(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、より小型化及び低コスト化することができ、ハンダの消費量を低減させることができると共に、略水平方向に搬送される線材の向きを変更することなく、線材の端部にハンダ付けすることの可能なハンダ槽を提供する。【解決手段】  ハンダ槽１０に、ハンダを加熱して溶解させる加熱手段１４と、加熱手段１４により溶解したハンダ１２を収容する容器１５とを具備させ、容器１５には、収容されたハンダ１２の液面よりも下側の側壁面１６に穿設され、ハンダ１２の表面張力により容器１５の外部にハンダ１２が流出するのが阻止されると共に、外部から線材１１の端部を挿入することで線材１１の端部にハンダ付けするための孔１７を形成する。【選択図】        図１
2006000881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダを加熱して溶解させる加熱手段と、
該加熱手段により溶解したハンダを収容する容器とを具備し、
該容器には、
収容されたハンダの液面よりも下側の該容器壁面に穿設され、ハンダの表面張力により該容器の外部にハンダが流出するのが阻止されると共に、外部から線材の端部を挿入することで線材の端部にハンダ付けするための孔が形成されていることを特徴とするハンダ槽。
【請求項２】
前記容器の上部開口を閉鎖可能な蓋を更に具備し、該蓋と溶解したハンダの液面との間の空間に負圧をかけることを特徴とする請求項１に記載のハンダ槽。
【請求項３】
前記孔に、線材の端部を案内する案内手段を更に具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハンダ槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解したハンダを収容するハンダ槽に関し、特に、電線や端子等の線材の端部にハンダ付けするためのハンダ装置に用いられるハンダ槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、端子圧着装置などに用いられ、電線などの線材の端部にハンダ付けするハンダ装置が知られている。このハンダ装置は、溶解したハンダを収容するハンダ槽と、ハンダ槽のハンダに線材の端部を挿入する線材挿入機構などから構成されており、ハンダ槽内の溶融したハンダの表面に、線材の端部を所定長さ挿入することで、その端部にハンダ付けするものである。
【０００３】
ところで、ハンダ装置のハンダ槽では、ハンダ槽内の溶解したハンダの表面が空気と接触することで酸化皮膜が形成されたり、ハンダ内の比重の軽い不純物が浮上したりして、ハンダの表面を覆ってしまい、ハンダ付けの妨げとなっていた。
【０００４】
そこで、従来では、例えば、図３に示すような、ハンダ槽１００の上方からプレート１０１を溶解したハンダ１０２の表面に挿入し、そのプレート１０１を駆動手段１０３によりハンダ１０２の表面上をスライドさせることで、不純物１０４などをハンダ１０２の表面から除去するものが知られている。
【０００５】
或いは、図４に示すような、ハンダ槽１０５内に、基端がハンダ槽１０５の底部近傍に開口し、先端がハンダ１０２表面より上側に開口するダクト１０６を配置し、そのダクト１０６内に備えられたポンプ１０７をモータ１０８により回転させることで、ダクト１０６の基端から吸い込んだハンダ１０２を先端から吐出させることで、その先端において、ハンダ１０２に不純物１０４などがない状態にするものも知られている。
【０００６】
出願人は、本願出願時において、以上の技術情報が記載されている文献を、特に知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のハンダ槽では、不純物などを取り除く機構が必要なため、ハンダ槽全体の大きさが大きくなったり、ハンダ槽にかかるコストが高いものとなったりしていた。そのため、ハンダ装置も大型化すると共にコストが高くなっていた。
【０００８】
また、溶解したハンダの表面に浮上している、酸化皮膜や不純物などを定期的に除去しており、不純物などと共に一部のハンダも除去されるので、ハンダの消費量が多いものとなっていた。特に、図４に示すものの場合、ダクト１０６の先端からハンダ１０２が落下する際に、空気との接触が多くなってハンダ１０２の酸化が促進され、ハンダ１０２の消費量が多くなっていた。
【０００９】
更に、図５に示すように、略水平方向に搬送された電線などの線材１０９の端部にハンダ付けするハンダ装置１１０では、溶解したハンダ１０２の表面に線材１０９の端部を挿入するために、線材挿入機構１１１により線材１０９を所定角度回動させており、これにより、線材１０９に曲げ癖が付く恐れがあると共に、ハンダ１０２が斜めに付いて見栄えが悪くなったり、ハンダ１０２の付着量が区々となったりして品質上の問題があった。
【００１０】
