(57)【要約】【課題】複数の半田付け対象を短時間で半田付け完了できる半田付け装置１および半田付け方法を提供する。【解決手段】  ランドＲにノズル６０を当接又は近接させ、半田片２ｂをノズル６０の半田片誘導通路６３ａに供給し、前記ノズル６０の前記半田片誘導通路６３ａ内の前記半田片２ｂを加熱して溶融させて半田付けする半田付け装置１について、前記ノズル６０は、複数の前記半田供給通路６３を備え、半田片収納体４４は、複数の前記半田供給通路６３にそれぞれ前記半田片２ｂを供給する構成であり、前記ノズル６０は、一体形成された１つの部材に前記複数の半田供給通路６３が形成されている構成とした。【選択図】図６
2019155380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、
半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、
前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、
前記ノズルは、複数の前記半田供給通路を備え、
前記糸半田供給手段は、複数の前記半田供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、
前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田供給通路が形成されている
半田付け装置。
【請求項２】
前記糸半田供給手段は、
複数の前記半田片を分離して収容する複数の半田片収容部と、
前記半田片収容部に収容された複数の前記半田片を移動許容して前記ノズルの複数の前記半田片供給通路に供給する移動許容手段とを有する
請求項１記載の半田付け装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記ノズルの複数の前記半田供給通路の配列方向と平行な方向に長さを有し、１つの当該加熱手段で少なくとも２つの前記半田供給通路にほぼ同じ熱量を付与できる構成である
請求項１または２記載の半田付け装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の半田付け装置を用い、
前記相対距離変化手段により前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させ
前記糸半田供給手段により複数の前記半田片を前記ノズルの複数の前記半田片供給通路にそれぞれ供給し、
前記加熱手段により前記ノズルの複数の前記半田片供給通路内の複数の前記半田片を加熱して溶融させ、
複数の前記第１導体と前記第２導体を前記半田片が溶融した溶融半田により一斉に半田付けする
半田付け方法。
【請求項５】
半田片を通過させる半田片供給通路を有する半田ごてと、
半田付け対象である第１導体と前記半田ごてとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記半田ごてを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記半田ごての前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記半田ごての前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、前記第１導体と第２導体を半田付けする半田付け装置に用いられる半田ごてであって、
一体形成された１つの部材に前記複数の半田供給通路が形成され、
複数の前記半田供給通路は平行に配置されている
半田付け装置用の半田ごて。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、プリント基板やモータ等の適宜の製品における第１導体（端子、ランド、リード線等）と第２導体（端子、ランド、リード線等）を半田付けする半田付け装置、および半田付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板に電子部品を機械的に半田付けする半田付け装置が提供されている。この半田付け装置には、半田の液面にプリント基板を接触させて半田付けするフロー半田付け法や、予めパターンに合わせてクリーム半田を基板に印刷しておきクリーム半田に熱を加えて溶かすことで半田付けするリフロー半田付け法等、様々な方式が提案されている。
【０００３】
ここで、出願人は、半田ごてとして円筒形のノズルを用い、このノズル内にプリント基板のスルーホールに挿通された電子部品のピンを挿入し、内部で半田を溶かして半田付けする方式の半田付け装置を開発し、提供している（特許文献１参照）。
【０００４】
そして、ノズルの温度、ノズルの位置、ノズルの荷重および半田の供給量について、装置の起動時や運用中など所定のタイミングで確認することにより、半田付けの信頼性や確実性の更なる向上を図っている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、様々な形状を有する半田付け対象に対して半田付けが大量に行われている作業現場では、複数の半田付け対象に対して全て半田付け完了するまでの時間を短縮することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２０８６９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上述の問題に鑑みて、複数の半田付け対象を短時間で半田付け完了できる半田付け装置および半田付け方法を提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、前記ノズルは、複数の前記半田供給通路を備え、前記糸半田供給手段は、複数の前記半田供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田供給通路が形成されている半田付け装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明により、複数の半田付け対象を短時間で半田付け完了できる半田付け装置および半田付け方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】半田付け装置の右側面図。
