JPH04356361A

JPH04356361A - 半田こておよびその製作方法

Info

Publication number: JPH04356361A
Application number: JP15507591A
Authority: JP
Inventors: Seiju Maejima; 前　嶋　正　受; Koichi Saruwatari; 猿　渡　光　一; Shigeo Terada; 寺　田　茂　生; Hidetoshi Hara; 秀利原; Teruo Sakuma; 佐　久　間　照　夫
Original assignee: Fujikura Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Kyoei Senzai KK
Current assignee: Fujikura Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Kyoei Senzai KK
Priority date: 1991-06-01
Filing date: 1991-06-01
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2782123B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半田こてに関するもの
で、ブロック端子などへの通信線の半田付けに用いると
き、半田こてによって通信中の回りの端子に電気的障害
を発生させることを防止することができ、こて先のヒー
トサイクルに対する耐久性を向上させることができると
ともに、こて先に半田が乗りやすくして半田付け作業を
能率的に行うことができるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電熱式半田こての全体構造の概略
を図３を参照しつつ説明する。支持筒体１に電気発熱部
２が内蔵されており、この支持筒体１が取手４の先端に
固定されている。上記発熱部２にこて先部材３が着脱自
在に固定されている。こて先部材３の先端、即ち、こて
先５の形状は半田付け作業を行い易い形状になっていて
、使用目的に応じて種々であるが、図示のものは縦断面
がＶ字状の尖った形状になっている。支持筒体１の後端
に発熱部２の電源コード６が固定されており、発熱部２
によりこて先部材３が加熱される。こて先５によって半
田を溶かし、溶けた半田をこて先に乗せて半田付けを行
う。また、コードレス半田こてとして、液化ガスを熱源
としたものがあるが、原理的構造は、電気が液化ガスに
代ったのみで、他は同じである。なお、半田こてに、一
般的に望まれている要求は次のとおりである。（１）こて先の温度安定性が早く、蓄積熱量が充分であ
ること。（２）消費エネルギーが少なく、熱効率がよいこと。（３）半田付け作業時の温度降下が少なく、連続負荷が
可能なこと。（４）軽量で取り扱いやすく、作業性のよいこと。（５）こて先やヒーターの交換が可能であり、構造的に
堅牢であること。（６）リーク電流が少なく、部品に損傷を与えないこと
。半田こてのこて先５については、半田の乗り（濡れ性）
がよいこと、熱伝導性がよいこと、充分な蓄積熱量があ
ること、耐腐食性、耐熱性、耐酸化性がよいこと等の基
本的な特性の外、軽量性、作業性が求められる。ブロッ
ク端子などへ半田付けをするとき、隣接端子が通信中に
半田付けすることがある。この作業中は半田付けの対象
とする端子の回りの端子にこて先が触れるとその通信回
線に電気的障害を起こすので、これを防ぐため作業者に
は細心の注意が求められ、そのために能率的に作業を行
うことができない。時には触れて通信回線に電気障害を
起こすことがある。回りの端子にこて先や支持筒体先端
部が触れることによる通信回線の電気的障害を防止する
ためには、こて先や支持筒体先端部が高い電気絶縁性を
有するものを使用すればよい。こて先と支持筒体先端部
を電気絶縁性を有するものにするのは容易でないから、
こて先を鶴の首のように長くして絶縁し、支持筒体先端
部は絶縁をしなくても使用に耐えるだろうという構造案
も考えられる。しかし、こて先を鶴の首のように長くす
ると半田溶着部表面の温度が低下し、半田こてとして役
立たなくなることもある。ところで、こて先の表面をセ
ラミック製としたものが公知である（実開平２ー６１６
４号公報）。この考案はこて先の耐腐食性、耐酸化性の
向上を目的とするものではあるが、　こて先の表面は発
熱体からの熱伝導性をよくするためにＴｉＢ２、ＳｉＣ
、ＡｌＮなどの熱伝導性に優れたセラミックで構成され
ている。しかし、これらは高温の電気絶縁性に関しては
劣るものであるため、活線状態で半田付け作業をする様
な場合には問題がある。また、この公知の考案は、こて
先部材自体をセラミック製とするか、または、こて先の
全面をセラミック層によって被覆するものであるので、
その初期の目的は達成できるとしても、半田の乗りの問
題が残り、さらに、こて先をセラミック層によって被覆
するものについてはヒートサイクルに対する耐久性の問
題が残る。すなわち、銅等の金属心材の先端をセラミッ
ク層によって被覆するものであるが、目標とする使用温
度範囲が２５０〜３５０℃と比較的低い温度にあること
もあって、ヒートサイクルに対する考慮がなされていな
いから高温では心材と被覆層との熱膨張の差のために被
覆層に割れを生じたりし、その結果心材表面の酸化、腐
食が進行し、膨張収縮を繰り返すと被覆層が心材から剥
離するために、使用に耐えられなくなる可能性が大であ
る。さらに全面がセラミックの表面となっているから半
田の乗りの問題が残るために繊細の注意が求められるブ
ロック端子などの半田付け作業のように線が高密度に配
置された個所での作業用に供することは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたもので、銅等の熱伝導性に優れた金
属を心材とするこて先をセラミック層で被覆し、また、
支持筒体の先端をセラミック層で被覆するについて、そ
の金属表面の構造やその被覆法およびこて先先端の構造
に工夫を講じることにより、上記従来の問題点、すなわ
ち、半田の乗りの問題、高温のヒートサイクルに対する
耐久性の問題、４００℃以上の高温における電気絶縁性
に関する問題を解決することをその課題とするものであ
る。

