KR20220130802A - 히터 칩 유닛 - Google Patents
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Abstract
온도 센서의 측온부를 히터 칩의 고정 부착 개소에 충분히 접촉시킬 수 있는 히터 칩 유닛이다. 구체적으로는 단자용 도선을 단자 부재에 열압착하기 위한 판 형상의 히터 칩(2)에 열전대(3)를 부착한 히터 칩 유닛(1)으로서, 히터 칩(2)은 단자용 도선에 접촉하는 인두 팁부(13)를 인두 본체(11)에 구비한 인두부(6)와, 인두 본체(11)의 좌우 단부로부터 상방으로 서로 이간한 상태에서 연장 형성되고, 전원으로부터의 전류를 인두 본체(11)에 흘려서 인두부(6)를 승온시키는 한 쌍의 접속 암부(7)와, 인두부(6)에 형성되고, 열전대(3)의 측온 접점(3a)이 고정 부착되는 측온 고정 부착부(35)를 구비하고, 측온 고정 부착부(35)는 측온 접점(3a)이 접촉하는 한 쌍의 고정 부착 접촉면(35a)을 구비하고, 고정 부착 접촉면(35a)끼리의 이간 거리가 인두부(6)측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정했다.
Description
본 발명은 단자용 도선을 단자 부재에 열압착하기 위한 히터 칩 유닛에 관한 것이다.
단자용 도선을 단자 부재에 열압착하는 작업, 예를 들면 칩 인덕터 등의 전자 부품의 제조에 있어서 리드선을 코어의 단자부에 열압착하는 작업에 있어서는 열압착용의 히터 칩 유닛이 사용된다. 구체적으로는 인두부가 승온하는 히터 칩에 온도 센서로서 열전대를 부착하여 히터 칩 유닛을 구성하고, 이 히터 칩 유닛을 열압착 장치의 툴 홀더에 부착한다. 그리고, 열압착 장치를 작동하고, 단자 부재에 실은 단자용 도선을 히터 칩의 인두부에 의해 가압하면서 급가열하여 단자용 도선을 단자 부재에 열압착한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그런데, 상기 특허문헌에 기재된 히터 칩(히터 칩 유닛)에 있어서는 열전대의 소선을 히터 칩의 관통 구멍에 통과시키고, 이 상태에서 아크 용접을 행하여 측온 접점(온도 센서의 측온부)의 형성과, 측온 접점의 히터 칩에의 고정 부착(접합)과 동시에 행하고 있다. 그러나, 용접 불량에 의해 측온 접점이 형성되지 않고 소선만이 히터 칩에 접합되는 경우도 있어 수율이 나쁘다. 그래서, 히터 칩에의 고정 부착 전에 측온 접점을 미리 형성해 두고 이 측온 접점(측온부)을 히터 칩에 충분히 접촉시키고, 이 상태에서 고정 부착을 행하는 것이 적합하다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 온도 센서의 측온부를 히터 칩의 고정 부착 개소에 충분히 접촉시킬 수 있는 히터 칩 유닛을 제공하려고 하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 제안된 것이며, 청구항 1에 기재된 것은 단자용 도선을 단자 부재에 열압착하기 위한 판 형상의 히터 칩에 온도 센서를 부착한 히터 칩 유닛으로서,
상기 히터 칩은,
상기 단자용 도선에 접촉하는 인두 팁부를 인두 본체에 구비한 인두부와,
상기 인두 본체의 좌우 단부로부터 상방으로 서로 이간한 상태에서 연장 형성되고, 전원으로부터의 전류를 인두 본체에 흘려서 인두부를 승온시키는 한 쌍의 접속 암부와,
상기 인두부에 형성되고, 온도 센서의 측온부가 고정 부착되는 측온 고정 부착부를 구비하고,
상기 측온 고정 부착부는 측온부가 접촉하는 한 쌍의 고정 부착 접촉면을 구비하고, 고정 부착 접촉면끼리의 이간 거리가 인두부측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정한 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛이다.
청구항 2에 기재된 것은 상기 고정 부착 접촉면을 평면으로 구성하고, 상기 측온부를 구 형상체로 구성한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 히터 칩 유닛이다.
청구항 3에 기재된 것은 상기 접속 암부끼리의 간극을 도선 수납 공간부로 하여 온도 센서의 도선을 도선 수납 공간부에 수납하고,
상기 고정 부착 접촉면을 도선 수납 공간부의 단부에 대향시킨 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 히터 칩 유닛이다.
청구항 4에 기재된 것은 상기 히터 칩이 적어도 상기 인두부와 측온 고정 부착부의 표면에 내산화성 피막층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 히터 칩 유닛이다.
청구항 5에 기재된 것은 상기 측온 고정 부착부에 고정 부착된 측온부의 표면에 내산화성 피막층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 히터 칩 유닛이다.
청구항 6에 기재된 것은 상기 내산화성 피막층이 니켈 피막인 것을 특징으로 하는 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 히터 칩 유닛이다.
본 발명에 의하면, 이하와 같은 우수한 효과를 발휘한다.
