(57)【要約】【課題】ヒータ及びこて先の温度を個別に検出する半田ごて用のカートリッジ及び検出された温度を用いた温度制御技術を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、半田ごて用のカートリッジを開示する。カートリッジは、こて先と、前記こて先を加熱するように前記こて先内に配置されたヒータと、前記こて先内で前記こて先の温度を検出する第１センサと、前記ヒータの温度を検出するように前記第１センサよりも前記ヒータの近くの位置で前記こて先内に配置された第２センサとを備えている。【選択図】図１
2019171469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田ごて用のカートリッジであって、
こて先と、
前記こて先を加熱するように前記こて先内に配置されたヒータと、
前記こて先内で前記こて先の温度を検出する第１センサと、
前記ヒータの温度を検出するように前記第１センサよりも前記ヒータの近くの位置で前記こて先内に配置された第２センサと、を備えている
半田ごて用のカートリッジ。
【請求項２】
前記第２センサを前記こて先の内周面から離間した位置で保持するように構成された絶縁ブロックを更に備え、
前記ヒータは、導体線がコイル状に巻回されることによって形成され、
前記第２センサは、前記導体線に接合されている
請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記絶縁ブロックには、前記第２センサが収容された溝部が形成され、
前記溝部は、前記カートリッジの半径方向に開口し、
前記導体線は、前記溝部の開口を通じて前記溝部に挿入され、前記第２センサに接合されている
請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記開口は、前記第２センサよりも幅狭である
請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記第１センサが固定された先端部と、前記先端部に向けて狭まるテーパ形状を有している基端部と、を有している固定部を更に備え、
前記こて先には、前記先端部が嵌入された嵌入穴が形成されている
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記こて先は、前記嵌入穴の基端側において、前記基端部と相補的な内部形状を有している
請求項５に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記ヒータから離間した位置で、前記こて先の内周面に接触しながら、前記第１センサを前記こて先内で固定している固定部と、
前記こて先内において前記固定部と前記ヒータとの間に配置されているとともに前記第２センサを保持するように構成された絶縁ブロックと、を更に備え、
前記固定部は、前記絶縁ブロックよりも高い熱伝導率を有し、
前記絶縁ブロックは、前記第２センサを前記固定部から離間させるように構成されている
請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記第２センサが内部に収容されているとともに前記ヒータよりも先端側で前記こて先内で固定された絶縁ブロックを更に備え、
前記第１センサは、前記絶縁ブロックよりも先端側において前記絶縁ブロックの外側で前記こて先内で固定されている
請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記絶縁ブロックよりも先端側で前記こて先内で固定された固定部を更に備え、
前記第１センサは、前記固定部の先端に取り付けられている
請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記絶縁ブロックに一体化された又は当接された先端から基端側に延設された絶縁性のスリーブを更に備え、
前記ヒータは、前記スリーブの外周面に導体線を巻回することによって形成されている
請求項８又は９に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記第１センサは、前記第２センサよりも前記こて先の先端の近くに配置されている
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記第１センサに繋がる一対の信号線と、
前記第２センサに繋がる一対の導体線と、
前記一対の導体線のうち一方及び前記一対の信号線がそれぞれ挿通された３つの挿通孔が互いに離隔して形成された絶縁性のスリーブと、を更に備え、
前記一対の導体線のうち他方は、前記スリーブの外周面に巻回され、前記ヒータを形成している
請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のカートリッジと、
前記第１センサ及び前記第２センサによって検出された前記温度の間の差に基づき、前記ヒータへの供給電力を制御する制御部と、を備えている
半田付けシステム。
【請求項１４】
半田ごてのこて先及びヒータの温度を個別に検出することと、
前記こて先の前記温度と前記ヒータの前記温度との間の差に基づいて、前記ヒータへの供給電力を制御することと、を備えている
半田ごての温度の制御方法。
【請求項１５】
前記温度の前記差を所定の閾値と比較することを更に備え、
前記温度の前記差が、前記閾値を上回っているとき、前記供給電力を制御する工程において、前記供給電力を低減又は維持する
請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記温度の前記差が、前記閾値以下であるとき、前記供給電力を制御する工程において、前記供給電力を増加する
請求項１５に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田ごて用のカートリッジ、半田付けシステム及び半田ごての温度の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田付け作業に用いられる様々な半田ごてが開発されている（特許文献１を参照）。特許文献１は、カートリッジ式の半田ごてを開示している。半田ごてのカートリッジは、こて先と、こて先内に配置された熱電対と、こて先内でこて先を加熱するヒータとを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６０５４６７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒータとこて先との間の温度差が大きければ、ヒータからこて先へ伝わる熱量は大きくなる。一方、これらの間の温度差が小さければ、ヒータからこて先へ伝わる熱量は小さくなる。したがって、これらの間の温度の関係は、これらの温度の検出後にヒータからこて先へ伝達される熱量に関係している。しかしながら、こて先及びヒータの温度に関する情報は、上述のカートリッジからは得ることができない。上述のカートリッジは、こて先の先端の近くに配置された１つの熱電対しか有していないので、こて先の先端の温度に関する情報しか得ることができない。
【０００５】
