JPH05154648A - ワークのはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの前処理に引き続き、はんだ付けを実
施可能とする。 【構成】 ワークのはんだ付け方法は、ピンチロッドと
しての第１電極ロッド２０とワーク受けとしての固定電
極ロッド４０との間に端子Ｗ10と被覆リード線Ｗ9を重
ねて挟持し、これらロッド２０，４０間に端子Ｗ10を介
してフュージング電流を流して被覆リード線Ｗ9の被膜
を剥離、この後、第１電極ロッドの発熱により、はんだ
を加熱溶融してから、第１電極ロッドの発熱を停止して
強制冷却し、溶融はんだの冷却固化をなすようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークのはんだ付け
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばワークとしての端子に被覆リード
線をはんだ付けする前には、この被覆リード線の被覆を
予め剥離しておく必要があり、また、ワークが線材同士
などの場合にあっては、そのはんだ付けの前に、これら
線材を溶接などにより仮止めしておかないと、はんだ付
け不良を招く場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】それ故、従来の場合、
その前処理が必要となるワークの場合には、そのはんだ
付け作業が煩雑となり、作業効率が著しく低下するもの
となっている。この発明は、上述した事情に基づいてな
されたもので、その目的とするところは、ワークの前処
理に引き続き、そのはんだ付けを行うことができるワー
クのはんだ付け方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の方法は、通電
発熱と強制冷却とが可能なピンチロッドと導電性を有し
たワーク受けを備え、これらの間にワーク相互を重ねて
挟持し、ピンチロッドとワーク受けとの間にワークを介
し所定の電流を流して、この電流によりワークの前処理
を行い、この後、ピンチロッドの発熱により、はんだを
加熱溶融してからピンチロッドの通電発熱を停止し、こ
のピンチロッドの強制冷却により、溶融はんだを冷却固
化してワーク相互のはんだ付けをなすようになってい
る。

【０００５】

【作用】上述したはんだ付け方法によれば、ピンチロッ
ドとワーク受けとの間にワークが挟持されている状態
で、先ず、ワークを通じてピンチロッドとワーク受けと
の間に所定の電流を流してワークの前処理が実施され、
この後、ピンチロッドの発熱を利用してはんだの加熱溶
融、そして、ピンチロッドの強制冷却により溶融はんだ
の冷却固化がなされる。

【０００６】

【実施例】図１及び図２を参照すると、この発明の方法
を実施するのに適した装置が示されている。この装置
は、矩形をなしたベース２を備えており、このベース２
上にはフレーム４が固定されている。このフレーム４は
上方に向けて延びる箱形をなし、図２でみて、ベース２
の右側部分即ちベース２の後部に位置付けられている。

【０００７】フレーム４の正面からは、プレスアーム６
が突出されており、このプレスアーム６はフレーム４の
上部に位置付けられ、そして、ベース２の前方に向かっ
て水平に延びている。プレスアーム６はフレーム４内の
駆動機構８によって上下方向に移動可能となっている。
それ故、フレーム４の正面壁には、プレスアーム４の上
下動を許容するためのスロット１０が形成されている。
駆動機構８に関しては後述する。

【０００８】プレスアーム６の先端部には、サポート１
２を介して可動電極ユニット１４が取り付けられてい
る。一方、ベース２の前部には、サポート１６を介し
て、ワーク受けとしての固定電極ユニット１８が取り付
けられている。可動電極ユニット１４は、ピンチロッド
として、鉛直に延びる第１電極ロッド２０を備えてお
り、この第１電極ロッド２０は、ウォータジャケット２
２を介してサポート１２に連結されている。

【０００９】図２から明かなように、可動電極ユニット
１４は、更に、第２電極ロッド２４を備えている。この
第２電極ロッド２４は、ウォータジャケット２６を介し
て、ブラケット２８に取り付けられており、このブラッ
ケット２８は前述したサポート１２に連結されている。
第２電極ロッド２４は、傾斜した姿勢に保持されてお
り、第２電極ロッド２４の下端は第１電極ロッド２０の
下端部に接触されている。

