JP6278557B2 - ハンダ付け装置 - Google Patents

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Description

この発明は、プリント基板等の被加工体に対して、予め設定した手順に沿って自動的にはんだ付けを行うハンダ付け装置に関するものであり、詳しくは、ハンダコテ本体の脱着機構に関するものである。
例えば、プリント基板に対して電子部品を自動的に連続してハンダ付けする際に用いるハンダ付け装置(ハンダ付けロボット)は、ハンダコテを備えたハンダ付けヘッドと、このハンダ付けヘッドに線状のハンダを供給するハンダ供給部とを備えている。こうしたハンダ付け装置は、プリント基板またはハンダ付けヘッドを動かすことによって、プリント基板上の任意の位置にハンダ付けを行う。
このようなハンダ付け装置は、ハンダコテのコテ先の形状を変更する場合や、ハンダコテのコテ先が摩耗した場合の交換を目的として、ハンダコテがハンダ付けヘッドに対して着脱可能な構成となっている。
従来、こうしたハンダコテをハンダ付けヘッドに固定する場合には、ハンダコテの取付部にハンダコテを挿入し、複数のネジを締めることによって行われていた。また、ハンダコテの固定後に、このハンダコテのヒータから延びるリード線をハンダ付けヘッド内に引き回して、リード線のプラグを給電用のソケットに接続する。
しかしながら、こうしたハンダ付け装置では、ハンダコテの交換の際に、予め治具や工具でハンダコテが取付部の中心に固定されるように、位置決めを行いつつ複数のネジを均等に締め付けていく必要があり、ハンダコテの交換に手間と時間が掛かるという課題があった。
このような課題に対応して、例えば、特許文献1、特許文献2に記載されたハンダ付け装置は、コテ先、ヒータ部、センサ部、プラグとが一体に収められた着脱可能なコテ先ユニットを備えている。こうしたハンダ付け装置では、コテ先の摩耗や、コテ先の形状を変更する際に、コテ先ユニット全体の交換を行う構成とされている。
特開平4−351268号公報 特開2006−297453号公報
しかしながら、特許文献1、に記載されたハンダ付け装置では、コテ先、ヒータ部、センサ部、プラグとが一体に収められたコテ先ユニットは比較的高価であり、継続使用可能なヒータ部等を含めて交換することになるため無駄が多く、交換時のコストが増加するという課題があった。
また、特許文献1、に記載されたハンダ付け装置では、コテ先が加熱されていた直後の熱い状態では、コテ先の交換が困難であり、冷却されるまで待つ必要があるため、複数のコテ先を交換してハンダ付けを行う場合に、効率的にハンダ付けを行うことが難しいという課題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、コテ先ユニットを簡単な操作で容易に交換可能にするとともに、低コストで交換可能なコテ先ユニットを備えたハンダ付け装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は、次のようなハンダ付け装置を提供した。
すなわち、本発明のハンダ付け装置は、被加工体を載置するステージと、該被加工体の任意の位置にハンダ付けを行うハンダ付けヘッドと、該ハンダ付けヘッドに向けて線状のハンダを供給するハンダ供給部と、を有するハンダ付け装置であって、前記ハンダ付けヘッドは、ヒータ部およびセンサ部が内蔵された棒状のハンダコテ本体と、該ハンダコテ本体を脱着可能に保持するコテ保持体と、前記ヒータ部およびセンサ部から延び、一端にソケットが設けられたリード線と、該ソケットに嵌合するプラグが一端に設けられた給電手段と、を備え、前記コテ保持体は、前記ハンダコテ本体を挿入可能な穴部と、該穴部の内周面に形成され、該穴部の延長方向に沿って延びる溝部と、を備え、前記ハンダコテ本体は、前記コテ保持体に保持された際に、前記溝部を構成する一対の対向面に、一端側および他端側がそれぞれ当接する板バネが固着されていることを特徴とする。