【０００４】

〔手　　　　段〕

（イ）金属心材先端の半田溶着部にマスクを施し、（ロ
）心材の先端にクロムメッキを施し、（ハ）心材先端の
クロムメッキ表面をサンドブラストによって粗面にし、
（ニ）心材先端のクロムメッキ面にセラミックを溶着す
ること。〔作　　　　用〕クロムメッキを施す前に半田溶着部に
マスクを施すので、この半田溶着部がクロムメッキされ
ることは容易、完全に防止される。また、このマスクは
クロムメッキ面に対するセラミック溶着が完了するまで
半田溶着部をカバーするので、半田溶着部はサンドブラ
ストによって粗面にされることはなく、セラミックが溶
着されることもない。また、金属心材の材質の如何にか
かわらず心材の表面はクロムメッキ層になる。クロムメ
ッキ層の表面は平滑であるので、そのままでセラミック
を溶着してもクロムメッキ層とセラミック溶着層との機
械的な結合力が小さい。サンドブラストを施して、表面
を粗面化にすることにより活性な表面状態となり、クロ
ムメッキ表面とセラミック溶着層との間に強固な化学的
結合が得られるとともに、粗面化による複雑な表面構造
によって機械的結合力が強化されるので、熱膨張、収縮
時のクロムメッキ層とセラミック溶着層間の相対的なず
れは防止される。第七番目の発明について〔手　　　　段〕（イ）銅製心材の先端に鉄メッキを施し、（ロ）心材先
端の半田溶着部にマスクを施し、（ハ）心材先端の鉄メ
ッキ層の表面にさらにクロムメッキを施し、（ニ）心材
先端のクロムメッキ表面をサンドブラストによって粗面
にし、（ホ）心材先端のクロムメッキ面にセラミックを
溶着すること。〔作　　　　用〕銅製心材の先端を鉄メッキによって完
全に被覆した後に、その上にクロムメッキが施されるの
で、その後のクロムメッキ層の表面を粗面にするための
サンドブラスト処理によってもクロムメッキ層は残り鉄
メッキ層の表面が露出することはない。また、クロムメ
ッキを施す前に半田溶着部にマスクを施すので、この半
田溶着部がクロムメッキされることは容易、完全に防止
される。さらにマスクはクロムメッキ面に対するセラミ
ック溶着が完了するまで半田溶着部をカバーするので、
半田溶着部はサンドブラストによって粗面にされること
はなく、セラミックが溶着されることもない。第八番目の発明について〔手　　　　段〕こて先部材を支持する支持筒体の先端
部の表面をサンドブラストによって粗面にし、その粗面
上にセラミックを溶着すること。すなわち、（イ）鋼部
材（ステンレス鋼）を材料として、所定の支持筒体の構
造に加工し、　　（ロ）支持筒体の先端部以外にマスク
を施し、（ハ）支持筒体の先端部表面を、サンドブラス
トによって粗面にし、（ニ）支持筒体の先端部表面に、
セラミックを溶着すること。〔作　　　　用〕支持筒体をステンレス鋼とすることに
より、サンドブラストでその表面を粗面にし、セラミッ
クを溶着させると、クロムメッキ層上にセラミック層を
溶着させた場合よりも強固に溶着する。支持筒体の先端
部以外はマスクを施して、サンドブラストし、セラミッ
ク溶着をしているので、先端部以外は、サンドブラスト
によって粗面にされることはなく、セラミックが溶着さ
れることもない。以上個々の本発明の解決手段及びその
作用について説明したが、全体についてさらに詳細に説
明する。なお、以上の説明中の「心材の先端」は、心材
の先端部を意味するものではなく、心材の先端部分、す
なわち、こて先の部分を意味するものである。心材を銅