【００１０】第１電極ロッド２０と第２電極ロッド２４
との間の接触部の詳細は図３に示されいる。図３から明
かなように、ウォータジャケット２２から露出した第１
電極ロッド２０の下端部は、段付き形状をなし、上側か
ら大径部３０と小径部３２とを有している。この実施例
の場合、小径部３２の下端面は、平坦面となっている。
第１電極ロッド２０に於ける大径部３０の外周面には、
穴３６が斜め下方に向かうようにして形成されている。
この穴３６には、第２電極ロッド２４の下端部が嵌合さ
れ、これにより、第２電極ロッド２４が第１電極ロッド
２０に密着されて、これら第１及び第２電極ロッド２
０，２４は相互に電気的に接続されている。

【００１１】第１及び第２電極ロッド２０，２４を電気
的に接続するにあたり、第１電極ロッド２０の穴３６は
必ずしも必要ではない。即ち、図４及び図５に示されて
いるように、第２電極ロッド２４の端面が第１電極ロッ
ド２０に於ける大径部３０の外周面に合致する円弧状の
凹面３８として形成されていれば、第２電極ロッド凹面
３８を第１電極ロッド２０の大径部３０に当てがうだけ
も、これら第１及び第２電極ロッド２０，２４を相互に
電気的に接続することができる。

【００１２】前述した固定電極ユニット１８は、固定電
極ロッド４０を備えており、この固定電極ロッド４０
は、ウォータジャケット４２を介してサポート１６に取
り付けられている。固定電極ロッド４０は、第１電極ロ
ッド２０に対して同軸上に位置して、鉛直方向に延びて
おり、その上端面は第１電極ロッド２０の下端面に対向
している。

【００１３】電極ロッド２０，２４，４０のウォータジ
ャケット２２，２６，４２は、同様な構造を有してお
り、それ故、ここでは、図６を参照して、ウォータジャ
ケット２２についてのみ説明する。ウォータジャケット
２２は、中空の円筒形状をなしており、このウォータジ
ャケット２２の下端部には、雄ねじ部４１が形成されて
いる。雄ねじ部４１には、リテーナ４２が裸着されてお
り、このリテーナ４２は、ウォータジャケット２２に対
して、前述した第１電極ロッド２０を保持している。即
ち、リテーナ４２には、ウォータジャケット２２の雄ね
じ部４１がねじ込まれるねじ穴４３が形成されており、
一方、第１電極ロッド２０に於ける大径部３０の上部
は、ウォータジャケット２２の下端部に嵌合され、これ
により、大径部３０のフランジ４４は、ウォータジャケ
ット２２とリテーナ４２との間で挟持されている。ま
た、フランジ４４とウォータジャケット２２の下端との
間には、シール４５が配置されている。

【００１４】図６から明かなように、第１電極ロッド２
０の大径部３０と小径部３２とは、別部材からなってお
り、小径部３２は大径部３０に嵌合して取り付けられて
いる。大径部３０内には、上端が開口した穴４６が形成
されており、この穴４６はウォータジャケット２２の内
部に連通している。ウォータジャケット２２の上端には
供給コネクタ４７がねじ込まれており、この供給コネク
タ４７の下端はウォータジャケット２２内に露出し、そ
の下端には、ウォータジャケット２２内に配置された供
給パイプ４８の上端が接続されている。供給パイプ４８
は、ウォータジャケット２２内及び第１電極ロッド２０
の大径部３０内を同軸上に延び、その下端開口は、小径
部３２の上端に近接して対向されている。更に、ウォー
タジャケット２２の上部の外周面には、排出コネクタ４
９がねじ込まれており、この排出コネクタ４９はウォー
タジャケット２２内に連通している。

【００１５】従って、供給コネクタ４７が冷却水供給源
（図示しない）に可撓性を有した供給チューブ５２（図
１参照）接続される一方、排出コネクタ４９が排水系の
可撓性を有した排出チューブ５４（図１参照）を介して
接続されれば、供給コネクタ４７からウォータジャケッ
ト２２内の供給パイプ４８に冷却水が供給され、そし
て、この供給パイプ４８の下端開口から第１電極ロッド
２０の小径部３２の上端に向けて、冷却水が噴出される
ことにより、第１電極ロッド２０の小径部３２を効率良
く冷却することができる。なお、供給給パイプ４８から
噴出された冷却水は、大径部３０の穴４６及びウォータ
ジャケット２２内を上方に向かって流れることにより、
ウォータジャケット２２から排出コネクタ４９及び排出
チューブ５４を介して排出される。

