(57)【要約】【課題】２０Ｃ，３分間以内で８０％電池容量の充電が可能なリチウム二次電池が装填された充電式半田コテを充電機能部材が内蔵された半田コテ載置台に載置することにより前記リチウム二次電池を簡単に急速充電することが可能な充電式半田付け装置を提供する。【解決手段】把持部材と、この把持部材に取り付けられ、ヒータを内蔵したコテ部材と、前記把持部材内に前記ヒータに接続するように装填され、２０Ｃ、３分間以内で８０％電池容量の充電が可能なリチウム二次電池と備えた充電式半田コテ；および  前記リチウム二次電池が充電を必要とするときに前記充電式半田コテが載置される筐体と、この筐体に内蔵された前記リチウム二次電池を充電するための充電機能部材とを有する半田コテ載置台；を具備したことを特徴とする充電式半田付け装置。【選択図】    図５
2007307594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持部材と、この把持部材に取り付けられ、ヒータを内蔵したコテ部材と、前記把持部材内に前記ヒータに接続するように装填され、２０Ｃ、３分間以内で８０％電池容量の充電が可能なリチウム二次電池とを備えた充電式半田コテ；および
前記リチウム二次電池が充電を必要とするときに前記充電式半田コテが載置される筐体と、この筐体に内蔵された前記リチウム二次電池を充電するための充電機能部材とを有する半田コテ載置台；
を具備したことを特徴とする充電式半田付け装置。
【請求項２】
前記充電式半田コテは、前記把持部材に前記リチウム二次電池と接続される接続端子を有し、
前記半田コテ載置台は、前記充電式半田コテが載置されたときに前記把持部材と係合される溝が前記筐体に形成され、かつ
前記半田コテ載置台の前記充電機能部材は、商用電源に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータと、このコンバータに接続される充電回路と、前記筐体の前記溝に取り付けられ、前記充電回路に接続される共に、前記充電式半田コテが前記筐体に載置したときに前記把持部の接続端子と接続される充電端子とを有することを特徴とする請求項１記載の充電式半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田コテは、例えばプリント配線板にＩＣ、チップ抵抗体やチップコンデンサのような電子部品、またはジャンパー線を半田付けする際に用いられている。
【０００３】
従来の半田コテは、プラスチックのような絶縁材料からなる把持部材にヒータを内蔵したコテ部材が取り付けられ、かつ前記把持部材にヒータに電力を供給すための電源コードが取り付けられた構造を有する。しかしながら、この半田コテは半田付け作業において電源コードが邪魔して作業能率を低下させる。
【０００４】
このようなことから特許文献１には充電可能なバッテリーを内蔵した半田コテと、この半田コテのバッテリーを充電するための充電器を有するコテ台を備えたコードレス構造の充電式半田コテが開示されている。
【０００５】
前記充電可能なバッテリーとしては、ニッケルカドミウム二次電池またはニッケル水素二次電池が用いられている。また、最近では炭素材料を負極材料として含むリチウムイオン二次電池が用いられている。しかしながら、これらの充電可能な二次電池は通常その充電に１時間から２時間を要する。その結果、半田コテの使用頻度が高いか、または半田コテを電池容量を超えて長時間使用するかいずれかにおいて充電を必要とする場合、前記二次電池の充電時間が長い、つまり待ち時間が長いために半田付け作業の効率が低下する。なお、交換二次電池を別途に用意することにより半田付けの作業効率の低下を回避できるものの、新たにコスト的な課題が生じる。
【特許文献１】特開２０００−２８８７２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、２０Ｃ，３分間以内で８０％電池容量の充電が可能なリチウム二次電池が装填された充電式半田コテを充電機能部材が内蔵された半田コテ載置台に載置することにより前記リチウム二次電池を簡単に急速充電することが可能な充電式半田付け装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、把持部材と、この把持部材に取り付けられ、ヒータを内蔵したコテ部材と、前記把持部材内に前記ヒータに接続するように装填され、２０Ｃ、３分間以内で８０％電池容量の充電が可能なリチウム二次電池とを備えた充電式半田コテ；および
前記リチウム二次電池が充電を必要とするときに前記充電式半田コテが載置される筐体と、この筐体に内蔵された前記リチウム二次電池を充電するための充電機能部材とを有する半田コテ載置台；
を具備したことを特徴とする充電式半田付け装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、充電式半田コテを半田コテ載置台に載置することにより充電式半田コテと載置台を電気的に接続して充電式半田コテ内のリチウム二次電池を急速充電できる、つまり充電の待ち時間を激減できるため、半田付けの作業効率を向上させることが可能な充電式半田付け装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る充電式半田付け装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る充電式半田付け装置の充電式半田コテを示す斜視図、図２は図１の充電式半田コテの回路構成を示すブロック図、図３は実施形態に係る充電式半田付け装置の半田コテ載置台を示す斜視図、図４は図３の半田コテ載置台の回路構成を示すブロック図である。
【００１１】
充電式半田コテ１は、把持部材２を備えている。この把持部材２は、例えばプラスチックからなる第１円筒状絶縁体３と、この第１円筒状絶縁体３の先端に同心円状に嵌着され、この円筒状絶縁体３より径が小さい例えばプラスチックからなる第２円筒状絶縁体４と、この第２円筒状絶縁体４の先端に同心円状に嵌着され、この第２円筒状絶縁体４より径が小さいコテ固定キャップ５を有する。リング状をなす正負の接続端子６，７は、前記第１円筒体把持部材３の先端側外周面および前記第２円筒状絶縁体４の先端側外周面にそれぞれ形成されている。後述するヒータ８を内蔵し、先端が尖がった円筒状コテ部材９は、前記把持部材２のコテ固定キャップ５に同心円状に嵌着されている。後述する２０Ｃ，３分間以内で８０％容量の充電が可能なリチウム二次電池１０は、前記第１円筒状絶縁体３内に装填され、かつ前記ヒータ８および前記接続端子６，７に接続されている。前記ヒータ８への電力供給をオン・オフするスイッチ１１は、前記第１円筒状絶縁体３に取り付けられている。スライド式スイッチ１２は、前記第１円筒状絶縁体３に取り付けられ、後述する可変抵抗器１３の抵抗値の調節（前記ヒータ８への供給電力の調節）が行なわれる。