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 상기 측온 고정 부착부는 측온부가 접촉하는 한 쌍의 고정 부착 접촉면을 구비하고, 고정 부착 접촉면끼리의 이간 거리가 인두부측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정했으므로, 온도 센서의 측온부를 측온 고정 부착부에 충분히 접촉시킬 수 있다. 따라서, 측온부의 히터 칩에의 양호한 고정 부착, 나아가서는 양호한 측온이 가능한 히터 칩 유닛을 구성할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 상기 고정 부착 접촉면을 평면으로 구성하고, 상기 측온부를 구 형상체로 구성했으므로, 측온부가 고정 부착 접촉면에 점접촉하기 쉽다. 또한, 측온부를 고정 부착 접촉면에 압박하면, 응력이 집중되기 쉬워져서 측온부가 고정 부착 접촉면으로부터 들뜨기 어렵다. 이것에 의해 측온부를 히터 칩에 한층 양호하게 고정 부착하는 것, 나아가서는 히터 칩의 측온을 한층 양호하게 행할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 상기 접속 암부끼리의 간극을 도선 수납 공간부로 하여 온도 센서의 도선을 도선 수납 공간부에 수납하고, 상기 고정 부착 접촉면을 도선 수납 공간부의 단부에 대향시켰으므로, 측온부를 선두로 한 상태에서 온도 센서를 도선 수납 공간부에 삽입하면, 측온부를 고정 부착 접촉면에 간단히 접촉할 수 있다. 따라서, 온도 센서의 측온부를 측온 고정 부착부에 고정 부착하는 준비를 스무스하게 행할 수 있다.
청구항 4 내지 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 승온과 냉각이 반복하여 행해져도 표면의 산화를 억제할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 히터 칩 유닛의 사시도이다.
도 2는 히터 칩의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 저면도, (d)는 측면도이다.
도 3은 히터 칩의 측온 고정 부착부의 설명도이며, (a)는 정면도, (b)는 단면도이다.
도 4는 히터 칩에 열전대를 부착하는 순서의 설명도이며, (a)는 열전대를 히터 칩 내에 삽입하기 전의 상태, (b)는 열전대를 히터 칩 내에 삽입한 후의 상태, (c)는 도선 수납 공간부 및 고정 오목부에 도선 고정부로서 수지를 주입한 상태이다.
도 5는 2개의 인두부를 구비한 히터 칩의 사시도이다.
도 6은 2개의 인두부를 구비한 히터 칩의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 저면도, (d)는 측면도이다.
도 2는 히터 칩의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 저면도, (d)는 측면도이다.
도 3은 히터 칩의 측온 고정 부착부의 설명도이며, (a)는 정면도, (b)는 단면도이다.
도 4는 히터 칩에 열전대를 부착하는 순서의 설명도이며, (a)는 열전대를 히터 칩 내에 삽입하기 전의 상태, (b)는 열전대를 히터 칩 내에 삽입한 후의 상태, (c)는 도선 수납 공간부 및 고정 오목부에 도선 고정부로서 수지를 주입한 상태이다.
도 5는 2개의 인두부를 구비한 히터 칩의 사시도이다.
도 6은 2개의 인두부를 구비한 히터 칩의 설명도이며, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 저면도, (d)는 측면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
히터 칩 유닛(1)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 단자용 도선(A)을 단자 부재(B)에 열압착하기(도 2(d) 참조) 위한 판 형상의 히터 칩(2)과, 온도 센서로서 히터 칩(2)에 부착된 열전대(3)를 구비하여 구성되어 있다. 히터 칩(2)은 도전성 재료(텅스텐, 몰리브덴, 초경재 등)의 판재를 와이어 방전 가공에 의해 가공하여 성형된 칩이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 히터 칩(2)의 하부(워크(단자용 도선(A)이나 단자 부재(B))측에 위치하는 선단부)가 되는 인두부(6)와, 상부(기부)가 되는 좌우 한 쌍의 접속 암부(7)를 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 접속 암부(7)를 통해 인두부(6)에 통전했을 때에 전기 저항에 의해 인두부(6)를 발열가능하게 하고, 인두부(6)의 온도를 열전대(3)에 의해 측정가능하게 하고 있다.
인두부(6)는 접속 암부(7)의 하부끼리를 접속하는 가로로 긴 인두 본체(11)를 구비하고, 이 인두 본체(11)의 횡폭(한 쌍의 접속 암부(7)가 늘어서는 횡방향을 따른 치수)을 히터 칩(2)의 하부로 향함에 따라 점차 좁아지는 상태로 설정하고 있다. 또한, 약간 하방으로 돌출된 인두 본체(11)의 저부에는 상자 형상의 인두 팁부(13)를 하방으로 향하게 하여 돌출 형성하고, 이 인두 팁부(13)의 저면(선단면)을 인두 팁면(13a)으로 하여 단자용 도선(A)에 접촉가능하게 하고 있다. 또한, 인두 본체(11)의 인두 팁부(13)와 반대측에 위치하는 상부(접속 암부(7)측)에는 대략 직사각형 형상의 인두 오목부(15)를 형성하고, 이 인두 오목부(15) 내에 열전대(3)의 측온 접점(측온부)(3a)을 고정 부착하고 있다. 또한, 측온 접점(3a)이 고정 부착되는 구성에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.
접속 암부(7)는 인두 본체(11)의 좌우 단부로부터 상방으로 연장 형성된 세로로 긴 구성 부분이며, 접속 암부(7)끼리를 서로 이간한 상태에서 구비되어 있다. 또한, 접속 암부(7)의 상부(연장 형성 단부)에는 열압착 장치의 칩 홀더(도시하지 않음)에 장착하기 위한 장착 구멍(17)을 히터 칩(2)의 판 두께방향으로 관통하고, 이 장착 구멍(17)에 통과시킨 장착 볼트(도시하지 않음)를 칩 홀더에 나사 결합함으로써, 인두 팁부(13)를 아래로 향하게 한 자세로 히터 칩 유닛(1)을 칩 홀더에 장착하도록 구성되어 있다.
