WO1986004843A1 - Automatic soldering apparatus - Google Patents

Description

—

発した。

この発明はこのような本発明者が開発した自動ハンダ付け装置 を更に改良して自動ハンダ付け作業の高精度化と高能率化を意図 するものである。

発明の開示

この発明は上記の意図を達成するために、 ハンダごてをワーク 面へ目掛けてェァシリ ンダで下降せしめ、 別置きのハンダフィ ー ダより送りチューブを介してこの下降タイ ミ ングに合わせ糸ハン ダを定量送り し、 ハンダごての予熱時間、 加熱時間のコ ン ト ロー ルに加えて、 ハンダごて下端に予め設けたこてチップに対する糸 ハンダの供給を 1次、 2次と 2度に分けて行う 自動ハンダ付け装 置於いて、

上記糸ハンダガイ ド用の送りチューブの先端部はこてチップの 先端目掛けて且つこてチップの近辺にてホルダーにて支持され、 このホルダーの基部はこてチッブに対して下降位置決め調整自 在なベースブレー トにスプリ ングを介して保持され且つベースプ レー トに設けた複数の調整ネジの突出量に応じ縦、 横、 斜めの方 向でこてチップに対して角度調整自在とされることを特徴として いるものである。

この発明によれば、 こてチップとハンダ線の位置合わせが常に 最適位置関係で対応調整できるものであり、 こてチップの消耗に 拘らず高精度で高能率な自動ハンダ付けが行えるものである。 一 1一

明細書

発明の名称

自動ハンダ付け装置

技術分野

この発明はハンダ付け作業の高精度化と高能率化を意図する自 動ハンダ付け装置に関するものである。

背景技術

従来ハンダ付け作業は手作業が殆どであつた。 その理由はハン ダ付けの条件が多岐に渡り全ての条件を満足させるハンダ付けの 装置がどう しても複雑化且つ大型化してしまう こと、 そしてその 反面業種によってはハンダ付け作業を自動化する 'メ リ ツ トがでに く く 自動化しない状態での手作業でなんとか間に合わせているこ とである。

しかしながら均一で美しい光沢のあるハンダ付けを確実に行う のは意外に困難なこ'とであり、 この点から手作業によるハンダ処 理に変えて自動ハンダ付け装置の開発が望まれていた。 特に付加 価値の高い製品に関係している業界においては自動化の希望が大 きいものであった。

そこで本発明者はハンダごてをエアシリ ンダで上下動し別置き のハンダ送り装置から上下動のタィ ミ ングに合わせ糸ハンダ耷定 量送り し、 予熱時間や加熱時間のコ ン トロールに加えて糸ハンダ の供給を 1次、 2次と 2度に分けて行う 自動ハンダ付け装置を開 更にこの発明に係る自動ハンダ付け装置は、 この発明で意図す る糸ハンダガイ ド用の送りチューブと同様に前記ホルダーにエア 吹付け用のエアチューブの先端部を支持するこ と とし、 更にバキ ユ ームホースに接続のスラ ッジ受け口をこてチップに対して近接 ♦ 離反自在に臨ませているものである。

この発明によればこてのク リ一ユングが可能であり、 こてチッ プに臨ませたエアチューブよりエアを吹付けてはス ラ ッジ等を吹 きとばし併せてスラ フジ受け口で吸引してこれを除去することが 出来るものである。

更にこの発明は上記の糸ハンダガイ ド用の送りチューブやエア 吹付け用のエアチューブのそれぞれの.先端部支持用のホルダーを. こてチップがヮーク面に接触する前の状態でこてチップの先端位 置より若干下方へ糸ハ ンダを供給できる位置で位置決めされ且つ こてチップがワーク面に接触した後にこてチップの先端位置へ糸 ハンダを供給する位置で位置決めするものとしている。

こ の発明によれば、 2次ハ ンダの際糸ハ ンダがワーク面に衝突 してワーク側に好ま しく ない状態を与えることが予め防げるもの である。

図面の簡単な説明

第 1図は、 この発明に係る自動ハ ンダ付け装置の全体を示す概 略斜視図、

第 2図は、 第 1図に示した自動ハ ンダ付け装置の各構成部品の 接続状態を示す全体概略正面図、

第 3図は、 ハ ンダごてュニッ トの先端 （下端部分） の拡大斜視 図、

第 4図は、 第 3図中の矢示 IV方向より見た側面図、

第 5図は、 第 1図に示した自動ハ ンダ付け装置の内のハ ンダフ ィ ーダの一部を示す拡大図、

第 6図は、 第 5図中の矢示 VI方向より見た要部の斜視図、 第 7図は、 他の実施例を示す第 3図相当のハ ンダごてュニッ ト の先端 （下端部分） の拡大斜視図、 そして、

