はんだ槽の侵食によってはんだが漏れ始める前にそのはんだ槽を取り替えるべき時をユーザーに警告する。タイマー制御機構を設定するためのユーザー操作はユーザー制御装置で行われる。タイマー制御機構は電源に電気的に接合されており、これにより電源はヒータアセンブリに電力を供給し、そしてこれによりヒータアセンブリがはんだ槽に熱を供給する。作業前に、ユーザーはタイマー制御機構を好ましいタイマー値に設定できる。設定時間に到達すると、ヒータから加熱ブロックに供給される電力が自動的に停止され、警報（または他の音声または視覚表示）が鳴り、はんだ槽を交換する必要があることをユーザーに警告する。はんだ槽装置の電源が入っていない場合またはオフに切り替えられた場合も、予め設定されている好ましいタイマー値はメモリ回路によって保持されている。タイマー制御機構ははんだ槽の交換すべき時をユーザーに知らせるだけに限られず、万が一ユーザーが装置をオフに切り替えするのを忘れてもヒータアセンブリへの電力を遮断するように設定してもよい。

実施形態のさらに他の側面によると、温度制御機構が設けられて鉛フリーはんだを溶融させる時間を短縮させる。温度制御機構を設定するためのユーザー操作はユーザー制御装置で行われる。温度制御機構ははんだ槽装置の表面にある複数のユーザー制御装置、加熱機構、およびセンサを備えている。ユーザー制御装置は、スズ−銅、スズ−銀、スズ−銀−銅、またはスズ−亜鉛のような従来の鉛フリーはんだに対応しひいては好ましい温度に対応している数値に設定できる。加えて、ユーザー制御装置は、はんだ槽の大きさに対応しひいては好ましい温度に対応している数値に設定できる。鉛フリーはんだのタイプおよびはんだ槽の大きさがユーザーによって設定されると、加熱ブロックの温度センサ検出温度が設定温度に達するまで最大電力が電源からヒータアセンブリへと印加される。そして設定温度に到達したことが温度センサによって検出されると、鉛フリーはんだが溶融状態を維持し、かつ鉛フリーはんだが加熱され過ぎたり凝固したりしないように温度が制御される。

本発明の上述の実施形態より以下のような様々な側面が得られる。

側面１によるはんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜する交換可能なはんだ槽と、前記はんだ槽をはんだ加熱位置に支持また吊持する支持構造体と、前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱する加熱位置と前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な加熱ユニットとを備える。

側面１の装置では、前記加熱ユニットは第１の加熱ユニットであり、前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱する加熱位置と前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な第２の加熱ユニットをさらに備えても良い。

この装置では、前記第１および第２の加熱ユニットは前記加熱位置にある時には前記はんだ槽の両側に配置され、前記第１および第２の加熱ユニットのそれぞれの加熱位置からそれぞれの取外し可能位置への移動は水平方向の外向きの移動であるようにしても良い。この場合、ネジ部材が前記加熱ユニットを前記取外し可能位置から前記加熱位置に移動させるようにしても良い。

側面２によるはんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜する交換可能なはんだ槽と、前記はんだ槽をはんだ加熱位置に支持また吊持する支持構造体と、少なくとも１つの加熱ユニットと、前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱する加熱位置から前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置まで移動させる移動手段を備える。

側面３によるはんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜する交換可能なはんだ槽と、前記はんだ槽を加熱するように適合されているヒータアセンブリと、前記ヒータアセンブリへの電力の供給を制御するとともに、それにより前記はんだ槽に熱を供給するする電力制御システムを備える。前記電力制御システムは、複数の予め選択されているはんだの種類の何れを前記はんだ槽内で溶融させるかを表示するユーザーインターフェースを備えるとともに、そのユーザーインターフェースを介してユーザーによって選択された前記はんだの種類のそれぞれの溶融点を上回る予め選択された温度に到達するまで前記ヒータアセンブリに最大電力を印加する。

側面３の装置は前記はんだ槽を支持または吊持する筐体をさらに備えても良い。

側面３の装置では、前記ユーザーインターフェースは前記予め選択されている溶融すべきはんだの種類を入力するためのボタンを備えても良い。なお前記ボタンは前記筐体によって支持されている。

側面３の装置では、前記ユーザーインターフェースは前記筐体によって支持されているダイアルを備えても良い。なお前記ダイアルは予め選択されている溶融すべきはんだの種類を入力するための異なる位置を持っている。

側面３の装置では、前記ユーザーインターフェースは、前記筐体によって支持されるとともに予め選択されている溶融すべきはんだの種類を入力するスイッチを備えても良い。

側面４によるはんだ槽装置は、前記はんだ槽が使用された累積使用時間が同じタイプのはんだ槽の予想作業可能使用寿命に対応する予め決められている時間に到達した場合に信号で知らせることで、前記はんだ槽を交換できるようにするための信号手段をさらに備える。