本発明は、ヒータ及びこて先の温度に関する情報を取得することを可能にする半田ごて用のカートリッジ及び検出された温度を用いた温度制御技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る半田ごて用のカートリッジは、こて先と、前記こて先を加熱するように前記こて先内に配置されたヒータと、前記こて先内で前記こて先の温度を検出する第１センサと、前記ヒータの温度を検出するように前記第１センサよりも前記ヒータの近くの位置で前記こて先内に配置された第２センサとを備えている。
【０００７】
上記の構成によれば、カートリッジは、こて先の温度を検出する第１センサに加えて、第２センサを有している。第２センサは、第１センサよりもヒータの近くに配置されているので、ヒータの温度を精度よく検出することができる。すなわち、こて先及びヒータの温度の両方が、第１センサ及び第２センサによってそれぞれ個別に検出される。
【０００８】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記第２センサを前記こて先の内周面から離間した位置で保持するように構成された絶縁ブロックを更に備えていてもよい。前記ヒータは、導体線がコイル状に巻回されることによって形成されていてもよい。前記第２センサは、前記導体線に接合されていてもよい。
【０００９】
上記の構成によれば、第２センサが、ヒータを形成するようにコイル状に巻回された導体線に接合されているので、ヒータの熱は、第２センサへ伝えられる。絶縁ブロックは、こて先の内周面から離間した位置で、第２センサを保持するように構成されているので、第２センサは、こて先に接触しない。したがって、第２センサは、絶縁ブロックによってこて先から離隔された状態の下で、ヒータから第２センサへ伝わる温度を検出することができる。
【００１０】
上記の構成に関して、前記絶縁ブロックには、前記第２センサが収容された溝部が形成されていてもよい。前記溝部は、前記カートリッジの半径方向に開口していてもよい。前記導体線は、前記溝部の開口を通じて前記溝部に挿入され、前記第２センサに接合されていてもよい。
【００１１】
上記の構成によれば、溝部は、カートリッジの半径方向に開口しているので、導体線は、絶縁ブロックの先端まで延設されることなく、開口を通じて、絶縁ブロックの溝部に挿入され、第２センサに接合される。導体線は、絶縁ブロックの先端まで延設されないので、ヒータから第２センサへの熱伝導経路は短くなる。ヒータから第２センサへ伝わる熱の損失が少なくなるので、第２センサは、ヒータの温度を精度よく検出することができる。
【００１２】
上記の構成に関して、前記開口は、前記第２センサよりも幅狭であってもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、溝部の開口は、第２センサよりも幅狭であるので、第２センサは、絶縁ブロックから抜け出にくくなる。
【００１４】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記第１センサが固定された先端部と、前記先端部に向けて狭まるテーパ形状を有している基端部と、を有している固定部を更に備えていてもよい。前記こて先には、前記先端部が嵌入された嵌入穴が形成されていてもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、固定部の先端部がこて先の嵌入穴に嵌入されるとき、固定部の基端部は、こて先の嵌入穴に先端部を嵌入させる方向に作用する押圧力を受ける。固定部の基端部は、先端部に向けて狭まるテーパ形状を有しているので、押圧力は、先端部に集中して作用する。したがって、先端部は、嵌入穴に容易に嵌入される。第１センサは、先端部に固定されているので、先端部が嵌入穴に容易に嵌入される結果、第１センサも嵌入穴内で容易に固定される。
【００１６】
上記の構成に関して、前記こて先は、前記嵌入穴の基端側において、前記基端部と相補的な内部形状を有していてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、こて先は、嵌入穴の基端側において、固定部の基端部と相補的な内部形状を有しているので、固定部の外周面は、全体的に、こて先の内周面に近接している。したがって、こて先の熱は、固定部の外周面の略全体を通じて、第１センサに伝わる。こて先に温度ムラが生じていたとしても、固定部は、温度ムラを緩和した状態で第１センサに熱を伝えるので、第１センサによって検出される温度は、こて先の温度ムラの影響を受けにくくなる。
【００１８】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記ヒータから離間した位置で、前記こて先の内周面に接触しながら、前記第１センサを前記こて先内で固定している固定部と、前記こて先内において前記固定部と前記ヒータとの間に配置されているとともに前記第２センサを保持するように構成された絶縁ブロックとを更に備えていてもよい。前記固定部は、前記絶縁ブロックよりも高い熱伝導率を有していてもよい。前記絶縁ブロックは、前記第２センサを前記固定部から離間させるように構成されていてもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、絶縁ブロックは、ヒータから離間した位置で第１センサをこて先内で固定している固定部とヒータとの間に配置されているので、絶縁ブロックによって保持された第２センサは、第１センサよりもヒータの近くに位置している。絶縁ブロックは、第２センサを固定部から離間した位置で保持しているので、第２センサは、固定部から離間した状態で、ヒータの温度を検出することができる。固定部は、絶縁ブロックよりも高い熱伝導率を有しているので、こて先の内周面から固定部によってこて先内で固定された第１センサまでの区間における温度降下は、あまり大きくならない。したがって、第１センサは、こて先の温度を精度よく検出することができる。
【００２０】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記第２センサが内部に収容されているとともに前記ヒータよりも先端側で前記こて先内で固定された絶縁ブロックを更に備えていてもよい。前記第１センサは、前記絶縁ブロックよりも先端側において前記絶縁ブロックの外側で前記こて先内で固定されていてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、第２センサは、こて先内で固定された絶縁ブロック内に収容されている。したがって、第２センサは、絶縁ブロックとともにこて先内で固定される。第１センサは、絶縁ブロックよりも先端側において絶縁ブロックの外側で、こて先内で固定されている。したがって、第１センサは、第２センサから先端側に離間した位置に配置される。この結果、第１センサ及び第２センサは、個別に温度を検出することができる。
【００２２】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記絶縁ブロックよりも先端側で前記こて先内で固定された固定部を更に備えていてもよい。前記第１センサは、前記固定部の先端に取り付けられていてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、第１センサは、絶縁ブロックよりも先端側でこて先内で固定された固定部に取り付けられている。したがって、第１センサは、第２センサから先端側に離間した位置で、固定部によって固定される。この結果、第１センサ及び第２センサは、個別に温度を検出することができる。第１センサは、固定部の先端に取り付けられているので、こて先の先端の近くに配置され得る。したがって、第１センサは、こて先の先端の温度を検出することができる。