【００１６】ウォータジャケット２６，４２もまた、ウ
ォータジャケット２２と同様に、供給コネクタ及び排出
コネクタを有しており、これら供給コネクタ及び排出コ
ネクタは、供給チューブ５２及び排出チューブ５４に夫
々接続されている。前述した電極ロッド２０，２４，４
０は、モリブデン、タングステン、タングステン合金等
の金属材料、例えば、イットリウム、トリウム、セリウ
ム、ジルコニウム等を含有したタングステン合金からな
っている。

【００１７】前述した駆動機構８の詳細は図７に示され
ている。この駆動機構８はプレスアーム６を支持する駆
動コラム５６を備えており、この駆動コラム５６は、プ
レスアーム６の基端部を鉛直方向に貫通して延びてい
る。プレスアーム６に於ける基端部の下面には、円筒形
のガイド５８が固定されており、駆動コラム５６は、ガ
イド５８を摺動自在にして貫通して下方に延びている。
従って、駆動コラム５６の上下動は、ガイド５８によっ
て案内されている。

【００１８】ガイド５８よりも下方に位置した駆動コラ
ム５６の部位には、フランジ６０が一体にして形成され
ており、このフランジ６０とガイド５８との間には、圧
縮コイルばねからなる第１支持ばね６２が配置されてい
る。この第１支持ばね６２は、プレスアーム６を上方に
向けて付勢している。一方、駆動コラム５６は、レバー
６４を介してフレーム４側に支持されている。即ち、レ
バー６４の一端は、フレーム４側のブラケット６６に支
持ピン６８を介して支持されており、それ故、レバー６
４は、上下方向に揺動自在となっている。レバー６４の
中央部には、連結ピン７０を介して駆動コラム５６の下
端が連結されており、更に、レバー６４の他端は、フレ
ーム４の一部分から引張ばね７２によって懸架されてい
る。引張ばね７２は、レバー６４の他端を上方に向けて
付勢しており、これにより、レバー６４は、上方に向け
て回動した位置にあり、この結果、駆動コラム６０、即
ち、プレスアーム６もまた、上昇位置に押し上げられて
いる。

【００１９】レバー６４の他端には、更に、ワイヤ７４
の一端が連結されており、このワイヤ７４の他端は、ペ
ダル７６に連結されている。この実施例の場合、ワイヤ
７４は、ベース２に形成した開口７８、また、装置全体
が載置される作業テーブル（図示しない）を通じて下方
に延びている。従って、作業者がペダル７６を踏み込め
ば、レバー６４は、引張ばね７２の付勢力に抗して下方
に回動され、これより、駆動コラム５６は、プレスアー
ム６とともに降下される。

【００２０】駆動コラム５６のフランジ６０の下方に
は、フランジ６０に対して対向するようにブラケット８
０が配置されており、このブラケット８０は、フレーム
４側に取り付けらている。ブラケット８０には、ねじか
らなるストッパ８２がブラケット８０にねじ込まれてお
り、このストッパ８２の一端は、ブラケット８０から駆
動コラム５６のフランジ６０に向かって突出されてい
る。ストッパ８２の一端とフランジ６０との間の間隔
は、駆動コラム５６の下降ストロークを規制しており、
この下降ストロークは、ストッパ８２のねじ込みストロ
ークにより調整することができる。

