JP4644062B2 - 電池式はんだ取扱い器具 - Google Patents

Description

本発明は、電池を電源となし得る電池式はんだ取扱い器具に関する。

はんだ取扱い器具の代表的なものとして、例えばはんだこてが挙げられるが、一般的なはんだごては、はんだを溶融させ、この溶融はんだで回路の配線や接点等を接着させて確実な電気接続を行うために用いられる。従来、数多くの異なるタイプのはんだこてが提案され、実用されている。そのうち殆どのはんだごては、こて先を加熱するエネルギーとして電気を用いる電気はんだごてである。電気はんだごて以外には、気体燃料を利用して、触媒を介し、或いは直火によってこて先を加熱するガス式はんだごてが提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。

電気はんだごてのうち、特に工業用としては商用の交流電源を利用するものが一般的である。しかしながら、性能がいくらか制限されるにもかかわらず、電池を電源とする電池式はんだごても提案されている（例えば特許文献３〜７参照）。上記のような交流電源を利用しないはんだごての需要は限定的ではあるが、携帯性に優れ、交流電源の利用が困難な場所でのはんだ付けを容易にするという利点がある。

また、特に工業用のはんだ付けにおいては、はんだの種類やはんだ付け作業の内容に応じた様々なこて先を準備し、最適なこて先を選択的に用いて作業をすることが望ましい。そこで、各種のこて先を先端部に設けたこて先カートリッジを複数本準備し、このこて先カートリッジを容易に交換できるようにすることで、最適なこて先を用いたはんだ付け作業を効率良く行い得るはんだごても提案されている（例えば特許文献８及び９参照）。
米国特許第５，７９９，６４８号明細書 米国特許第５，９２１，２３１号明細書 米国特許第２，９７３，４２２号明細書 米国特許第３，１４１，０８７号明細書 米国特許第３，１４１，９５６号明細書 米国特許第４，０６４，４４７号明細書 米国特許第５，４４６，２６２号明細書 米国特許第４，８３９，５０１号明細書 米国特許第６，７１０，３０４号明細書

しかしながら、従来の電池式はんだごてには、携帯性に優れている反面、幅広いユーザーの多様な用途や使用形態に対し、必要充分な性能をもって適合させることが困難であるという問題があった。

携帯性の優れた電池式はんだごてを特に要望するユーザーとして、例えば送電線での作業者、野外での電話システムの交換作業者および各家庭で修理作業を行うサービスマン等の専門的な技術者が挙げられる。このような技術者の要求するはんだごては、ヘビーユースに耐え得る、いわゆるプロ用はんだごてであって、例えばはんだ付け作業を連続的に迅速に行い得ることが求められる。そのためにはこて先温度を常に適温に維持し、また速やかに温度復帰させる温度制御が必要であることも多い。従って、このようなプロ用はんだごては、その高性能に見合った比較的高価なものとなることが避けられない。

一方、はんだごてのユーザーは上記のような専門的な技術者ばかりではない。例えば趣味工作の一環としてはんだ付けを行うユーザーや、上記ほどには頻繁にはんだ付けを行わない作業の従事者等もいる。このようなユーザーは、一度に１回乃至数回のはんだ付けを行うだけであったり、比較的長い間隔をおいて断続的にはんだ付けを行ったりするのが通常である。そのようなユーザーに必要以上の高性能を備えた高価なプロ用はんだごてを提供することは適切ではない。