そのため、線材を略９０度回動させて、ハンダの表面に対して略垂直に線材の端部を挿入させるようにすることも考えられるが、この場合、線材がより大きく曲げられるので、更に曲げ癖がついてしまう問題があった。
【００１１】
また、従来のハンダ槽、特に図３に示すようなハンダ槽１００では、溶解したハンダ１０２の液面（上側）から線材１０９を挿入しており、その端部に付けるハンダ１０２の長さを一定に保つために、ハンダ１０２の液面の高さを、レーザーなどを用いた液面高さ測定手段１１２により正確に測定して、液面の高さが一定になるようハンダ槽１００にハンダを供給したり、線材１０９の挿入量を制御したりしており、ハンダ槽やハンダ装置の構成が複雑になると共に、コストの高いものとなっていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、簡単な構成で、より小型化及び低コスト化することができ、ハンダの消費量を低減させることができると共に、略水平方向に搬送される線材の向きを変更することなく、線材の端部にハンダ付けすることの可能なハンダ槽の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るハンダ槽は、「ハンダを加熱して溶解させる加熱手段と、該加熱手段により溶解したハンダを収容する容器とを具備し、該容器には、収容されたハンダの液面よりも下側の該容器壁面に穿設され、ハンダの表面張力により該容器の外部にハンダが流出するのが阻止されると共に、外部から線材の端部を挿入することで線材の端部にハンダ付けするための孔が形成されている」構成とするものである。
【００１４】
ここで、加熱手段としては、特に限定するものではないが、電気ヒータなど公知のものを用いることができ、その配置場所としては、容器の底部や側壁など容器の内部や、容器の外周などを例示することができる。また、容器としては、特に限定するものではないが、溶解したハンダと反応し難く、耐熱性に優れたものを用いることが望ましい。
【００１５】
また、孔としては、特に限定するものではないが、その大きさや位置については、溶解したハンダの表面張力により孔からハンダが流出しなければ良く、孔の直径や、孔からハンダの液面までの高さは、適宜選択することができる。なお、孔の数は、一つでも良いし、二つ以上でも良く、複数の孔を備えることで、同時に複数の線材にハンダ付けしたり、複数の方向からハンダ付けしたりすることができる。
【００１６】
また、孔を穿設する壁面としては、特に限定するものではないが、容器の側壁面、底壁面、或いは、容器の蓋などを含む上壁面、などを例示することができ、側壁面に形成することが望ましい。
【００１７】
更に、ハンダの種類としては、溶解する温度や、含有金属など特に限定するものではないが、鉛フリーハンダを用いた場合、環境汚染などを抑制することができる。
【００１８】
本発明によると、容器内の溶解したハンダは、その容器の壁面に穿設された孔から外部へ流出しようとするが、表面張力が作用することで、ハンダが孔から外部に流出するのが阻止される。一方、ハンダ内の比重の軽い不純物などは、ハンダの液面に浮上するため、孔の周りに不純物などが堆積することはなく、孔の分だけ薄い酸化皮膜が形成されるだけとなる。そして、その孔に線材の端部を挿入すると、その端部が薄い酸化皮膜を突き破り、容器内のハンダへと挿入され、線材の端部にハンダ付けされる。
【００１９】
このように、本発明によれば、溶解したハンダの表面に浮上している不純物などを除去しなくても、線材の端部に良好にハンダ付けすることができるので、不純物を除去する機構が必要なくなり、その分、ハンダ槽全体の大きさを小さくすることができる。また、不純物などを除去する機構を備える必要がないので、従来と比較して、ハンダ槽のコストを低減させることができる。
【００２０】
また、溶解したハンダの表面の不純物などを除去しないので、その表面で新たにハンダが酸化して酸化皮膜となってハンダが劣化して消費されてしまうことがなく、ハンダの消費量を低減させることができる。
【００２１】
更に、容器の壁面に穿設した孔に線材を挿入して、線材にハンダ付けするようにしているので、溶解したハンダに対して略直角方向から線材を挿入することができ、ハンダが斜めに付いたりすることがなく、線材の端部に付着したハンダを見栄え良くしたり、適正な付着量としたりすることが可能となり、安定した品質を得ることができる。
【００２２】
また、従来のように、溶解したハンダの液面の高さを正確に測定する必要がなく、精度の低い安価な測定手段を用いることができるので、コストを低減させることができる。
【００２３】
更に、孔を容器の壁面として側壁面に穿設した場合、略水平方向に搬送された線材の向きを変えなくても、そのままの向きで、線材の端部にハンダ付けすることが可能となり、特に、本発明のハンダ槽をハンダ装置に用いた場合、線材の向きを変える機構が不要となり、ハンダ装置を小型化したり、そのコストを低減させたりすることができる。また、線材の向きを変える必要がないので、電線などの線材に曲げ癖が付くのを防止することができる。
