JP5719239B2 - Cartridge heater - Google Patents
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Description
本発明は、ヒーター線と温度センサーとを取り付けたボビンをヒーターケースの内部に収容して形成されるカートリッジヒーターに関するものである。 The present invention relates to a cartridge heater formed by housing a bobbin having a heater wire and a temperature sensor attached therein.
例えば、半導体チップ等の電子部品のはんだ付けを自動はんだ付け装置や手動のはんだ付け装置を用いて行う場合、カートリッジヒーターを内蔵したはんだ鏝が使用される。このはんだ鏝は、前記カートリッジヒーターによって鏝先を加熱し、該鏝先によりはんだを溶融させてはんだ付けを行うもので、前記カートリッジヒーターとして、通常、特許文献1や特許文献2に開示されているようなものが使用されている。
For example, when soldering an electronic component such as a semiconductor chip using an automatic soldering device or a manual soldering device, a soldering iron incorporating a cartridge heater is used. This soldering iron heats the iron tip with the cartridge heater and melts the solder with the iron tip to perform soldering. The cartridge heater is usually disclosed in
図11には、前記特許文献1に開示されたカートリッジヒーターが記載されている。このカートリッジヒーターは、電気絶縁性を有するボビン30に、ニクロム線のような電気抵抗発熱式のヒーター線31を巻き付けると共に、熱電対などからなる温度センサー32を取り付け、前記ボビン30を、伝熱性の良い金属からなる筒状のヒーターケース33の内部に、前記ヒーター線31及び温度センサー32が該ヒーターケース33と接触しないように電気絶縁性の充填物34を介して収容したものである。また、前記温度センサー32がボビン30の先端から前方に突出しているため、この温度センサー32が前記ヒーターケース33の端壁33aと接触するのを防止する目的で、該端壁33aと温度センサー32との間にシート状の絶縁部材35を介在させている。
FIG. 11 shows the cartridge heater disclosed in
ところが、前記絶縁部材35は、非常に小さくて軽くかつ薄い部材であるため、このような部材を細長い前記ヒーターケース33の内部に挿入し、折れ曲がったり傾いたりしないよう正しい姿勢を保ったままヒーターケース33の奥まで移動させ、該ヒーターケース33の端壁33aに正確に接触させるのは非常に面倒で難しい作業である。しかも、ボビン30を前記ヒーターケース33の奥まで挿入した場合、該ボビン30によって前記温度センサー32が前記絶縁部材35に強く押し付けられ、該温度センサー32及び絶縁部材35が変形したり破損したりするおそれもあった。
However, since the insulating
本発明の目的は、ヒーターケースとボビンとの間に前述したような絶縁部材を介在させることなく、温度センサーを該ヒーターケースと非接触の状態に簡単かつ確実に取り付けることができるカートリッジヒーターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cartridge heater capable of easily and reliably mounting a temperature sensor in a non-contact state with the heater case without interposing an insulating member as described above between the heater case and a bobbin. There is to do.
前記目的を達成するため、本発明のカートリッジヒーターは、電気絶縁性のボビンにヒーター線及び温度センサーを取り付け、該ボビンを先端側から筒状のヒーターケースの内部に収容すると共に、該ヒーターケースの内部に電気絶縁性の充填材を充填することにより形成され、前記ボビンは、前記ヒーター線が巻かれたボビン本体と、該ボビン本体と別体に形成されて該ボビン本体の先端部に取り付けられたボビン受けとからなり、前記ボビン受けは、内部に仕切壁を有する円筒の側面を、前記ボビンの軸線と平行且つ相互に平行な2つの平面に沿って切除したような形をしていて、前記仕切壁で隔てられた後方側の第1凹部と前方側の第2凹部とを有し、前記第1凹部の深さは前記第2凹部の深さより深く、前記第1凹部内に前記ボビン本体の先端部が嵌合し、前記第2凹部内に、前記温度センサーの温度検出部が、該第2凹部から前方に非突出の状態且つ前記ヒーターケースの端壁に非接触の状態に収容されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cartridge heater according to the present invention has a heater wire and a temperature sensor attached to an electrically insulating bobbin, and accommodates the bobbin in a cylindrical heater case from the tip side. The bobbin is formed by filling an electrically insulating filler inside, and the bobbin body around which the heater wire is wound, and the bobbin body is formed separately from the bobbin body and attached to the tip of the bobbin body. The bobbin receiver has a shape such that a side surface of a cylinder having a partition wall inside is cut out along two planes parallel to and parallel to the axis of the bobbin, A first recess on the rear side and a second recess on the front side separated by the partition wall, wherein the depth of the first recess is deeper than the depth of the second recess, and the bobbin is in the first recess. Body tip is fitted in, accommodated in the second recess, the temperature detecting portion of the temperature sensor, the state of non-contact with the end wall of the state and the heater case of the non-projecting forwardly from the second recess It is characterized by being.