【００２４】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記絶縁ブロックに一体化された又は当接された先端から基端側に延設されたスリーブを更に備えていてもよい。前記ヒータは、前記スリーブの外周面に導体線を巻回することによって形成されていてもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、ヒータは、絶縁ブロックに一体化された又は当接された先端から基端側に延設されたスリーブの外周面に導体線を巻回することによって形成されている。したがって、ヒータは、絶縁ブロック内の第２センサよりも基端側で形成されている。
【００２６】
上記の構成に関して、前記第１センサは、前記第２センサよりも前記こて先の先端の近くに配置されていてもよい。
【００２７】
上記の構成によれば、第１センサは、第２センサよりもこて先の先端の近くに配置されているので、第１センサは、こて先の先端近くの温度を検出することができる。
【００２８】
上記の構成に関して、カートリッジは、前記第１センサに繋がる一対の信号線と、前記第２センサに繋がる一対の導体線と、前記一対の導体線のうち一方及び前記一対の信号線がそれぞれ挿通された３つの挿通孔が互いに離隔して形成された絶縁性のスリーブとを更に備えていてもよい。前記一対の導体線のうち他方は、前記スリーブの外周面に巻回され、前記ヒータを形成していてもよい。
【００２９】
上記の構成によれば、第２センサに繋がる一対の導体線のうち一方及び第１センサに繋がる一対の信号線は、絶縁性のスリーブ内において互いに離隔して形成された３つの挿通孔に挿通されているので、これらの線材は、電気的に互いに絶縁される。第２センサに繋がっている他方の導体線は、ヒータを形成するようにスリーブの外周面に巻回されているので、ヒータを形成している導体線は、スリーブ内に挿通された上述の線材から電気的に絶縁される。
【００３０】
本発明の他の局面に係る半田付けシステムは、上述のカートリッジと、前記第１センサ及び前記第２センサによって検出された前記温度の間の差に基づき、前記ヒータへの供給電力を制御する制御部とを備えている。
【００３１】
本発明の更に他の局面に係る半田ごての温度の制御方法は、半田ごてのこて先及びヒータの温度を個別に検出することと、前記こて先の前記温度と前記ヒータの前記温度との間の差に基づいて、前記ヒータへの供給電力を制御することとを備えている。
【００３２】
上記の構成によれば、こて先及びヒータの温度がそれぞれ個別に検出されるので、こて先及びヒータの間での温度差が分かる。温度差が大きいならば、ヒータへの供給電力が小さくとも、こて先は、ヒータによって加熱される。温度差が小さいならば、ヒータからこて先へ伝わる熱量は小さい。ヒータへの供給電力は、温度差に基づいて制御されるので、ヒータからこて先へ伝わる熱量が適切に調整され得る。
【００３３】
上記の構成に関して、制御方法は、前記温度の前記差を所定の閾値と比較することを更に備えていてもよい。前記温度の前記差が、前記閾値を上回っているとき、前記供給電力を制御する工程において、前記供給電力を低減又は維持してもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、温度の差が、閾値を上回っているとき、供給電力を制御する工程において、供給電力が低減又は維持されるので、ヒータの昇温が抑制される。この結果、ヒータからこて先への過度に大きな熱の伝達が抑制されるので、こて先の急激な温度上昇が防止される。
【００３５】
上記の構成に関して、前記温度の前記差が、前記閾値以下であるとき、前記供給電力を制御する工程において、前記供給電力を増加してもよい。
【００３６】
上記の構成によれば、温度の差が、閾値以下であるとき、供給電力を制御する工程において、ヒータへの供給電力が増加されるので、ヒータが昇温される。ヒータの昇温の結果、こて先の急激な温度上昇を抑制しつつ、こて先を昇温することができる。
【発明の効果】
【００３７】
上述の技術は、ヒータ及びこて先の温度を個別に検出することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】半田付けシステムのカートリッジの概略的な側面図である。
【図２】先行技術の半田付けカートリッジの先端部のこて先に位置するヒータ及びセンサの複合体の側面図である。
【図３】カートリッジの先端部位の概略的な断面図である。
【図４】カートリッジの内部構造の概略的な側面図である。
【図５】カートリッジの内部構造の概略的な平面図である。
【図６】カートリッジの内部構造の概略的な斜視図である。
【図７】カートリッジの導体線及び信号線の先端部、第１センサ及び第２センサを示す側面図である。
【図８】カートリッジの固定部の先端に固定された第１センサを示す側面図である。
【図９】カートリッジの絶縁ブロックの概略的な斜視図である。
【図１０】絶縁ブロックの概略的な断面図である。
【図１１】半田付けシステムの概略図である。
【図１２】半田付けシステムの制御プログラムの論理図である。
【図１３】半田付けシステムの他のもう１つの制御プログラムの論理図である。
【図１４】図２のカートリッジが用いられたときの試験片の温度の時間変化を表すグラフである。
【図１５】図１のカートリッジが用いられたときの試験片の温度の時間変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、半田ごて用のカートリッジ１１２の側面図である。図１、図６及び図１１を参照して、カートリッジ１１２が説明される。
【００４０】
カートリッジ１１２は、先端部にこて先２１０を含んでいる。カートリッジ１１２は、こて先２１０から基端側に延設されたカートリッジ筒２２１と、カートリッジ筒２２１の基端部に取り付けられたコネクタ筒２２２とを更に含んでいる。カートリッジ１１２は、コネクタ筒２２２内に設けられたコネクタ組立体２８０（図６を参照）を有している。カートリッジ筒２２１内の空間は、コネクタ組立体２８０から先端側への配線に利用されている。
【００４１】
カートリッジ１１２のコネクタ筒２２２は、図１１に示されるハンドル１１１にしっかりと嵌め込まれるように構成されている。コネクタ筒２２２がハンドル１１１に嵌め込まれると、カートリッジ１１２は、制御部１２０（図１１を参照）と電気的に接続される。
【００４２】
図２は、先行技術による半田付けカートリッジ３００の先端部のこて先３１１に位置するヒータ及びセンサの複合体の側面図である。ヒータ及びセンサの複合体は、中空の円筒形の絶縁スリーブ３１２を含んでいる。絶縁スリーブ３１２の外周面にヒータ線３１３が巻かれ、ヒータが形成されている。ヒータは、ヒータ線３１３とアース用の導体線３１４を通じて、給電されている。導体線３１４の先端は、ヒータ線３１３の先端に接合され、熱電対３１５（温度センサ）を形成している。導体線３１４は、絶縁スリーブ３１２の中央部に沿って延設されている。絶縁スリーブ３１２及びヒータ線３１３は、セラミック鋳物に包まれている。絶縁スリーブ３１２及びヒータ線３１３は、全体的に、こて先３１１内に収容されている。図２のカートリッジ３００の先端部の組み立て技術は、本明細書中に参考として援用される米国特許第６，０５４，６７８に詳述されている。