또한, 칩 홀더에 장착된 히터 칩 유닛(1)에 있어서는 일방의 접속 암부(7)가 열압착 장치의 히터용 전원(도시하지 않음)의 일단에 전기적으로 접속되고, 타방의 접속 암부(7)가 히터용 전원의 타단에 전기적으로 접속된다. 그리고, 전원(히터용 전원)으로부터 히터 칩(2)에 전류를 흘리면, 전류가 접속 암부(7)를 통해 인두 본체(11) 내로 흘러 인두 본체(11) 내의 전기 저항에 의해 인두 본체(11)가 발열하고, 이 열에 의해 인두 팁부(13)가 승온하도록 구성되어 있다. 또한, 인두 본체(11) 내의 전류가 일방의 접속 암부(7)측으로부터 타방의 접속 암부(7)측으로 향하여 흐르지만, 전류가 흐르는 경로 중, 인두 오목부(15)의 모퉁이 부분에 위치하는 잘록한 개소의 단면적이 다른 개소의 단면적보다 좁아져 있기 때문에, 이 잘록한 개소에서 전류 밀도가 가장 높아져서 이 부분을 중심으로 하여 전기 저항에 의한 줄 열을 발생하기 쉽다.
또한, 히터 칩(2)은 도 1 및 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 이 히터 칩(2)의 표리 양면에 있어서 접속 암부(7)의 하부로부터 인두 본체(11)에 걸치는 범위에, 좌우방향(일방의 접속 암부(7)로부터 타방의 접속 암부(7)로 향하는 방향)을 따라 홈(20)을 본 발명에 있어서의 도려냄부로서 각각 연장시키고, 이 표리의 홈(20)의 연장에 의해 박육부(21)를 형성하여 인두 팁부(13)가 박육부(21)의 하방에 돌출 형성되도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 박육부(21)가 인두 팁부(13)로부터 벗어난 위치(상세하게는 인두 팁부(13)보다 접속 암부(7)측)에 형성되도록 구성되어 있다.
또한, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 표리의 홈(20)의 깊이 치수(히터 칩(2)의 판 두께방향의 치수)를 동일하게 설정하여 접속 암부(7), 인두 본체(11)(박육부(21)), 인두 팁부(13)의 각 두께방향의 중앙이 동일 평면 상에 위치하도록 구성되어 있고, 인두 팁부(13)의 판 두께를 접속 암부(7)의 판 두께와 동일하게 설정하고 있다. 또한, 홈(20)의 저부가 되는 박육부(21)의 표면을 인두 본체(11)의 측면(표리면)으로 하고, 인두 본체(11)의 판 두께(박육부(21)의 판 두께)가 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇고, 또한 인두 본체(11)의 단면적(바꿔 말하면, 전류가 흐르는 유로로서의 단면적)이 접속 암부(7)의 단면적보다 작게 설정되도록 구성되어 있다. 그리고, 인두 본체(11)의 측면의 두께(t1)를 접속 암부(7)의 두께(상세하게는 박육부(21)를 제외한 접속 암부(7)의 두께(접속 암부(7) 중 박육부(21)로부터 벗어난 개소의 두께))(t2)보다 얇게 형성하고 있다(도 1 및 도 2(d) 참조).
이어서, 히터 칩(2)에 부착되어 있는 열전대(3), 및 열전대(3)를 부착하기 위한 히터 칩(2) 상의 구성에 대해 설명한다.
열전대(3)는 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 2종의 소선(25)의 선단끼리를 용접하여 구체 형상의 측온 접점(측온부)(3a)을 구성하고, 전기 절연성을 갖는 소선 피복재(26)로 각 소선(25)을 각각 피복하고, 또한 외측 피복재(27)의 피복에 의해 1개로 묶어서 도선(3b)을 구성하고 있다. 바꿔 말하면, 소선(25)을 포함하여 도선(3b)을 구성하고 있다. 또한, 측온 접점(3a)의 직경 및 도선(3b)의 선지름을 각각 히터 칩(2)의 판 두께보다 작게 설정하고 있다.
또한, 히터 칩(2)에 있어서는 도선(3b)의 수납 개소를 접속 암부(7)끼리의 간극에 구비하고, 측온 접점(3a)의 고정 부착 개소를 인두부(6)에 구비하고 있다. 구체적으로 설명하면, 도 1 및 도 2(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 접속 암부(7)의 길이방향을 따라 연장되는 접속 암부(7)끼리의 간극을, 상단 부분이 개방된 도선 수납 공간부(30)로 하여 도선(3b)의 선지름보다 한층 큰 넓이(굵기, 폭)로 설정하고, 이 도선 수납 공간부(30) 내에 도선(3b)(상세하게는 도선(3b) 중 측온 접점(3a) 근처에 위치하는 부분)을 히터 칩(2)의 표리 각 면으로부터 도선(3b)이 외방으로 돌출되지 않은 상태에서 수납하고 있다. 그리고, 도선 수납 공간부(30)의 상단 부분의 개방구(30a)로부터 도선(3b)을 연장하고, 도선 수납 공간부(30)의 하단을 확개하여 인두 오목부(15)에 연통하고 있다(도 1 참조).
또한, 각 접속 암부(7)에는 도선 수납 공간부(30)에 면하는 측면의 일부를 노치하여 고정 오목부(31)를 도선 수납 공간부(30)에 연통하는 상태에서 각각 형성하고, 각 고정 오목부(31) 및 도선 수납 공간부(30)의 일부(고정 오목부(31) 사이에 위치하는 부분)에는 자외선 경화 수지나 열경화 수지 등의 수지를 주입한 후에 경화(고화)하여 도선 고정부(32)를 구비하고, 이 도선 고정부(32)에 의해 도선(3b)이 도선 수납 공간부(30)로부터 어긋나 히터 칩(2)으로부터 돌출되는 것을 저지하고 있다.