側面４による装置は、筐体内に、前記はんだ槽の下に配置され前記はんだ槽から漏れるはんだを受け止め貯溜するように適合されたトレーをさらに備えても良い。

側面５によるはんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜するはんだ槽と、前記はんだ槽を加熱するためのヒータ回路を備える。前記ヒータ回路は、前記はんだ槽を加熱する加熱手段と、予め選択されている複数のはんだの種類のうち何れを前記はんだ槽内で加熱するかを入力するためのユーザー入力手段と、前記入力手段を介してユーザーによって入力されたはんだの種類に対応する期間中、前記加熱手段に最大電力を供給するための制御手段を備える。

側面６によるはんだ槽加熱用ヒータアセンブリは、はんだ槽を加熱する第１の加熱ブロックと、前記はんだ槽を加熱する第２の加熱ブロックと、前記第１の加熱ブロックに接合されている第１のヒータと、前記第２の加熱ブロックに接合されている第２のヒータと、前記第１および第２のヒータが接続されているコネクタとを備える。

側面７によるはんだ槽装置は、溶融はんだを貯溜するはんだ槽と、前記はんだ槽を加熱するヒータアセンブリと、前記ヒータアセンブリの動作を制御するためのユーザー設定手段を備える。

側面７による装置では、前記ユーザー設定手段は、複数の予め決められている大きさからはんだ槽の大きさをユーザーが選ぶための第１の選択手段と、複数の予め決められているはんだの種類からはんだの種類をユーザーが選ぶための第２の選択手段とを備えても良い。

側面７による装置では、前記ユーザー設定手段は、選択されたはんだ槽の大きさ及び選択されたはんだの種類に基づいて前記ヒータアセンブリの動作を制御するようにしても良い。

側面７による装置では、前記ユーザー設定手段によって選択されたはんだ槽の大きさ及びはんだの種類の少なくとも一方に基づいて決定された期間中、前記ヒータアセンブリが最大電力で作動するようにしても良い。

側面７による装置では、前記ユーザー設定手段はタイマー信号を設定するためのタイマー手段を備えても良い。

側面７による装置は、前記はんだ槽の下に配置され、前記はんだ槽から漏れるはんだを受け止め貯溜するように適合されたトレーをさらに備えても良い。

側面８によるはんだ槽装置の取り扱い方法は、第１のはんだ槽をはんだ槽装置のはんだ槽領域およびはんだ槽アセンブリの筐体内のヒータアセンブリと熱的に接触可能な作動領域から取外す工程と、前記取外し後、第２のはんだ槽をはんだ槽領域およびヒータアセンブリと熱的に接触可能な動作領域に配置する工程とを含む。

側面８による方法では、前記配置する工程は、前記ヒータアセンブリを前記はんだ槽領域の前記第２のはんだ槽と熱的に接触可能な動作領域へ移動させる工程を含んでも良い。

側面８による方法では、前記移動させる工程は、前記ヒータアセンブリに対して少なくとも１つのネジを締め付けることによって前記ヒータアセンブリを押し付けて前記第２のはんだ槽と熱的に接触可能な動作領域へ移動させる工程を含んでも良い。

側面８による方法では、前記移動させる工程は、ハンドル操作カムを操作することによって前記ヒータアセンブリを押し付けて前記第２のはんだ槽と熱的に接触可能な動作領域へ移動させる工程を含んでも良い。

側面８による方法では、前記移動させる工程は、少なくとも１つの回転車輪を回転させることによって前記ヒータアセンブリを押し付けて前記第２のはんだ槽と熱的に接触可能な動作領域へ移動させる工程を含んでも良い。

側面８による方法では、前記ヒータアセンブリは第１および第２のヒータブロックを備えても良く、前記移動させる工程は、前記第２のはんだ槽の異なる側面に対してこれらヒータブロックを押し付ける工程を含んでも良い。

側面８による方法では、前記第１のはんだ槽の容積は約１０５ｃｍ^３であって良く、前記第２のはんだ槽の容積は約１７５ｃｍ^３であって良い。

側面９によるはんだの加熱方法は、はんだ槽アセンブリのユーザー入力装置に設定情報を入力することによって前記はんだ槽アセンブリのはんだ槽を加熱する加熱計画を少なくとも部分的に確立する工程と、前記はんだ槽アセンブリに前記加熱計画を開始させる工程とを含み、前記設定情報は、予め決められている異なるはんだの種類のセットから選択されるはんだの種類を含むものである。