また、本発明のハンダ付け装置は、被加工体を載置するステージと、該被加工体の任意の位置にハンダ付けを行うハンダ付けヘッドと、該ハンダ付けヘッドに向けて線状のハンダを供給するハンダ供給部と、を有するハンダ付け装置であって、前記ハンダ付けヘッドは、ヒータ部およびセンサ部が内蔵された棒状のハンダコテ本体と、該ハンダコテ本体を脱着可能に保持するコテ保持体と、前記ヒータ部およびセンサ部から延び、一端にソケットが設けられたリード線と、該ソケットに嵌合するプラグが一端に設けられた給電手段と、を備え、前記コテ保持体は、前記ハンダコテ本体を挿入可能な穴部と、該穴部の内周面に形成された位置決め突起と、を備え、前記ハンダコテ本体は、前記コテ保持体に保持された際に、前記位置決め突起と当接する位置決め部材を備え、前記プラグは、前記ソケットを前記プラグから押し出して、前記ソケットとの嵌合を解除させる解放レバーを備えたことを特徴とする。
前記プラグは、前記ソケットを前記プラグから押し出して、前記ソケットとの嵌合を解除させる解放レバーを備えることを特徴とする。
前記板バネは、長手方向に沿って略U字状に屈曲され、前記ハンダコテ本体が前記コテ保持体から取り出された状態においては、前記板バネの長手方向に沿った一端と他端との間隔が、前記溝部を構成する一対の対向面どうしの幅よりも広くなるように形成されていることを特徴とする。
前記解放レバーは、前記ソケットを前記プラグに嵌合させた際の係合位置と、嵌合を解除した際の解除位置との間で摺動し、前記係合位置では、前記解除位置よりも前記プラグから突出することを特徴とする。
本発明のハンダ付け装置によれば、板バネが形成されたハンダコテ本体を、コテ保持体の穴部に挿入するだけで、板バネと溝部との係合によってハンダコテ本体を正しい取付位置に容易に位置決め固定することができる。
また、本発明のハンダ付け装置によれば、ハンダコテ本体に形成された位置決め部材を、コテ保持体の穴部の内周面に形成された位置決め突起に当接させて固定するだけで、ハンダコテ本体を正しい取付位置に容易に位置決め固定することができる。
これにより、従来のハンダ付け装置のように、ハンダコテをハンダ付けヘッドに取り付ける際に、取付位置の調節をしつつ複数のネジを均等に締めていくなどの手間と時間のかかるハンダコテ取付手順を踏む必要が無い。よって、容易に、かつ短時間でハンダコテ本体を、コテ保持体が形成されたハンダ付けヘッドに取り付けることが可能になる。
また、本発明のハンダ付け装置によれば、プラグに形成された解放レバーをソケットの方向に押し込むだけで、プラグとソケットとの嵌合を容易に、かつ短時間で解除することができる。
これにより、従来のハンダ付け装置のように、プラグとソケットとの嵌合を解除する際に、抜け止め防止用の係合爪などを工具で解除しつつ、プラグからソケットを抜き取るなど手間と時間の掛かる操作が必要ない。よって、ハンダコテ本体の摩耗や、先端形状の異なる他のハンダコテ本体への付替を、短時間で、かつ簡易な操作で行うことが可能になる。
本発明の第一実施形態に係るハンダ付け装置の外観斜視図である。 第一実施形態に係るハンダ付けヘッドの要部拡大平面図である。 第一実施形態に係るハンダコテ本体とコテ保持部とを示す要部拡大斜視図である。 第一実施形態に係るソケットとプラグとを示す要部拡大斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るハンダ付け装置のソケットとプラグとを示す要部拡大斜視図である。 本発明の第三実施形態に係るハンダ付け装置のハンダコテ本体とコテ保持部とを示す要部拡大斜視図である。 本発明の第四実施形態に係るハンダ付け装置のソケットとプラグとを示す要部拡大斜視図である。 本発明の第五実施形態に係るハンダ付け装置のソケットとプラグとを示す要部拡大斜視図である。
以下、図面を参照して、本発明のハンダ付け装置について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態のハンダ付け装置を示す外観斜視図である。