このような問題点は、はんだごてに限ったことではなく、はんだを取扱う類似の器具、例えばはんだ吸取り器具や、ツィーザタイプの電子部品着脱器具等にも共通するものである。はんだ吸取り器具は、はんだ付けされた部品を取り外す等の目的で、はんだを溶融し、除去するために用いられる器具である。はんだ吸取り器具の先端には、はんだごてのこて先に吸取り口を形成したような吸取りノズルが設けられている。また吸取り口には真空ポンプ等の吸引装置が接続されている。はんだ吸取り器具は、加熱された吸取りノズルではんだを溶融すると同時に、その溶融はんだを吸取り口から吸取り、除去することができるように構成されている。またツィーザタイプの電子部品着脱器具（以下ツィーザと略称する）は、はんだ付けされた電子部品を、はんだを溶融するとともに取り外したり、電子部品を基板に載置するとともにはんだ付けしたりするために用いられる器具である。ツィーザは、１対のはんだごてをピンセット状に配設したような挟持部を備えており、その挟持部で電子部品を挟持しつつはんだを溶融することができるように構成されている。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、幅広いユーザーの多様な用途や使用形態に対し、性能要件とコストとのバランスを幅広く柔軟に調整し得る電池式はんだ取扱い器具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る発明は、こて先カートリッジを着脱自在に保持するとともに、電源から上記こて先カートリッジに電気を導く電気回路部が設けられたハンドル部と、単三電池を格納する単三電池電源カートリッジと、リチウムイオン電池を格納するリチウムイオン電池電源カートリッジと、ニッケル水素電池を格納するニッケル水素電池電源カートリッジとを備え、上記ハンドル部に、上記単三電池電源カートリッジ、上記リチウムイオン電池電源カートリッジ、及び上記ニッケル水素電池電源カートリッジのうちの任意の電源カートリッジを着脱自在に保持する電源カートリッジ保持部が設けられ、上記リチウムイオン電池電源カートリッジ及び上記ニッケル水素電池電源カートリッジは、上記リチウムイオン電池及び上記ニッケル水素電池をそれぞれ格納する第１格納部と、上記第１格納部に格納された電池から上記ハンドル部に導かれる電力を制御する回路系を含む回路基板と、上記回路基板を格納する第２格納部とを備え、上記ハンドル部の電気回路部は、上記電源カートリッジ保持部に装着された電源カートリッジを上記電源としてこの電源と上記こて先カートリッジとを電気的に断続させる電源スイッチを有することを特徴とする電池式はんだ取扱い器具である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電池式はんだ取扱い器具において、上記電源カートリッジ保持部には、上記電源カートリッジに代えて、外部電源からケーブルを介して電気を導入して上記電源となすアタッチメントが装着可能とされていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の電池式はんだ取扱い器具において、上記アタッチメントには、上記電源カートリッジを着脱自在に保持するカートリッジホルダが接続されており、上記電源カートリッジ保持部に上記アタッチメントが装着され、かつ上記カートリッジホルダに上記電源カートリッジの少なくとも１つが装着された状態で、該電源カートリッジを上記外部電源となすように構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の電池式はんだ取扱い器具において、上記アタッチメントには、上記カートリッジホルダに代えて、交流を所定電圧の直流に変換するＡＣアダプタが接続可能とされ、上記電源カートリッジ保持部に上記アタッチメントが装着され、かつ該アタッチメントに上記ＡＣアダプタが接続され、かつ交流電源に上記ＡＣアダプタが接続された状態で、該交流電源を上記外部電源となすように構成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の電池式はんだ取扱い器具において、上記ハンドル部に着脱自在に設けられ、その装着状態において上記こて先カートリッジの露出部を覆う保護キャップを備え、上記保護キャップには、その装着状態において上記電源スイッチをオフ位置となすスイッチリップが設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によると、電池が格納された電源カートリッジがハンドル部の電源カートリッジ保持部に着脱自在に保持されるので、その電源カートリッジから提供される電力に応じた性能を有するはんだ取扱い器具となすことができる。すなわち、ヘビーユースに耐え得るプロ用はんだ取扱い器具を要求するユーザーには、例えばハイパワー、長寿命の電池を格納し得る電源カートリッジ、ないしは温度制御機能を搭載した電源カートリッジで対応し、それほど高性能を要求しないユーザーには、例えば市販の電池を格納するだけの簡潔で安価な電源カートリッジで対応することができる。

すなわち電源カートリッジの仕様を適宜変更するだけで、或いは仕様の異なる複数の電源カートリッジから好適なものを選択装着するだけで、幅広いユーザーの多様な用途や使用形態に対し、性能要件とコストとのバランスを幅広く柔軟に調整することができる。また、作業者ははんだ付け等のはんだ取扱い作業（以下はんだ付け等と略称する）内容に求められる性能要件と各電源カードリッジの価格とを考慮して、最適な電源カートリッジを選択して使用することができる。例えば、リチウムイオン電池電源カートリッジによると、温度制御に好適であるとともに、１回のフル充電に要する充電時間を比較的短くすることができる。また、ニッケル水素電池電源カートリッジによると、温度制御に好適であるとともに、１回のフル充電で使用できる時間を比較的長くすることができる。

さらに、リチウムイオン電池電源カートリッジやニッケル水素電池電源カートリッジにおいては、こて先カートリッジ（のヒータ部）に供給される電力を回路基板によって好適に調整することができる。