側面９による方法では、前記設定情報は、さらに、予め決められている複数の大きさから選択されるはんだ槽の大きさを含むものであっても良い。

側面１０によるはんだ槽装置は、はんだ槽と、前記はんだ槽の片側に隣接する第１の加熱ブロックと、前記はんだ槽の片側に隣接し前記第１の加熱ブロックとは反対側に配置された第２の加熱ブロックと、前記はんだ槽に隣接する前記第１および第２の加熱ブロックを取り外し可能に支持する支持部と、前記第１の加熱ブロックおよび前記第２の加熱ブロックをはんだ槽に固定するための固定手段を備える。

側面１０による装置は、筐体と、前記筐体内かつ前記はんだ槽の下に配置されたはんだドリップ収集トレーをさらに備えても良い。

側面１０による装置では、前記筐体は少なくとも実質的に前記はんだ槽、前記第１の加熱ブロック、前記第２の加熱ブロック、前記支持部および前記はんだドリップ収集トレーを収容するものであっても良い。

側面１０による装置では、前記はんだ槽は略立方体の形状であっても良い。

側面１０による装置では、予め決められた使用時間後ユーザーにはんだ槽を交換するよう警告することで侵食によりはんだが漏洩することを防止するよう適合されているタイマー制御機構をさらに備えても良い。

側面１１によるはんだ槽装置は、はんだ槽と、前記はんだ槽を加熱するヒータアセンブリと、前記はんだ槽に前記ヒータアセンブリを固定する手段と、前記はんだ槽および前記ヒータアセンブリを支持するはんだ槽支持部と、前記はんだ槽を支持する筐体と、前記ヒータアセンブリの動作を制御するためのユーザー設定手段を備え、前記ユーザー設定手段は前記ヒータアセンブリに電気的に接合される。

側面１１による装置では、前記ヒータアセンブリは、第１の加熱ブロックと、第２の加熱ブロックと、温度センサと絶縁管とを有する第１のセラミックヒータであって、前記第１の加熱ブロックに接合されている第１のセラミックヒータと、絶縁管を有する第２のセラミックヒータであって、前記第２の加熱ブロックに接合されている第２のセラミックヒータと、コネクタとを備えて良い。その場合、前記第１および第２のセラミックヒータはリード線によって前記コネクタに電気的に接合される。

側面１１による装置では、前記ヒータアセンブリは前記はんだ槽の少なくとも２つの側面に取り外し可能に接合されているようにしても良い。

側面１２によるはんだ槽装置は、はんだ槽と、前記はんだ槽に接合されているヒータアセンブリと、実質的に前記ヒータアセンブリを収容し前記はんだ槽を支持している筐体と、前記はんだ槽の累積使用時間、および温度、タイマー値、はんだのタイプ、およびはんだ槽のタイプに関する予め設定されているパラメータを記憶する電気回路とを備える。

側面１２による装置では、前記ヒータアセンブリは、第１の加熱ブロックと、第２の加熱ブロックと、温度センサおよび絶縁管を備える第１のセラミックヒータであって、前記第１の加熱ブロックに接合される第１のセラミックヒータと、前記第２の加熱ブロックに接合され絶縁管を備える第２のセラミックヒータと、コネクタとを備えても良い。その場合、前記第１および第２のセラミックヒータはリード線によって前記コネクタに接合される。

側面１２による装置では、前記電気回路は、はんだ槽の推定使用寿命に対応する作業時間の経過を信号で知らせるためのタイマー制御手段を備えても良い。

側面１２による装置では、前記電気回路は、前記ヒータアセンブリによって前記はんだ槽に加えられる熱速度を制御する温度制御手段を備えても良い。

側面１３によると、電気制御式はんだ槽装置のはんだ槽を交換すべき時をユーザーに通知する方法は、電気制御式はんだ槽装置内に収容されるはんだ槽を設置する工程と、はんだ槽に取り外し可能に接合され、プログラミング機構に電気的に接合されているヒータアセンブリを設置する工程と、前記プログラミング機構をプログラミングして所望の時間を設定する工程とを含み、前記ヒータアセンブリへの電力は前記設定した時間に到達すると自動的に停止される。

側面１３による方法は、前記設定時間に到達した後に前記はんだ槽を交換する工程をさらに含んでも良い。

側面１４によると、電気制御式はんだ槽装置に収容されるはんだ槽内の少なくとも１種類のはんだに加えられる熱の強度を変動させる方法は、電気制御式はんだ槽装置に収容されるはんだ槽を設置する工程と、前記はんだ槽に取外し可能に接合され、プログラミング機構に電気的に接合されるヒータアセンブリを設置する工程と、前記プログラミング機構に予め決められた複数のはんだの種類からはんだ槽内のはんだの種類を選択させる工程と、前記プログラミング機構に予め決められた複数のはんだ槽の大きさからはんだ槽の大きさを選択させる工程と、温度起動制御装置を起動させて、前記選択されたはんだのタイプおよび前記選択されたはんだ槽の大きさから決定された期間中、前記はんだ槽に最大出力の熱を加える工程と、目標温度に到達すると前記最大出力の熱を停止させる工程と、温度を制御して前記はんだ槽内のはんだを溶融状態に維持する工程とを含む。