製とするときは、その素材は無酸素銅が適当であり、そ
の全面に鉄メッキを行のうが適当である。メッキの厚さ
は１００〜７００μｍ程度とするのがよい。クロムメッ
キ層については硬質クロム一層、あるいはその上にさら
に黒色クロムメッキした二層メッキとしてもよい、また
、ニッケルメッキ層にクロムメッキ層を施したものとし
て、ニッケル、硬質クロム、黒色クロムの三層メッキと
してもよい。クロムメッキ層、又は、ニッケルメッキ層
にクロムメッキ層を施したものの厚さはいずれの場合も
５〜６０μｍでよい。また、銅製心材を無酸素銅とする
と、銅中の酸素が１０ｐｐｍであり、タフピッチ銅だと
酸素が３５０ｐｐｍ含有されており、長期間の使用中に
中の酸素が出てきて鉄メッキを剥離させてしまうことが
あるので、酸素含有量の少ない無酸素銅とすると好適で
ある。セラミックとしてはアルミナ、すなわち酸化アル
ミニュウムＡｌ２Ｏ３を基調とするものが適当であるが
、電気絶縁性、耐熱性、耐磨耗性が良好なものであれば
その種類は問わない。しかし、約５００℃と室温とのヒ
ートサイクルにさらされるのであるから、半田こての心
材に対してその線熱膨張係数の差が可及的に小さい方が
よい。しかしながら、材料の選択上やむなく線膨張係数
の差が大きいセラミック層を被覆する場合において、心
材の金属表面を内層から外層に向かって段階的に小さく
なるような構成とし上で被覆することが望ましい。さら
に、常態での体積抵抗が１×１／１０８Ωｃｍ以上であ
ることが望ましい。溶射に使用するアルミナ粉末として
は、白色アルミナ、灰色アルミナが適当である。その成
分については従来周知のものであるから詳細は省略する
。セラミック層の厚さについては、初期の機能を長期に
わたって保全できる強度、耐久性が得られる厚さであれ
ばよい。製作コスト、半田こての作業性からは、可及的
に薄い方が好ましいが、少なくとも２０μｍ以上にする
方がよい。サンドブラストによってクロムメッキ又はニ
ッケル―クロムメッキ表面を粗面にするについては、必
要な表面粗さにすることが大切であるが、クロムメッキ
又はニッケル―クロムメッキ層が消失しない程度でなけ
ればならない。クロムメッキ又はニッケル―クロムメッ
キ層は薄くなっても、全面に確保されことが肝要であり
、ブラスト材の粒径、ブラスト圧力、ブラスト時間、ブ
ラスト距離、方向等のブラスト条件を適宜選択すること
によって、適切なサンドブラスト処理がなされる。もし
、クロムメッキ層又はニッケル―クロムメッキ層が皆無
となり、鉄メッキ層の上にセラミック層が溶射された状
態のものになると、セラミック溶着層を通して、酸素や
水分が鉄の表面に接し、鉄が酸化鉄となり、鉄とセラミ
ック層との間に、順次酸化鉄の層が拡大され、遂にはセ
ラミック層が剥離することが発生する。よって、クロム
メッキ層又はニッケル―クロムメッキ層が消失しない程
度のサンドブラストでなければならない。セラミックの
溶射法としては、プラズマ・パウダー・スプレイ法とい
われる、代表的で、最も慣用されている溶射法を採用す
ればよい。金属心材としては、銅の外、銅合金、銀、ア
ルミ合金などのように、熱伝導性がよく、一定以上の機
械的強度があるものであれば種類を問わない。支持筒体
の材質は、外観がよく、傷がつきにく、耐熱性、耐酸化
性及び耐腐食性がよく、適当な強度を保持し、軽量で、
加工性がよく、安価であれば種類を問わない。一般的に
は、この条件に合致するステンレス鋼が望ましい。ステンレス鋼の外にアルミ合金等がこれに当たる。