第一実施形態のハンダ付け装置10は、ステージ11と、このステージ11を移動させるステージ移動装置12と、ハンダ付けヘッド13と、ハンダ供給部14と、ハンダ付けヘッド13を保持するスタンド15と、ステージ移動装置12やハンダ付けヘッド13の動作を制御する制御ユニット16と、を備えている。
ステージ11の一面側には、被加工体として、例えばプリント基板が載置される。ステージ移動装置12は、このステージ11を図中のY方向に沿って移動させる。一方、スタンド15は、ハンダ付けヘッド13をステージ11の上部で保持するとともに、このハンダ付けヘッド13を図中のX方向に沿って移動させる。これにより、ステージ11に載置されたプリント基板上の任意の位置に、ハンダ付けヘッド13を移動させることができる。
ハンダ供給部14は、例えば、線状(糸状)のハンダHを巻き付けるリールと、このハンダをハンダ付けヘッド13に向けて繰り出す繰出装置などから構成される。制御ユニット16は、例えば、コンピュータや入出力ボートなどから構成され、ハンダ付けを行う複数の位置情報などを予め入力することによって、ステージ移動装置12やハンダ付けヘッド13を所定の制御プログラムに従って動作させる。
図2は、ハンダ付けヘッドを示す要部拡大平面図である。
ハンダ付けヘッド13は、棒状のハンダコテ本体21と、このハンダコテ本体21を脱着可能に保持するコテ保持体22と、ハンダ供給部14(図1参照)から繰り出された線状のハンダHをハンダコテ本体21の先端部21bに誘導するハンダ誘導部23と、コテ保持体22に保持されたハンダコテ本体21を上下動および傾斜させるハンダコテ可動部24と、を備えている。また、ハンダコテ本体21に内蔵されたヒータ部31、センサ部(図示略)から延びるリード線32の一端に形成されたソケット33と嵌合するプラグ25が形成されている。
ハンダ誘導部23は、例えば、ハンダHを支持してハンダコテ本体21の先端部21bに誘導するアーム23aなどから構成されている。ハンダコテ可動部24は、ハンダコテ本体21を鉛直方向に対して任意の角度に傾斜させるパルスモータ24aや、ハンダコテ本体21を上下動させるソレノイド24bなどから構成されている。
図3は、ハンダコテ本体およびこれを保持するコテ保持体とを示す要部拡大斜視図である。
図3(a)に示すように、ハンダコテ本体21は、例えば、全体が棒状を成し、内部が中空の筒状部21aと、この筒状部21aの一端側に形成された先端部21bとからなる。先端部21bの先端形状は、ハンダ付けを行う対象に応じて、適切な形状が選択される。先端部21bの形状としては、先端にハンダHを挿入可能な溝を形成したものや、先端が鋭角を成す円錐形状のものなどが挙げられる。
こうしたハンダコテ本体21の先端部21bは、ハンダコテ本体21の筒状部21aと同一の材料で一体に形成されていても、あるいは、筒状部21aとは別な部材で独立して形成されていてもよい。
ハンダコテ本体21の筒状部21aの他端側における外周面には、板バネ41が形成されている。板バネ41は、筒状部21aの他端側に屈曲部分が向くように、略U字形に形成されている。こうした板バネ41は、例えば、その一端41a側が筒状部21aに溶接され、他端41b側を一端41a側に向けて押し縮めることが可能なように形成されている。
コテ保持体22は、ハンダコテ本体21の筒状部21aの他端側が挿入される穴部43と、この穴部43の内周面43aに形成され、穴部43の延長方向に沿って延びる溝部44とを備えている。穴部43は、ハンダコテ本体21の筒状部21の外周面よりも僅かに大きい直径を持つ略円筒形の穴である。溝部44は、穴部43の延長方向に沿って内周面43aの一部を切り欠くように形成された開放溝である。
図3(b)に示すように、コテ保持体22にハンダコテ本体21を保持させる際には、ハンダコテ本体21の筒状部21aの他端側から、コテ保持体22の穴部43に挿入する。この時、ハンダコテ本体21の板バネ41が、コテ保持体22の溝部44に合致する位置で挿入させる。