【００４３】
図３は、カートリッジ１１２の先端部の内部構造の断面図である。図３を参照して、カートリッジ１１２の先端部の構造が説明される。
【００４４】
カートリッジ１１２は、銅から形成されたこて先２１０で終端している。こて先２１０は、先端部位２１２と、中間部位２１１と、中間部位２１１から基端方向に延設された基端部位２１３とを含んでいる。基端部位２１３の外径は、カートリッジ筒２２１内にしっかりと嵌合するように設定されている。先端部位２１２は、中間部位２１１から先端側に向けて狭まるテーパ形状を有している。なお、先端部位２１２の形状は、半田付け作業の内容に合うように選択可能である。したがって、先端部位２１２の形状は、図示されたものに限定されない。
【００４５】
こて先２１０には、基端部位２１３の基端面から先端部位２１２に向けて、カートリッジ１１２の軸方向に穿設された細長い収容穴が形成されている。こて先２１０の収容穴は、こて先２１０を加熱するヒータ２３１と２つのセンサ（第１センサ２３２及び第２センサ２３３）とを収容するために用いられている。
【００４６】
こて先２１０の収容穴は、先端部位２１２内で終端している。こて先２１０の収容穴は、直径において異なる２つの穴によって形成されている。これらの穴のうち１つは、以下の説明において、「嵌入穴」と称される。他のもう１つの穴は、以下の説明において、「主穴」と称される。嵌入穴は、先端部位２１２内に形成されている。嵌入穴は、主穴よりも小さな直径を有している。主穴は、嵌入穴の基端から基端部位２１３の基端面までの区間に亘って延設されている。主穴の基端部位の直径は、主穴の他の部位の直径よりも大きい。
【００４７】
図４は、カートリッジ１１２の内部構造の概略的な側面図である。図５は、カートリッジ１１２の内部構造の概略的な平面図である。図６は、カートリッジ１１２の内部構造の概略的な斜視図である。描写および説明を簡単にするために、これらの図面は、カートリッジ１１２の内部構造をこて先２１０が取り除かれた状態で示している。
【００４８】
カートリッジ１１２の内部構造は、円筒形状のスリーブ２７０と、こて先２１０を加熱するヒータ２３１を形成するようにスリーブ２７０の外周面にコイル状に巻き付けられた導体線２４１とを含んでいる。導体線２４１の基端部は、コネクタ組立体２８０から先端側に延設された電力導体２８１の先端部に接続されている。導体線２４１の先端部は、他のもう１つの導体線２４２の先端部に接合され、ヒータ２３１の温度を検出する第２センサ２３３として用いられる熱電対を形成している。第２センサ２３３は、スリーブ２７０の先端において絶縁ブロック２６０内で固定されている。導体線２４２は、コイル（すなわち、ヒータ２３１）の内部を通過するように、第２センサ２３３から基端方向に延設されている。導体線２４２の基端は、コネクタ組立体２８０に接続されている。
【００４９】
図６に示されるように、一対の信号線２４３，２４４が、コネクタ組立体２８０から先端側へ延設されている。これらの信号線２４３，２４４は、カートリッジ筒２２１、円筒形状のスリーブ２７０及び絶縁ブロック２６０の貫通孔２６７（図９を参照）に挿通されている。これらの信号線２４３，２４４の先端は、こて先２１０の温度を検出する第１センサ２３２として用いられる熱電対を形成するように接合されている。
【００５０】
カートリッジ１１２の内部構造は、ヒータ２３１から先端方向に離間した位置で、第１センサ２３２を固定するように構成された固定部２５０を有している。固定部２５０は、こて先２１０の収容穴の先端部位に配置されている（図３を参照）。
【００５１】
固定部２５０は、ストーブパイプハット形状を有している。固定部２５０は、円筒形状の先端部２５１と、先端部２５１に向けて狭まる略円錐台状の基端部２５２とを含んでいる。固定部２５０には、固定部２５０の中心軸に沿って穿設された挿通孔２５３が形成されている。挿通孔２５３は、第１センサ２３２から延びる信号線２４３，２４４を挿通させるために用いられている。
【００５２】
基端部２５２は、信号線２４３，２４４の先端部分を囲むように形成されている。基端部２５２の外形状は、こて先２１０の主穴の先端部位と相補的である。したがって、基端部２５２の外周面の略全体は、こて先２１０の内周面に接触している。固定部２５０の基端部２５２の基端面は、固定部２５０の基端側で第２センサ２３３を保持するように構成された絶縁ブロック２６０に当接している。
【００５３】
先端部２５１は、こて先２１０の嵌入穴に嵌入されている。先端部２５１の内径は、第１センサ２３２の大きさに合わせて形成されている。先端部２５１の先端の開口には、第１センサ２３２が嵌め込まれている。先端部２５１が、嵌入穴に嵌入される前において、先端部２５１の外径は、嵌入穴の内径よりも僅かに大きい。先端部２５１が、嵌入穴に嵌入されると圧縮変形し、第１センサ２３２が、先端部２５１の先端で固定される。先端部２５１が嵌入穴に嵌入されるので、先端部２５１の外周面の略全体は、こて先２１０の内周面に接触している。
【００５４】
固定部２５０は、こて先２１０から第１センサ２３２への熱伝導経路を提供するように構成されている。固定部２５０は、高い熱伝導率を有する材料（たとえば、銅、銀、銅合金、銀合金材料、鉄、アルミニウム、ニッケル、チタン又はステンレス鋼）から形成されている。
【００５５】
図３に示されるように、第１センサ２３２は、こて先２１０の先端部位２１２内に配置されている。第２センサ２３３として機能する熱電対は、導体線２４１の先端に最も近いところに配置されている。すなわち、第２センサ２３３は、第１センサ２３２よりもヒータ２３１の近くに配置されている一方で、第１センサ２３２は、第２センサ２３３よりもこて先２１０の先端の近くに配置されている。第１センサ２３２及び第２センサ２３３との間の距離は、少なくとも１ｍｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは約１ｍｍから２５ｍｍの範囲内である。第１センサ２３２及び第２センサ２３３との間の距離が１ｍｍ以上であれば、第１センサ２３２及び第２センサ２３３が、こて先２１０及びヒータ２３１の温度を個別に検出することができる。第１センサ２３２及び第２センサ２３３との間の距離が２５ｍｍ以下であれば、こて先２１０の先端近くの第１センサ２３２の検出位置が、ヒータ２３１の近くの第２センサ２３３の検出位置から離れすぎない。したがって、ヒータ２３１の昇温タイミングからのこて先２１０の先端の昇温タイミングの遅れは、過度に大きくならない。
【００５６】
ヒータ２３１及び絶縁ブロック２６０は、図３に示されるように、絶縁材料２７４（たとえば、セラミック）から形成された絶縁鋳物内に収容されている。絶縁鋳物を製造する方法は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０５４，６７８号に詳述されている。絶縁鋳物は、ヒータ２３１からこて先２１０の中間部位２１１及び先端部位２１２への効率的な熱伝達を可能にする。
【００５７】
コネクタ組立体２８０は、図６の部分的な透視図において示されている。コネクタ組立体２８０は、電力導体２８１及び導体線２４２の間並びに信号線２４３，２４４間を分離するための仕切りブロック２８５を含んでいる。コネクタ組立体２８０は、ハンドル１１１から制御部１２０（図１１を参照）まで伸びるケーブル１３０との電気的接続を得るためのピンコネクタを含んでいる。