通常、はんだ付け等を１回行うと、こて先温度は一時的に急速に低下する。その後温度は復帰するが、短時間間隔で連続してはんだ付け等を行うと、温度復帰が間に合わず、適
正なこて先温度でのはんだ付け等ができなくなる場合がある。本発明によれば、そのような場合にも上記回路基板が電力を制御することにより、速やかな温度復帰を図ることができる。つまり連続はんだ付け等のようなヘビーユースにおいても適正なこて先温度で良好なはんだ付け等を行うことができる。

請求項２の発明によると、上記電源カートリッジだけでなく、他の外部電源をも電源とすることができるので、電源の選択肢が拡大し、一層幅広いユーザーの多様な用途や使用形態に対応することができる。

請求項３の発明によると、上記電源カートリッジを、直接電源カートリッジ保持部に装着するのではなく、ケーブルを介して離れた位置にあるカートリッジホルダに装着して電源となすことができる。従って、比較的重い、或いは大型の電源カートリッジを使用する場合、作業者は電源カートリッジを装着したカートリッジホルダをポケットに所持したり、作業ベルトに装着したりして使用することができ、ハンドル部の重量増や大型化を抑制することができる。つまり良好な作業性を効果的に維持することができる。

請求項４の発明によると、ユーザーが商用の交流電源を利用できる環境下ではんだ付け等を行う場合には、ＡＣアダプタを用いることにより、その交流電源を利用することができる。従って電池の消耗を抑制することができる。またこの場合、電池への充電時や電池の放電時における電気エネルギーの損失を回避することができるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

請求項５の発明によると、保護キャップが装着された非使用時には、自動的に電源がオフとなるので、例えばユーザーが電源スイッチを切り忘れたような場合でも、確実に電源をオフにすることができる。従って、非使用時の安全性が高められるとともに、無駄な電池の消耗を確実に防止することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は、本発明に係る電池式はんだ取扱い器具の一実施形態であるはんだごて１０の側面図である。図１は保護キャップ１８を取り外した状態、図２は保護キャップ１８を装着した状態を示す。

はんだごて１０は、こて先カートリッジ１４を着脱自在に装着可能なハンドル部１２を備えている。こて先カートリッジ１４は固定ナット１６によってハンドル部１２に固定される。また好ましくは、当実施形態のように、はんだごて１０の非使用時にこて先カートリッジ１４の露出部を覆う保護キャップ１８を備えている。

またはんだごて１０は、電池が格納された電源カートリッジ２０を備えている。電源カートリッジ２０は、ハンドル部１２に設けられた電源カートリッジ保持部１３の内部に着脱自在とされている。電源カートリッジ保持部１３はスロット状に成形されており、電源カートリッジ２０はそのスロットに挿し込むようにして装着することができる。

電源カートリッジ２０は、こて先カートリッジ１４のこて先チップ１４８（図６参照）を加熱するヒータ部１５２（図６参照）に電力を供給する。

電源カートリッジ２０は、縦に２本ずつ、２列に並べて配列された４本の単三電池を内蔵するように構成されている（図４参照）。単三電池は非充電式アルカリ電池、充電式ニッケル水素電池、或いはその他の如何なる種類のものを使用しても良い。

電源カートリッジ２０は着脱自在であって、図３に示す他の電源カートリッジ２２および２４と交換可能である。電源カートリッジ２２はリチウムイオン電池（充電式）を格納し、電源カートリッジ２４はニッケル水素電池（充電式）を格納する。

図３に示すように、電源カートリッジ２０，２２，２４に代えて、はんだごて１０はカートリッジホルダ２８との接続を前提とした給電用のアタッチメント２６を備えるようにしても良い。カートリッジホルダ２８は、例えばユーザーがポケットに所持するか又は作業ベルトに装着され得るもので、電源カートリッジ２０，２２，２４の何れをも選択的に接続できるように構成されている。またアタッチメント２６には、カートリッジホルダ２８に代えて、交流電源コンセントに差し込んで交流を９ボルトの直流に変換するＡＣアダプタ３０を接続することもできる。

カートリッジホルダ２８およびＡＣアダプタ３０は何れも、アタッチメント２６のコネクタ差込口３６に差込んで電気的接続を図るコネクタプラグ３４を終端とするケーブル３２を備えている。アタッチメント２６は、はんだごて１０の、電源カートリッジ２０等を装着するよう構成されている電源カートリッジ保持部１３に装着することができる。作業性を良くするために、カートリッジホルダ２８にはユーザーがこれを作業ベルトに固定するためのベルトクリップ３８を備えるようにしても良い。電源カートリッジ２０が装着されたカートリッジホルダ２８をポケットに所持したり作業ベルトに装着したりすることにより、ユーザーは交流電源から遠く離れた場所においても、ハンドル部１２が重過ぎたり大き過ぎたりすることなく、良好な作業性ではんだ付け作業を行うことができる。