板バネ41は、ハンダコテ本体21がコテ保持体22から取り出された状態においては、一端41a側と他端41b側との間隔Dが、溝部44を構成する一対の対向面44a,44bどうしの幅よりも広くなるように形成されている。これにより、板バネ41は、溝部44に挿入される際に、一端41a側と他端41b側とが押し縮められるように変形する。そして、板バネ41の弾性力によって、板バネ41の他端41b側が溝部44の一方の側面44bに押し付けられる。これにより、ハンダコテ本体21は、コテ保持体22の穴部43に挿入されるだけで、所定の位置に位置決めされるとともに、コテ保持体22から脱落することが無い。
ハンダコテ本体21をコテ保持体22の穴部43の奥まで挿入した後、例えば、コテ保持体22の固定ネジ46(図2参照)を締めることによって、ハンダコテ本体21がコテ保持体22に対してより確実に保持される。
このように、本発明のハンダ付け装置10では、板バネ41が形成されたハンダコテ本体21を、コテ保持体22の穴部43に挿入するだけで、板バネ41と溝部44との係合によってハンダコテ本体21が正しい取付位置に容易に位置決め固定される。
これにより、例えば、従来のハンダ付け装置のように、ハンダコテをハンダ付けヘッドに取り付ける際に、取付位置の調節をしつつ複数のネジを均等に締めていくなどの手間と時間のかかるハンダコテ取付手順を踏む必要が無い。従って、容易に、かつ短時間でハンダコテ本体21を、コテ保持体22が形成されたハンダ付けヘッド13に取り付けることが可能になる。
図4は、ハンダコテ本体のソケットと、ハンダ付けヘッドの給電用のプラグとを示す要部拡大斜視図である。リード線32の一端に形成されたソケット33は、外面に嵌合解除用の突起33aが形成されている。一方、プラグ25は、給電手段である電源(図示略)から延びる給電線28の一端に接続されている。
プラグ25には、ソケット33と嵌合した際に、このソケット33の突起33aに先端が当接する解放レバー29が形成されている。解放レバー29は、略L字型を成し、プラグ25とソケット33との嵌合方向に沿って摺動可能に取り付けられている。
図4(a)に示すように、プラグ25とソケット33とが嵌合した状態においては、解放レバー29はソケット33の突起33aとの当接によって、プラグ25の上端から大きく突出した係合位置にされる。
この係合位置から、解放レバー29を操作して、ソケット33の方向に押し込むことによって、解放レバー29の先端がソケット33の突起33aをプラグ25から離間する方向に動かす。これにより、図4(b)に示すように、プラグ25からソケット33が押し出され、プラグ25とソケット33との嵌合が解除される。
従来、こうしたプラグ25とソケット33との嵌合を解除する際には、抜け止め防止用の係合爪などを工具で解除しつつ、プラグからソケットを抜き取るなど手間と時間の掛かる操作が必要であった。また、こうした操作は、ハンダ付けヘッドの周辺を損傷させずに行う必要があり、解除操作自体が煩雑であった。
一方、本発明のハンダ付け装置10では、プラグ25に形成された解放レバー29をソケット33の方向に押し込むだけで、プラグ25とソケット33との嵌合を容易に、かつ短時間で解除することができる。
以上説明したように、本発明のハンダ付け装置10では、ハンダコテ本体21のコテ保持体22への着脱、およびハンダコテ本体21のヒータ部31に接続されるソケット33と給電用のプラグ25との着脱を、何れも簡単な操作で容易に行うことができる。よって、ハンダコテ本体21の摩耗や、先端形状の異なる他のハンダコテ本体21への付替を、短時間で、かつ簡易な操作で行うことを可能にする。これによって、ハンダ付け工程の生産性を高め、より効率的に多数箇所のハンダ付けを行うことができる。
また、ハンダコテ本体21のコテ保持体22への着脱、およびハンダコテ本体21のヒータ部31に接続されるソケット33と給電用のプラグ25との着脱を、ハンダコテ本体21の先端部21bに触れることなく行うことができるので、例えば、ハンダコテ本体21が加熱されていた直後の熱い状態であっても、安全に交換が可能である。このため、ハンダコテ本体21が冷却されるまで交換を待つ必要がなく、複数のコテ先を交換しつつハンダ付けを行う場合に、効率的にハンダ付けを行うことを可能にする。
