JP5975652B2

JP5975652B2 - ハンダ吸取機

Info

Publication number: JP5975652B2
Application number: JP2012007188A
Authority: JP
Inventors: 史治吉原; 育子福山
Original assignee: Taiyo Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Taiyo Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP2013146746A

Description

本発明は、ハンダ吸取機に関する。

下記特許文献１には、吸取グリップ部に設けられたトリガスイッチが操作されると真空ポンプが作動して、ハンダ溶融吸取ノズルから溶融ハンダを吸い取るハンダ吸取機が開示されている。上記ハンダ溶融吸取ノズルには、加熱用ヒータと温度センサとが設けられており、温度センサの検出結果に基づいて加熱用ヒータへの給電が制御される。

実公平７−１８４６８号公報

ところで、真空ポンプの作動期間（トリガスイッチの操作期間）にはハンダや空気が吸い込まれることによってハンダ溶融吸取ノズルの温度が低下するので、従来のハンダ吸取機では、上記真空ポンプの作動期間において加熱用ヒータの給電制御を一時的に停止している。

しかしながら、上記トリガスイッチが比較的長い期間に亘って連続的に操作され続けると、温度センサに基づく給電制御が停止しているので加熱用ヒータが許容温度範囲の上限に近付く場合があり、加熱用ヒータの劣化が早まってしまう。このような事情から、従来のハンダ吸取機では、トリガスイッチの連続操作期間を所定時間内とすることが使用上の注意事項となっており、使い勝手が悪かった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、連続使用期間の制限を解消して従来よりも使い勝手を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、トリガスイッチが操作されるとハンダ溶融吸取ノズルによって加熱溶融させたハンダを前記ハンダ溶融吸取ノズルから吸取るハンダ吸取機であって、前記トリガスイッチ、前記ハンダ溶融吸取ノズルを加熱するヒータ、前記ハンダ溶融吸取ノズルの温度を検出する温度センサ、前記ハンダ溶融吸取ノズル及び所定のトリガ信号を発生するトリガ信号発生器を備えるグリップ部と、前記トリガスイッチの操作の如何によらず、前記温度センサに基づく前記ヒータのフィードバック温度制御を行う温度制御手段、所定の真空ポンプ及び当該真空ポンプを駆動制御するポンプ制御手段を備える本体部と、前記グリップ部と前記本体部とを電気的に接続する電気コードと、前記ハンダ溶融吸取ノズルと前記真空ポンプとを空気が通風する状態に接続する吸取用チューブと、を備え、前記電気コードは、電力線、第２の電力線、信号線及び接地線からなり、前記トリガ信号発生器は、前記温度センサの検出信号が有する直流成分からなる直流電圧を電源として作動し、前記温度センサの検出信号と前記トリガ信号と前記直流電圧とが、前記電気コードの信号線を共用して前記グリップ部および前記本体部の間で伝送される、という手段を採用する。

本発明によれば、トリガスイッチの操作の如何によらず、温度センサに基づくヒータのフィードバック温度制御を行うので、連続使用期間の制限を解消して従来よりも使い勝手を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るハンダ吸取機Ａの外観構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るハンダ吸取機Ａの電気的構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態における温度検出信号及びヒータ制御信号（ａ）と、トリガパルス信号及びモータ駆動信号（ｂ）とを示す波形図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るハンダ吸取機Ａは、プリント基板等の対象物に付着したハンダを加熱することにより溶融させ、溶融したハンダを吸い取って除去するものである。このようなハンダ吸取機Ａは、図１に示すように、吸取グリップ部１、吸取機本体部２、吸取用チューブ３及び電気コード４から構成されている。なお、説明の都合上先に説明するが、上記電気コード４は、電力線４ａ、第２の電力線４ｂ、信号線４ｃ及びＧＮＤ線（接地線）４ｄを芯線とする３芯電線である。