【０００５】

【実　　施　　例】次いで、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。第一実施例この実施例のこて先部材の心材１０は無酸素銅製であり
、縦断面略Ｖ字状になっている。こて先部材の表面は厚
さ５００μｍの鉄メッキ層１１によって被覆されており
、さらにこて先部材の鉄メッキ層１１は、こて先５の半
田溶着部１３を除き、厚さ１５μｍの硬質クロムメッキ
層１２によって被覆されている。こて先５の硬質クロム
メッキ層１２は厚さ１５０μｍの灰色アルミナ溶着層１
４によって被覆されている。換言すると、半田溶着部１
３においては鉄メッキ層１１が露出しているが、半田溶
着部を除き、こて先５は硬質クロムメッキ層１２、アル
ミナ溶着層１４によって被覆されている。半田溶着部１
３に溶けた半田１５を乗せて半田付け作業を行う。鉄メ
ッキ層は半田の濡れ性が良いので、半田付け作業を能率
的に行うことができる。クロムメッキ層は、硬質クロム
メッキ層と黒色クロムメッキ層との二層構造にしてもよ
いことは前記のとおりである。クロムメッキ層１２が硬
質クロムメッキ層一層の場合は、硬質クロムメッキ層が
半田の濡れ性がなく、耐摩耗性、耐蝕性、耐熱性が優れ
ており、良好に使用できる。しかし、フラックスの塩素
成分により半田使用部分以外の部分に半田が上がってく
ることがあるが、硬質クロムメッキの上に硬質クロムよ
り耐蝕性に優れた黒色クロムをメッキした、上記二層構
造のものはこれを防止することができる。上記実施例の
製造工程は次のとおりである。心材１０に鉄メッキを施
して鉄メッキ層１１を形成し、こて先５の適当な面積を
マスク１６によってカバーして後、硬質クロムメッキを
施して鉄メッキ層１１を硬質クロムメッキ層１２によっ
て被覆する。マスク１６を付けたままで、こて先５に１
００メッシュのアルミナブラスト粒子による乾式のサン
ドブラスト処理を施してその表面を粗面にする。その後
、こて先にプラズマ・パウダー・スプレイ法によってア
ルミナ粉末を溶射して、こて先５の硬質クロムメッキ層
１２の上にアルミナ溶着層１４を形成し、これによって
こて先５の硬質クロムメッキ層１２を被覆する。全工程
完了後マスク１６を除去する。以上の半田こてを電源に
接続すると、約１０分でこて先の半田溶着部１３の表面
温度が４５０℃まで上昇した。半田溶着部近傍における
アルミナ溶着層１４の５００Ｖ課電時の絶縁抵抗は次の
とおりであった。測定器は横河電機製の５００Ｖのメガ
テスターを用いた。温度、絶縁抵抗の関係は、表１に示
す。

【表１】室温２０℃、加熱温４５０℃のヒートサイクルを１００
０回繰り返したが、アルミナ溶着層には何の異常も認め
られなかった。また絶縁抵抗の低下は全く見られなかっ
た。耐熱試験として、加熱温度４５０℃で連続１５００
時間保持したがアルミナ溶着層には何の異常も認められ
なっかた。また、絶縁抵抗の変化も全く認められなかっ
た。また、直径３６．５ｍｍの鋼球を高さ３０ｃｍから
アルミナ溶着層上に自然落下させて、強度試験を行った
が、アルミナ溶着層の物理的損傷は全く認められなかっ
た。第二実施例第一実施例と同様の心材に厚さ５００μｍの鉄メッキを
施した後、厚さ１０μｍの硬質クロムメッキを施し、さ
らに厚さ１０μｍの黒色クロムメッキを施した。その後
第一実施例と同様のサンドブラスト処理を行い、灰色ア
ルミナ粉末を用いて、厚さ１００μｍのアルミナ溶着層
を形成した。上記第一実施例と同様の試験を行った結果
、半田溶着部近傍の５００Ｖ課電時の絶縁抵抗は次のと
おりであった。温度、絶縁抵抗の関係は、表２に示す。

【表２】室温２０℃、加熱温４５０℃のヒートサイクルを１００
０回繰り返したが、アルミナ溶着層には何の異常も認め
られなかった。また絶縁抵抗の低下は全く見られなかっ
た。耐熱試験として、加熱温度４５０℃で連続１５００
時間保持したがアルミナ溶着層には何の異常も認められ
なっかた。また、絶縁抵抗の変化も全く認められなかっ
た。鋼球落下試験の結果は第一実施例と同様であった。第三実施例第三実施例は白色アルミナ粉末を用いてアルミナ溶着層
を形成したもので、その他の点は第一実施例と全く差異
はない。半田こては、コードレスの液化ガス式半田こて
を用いた。この実施例における半田溶着部近傍の５００
Ｖ課電時の絶縁抵抗は次のとおりであった。温度、絶縁
抵抗の関係は、表３に示す。