【００２４】
本発明に係るハンダ槽は、上記の構成に加えて、「前記容器の上部開口を閉鎖可能な蓋を更に具備し、該蓋と溶解したハンダの液面との間の空間に負圧をかける」構成とすることもできる。
【００２５】
本発明によると、容器の上部開口を蓋により閉鎖して密閉し、蓋と溶解したハンダの液面との間の空間に負圧をかけることで、容器の壁面に穿設された孔からハンダが流出しようとするのを更に抑制することが可能となる。つまり、孔において作用する表面張力に加えて、孔の外側からハンダに大気圧をかけることができるので、孔の大きさを更に大きくすることができる。なお、孔としては、単にその径を大きくしたものでも良いし、スリット状としたものでも良い。
【００２６】
また、蓋により容器を閉鎖するので、溶解したハンダからの熱や蒸気などの発散を防止することができ、ハンダ槽を設置する作業空間などの環境を良好なものとすることができる。また、熱の発散を防止することができるので、熱効率を高めることができ、ハンダ槽のランニングコストを低減させることができる。
【００２７】
なお、溶解したハンダの液面と蓋との間の空間に、不活性ガスなどハンダと反応し難いガスを充填しても良く、これにより、ハンダの液面において、ハンダが酸化するのを防止することができ、ハンダの劣化や消費量を低減させることができる。
【００２８】
本発明に係るハンダ槽は、上記の構成に加えて更に、「前記孔に、線材の端部を案内する案内手段を更に具備する」構成とすることもできる。ここで、案内手段としては、具体的な構成を何ら限定するものではないが、孔の前面に配置され孔に向かうに従って縮径するテーパ状のものなどを例示することができる。
【００２９】
本発明によると、線材の端部を案内手段により案内しているので、線材の端部の位置決め精度が多少悪くても、確実に孔に挿入させて、線材の端部にハンダ付けすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
上記のように本発明によると、簡単な構成で、より小型化及び低コスト化することができ、ハンダの消費量を低減させることができると共に、略水平方向に搬送される線材の向きを変更することなく、線材の端部にハンダ付けすることの可能なハンダ槽を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態であるハンダ槽について、図１及び図２に基づき説明する。図１（Ａ）は本発明の一実施形態であるハンダ槽の概略構成を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のハンダ槽の一部を分解して示す斜視図である。また、図２は、本発明のハンダ槽の作用を示す説明図である。
【００３２】
本実施形態のハンダ槽１０は、例えば、端子圧着装置などに使用されるハンダ装置に用いられるもので、電線などの線材１１の端部にハンダ付けするために、溶解したハンダ１２を、不純物１３などがハンダ付けの妨げとならないように好適な状態で収容するものである。
【００３３】
このハンダ槽１０は、図１（Ａ）に示すように、ハンダを加熱して溶解させる加熱手段１４と、加熱手段１４により溶解したハンダ１２を収容する容器１５とを備えている。この容器１５には、溶解したハンダ１２の液面よりも下側の容器１５の壁面としての側壁面１６に穿設され、ハンダ１２の表面張力により容器１５の外部にハンダ１２が流出するのが阻止されると共に、外部から線材１１の端部を挿入することで線材１１の端部にハンダ付けするための孔１７が形成されている。
【００３４】
また、ハンダ槽１０は、容器１５の上部開口１８を閉鎖可能な蓋１９と、孔１７に線材１１の端部を案内する案内手段２０とを更に備えている。
【００３５】
加熱手段１４は、公知の電気ヒータとされ、本例では容器１５の底部に配置されており、使用するハンダの種類に応じて、その温度を変更することができ、溶解したハンダ１２の温度を所定温度に維持できるようになっている。なお、図示しない配線コードが容器１５の外部へと延びだしている。
【００３６】
容器１５は、同図（Ｂ）にも示すように、円筒状の側壁面１６と、その底部開口を閉鎖する底壁面２１とから構成されており、耐熱性の高い金属やセラミックなどで形成されている。なお、容器１５の大きさについては、線材の端部におけるハンダ付けする長さや、収容するハンダ１２の量などによって適宜設定することができる。
【００３７】
孔１７は、容器１５の側壁面１６に穿設されており、容器１５に収容されたハンダ１２の液面よりも下側に配置され、その直径や、ハンダ１２の液面までの高さは、溶解したハンダ１２の表面張力により孔１７からハンダ１２が流出しない範囲内とされている。因みに、直径は、２ｍｍ以下が望ましい。また、孔１７の位置は、容器１５における側壁面１６の底部近傍でも良いが、溶解したハンダ１２内に、比重の重い不純物が沈殿している場合があるので、底部よりはある程度上方の位置が望ましい。