【図２】半田付け装置の正面図。
【図３】半田付け装置の駆動系および制御系の構成を示すブロック図。
【図４】糸半田切断機構部の構成を説明する説明図。
【図５】半田片の切断からノズルへの供給までの動作の説明図。
【図６】ノズルとヒータの構成の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１および図２は、半田付け装置１の外観構成の説明図であり、図１は右側面図、図２は正面図である。
【００１３】
図１に示すように、半田付け装置１は、半田付け対象であるプリント基板Ｐのスルーホールに半田付けを行うノズル６０（半田付け装置用ノズル，半田ごて）とヒータユニット５０を有するヘッド部３と、ヘッド部３およびノズル６０をフローティング状態にするエアーサスペンションユニット５と、エアーサスペンションユニット５およびノズル６０を半田付け対象に近接／離間させる方向（図１の上下方向）に移動させる近接離間方向移動ユニット６（相対距離変化手段）と、近接離間方向移動ユニット６およびノズル６０をプリント基板Ｐが搬送される搬送方向（図１の奥行方向，図２の左右方向）に移動させる搬送方向移動ユニット７と、搬送方向移動ユニット７およびノズル６０を搬送方向移動ユニット７の搬送幅方向（図１の左右方向，図２の前後方向）に移動させる搬送幅方向移動ユニット８と、を有している。
【００１４】
エアーサスペンションユニット５の上部には、リールに巻かれた糸半田２が設けられている。この糸半田２は、φ０．３〜φ２．０ｍｍを用いることができ、φ０．６〜φ１．６ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００１５】
ヘッド部３の下部には、ヒータユニット５０が設けられ、このヒータユニット５０にノズル６０が固定されている。  
搬送幅方向移動ユニット８の上面は、プリント基板Ｐを搬送する搬送路９の上面とほぼ同じ高さに構成されている。
【００１６】
ヘッド部３の可動範囲は、搬送幅方向移動ユニット８の上方に位置する待機位置（図１に示すＰ１の位置）と、プリント基板Ｐに対して半田付けを行う半田付け領域Ｅ１，Ｅ２（図１のＥ１と図２のＥ２で囲まれる領域）とになる。ヘッド部３は、これらの待機位置、及び半田付け領域のどの位置であっても近接離間方向移動ユニット６によって移動される。
【００１７】
この構成により、半田付け装置１は、待機時にはノズル６０を待機ポジションＰ１の高さおよび位置に待機しておき、半田付け工程を実行するときは半田付け領域Ｅ１，Ｅ２内で待機ポジションＰ１よりも低い（半田付け対象に近い）半田付けポジションＰ２の高さにて半田付けを行う。
【００１８】
図３は、半田付け装置１の駆動系および制御系の構成を示すブロック図である。半田付け装置１は、搬送幅方向移動ユニット８（図１参照）に固定されて搬送路９（図１参照）へ向かって真っすぐ伸びるＹ方向（搬送幅方向，図２の奥行方向）の搬送ガイド７ｆと、ステッピングモータ等の駆動機構部７ｅによりＹ方向の搬送ガイド７ｆに沿って移動するＸ方向（搬送方向，図２の左右方向）の搬送ガイド７ｃが設けられている。この駆動機構部７ｅおよびＹ方向の搬送ガイド７ｆは、搬送幅方向移動ユニット８（図１参照）内に収納されている。Ｘ方向の搬送ガイド７ｃは、搬送路９の搬送方向（Ｘ方向）へ向かって真っすぐ伸びている。
【００１９】
Ｘ方向の搬送ガイド７ｃの上部には、Ｘ方向の搬送ガイド７ｃに沿ってＸ方向に移動する移動体７ａと、この移動体７ａをＸ方向の搬送ガイド７ｃに沿ってＸ方向へ移動させるステッピングモータ等で構成された駆動機構部７ｂが設けられている。この移動体７ａ、駆動機構部７ｂ、およびＸ方向の搬送ガイド７ｃは、搬送方向移動ユニット７（図１参照）内に収納されている。この移動体７ａ、駆動機構部７ｂ、Ｘ方向の搬送ガイド７ｃ、駆動機構部７ｅ、およびＹ方向の搬送ガイド７ｆは、作業させたい任意の位置へノズル６０を移動させるノズル位置移動手段として機能する。
【００２０】
移動体７ａには、ノズル６０がスルーホールに近接／離間する方向に伸びるＺ方向（高さ方向）の搬送ガイド５ｃが設けられている。この搬送ガイド５ｃには、Ｚ方向に移動するヘッド固定部５ａ、およびステッピングモータ等で構成される駆動機構部５ｂが設けられている。ヘッド固定部５ａ、駆動機構部５ｂ、および搬送ガイド５ｃは、ノズル６０を半田付け対象に近接／離間させる方向へ移動させる近接離間方向移動手段として機能し、近接離間方向移動ユニット６（図１参照）内に収納されている。
【００２１】
このように構成されたＹ方向の搬送ガイド７ｆとＸ方向の搬送ガイド７ｃ、および駆動機構部７ｂ，７ｅがノズル位置移動手段として機能することにより、ノズル６０の位置を半田付けする任意の位置へ移動させることができる。また、Ｚ方向の搬送ガイド５ｃおよび駆動機構部５ｂが近接離間方向移動手段として機能することにより、移動させた位置でノズル６０を近接方向へ移動させてノズル６０の孔（後述の半田片誘導通路６３）内に半田付けするピンを挿通しノズル６０の先端をスルーホールに当接させる等の半田付け位置にて半田付け対象に当接または近接させ、半田付け後に離間させることができる。また、Ｚ方向の搬送ガイド５ｃおよび駆動機構部５ｂにより、ノズルステーション（図示省略）で交換用のノズル６０またはヒータユニット５０に近接する方向へ移動させ、ノズル６０またはヒータユニット５０を交換した後に離間させることができる。
【００２２】
ヘッド固定部５ａには、フローティングユニット１５が設けられている。このフローティングユニット１５は、エアーサスペンションユニット５（図１）内に設けられ、供給されたエアによってノズル６０を持ち上げ、プリント基板Ｐに対するフローティングユニット１５（ノズル６０が含まれる）の相対的な重みを軽くするものである。例えば、通常の加重を１００とするとフローティングユニット１５の加重が１０％となるようにするなど、適宜の構成とすることができる。