【００５８】
図７は、導体線２４１，２４２及び信号線２４３，２４４の先端部、第１センサ２３２及び第２センサ２３３を示す側面図である。
【００５９】
導体線２４１は、導体線２４２を形成している金属とは種類において異なる金属を用いて形成されている。たとえば、導体線２４１は、鉄−クロム−アルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金、鉄−クロム合金又はニッケルから形成されている。導体線２４２は、導体線２４１との接合によって熱電対を形成可能であり、且つ、導体線２４１よりも低い体積抵抗率を有する金属材料から形成されている。第２センサ２３３は、鉄−クロム−アルミニウム合金線を用いて形成された導体線２４１の先端部と、導体線２４２の先端部とを接合することによって形成されている。第１センサ２３２及び第２センサ２３３として形成された熱電対の抵抗は、温度とともに変化し、熱電対の温度を直接的に表すことができる。第１センサ２３２は、例えば、タイプＫ熱電対（ニッケルクロム合金／ニッケルアルメル合金）であり得る。信号線２４３は、ニッケル−クロム合金から形成されている。信号線２４４は、ニッケル−アルメル合金から形成されている。信号線２４３，２４４の基端は、ハンドル１１１内のコネクタ組立体２８０に接続されている。信号線２４３，２４４は、コイル（すなわち、ヒータ２３１）内において軸方向に挿通されるように、第１センサ２３２から基端方向に延設されている。
【００６０】
図８は、固定部２５０の先端に固定された第１センサ２３２を示す側面図である。第２センサ２３３は、固定部２５０の基端側に配置された絶縁ブロック２６０の溝部２６５内に配置されている。円筒形のスリーブ２７０の先端は、絶縁ブロック２６０の基端に一体的に形成されていてもよい。
【００６１】
図９は、絶縁ブロック２６０の斜視図である。図１０は、絶縁ブロック２６０及びスリーブ２７０の概略的な断面図である。絶縁ブロック２６０の先端は、図８に示されている固定部２５０の基端面に当接している。
【００６２】
絶縁ブロック２６０は、固定部２５０の基端側（すなわち、固定部２５０とヒータ２３１との間）に配置されている。絶縁ブロック２６０は、固定部２５０よりも低い熱伝導率を有している絶縁性の材料（たとえば、セラミック）を用いて、第２センサ２３３をこて先２１０の内周面及び固定部２５０から離間した位置で保持するように形成されている。
【００６３】
絶縁ブロック２６０は、中央部２６１と、カートリッジ１１２の軸周りに略９０°の中心角の間隔で、中央部２６１から半径方向に突出している４つの突出部２６２とを有している。中央部２６１及び４つの突出部２６２の先端は、固定部２５０の基端面に当接している。突出部２６２の周面は、少なくとも部分的に、こて先２１０の内周面に当接している。
【００６４】
中央部２６１には、隣り合う一対の突出部２６２の間でカートリッジ１１２の軸心方向に凹設された溝部２６５が、絶縁ブロック２６０の先端から基端に向けて所定の区間に亘って形成されることにより、中央部２６１の底壁部２６３が形成されている。溝部２６５は、第２センサ２３３が収容される収容空間として利用される。底壁部２６３は、第２センサ２３３に対してヒータ２３１側に形成されている。上述の溝部２６５は、半径方向に開口している。溝部２６５の開口部位は、以下の説明において、「開口２６６」と称される。
【００６５】
溝部２６５は、第２センサ２３３よりも大きく、第２センサ２３３全体は、溝部２６５に収容されている。しかしながら、溝部２６５の開口２６６は、第２センサ２３３の直径よりも小さな幅寸法を有している。底壁部２６３は、ヒータ２３１と第２センサ２３３との間に配置されている。溝部２６５の長さは、第２センサ２３３の直径よりも大きく、絶縁ブロック２６０の先端が固定部２５０の基端面に当接されると、第２センサ２３３は、固定部２５０の基端面から基端方向において離間した位置で保持される。
【００６６】
半径方向における突出部２６２の突出量は、導体線２４１の直径よりも大きい。したがって、突出部２６２がこて先２１０の内周面に当接するように、絶縁ブロック２６０がこて先２１０内に配置されると、導体線２４１は、こて先２１０の内周面から離間した位置で配線される。
【００６７】
中央部２６１には、４つの貫通孔２６７が形成されている。これらの貫通孔２６７のうち２つは、信号線２４３，２４４（図６を参照）を挿通させるために利用される。これらの貫通孔２６７のうち他のもう１つは、導体線２４２（図６を参照）を挿通させるために利用される。導体線２４２が挿通される貫通穴２６７は、上述の溝部２６５に連通している。
【００６８】
スリーブ２７０の材料は、絶縁ブロック２６０と同一である。スリーブ２７０は、絶縁ブロック２６０の底壁部２６３から基端側へ延設されている。スリーブ２７０の先端から基端側に離間した位置において、略Ｃ型の固定リング２７２が取り付けられている。固定リング２７２は、スリーブ２７０のの外周面から半径方向に突出している（図４及び図５を参照）。固定リング２７２の外径は、こて先２１０の基端部位の内径に略等しく、固定リング２７２の内径は、スリーブ２７０の外径に略等しい。固定リング２７２は、こて先２１０の基端部位に嵌め込まれる。図３に示されるように、スリーブ２７０の先端から固定リング２７２までの軸長区間において、スリーブ２７０は、こて先２１０内に収容されている。固定リング２７２からスリーブ２７０の基端までの軸長区間は、こて先２１０から突出し、カートリッジ筒２２１内に収容されている。
【００６９】
固定リング２７２の周方向における両端部の間には、溝部２７３が形成されている。スリーブ２７０の溝部２７３内において、電力導体２８１の先端及び導体線２４１の基端が接続されている。
【００７０】
スリーブ２７０には、カートリッジ１１２の軸方向に延設された４つの挿通孔（図示せず）が形成されている。これらの挿通孔は、絶縁ブロック２６０の底壁部２６３に形成された４つの貫通孔２６７に繋がり、互いに離れている。これらの挿通孔のうち３つには、導体線２４２及び信号線２４３，２４４が挿通されている。本実施形態において、４つの挿通孔がスリーブ２７０に形成されている。しかしながら、少なくとも３つの挿通孔がスリーブ２７０に形成されていればよい。
【００７１】
スリーブ２７０の先端と固定リング２７２との間の軸長区間において、導体線２４１がスリーブ２７０の外周面に沿って巻回され、ヒータ２３１を形成している（図３を参照）。スリーブ２７０の直径は、導体線２４１がこて先２１０の内周面から離れるように、こて先２１０の内径（主穴の直径）よりも小さな値を有している。したがって、スリーブ２７０とこて先２１０の内周面との間には空隙が形成されている。この空隙には、高い熱伝導性を有している絶縁材料２７４が充填され、ヒータ２３１及びスリーブ２７０の外周面は、絶縁材料２７４によって、全体的に覆われる。絶縁材料２７４が、導体線２４１とこて先２１０の内周面との間に介在しているので、こて先２１０の内周面は、導体線２４１から電気的に絶縁されている。充填された絶縁材料２７４の一部は、絶縁ブロック２６０の隣り合う突出部２６２の間の４つの凹溝に流入する。すなわち、これらの凹溝は、絶縁材料２７４の一部を逃がすための空間として用いられている。