또한, 인두부(6)에 형성된 인두 오목부(15) 중 도선 수납 공간부(30)의 단부(하단부)에 면하는 개소에는 열전대(3)의 측온 접점(3a)이 고정 부착되는 측온 고정 부착부(35)를 상방의 접속 암부(7)측으로 돌출시킨 상태에서 구비하고 있다. 측온 고정 부착부(35)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 인두 본체(11)를 사이에 두고 인두 팁부(13)와는 반대측에 돌출 형성된 돌기부이며, 인두 팁부(13)보다 한층 작게 형성되어 있다. 또한, 도선 수납 공간부(30)측을 향한 부분(이 측온 고정 부착부(35)의 상부)에는 측온 접점(3a)이 접촉하는 한 쌍의 고정 부착 접촉면(35a)을 구비하여 도선 수납 공간부(30)의 단부에 대향시키고, 고정 부착 접촉면(35a)끼리의 이간 거리가 인두부(6)측으로부터 상방의 도선 수납 공간부(30)측으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정하고 있다. 그리고, 각 고정 부착 접촉면(35a)을 각각 평면으로 구성함으로써 V자 형상의 오목부(36)를 측온 고정 부착부(35)의 상부(도선 수납 공간부(30)측이 되는 상부)에 형성하고, 이 오목부(36) 내에 측온 접점(3a)을 받아서 고정 부착 접촉면(35a)에 접촉시키고, 이 상태에서 용접하는 등 해서 측온 접점(3a)을 인두부(6)(측온 고정 부착부(35))에 고정 부착하고 있다.
이어서, 히터 칩 유닛(1)의 제작 순서, 특히 히터 칩(2)에의 열전대(3)의 부착 순서에 대해 설명한다.
우선, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 미리 별개로 제작한 히터 칩(2)과 열전대(3)를, 도선 수납 공간부(30)의 개방구(30a)와 측온 접점(3a)이 대향하는 상태에서 배치하고, 히터 칩(2) 및 열전대(3)의 자세를 설정하여 측온 고정 부착부(35), 도선 수납 공간부(30), 측온 접점(3a), 도선(3b)을 이 순번으로 동일 직선 상에 늘어놓는다. 히터 칩(2)과 열전대(3)의 자세를 설정했다면, 측온 접점(3a)을 선두로 하여 열전대(3)를 히터 칩(2)의 도선 수납 공간부(30)의 개방구(30a)에 삽입한다. 그러면, 접속 암부(7)의 측면이 가이드가 되어서 열전대(3)를 인두부(6)측으로 유도한다.
또한, 열전대(3)를 깊게 삽입하면, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 측온 접점(3a)이 도선 수납 공간부(30)를 통과한 후에 인두 오목부(15) 내에 진입한다. 여기서, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 인두부(6)에 있어서는 도선 수납 공간부(30)의 하단부(인두부(6)측의 개방 단부)가 면하는 개소에 측온 고정 부착부(35)를 구비하고, V자 형상의 고정 부착 접촉면(35a)을 도선 수납 공간부(30)의 단부에 대향시키고 있으므로, 인두 오목부(15) 내에 진입한 측온 접점(3a)이 측온 고정 부착부(35)에 도달하여 고정 부착 접촉면(35a)에 접촉(접촉)한다. 이렇게 해서, 측온 접점(3a)을 고정 부착 접촉면(35a)(측온 고정 부착부(35))에 간단하고 또한 확실하게 접촉할 수 있다. 따라서, 측온 접점(3a)을 측온 고정 부착부(35)에 고정 부착하는 준비를 스무스하게 행할 수 있다.
그리고, 도선(3b)을 측온 고정 부착부(35)측에 압박하여 측온 고정 부착부(35)의 고정 부착 접촉면(35a)에의 접촉을 유지하고, 이 상태에서 측온 고정 부착부(35)와 고정 부착 접촉면(35a)을 레이저 용접에 의해 고정 부착(용접)한다. 상세하게는 고정 부착 접촉면(35a)에 레이저를 조사하여 가열하고, 이 열에 의해 측온 접점(3a)을 녹여서 고정 부착(용접)한다. 이 때, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 측온 고정 부착부(35)에 있어서 고정 부착 접촉면(35a)끼리의 이간 거리가 인두부(6)측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정하고 있으므로, 측온 접점(3a)을 측온 고정 부착부(35)에 충분히 접촉시킬 수 있다. 따라서, 측온 접점(3a)의 히터 칩(2)에의 양호한 고정 부착, 나아가서는 양호한 측온이 가능한 히터 칩 유닛(1)을 구성할 수 있다. 또한, 고정 부착 접촉면(35a)을 평면으로 구성하고, 측온 접점(3a)을 구 형상체로 구성하고 있으므로, 측온 접점(3a)이 고정 부착 접촉면(35a)에 점접촉하기 쉽다. 또한, 측온 접점(3a)을 고정 부착 접촉면(35a)에 압박함으로써 응력이 집중되기 쉬워져 측온 접점(3a)이 고정 부착 접촉면(35a)으로부터 들뜨기 어렵다. 이것에 의해 측온 접점(3a)을 히터 칩(2)에 한층 양호하게 고정 부착하는 것, 나아가서는 히터 칩(2)의 측온을 한층 양호하게 행할 수 있다.