【００２１】一方、駆動コラム５６の上端部は、プレス
アーム６の上方、即ち、フレーム４の上方に向けて突出
している。駆動コラム５６の上端部は、縮径されたねじ
部８４として形成されており、このねじ部８４には、キ
ャップナット８６が取り付けられている。このキャップ
ナット８６とプレスアーム６との間には、駆動コラム６
０を囲むようにしてカバーパイプ８８が配置されてお
り、このカバーパイプ８８と駆動コラム５６との間に
は、圧縮コイルばねからなる第２支持ばね９０が配置さ
れている。第２支持ばね９０は、カバーパイプ８８とプ
レスアーム６との間に架け渡されており、これにより、
カバーパイプ８８、即ち、キャップナット８６とプレス
アーム６とは、互いに離間する方向に付勢されている。
それ故、駆動コラム５６の軸方向でみた場合、プレスア
ーム６は、第１及び第２支持ばね６２，９０によって上
下方向から付勢されており、これにより、プレスアーム
６は、駆動コラム５６の所定の軸方向位置に位置付けら
れている。ここで、第２支持ばね９０の付勢力は、第１
支持ばね６２の付勢力よりも大きく設定されている。

【００２２】次に、図８を参照すれば、前述した電極ロ
ッド２０，２４，４０への通電制御回路が示されてい
る。この通電制御回路はコントローラ９２を備えてお
り、このコントローラ９２は商用電源９４に接続されて
いる。一方、コントローラ９２にはトランス９６即ちそ
の一次コイル９８に接続されており、トランス９６の二
次コイル１００の一端は、給電ライン１０２を介して第
１電極ロッド２０に接続されており、二次コイル１００
の他端は、給電ライン１０４を介して第２電極ロッド２
４に接続されている。また、この実施例の場合、二次コ
イル１００の他端は、固定電極ロッド４０に給電ライン
１０６を介して接続されている。

【００２３】更に、コントローラ９２には、リミットス
イッチ１０８，ランプ１１０及びはんだ送給装置１１２
が夫々電気的に接続されている。リミットスイッチ１０
８は、図７に示されているように、プレスアーム６の基
端部の近傍に位置付けられて、フレーム４側に固定され
ている。リミットスイッチ１０８は、プレスアーム６が
下降されたときにオン作動され、そのオン信号をコント
ローラ９２に出力する。

【００２４】はんだ送給装置１１２は、図１に示されて
いるように、フレーム４の側方に配置されている。送給
装置１１２はフレーム１１４を備えており、このフレー
ム１１４の正面には、軸１１６が突出されており、この
軸１１６には、取り外し可能にしてリール１１８が取り
付けられている。リール１１８には、糸状をなしたはん
だが巻回されている。

【００２５】更に、フレーム１１４には、フィードロー
ラ１２２及びピンチローラ１２４が回転自在に取り付け
られており、リール１１８のはんだ１２０は、フィード
ローラ１２２とピンチローラ１２４との間を通じて引き
出されている。フィードローラ１２２とピンチローラ１
２４を通過したはんだ１２０は、ガイド１２６を通じて
案内されて、前述した固定電極ロッド４０即ちワーク受
け近傍の所定の位置まで導かれている。

【００２６】フィードローラ１２２は、駆動モータ１２
８に連結されており、この駆動モータ１２８は、コント
ローラ９２からの指令信号を受けて、フィードローラ１
２２を正逆回転させることができる。フィードローラ１
２２の正逆回転により、リール１１８からのはんだ１２
０の繰り出し、逆にリール１１８へのはんだの巻取りが
可能となっている。

【００２７】上述した装置ではんだ付けされるワークと
して、被覆リード線Ｗ9と端子Ｗ10は図９に夫々示され
ている。この実施例の場合、端子Ｗ10は被覆リード線Ｗ
9を挟持するための挟持片２１６を有している。次に、
被覆リード線Ｗ9と端子Ｗ10とのはんだ付け方法につい
て説明する。先ず、可動電極ユニット１４の第１及び第
２電極ロッド２０，２４及び固定電極ロッド４０は冷却
水により常時冷却状態にある。このような状態で、作業
者は、図１０に示されるように被覆リード線Ｗ9及び端
子Ｗ10を互いに重ね合わして状態で固定電極ロッド４０
上に載置する。このとき、端子Ｗ10の挟持片２１６は開
いた状態にある。