本発明において、前記ボビン受けは、側面の相対する位置に該ボビン受けの全長に渡って延在するスリットを有していても良い。
更に、前記ヒーター線は、該ヒーター線の一部を予め螺旋状に巻いて形成された螺線部と、該螺線部の両端に連なる導線部とを有し、前記螺線部の中にボビン本体を挿入して該ボビン本体に前記ボビン受けを取り付けることにより、前記ヒーター線が前記ボビンに装着されていることが望ましい。
In the present invention, the bobbin receiver may have a slit extending over the entire length of the bobbin receiver at a position opposite to the side surface.
Furthermore, the heater wire has a spiral portion formed by spirally winding a part of the heater wire in advance, and a conductive wire portion connected to both ends of the spiral portion. The heater wire is preferably attached to the bobbin by inserting the bobbin main body and attaching the bobbin receiver to the bobbin main body.
本発明によれば、ボビンを、ヒーター線を装着するためのボビン本体と、温度センサーを取り付けるためのボビン受けとに分けて形成し、該ボビン受けに形成した収容部内に前記温度センサーの温度検出部を非突出状態に収容したことにより、該ボビンとヒーターケースとの間に従来のような絶縁部材を介在させることなく、前記温度センサーをヒーターケースと非接触の状態に簡単かつ確実に取り付けることができる。 According to the present invention, the bobbin is divided into a bobbin main body for attaching the heater wire and a bobbin receiver for attaching the temperature sensor, and the temperature detection of the temperature sensor is performed in the housing portion formed in the bobbin receiver. By housing the part in a non-projecting state, the temperature sensor can be easily and reliably attached to the heater case in a non-contact state without interposing a conventional insulating member between the bobbin and the heater case. Can do.
図1には本発明に係るカートリッジヒーターを内蔵したはんだ鏝の先端の一部が示されている。このはんだ鏝は、自動はんだ付け装置(はんだ付けロボット)のハンドに取り付けられるはんだ鏝であっても、手動操作式のはんだ付け装置で使用される手持ちのはんだ鏝であっても良い。 FIG. 1 shows a part of the tip of a soldering iron incorporating a cartridge heater according to the present invention. This soldering iron may be a soldering iron attached to the hand of an automatic soldering device (soldering robot) or a hand-held soldering iron used in a manually operated soldering device.