上記吸取グリップ部１は、図１、２に示すように、ハンダ溶融吸取ノズル１ａ、ヒータ１ｂ、温度センサ１ｃ、電圧調整器１ｄ、トリガパルス信号発生部１ｅ（トリガ信号発生手段）、トリガスイッチ１ｆ及びグリップ部ケース１ｇを備えている。このような吸取グリップ部１は、作業者によって把持され、ヒータ１ｂによって加熱されたハンダ溶融吸取ノズル１ａの先端がハンダに押し付けられることでハンダを溶融させるものである。

また、上記吸取機本体部２は、図１、２に示すように、本体ケース２ａ、真空ポンプ２ｂ、モータ２ｃ、電源スイッチ２ｄ、ヒータ用スイッチ２ｅ、ヒータ制御部２ｆ、モータ用スイッチ２ｇ及びモータ駆動信号発生部２ｈを備えている。なお、ヒータ制御部２ｆ及びヒータ用スイッチ２ｅについては、本実施形態における温度制御手段を構成するものである。また、モータ２ｃ、モータ用スイッチ２ｇ及びモータ駆動信号発生部２ｈについては、本実施形態におけるポンプ制御手段を構成するものである。

また、ヒータ用スイッチ２ｅ、ヒータ制御部２ｆ、モータ用スイッチ２ｇ及びモータ駆動信号発生部２ｈについては、図１に図示されていないが、本体ケース２ａ内に収容されている。さらに、このような吸取機本体部２は、電源ケーブルを備えており、当該電源ケーブルを介して単相１００Ｖの系統電源に接続されている。図２に示した交流電源は、この系統電源を示している。また、吸取機本体部２は、絶縁トランスを介して上記系統電源に接続するようにしてもよい。つまり、吸取機本体部２は、絶縁トランスを備え、系統電源から供給された交流電力を絶縁トランスによって降圧して使用するようにしてもよい。

上記吸取グリップ部１において、ハンダ溶融吸取ノズル１ａは、先端に向って先細り状に形成されると共に軸心に沿って吸取孔１１が設けられており、吸取用チューブ３を介して吸取機本体部２に接続され、ヒータ１ｂに当接されている。このようなハンダ溶融吸取ノズル１ａは、ヒータ１ｂにより加熱された状態で先端部がハンダに押し付けられると、ハンダを溶融させる。溶融したハンダは、トリガスイッチ１ｆがオンになることにより駆動される吸取機本体部２の真空ポンプ２ｂによって吸取用チューブ３を介してハンダ溶融吸取ノズル１ａから吸い取られる。なお、ハンダ溶融吸取ノズル１ａと吸取用チューブ３との間には着脱可能なフィルタが設けられており、このフィルタにハンダは付着する。また、ハンダ溶融吸取ノズル１ａは、ＧＮＤ線４ｂに接続されている。

ヒータ１ｂは、ハンダ溶融吸取ノズル１ａに当接するように配置される例えばセラミックヒータであり、一端が電気コード４の電力線４ａを介してヒータ用スイッチ２ｅの一端に接続され、他端が電気コード４の第２の電力線４ｂに接続されている。このようなヒータ１ｂは、電源スイッチ２ｄ、ヒータ用スイッチ２ｅ及び電力線４ａを介して系統電源（または電源スイッチ２ｄ、絶縁トランス、ヒータ用スイッチ２ｅ及び電力線４ａを介して系統電源）から供給される交流電力によって発熱してハンダ溶融吸取ノズル１ａを加熱する。

温度センサ１ｃは、ヒータ１ｂの近傍かつハンダ溶融吸取ノズル１ａに当接するように配置され、一端が第２の電力線４ｂに接続され、他端が電気コード４の信号線４ｃを介してヒータ制御部２ｆの入力端に接続されている。このような温度センサ１ｃは、温度上昇に伴って抵抗値が上昇する特性を有するものであり、該抵抗値に基づく直流電圧を温度検出信号としてヒータ制御部２ｆに出力する。つまり、ヒータ制御部２ｆ内には一端が入力端に接続されると共に他端が直流電源に接続されたプルアップ抵抗が設けられており、温度センサ１ｃは、上記直流電源の電圧をプルアップ抵抗の抵抗値と自らの抵抗値とで抵抗分圧した電圧（直流電圧）を温度検出信号としてヒータ制御部２ｆの入力端に出力する。