【００２３】
ヘッド部３は、フローティングユニット１５に固定され、糸半田２（図１参照）を挿通する糸半田供給ガイド１６と、糸半田供給ガイド１６内の糸半田をローラで挟み込んで送り出す糸半田送り出し機構部１７（糸半田繰出手段）が設けられ、底部に糸半田切断機構部４０を備えている。この糸半田切断機構部４０は、ステッピングモータ等により構成される回転機構部１９（半田片収納体移動手段，相対移動手段）により移動可能に構成されており、糸半田供給ガイド１６に供給されてきた糸半田２（図１参照）を回転機構部１９の制御に従って先端から設定長さの位置で切断して半田片を作成する。
【００２４】
また、これらの構成要素を駆動するべく、各要素は制御部２１によって制御される。制御部２１には、駆動機構部５ｂ、駆動機構部７ｂ、駆動機構部７ｅ、フローティングユニット１５、糸半田送り出し機構部１７、回転機構部１９、ヒータユニット密着確認センサ２２、温度センサ２３、着脱用エアシリンダ２４、カメラ２５、及び記憶部２６が接続されている。
【００２５】
カメラ２５は、半田付け対象となるプリント基板のスルーホールおよびピンの位置等を確認して位置決めする際、および、半田付アカメが発生した場合等の半田付け異常を検出する際等に用いられる。
【００２６】
記憶部２６は、プリント基板等の半田付け対象ワークの画像と、この半田付け対象ワークに使用するツール（ノズル６０、若しくはヒータユニット５０）を関連づけた半田付け対象ワーク別ツールデータ、現在装着しているツールの種類、現在装着しているツールの使用回数および使用時間等のデータを記憶している。
【００２７】
図４は、糸半田切断機構部４０の構成を説明する説明図であり、図４（Ａ）は糸半田切断機構部４０の分解斜視図、図４（Ｂ）は糸半田切断機構部４０の縦断面図を示す。
【００２８】
糸半田切断機構部４０は、下方へ繰り出されてきた糸半田２ａを通過させる通路を有する糸半田供給ガイド１６と、切断した半田片２ｂを複数収納する半田片収納体４４と、半田片収納体４４を移動させる回転機構部１９（図３参照）により構成されている。また、半田片収納体４４には、収納された半田片２ｂの貯留／放出を制御するシャッタ３６（移動許容手段）と、シャッタ３６を付勢する付勢体３５（付勢手段）とが設けられている。また、半田片収納体４４とは分離して、シャッタ３６を解放操作するシャッタ操作部４９（シャッタ移動規制体）が設けられている。なお、半田片収納体４４と、回転機構部１９と、シャッタ３６と、シャッタ操作部４９は、半田片２ｂをノズル６０の孔（後述の半田片誘導通路６３）に供給する半田片供給手段として機能する。
【００２９】
糸半田供給ガイド１６は、金属部材によって円筒形に形成されており、内側の孔（通路）に糸半田２ａを長手方向へ通過させる。また、糸半田供給ガイド１６は、糸半田２ａの通過方向と直角の方向（糸半田２ａの半径方向）へは移動しないように固定されている。
【００３０】
付勢体３５は、適宜のバネで構成することができ、この実施例では金属製の鶴巻ばねにて構成されている。
【００３１】
シャッタ３６は、Ｌ字型に屈曲させた金属板により構成されており、Ｌ字の底面部が水平状態（近接離間方向に垂直な状態）の貯留／放出制御板部３８であり、Ｌ字の鉛直面部が付勢体３５に押圧される押圧操作部３７である。貯留／放出制御板部３８は、一直線に等間隔で複数の解放孔３８ａ（貫通孔または貫通溝）が設けられている。この実施例では解放孔３８ａは２つ設けられている。この解放孔３８ａの隣接部分（解放孔３８ａと解放孔３８ａの間部分を含む）は、半田片２ｂの落下を防止する閉鎖部として機能する。なお、シャッタ３６に複数の解放孔３８ａを設けているが、これに限らず、複数の解放溝を設けて、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８が平面視櫛状に見える構成としてもよい。この場合も同じ機能を確保できる。
【００３２】
半田片収納体４４は、横長の立方体形状のブロック部４３の下面に当該ブロック部４３の短手方向の幅よりも幅広で長手方向に同じ長さのガイド部４８が一体形成されている。ガイド部４８には、長手方向に貫通するシャッタ挿入孔４７が設けられている。このシャッタ挿入孔４７は、高さと幅がシャッタ３６の貯留／放出制御板部３８の高さと幅よりわずかに大きく形成され、シャッタ３６がブレなくスムーズに長手方向へスライド移動できるように構成されている。ブロック部４３とガイド部４８には、上下方向（近接離間方向）に貫通する半田片収納部４５が一直線に等間隔で複数設けられている。この実施例では２つ設けられており、シャッタ３６の解放孔３８ａと同じ大きさで同じ間隔で設けられている。
【００３３】
なお、シャッタ３６の解放孔３８ａは、半田片収納部４５よりも大きく形成されてもよい。これにより、確実に開放状態のときに半田片２ｂを落下させることができる。また、半田片収納部４５は、孔によって形成されているが、これに限らず、複数部材で周囲を囲まれて半田片２ｂを囲み内に収容できる囲み形状とするなど、半田片２ｂを落下可能に収納する適宜の形状とすることができる。
【００３４】
半田片収納体４４の長手方向の一端上部には、半田片収納体４４の長手方向に長いガイド板４２の一端が連結されている。ガイド板４２の他端には、ネジ止め用の孔４１が設けられ、係止板３２がネジ３１によって孔４１にネジ止めされている。
【００３５】