図１に示すように、はんだごて１０のハンドル部１２は後端部にストラップ取付部４０を備えている。これはハンドル部１２の後端部にストラップまたは他の固定装置を取り付けられるようにしたものである。

ハンドル部１２をユーザーが把持したとき、その人差し指が容易に触れることのできる前端部付近には電源のオン／オフを切換える電源スイッチ４２が設けられている。電源スイッチ４２は、こて先カートリッジ１４に向かって前方向に押されると「オン」位置となり、逆にストラップ取付部４０に向かって後方向に押されると「オフ」位置となる。

また、保護キャップ１８の上部後端には、後方に延びるスイッチリップ４４が設けられている。図２に示すように、保護キャップ１８がハンドル部１２に装着されたとき、スイッチリップ４４は電源スイッチ４２と係合し、これを「オフ」位置に押すように構成されている。これは保護キャップ１８が装着された状態において、はんだごて１０が不用意にオンになるのを防止するための保護機構である。

図４ははんだごて１０の一部切り欠きを有する側面図であり、特にハンドル部１２の電
気回路部１７および電源カートリッジ２０，２２，２４の内部構造を示している。電気回路部１７は必要最小限の電子素子で回路構成されている。

ハンドル部１２は、これと各電源カートリッジ２０，２２，２４或いはアタッチメント２６との導通を図るための２個のばね型端子５０，５２を備えている。ばね型端子５０は電源スイッチ４２の一方の電極と電気的に接続されている。ばね型端子５２はこて先カートリッジ１４の環状端子５６（図６参照）と電気的に接触している一方のリーフ型端子５４に接続されている。他方のリーフ型端子５８は、電源スイッチ４２が「オン」位置にあるときに電源スイッチ４２を介して電力をこて先カートリッジ１４に供給できるように、こて先カートリッジ１４の環状端子６０（図６参照）に接触している。

ハンドル部１２に、電源スイッチ４２に電気的に接続されているＬＥＤ６２を設け、電源スイッチ４２がオンのときにこれを点灯させるようにしても良い。ＬＥＤ回路はＬＥＤ６２の消費電力を最小限にするための抵抗６４を備えるようにしても良い。なお、ＬＥＤ６２に代えてライトを設けても良い。

以上の構成において、ハンドル部１２は電源カートリッジ２０，２２，２４からこて先カートリッジ１４に供給される電力を調整する機能を有していない。はんだごて１０は、電源カートリッジ２０を使用する場合、４本の単三電池による電力を調整することなくこて先カートリッジ１４に供給したとき、好適なはんだ付けがなされるように設定されている。従って、電気回路部１７の基本的な構成は、電源カートリッジ２０等とこて先カートリッジ１４とを電源スイッチ４２で電気的に断続するという簡潔なものである。

次に、電源カートリッジ２０，２２，２４について詳細に説明する。図４に示すように、電源カートリッジ２０の筐体内には４本の単三電池（上下２列に２本ずつ）が格納されている。上列側の電池はプラス側をばね型端子５０に向けて収められ、下列側の電池はマイナス側をばね型端子５２に向けて収められている。電源カートリッジ２０の後端部には、下列の電池のプラス極と上列の電池のマイナス極とを電気的に接続する端子６８が設けられており、これによって４本の電池が直列に接続されている。電源カートリッジ２０には前端部に開口部が設けられ、電池が電源カートリッジ２０内の所定の位置に格納されているとき、ばね型端子５０，５２が露出している電池の電極に直接接触するようになっている。そのため電源カートリッジ２０内で電池を相互接続するための更なる電気的接続手段を設ける必要がなく、電源カートリッジ２０の全体の大きさを最小限とすることができる。

一方、リチウムイオン電池８２用の電源カートリッジ２２は、リチウムイオン電池８２を格納するための第１格納部７０と、回路基板７８を格納するための第２格納部７４とを備えている。リチウムイオン電池８２は一般的には矩形であり、電源カートリッジ２２の第１格納部７０に丁度収まる形状となっている。