電圧調整器１ｄは、入力端が信号線４ｃを介してヒータ制御部２ｆの入力端に接続され、出力端がトリガパルス信号発生部１ｅに接続されている。このような電圧調整器１ｄは、信号線４ｃを介してヒータ制御部２ｆから供給される直流電圧、つまり温度センサ１ｃの温度検出信号が有する直流成分を変圧（降圧）してトリガパルス信号発生部１ｅに供給する。

トリガパルス信号発生部１ｅは、上記電圧調整器１ｄから供給される直流電圧を電源として作動するパルス発振器であり、出力端がトリガスイッチ１ｆに接続されている。このようなトリガパルス信号発生部１ｅは、所定周期のパルス列からなるトリガパルス信号を発生してトリガスイッチ１ｆに出力する。このトリガパルス信号は、例えば図３（ｂ）に示すように、パルス幅０．１５ｍｓのパルスが６．２５ｍｓ周期で連続するパルス列である。

トリガスイッチ１ｆは、一端がトリガパルス信号発生部１ｅの出力端に接続され、他端が電気コード４の信号線４ｃに接続されている。このようなトリガスイッチ１ｆは、作業者によってオン／オフ操作されるものであり、上記トリガパルス信号の信号線４ｃへの供給をオン／オフする。つまり、トリガパルス信号は、トリガスイッチ１ｆがオン状態になると、信号線４ｃに供給される。

ここで、電圧調整器１ｄの入力端は信号線４ｃに接続されているので、トリガスイッチ１ｆがオン状態になると、トリガパルス信号が電圧調整器１ｄに入力されるが、電圧調整器１ｄにはトリガパルス信号を除去するフィルタが設けられているので、電圧調整器１ｄは直流電圧（温度検出信号）のみに基づいて動作する。また、ヒータ制御部２ｆの入力端にも信号線４ｃを介してトリガパルス信号が入力されるが、上記フィルタと同一機能のフィルタが設けられているので、ヒータ制御部２ｆも直流電圧（温度検出信号）のみに基づいて動作する。

グリップ部ケース１ｇは、ハンダ溶融吸取ノズル１ａの一部を覆うノズルカバー１２とグリップ１３とから形成された筐体であり、ノズルカバー１２から先端が突出するようにハンダ溶融吸取ノズル１ａが取り付けられると共に、グリップ１３内部にヒータ１ｂ、温度センサ１ｃ、電圧調整器１ｄ、トリガパルス信号発生部１ｅ及びトリガスイッチ１ｆを収容し、さらにグリップ１３表面にトリガスイッチ１ｆが取り付けられている。

続いて、吸取機本体部２について説明する。本体ケース２ａは、箱形の容器であり、真空ポンプ２ｂ、モータ２ｃ、ヒータ用スイッチ２ｅ、ヒータ制御部２ｆ、モータ用スイッチ２ｇ及びモータ駆動信号発生部２ｈを内部に収容すると共に、表面に電源スイッチ２ｄが取り付けられている。

真空ポンプ２ｂは、例えばゴムや金属からなるダイヤフラムが往復運動されることにより空気を吸い込む周知のダイヤフラム式ポンプである。このような真空ポンプ２ｂは、モータ２ｃによって駆動され、吸取用チューブ３を介して吸取グリップ部１のハンダ溶融吸取ノズル１ａの吸取孔１１に接続されている。つまり、真空ポンプ２ｂは、ハンダ溶融吸取ノズル１ａから吸取用チューブ３を介して溶融したハンダを空気と共に吸い取る。
モータ２ｃは、図１に示すように真空ポンプ２ｂの上部に取り付けられており、電源スイッチ２ｄ及びモータ用スイッチ２ｇを介して系統電源（または電源スイッチ２ｄ、絶縁トランス及びモータ用スイッチ２ｇを介して系統電源）に接続されている。このようなモータ２ｃは、系統電源から供給される交流電力に基づいて真空ポンプ２ｂを回転駆動する。