前記はんだ鏝は、ステンレス等の金属からなるパイプで形成された鏝胴部1と、該鏝胴部1の先端に取り付けられた銅−鉄メッキ製あるいは銅−鉄合金製の鏝先2と、前記鏝胴部1の内部に収容されたカートリッジヒーター3とを有し、該カートリッジヒーター3の先端は、前記鏝先2に形成されたヒーター取付孔2a孔内に嵌合して該鏝先2と接触し、該カートリッジヒーター3からの熱で前記鏝先2が加熱されるように構成されている。
The solder rod is a
前記カートリッジヒーター3は、図2及び図3から分かるように、電気絶縁性のボビン4と、該ボビン4に巻かれたヒーター線5と、前記ボビン4に取り付けられた温度センサー6と、前記ボビン4が収容された筒状のヒーターケース7とからなり、該ヒーターケース7の内部に、前記ボビン4の回りの隙間を埋めるようにマグネシアやアルミナ等からなる粉末状又はセメント状をした電気絶縁性の充填材8が充填されると共に、前記ボビン4の後端部の位置で前記ヒーターケース7を封止する電気絶縁性の封止材9が設けられている。
2 and 3, the
前記ボビン4は、マグネシアやアルミナ等の粉末を焼き固めることにより形成されたボビン本体10と、同様の粉末素材を焼き固めることによって該ボビン本体10と別体に形成され、該ボビン本体10に取り付けられたボビン受け11とで形成されている。
The bobbin 4 is formed separately from the
前記ボビン本体10は、図3−図6から明らかなように、前記ヒーター線5が外周に巻かれている丸棒状の主体部10aと、該主体部10aの軸線L方向の一端即ち基端部に形成されたフランジ部10bとを有し、該主体部10aの軸線L方向の他端即ち先端部10cは均一径のまま終わっており、該先端部10cに前記ボビン受け11が取り付けられている。
As apparent from FIGS. 3 to 6, the
前記フランジ部10bは、円形の一部を互いに平行な2つの平面に沿って切除したような形をしていて、相対する2つの円弧状部10d,10dと、該円弧状部10d,10dの間の相対する2つの平坦部10e,10eとを有し、前記2つの円弧状部10d,10dの曲率半径は前記主体部10aの半径より大きく、前記2つの平坦部10e,10e間の間隔は、前記主体部10aの直径とほぼ同程度に形成されている。
The
前記ボビン本体10の基端部側の端面には、図5から分かるように、前記軸線Lを取り囲むように位置する4つの孔12a−12dが形成されている。
前記4つの孔12a−12dのうち、図の左右に位置する第1の孔12a及び第2の孔12bは、前記温度センサー6を形成する2本の金属線6b及び6cを挿通するためのもので、軸線Lと平行に延びて前記ボビン本体10を貫通し、前記主体部10aの先端面に開口している。また、図の上下に位置する第3の孔12c及び第4の孔12dは、前記ヒーター線5を挿通するためのもので、図2、図6からも明らかなように、上方に位置する第3の孔12cは、軸線Lと平行に延びて前記ボビン本体10を貫通し、前記主体部10aの先端部10cの端面と側面とに開口しており、下方に位置する第4の孔12dは、軸線Lに対して斜めに延び、前記主体部10aとフランジ部10bとの境目の位置でボビン本体10の側面に開口している。
As can be seen from FIG. 5, four
Of the four
前記ボビン受け11は、図7−図9からも分かるように、前記ボビン本体10の主体部10aより大径をなすと共に前記フランジ部10bと同径か又はそれより大径をなす中空部材のような形に形成され、軸線L方向の一側に、該主体部10aの先端に取り付けるための取付部13を有し、他側に、前記温度センサー6の温度検出部6aを非突出状態に収容するための収容部14を有している。
As can be seen from FIGS. 7 to 9, the
前記ボビン受け11の構成を更に詳細に説明すると、該ボビン受け11は、内部に仕切壁16を有する円筒の側面の一部を互いに平行する2つの平面に沿って切除したような形をしていて、湾曲面を向かい合わせにした姿勢で相対する断面円弧状をした一対の側壁15,15と、該一対の側壁15,15を軸線L方向の中間位置で連結する前記仕切壁16と、該仕切壁16で隔てられた第1凹部17及び第2凹部18とを有し、該ボビン受け11の側面には、左右相対する位置に、該ボビン受け11の全長に渡って延在するスリット19が形成されている。そして、前記第1凹部17により前記取付部13が形成され、前記第2凹部18により前記収容部14が形成され、前記第1凹部17内に前記ボビン本体10の主体部10aの先端部10cが挿入され、前記第2凹部18内に前記温度センサー6の温度検出部6aが該ボビン受け11から前方に突出しないように収容されている。
The configuration of the
また、前記仕切壁16には、2つの孔20a,20bが左右に隣接して形成され、このうち第1の孔20aは、前記ボビン本体10の第1の孔12aに連通し、第2の孔20bは、前記ボビン本体10の第2の孔12bに連通している。