【００７２】
図１１は、半田付けシステム１００の概略図である。図１１を参照して、半田付けシステム１００が説明される。
【００７３】
カートリッジ１１２のコネクタ筒２２２（図１を参照）は、ハンドル１１１に挿入されている。カートリッジ１１２のコネクタ筒２２２は、ハンドル１１１の先端部内にぴったりと収まる大きさを有している。カートリッジ１１２は、カートリッジ筒２２１の外周面に取り付けられたリング部２２３を更に有している。リング部２２３は、リング部２２３から基端側に延設された部位（すなわち、カートリッジ筒２２１の基端側の部位及びコネクタ筒２２２）が、ハンドル１１１に挿入された時に、ハンドル１１１の先端部に当接する。このとき、コネクタ筒２２２は、ハンドル１１１内で構成されたチャック機構（図示せず）によって保持されている。
【００７４】
図１１に示されるように、ハンドル１１１は、作業者に握持されるグリップ１１３と、グリップ１１３から基端側に延設された本体１１４と、本体１１４の基端側でケーブル１３０に接続された接続部１１５とを含んでいる。グリップ１１３には、半田ごて１１０の先端方向に開口した差込口（図示せず）が形成されている。カートリッジ１１２のコネクタ筒２２２は、グリップ１１３の差込口に差し込まれている。コネクタ組立体２８０は、グリップ１１３の内部で位置決めされている。ケーブル１３０は、カートリッジ１１２のコネクタ組立体２８０のピンコネクタと電気的に接続されている。
【００７５】
ケーブル１３０の基端部は、制御部１２０に接続されている。制御部１２０は、カートリッジ１１２に電力を供給するための回路を有している。回路は、カートリッジ１１２の動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を有している。ＣＰＵは、ヒータ２３１への電力供給の要求を行うように構成されている。ＣＰＵは、互いに異なる温度特性を有している複数のカートリッジの使用を可能にするように構成されている。
【００７６】
制御部１２０の回路のＣＰＵは、第１センサ２３２及び第２センサ２３３と通信可能に構成されている。ＣＰＵは、第１センサ２３２及び第２センサ２３３の抵抗値及び温度データのプログラムを、熱電対の種類ごとに有している。ＣＰＵは、第１センサ２３２及び第２センサ２３３の両方の温度をモニタすることができる。ＣＰＵは、制御部１２０からカートリッジ１１２、具体的には、導体線２４１への電力の供給を制御する。ＣＰＵが実行するプログラムは、こて先２１０の形状のデータベースを含んでいてもよい。上述の電力供給制御は、この形状データベースに関連づけて実行されてもよい。
【００７７】
第１センサ２３２は、導体線２４１の先端に形成された第２センサ２３３から先端方向に距離を空けて配置されている。第１センサ２３２は、こて先２１０の先端の近くにおいて、こて先２１０内に配置されているので、第１センサ２３２は、こて先２１０の先端部の温度を精度よく計測できる。第１センサ２３２は、こて先２１０の先端部における温度の正確な測定値を提供することができる。
【００７８】
ＣＰＵは、第１センサ２３２からの温度データに基づいて、制御プログラムを使用して、カートリッジ１１２への電力の供給を制御することができる。制御プログラムの論理図は、図１２に示されている。しかしながら、ＣＰＵは、図１３に示されている制御プログラムの論理図を使用してもよい。図１３の制御プログラムは、第２センサ２３３からの温度データを利用し、こて先２１０の過熱を避けるように改良されている。
【００７９】
図１２は、ＣＰＵの制御プログラムの論理図である。図１２を参照して、制御プログラムが説明される。
【００８０】
ユーザがこて先２１０の目標温度を制御部１２０にセットし（ステップＳ１０５）、制御プログラムは、処理を開始する。次に、ステップＳ１１０において、制御プログラムは、制御部１２０にカートリッジ１１２への電力供給を開始させる。次に、ステップＳ１１５において、プログラムは、第１センサ２３２の出力をモニタし、ステップＳ１０５において設定された目標温度が得られるまで、電力供給を制御する。次に、ステップＳ１２０において、ＣＰＵは、第１センサ２３２の温度を参照し、こて先２１０の温度が下がったことに基づいて、半田付け処理が始まったことを決定する。次に、ステップＳ１２５において、制御プログラムは、第１センサ２３２によって感知された温度変化の量を決定する。次に、ステップＳ１３０において、制御プログラムは、こて先２１０の温度を目標温度に戻すように、温度上昇に必要とされる追加の電力量を定める。こて先２１０の温度が、目標温度よりも小さければ小さいほど、制御部１２０は、大きな供給電力を決定してもよい。こて先２１０の温度が目標温度に近ければ近いほど、制御部１２０は、小さな供給電力を決定してもよい。
【００８１】
次に、ステップＳ１３５において、制御プログラムは、制御部１２０からカートリッジ１１２へ供給される電力を増加する。次に、ステップＳ１７０において、制御プログラムは、再び、第１センサ２３２からの出力から、こて先２１０の温度の情報を得る。次のステップＳ１７５で、制御プログラムは、こて先２１０の温度が、目標温度より低いかどうかの判断をする。こて先２１０の温度が、目標温度よりも低い場合、ステップＳ１３５が再度実行され、制御プログラムは、制御部１２０からカートリッジ１１２への供給電力を増加する。ステップＳ１７５において、こて先２１０の温度が、目標温度より低くないとの判定結果が得られると、こて先２１０の温度が、その後、目標温度に到達したときに、制御プログラムは、ステップＳ１１５に戻って、第１センサ２３２の出力を監視する。
【００８２】
図１３は、制御部１２０のＣＰＵの改良された制御プログラムの論理図である。ステップＳ１０５において、ユーザーがカートリッジ１１２のこて先２１０に対する目標温度を設定し、プログラムが開始する。次に、ステップＳ１１０において、制御プログラムは、制御部１２０にカートリッジ１１２への電力供給を開始させる。次に、ステップＳ１１５において、制御プログラムは、第１センサ２３２の出力をモニタし、ステップＳ１０５において設定された目標温度が得られるまで、電力供給を制御する。
【００８３】
次に、ステップＳ１２０において、ＣＰＵは、第１センサ２３２の温度を参照し、こて先２１０の温度が下がったことに基づいて、半田付け処理が始まったことを決定する。次に、ステップＳ１２５において、制御プログラムは、第１センサ２３２によって感知された温度変化の量を決定する。次に、ステップＳ１３０において、制御プログラムは、こて先２１０の温度を目標温度に戻すのに必要とされる追加的な電力の量を決定する。次のステップＳ１３５において、制御プログラムは、制御部１２０からカートリッジ１１２への供給電力を増加させる。この時点まで、図１２の制御と同じである。
【００８４】