第 8図は、 第 7図中の矢示 W方向より見た側面図である。

発明を実'施するための最良の形態

以下この発明を図面に基づいて説明する。

先ず第 1図及び第 2図を参照してこの発明の基本的構成を説明 すると、 この自動ハンダ付け装置は、 ハンダごてユニッ ト 1 とス タ ン ドュニ ッ ト 2 とハンダフィ ーダ 3 を備えており、 ハンダごて ュニ ッ ト 1 は第 1 ベース 4上方にエアシリ ンダ 5を備えこのエア シ リ ンダ 5 の進退動を吊り下げロ ッ ド 6を介し'て第 2ベース 7 に 伝え第 2 ベース 7 に備えたハ ンダごて 8、 こてチップ 9や後述す る送りチューブ 1 0やエアチューブ 1 1等を全体毎上下動可能と している ものであって、 また第 1 ベース 4の端部にはボル ト 1 2 1 3を介して縦及び横の取付け状態を調整自在とした取付けァー ム 1 4が設けてある。 スタ ン ドュニ ッ ト 2 はこのよう なハンダご てュニッ ト 1 を所定高さに支持するためのもので、 取付けァ一ム 1 4を支持するマウ ン ト 1 5、 左右調整ハ ン ドル 1 6、 横ロ ッ ド 1 7、 前後調整ハン ドル 1 8、 上下調整ハン ドル 1 9、 そしてボ ール 2 0等から成っており、 ハ ンダごてュニッ ト 1 を支持した状 態において前後、 左右、 上下の位置調整が簡単にできるようにし てあり、 しかも微調整をも可能としているものである。 ハンダフ ィ ーダ 3 はボビン 2 1 に卷いた糸ハ ンダ 2 2を繰り出しては送り チューブ 1 0を介してハ ンダごてュニッ ト 1 具体的にはこてチッ プ 9 の先端に糸ハ ンダ 2 2を定量供給するためのものである。 次にハ ンダごてュニッ ト 1 の要部を第 1図、 第 2図に加えて第 3 図及び第 4図を参照しつつ説明する'。

吊り下げロ ッ ド 6 の下端に支持されている第 2 ベース 7 は、 前 記したようにハ ンダごて 8及びこてチップ 9を支持している一方 で、 ホルダ一 2 3を支持している。 このホルダー 2 3 は糸ハンダ ガイ ド用の送りチューブ 1 0 の先端部をこてチッブ 9 の先端目掛 けて、 しかもこてチップ 9の近辺に支持位置決めするものであり ホルダー 2 3 の基部はこてチップ 9 に対して下降位置決め調整自 在なベースプレー ト 2 4にスプリ ング 2 5を介して保持されてい る。 ベースプレー ト 2 4には複数の調整ネジ 2 6 〔図示の例では 3本の調整ネジ〕 が備えてあり、 この調整ネジ 1 6 の下方への突 出量に応じ縦、 横、 斜めのあらゆる方向でこてチップ 9 に対して ホルダ一 2 3 の基部を固定しているホルダ一プレー ト 2 7を角度 調整自在にしているものである。 より具体的には、 ホルダープレ ー ト 2 7 は下面にホルダーロ ッ ド 2 8を固定して取付けており、 ホルダー口 ッ ド 2 8の先端に備えた先端ホルダー 2 9 に前記した 送りチューブ 2 9の先端部 〔ハンダノ ズル〕 3 0が支持固定され るものである。 スプリ ング 2 5 は第 3図で示す様に C字形状のも のであり左右一対のものとしてベースブレー ト 2 4の裏側にホル ダープレー ト 2 7を重ねる状態で弾性を利かして保持しているも のである。

先端ホルダー 2 9 にはエアチューブ 1 1 の先端部 〔エアノ ズル 〕 3 1が送りチューブ 1 0 と同様に支持されている。 このエアチ ユ ーブ 1 1 はク リ ーナー調整機 3 2 に接続され、 先端部 〔エアノ ズル〕 3 1 より こてチップ 9 の先端目掛けて 「エア」 を吹付ける ためのもので、 このエアチューブ 1 1 に対してはバキュームホー ス 3 3 に接続のスラ ッジ受け口 3 . 4がこてチップ 9 に対して近接 ' 離反自在に臨ませてある。 バキュームホース 3 3 は図示せぬバ キューム源に接続され、 ソ レノ ィ ドバルブ 3 5 の開閉操作によつ てスラ ッジ受け口 3 4近辺に吸引力を作用せしめる.ものであり、 エアチューブ 1 1 の先端部 3 1 から吹付けられたエアでこてチッ プ 9より飛ばされたスラ ッジは吸引されてバキュームポッ ト 3 6 で受け止めるようにしてある。 スラ フ ジ受け口 3 4 はスライ ドュ ニッ ト 3 7内のエアシリ ンダ 3 8 によつて前進後退に加えて頸振 り動作が行われる口 ッ ド 3 9 の先端に取付けてあり、 こてチップ 9がワーク面 〔図示省略〕 へハンダを施している際はその近辺よ り後退し、 こてチップ 9がワーク面に向き合つていない時にはこ てチップ 9の近辺まで近づけるようにしてある。