Further, the
前記第1凹部17及び第2凹部18の深さ即ち軸線L方向の長さは、互いに同じではなく、主体部10aが挿入される第1凹部17の深さが、温度センサー6が収容される第2凹部18の深さより大きく形成され、それによってボビン本体10とボビン受け11とが安定的に結合されるようになっている。しかし、前記第1凹部17と第2凹部18との深さは互いに同じであっても良く、あるいは、前記ボビン本体10とボビン受け11とが外れないように結合されれば、第2凹部18の深さが第1凹部17の深さより大きくても構わない。
The depth of the
前記ヒーター線5は、電気抵抗により発熱するニクロム線のような線材で形成され、図10に示すように、該ヒーター線5の一部を予め螺旋状に巻くと共に形状維持のための処理(例えば熱処理)を施すことによって螺旋形状を維持するように形成された螺線部5aと、該螺線部5aの両端から延びる2つの導線部5b,5cとを有している。
The
そして、前記螺線部5aの中にボビン本体10の主体部10aを挿入し、該螺線部5aの先端に連なる第1の導線部5bを、前記ボビン本体10の第3の孔12cに挿通して該ボビン本体10の後端部から延出させると共に、前記螺線部5aの後端に連なる第2の導線部5cを、前記ボビン本体10の第4の孔12dに挿通して該ボビン本体10の後端部から延出させることにより、前記ヒーター線5が前記ボビン4に取り付けられ、そのあとに、前記主体部10aの先端に前記ボビン受け11が取り付けられている。
ヒーター線5をこのように構成したことにより、従来のヒーターのようにヒーター線5をボビン4に巻く面倒な作業を行う必要がなく、該ヒーター線5のボビン4に対する取り付けが非常に簡単になる。
Then, the
By configuring the
前記ヒーター線5の第1の導線部5b及び第2の導線部5cの端部は、比較的ボビン4に近い位置で、発熱しない通常のリード線21a,21bに端子22を介して接続され、前記ヒーターケース7の外部に導出されている。これにより、前記ヒーター線5の発熱による影響がボビン4から離れた位置まで及ぶのが防止されている。
The end portions of the
また、前記温度センサー6は、2種類の金属線6b,6cの先端部を相互に接合した熱電対により形成されたもので、前記先端部が温度検出部6aとなっている。
そして、一方の金属線6bを、前記ボビン受け11の先端側から、該ボビン受け11の第1の孔20a及びボビン本体10の第1の孔12a内に挿通して該ボビン本体10の後端部から延出させると共に、他方の金属線6cを、同様にボビン受け11の第2の孔20b及びボビン本体10の第2の孔12b内に挿通して該ボビン本体10の後端部から延出させ、前記温度検出部6aを前記ボビン受け11の収容部14内に該ボビン受け11の前方に突出しない状態に収容することにより、該温度センサー6が前記ボビン4に取り付けられている。
The
Then, one
このようにして前記ヒーター線5及び温度センサー6が取り付けられたボビン4は、前記ヒーターケース7の内部に、ボビン受け11の先端が該ヒーターケース7の端壁7aに当接する位置まで挿入されることによりその位置に位置決めされ、そのあと、該ヒーターケース7の内部に、フランジ部10bの平坦部10eと該ヒーターケース7の内周面との間の隙間を通じて前記充填材8が充填されると共に、前記封止材9が設けられることにより、前記カートリッジヒーター3が組み立てられる。このとき前記充填材8は、前記ボビン受け11の側面とヒーターケース7の内周面との間の隙間と前記スリット19とを通じて該ボビン受け11の前面側の前記収容部14内にも流入し、前記温度センサー6の温度検出部6aの回りを取り囲む。
Thus, the bobbin 4 to which the
前記カートリッジヒーター3はこのように構成されていて、前記温度センサー6の温度検出部6aが、前記ボビン受け11の収容部14内に該収容部14から前方に突出しないように収容されているので、前記ボビン4を、ヒーターケース7の内部に、ボビン受け11の先端が端壁7aに当接する位置まで挿入しても、前記温度検出部6aが該端壁7aに接触することはない。しかも、前記収容部14は仕切壁16でボビン本体10の先端部10cと隔てられているので、前記温度検出部6aが該ボビン本体10の先端部10cに押されてヒーターケース7の端壁7aに押し付けられることもない。
また、前記ボビン4は、ボビン受け11の先端がヒーターケース7の端壁7aに当接する位置まで挿入することによって位置決めされるため、該ボビン4の位置決めが正確かつ容易である。
The
Further, since the bobbin 4 is positioned by inserting the
なお、必要であれば、前記ボビン受け11の収容部14に電気絶縁性のキャップを嵌着し、該キャップで前記収容部14の前面を覆うこともできる。この場合、該キャップの側面にも、前記収容部14の側面に形成されているスリット19と同様のスリットを設けることが望ましい。