【００２８】この状態から、作業者によって図７のペダ
ル７６が踏み込まれると、レバー６４が引張ばね７２の
付勢力に抗して下方に回動され、これにより、駆動コラ
ム５６はプレスアーム６とともに下降される。即ち、可
動電極ユニット１４の第１電極ロッド２０が下降され
る。このようにして第１電極ロッド２０が下降される
と、プレスアーム６によってリミットスイッチ１０８が
オン作動され（図７参照）、コントローラ９２はトラン
ス９６を介して所定時間だけ、第１及び第２電極ロッド
２０，２４に通電する。従って、第１及び第２電極ロッ
ド２０，２４は、冷却水による冷却に抗し、これらの接
触抵抗により急速に発熱することになる。

【００２９】一方、第１電極ロッド２０の下降により、
この第１電極ロッド２０は、端子Ｗ10の挟持片２１６を
押し曲げ、これにより、被覆リード線Ｗ9は図１１に示
されているように端子Ｗ10と挟持片２１６との間に機械
的に所定の圧力で挟持される。このとき、端子Ｗ10及び
挟持片２１６が第１電極ロッド２０によって急速に加熱
され、しかも、第１電極ロッド２０が挟持片２１６に接
触した以後は、第１電極ロッド２０と固定電極ロッド４
０との間に端子Ｗ10を介して所定の電流、即ち、フュー
ジング電流が流れるから、この固定電極ロッド４０から
の発熱によっても端子Ｗ10が加熱されることになる。従
って、端子Ｗ10と挟持片２１６との間に挟持された被覆
リード線Ｗ9の被膜部分は加熱されて炭化し、これによ
り、被覆リード線Ｗ9と端子Ｗ10とは電気的に接続され
ることになる。図１２には、被膜材料の炭化により発生
したごみ２１８が示されいる。

【００３０】この後、はんだ送給装置１１２が駆動さ
れ、はんだが端子Ｗ10と挟持片２１６との間に供給され
る。このようにて供給されたはんだは溶融しながら、端
子Ｗ10と挟持片２１６との間から前述したごみ２１８を
押し出して除去し、図１３に示されているように、端子
Ｗ10と被覆リード線Ｗ9との間には溶融したはんだ２２
０のみが残る。

【００３１】この後、第１及び第２電極ロッド２０，２
４への通電が停止されると、これら第１及び第２電極ロ
ッド２０，２４、また固定電極ロッド４０は冷却水によ
り強制的に冷却されるから、これらロッドにより、溶融
したはんだ２２０もまた急速に冷却固化固化される。第
１及び第２電極ロッド２０，２４への通電停止から遅れ
て、はんだ送給装置１１２によりはんだ１２０の戻し動
作がなされ、これにより、はんだ１２０は端子Ｗ10側か
ら切り離されることになる。

【００３２】この後、コントローラ４０は所定の冷却時
間が経過すると、ランプ１１０を点灯させて、作業者に
作業の完了を知らせ、作業者はランプ１１０の点灯を確
認して、ペダル７６の踏み込みを解除する。この結果、
駆動コラム５６は引張ばね７２の復帰力により上昇し、
プレスアーム６即ち可動電極ユニット１４の第１電極ロ
ッド２０もまた上昇し、端子Ｗ10と被覆リード線Ｗ9と
の間のはんだ付けが完了する。

【００３３】なお、プレスアーム６の上昇により、リミ
ットスイッチ１０８がオフ作動されると、この時点でラ
ンプ１１０は消灯される。上述したように被覆リード線
Ｗ9と端子Ｗ10とを取り扱う場合、この発明の方法を適
用すれば、被覆リード線Ｗ9の被覆を予め剥離すること
なく、これら被覆リード線Ｗ9と端子Ｗ10とをはんだ付
けすることができる。

【００３４】更に、この発明の方法は、第１及び固定電
極ロッド２０，４０間に流れる電流を制御することによ
り、ワーク相互をスポット溶接して仮止めした後、これ
らワーク相互のはんだ付けをなすこともできる。例え
ば、図１４を参照すると、ワークとしてプレートＷ14
と、線材Ｗ15との組み合わせが示されている。この場
合、プレートＷ14と線材Ｗ15とは、第１及び固定電極ロ
ッド２０，４０間に挟持されることにより、スポット溶
接される。この後、第１電極ロッド２０が僅かに線材Ｗ
15から一旦離されて、はんだ２２６が供給され、そし
て、第１電極ロッド２０により線材Ｗ15を再びプレート
Ｗ14に押圧した状態で、第１及び固定電極ロッド２０，
４０の強制冷却がなされて、はんだ２２６の固化がなさ
れ、これにより、図１５に示されているように、プレー
トＷ14と線材Ｗ15とのはんだ付けがなされる。