電源スイッチ２ｄは、図１に示すように本体ケース２ａの表面に取り付けられている。また、この電源スイッチ２ｄは、図２に示すように系統電源に対して直列に設けられており（または一端が系統電源に接続され、他端が絶縁トランスに接続され）、ヒータ用スイッチ２ｅ及びモータ用スイッチ２ｇ等への交流電力（系統電力）の供給をオン／オフする。

ヒータ用スイッチ２ｅは、一端が電力線４ａを介してヒータ１ｂの一端に接続され、他端が電源スイッチ２ｄを介して系統電源（または電源スイッチ２ｄ及び絶縁トランスを介して系統電源）に接続されている。このヒータ用スイッチ２ｅは、ヒータ制御部２ｆから入力されるヒータ制御信号に基づいてオン／オフすることにより系統電源（または系統電源）からヒータ１ｂへの交流電力の供給をオン／オフする。このようなヒータ用スイッチ２ｅは、電力用スイッチングトランジスタであり、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、通常のバイポーラトランジスタあるいはＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）である。

ヒータ制御部２ｆは、入力端が信号線４ｃを介して吸取グリップ部１の温度センサ１ｃの他端及びトリガスイッチ１ｆの他端に接続され、信号線４ｃを介して温度センサ１ｃから入力される温度検出信号に基づいてヒータ制御信号を発生する。つまり、このヒータ制御部２ｆは、上記ヒータ制御信号をヒータ用スイッチ２ｅに出力してヒータ用スイッチ２ｅのオン／オフを切り替えることによって温度センサ１ｃの温度検出信号に基づくヒータ１ｂのフィードバック温度制御を行う。

モータ用スイッチ２ｇは、一端がモータ２ｃの一端に接続され、他端が電源スイッチ２ｄを介して系統電源（または電源スイッチ２ｄ及び絶縁トランスを介して系統電源）に接続されている。このモータ用スイッチ２ｇは、モータ駆動信号発生部２ｈから入力されるモータ駆動信号に基づいてオン／オフすることにより交流電力（系統電力）のモータ２ｃへの供給を切り替える。このようなモータ用スイッチ２ｇは、ヒータ用スイッチ２ｅと同様に電力用スイッチングトランジスタである。

モータ駆動信号発生部２ｈは、入力端が信号線４ｃに接続されており、トリガスイッチ１ｆ及び信号線４ｃを介してトリガパルス信号発生部１ｅから入力されるトリガパルス信号に基づいてモータ駆動信号を発生し、該モータ駆動信号をモータ用スイッチ２ｇに出力することにより交流電力（系統電力）のモータ２ｃへの供給を制御する。つまり、モータ駆動信号発生部２ｈは、モータ用スイッチ２ｇを介してモータ２ｃの回転を制御する。

吸取用チューブ３は、吸取グリップ部１のハンダ溶融吸取ノズル１ａの吸取孔１１と、吸取機本体部２の真空ポンプ２ｂとを空気が通風する状態に接続するゴム製チューブであり、ハンダ溶融吸取ノズル１ａから吸い取られたハンダを空気と共に真空ポンプ２ｂに導く。

次に、このように構成された本ハンダ吸取機Ａの動作について説明する。
まず、作業者が電源スイッチ２ｄをオンした後、ヒータ制御部２ｆは、温度センサ１ｃの温度検出信号に基づくヒータ１ｂのフィードバック温度制御を行う。つまり、ヒータ制御部２ｆは、ハンダ溶融吸取ノズル１ａの温度が所定の設定温度になるように、温度センサ１ｃから入力される温度検出信号（図３（ａ）参照）に基づいてヒータ制御信号（図３（ａ）参照）を発生し、該ヒータ制御信号をヒータ用スイッチ２ｅに出力する。