(第二実施形態)
図5は、本発明の第二実施形態におけるソケットと給電用のプラグとの接続部分を示す要部拡大斜視図である。
この第二実施形態においては、給電用のプラグ51は、本体部52と、この本体部52から引出し可能なソケット収容部53と、解除レバー54とから構成されている。また、本体部52、ソケット収容部53には、操作突起52a,53aがそれぞれ形成されている。
このような構成のプラグ51に対して、ハンダコテ本体21のヒータ部31に接続されるソケット33を嵌合させる際には、図5(a)に示すように、まず、本体部52からソケット収容部53を引出し、ソケット収容部53にソケット33を載置する。そして、例えば、操作突起52aと操作突起53aとを接近させるように摘むことにより、図5(b)に示すように、ソケット33が載置されたソケット収容部53が本体部52に収容される。
図5(b)に示す状態では、ソケット33は給電線(図示略)に接続された状態となる。この状態からプラグ51とソケット33との嵌合を解除させるには、係合位置にある解除レバー54を本体部52の方向に押し込む。これによって、図5(a)に示すように、本体部52からソケット収容部53が押し出され、ソケット33と給電線(図示略)との接続が解除される。
このような第二実施形態においても、ソケット収容部53にソケット33を載置して、プラグ51の本体部52に押し込むだけで、ソケット33を容易に給電線に接続できる。また、解除レバー54の操作によって、プラグ51とソケット33との嵌合を容易に、かつ短時間で解除できる。
(第三実施形態)
図6は、本発明の第三実施形態におけるハンダコテ本体とコテ保持体とを示す要部拡大斜視図である。
この第三実施形態においては、ハンダコテ本体61の筒状部61aの他端側には、位置決め部材61bが形成されている。
一方、コテ保持体63は、ハンダコテ本体61の筒状部61aを保持可能な断面凹状の穴部63aが形成されている。また、この穴部63aの一端には、ハンダコテ本体61の位置決め部材61bと当接する位置決め突起63bが形成されている。なお、位置決め部材61bと位置決め突起63bとの構成は、例えば、パイプをU字型にカットして、ピンと嵌合するような構成であってもよい。
こうした第三実施形態において、ハンダコテ本体61をコテ保持体63に取り付ける際には、断面凹状の穴部63aの開放面からハンダコテ本体61の筒状部61aを挿入し、位置決め部材61bと位置決め突起63bとが当接する位置で、コテ保持体63に形成された固定ネジ64を締め付ける。これによって、ハンダコテ本体61をコテ保持体63に容易に取り付けることができる。なお、固定ネジ64によって締め付ける以外にも、例えば、バネによって押し付ける構成であってもよい。
(第四実施形態)
図7は、本発明の第四実施形態におけるソケットと給電用のプラグとの接続部分を示す要部拡大斜視図である。
この第四実施形態は、第二実施形態の変形例であり、給電用のプラグ71は、本体部52と、この本体部52から引出し可能なソケット収容部53と、解除レバー54とから構成されている。また、本体部52、ソケット収容部53には、操作突起52a,53aがそれぞれ形成されている。そして、ソケット収容部53から延びる延長片72と、本体部52から延びる延長片73との間には、付勢部材の一例であるバネ74が設けられている。こうしたバネ74は、延長片72と延長片73とを離間させる方向に付勢する。
こうした構成によって、本体部52からソケット収容部53が引出された状態において、ソケット収容部53がこの位置で保持される。これにより、ソケット収容部53にソケット33が載置されていない状態で本体部52に入ることを防止し、ソケット33の係合時にソケット収容部53を引き出しておくなどの余分な手間が生じることを防止できる。