【００３５】上述したように、プレートＷ14と線材Ｗ15
とをスポット溶接により仮付けした後に、これらをはん
だ付けを実施するようにすれば、プレートＷ14と線材Ｗ
15との間の熱伝導率が大きくなるから、溶融はんだの回
りが良好となり、はんだ付けの強度は著しく向上する。
しかも、はんだ付けの溶接との組み合わせにより、これ
らプレートＷ14と線材Ｗ15との間の電気的な接続は確実
なものとなる。

【００３６】更に、この発明の方法によれば、図１６に
示されているように線材Ｗ15同士の接続をも可能である
のは勿論のこと、溶接が困難である銅と銅、また、銅と
真ちゅうとの組み合わせであっても、スポット溶接によ
る仮付けは可能であるから、その仮付けの後に、これら
のはんだ付けが可能となる。上述の実施例では、ペダル
７６の踏み込みにより第１電極ロッド２０の下降動作を
なすようにしたが、第１電極ロッド２０による端子のか
しめに大きな力を必要とする場合にあっては、図７に２
点鎖線で示してあるようにエアシリンダ１４４のピスト
ンロッド１４６をレバー６４に連結し、エアシリンダ１
４４により第１電極ロッド２０の下降動作をなすように
してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のワーク
のはんだ付け方法によれば、ワーク相互のはんだ付けを
実施する前に、ピンチロッドとワーク受けとの間にワー
クを通じ所定の電流を流することで、ワークの前処理を
行い、この後、引き続き、ピンチロッドの発熱及び強制
冷却により、ワーク相互のはんだ付けをなすことができ
る。従って、前処理が必要なワークであっても、この発
明の方法を使用すれば、そのはんだ付けを簡単且つ迅速
に行え、その作業効率を向上できるなどの優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施する装置の正面図であ
る。

【図２】図１の装置の側面図である。

【図３】図２の第１及び第２電極ロッドの接触部分を示
した断面図である。

【図４】図３の接触部分の変形例を示した断面図であ
る。

【図５】図４の接触部分を示した横断面図である。

【図６】第１電極ロッドのウォータジャケットを示した
断面図である。

【図７】可動電極ユニットの駆動機構を示した側面図で
ある。

【図８】図１の装置の通電制御回路を示した図である。

【図９】ワークとして端子と被覆リード線との組み合わ
せを示した斜視図である。

【図１０】装置の一部を拡大して示した図である。

【図１１】図１０の状態から装置が次の段階に作動した
状態を示す図である。

【図１２】図１１の状態から次の段階に移行した状態を
示す図である。

【図１３】図１２の状態から装置が次の段階に作動した
状態を示す図である。

【図１４】ワークとしてプレートと線材の組み合わせを
示した図である。

【図１５】はんだ付け後のプレートと線材とを示した斜
視図である。

【図１６】ワークとして線材同士の組み合わせを示した
斜視図である。

【符号の説明】

１４ 可動電極ユニット ２０ 第１電極ロッド ２２，２６ ウォータジャケット ２４ 第２電極ロッド ４０ 固定電極ロッド ９２ コントローラ ９６ トランス １０８ リミットスイッチ １１０ ランプ １１２ はんだ送給装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電発熱と強制冷却とが可能なピンチロ
   ッドと導電性を有したワーク受けを備え、これらの間に
   ワーク相互を重ねて挟持し、ピンチロッドとワーク受け
   との間にワークを介し所定の電流を流して、この電流に
   よりワークの前処理を行い、この後、ピンチロッドの通
   電発熱により、はんだを加熱溶融してからピンチロッド
   の通電発熱を停止し、このピンチロッドの強制冷却によ
   り、溶融はんだを冷却固化してワーク相互のはんだ付け
   をなすことを特徴とするワークのはんだ付け方法。