例えば、ヒータ制御部２ｆは、ヒータ１ｂの温度が設定温度を越えると、ハンダ溶融吸取ノズル１ａの温度が設定温度以下になるまでヒータ用スイッチ２ｅをオフにすることによりヒータ１ｂの発熱を停止させ、またハンダ溶融吸取ノズル１ａの温度が設定温度より下がると、ヒータ用スイッチ２ｅをオンにすることによりヒータ１ｂを設定温度になるように発熱させる。ヒータ制御部２ｆは、上述した動作を繰り返すことにより、ヒータ１ｂの温度を設定温度近傍に維持させる。

次に、作業者が吸取グリップ部１を把持して、プリント基板に付着したハンダにハンダ溶融吸取ノズル１ａの先端を押し付けつつトリガスイッチ１ｆをオンにすると、ヒータ制御部２ｆは、このようにトリガスイッチ１ｆがオンの場合にも、上述した温度センサ１ｃの温度検出信号に基づくヒータ１ｂのフィードバック温度制御を継続して行う。

また、トリガスイッチ１ｆがオンになると、トリガパルス信号発生部１ｅとモータ駆動信号発生部２ｈとが信号線４ｃを介して導通状態となるので、モータ駆動信号発生部２ｈには、トリガパルス信号発生部１ｅからトリガパルス信号が供給される。モータ駆動信号発生部２ｈは、このトリガパルス信号に基づいてモータ駆動信号を発生し、該モータ駆動信号をモータ用スイッチ２ｇに出力する。

ここで、トリガパルス信号とモータ駆動信号との関係について説明する。トリガパルス信号は、図３（b）に示すように、６．２５ｍｓのパルス周期かつ立ち下がりから立ち上がりまでのパルス幅が０．１５ｍｓのパルス信号である。また、モータ駆動信号は、トリガパルス信号の立ち下がりを始点として１０ｍｓの間だけオン状態となる信号である。つまり、モータ駆動信号発生部２ｈは、上記トリガパルス信号の立ち下がりを検知すると、トリガパルス信号のパルス周期よりも長い周期（１０ｍｓ）のモータ駆動信号を発生する。

その後、モータ駆動信号発生部２ｈは、トリガスイッチ１ｆがオンの場合に、トリガパルス信号が継続して入力されるので、１０ｍｓ経過するまでに次のトリガパルス信号の立ち下がりを検知し、その立下りを始点として再び１０ｍｓオン状態のモータ駆動信号を発生する。モータ駆動信号発生部２ｈは、上述した動作を繰り返すことにより、トリガパルス信号が入力される間、つまりトリガスイッチ１ｆがオンの間、オン状態のモータ駆動信号を発生する。そして、モータ駆動信号発生部２ｈは、トリガスイッチ１ｆがオフになると、トリガパルス信号発生部１ｅからのトリガパルス信号の入力が停止されるので、図３（ｂ）に示すように、トリガスイッチ１ｆがオフになる直前の立ち下がりから１０ｍｓ経過後にモータ駆動信号をオフ状態にする。

そして、モータ用スイッチ２ｇは、モータ駆動信号発生部２ｈからオン状態のモータ駆動信号が入力された場合には、オンになる。この結果、モータ２ｃは、系統電源（または系統電源）から交流電力が供給されるので、該交流電力に基づいて真空ポンプ２ｂを回転駆動する。真空ポンプ２ｂは、吸取用チューブ３を介してハンダ溶融吸取ノズル１ａから空気と共にハンダ溶融吸取ノズル１ａの先端によって溶融したハンダを吸い取る。このように、プリント基板上のハンダがハンダ溶融吸取ノズル１ａの先端によって直ちに溶融すると共に、吸取グリップ部１の先端に設けられたハンダ溶融吸取ノズル１ａからハンダが吸い取られることで、プリント基板から部品を取り除くことができる。