(第五実施形態)
図8は、本発明の第五実施形態におけるソケットと給電用のプラグとの接続部分を示す要部拡大斜視図である。
この第五実施形態においては、給電用のプラグ81に強磁性の金属、例えば鉄製のネジ82が固着される。また、プラグ81がハンダコテ本体83から延びるソケット84に対して係合が解除された位置(図8(a)参照)において、ネジ82と対向する位置に磁石85が設けられている。
こうした構成によって、図8(b)に示すプラグ81とソケット84とが係合した状態から、図8(a)に示すように、プラグ81とソケット84との係合を解除させると、磁石85によってプラグ81に固着されたネジ82を磁力で引きつける。これにより、プラグ81は、図8(a)に示す解除位置に保持され、自重などによって下方に移動することがなく、ソケット84との係合時にプラグ81を解除位置に一旦戻すなどの余分な手間が生じることを防止できる。
10 ハンダ付け装置
13 ハンダ付けヘッド
14 ハンダ供給部
21 ハンダコテ本体
25 プラグ
33 ソケット
41 板バネ
61b 位置決め部材
63b 位置決め突起

Claims (5)

  1. 被加工体を載置するステージと、該被加工体の任意の位置にハンダ付けを行うハンダ付けヘッドと、該ハンダ付けヘッドに向けて線状のハンダを供給するハンダ供給部と、を有するハンダ付け装置であって、
    前記ハンダ付けヘッドは、ヒータ部およびセンサ部が内蔵された棒状のハンダコテ本体と、該ハンダコテ本体を脱着可能に保持するコテ保持体と、前記ヒータ部およびセンサ部から延び、一端にソケットが設けられたリード線と、該ソケットに嵌合するプラグが一端に設けられた給電手段と、を備え、
    前記コテ保持体は、前記ハンダコテ本体を挿入可能な穴部と、該穴部の内周面に形成され、該穴部の延長方向に沿って延びる溝部と、を備え、
    前記ハンダコテ本体は、前記コテ保持体に保持された際に、前記溝部を構成する一対の対向面に、一端側および他端側がそれぞれ当接する板バネが固着されていることを特徴とするハンダ付け装置。
  2. 前記プラグは、前記ソケットを前記プラグから押し出して、前記ソケットとの嵌合を解除させる解放レバーを備えることを特徴とする請求項1に記載のハンダ付け装置。
  3. 前記板バネは、長手方向に沿って略U字状に屈曲され、前記ハンダコテ本体が前記コテ保持体から取り出された状態においては、前記板バネの長手方向に沿った一端と他端との間隔が、前記溝部を構成する一対の対向面どうしの幅よりも広くなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のハンダ付け装置。
  4. 被加工体を載置するステージと、該被加工体の任意の位置にハンダ付けを行うハンダ付けヘッドと、該ハンダ付けヘッドに向けて線状のハンダを供給するハンダ供給部と、を有するハンダ付け装置であって、
    前記ハンダ付けヘッドは、ヒータ部およびセンサ部が内蔵された棒状のハンダコテ本体と、該ハンダコテ本体を脱着可能に保持するコテ保持体と、前記ヒータ部およびセンサ部から延び、一端にソケットが設けられたリード線と、該ソケットに嵌合するプラグが一端に設けられた給電手段と、を備え、
    前記コテ保持体は、前記ハンダコテ本体を挿入可能な穴部と、該穴部の内周面に形成された位置決め突起と、を備え、
    前記ハンダコテ本体は、前記コテ保持体に保持された際に、前記位置決め突起と当接する位置決め部材を備え、
    前記プラグは、前記ソケットを前記プラグから押し出して、前記ソケットとの嵌合を解除させる解放レバーを備えたことを特徴とするハンダ付け装置。
  5. 前記解放レバーは、前記ソケットを前記プラグに嵌合させた際の係合位置と、嵌合を解除した際の解除位置との間で摺動し、前記係合位置では、前記解除位置よりも前記プラグから突出することを特徴とする請求項2または4に記載のハンダ付け装置。
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