【００３８】
蓋１９は、容器１５の上部開口１８を閉鎖して、容器１５内を密閉するものであり、容器１５と略同様の材料にて形成されている。なお、図示は省略するが、容器１５と蓋１９とのシール構造については、耐熱性の高い公知のシール構造とされている。
【００３９】
案内手段２０は、容器１５に穿設された孔１７の前面に配置されており、孔に向かうに従って縮径するテーパ部２２を備えている。このテーパ部２２に線材１１の端部が当接すると、線材１１の端部が孔１７の方向に案内されるようになっている。
【００４０】
また、図示は省略するが、本実施形態のハンダ槽１０には、容器１５内の溶解したハンダ１２の量（液面）を測定する測定手段や、容器１５内にハンダを供給するハンダ供給機構、なども備えられている。なお、測定手段やハンダ供給機構は、容器１５を蓋１９で閉鎖した状態でも、測定したり、供給したりできるものが望ましい。
【００４１】
続いて、本実施形態のハンダ槽１０の作用について図２を基に説明する。まず、容器１５内に所定量のハンダを供給し加熱手段１４で所定温度に加熱して溶解させる。その際に、ハンダ１２の液面では、空気と接触することでハンダ１２に酸化して酸化皮膜が形成される。また、ハンダに含まれている比重の軽い不純物１３は、ハンダ１２の液面に浮上し、同図（ア）の状態となる。
【００４２】
この時、容器１５の側壁面１６には、孔１７が穿設されているが、その孔１７において溶解したハンダ１２に表面張力が作用することで、孔１７からハンダ１２が流出するのが阻止され、容器１５内に溶解したハンダ１２が収容された状態が維持される。
【００４３】
この状態で、孔１７の軸と略同一となるように、線材１１の端部を孔１７に対向させる。なお、本例では、線材１１は、表面が被覆された電線とされており、予めその端部から所定長さだけ被覆が除去され、導線が露出した状態となっている。また、導線が露出した部分にハンダが付き易いように、フラックスを塗っても良い。
【００４４】
そして、線材１１を孔１７の方向に移動させて、線材１１の端部を所定長さだけ、孔１７から溶解したハンダ１２に挿入させる（同図（イ）参照）。その際に、孔１７のハンダ１２の表面には薄い酸化皮膜が形成されているが、その他の不純物１３などは浮上してなく、線材１１の端部がその酸化皮膜を突き破ってハンダ１２に挿入される。なお、線材１１の端部の位置が、孔１７からずれていても、案内手段２０のテーパ部２２により、その端部が孔１７へと案内され、確実に孔１７に挿入される。
【００４５】
その後、線材１１を逆方向に移動させて、孔１７から引抜くことで、線材１１の端部がハンダ付けされた状態となる（同図（ウ）参照）。なお、線材１１を引抜く際でも、孔１７においては、ハンダ１２に表面張力が作用しているので、孔１７からハンダ１２が流出することなく、容器１５に収容された状態を維持し続ける。
【００４６】
なお、測定手段により容器１５内の溶解したハンダ１２の量を測定しており、ハンダ１２が所定量よりも少なくなると、ハンダ供給機構から所定量のハンダが容器１５内に供給されるようになっている。
【００４７】
このように、本実施形態のハンダ槽１０によると、溶解したハンダ１２の表面に浮上している不純物１３などを除去しなくても、線材１１の端部に良好にハンダ付けすることができるので、不純物１３を除去する機構が不要となり、その分、ハンダ槽１０を小型化したり低コスト化したりすることができる。
【００４８】
また、溶解したハンダ１２の表面の不純物１３などを除去しないので、その表面で新たにハンダ１２が酸化して酸化皮膜となってハンダ１２が劣化して消費されてしまうことがなく、ハンダ１２の消費量を低減させることができる。
【００４９】
更に、略水平方向に搬送された線材１１の向きを変える必要がないので、ハンダ１２が斜めに付いたりすることがなく、線材１１の端部に付着したハンダを見栄え良くしたり、適正な付着量としたりすることができ、安定した品質を得ることができる他、線材１１に曲げ癖が付くのを防止することができる。
【００５０】
また、容器１５の上部開口１８を蓋１９により閉鎖して密閉することで、溶解したハンダ１２の液面にかかる大気圧を減少させることができるため、孔１７にかかる表面張力に加えて、更に孔１７の外側から大気圧をかけることができ、ハンダ１２の流出を確実に防止することができる。また、孔１７からハンダ１２の液面までの高さを、より高くすることも可能となる。つまり、ハンダ１２の収容量を増やすことができる。これにより、容器１５にハンダを供給するスパンを長くでき、例えば、ハンダの供給によりハンダ装置や端子圧着装置などが停止する場合、それら装置が停止している時間を相対的に短くすることができ、それらの稼働率を向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５２】