側面１５によると、電気制御式はんだ槽装置において、保持手段によってヒータアセンブリに取外し可能に接合されたはんだ槽を交換する方法であって、前記保持手段を解放する工程と、前記はんだ槽装置から第１のはんだ槽を取外す工程と、前記第１のはんだ槽を第２のはんだ槽に置き換える工程と、前記保持手段を締結させる工程とを含む。

本発明の一実施形態によるはんだ槽装置の斜視図である。 図１のはんだ槽装置の分解斜視図である。 図２のはんだ槽装置のヒータアセンブリの斜視図である。 図１のはんだ槽装置の第１のはんだ槽の第２のはんだ槽との交換を示す図である。 図１のはんだ槽装置の簡素化した断面図であり、図３のヒータアセンブリをはんだ槽に固定するための固定手段を示している。 図１のはんだ槽装置の簡素化した断面図であり、図３のヒータアンブリをはんだ槽に固定するための第１の他の固定手段を示している。 図３のヒータアセンブリをはんだ槽に固定するための第２の他の固定手段の斜視図である。 第１のはんだ槽装置の簡素化した断面図であり、図３のヒータアセンブリをはんだ槽に固定するための第３の他の固定手段を示している。 （ａ）は、図１のはんだ槽装置の簡素化した断面図であり、解放位置にある図３のヒータアセンブリを示している。（ｂ）は、図１のはんだ槽装置の簡素化した断面図であり、締付位置にある図３のヒータアセンブリを示している。 図１のはんだ槽装置の配線図である。 図１のはんだ槽装置の概略のブロック図である。 温度−時間曲線を示すグラフであり、はんだの種類に対応する値を予め選択しない場合の、鉛フリーはんだが目的温度に到達するまでの時間を示している。 温度−時間曲線を示すグラフであり、はんだの種類に対応する値を予め選択した場合の、鉛フリーはんだが目的温度に到達するまでの時間を示している。

Claims (9)

1. 溶融はんだを貯溜する交換可能なはんだ槽と、
   前記はんだ槽をはんだ加熱位置に支持また吊持する支持構造体と、
   前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱する加熱位置と前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な加熱ユニットとを備え、前記加熱ユニットが前記加熱位置にあるとき、加熱ユニットによって前記はんだ槽を押圧して固定する構造であることを特徴とする電気制御式はんだ槽装置。
2. 前記加熱ユニットは第１の加熱ユニットであり、
   前記はんだ槽と熱伝導接触して前記はんだ槽内のはんだを加熱する加熱位置と前記はんだ槽を前記はんだ加熱位置から取り外すことを可能とする取外し可能位置との間で前記はんだ槽に対して移動可能な第２の加熱ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。
3. 前記第１および第２の加熱ユニットは前記加熱位置にある時には前記はんだ槽の両側に、前記はんだ槽を挟持するようにして配置され、
   前記第１および第２の加熱ユニットのそれぞれの加熱位置からそれぞれの取外し可能位置への移動は水平方向の外向きの移動であることを特徴とする請求項２記載の電気制御式はんだ槽装置。
4. 前記加熱ユニットを前記取外し可能位置から前記加熱位置に移動させるネジ部材を備えることを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。
5. 前記加熱ユニットへの電力の供給を制御するとともに、それにより前記はんだ槽に熱を供給するする電力制御システムを備え、
   前記電力制御システムは、複数の予め選択されているはんだの種類の何れを前記はんだ槽内で溶融させるかを表示するユーザーインターフェースを備えるとともに、そのユーザーインターフェースを介してユーザーによって選択された前記はんだの種類のそれぞれの溶融点を上回る予め選択された温度に到達するまで前記加熱ユニットに最大電力を印加することを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。
6. 前記ユーザーインターフェースは前記予め選択されている溶融すべきはんだの種類を入力するためのボタンを備えており、前記ボタンは前記筐体によって支持されていることを特徴とする請求項５記載の電気制御式はんだ槽装置。
7. 前記はんだ槽が使用された累積使用時間が同じタイプのはんだ槽の予想作業可能使用寿命に対応する予め決められている時間に到達した場合に信号で知らせることで、前記はんだ槽を交換できるようにするための信号手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。
8. 前記筐体内に、前記はんだ槽の下に配置され前記はんだ槽から漏れるはんだを受け止め貯溜するように適合されたトレーをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。
9. 前記はんだ槽の累積使用時間並びに温度、タイマー値、はんだの種類、及びはんだ槽のタイプに関する予め設定されているパラメータを記憶する電気回路をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電気制御式はんだ槽装置。

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