係止板３２は、上部にネジ４１を挿通するネジ孔３３が設けられている。係止板３２のネジ孔３３より下方部分には、シャッタ３６の押圧操作部３７に対向する押圧対抗面３４が設けられている。この押圧対抗面３４に付勢体３５の一端が当接し、シャッタ３６の押圧操作部３７に付勢体３５の他端が当接することで、押圧対抗面３４から押圧操作部３７までの距離よりも長く伸びた状態が通常状態である付勢体３５は、押圧対抗面３４と押圧操作部３７が離れる方向へ付勢する。これによって、シャッタ３６は、押圧操作部３７が半田片収納体４４の一端面に当接した状態に維持される。このとき、図４（Ｂ）に示すように、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａは位置がずれており、半田片収納体４４の半田片収納部４５がシャッタ３６の貯留／放出制御板部３８で閉じられた状態となっている。従って、半田片収納部４５に存在する半田片２ｂは、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８によって下方へ落下しないように貯留されている。
【００３６】
半田片収納体４４のガイド板４２と反対側には、半田片収納体４４から離間した位置に半田片収納体４４とは独立してシャッタ操作部４９シャッタ操作部４９が設けられている。このシャッタ操作部４９は、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８の押圧操作部３７とは逆側の端面に対向して配置されている。従って、回転機構部１９（図３参照）の回転駆動によって半田片収納体４４がシャッタ３６と共にシャッタ操作部４９側へ移動されていくと、シャッタ３６の端面がシャッタ操作部４９に当接する。そして、回転機構部１９（図３参照）の回転駆動によって半田片収納体４４がさらに移動されると、シャッタ操作部４９によってシャッタ３６がそれ以上移動しないために半田片収納体４４とシャッタ３６の相対位置が変化していき、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａの位置が同じ位置になって解放状態となり、半田片２ｂが下方へ落下する。
【００３７】
半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６は、互いの対向面が当接して配置され、供給される糸半田２ａの半径方向へ相対的に移動できるように構成されている。この実施では、糸半田供給ガイド１６が固定され、半田片収納体４４が糸半田２ａの半径方向へスライド移動できる。従って、糸半田供給ガイド１６から繰り出された糸半田２ａの一部が半田片収納体４４の半田片収納部４５に供給されている状態で、半田片収納体４４を糸半田２ａの半径方向に移動させると、糸半田２ａは、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の相対移動によって半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の互いの当接面で切断される。従って、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６が半田片２ｂを切断する半田片切断手段となる。切断された半田片２ｂは、半田片収納体４４の半田片収納部４５に収納される。
【００３８】
また、半田片収納体４４の上面と糸半田供給ガイド１６の下面、シャッタ３６の貯留／放出制御板部３８は、全て半田片収納体４４の移動方向と平行（特にこの実施例では水平方向）に構成されている。また、半田片収納部４５の長手方向（半田片通過方向）とノズル６０の半田片誘導通路６３（半田片供給通路，図５（Ｄ）参照）の長手方向（半田片通過方向）は、全て半田片収納体４４の移動方向と垂直（特にこの実施例では鉛直方向）に構成されている。
【００３９】
図５は、半田片収納体４４によって糸半田２を切断して半田片２ｂを複数貯留し、その後にシャッタ３６を開状態にして複数の半田片２ｂを落下させる動作を断面図により説明する説明図である。この動作は、制御部２１（図３参照）が糸半田送り出し機構部１７および回転機構部１９の駆動を制御して実行される。
【００４０】
図５（Ａ）の断面図に示すように、回転機構部１９（図３参照）の回転駆動によって、半田片収納体４４は、シャッタ操作部４９に最も近い半田片収納部４５が糸半田供給ガイド１６の下方位置で一直線に連通する状態で停止する。この状態で、巻かれていた糸半田２（図１参照）の先端側から引き出されて棒状となっている糸半田２ａが糸半田送り出し機構部１７（図３参照）によって送り出され、図５（Ｂ）に示すように糸半田２ａの先端が半田片収納部４５内に収納される。そして、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の対向面部（接触面部）から糸半田２ａの先端までの長さが必要な半田片２ｂの長さとなる状態まで糸半田２ａを繰り出すと、糸半田送り出し機構部１７（図３参照）は糸半田２ａの供給（繰り出し）を停止する。
【００４１】
この状態で回転機構部１９（図３参照）の回転駆動によって、半田片収納体４４をスライド移動させると、半田片収納体４４と糸半田供給ガイド１６の対向面部（接触面部）によって糸半田２ａが切断されて半田片２ｂとなり、図５（Ｃ）に示すように半田片２ｂが半田片収納部４５に収納（貯留）される。図５（Ｃ）は、この切断を半田片収納部４５の数だけ（必要な数だけ）繰り返して切断完了した状態を示している。このときの半田片収納体４４をスライド移動させる距離は、隣接する半田片収納部４５の互いの中心間の距離と同一である。したがって、糸半田供給ガイド１６の直下には、その前に対応していた半田片収納部４５の隣の半田片収納部４５が位置することとなる。
【００４２】
回転機構部１９（図３参照）の回転駆動によって半田片収納体４４をスライド移動させると、図５（Ｄ）に示すようにシャッタ３６の先端がシャッタ操作部４９に当接して押圧され、付勢体３５が縮み、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａが全て連通して複数の半田片２ｂが一斉に落下して下方へ供給される。なお、半田片２ｂを落下させる際に、図示省略する押し込みロッドを全ての半田片収納部４５に上方から下方へ挿入し、半田片２ｂを下方へ押し出して、強制的に半田片２ｂを下方のノズル６０（図３参照）に供給する構成としてもよい。