すなわち、本実施形態のハンダ槽１０では、加熱手段１４を容器１５の底壁面２１に配置したものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、容器１５における側壁面１６の内周或いは外周に配置してもよい。
【００５３】
また、本例では、容器１５として、円筒形状のものを示したが、これに限定するものではなく、直方体形状などとすることができる。
【００５４】
更に、本例では、容器１５を蓋１９で密閉しただけのものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、溶解したハンダ１２の液面と蓋１９との間の空間に、不活性ガスなどハンダ１２と反応し難いガスを充填しても良く、これにより、ハンダ１２が酸化するのを防止して、ハンダ１２の劣化や消費量を低減させることができる。
【００５５】
また、本例では、容器１５において側壁面１６と底壁面２１とが一体となったものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、側壁面１６を下方へ延在させると共に、底壁面２１を容器１５内において上下方向に液密に摺動可能とし、容器１５内のハンダ１２の消費に伴って、底壁面２１を上昇させて、孔１７より下側のハンダ１２を使用可能とするようにしても良い。
【００５６】
また、本例では、容器１５の上部開口１８を閉鎖する蓋１９を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、蓋１９を備えていないものでも良く、上記と略同様の作用効果を奏すると共に、構成をより簡略化することが可能となる。
【００５７】
更に、本例では、溶解したハンダ１２の液面に浮上した不純物などを除去する機構を備えていないものを示したが、これに限定するものではなく、不純物除去機構を備えたものでも良く、これにより、蓄積した不純物を取り除くことができ、ハンダ１２の液面が低下して、孔１７が不純物で詰まったりするのを防止することができる。
【００５８】
また、本例では、容器１５の側壁面１６に穿設する孔１７が一つのものを示したが、これに限定するものではなく、複数の孔１７を備えても良い。これにより、同時に複数の線材１１の端部にハンダ付けしたり、複数の方向からハンダ付けしたりすることが可能となり、作業効率を高めることが可能となる。例えば、容器１５の側壁面１６に対向するように孔１７を夫々穿設し、一方の孔において線材の先端部にハンダ付けした後に、容器１５の外側で線材を送り、他方の孔において線材の後端部にハンダ付けするようにすることもでき、線材の向きを変えなくてもその両端部にハンダ付けすることができる。
【００５９】
更に、本例では、線材１１の端部を孔１７に挿入した後に、逆方向に移動させてハンダ付けするものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、孔１７と対向する側壁面１６にも孔を穿設して、それら孔を通るように線材を一方向に送るようにしても良く、これにより、線材全体にハンダ付けすることが可能となる。つまり、ハンダで被覆された線材を製造することができる。
【００６０】
また、本例では、容器１５に単に蓋１９を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、蓋１９と溶解したハンダ１２との間の空間に負圧をかけるようにしても良い。例えば、蓋１９又は容器１５の上部に真空ポンプなどと連通する開口を設け、真空ポンプを作動させることで負圧をかけることができ、これにより、孔１７において作用する表面張力に加えて、孔１７の外側から大気圧をかけることができるので、孔１７の径を大きくしたり、スリット状としたりするなど、その大きさを更に大きくすることができる。これにより、線材１１の挿入性を良くするなど、より使い勝手の良いハンダ槽１０とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態であるハンダ槽の概略構成を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のハンダ槽の一部を分解して示す斜視図である。
【図２】本発明のハンダ槽の作用を示す説明図である。
【図３】従来のハンダ槽を概略構成で示す断面図である。
【図４】図３とは異なる従来のハンダ槽を概略構成で示す断面図である。
【図５】従来のハンダ装置の一部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ハンダ槽
１１  線材
１２  ハンダ
１３  不純物
１４  加熱手段
１５  容器
１６  側壁面（壁面）
１７  孔
１８  開口
１９  蓋
２０  案内手段
２１  底壁面（壁面）
【図１】
2006000881.tif 000003
【図２】
2006000881.tif 000004
【図３】
2006000881.tif 000005
【図４】
2006000881.tif 000006
【図５】
2006000881.tif 000007