【表３】室温２０℃、加熱温４５０℃のヒートサイクルを１００
０回繰り返したが、アルミナ溶着層には何の異常も認め
られなかった。また絶縁抵抗の低下は全く見られなかっ
た。鋼球落下試験の結果は第一実施例と同様であった。第四実施例こて先には、第二実施例のものを使用した。支持筒体と
して、ステンレス鋼を使用し、先端部に１００メッシュ
のアルミナブラスト粒子による乾式のサンドブラスト処
理を施してその表面を粗面にする。その後支持筒体先端
部にプラズマ・パウダー・スプレイ法よってアルミナ粉
末を溶射した。以上の半田こてを電源に接続し、こて先
の半田溶着部１３の表面温度が４５０℃まで上昇したと
きブロック端子の半田付けを行った。通話中の端子にこ
て先のセラミック層を当て、他の端子には半田付けを行
ったが、通話には何ら異常が発生しなかった。また、通
話中の端子に支持筒体先端部を当て、他の端子には半田
付けを行ったが、通話には何ら異常が発生しなかった。以上の半田付けで、通話中の端子に、こて先や支持筒体
先端部のセラミック層が接触しても、通話に妨害を与え
ないことが実証された。

【０００６】

【効　　　　果】本発明の前記課題は新規である。した
がって、この課題を解決して従来技術に内在する前記の
問題をすべて解消したことが本発明の最大の特有の効果
である。本発明を実施した半田こてのこて先は、４００
℃〜５００℃の高温においても半田溶着部近傍の５００
Ｖ課電時の絶縁抵抗は１０７Ω以上と極めて高く、生き
ている端子がこて先や支持筒体の先端部と接触してもシ
ョートすることは決してない。このために半田付け作業
中に生きている端子をショートさせないための注意を払
う必要がないので、その作業を容易に、かつ能率的に行
うことができる。さらにセラミックによる被覆層が溶着
層であるので、こて先の形状の如何にかかわらず、均一
、完全な被覆層を全面に形成することができることが本
発明の大きな利点である。耐熱性、耐腐食性、耐酸化性
、耐久性に優れ、長期間の使用に供し得ることは前記の
とおりである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】上記本発明の一実施例の製造方法の説明用断面
図である。

【図３】従来の半田こての概略を示す斜視図である。

【符号の説明】

１・・・支持筒体１ａ・・・先端部２・・・発熱部３・・・こて先部材４・・・取手５・・・こて先６・・・電源コード１０・・・心材１１・・・鉄メッキ層１２・・・硬質クロムメッキ層１３・・・半田溶着部１４・・・アルミナ溶着層１５・・・半田１６・・・マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属心材の先端を、半田溶着部を除き、表
面が粗面の耐酸化性の金属層を介して、溶射によるセラ
ミック層によって被覆した半田こて。
【請求項２】金属心材の先端を、半田溶着部を除き、表
面が粗面のクロムメッキ層を介して、溶射によるセラミ
ック層によって被覆した半田こて。
【請求項３】鉄メッキ層によって被覆した銅製の心材の
先端を、半田溶着部を除き、表面が粗面のクロムメッキ
層を介して、溶射によるセラミック層によって被覆した
半田こて。
【請求項４】クロムメッキ層を、ニッケルメッキ層にク
ロムメッキ層を施したものとした請求項２、３記載の半
田こて。
【請求項５】金属心材（こて先部材）を支持する支持筒
体の表面が粗面の先端部を、溶射によるセラミック層に
よって被覆した請求項１〜４記載の半田こて。
【請求項６】金属心材先端の半田溶着部にマスクを施し
、心材の先端にクロムメッキを施し、心材先端のクロム
メッキ表面をサンドブラストによって粗面にし、心材先
端のクロムメッキ面にセラミックを溶着する、半田こて
の製作方法。
【請求項７】銅製心材の先端に鉄メッキを施し、心材先
端の半田溶着部にマスクを施し、心材先端の鉄メッキ層
の表面にさらにクロムメッキを施し、心材先端のクロム
メッキ表面をサンドブラストによって粗面にし、心材先
端のクロムメッキ面にセラミックを溶着する、半田こて
の製作方法。
【請求項８】こて先部材を支持する支持筒体の先端部の
表面をサンドブラストによって粗面にし、その粗面上に
セラミックを溶着する、半田こての製作方法。