ところでク リ ーナー調整機 3 2 は第 1図及び第 2図で示すよう に各種のボタ ン及びつまみ類を備えており、 図示の例ではエア吹 付けタイ ミ ング用のつまみ 4 0、 エア吹付け時間用のつまみ 4 1 - スター トボタン 4 2、 電源スィ ツチ 4 3、 エア吹付け量のつまみ

4 4、 シリ ンダスビー ド用のつまみ 4 5等が設けてある。

ハンダフィ ーダ 3 は前記した如く ボビン 2 1 に巻いた糸ハンダ 2 2を橾り出しては 「定量」 こてチップ 9 の先端に供給するもの であり、 そのためボックス状の本体 4 6 の上方に複数のボビン 2 1 がセ ッ トできるようにしてあると共に、 第 5図で示すように内 部には糸ハンダの接続装置 4 7が設けてある。 この糸ハンダの接 続装置 4 7 は一つのボビン 2 1 に巻いた糸ハンダ 2 2が終了に近 づいた場合、 他の新しいボビン 2 1 aからの糸ハンダ 2 2 aを供 給し前の糸ハンダ 2 2 と新しい糸ハンダ 2 2 a の両端をガイ ド用 の通孔 4 8内で付き合わせ位置決めした状態において、 その真横 より こて 4 9を進退自在にしたものであって両糸ハンダ 2 2、 2 2 aを加熱溶着して接続し糸ハンダ 2 2を長時間連続的に自動供 給し得るようになすものである。

尚、 第 2ベース 7 の上面には 2次ハンダ位置決め用のス ト ツバ

5 0 と、 こてチップ 9 の上下位置調整つまみ 5 1が設けてあり、 又第 1 ベース 4の下面にはス ト ローク調整ボル ト 5 2が設けてあ り、 更に吊り下げロ ッ ド 6 にはロ ックナ ツ ト 5 8が設けられ、 第 2 ベース 7が下降してこてチップ 9をヮーク面に接触する直前に こてチップ 9 の若干下方に糸ハンダ 2 2を供耠可能にホルダー 2 3 の位置決めをし、 又ヮーク面に接触した後にこてチップつ の先 端目掛けて糸ハ ンダ 2 2を供給自在とするベく 、 先の位置より若 干後退した上方位置でホルダー 2 3を位置決めするようにしてい る。 このことによつて最終的に供給される糸ハンダ 2 2 の先端は こてチップ 9 の先端位置より下方へ突出せずヮーク面に接触して ワーク面側の端子、 リ ー ド線、 I Cチップ等と干渉したりそれら の位置を動かしたり'破損させたりするような危険が防げるように してある。

次にこの自動ハンダ付け装置の作用を説明すると、 スタ ン ドュ ニッ ト 2にて所定高さにハ ンダごてュニッ ト 1を支持しハ ンダご てュニッ ト 1 のエアシリ ンダ 5を作動せしめれば、 吊り下げロ ッ ド 6を介して第 2ベース 7及びそれらに取りついているホルダー

2 3 その他の機器類が同時に下降しワーク面に近づく。 この時ハ ンダフィ ーダ 3 は糸ハンダガイ ド用の送りチューブ 1 0を介して ボビン 2 1から巻き戻した糸ハ ンダ 2 2を定量供給するものであ る。 すると糸ハ ンダ 2 2 は送りチューブ 1 0 の先端即ちホルダー にて支持されている送りチューブ 1 0 の先端部 〔ハンダノ ズル〕

