JPH0140617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気半田ごてに係り、特に正の抵抗温
度特性を有する磁器半導体発熱体を加熱源とする
電気半田ごてに関する。

一般に、チタン酸バリウム系磁器半導体あるい
はチタン酸鉛ランタン系磁器半導体等の磁器を用
いた発熱体は正の抵抗温度係数を有し、かつある
温度範囲に到ると急激な抵抗抗変化が起こること
が知られている。そしてこの種の発熱体を加熱源
として用いることにより、バイメタル等の温度調
節装置を用いることなく被加熱源を所定の温度ま
で上昇させ、その後一定温度に保つことができ
る。

ところで、この種の磁器半導体（以下正特性サ
ーミスタと称す）を発熱源とする従来の電気半田
ごてにおいては、発熱体として対向電極部の面積
が相互に同一な平板状の正特性サーミスタが用い
られている。このため、耐電圧の関係から使用電
圧（例えばAC100V，200V，240V）に耐えるよ
うに組成あるいは厚さ等を適当に撰択して各別に
設計しなければならず、同一の正特性サーミスタ
を用いて抵電圧から高電圧まで使用することはで
きないという難点がある。

すなわち、正特性サーミスタは第１図に示すよ
うな抵抗温度特性があるため、ある特定温度から
急激な抵抗増加を起こす抵抗急上昇点（キユリー
点）ａを有し、温度の上昇に伴なつて抵抗が増加
し、抵抗温度特性極大点ｂに達した後は抵抗を減
少させる傾向にある。

一般に正特性サーミスタを発熱体として用いる
範囲は、前記キユリー点ａから抵抗温度特性極大
点ｂに到るまでの温度領域であり、前記極大点ｂ
からはラン・アウエイ（run away）と呼ばれ、
ジユール熱による温度上昇によつて正特性サーミ
スタは熱的な破壊に到ることが知られている。

このような性質を有する正特性サーミスタは、
金属酸化物を焼結してなる多結晶体であるため
個々の結晶の大きさが不揃いとなるとともに、結
晶と結晶との間の粒界の大きさにもバラ付きが生
じる。これは単に正特性サーミスタ中において抵
抗の大きい部分と小さい部分とが生じることを意
味する。一般にAC100V用の正特性サーミスタで
は1.5〜3.0mm厚のものが用いられているが、この
ように厚みが比較的薄く、しかも対向電極部面積
が同一な板状のものに電圧を印加した場合には、
正特性サーミスタ中の前記する抵抗の小さい部分
の電流密度が高くなつて瞬時的に部分加熱とな
り、この部分が前記極大点ｂを越えてジユール熱
破壊が起こり易くなる。したがつて従来の電気半
田ごてにおいては、高い耐電圧を期待することが
できない。

本考案はかかる現況に鑑み創案されたもので、
その目的とするところは、耐電圧を向上させるこ
とができるとともに、高い熱効率および耐衝撃性
を確保することがでかできる電気半田ごてを提供
することにある。

本考案は、耐電圧、耐衝撃性および熱効率を向
上させる手段として、正特性サーミスタで構成さ
れる発熱体を、外周面と内周面とが電極部をなす
円筒状に形成するとともに、内周面側の電極部の
面積を外周面側の電極部の面積に対して0.8以下
とし、かつこの発熱体を、こて先基端部から軸方
向に設けた凹部内に電気絶縁物を介し圧入して発
熱体の内周側を空間として残し、発熱体の外周面
から主として熱エネルギを取出すようにしたこと
を特徴とする。

以下考案を図示する一実施例に基づいて説明す
る。

第２図において１は合成樹脂からなる筒状の把
手であり、この把手１の先端側には筒状のキヤツ
プ２が嵌入され止めねじ３を介して位置固定され
ている。また把手１の後端側からは、電源コード
４と同時成形されて一体をなす軟質樹脂製のコー
ドプロテクタ５が嵌入され、このコードプロテク
タ５はコード止めねじ６を介して把手１に固定さ
れている。

一方、前記キヤツプ２には、第２図に示すよう
にステンレス鋼その他の耐蝕性金属材料で形成さ
れたパイプ７の基端部が挿入固定され、このパイ
プ７の先端部には純銅製等のこて先８が圧入固定
されている。

このこて先８は、第３図および第４図に示すよ
うに前記パイプ７に圧入される筒状の圧入部８ａ
と、この圧入部８ａの先端側に鍔部８ｃを介して
一体に連結されるこて先本体８ｂとから構成され
ており、圧入部８ａ周壁の対向する２箇所には軸
方向にスリツト９が設けられ、また鍔部８ｃは圧
入部８ａをパイプ７に圧入する際のストツパをな
している。そして前記圧入部８ａ内には、第３図
に示すように２個の正特性サーミスタ１０が圧入
されている。