このような本実施形態によれば、トリガスイッチ１ｆの操作の如何によらず、温度センサ１ｃに基づくヒータ１ｂのフィードバック温度制御を行うので、連続使用期間の制限を解消して従来よりも使い勝手を向上させることができる。また、本実施形態では、従来に加えて、吸取グリップ部１に新たにトリガパルス信号発生部１ｅを取り付けたが、温度センサ１ｃの温度検出信号及びトリガパルス信号発生部１ｅのトリガパルス信号とが信号線４ｃを共用しているので、吸取グリップ部１と吸取機本体部２とを接続する電気コード４の芯電線の本数（４本：電力線４ａ、第２の電力線４ｂ、信号線４ｃ、ＧＮＤ線４ｄ）を増やす必要がない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、トリガスイッチ１ｆが押されてオン状態になると、モータ駆動信号発生部２ｈは、トリガパルス信号発生部１ｅから供給されるトリガパルス信号に基づいてモータ駆動信号を発生したが、本発明はこれに限定されない。つまり、トリガスイッチ１ｆが押されてオン状態になったことをモータ駆動信号発生部２ｈに通知するトリガ信号であれば、一定周期のトリガパルス信号ではなくてもよい。また、モータ駆動信号発生部２ｈは、トリガパルス信号の立ち下がりを始点としてオン状態のモータ駆動信号を発生したが、立ち上がりを始点とするようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、ヒータ制御部２ｆが、ヒータ用スイッチ２ｅをオン／オフすることによりヒータ１ｂに供給される直流電力をオン／オフしてハンダ溶融吸取ノズル１ａの温度を制御したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ヒータ制御部２ｆは、ヒータ１ｂに供給される直流電力をオン／オフではなく、上下することによりハンダ溶融吸取ノズル１ａの温度を制御するようにしてもよい。

Ａ…ハンダ吸取機、１…吸取グリップ部、１ａ…ハンダ溶融吸取ノズル、１ｂ…ヒータ、１ｃ…温度センサ、１ｄ…電圧調整器、１ｅ…トリガパルス信号発生部（トリガ信号発生手段）、１ｆ…トリガスイッチ、１ｇ…グリップ部ケース、２…吸取機本体部、２ａ…本体ケース、２ｂ…真空ポンプ、２ｃ…モータ、２ｄ…電源スイッチ、２ｅ…ヒータ用スイッチ、２ｆ…ヒータ制御部、２ｇ…モータ用スイッチ、２ｈ…モータ駆動信号発生部、３…吸取用チューブ、４…電気コード、４ａ…電力線、４ｂ…第２の電力線、４ｃ…信号線、４ｄ…ＧＮＤ線、１１…吸取孔、１２…ノズルカバー、１３…グリップ

Claims

トリガスイッチが操作されるとハンダ溶融吸取ノズルによって加熱溶融させたハンダを前記ハンダ溶融吸取ノズルから吸取るハンダ吸取機であって、
前記トリガスイッチ、前記ハンダ溶融吸取ノズルを加熱するヒータ、前記ハンダ溶融吸取ノズルの温度を検出する温度センサ、前記ハンダ溶融吸取ノズル及び所定のトリガ信号を発生するトリガ信号発生器を備えるグリップ部と、
前記トリガスイッチの操作の如何によらず、前記温度センサに基づく前記ヒータのフィードバック温度制御を行う温度制御手段、所定の真空ポンプ及び当該真空ポンプを駆動制御するポンプ制御手段を備える本体部と、
前記グリップ部と前記本体部とを電気的に接続する電気コードと、
前記ハンダ溶融吸取ノズルと前記真空ポンプとを空気が通風する状態に接続する吸取用チューブと、を備え、
前記電気コードは、電力線、第２の電力線、信号線及び接地線からなり、
前記トリガ信号発生器は、前記温度センサの検出信号が有する直流成分からなる直流電圧を電源として作動し、
前記温度センサの検出信号と前記トリガ信号と前記直流電圧とが、前記電気コードの信号線を共用して前記グリップ部および前記本体部の間で伝送されることを特徴とするハンダ吸取機。