ステップＳ１３５の後のステップＳ１４０において、制御プログラムは、こて先２１０の温度を、第１センサ２３２から取得すると同時に、ステップＳ１４５において、第２センサ２３３からヒータ２３１の温度を取得する。ステップＳ１５０において、制御プログラムは、第１センサ２３２から得られたこて先２１０の温度を、第２センサ２３３から得られたヒータ２３１の温度と比較し、これらの温度の差を算出する。第２センサ２３３は、第１センサ２３２よりも加熱源のヒータ２３１の近くに配置されているので、第２センサ２３３が検出する温度は、第１センサ２３２が検出する温度よりも大きい。次に、ステップＳ１５５において、これらの温度の測定値から、制御プログラムは、ヒータ２３１及びこて先２１０との間の温度差（＝第２センサ２３３の検出温度−第１センサ２３２の検出温度）が、所定の閾値より大きいかどうかを判定する。制御プログラムは、制御部１２０が保持するデータベースを参照して、対象のカートリッジ１１２の種類に対応する閾値を上述の判定に用いてもよい。温度差が、閾値を超えている場合、制御プログラムは、ステップＳ１６０に進み、カートリッジ１１２への給電量の増加の停止、給電量の減少又は給電の停止を指示する。この結果、こて先２１０の温度の急激な上昇が抑制される。こて先２１０とヒータ２３１との間の温度差が大きいので、ステップＳ１６０の給電量の低減処理がなされても、ヒータ２３１からこて先２１０への熱の伝達は、こて先２１０の温度の急激な上昇が抑制された条件の下で継続される。ステップＳ１５５において、温度差が、閾値を超えていない場合、制御プログラムは、ステップＳ１６５に進み、カートリッジ１１２への電力供給量を増加させる。このとき、こて先２１０とヒータ２３１との間の温度差は大きくないので、ステップＳ１６５の給電量の増加処理がなされても、ヒータ２３１からこて先２１０への過度に大きな熱量の伝達は生じない。制御プログラムは、ステップＳ１６０及びステップＳ１６５のうちいずれかからステップＳ１７０に進み、第１センサ２３２からの出力に基づいて、こて先２１０の温度を決定する。次に、ステップＳ１７５において、制御プログラムは、こて先２１０の温度が目標温度より低いかどうかを判定する。ステップＳ１７５の判定がＹＥＳの場合、こて先２１０の温度は、目標温度より低いので、制御プログラムは、ステップＳ１３５に戻る。一方、ステップＳ１７５において、こて先２１０の温度が、目標温度より低くないとの判定結果が得られた場合、制御プログラムは、ステップＳ１１５に戻る。
【００８５】
図１３の制御プログラムに関して、導体線２４１の先端部に接合された第２センサ２３３が過度の加熱を検出する。すなわち、第２センサ２３３及び第１センサ２３２から得られた温度差のデータを、閾値と比較する。温度差が閾値を超えている場合には、ヒータ２３１への給電量の低減処理がなされ、温度差が閾値以下であるときには、ヒータ２３１への給電量が増加される。したがって、制御部１２０のプログラムは、半田付け作業完了後のこて先２１０の過熱を抑制しながら、半田付け作業中のカートリッジ１１２への電力の供給を正確に制御することができる。その結果、カートリッジ１１２は４００ワットの電源を搭載し、より効率的な繰り返しの半田付け作業を可能にするために必要なこて先２１０の温度を維持することができる。
【００８６】
図１４及び図１５は、カートリッジ１１２及び温度制御方法の利点を示すため、１０箇所の急速半田付け作業の試験温度対時間のグラフを示している。図１４及び図１５のグラフでは、温度はＹ軸に表示され、秒単位の時間はＸ軸に示されている。図１４は、上側のラインは、図２の３００ワットのカートリッジ３００の温度測定値（カートリッジ３００のこて先３１１の外表面の温度の測定値）を示している。
【００８７】
下側のラインは１０箇所の半田付け作業の温度グラフである。最初の６秒において、カートリッジ３００が３５０℃の目標温度に加熱された。最初の半田付け作業が始まると、半田及びワークが加熱され、半田が溶融した。半田付け作業は、１０秒後に完了した。カートリッジ３００の先端温度は、半田が溶融するにつれて下がった。カートリッジ３００は、すぐに移動し、下側のラインに示されているように、２番目の半田付け作業が１５秒を少し超えたところで完了した。上側のこて先３１１の温度変化のラインは、半田付け作業開始時の温度降下と、目標温度３５０℃を回復するための回復時間の遅れとを表している。３００Ｗのカートリッジ３００の試験に関して、図１４のグラフから、最初の半田付け作業の完了から１０回目の半田付け作業の完了までの期間は、４０．６秒であることが分かる。
【００８８】
図１５の上側のラインは、４００ワットのカートリッジ１１２の温度測定値（カートリッジ１１２のこて先２１０の外表面の温度の測定値）を表している。下側のラインは、１０箇所の半田付け部位の温度変化を表している。最初の６秒において、カートリッジ１１２は、目標温度３５０℃に加熱された。最初の半田付け作業が始まると、半田付け部位が加熱され、半田が溶融した。半田付け作業は、１０秒後に完了した。この間、カートリッジ１１２の先端温度は下がった。次に、カートリッジ１１２は、直ちに２番目の半田付け作業に移動された。下側のラインの下部に反映されているように、２番目の半田付け作業は約１４秒で完了した。図１５のグラフで示される４００ワットのカートリッジ１１２に関して、最初の半田付け作業の完了から１０番目の半田付け作業の完了までの期間は、３２秒であった。図１４及び図１５のグラフの比較から、４００ワットのカートリッジ１１２は、繰り返しの半田付け作業に必要な時間を大幅に短縮することができることが分かる。
【００８９】
上側のラインに示されているように、１０箇所の半田付け作業終了の後、図１４のカートリッジ３００のこて先３１１の温度は、３５０℃の目標温度を１００℃超えて、４５０℃に上昇した。図１５のカートリッジ１１２のこて先２１０の温度は、４２６℃に上昇した。図１４及び図１５のグラフに示されているように、４００ワットのカートリッジ１１２は、制御部１２０のプログラムを用いて、半田付け作業の完了時におけるカートリッジ１１２のこて先２１０の過熱を抑制することを可能にする。
【００９０】
カートリッジ１１２の利点が、以下に説明される。
【００９１】
カートリッジ１１２は、こて先２１０の温度を検出する第１センサ２３２と、ヒータ２３１の温度を検出する第２センサ２３３とを有している。したがって、こて先２１０及びヒータ２３１の温度が個別に検出される。
【００９２】
こて先２１０及びヒータ２３１の温度が個別に検出されるので、こて先２１０とヒータ２３１との間の温度差を表す温度データを取得することができる。この結果、取得された温度差を利用した制御（図１３を参照）を実行することが可能となる。大きな温度差が検出されたとき、ヒータ２３１への給電量が低減される。したがって、こて先２１０の急激な昇温（すなわち、オーバーシュート）が抑制される。このとき、ヒータ２３１への供給電力を増加しなくとも、熱量が、こて先２１０とヒータ２３１との間の大きな温度差に従って、ヒータ２３１からこて先２１０へ伝達されるので、図１３のステップＳ１６０（供給電力の増加を停止する制御）が実行されても、こて先２１０の温度が目標温度に到達するのに要する時間は、過度に長くならない。また、ヒータ２３１への供給電力を増加させる制御は、こて先２１０とヒータ２３１との間の温度差が所定の閾値以下である条件下で行われる（図１３のステップＳ１５５及びステップＳ１６５）。したがって、こて先２１０の急激な昇温を抑制する制御の下で、こて先２１０が昇温される。
【００９３】
第２センサ２３３は、導体線２４１，２４２の先端を接合することによって熱電対として形成されている。導体線２４１は、ヒータ２３１の形成に用いられているので、ヒータ２３１の熱は、第２センサ２３３に伝わる。すなわち、第２センサ２３３は、ヒータ２３１の温度を検出することができる。
【００９４】