3 0からこてチップ 9 の先端より若干下方目掛けて突出すように 定量送り こまれ、 この時こてチップ 9がハンダノ ズル 3 0 と共に 下降し、 ハ ンダノ ズル 3 0 と糸ハ ンダ 2 2 はワーク面に接触した 位置で下降停止するが、 こてチップ 9 はそのまま下降して先に、 若干下方目掛け突出させられていた糸ハ ンダ 2 2に接触してハン ダを溶かす。 即ちそこで一度溶けてこてチップ 9 の 「濡らした状 態」 にするものである 「 1次ハンダ」 。 そして更にこてチップ 9 が下降してヮ一ク面に接触し瞬間的にワークが加熱された時に再 びハ ンダフィ ーダ 3 は糸ハ ンダ 2 2を定量送り込むものである。 このことによってハンダはこてチップ 9の先端で非常に好ましい 条件のもとに溶融しワーク面にハンダ付けを行う ことになる 「 2 次ハ ンダ」 。 そして前述したようにホルダー 2 3 は 2次ハンダ位 置決めス ト ッパ 5 0 その他の機構により、 こてチップ 9 の先端位 置より前進した位置 〔 1次ハ ンダの時〕 そして若干後退した位置 ί 2次ハンダの時〕 でそれぞれ位置決めされるようにしてあるた め、 こてチップ 9の位置と糸ハンダ供給位置のス ト ローク位置制 御がなされ、 こてチップ 9以外のものがワーク面に先に接触して 予期せぬ不都合を生ぜぬようにしてある。

所定のハンダ付け処理が終了しこてチップ 9先端に不必要なハ ンダが付着している場合には、 ク リ ーナ一調整機 3 2のエア吹付 けタイ ミ ングつまみ 4 0及びヱァ吹付け時間用のつまみ 4 1 によ つて設定されたタイ ミ ングと時間において、 エアチューブ 1 1 に エアが供袷且つ圧送せしめられる。 すると送りチューブ 1 0 と同 —1 o—

じく こてチップ 9 の先端目掛けて且つこてチップ 9の近辺にエア チューブ 1 0が臨ませられているため、 その先端部 〔エアノ ズル 〕 3 1からエアがこてチップ 9に対して吹付けられ付着している 不要のハ ンダ又はスラ ッジが吹き飛ばされると同時、 にソレノ ィ ドバルブ 3 5が働きバキュームホース 3 3を介してスラ フジ受け 口 3 4近辺に吸引作用が行われるため飛散したス ラ ッジはこのス ラ ッジ受け口 3 4で吸引され且つバキュームホース 3 3を通って バキュームポッ ト 3 6に収納されるものである。 このためこてチ ッブ 9の先端が常時ク リ ーユングされることになる。

このような 1次ハ ンダ、 2次ハ ンダの缲り返しにより 自動的に ハ ンダ付けを行っていく ものであるが、 こてチップ 9 は消耗す ¾ ものであり消耗と同時に位置 （ス ト ローク） が変化するようにな る。 この時こてチップ 9 と糸ハンダ 2 2の位置合わせを行うべく 第 3図及び第 4図に示した調整ネジ 2 6 のいずれかを 〔又はそれ ぞれを〕 回してベースプレー ト 2 4下方へ突出せしめればその突 出量に応じてホルダープレー ト 2 7がスプリ ング 2 5 の挟持力に 逆らつて位置を変化せしめ、 そしてホルダープレー ト 2 7よりホ ルダ一 口 ッ ド 2 8を介して垂下支持された先端ホルダー 2 9が縦 模、 斜めの任意の方向で角度変換を行う。 従ってこてチップ 9 の 位置、 ヮーク面の位置、 糸ハンダ 2 2 の供袷位置などが常に最適 な位置閬係を得られるよう微調整できることになる。 そして更に 自動ハンダ付け処理が連続せしめられれば一つのボビン 2 1 の糸 ハンダ 2 2を使いきることになるが、 第 5図及び第 6図に示すハ ンダフィ ーダ 3 に設けた接続装置 4 7 によって新しい糸ハンダ 2 2 a と残り少ない前の糸ハンダ 2 2 との両端が自動的に加熱溶着 接合されて一本化され次から次へと必要時こてチップ 9 の先端へ 定量送り こまれてゆく ものである。