【００４３】
図６は、ノズル６０とヒータユニット５０の構成を説明する説明図であり、図６（Ａ）は斜視図、図６（Ｂ）は横断面図、図６（Ｃ）は縦断面図を示す。  
【００４４】
ヒータユニット５０は、平面視が略正方形で平面視の一辺の長さより高さ方向の長さが短い四角柱形状の第１ケーシング５５と、第１ケーシング５５と同一形状で第１ケーシング５５の下方に重ねられた第２ケーシング５６を備えている。
【００４５】
第１ケーシング５５および第２ケーシング５６には、中心に上下方向（近接離間方向）に貫通する孔５５ａ，５６ａ（図６（Ｃ）参照）がそれぞれ設けられ、この孔５５ａ，５６ａ内にノズル６０が固定されている。
【００４６】
第１ケーシング５５の一側面とその反対側の側面には、水平方向（近接離間方向と直角の方向）に真っ直ぐ伸びる溝５５ｂ，５５ｂが対称に設けられ、この溝５５ｂ，５５ｂにヒータ５３，５３の加熱部５４，５４が対称にそれぞれ固定されている。この加熱部５４，５４により、ノズル６０を周囲の対向する二か所から挟み込むようにして加熱することができる。ヒータ５３は、電圧制御により加熱するヒータであり、予め定められた温度でノズル６０を加熱し続ける。
【００４７】
第２ケーシング５６の一側面とその反対側の側面には、水平方向（近接離間方向と直角の方向）に真っ直ぐ伸びる溝５６ｂ，５６ｂが対称に設けられ、この溝５６ｂ，５６ｂにヒータ５１，５１の加熱部５２，５２が対称にそれぞれ固定されている。この加熱部５２，５２により、ノズル６０を周囲の対向する二か所から挟み込むようにして加熱することができる。
【００４８】
また、第２ケーシング５６における溝５６ｂ，５６ｂが設けられていない一側面には、外部から内側の孔５６ａまで貫通するセンサ用孔５６ｃが設けられ、このセンサ用孔５６ｃに熱電対５７（センサ）が挿入されている。熱電対５７の先端は、ノズル６０に接触している。
【００４９】
ヒータ５１はＰＩＤ制御によって加熱温度を変動させながらノズル６０を加熱する。具体的には、熱電対５７を用いて温度センサ２３（図３参照）が検知したノズル６０の温度に基づき、制御部２１（図３参照）がヒータ５１の加熱温度を変化させ、所望の温度よりもノズル６０の温度が大きく下がっていれば熱量を増加させて加熱を促進し、ノズル６０の温度が所望の温度に近付くにつれて熱量を減少させて緩やかに加熱する。  
【００５０】
ノズル６０は、円柱形で軸方向に複数の貫通孔が形成され、この貫通孔が半田片誘導通路６３，６３を形成する。この実施例では、一直線の２つの半田片誘導通路６３，６３が中心から等距離だけ離間させて平行に形成されている。ノズル６０は、半田付けの温度に耐えられる耐熱性のある材料で形成され、この実施例ではセラミックにより形成されている。また、各半田片誘導通路６３は、前記加熱部５２，５４の長手方向と平行となる方向に配列され、半田片収納体４４（図５参照）の半田片収納部４５と同じ大きさで同じ間隔に形成されている。
【００５１】
この構成により、図５（Ｄ）に示したように一斉に（ほぼ同時に）落下する半田片２ｂは、その下方位置にて半田片収納部４５と半田片誘導通路６３が連通するように配置されたノズル６０の半田片誘導通路６３に、図６（Ｃ）に示すように一斉に（ほぼ同時に）供給される。
【００５２】
半田付けをするとき、ノズル６０は、下端がプリント基板ＰのランドＲに接触する位置まで下げられており、この位置にて上述した半田片２ｂの供給を受ける。このとき、半田片２ｂは、プリント基板Ｐの電子部品Ｃの端子Ｔの先端（半田片誘導通路６３の半田片誘導方向（図６（Ｃ）の下方）に対して最も凸となる端部（図６（Ｃ）の上端））に接触して停止する。図示の例では端子Ｔの上に半田片２ｂが乗った状態で停止する。
【００５３】
そして、ノズル６０内の複数の半田片誘導通路６３に供給されたそれぞれの半田片２ｂは、ヒータ５１，５３の加熱部５２，５４からほぼ同一の熱量を同時に受けて溶融する。このとき、加熱部５２の熱が半田片２ｂから端子Ｔに伝達され、この伝達熱によって端子Ｔも徐々に加熱されていく。また、ランドＲについては、ノズル６０から直接熱を受け、端子Ｔよりも先に加熱されている。
【００５４】
そうして、半田片２ｂが溶融温度に達すると、半田片２ｂが溶融するが、まだ端子Ｔの上に略球状となって載った状態となる。この間も端子Ｔを伝達熱で加熱する。そして、さらに端子Ｔの加熱が進むと、半田片２ｂが溶融した複数（２つ）の溶融半田が端子Ｔに沿って流れ出し、複数（２つ）の端子Ｔ（第２導体）とランドＲ（第１導体）を一斉に（同時に）半付けして電気的に接続する。その後、ノズル６０を上方へ移動させて離間させ、溶融半田が冷えて固化することで、複数箇所の半田付けが一斉に（同時に）完了する。  
この半田付けの動作について、以下に詳細に説明する。
【００５５】
＜半田付けの動作＞
図６（Ｃ）の断面図に示すように、半田付けの母材として、ランドＲが形成されたプリント基板Ｐに、当該プリント基板Ｐのスルーホールにプリント基板Ｐの表面側から裏面側（図６（Ｃ）では下面側から上面側）に向けて電子部品Ｃの端子Ｔが挿入されたものが準備されている。
【００５６】
＜位置合わせ工程＞
制御部２１は、図３に示したＹ方向の搬送ガイド７ｆとＸ方向の搬送ガイド７ｃ、および駆動機構部７ｂ，７ｅにより、ノズル６０の複数の半田片誘導通路６３の位置をＸＹ平面上で移動させて半田付けする複数のランドＲに対向させる。このときの位置は、プリント基板Ｐの裏面側のランドＲの中心と半田片誘導通路６３の中心がほぼ一致する位置とする、または、端子Ｔの先端中心と半田片誘導通路６３の中心がほぼ一致する位置とする。
【００５７】
＜半田片切断収納工程＞