電源カートリッジ２２の第２格納部７４内に格納されている回路基板７８には、リチウムイオン電池８２のプラス端子８４およびマイナス端子８６が接続されている。また回路基板７８はハンドル部１２のばね型端子５０，５２に接続できるように構成された端子８８，９０を備えている。回路基板７８は、電源スイッチ４２がオン位置にあるとき、こて先カートリッジ１４に供給されるリチウムイオン電池８２の電力を制御して所望のこて先温度を維持するための制御回路を備えている。制御回路はリチウムイオン電池８２からこて先カートリッジ１４へ断続的に電力を供給することによってこて先温度を制御する。

ニッケル水素電池１００用の電源カートリッジ２４は、ニッケル水素電池１００を格納するための第１格納部７２と、回路基板８０を格納するための第２格納部７６とを備えて
いる。第１格納部７２には少なくとも２本、好ましくは６本のニッケル水素電池１００を格納することができる。第１格納部７２はニッケル水素電池１００の各電極との直列接続を行うための導通板１０２を備えている。第２格納部７６には、第１格納部７２の前端部でニッケル水素電池１００と電気的に接触している端子１０４，１０６に接続される回路基板８０が格納されている。そして、直列に接続された複数のニッケル水素電池１００のプラス極およびマイナス極と接続できるように、ニッケル水素電池１００から回路基板８０の端子１０４，１０６に電力が供給されるように構成されている。

回路基板８０は、電源カートリッジ２４がハンドル部１２に装着されたときに、ばね型端子５０，５２と接続する端子１０８，１１０を備えている。

回路基板７８，８０はこて先カートリッジ１４に供給される電力を制御することにより、所望のこて先温度を維持しつつ、普通に使用している間に過度な電力が供給されないようにするための電気回路を備えている。電源カートリッジ２２，２４の電力を制御するための電気回路は、電源カートリッジ２２，２４からの入力電力を、所望のこて先温度で決定付ける。しかしながら、回路基板７８，８０は、電源カートリッジ２２のリチウムイオン電池８２または電源カートリッジ２４のニッケル水素電池１００からの入力電力を受け、７．２〜７．４ボルトの電圧範囲内のときに出力するように設定されている。また、電源カートリッジ２０，２２，２４の各前端部は電源カートリッジ保持部１３のスロット形状に丁度適合するような形状となっている。

図５は、はんだごて１０の一部切り欠きを有する分解図である。ハンドル部１２の後部付近の内面１２０には、その一部が切り欠かれて上向きに延びるスロット１２２が形成されている。電源カートリッジ２０（電源カートリッジ２２，２４およびアタッチメント２６も同様）の後端部から背面にかけて、固定タブ１２６を有するスライドロック部１２４が設けられている。これらによって各電源カートリッジ２０，２２，２４およびアタッチメント２６は、ハンドル部１２の電源カートリッジ保持部１３に固定され、また容易に取り外し、交換することができるように構成されている。すなわち、電源カートリッジ２０等を電源カートリッジ保持部１３に装着し、スライドロック部１２４を上向き（図中「Ｌ」で示す方向）に移動させると、固定タブ１２６が上方に突出し、スロット１２２に嵌合して電源カートリッジ２０等を装着位置に固定する。またその状態からスライドロック部１２４を下向き（図中「Ｆ」で示す方向）に移動させると、固定タブ１２６が下方に没入し、スロット１２２から外れるので、電源カートリッジ２０等を引き抜くことにより、容易に取り外すことができる。

図５では、ハンドル部１２の受入口１３４に挿入されるこて先カートリッジ１４よりも前方に、取り外された固定ナット１６を示している。こて先カートリッジ１４をハンドル部１２に装着した後、固定ナット１６をこて先カートリッジ１４に通し、ハンドル部１２に固定することができる。固定ナット１６はハンドル部１２の受入口１３４に設けられたスロット１３２に係合する複数の面取りタブ１３０を備えており、これにより固定ナット１６を回転させてハンドル部１２の所定の位置にロックすることができる。このような簡潔な構成によって、固定ナット１６を装着位置にロックするには部分的に回転させるだけで良く、作業性が高められている。

なお、固定ナット１６はハンドル部１２の端部に設けられたねじ孔に螺合するねじ山を有するように構成しても良い。

図５に示すように、こて先カートリッジ１４は、固定ナット１６の内側リップ（図示せず）に係合し、これにより装着位置にしっかりと固定される突起１４０を有している。上述のように、こて先カートリッジ１４はハンドル部１２から供給される電力を受け取るた
めの少なくとも２個の環状端子５６，６０を有している（図６参照）。