各正特性サーミスタ１０は、第５図に示すよう
に圧入部８ａの内径より稍小さい外径を有し軸方
向の長さが短かい円筒状に形成されており、その
外周面積S₁に対する内周面積S₂の割合S₂／S₁が
0.8以下となるように設定されている。そして、
各正特性サーミスタ１０の外周面および内周面に
は、例えばニツケルメツキ等が施されて一対の電
極部がそれぞれ形成されている。これら両正特性
サーミスタ１０は、ドーナツ円板状の絶縁体１１
を介して軸方向に連続配置されており、その内周
面側には軸方向にスリツト１２ａを有するＣ形筒
状の内側電極１２がそのスプリングバツクにより
弾圧止着され、また外周面側には樋状の外側電極
１３がその外面側に巻設される絶縁シート１４に
より圧接されて両正特性サーミスタ１０を並列に
接続している。そして両正特性サーミスタ１０は
この状態で前記圧入部８ａ内に圧入され、必要に
応じ圧入部８ａの外側面から押圧加工が施されて
正特性サーミスタ１０外周面と圧入部８ａとが絶
縁シート１４を介して密着するようになつてい
る。この正特性サーミスタ１０の先端と圧入部８
ａの底部との間には、第３図に示すように円板状
の絶体１５が介装されている。また前記各電極１
２，１３からは、第２図、第３図および第５図に
示すように保護チユーブ１６で被覆されたリード
線１７がそれぞれ引出され、各リード線１７は端
子１８を介して前記電源コード４に接続されてい
る。

次に作用について説明する。

正特性サーミスタ１０に通電すると、正特性サ
ーミスタ１０は第１図に示すキユリー点ａ付近か
ら極大点ｂに到るまでの範囲で発熱し、受熱板と
して機能する圧入部８ａを介して熱がこて先本体
８ｂに伝えられ、こて先８の温度は安定状態に入
る。これは正特性サーミスタ１０の抵抗がキユリ
ー点ａ以上に急増して電流が制限されるためであ
る。

なお実使用状態では、熱負荷を加えるとこて先
本体８ｂの温度が下がり、圧入部８ａを介して正
特性サーミスタ１０の温度が下がつて抵抗も下が
るため電流が増加する。

しかして、正特性サーミスタ１０はキユリー点
ａ付近で無接点のサーマルスイツチとして機能す
る。

この際、受熱板をなす圧入部８ａがこて先本体
８ｂと同材質の一体構造となつており、しかも正
特性サーミスタ１０は圧入部８ａに圧接している
ので、熱効率が極めて良好でこて先８は迅速に加
熱される。

ところで、円筒状をなす前記正特性サーミスタ
１０においても、平板状の従来のものと同様部分
的に抵抗の大きい部分と小さい部分とが存在す
る。ところが、本実施例に係る正特性サーミスタ
１０は、前記するように外周面積S₁に対する内周
面積S₂の割合S₂／S₁が0.8以下となつているので、
正特性サーミスタ１０の外周面に形成される外側
電極部面積に比較して正特性サーミスタ１０の内
周面に形成される内側電極部面積が大幅に小さく
なり、したがつて抵抗の部分的なバラ付きは大き
な問題とはならなくなる。

すなわち、過渡現象において、正特性サーミス
タ１０に電圧を印加すると、内外電極部面積の差
に起因して正特性サーミスタ１０の内側の電流密
度が外側の電流密度に比較して高くなり、径方向
に電流密度の差が生じる。これは内側から外側に
向かつて熱が次第に拡がつていくことを意味し、
正特性サーミスタ１０の経方向において発熱に時
間差が生じる。換言すれば、内側から外側に向か
つて高抵抗の輪が拡がつていくことになる。この
ため、内側の抵抗が第１図における極大点ｂ付近
であるときには外側は極大点ｂには達しておら
ず、外側の抵抗が極大点ｂに近付いたときには正
特性サーミスタ１０は全体として前記極大点ｂ以
下のところで安定状態に入る。

しかして、正特性サーミスタ１０に内在する抵
抗の部分的なバラ付きは問題とならず、高電圧を
印加しても前記極大点ｂを越えにくくなつてジユ
ール熱被壊が防止される。したがつて低い電圧か
ら高い電圧まで使用することができる。

なお、外周面積S₁に対する内周面積S₂の割合
S₂／S₁が0.8以上の円筒状正特性サーミスタの場
合には、その内外周面にそれぞれ形成される電極
部面積の差が少なくなり、したがつて内側と外側
との電流密度の差も少なくなる。このため前述の
ような効果を充分に期待することはできない。