溝部２６５は、半径方向に開口しているので、導体線２４１は、溝部２６５の開口２６６において屈曲され、絶縁ブロック２６０の溝部２６５内に延設され得る。すなわち、導体線２４１を絶縁ブロック２６０の先端まで延設することなく、導体線２４１の先端を溝部２６５内に配置し、熱電対（第２センサ２３３）を形成するために導体線２４２の先端と接合することができる。したがって、ヒータ２３１と第２センサ２３３との間で導体線２４１によって形成される熱伝導経路は短くなる。ヒータ２３１の熱は、短い熱伝導経路を通じて、第２センサ２３３に伝わるので、ヒータ２３１から第２センサ２３３へ伝達される間の熱の損失は小さくなる。したがって、第２センサ２３３は、ヒータ２３１の温度を精度よく検出することができる。
【００９５】
絶縁ブロック２６０は、導体線２４１を、ヒータ２３１から第２センサ２３３までの延設区間において、こて先２１０の内周面から離間させるように形成されている。すなわち、絶縁ブロック２６０の隣り合う突出部２６２は、導体線２４１の直径よりも大きな突出量で、中央部２６１から半径方向に突出している。したがって、これらの突出部２６２の間で形成された凹溝の深さも、導体線２４１の直径よりも大きい。この結果、導体線２４１をこて先２１０の内周面に接触させることなく、ヒータ２３１から第２センサ２３３までの区間に亘って配線することが可能となる。
【００９６】
固定部２５０の先端部２５１は、こて先２１０の先端部位の嵌入穴に嵌入され、先端部２５１の外周面が全体的にこて先２１０の内周面に接触している。固定部２５０の基端部２５２は、こて先２１０の主穴の先端部位に相補的であるので、基端部２５２の外周面も全体的にこて先２１０の内周面に接触している。すなわち、固定部２５０の外周面全体が、こて先２１０の内周面に接触している。固定部２５０は、高い熱伝導性を有する材料から形成されているので、第１センサ２３２への良好な熱伝導経路を形成している。こて先２１０の先端部位に温度ムラが生じていたとしても、固定部２５０の外周面に伝わった平均的な熱量が第１センサ２３２に伝わるので、第１センサ２３２は、温度ムラにほとんど影響されることなく、こて先２１０の先端の温度を検出することができる。
【００９７】
カートリッジ１１２は、以下の如く、容易に組み立てられる。第１センサ２３２が取り付けられた固定部２５０の先端部２５１は、こて先２１０の嵌入穴に嵌入される。固定部２５０の基端部２５２は、先端部２５１に向けて狭まるテーパ形状を有しているので、基端部２５２の基端面は、先端部２５１の断面よりも広い。広い基端面に加えられた押圧力は、先端部２５１のテーパ形状によって先端部２５１に集中的に作用し、先端部２５１は嵌入穴に容易に嵌入される。嵌入穴に嵌入された先端部２５１は、圧縮変形する。嵌入穴への先端部２５１の嵌入及び先端部２５１の圧縮変形の結果、第１センサ２３２は、こて先２１０の先端近くで固定される。
【００９８】
先端部２５１が嵌入穴へ嵌入された後、第２センサ２３３及びヒータ２３１が組み付けられた絶縁ブロック２６０及びスリーブ２７０がこて先２１０の主穴に挿入される。このとき、第１センサ２３２から延びる信号線２４３，２４４は、絶縁ブロック２６０の貫通孔２６７及びスリーブ２７０の挿通孔に挿通される。
【００９９】
スリーブ２７０とこて先２１０の内周面との間の空隙には、絶縁材料２７４が圧入される。このとき、スリーブ２７０の先端に接続された絶縁ブロック２６０には、上述の溝部が形成されているので、絶縁材料２７４は溝部に逃げることができる。したがって、絶縁材料２７４は、スリーブ２７０の先端まで容易に圧入される。
【０１００】
絶縁材料２７４は、スリーブ２７０の外周面に沿って巻回された導体線２４１を、こて先２１０から絶縁する。他の線材（すなわち、導体線２４２及び信号線２４３，２４４）は、絶縁性のスリーブ２７０内で配線されているので、導体線２４１は、導体線２４２及び信号線２４３，２４４からも絶縁されている。導体線２４２及び信号線２４３，２４４は、スリーブ２７０内で互いに離隔して形成された３つの挿通孔にそれぞれ挿入されているので、導体線２４２及び信号線２４３，２４４間においても絶縁構造が形成されている。したがって、カートリッジ１１２内における電気的な故障は生じにくい。
【０１０１】
本発明は、上記添付の図とに関連して詳細に記載されている。当業者であれば、前述の明細書中の開示は、例示であることを理解し、図は、本発明を説明するために提供され、本発明の可能性のあるモードの実施を限定することを意図しないことを理解するであろう。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲及びその均等物以下によってのみ定義される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
上述の実施形態の原理は、半田が利用される様々な技術分野に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１０３】
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・半田付けシステム
１１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・半田ごて
１１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カートリッジ
１２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御部
２１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・こて先
２３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ヒータ
２３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１センサ
２３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２センサ
２４１，２４２・・・・・・・・・・・・・・・導体線
２４３，２４４・・・・・・・・・・・・・・・信号線
２５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・固定部
２５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・先端部
２５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基端部
２６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・絶縁ブロック
２６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・底壁部
２６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・溝部
２６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・開口
２７０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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