図６は、こて先カートリッジ１４の一部切り欠きを有する側面図である。こて先カートリッジ１４の後方側には、突起１４０及び環状端子５６，６０が設けられている。１４の前方側には、前後方向に延びる薄肉の保護パイプ１４６が設けられており、その内部にはリード線１４２，１４４が配設されている。保護パイプ１４６の前端部にはこて先チップ１４８が設けられている。はんだ付けする対象や場所に適合する、互いに異なる形状のこて先チップ１４８が設けられたこて先カートリッジ１４を複数準備しておくのが望ましい。

こて先チップ１４８は好ましくは銅材料からなり、鉄のコーティング（めっき）が施されているのが望ましい。こて先チップ１４８には中空部１５０が形成されており、中空部１５０には、リード線１４２，１４４と電気的に接続されているヒータ部１５２が嵌合している。ヒータ部１５２はセラミックコア１５４に巻き付けられたヒータ線からなる。こて先チップ１４８のこて先温度は、電源カートリッジ２２，２４の回路基板７８，８０と相互作用する温度センサ１５５を用いて制御される。

こて先カートリッジ１４は必要に応じて、ユーザーが所望するこて先チップ１４８が設けられたものに簡単に交換することができる。また、こて先チップ１４８が使用に耐えないほどに侵食された場合にも、同様に容易に交換することができる。

このように簡潔な構成のこて先カートリッジ１４は、交換可能な電源カートリッジ２０等によって供給される電力によって好適に作用し、また電源カートリッジ２０，２２，２４或いはアタッチメント２６の何れを使用した場合であっても、こて先チップ１４８がはんだ付け作業に適した温度となるように設計されている。保護パイプ１４６の肉厚が充分薄いので、こて先チップ１４８から保護パイプ１４６を介してハンドル部１２に逃げる熱の伝導が大幅に抑制され、多くの熱がこて先チップ１４８に留まる。

はんだごて１０は、ユーザーが、はんだ付け性能、作業時間、および各電源カートリッジ２０等の価格に応じて、どの電源カートリッジをハンドル部１２に装着するかを選択できるという点で多くの利点を有する。ユーザーは現在進行中の作業に最適な電源カートリッジを選択できる。また必要に応じて作業内容に合うよう電力を調整することもできる。さらには、各種電源カートリッジ２０のうちの１つ以上を入手するためのユーザーの費用負担を必要最小限に抑制することができる。

こて先カートリッジ１４は保護パイプ１４６からハンドル部１２への熱伝導を抑制するように構成されており、またヒータ部１５２の多くの部分が保護パイプ１４６の先端よりもさらに先端側に位置するように構成されている。保護パイプ１４６は例えば約０．１５ｍｍという極めて薄い厚みであり、必要な構造的剛性を確保しつつ熱伝導が可及的に小さくなるように構成されている。ヒータ部１５２からこて先チップ１４８の表面への伝熱性を高めるために、こて先チップ１４８内の中空部１５０は、こて先チップ１４８の先端側へ深く延び、またヒータ部１５２の外形が中空部１５０の形状と略同形状となるように構成されている。したがって、ヒータ部１５２からの熱が効果的に直接こて先チップ１４８へと伝達され、さらにこて先チップ１４８の表面へと伝導される。ヒータ部１５２で生成される熱を多くするため、ヒータ線の線径は可及的に小径、例えば約０．１８ｍｍとされている。リード線１４２，１４４には銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金および銅−ニッケル合金の何れかが用いられている。

ハンドル部１２とともに使用される各タイプの電源カートリッジ２０，２２，２４は、ユーザーの要求に応じてそれぞれ別個に提供して良く、またハンドル部１２とともに１つ
のセットとして提供しても良い。４本の単三電池を用いる電源カートリッジ２０はシステム全体のコストが安価であるのが特徴で、趣味の工作用または非工業用に適している。そのコストは、電池の電極を電源カートリッジ２０の出力端子として直接利用することによって大幅に低減されている。また単三電池は一般に広く市販されているので電池交換も容易である。

ニッケル水素電池１００を用いる電源カートリッジ２４は、より高い出力とより高い性能を有しつつ、比較的安価なコストでこて先温度を制御することができることを特徴とする。しかしニッケル水素電池１００の充電時間は比較的長く、また６本のニッケル水素電池１００を格納するように構成されている場合、電源カートリッジ２４の大きさは電源カートリッジ２０に比べて大きくなる。

リチウムイオン電池８２を用いる電源カートリッジ２２もまた、温度制御を伴った高い性能を特徴とする。しかしながら、リチウムイオン電池８２はより高価で一般的には特定の用途向けに設計されている。利点としては、電源カートリッジ２４に比べて小型であり、また充電時間がニッケル水素電池１００に対して比較的短いという点が挙げられる。