制御部２１は、糸半田送り出し機構部１７によって半田片収納体４４内の１つの半田片収納部４５に糸半田２ａを必要長さまで供給し、回転機構部１９を駆動させて半田片収納体４４を移動させ、糸半田切断機構部４０（糸半田切断手段）により糸半田２をカットして半田片２ｂを得て半田片収納部４５に収納する。このとき、シャッタ３６は閉鎖状態（半田片２ｂを収容状態で停止させる停止状態）となっているため、半田片収納部４５から半田片２ｂが落下することは無い。この動作を繰り返すことで、全ての半田片収納部４５に１つずつ必要長さの半田片２ｂを収納する。なお、この半田片切断収納工程は、前記ノズル近接工程よりも前に実行する、あるいは、ノズル近接工程と並行して実行するなど、適宜のタイミングとすることができる。
【００５８】
＜ノズル近接工程＞
制御部２１は、駆動機構部５ｂにより搬送ガイド５ｃに沿ってフローティング状態のヘッド部３をランドＲとの近接方向へ移動させて、ノズル６０の先端面（図示下端面）をプリント基板Ｐの裏面側のランドＲの表面に当接させる。これにより、ノズル６０の半田片誘導通路６３の内側に端子Ｔの先端が挿入された状態となる。
【００５９】
このとき、端子Ｔはノズル６０の半田片誘導通路６３の内壁から等距離だけ離れており、端子Ｔとノズル６０が非接触で離間した状態が保たれている。これにより、ノズル６０から端子Ｔに直接熱が伝達されることを防止しており、端子Ｔは、輻射熱伝達および対流熱伝達により徐々に加熱される。一方で、プリント基板ＰのランドＲは、接触するノズル６０からの直接の熱伝導と、対流熱伝達による伝熱で急速に加熱される。
【００６０】
＜半田片供給工程＞
制御部２１は、回転機構部１９を駆動させて半田片収納体４４をさらに移動させ、シャッタ３６がシャッタ操作部４９に当接して押圧されるまで移動させる。これにより、シャッタ３６の複数の解放孔３８ａが複数の半田片収納部４５とそれぞれ連通し、複数の半田片２ｂが一斉に落下し、ノズル６０の複数の半田片誘導通路６３に１つずつ供給される。上方から落下するように供給された半田片２ｂは、半田片誘導通路６３を通過中に予熱され、端部が端子Ｔに当接して当接位置で停止し、位置および落下が規制される。このとき、半田片誘導通路６３の内壁は、半田片２ｂが端子Ｔの先端の上で垂直または斜めに立っている状態から落下しないように規制する落下規制部として機能する。
【００６１】
＜溶融工程＞
当接位置に案内された溶融前の半田片２ｂは、その位置から落下することなく、端子Ｔと反対側の端部などの少なくとも一部が、ヒータ５１の加熱部５２の近くに位置して半田片誘導通路６３の内壁に当接する。このため、当接位置にある溶融前の複数の半田片２ｂは、半田片誘導通路６３の内壁に当接した半田片２ｂの一端部、両端部、又は側部を介した熱伝導により一斉に溶融される。なお、この半田片２ｂの溶融のとき、ノズル６０と接触しての直接熱伝導に加えて、ノズル６０からの輻射熱伝達、および、ノズル６０内を対流する熱風による対流熱伝達などの間接熱伝導も行われる。
【００６２】
複数の半田片２ｂは、溶融すると表面張力によりそれぞれ丸まって略球状になろうとするが、ノズル６０の半田片誘導通路６３の内壁と端子Ｔの先端に規制されるため真球になれず、端子Ｔの先端に接触している状態（端子Ｔの上に載っている状態）で太く短い形状に変形する。この形状は、短い円柱の両端が球面になった形状となっている。
【００６３】
こうして溶融すると、ノズル６０から複数の半田片２ｂに熱が伝わり、さらに、複数の半田片２ｂから複数の端子Ｔにそれぞれ熱が伝わることで、複数の端子Ｔは以前にも増して急速に加熱される。この加熱中、溶融した半田片２ｂは端子Ｔに接触した状態、すなわち端子Ｔの上に載った状態で半田片供給方向（下方向）へ移動せずに停止している。尚、半田片２ｂが溶融するのは、２１７℃以上である。
【００６４】
溶融した半田片２ｂを介して適正温度にまで端子Ｔが加熱されると、溶融した複数の半田片２ｂは、ぬれ始め、端子Ｔの先端から端子Ｔの側面を伝って一斉に流れ出す。ここで、溶融しはじめてから流れ出す前の半田片２ｂは、位置が停止したままで熱の影響等によって形状が変化し続けていても良い。そして、端子Ｔの側面を伝って流れ出した溶融した半田片２ｂは、裏面側のランドＲに広がり、さらに、毛細管現象により、端子Ｔの側面とスルーホールに面するランドＲとの隙間にも流入する。そして、表面側のランドＲにも広がっていく。
【００６５】
＜ノズル離間工程＞
その後、制御部２１は、駆動機構部５ｂにより搬送ガイド５ｃに沿ってフローティング状態のヘッド部３をランドＲとの離間する方向へ移動させ、ノズル６０の先端面をプリント基板Ｐの裏面側のランドＲの表面から離隔する。これにより、ランドＲ、端子Ｔ、及び溶融した半田片２ｂは急速に冷却され、溶融した半田片２ｂが固化して半田付け動作は終了する。
【００６６】
溶融した半田片２ｂのこのような動きにより、複数の端子Ｔは複数のランドＲにそれぞれ確実に半田付けされる。こうして一斉に（ほぼ同時に）半田付けされた複数箇所の半田の仕上がり外観は美しく、バックフィレット形状も綺麗に形成される。
【００６７】
以上の構成及び動作により、複数の半田付け対象であるランドＲと端子Ｔを短時間で半田付け完了することができる。  
ノズル６０は、１つの部材に複数の半田片誘導通路６３を形成しているため、筒状のノズルを複数配置するよりも狭いピッチ（間隔）で複数の半田片誘導通路６３を配置することができ、狭いピッチで並ぶ端子Ｔを一斉（ほぼ同時に）に半田付けすることができる。
【００６８】
また、複数の半田片誘導通路６３にそれぞれ供給されている半田片２ｂを共通のヒータ５１，５３によりほぼ均等に加熱するため、複数の半田片２ｂをほぼ同時に加熱して複数個所のランドＲと端子Ｔをほぼ同時に半田付けすることができる。
【００６９】
そして、このように形成されたノズル６０を使用した半田付け装置１により、多種多様な半田付け対象に対して、先端が半田付け位置まで届く形状のノズル６０を用いて適切かつ精度よく半田付けすることができる。特に、半田片誘導通路６３を通じて半田片２ｂを第１導体である端子Ｔ等に当接するまで誘導し、当接した状態で溶融して半田付けすることができるため、安定して精度のよい半田付けを行うことができる。
【００７０】