第６図は本実施例に係る円筒状の正特性サーミ
スタ１０と、これと組成および厚さが同一でしか
も対向電極部面積が相互に同一な平板状正特性サ
ーミスタとの電圧電流特性を比較したものであ
り、図において特性Ａは本実施例に係る正特性サ
ーミスタ１０を示し、また特性Ｂは前記平板状正
特性サーミスタを示す。

第６図からも明らかなように本実施例に係る正
特性サーミスタ１０は、従来の正特性サーミスタ
に比べて高い電圧までジユール熱破壊を生じるこ
となく使用できることが判る。

以上説明したように本実施例によれば以下の如
き効果を奏する。

(1) 耐電圧を向上させることができるので、例え
ば自動車のバツテリを電源とする半田ごてをそ
のままの構造で商用電源にも使用できる。この
ため、使用電圧に合わせて各別に製作する必要
がなく、国内用として製造した半田ごてをその
まま米国に輸出する場合等に特に有効である。

(2) 正特性サーミスタ１０はこて先本体８ｂと一
体をなす圧入部８ｂに圧接しているので、正特
性サーミスタ１０の熱が直接こて先８に伝えら
れ熱効率が良好となる。

(3) 正特性サーミスタ１０は圧入部８ａ内に圧入
されて位置固定され、しかも圧入部８ａと正特
性サーミスタ１０との間に介装された絶縁シー
ト１４が緩衝材として機能するので、耐衝撃性
を大幅に向上させることができる。

(4) 圧入部８ａには軸方向にスリツト９が設けら
れているので、正特性サーミスタ１０を圧入し
易くなるとともに、圧入部８ａをその外面側か
ら押圧加工する際に正特性サーミスタ１０とな
じみ易くなる。

(5) 両正特性サーミスタ１０は絶縁体１１を介し
て軸方向に連続配置されているので、電極１
２，１３の処理が容易である。また内側電極１
２により両正特性サーミスタ１０は一体に連結
されているので組立ても容易である。

(6) 両正特性サーミスタ１０は絶縁体１１を介し
て電気的に絶縁されているので、両電極１２，
１３と各正特性サーミスタ１０との接触抵抗が
相互に異なる場合でも何等支障がない。

(7) 正特性サーミスタ１０は短筒状をなしている
ので、軸方向に長い筒状の場合と異なり製造時
の高温焼成によつて鼓状に収縮変形するおそれ
は全くない。

以上説明したように本考案は、正特性サーミス
タで構成される発熱体を、外周面と内周面とが電
極部をなす円筒状に形成するとともに、内周面側
の電極部の面積を外周面側の電極部の面積に対し
て0.8以下とし、かつこの発熱体を、こて先基端
部から軸方向に設けた凹部内に電気絶縁物を介し
圧入して発熱体の内周側を空間として残し、発熱
体の外周面から主として熱エネルギを取出すよう
にしているので、発熱体の組成および厚さを変更
することなく耐電圧を向上させて低電圧から高電
圧まで使用することができる。

また発熱体の外周面は凹部内面に電気絶縁物を
介して圧接しているので、熱効率および耐衝撃性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は正特性サーミスタの抵抗温度特性を示
すグラフ、第２図は本考案の一実施例を示す断面
図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図はこて
先の正面図、第５図は正特性サーミスタと電極と
の関係を示す分解斜視図、第６図は本考案に係る
正特性サーミスタと平板状の従来の正特性サーミ
スタとの電圧電流特性を比較して示すグラフであ
る。 ８……こて先、８ａ……圧入部、８ｂ……こて
先本体、９……スリツト、１０……正特性サーミ
スタ、１１，１５……絶縁体、１２……内側電
極、１３……外側電極、１４……絶縁シート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 正の抵抗温度特性を有する磁器半導体発熱体
   を加熱源とする電気半田ごてにおいて、前記発
   熱体を、外周面と内周面とが電極部をなす円筒
   状に形成するとともに、内周面側の電極部の面
   積を外周面側の電極部の面積に対して0.8以下
   とし、かつこの発熱体を、こて先基端部から軸
   方向に設けた凹部内に電気絶縁物を介し圧入し
   て発熱体の内周側を空間として残し、発熱体の
   外周面から主として熱エネルギを取出すように
   したことを特徴とする電気半田ごて。 ２ 凹部を、発熱体の外形に対応する穴状とした
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の電気半田ごて。 ３ 穴の周壁に、軸方向のスリツトを設けたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項記
   載の電気半田ごて。