以上の電源カートリッジ２０，２２，２４の構成と比較して、電源カートリッジ２０，２２，２４の何れかが装着されるカートリッジホルダ２８、またはＡＣアダプタ３０の何れかが接続されるアタッチメント２６を使用した場合には、カートリッジホルダ２８および予備として準備した電源カートリッジ２０，２２，２４を使って、交流電源から離れた場所での、より長い持続電力を必要とするユーザーや、交流電源を使える環境にあって、ＡＣアダプタ３０を用いることにより電池の消耗を抑制したいと希望するユーザーに対し、柔軟に応えることができる。また交流電源を用いることにより、電池への充電時や電池の放電時における電気エネルギーの損失を回避することができるので、ランニングコストの低減を図ることができる。

それぞれの構成について、効率的にはんだづけを行うためには、比較的高いこて先温度を確保する必要がある。そのためには、電池の残量に拘わらず高温を実現し、かつそれを安定させることが必要である。以下に示す表１は、上述の構成として試験された各タイプの電源カートリッジの性能を比較したものである。

図７は、新品または完全に充電された電池を用いた場合の電池の残量がなくなるまでのこて先温度の特性を示すグラフである。図示されるように、アルカリ電池およびリチウム
イオン電池で、電池の消耗に伴って比較的急激にこて先温度が低下している。この図において、始めにこて先温度は急速に約３００℃まで上昇し、使用可能領域に入る（これまでの時間を以下立ち上がり時間という）。アルカリ電池の立ち上がり時間は約８０秒であり、作動寿命は約３０分であった。これに対し、リチウムイオン電池は立ち上がり時間が約３０秒であり、作動寿命は１時間を越えるものであった。そしてニッケル水素電池は立ち上がり時間が約２分で、作動寿命は２時間を越えるものであった。

図８は、はんだごて１０を連続使用した場合のこて先温度の回復特性試験結果を示すグラフである。試験は、１０ｍｍ角の回路基板に、直径１．６ｍｍ、長さ約５．０ｍｍのはんだを３秒間隔ではんだ付けする方法で行った。図８のグラフは、各電池の場合におけるこて先温度の変化を示しており、横軸には時間、縦軸にはこて先温度を示している。電源カートリッジ２０（アルカリ電池４本またはニッケル水素電池４本、何れも温度制御なし）の場合は有効な連続回数が６〜７回であるのに対し、電源カートリッジ２２（リチウムイオン電池）または電源カートリッジ２４（ニッケル水素電池）、何れも温度制御あり、の場合は電池残量がなくなるまで、約１０００回の連続はんだ付けが可能であった。

表１及び図８から明らかなように、リチウムイオン電池は一回の充電で最も大きな電力と最長の寿命を有するが、一方では最も高価である。但し比較的短時間で容易に充電を行うことができる。以上のように、様々な構成が利用可能であるため、ユーザーははんだ付け作業に係る性能要件とコストとのバランスを考慮し、最適の構成を選択することができる。

このように、はんだごて１０は、交換可能な電源カートリッジ２０，２２，２４或いはアタッチメント２６を備えており、何れかの電源カートリッジ２０，２２，２４或いはアタッチメント２６を必要かつ所望の性能に合わせてハンドル部１２に装着することができる。より高い電力のカートリッジ構成（具体的には電源カートリッジ２２，２４）向けに電力を制御するために設けられる回路系（具体的には回路基板７８，８０）はハンドル部１２にではなく電源カートリッジ側に含まれる。したがってハンドル部１２は主に電気的な断続を行う簡潔なシステムであり、これによりそのコストを大幅に低減することができる。当実施形態のはんだごて１０は、これまで実現されることのなかったたものであり、ユーザーには既存の電池式はんだごてか工業用のガス燃焼式はんだごてかに加え、実行可能な選択肢が与えられることになる。

上述のはんだごて１０に係る説明は、本発明の一実施形態を示すものであるが、本発明の範囲を制限することを意図するのではなく、本発明の範囲は本願に添付される特許請求の範囲の適切な構成によって定義されるものである。

電池式はんだ取扱い器具は、上記実施形態のはんだごてに限定するものではなく、はんだを溶融させて取扱う他の器具、例えばはんだ吸取り器具や、ツィーザタイプの電子部品着脱器具（ツィーザ）等をも含む。その場合、各請求項に係る「こて先」は、はんだを溶融する部位の総称を意味する。例えば、はんだ吸取り器具に適用した場合、各請求項に係る「こて先」は、はんだを溶融しつつ吸引する吸取りノズルに相当する。またツィーザに適用した場合、各請求項に係る「こて先」は、電子部品を挟持しつつはんだを溶融する挟持部に相当する。