측온 고정 부착부(35)에 측온 접점(3a)을 고정 부착했다면, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 도선 수납 공간부(30)의 일부(고정 오목부(31) 사이에 위치하는 부분) 및 각 고정 오목부(31)에 자외선 경화 수지나 열경화 수지 등의 수지를 경화 전의 상태(유동 상태)로 주입하여 충전하고, 그 후에 자외선 조사나 가열 등의 수지 경화 처리를 실시하여 수지를 경화해서 도선 고정부(32)로 한다.
이렇게 해서 열전대(3)를 히터 칩(2)에 부착하여 구성된 히터 칩 유닛(1)에 있어서는 열전대(3)의 도선(3b)을 도선 수납 공간부(30)에 수납했으므로, 열전대(3)의 도선(3b)이 히터 칩(2)의 판 두께의 범위로부터 비어져 나오는 것을 피할 수 있다. 따라서, 열압착 장치에의 장착 작업 등의 히터 칩 유닛(1)의 취급 시나, 히터 칩 유닛(1)의 작업 에어리어에의 진입 시에 도선(3b)을 부주의하게 걸리게 해버리는 문제, 나아가서는 히터 칩(2)으로부터 열전대(3)가 탈락되어 버리는 문제가 생기기 어렵다. 또한, 반송(출하)이나 보존 시에 복수의 히터 칩 유닛(1)을 통합하려고 하는 경우에는 히터 칩 유닛(1)을 지장 없이 안정되게 포갤 수 있고, 반송 작업이나 보존 작업을 막힘 없이 행할 수 있다.
또한, 도선 수납 공간부(30)에는 도선 고정부(32)를 구비했으므로, 수납되어 있는 도선(3b)이 도선 수납 공간부(30)로부터 벗어나 버리는 문제를 저지할 수 있다. 또한, 도선 수납 공간부(30) 내에 주입되어서 경화된 수지를 도선 고정부(32)로 했으므로, 접속 암부(7)와 도선(3b)의 간극에 수지를 도선 고정부(32)로서 넣기 쉬워져 도선(3b)을 충분히 고정할 수 있다. 그리고, 도선 수납 공간부(30)에 연통하는 고정 오목부(31)를 구비하고, 도선 고정부(32)인 수지가 도선 수납 공간부(30) 및 고정 오목부(31)에 주입되어서 경화되어 있으므로, 도선 고정부(32)가 도선 수납 공간부(30)로부터 탈락되기 어려워져 도선 고정부(32)와 함께 도선(3b)이 도선 수납 공간부(30)로부터 벗어나는 문제를 억제할 수 있다.
그리고, 히터 칩 유닛(1)을 사용하여 단자 부재(B)에 단자용 도선(A)을 열압착하는 작업으로서는 우선 열압착 장치의 칩 홀더에 히터 칩 유닛(1)을 인두 팁부(13)가 하측이 되는 자세로 장착하고, 열전대(3)의 도선(3b)을 열압착 장치의 열전대 접속 단자(도시하지 않음)에 접속한다. 그 후, 칩 홀더의 하방에 형성된 작업 에어리어(모두 도시하지 않음)에 단자 부재(B)와 단자용 도선(A)을 세팅하고, 단자 부재(B)의 상면에 단자용 도선(A)을 포갠다. 단자 부재(B)와 단자용 도선(A)을 세팅했다면, 칩 홀더와 함께 히터 칩 유닛(1)을 하강시켜서 인두 팁부(13)를 단자용 도선(A)에 압박하고, 또한 히터 칩(2)에의 통전에 의해 인두 본체(11)를 발열시켜서 단자 부재(B)에 단자용 도선(A)을 열압착한다. 또한, 열전대(3)에 의해 인두부(6)의 온도를 측정하고, 열압착 장치의 제어부(도시하지 않음)가 이 측정값에 의거하여 히터 칩(2)에의 통전 제어, 또한 인두 팁부(13)의 온도 제어를 행한다.
여기서, 발열하는 히터 칩(2)에 있어서는 인두 본체(11)의 판 두께를 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇게 설정하고, 인두 본체(11)의 단면적을 접속 암부(7)의 단면적보다 작게 설정했으므로, 히터 칩(2)의 판 두께를 두껍게 했다고 해도 인두 본체(11)에서의 전류 밀도가 저하하여 발열이 불충분해져 버리는 문제를 억제할 수 있다. 따라서, 히터 칩(2)의 판 두께의 증감에 관계 없이 양호한 발열 효율을 실현하기 쉽다. 또한, 인두 본체(11)의 체적의 증가, 나아가서는 열용량의 증가를 피할 수 있고, 인두 본체(11)나 인두 팁부(13)의 냉각을 신속히 행하기 쉽다. 또한, 접속 암부(7)의 하부로부터 인두 본체(11)에 걸치는 범위에 홈(20)을 연장시켜서 박육부(21)를 형성하고, 홈(20)의 저부가 되는 박육부(21)의 표면을 인두 본체(11)의 측면으로 했으므로, 인두 본체(11)의 판 두께가 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇은 히터 칩(2)의 구조를 간단히 실현할 수 있다.