また、半田片２ｂの切断のみ１つずつ切断していくが、それ以外のノズル６０の近接離間動作、複数の半田片２ｂの溶融と半田付け動作については、１つずつ半田付けする場合と同じ時間でできるため、この同じ時間でノズル６０の半田片誘導通路６３の数の半田片２ｂについて一斉に実施して時間短縮を行える。
【００７１】
また、制御部２１により回転機構部１９の駆動を制御するだけで、糸半田２ａから半田片２ｂを切断して各半田片収納部４５に収納し、シャッタ３６をシャッタ操作部４９で解放状態として収納した複数の半田片２ｂをノズル６０の半田片誘導通路６３に一斉に供給できる。従って、小型かつ軽量な構造で、無駄なく短時間に複数の半田片の切断から複数の半田片の一斉供給までを実施できる。
【００７２】
なお、この発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、様々な実施形態とすることができる。
【００７３】
例えば、ヒータユニット５０は、第１ケーシング５５を省略し、第２ケーシング５５の溝５６ｂ，５６ｂの一方に電圧制御のヒータ５１の加熱部５２を固定し、他方にＰＩＤ制御のヒータ５３の加熱部５４を固定してもよい。この場合も、上述した実施形態と同一の作用効果を奏することができる。
【００７４】
また、ノズル６０は１つの部材によって一体形成したが、複数の部材を半田片誘導通路６３の半田片通過方向に重ねて構成してもよい。この場合も、各部材に複数の半田片誘導通路６３が形成され、円筒形のノズルを複数設ける場合に比べて半田片誘導通路６３間の距離を短くすることができ、狭い間隔で複数配置された半田付け対象に対して一斉に半田付けすることができる。
【００７５】
また、ノズル６０内にニクロム線等の発熱体を埋設してヒータとしても良い。この場合、埋設する発熱体は、複数の半田片誘導通路６３の配列方向と平行な方向に長く、かつ、これらの半田片誘導通路６３からほぼ同一の距離となるように構成することが好ましい。
【００７６】
また、半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の解放孔３８ａとノズル６０の半田片誘導通路６３は、全て同じ間隔で一列に配置したが、これに限らず、配置間隔を変更する、１列ではなく複数列にするなど、適宜の構成とすることができる。これにより、半田付け対象の配置間隔に合わせて一斉に半田付けができるとともに、複数列にした場合には複数ずつ半田片２ｂを切断してより多くの半田片２ｂを一斉に半田付けすることができる。
【００７７】
また、ノズル６０の形状と半田片誘導通路６３の数や形状は半田付け対象に合わせて様々構成とすることができ、これに合わせて半田片収納体４４の半田片収納部４５とシャッタ３６の形状を形成することで、様々な半田付け対象に対して複数箇所に一斉に半田付けすることができる。
【００７８】
また、ノズル６０の半田片誘導通路６３は、断面円形の孔としたが、断面正方形、断面長方形、断面楕円形、断面半円形など、適宜の形状の孔とすることができる。
【００７９】
また、ノズル６０の各半田片誘導通路６３内の密閉空間で半田片２ｂを溶融して半田付けするため、半田ボールやフラックス等がノズル６０の外へ飛散することを防止できる。
【００８０】
また、半田付け対象である第１導体と第２導体は、プリント基板Ｐの端子ＴとランドＲに限らず、例えば、モータの端子とリード線とする、プリント基板の配線上に寝かした状態で置いた端子と当該配線とする、など、適宜の半田付け対象とすることができる。これらの場合も同様にノズルを第１導体に近接または当接させた状態で第１導体と第２導体を半田付けして電気的に接続することができる。
【００８１】
また、移動許容手段としてのシャッタ３６の開閉により半田片収納体４４の半田片収納部４５から半田片２ｂをノズル６０の半田片誘導通路６３に供給する構成としたが、これに限らず、半田片２ｂを半田片収納部４５に収納した状態で半田片収納体４４を回転させて上下反転させ、半田片収納部４５から半田片２ｂを落下させてノズル６０の半田片誘導通路６３に供給する構成としてもよい。この場合、シャッタ３６を設けず、半田片収納体４４の一面（上面）に対して半田片収納部４５を開口させ、反対面（下面）については半田片収納部４５が開口せず閉じて底のある構成とすると良い。この場合も上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
この発明は、生産設備で半田付けを実行するような産業に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…半田付け装置
２ｂ…半田片
６…近接離間方向移動ユニット
１９…回転機構部
３６…シャッタ
４４…半田片収納体
４９…シャッタ操作部
５１，５３…ヒータ
６０…ノズル
６３…半田片誘導通路
Ｒ…ランド
Ｔ…端子
【図１】
2019155380.tif 000003
【図２】
2019155380.tif 000004
【図３】
2019155380.tif 000005
【図４】
2019155380.tif 000006
【図５】
2019155380.tif 000007
【図６】
2019155380.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月20日(2018.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、
半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、
前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、
前記ノズルは、複数の前記半田片供給通路を備え、
前記糸半田供給手段は、複数の前記半田片供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、
前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田片供給通路が形成され、