第 7図及び第 8図を参照してこてチップとハンダ線の位置合わ せの他の実施例を説明する。 先の実施例では第 3図及び第 4図で 示すようにベースブレー ト 2 4に直接ホルダープレー ト 2 7がス プリ ング 2 5を介して重ね合わさつた状態で保持されていたが、 この実施例では 「ベースプレー ト」 が略円板状の第 1 ベースプレ 一 ト 5 3 と第 1 ベースプレー ト 5 3 の周辺部に位置可変にレてビ ス止めされる第 2 ベースプレー ト 5 4から形成される。 第 2 ベ一 スプレー ト 5 4 の下面側にホルダープレー ト 2 7 力くスフ'リ ング 2 5を介し挟持位置決めされているものである。 第 1 ベースプレー 卜 5 3 は周面部に複数の取付け孔 5 5を有し取付けビス 5 6を介 して第 2 ベースプレー ト 5 4を位置可変にして支持固定するもの であるが'、 この取付け孔 5 5 の選定によりホルダープレー ト 2 7 先端ホルダー 2 9及びこれらに支持された送りチューブ 1 0、 ェ ァチューブ 1 1 の全てをこてチップ 9 の周囲の任意の位置に位置 決めできることになる。 尚、 この実施例ではこてチップ 9 は第 1 ベースプレー 卜の透孔 5 7を貫通した状態にして設けてあり、 他 の躯動手段にてこてチップ 9が下降位置決めされ、 これに合わせ て任意の位置高さにホルダ— 2 3が下降位置決め調整自在とされ るものである。

この実施例によればワーク面の状態によっては先端ホルダー 2 9 にて支持したエアチューブ 1 1 の先端部 〔エアノ ズル〕 3 1や 送りチューブ 1 0 の先端部 〔ハンダノ ズル〕 3 0 の位置がとりず らい場合に、 第 1 ベースプレー ト 5 3 の取付け孔 5 5を選定して 取付けビス 5 6を介し好適な位置へ第 2ベースプレー ト 5 4ごと ホルダープレー ト 2 7、 ホルダーロ ッ ド 2 9、 先端ホルダー 2 9 及びエアチューブ 1 1並びに送りチューブ 1 0を水平上の任意の 位置にづらしてこてチップ 9の周囲の異なる好適位置へ変えて、 そこより糸ハンダ 2 2を供給可能とするこ-とができるものである , 尚、 この他の構成、 作用、 効果等は先の実施例と略同じにつき共 通部分を同一符号で示し、 重複説明を省略するものである。

産業上の利用可能性

以上説明してきたようにこの発明によれば、 こてチップと糸ハ ンダの位置合わせ、 こてのク リ ーニング、 糸ハンダの接続そして 更に 1次ハンダ、 2次ハンダ時の糸ハンダの供給位置調整等が可 能であり、 自動ハンダ付け処理の高精度化と高能率化が図れるも のであるため、 ハンダ付け処理に高付加価値が期待し得る航空産 業用、 宇宙産業用等を含む電子製品への自動ハンダ付け装置とし て適しているものである。

Claims

請求の範囲

( 1 ) . ハンダごてをワーク面へ目掛けてエアシリ ンダで下降せ しめ、 別置きのハンダフィ ーダより送りチューブを介してこの下 降タイ ミ ングに合わせ糸ハンダを定量送り し、 ハンダごての予熱 時間、 加熱時間のコ ン トロールに加えてハンダごて下端に予め設 けたこてチップに対する糸ハンダの供給を 1次、 2次と 2度に分 けて行う 自動ハンダ付け装置に於いて、

上記糸ハンダガイ ド用の送りチューブの先端部はこてチップの 先端目掛けて且つこてチップの近辺にホルダーにて支持され、 こ のホルダーの基部は、 こてチツプに対して下降位置決め調整自在 なベースプレー トにス 'プリ ングを介して保持され、 且つ ベース プレー トに設けた複数の調整ネジの突出量に応じ縦、 横、 斜めの 方向でこてチップに対して角度調整自在とされることを特徴とす る自動ハンダ付け装置。

( 2 ) . ベースプレー トは略円板状の第 1 ベースプレー ト と、 こ の第 1 ベースプレー トの周辺部に平面上の位置可変にしてビス止 めされる第 2 ベースプレー トより成り、

ホルダーの基部はこの第 2 ベースプレー トに保持され、 且つ第 1 ベースプレー トに対する第 2ベースプレー トの平面上の取付け 位置の変化に応じて、 こてチップの周囲の異なる位置へ糸ハンダ を供給可能とする請求の範囲第 1項に記載の自動ハンダ付け装置

3 ) . ホルダーにはエア吹付け用のエアチューブの先端部が送り チューブと同様に支持され、

バキュームホースに接続のスラ ッジ受け口がこてチップに対し て近接 ， 離反自在に臨ませられて.いることを特徴とする請求の範 囲第 1項又は第 2項に記載の自動ハ ンダ付け装置。

( 4 ) . ホルダーは、 こてチップがワーク面に接触する前の状態 でこてチップの先端位置より若干下方へ糸ハ ンダを供給可能とす る位置で位置決めされ且つこてチップがワーク面に接触した後に こてチップの先端位置へ糸ハ ンダを供給可能とする位置で位置決 めされることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3項のい ¾れ かに記載の自動ハ ンダ付け装置。