本発明に係る電池式はんだ取扱い器具の一実施形態であるはんだごての、保護キャップを取り外した状態の側面図である。 図１に示すはんだごての、保護キャップを装着した状態の側面図である。 図１に示すはんだごての、装着可能な電源カートリッジやアタッチメント等を示す側面図である。 図３に示すはんだごての、一部切り欠きを有する側面図である。 図１に示すはんだごての、一部切り欠きを有する分解図である。 図１に示すはんだごての、こて先カートリッジの一部切り欠きを有する側面図である。 図３に示すはんだごてにおける、各電池の残量がなくなるまでのこて先温度の特性を示すグラフである。 図３に示すはんだごてを連続使用した場合のこて先温度の回復特性試験結果を示すグラフである。

１０ はんだごて（電池式はんだ取扱い器具）
１２ ハンドル部
１３ 電源カートリッジ保持部
１４ こて先カートリッジ
１７ 電気回路部
１８ 保護キャップ
２０ 電源カートリッジ（単三電池用）
２２ 電源カートリッジ（リチウムイオン電池用）
２４ 電源カートリッジ（ニッケル水素電池用）
２６ アタッチメント
２８ カートリッジホルダ
３０ ＡＣアダプタ
３２ ケーブル
４２ 電源スイッチ
４４ スイッチリップ
７０ 第１格納部
７２ 第１格納部
７４ 第２格納部
７６ 第２格納部
７８ 回路基板
８０ 回路基板
８２ リチウムイオン電池
１００ ニッケル水素電池

Claims (5)

1. こて先カートリッジを着脱自在に保持するとともに、電源から上記こて先カートリッジに電気を導く電気回路部が設けられたハンドル部と、
   単三電池を格納する単三電池電源カートリッジと、
   リチウムイオン電池を格納するリチウムイオン電池電源カートリッジと、
   ニッケル水素電池を格納するニッケル水素電池電源カートリッジとを備え、
   上記ハンドル部に、上記単三電池電源カートリッジ、上記リチウムイオン電池電源カートリッジ、及び上記ニッケル水素電池電源カートリッジのうちの任意の電源カートリッジを着脱自在に保持する電源カートリッジ保持部が設けられ、
   上記リチウムイオン電池電源カートリッジ及び上記ニッケル水素電池電源カートリッジは、上記リチウムイオン電池及び上記ニッケル水素電池をそれぞれ格納する第１格納部と、上記第１格納部に格納された電池から上記ハンドル部に導かれる電力を制御する回路系を含む回路基板と、上記回路基板を格納する第２格納部とを備え、
   上記ハンドル部の電気回路部は、上記電源カートリッジ保持部に装着された電源カートリッジを上記電源としてこの電源と上記こて先カートリッジとを電気的に断続させる電源スイッチを有することを特徴とする電池式はんだ取扱い器具。
2. 上記電源カートリッジ保持部には、上記電源カートリッジに代えて、外部電源からケーブルを介して電気を導入して上記電源となすアタッチメントが装着可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の電池式はんだ取扱い器具。
3. 上記アタッチメントには、上記電源カートリッジを着脱自在に保持するカートリッジホルダが接続されており、
   上記電源カートリッジ保持部に上記アタッチメントが装着され、かつ上記カートリッジホルダに上記電源カートリッジの少なくとも１つが装着された状態で、該電源カートリッジを上記外部電源となすように構成されていることを特徴とする請求項２記載の電池式はんだ取扱い器具。
4. 上記アタッチメントには、上記カートリッジホルダに代えて、交流を所定電圧の直流に変換するＡＣアダプタが接続可能とされ、
   上記電源カートリッジ保持部に上記アタッチメントが装着され、かつ該アタッチメントに上記ＡＣアダプタが接続され、かつ交流電源に上記ＡＣアダプタが接続された状態で、該交流電源を上記外部電源となすように構成されていることを特徴とする請求項３記載の電池式はんだ取扱い器具。
5. 上記ハンドル部に着脱自在に設けられ、その装着状態において上記こて先カートリッジの露出部を覆う保護キャップを備え、
   上記保護キャップには、その装着状態において上記電源スイッチをオフ位置となすスイッチリップが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電池式はんだ取扱い器具。
   

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