前記半田片供給通路の長さは、前記ノズルが前記第１導体に近接または当接して前記半田片が供給されたときに前記第１導体または第２導体のうち半田片の供給方向に対し最も凸となる端部に前記半田片が乗った状態で停止するに足る長さであり、
前記ノズルは、前記半田片供給通路の径よりも前記半田片供給通路の縁から前記ノズルの外縁までの肉厚を厚くした構成である
半田付け装置。
【請求項２】
第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、
半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、
前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、
前記ノズルは、複数の前記半田片供給通路を備え、
前記糸半田供給手段は、複数の前記半田片供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、
前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田片供給通路が形成され、
前記半田片供給通路の長さは、前記ノズルが前記第１導体に近接または当接して前記半田片が供給されたときに前記第１導体または第２導体のうち半田片の供給方向に対し最も凸となる端部に前記半田片が乗った状態で停止するに足る長さであり、
前記加熱手段は、配列方向に直交する方向から前記ノズルを挟み込む配置とした半田付け装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記ノズルの複数の前記半田片供給通路の配列方向と平行な方向に長さを有し、且つ複数の前記半田片供給通路の配列方向における両端に亘って配することにより１つの当該加熱手段で少なくとも２つの前記半田片供給通路にほぼ同じ熱量を付与できる構成である
請求項１または２記載の半田付け装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記近接離間方向に複数設けられた構成である
請求項１、２または３記載の半田付け装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の半田付け装置を用い、
前記相対距離変化手段により前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させ
前記糸半田供給手段により複数の前記半田片を前記ノズルの複数の前記半田片供給通路にそれぞれ供給し、
前記加熱手段により前記ノズルの複数の前記半田片供給通路内の複数の前記半田片を加熱して溶融させ、
前記加熱手段の加熱により前記ノズルの前記半田片供給通路内で前記半田片が溶融した溶融半田により複数の前記第１導体と前記第２導体を一斉に半田付けする
半田付け方法。
【請求項６】
半田片を通過させる半田片供給通路を有する半田ごてと、
半田付け対象である第１導体と前記半田ごてとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記半田ごてを近接または当接させる相対距離変化手段と、
前記半田片を前記半田ごての前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、
前記半田ごての前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、前記第１導体と第２導体を半田付けする半田付け装置に用いられる半田ごてであって、
一体形成された１つの部材に前記複数の半田片供給通路が形成され、
複数の前記半田片供給通路は平行に配置され、
前記半田片供給通路の長さは、前記第１導体に近接または当接して前記半田片が供給されたときに前記第１導体または第２導体のうち半田片の供給方向に対し最も凸となる端部に前記半田片が乗った状態で停止するに足る長さであり、
前記半田片供給通路の径よりも前記半田片供給通路の縁から外縁までの肉厚を厚くした構成である
半田付け装置用の半田ごて。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明は、第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、前記ノズルは、複数の前記半田片供給通路を備え、前記糸半田供給手段は、複数の前記半田片供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田片供給通路が形成され、前記半田片供給通路の長さは、前記ノズルが前記第１導体に近接または当接して前記半田片が供給されたときに前記第１導体または第２導体のうち半田片の供給方向に対し最も凸となる端部に前記半田片が乗った状態で停止するに足る長さであり、前記ノズルは、前記半田片供給通路の径よりも前記半田片供給通路の縁から前記ノズルの外縁までの肉厚を厚くした構成であることを特徴とする。
またこの発明は、第１導体と第２導体とを溶融半田によって半田付けする半田付け装置であって、半田片を通過させる半田片供給通路を有するノズルと、前記第１導体と前記ノズルとの近接離間方向の相対距離を変化させて前記第１導体と前記ノズルを近接または当接させる相対距離変化手段と、前記半田片を前記ノズルの前記半田片供給通路に供給する糸半田供給手段と、前記ノズルの前記半田片供給通路内の前記半田片を加熱して溶融させる加熱手段とを備え、前記ノズルは、複数の前記半田片供給通路を備え、前記糸半田供給手段は、複数の前記半田片供給通路にそれぞれ前記半田片を供給する構成であり、前記ノズルは、一体形成された１つの部材に前記複数の半田片供給通路が形成され、前記半田片供給通路の長さは、前記ノズルが前記第１導体に近接または当接して前記半田片が供給されたときに前記第１導体または第２導体のうち半田片の供給方向に対し最も凸となる端部に前記半田片が乗った状態で停止するに足る長さであり、前記加熱手段は、配列方向に直交する方向から前記ノズルを挟み込む配置としたことを特徴とする。