또한, 박육부(21)의 하방에 인두 팁부(13)를 돌출 형성했으므로, 열압착 작업에 의해 이물(단자용 도선(A)의 절연 피막 등)이 인두 팁부(13)에 부착된 경우에는 인두 팁부(13)의 선단을 연마하는 등 해서 이물을 제거하기 쉽다. 또한, 인두 팁부(13)의 선단의 연마 마진을 충분히 확보할 수 있고, 히터 칩 유닛의 교환 사이클(사용 수명)의 장기화를 도모할 수 있다. 그리고, 박육부(21)를 인두 팁부(13)보다 접속 암부(7)측에 형성하고, 인두 본체(11)의 측면의 두께를 박육부(21)를 제외한 접속 암부(7)의 두께보다 얇게 형성했으므로, 인두 본체(11)에서의 전류 밀도의 저하를 억제하면서도 인두 팁부(13)의 선단면에 있어서의 판 두께방향의 치수를 충분히 확보할 수 있다. 이것에 의해, 히터 칩(2)이 열압착가능한 워크(열압착 대상)의 크기의 허용 범위를 넓힐 수 있다. 또한, 박육부(21)를 인두 팁부(13)로부터 벗어난 위치에 형성하고, 인두 팁부(13)의 판 두께를 접속 암부(7)의 판 두께와 동일하게 설정했으므로, 인두 팁부(13)의 판 두께를 접속 암부(7)의 판 두께에 대해 증감시킬 필요가 없어 히터 칩(2)을 제조하기 쉽다.
또한, 접속 암부(7), 인두 본체(11), 인두 팁부(13)의 각 두께방향의 중앙이 동일 평면 상에 위치하므로, 열압착 작업 시에 히터 칩(2) 내에서 굽힘 모멘트가 발생하기 어려워져 히터 칩(2)에 쓸데 없는 부하가 가해지는 문제, 나아가서는 히터 칩(2)이 손상되기 쉬워지는 문제를 억제할 수 있다. 그리고, 히터 칩(2)의 인두부(6)에 온도 센서로서 열전대(3)를 부착했으므로, 인두부(6)의 온도의 정보를 취득하여 히터 칩(2)의 발열의 제어에 활용할 수 있다. 또한, 온도 센서를 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
그런데, 상기 실시형태에서는 히터 칩(2)의 표리 양면에 홈(20)을 각각 연장 시켜서 박육부(21)를 형성함으로써 인두 본체(11)를 구성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 인두 본체(11)의 판 두께가 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇고, 또한 인두 본체(11)의 단면적을 접속 암부(7)의 단면적보다 작게 설정하면, 어떠한 양태의 인두 본체(11)를 히터 칩(2)에 구비해도 좋다. 예를 들면, 히터 칩(2)의 표면 또는 이면 중 어느 하나에 홈을 연장시켜서 박육부(21)를 형성하여 인두 본체(11)를 구성해도 좋다. 그러나, 인두 본체(11)가 히터 칩(2)의 표리 어느 하나에 치우쳐서 위치하게 되고, 이것에 의해 열압착 작업 시에는 히터 칩(2) 내에 굽힘 모멘트가 발생해 버리므로, 접속 암부(7), 인두 본체(11), 인두 팁부(13)의 각 두께방향의 중앙이 동일 평면 상에 위치하는 구성, 즉 상기 실시형태의 구성을 채용하는 것이 적합하다. 또한, 인두 본체(11)는 전기 저항값이 가장 높은 부분(발열부가 되는 부분)을 포함한 구성이면 좋다. 이 때문에, 홈 등에 의해 박육화를 도모하는 영역은 접속 암부(7) 내에 이르러도 좋고, 반드시 인두 본체(11)의 전역이 아니어도 좋다.
또한, 인두 팁부(13)의 판 두께와 접속 암부(7)의 판 두께를 동일 치수로 설정했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 인두 팁부(13)의 판 두께를 깎아서 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇게 설정하면, 인두 팁부(13)의 판 두께 치수의 자유도를 늘릴 수 있어 열압착 처리를 실시하는 워크(단자 부재(B), 단자용 도선(A))의 크기에 대응한 히터 칩(2)을 설계하기 쉽다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 측온 고정 부착부(35)를 인두 팁부(13)보다 한층 작게 구성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 인두 팁부(13)의 체적과 측온 고정 부착부(35)의 체적을 일치시켜 인두 팁부(13)의 열용량과 측온 고정 부착부(35)의 열용량의 차가 극단적으로 상이한 것을 피하도록 설정하면, 측온 고정 부착부(35)에서의 온도 변화와 인두 팁부(13)에서의 온도 변화를 동기시키려고 할 수 있어 측온 고정 부착부(35)의 측온에 의거하여 인두 팁부(13)의 온도 관리를 실행하기 쉽다.
또한, 측온 고정 부착부(35)의 고정 부착 접촉면(35a)을 평면으로 구성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 고정 부착 접촉면(35a)끼리의 이간 거리가 인두부(6)측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정되면, 고정 부착 접촉면(35a)을 곡면으로 구성해도 좋다. 그리고, 고정 부착 접촉면(35a)에 측온 접점(측온부)(3a)을 충분히 접촉할 수 있으면, 이 측온 접점(3a)을 구 형상체로 형성하는 것에는 한정되지 않고, 어떠한 형상으로 형성해도 좋다. 또한, 열전대(3)의 측온 접점(3a)과 측온 고정 부착부(35)를 용접하여 고정 부착하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 인두부(6)의 측온이 가능하면, 측온 접점(3a)과 측온 고정 부착부(35)의 고정 부착 양태는 묻지 않는다. 예를 들면, 열전도가 양호한 고정 부착제(접착제)를 사용하여 측온 접점(3a)과 측온 고정 부착부(35)를 고정 부착해도 좋다.