If necessary, an electrically insulating cap can be fitted into the
前記実施形態においては、ボビン本体10が主体部10aの基端側にフランジ部10bを有しているが、このフランジ部10bは必ずしも必要ではなく、それを省略することもできる。この場合、前記主体部10aの基端部は、先端部10cと同様に均一径のまま終わるように形成される。
また、前記ボビン受け11は、側面に前記スリット19のない完全な円筒形をしていても構わない。
更に、本発明のカートリッジヒーターは、はんだ鏝以外のものにも加熱源として使用することができるものである。
In the embodiment, the bobbin
Further, the
Furthermore, the cartridge heater of the present invention can be used as a heating source for things other than soldering irons.
3 カートリッジヒーター
4 ボビン
5 ヒーター線
5a 螺線部
5b,5c 導線部
6 温度センサー
6a 温度検出部
8 充填材
10 ボビン本体
10a 主体部
10c 先端部
11 ボビン受け
13 取付部
14 収容部
15 側壁
16 仕切壁
17 第1凹部
18 第2凹部
19 スリット
L 軸線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ボビンは、前記ヒーター線が巻かれたボビン本体と、該ボビン本体と別体に形成されて該ボビン本体の先端部に取り付けられたボビン受けとからなり、
前記ボビン受けは、内部に仕切壁を有する円筒の側面を、前記ボビンの軸線と平行且つ相互に平行な2つの平面に沿って切除したような形をしていて、前記仕切壁で隔てられた後方側の第1凹部と前方側の第2凹部とを有し、前記第1凹部の深さは前記第2凹部の深さより深く、前記第1凹部内に前記ボビン本体の先端部が嵌合し、前記第2凹部内に、前記温度センサーの温度検出部が、該第2凹部から前方に非突出の状態且つ前記ヒーターケースの端壁に非接触の状態に収容されている、
ことを特徴とするカートリッジヒーター。 A cartridge in which a heater wire and a temperature sensor are attached to an electrically insulating bobbin, the bobbin is accommodated in a cylindrical heater case from the front end side, and an electrically insulating filler is filled in the heater case. In the heater,
The bobbin comprises a bobbin main body around which the heater wire is wound, and a bobbin receiver that is formed separately from the bobbin main body and attached to the tip of the bobbin main body,
The bobbin receiver has a shape in which a side surface of a cylinder having a partition wall inside is cut out along two planes parallel to and parallel to the axis of the bobbin and separated by the partition wall. It has a first recess on the rear side and a second recess on the front side, and the depth of the first recess is deeper than the depth of the second recess, and the tip of the bobbin body is fitted in the first recess. In the second recess, the temperature detection part of the temperature sensor is housed in a state of not projecting forward from the second recess and not contacting the end wall of the heater case .
A cartridge heater characterized by that.
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