그리고, 상기 실시형태의 히터 칩(2)에 있어서는 도선 수납 공간부(30)를 접속 암부(7)의 길이방향을 따라 직선 형상으로 연장시켜서 구비하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 열전대(3)의 도선(3b)을 수납가능한 구성이면, 어떠한 양태의 도선 수납 공간부(30)를 적용해도 좋다. 예를 들면, 굴곡선 형상이나 만곡선 형상으로 연장되는 도선 수납 공간부(30)를 적용해도 좋다. 또한, 자외선 경화 수지나 열경화 수지 등의 수지를 본 발명에 있어서의 도선 고정부(32)로서 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 도선 수납 공간부(30) 내에 수납된 도선(3b)을 고정하여 도선 수납 공간부(30)로부터의 탈락을 저지할 수 있으면, 도선 고정부(32)의 양태는 묻지 않는다. 예를 들면, 도선 수납 공간부(30)에 감합가능한 캡을 도선 고정부로서 채용해도 좋고, 또는 접속 암부(7)에 일체 성형되고, 도선 수납 공간부(30)측으로 돌출된 돌기를 도선 고정부로서 채용해도 좋다.
또한, 도선 수납 공간부(30)에 연통하는 고정 오목부(31)를 도선 수납 공간부(30)의 측면의 얕은 노치에 의해 구성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 도선 고정부(32)인 수지가 도선 수납 공간부(30)로부터 고정 오목부(31)에 걸쳐 주입되어서 경화가능하면, 고정 오목부(31)의 구성은 어떠한 양태를 채용해도 좋다. 예를 들면, 접속 암부(7)의 표리 양면에 홈 형상의 고정 오목부를 각각 형성하고, 이 고정 오목부의 단부를 도선 수납 공간부(30)에 연통하여 수지(도선 고정부(32))가 도선 수납 공간부(30)로부터 고정 오목부에 걸쳐 주입되도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 열전대(3)를 본 발명의 온도 센서로서 예시하고, 열전대(3)의 측온 접점(3a)을 본 발명의 측온부로서 예시했지만, 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 인두부(6)의 측온이 가능하며, 도선(3b)의 단부에 측온부를 구비하여 구성된 온도 센서이면, 어떠한 양태의 온도 센서를 채용하여 히터 칩(2)에 부착해도 좋다.
그런데, 상기 실시형태에서는 홈(20)을 본 발명에 있어서의 도려냄부로서 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 요컨대, 일방의 접속 암부로부터 타방의 접속 암부로 향하는 방향을 따라 도려냄부를 연장시킴으로써 박육부가 히터 칩에 형성되면, 도려냄부를 어떠한 양태로 설정해도 좋다. 예를 들면, 도 5 및 도 6에 나타내는 제 2 실시형태의 히터 칩(2')에 있어서는 기본적으로는 상기 실시형태(제 1 실시형태)와 동일하지만, 히터 칩(2')의 표리 양면뿐만 아니라, 히터 칩(2')의 판 두께방향의 중간 부분에도 도려냄부를 형성하여 히터 칩(2')의 하반 부분을 두 갈래로 분기시키고, 이것에 의해 두 다리의 인두 본체를 갖고 있는 점에서 상이하다.
구체적으로 설명하면, 히터 칩(2')은 이 히터 칩(2')의 하부에 위치하는 인두부(6') 중 판 두께방향의 중간 부분에, 좌우방향(일방의 접속 암부(7)로부터 타방의 접속 암부(7)로 향하는 방향)을 따라 연장되는 인두 공간부(40)를 도려냄부로서 형성하고, 이 인두 공간부(40)를 하방으로 개방하고 있다. 그리고, 인두 공간부(40)를 사이에 두고 히터 칩(2')의 표리 양측에 인두 본체(11)와 인두 팁부(13)를 각각 구비하고 있다. 바꿔 말하면, 히터 칩(2')의 인두부(6')에는 서로 이간한 2개의 인두 본체(11), 및 서로 이간한 2개의 인두 팁부(13)를 구비하고 있다. 또한, 각 인두 본체(11)에 있어서는 외측의 면에 홈(20)을 형성하고, 내측의 면에도 홈(20')을 형성하고, 또한 측온 고정 부착부(35)가 돌출 형성된 인두 오목부(15)를 각각 구비하고, 각 측온 고정 부착부(35)에 열전대(3)의 측온 접점(측온부)(3a)을 고정 부착가능하게 하고, 각 인두 팁부(13)에 있어서는 이 인두 팁부(13)의 판 두께를 접속 암부(7)의 판 두께보다 얇게 설정하고 있다.
이러한 인두부(6')를 구비한 히터 칩(2')을 구성하면, 2개의 인두 팁부(13)에 의해 동시에 2개소의 열압착 처리를 행할 수 있어 열압착 작업의 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 인두 공간부(40)의 판 두께방향의 치수의 설정에 의해 2개의 인두 팁부(13)의 이간 거리(피치)나 각 인두 팁부(13)의 인두 팁면(13a)의 크기를 워크에 따라 조정할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는 히터 칩의 표면에 내산화성 피막층을 형성하여 내산화성을 높여도 좋다.
이하, 내산화성 피막층에 대해 설명한다.
히터 칩에 있어서는 열압착 때마다 승온, 냉각을 반복하므로 표면이 산화되기 쉽고, 특히 인두부(6)(발열부) 근방, 및 열전대(3)를 용착한 부분에 있어서는 산화가 현저하다. 이 때문에, 발열부 근방의 산화 부분이 박리되어 강도가 저하해버려 가압 시에 파손되는 문제가 생기거나, 또한 열전대의 용착 부분이 부식됨으로써 강도가 저하하여 결국은 열전대가 이탈해서 사용할 수 없는 등의 문제가 발생한다.
그래서, 본 실시형태에 있어서는 히터 칩의 표면에 내산화성 피막층을 형성하여 내산화성을 높였다. 이하, 제조 공정을 포함하여 구체적으로 설명한다.
우선, 소재(모재)가 되는 금속판에 대해 구체적으로는 종래 일반적으로 사용되고 있던 텅스텐(경도 HV430 정도), 텅스텐 합금(경도 HV200∼400 정도)보다 내연마성이 우수한 소위 초경재(경도 HV900∼2400)(정식명; 초경질 합금, 경질의 금속 탄화물의 분말을 소결한 합금)를 사용하는 것이 바람직하고, 이 초경재의 판재를 와이어 컷에 의해 소정 형상으로 절출한다. 이어서, 이 절출편에 도금 전처리를 실시하고, 그 후에 용해조에 침지하여 통전함으로써 상기 절출편의 표면에 니켈에 의한 내산화성 피막층을 형성, 즉 니켈 도금을 실시한다. 그 후, 용해조로부터 끌어올려 세정 등의 후처리를 실시한다.
그리고, 상기한 실시형태와 마찬가지로 측온 고정 부착부(35)에 열전대(3)의 측온 접점(3a)을 레이저 용접한다. 이 용접에 있어서, 측온 고정 부착부(35)의 표면(고정 부착 접촉면(35a))에 니켈층의 피막이 형성되어 있으므로 젖음성이 높아지고, 이것에 의해 용접의 확실성, 용접 강도가 향상된다. 또한, 용접 시의 젖음성이 높아지면 레이저의 출력을 종래보다 억제할 수 있음과 아울러 모재에의 대미지를 억제할 수 있어 품질 향상과 에너지 소비의 절약을 도모할 수 있다.
열전대(3)의 용접이 종료되었다면, 도금 전처리를 더 실시하고, 열전대(3)를 장착한 히터 칩 유닛(1)을 전해액에 침지하고, 열전대(3)의 측온 접점(3a)을 포함시킨 전체 표면에 니켈 도금을 실시한다.
이렇게 해서 제작한 히터 칩 유닛(1)을 사용하면, 내산화성이 향상되므로, 인두부(6)나 열전대(3)의 부착 부분의 산화에 기인하는 박리나 강도 저하를 억제할 수 있고, 이것에 의해 내구성을 향상시킬 수 있다. 특히, 모재에 초경재를 사용하여 니켈 도금을 실시하면, 젖음성이 향상되어 용접성도 향상시킬 수 있고, 내구성을 확실히 향상시킬 수 있다. 또한, 열전대는 주성분이 니켈이므로, 니켈 도금이 친화성이 좋다. 또한, 내산화성 피막은 니켈 도금에 한정되지 않고, 예를 들면 금 도금 등이어도 좋다.
상기한 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명은 상기한 설명에 한정되지 않고 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이다.
1
히터 칩 유닛
2, 2'
히터 칩
3 열전대 3a 측온 접점
3b 도선 6, 6' 인두부
7 접속 암부 11 인두 본체
13 인두 팁부 13a 인두 팁면
15 인두 오목부 17 장착 구멍
20, 20' 홈 21 박육부
25 소선 26 소선 피복재
27 외측 피복재 30 도선 수납 공간부
30a 개방구 31 고정 오목부
32 도선 고정부 35 측온 고정 부착부
35a 고정 부착 접촉면 36 오목부
40 인두 공간부
3 열전대 3a 측온 접점
3b 도선 6, 6' 인두부
7 접속 암부 11 인두 본체
13 인두 팁부 13a 인두 팁면
15 인두 오목부 17 장착 구멍
20, 20' 홈 21 박육부
25 소선 26 소선 피복재
27 외측 피복재 30 도선 수납 공간부
30a 개방구 31 고정 오목부
32 도선 고정부 35 측온 고정 부착부
35a 고정 부착 접촉면 36 오목부
40 인두 공간부
Claims (5)
- 단자용 도선을 단자 부재에 열압착하기 위한 판 형상의 히터 칩에 온도 센서를 부착한 히터 칩 유닛으로서,
상기 히터 칩은,
상기 단자용 도선에 접촉하는 인두 팁부를 인두 본체에 구비한 인두부와,
상기 인두 본체의 좌우 단부로부터 상방으로 서로 이간한 상태에서 연장 형성되고, 전원으로부터의 전류를 인두 본체에 흘려서 인두부를 승온시키는 한 쌍의 접속 암부와,
상기 인두부에 형성되고, 온도 센서의 측온부가 고정 부착되는 측온 고정 부착부를 구비하고,
상기 측온 고정 부착부는 측온부가 접촉하는 한 쌍의 고정 부착 접촉면을 구비하고, 고정 부착 접촉면끼리의 이간 거리가 인두부측으로부터 상방으로 향함에 따라 점차 확개되는 상태로 설정하고,
상기 접속 암부끼리의 간극을 도선 수납 공간부로 하여 온도 센서의 도선을 도선 수납 공간부에 수납하고,
상기 고정 부착 접촉면을 도선 수납 공간부의 단부에 대향시킨 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 고정 부착 접촉면을 평면으로 구성하고, 상기 측온부를 구 형상체로 구성한 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 히터 칩은 적어도 상기 인두부와 측온 고정 부착부의 표면에 내산화성 피막층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛. - 제 3 항에 있어서,
상기 측온 고정 부착부에 고정 부착된 측온부의 표면에 내산화성 피막층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 내산화성 피막층이 니켈 피막인 것을 특징으로 하는 히터 칩 유닛.
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