【００１２】
このような充電式半田コテ１の回路構成を図２を参照して説明する。２０Ｃ，３分間以内で８０％容量の充電が可能なリチウム二次電池１０および充電制御回路１４は、接続端子６，７間に直列接続されている。この充電制御回路１４は、マイクロコンピュータで制御され、充電時におけるリチウム二次電池１０の電圧、温度を検出する監視機能、過充電防止機能、およびリチウム二次電池１０の過放電防止機能を有する。ヒータ８、スイッチ１１および可変抵抗器１３は、前記接続端子６，７間に直列接続されていると共に、前記二次電池１０および充電制御回路１４に対して並列接続されている。なお、可変抵抗器１３は前記スライド式スイッチ１２による抵抗値の調節によって、前記リチウム二次電池１０からヒータ８への供給電力を調節（例えば２段階の調節）し、そのヒータ８の加熱温度を制御する。
【００１３】
半田コテ載置台２１は、図３に示すように前記リチウム二次電池１０が充電を必要とするときに前記充電式半田コテ１が載置される例えばプラスチックからなる筐体２２と、この筐体２２に内蔵された前記二次電池１０を充電するための後述する充電機能部材２３とを有する。
【００１４】
前記筐体２２は、傾斜面２４を有するブロックから構成されている。この傾斜面２４には、前記充電式半田コテ１が載置されたときに前記把持部材２の第１円筒状絶縁体３を挿入する第１半円柱状溝２５が上部側に形成され、かつ前記第２円柱状絶縁体４を挿入し、前記第１半円柱状溝２５より小さい半径の第２半円柱状溝２６がその第１半円柱状溝２５と連通してその下部側に形成され、さらに前記固定キャップ４およびコテ部材９を挿入し、前記第２半円柱状溝２６より小さい半径の第３半円柱状溝２７がその第２半円柱状溝２６と連通してその下部側に形成されている。半リング状をなす一方の充電端子２８は、前記第２半円柱状溝２６との境界に位置する前記第１半円柱状溝２５部分に埋設されている。つまり、前記充電端子２８は前記第１、第２の半円柱状溝２５、２６間で形成される段差部が位置する第１半円柱状溝２５部分に埋設されている。一方の充電端子２８より半径の小さい半リング状をなす他方の充電端子２９は、前記第３半円柱状溝２７との境界に位置する前記第２半円柱状溝２６部分に埋設されている。つまり、前記充電端子２９は前記第２、第３の半円柱状溝２６、２７間で形成される段差部が位置する第２半円柱状溝２６部分に埋設されている。
【００１５】
前記ブロック状の筐体２２には、前記充電機能部材２３を配置するための空洞部（図示せず）が形成されている。充電監視灯３０は、前記筐体２２の側面上部に設けられている。
【００１６】
このような半田コテ載置台２１の回路構成を図４を参照して説明する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、電源コード３２を通して商用電源３３に接続されている。このコンバータ３１は充電回路３４を通して前記充電端子２８，２９に接続されている。充電監視灯回路３５は、前記コンバータ３１と前記充電回路３４間の配線に接続されると共に、前記充電監視灯３０に接続されている。前記充電回路３４において、前記充電式半田コテ１のリチウム二次電池１０の充電中に所定の充電がなされたことを検出すると、充電監視灯回路３５はその検出信号を受けて充電監視灯３０を点灯する。このようなＡＣ／ＤＣコンバータ３１、充電回路３４および充電監視灯回路３５により前記充電機能部材２３を構成している。
【００１７】
前記リチウム二次電池は、リチウムチタン酸化物を活物質として含む負極を備え、２０Ｃ，３分間以内で８０％電池容量の充電が可能である。活物質であるリチウムチタン酸化物は、特開２００５−１２３１８３に開示されるとおり、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、リチウムイオンの挿入・離脱が１．４Ｖから１．７Ｖ／Ｌｉ付近で行われる。このため、この二次電池は大電流での急速充電を行っても、従来の負極活物質に炭素材料を用いた場合と比べてリチウムの析出が起こらずに安全性を確保できる。また、リチウムの吸蔵放出に伴う膨張収縮が生じるのを抑制することができるため、２０Ｃ電流の急速充電を繰り返し行った際にも負極活物質の構造破壊を抑えることができる。その結果、充放電を繰り返し行った場合においても長い寿命を維持できる。
【００１８】
具体的には、以下のような方法で組み立てたリチウムイオン二次電池は２０Ｃで３分間充電することにより約８０％電池容量まで充電することが可能な急速充電二次電池であることを確認した。ここで、『Ｃ』は充放電率を表す単位であり、完全放電から完全充電（または完全充電から完全放電）までを定電流充電した場合に計算上１時間で行えるレートを１Ｃとして表現する。１／１０時間の場合、１０Ｃと表現する。したがって、例えば２０Ｃ充電とは、１Ｃ充電の２０倍の電流が必要になる。
【００１９】
＜負極の作製＞
活物質として、平均粒子径５μｍでＬｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+)のチタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末と、導電剤として平均粒子径０．４μｍの炭素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で９０：７：３となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散してスラリーを調製した。
【００２０】
なお、活物質の粒子径の測定には、レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所株式会社  型番ＳＡＬＤ−３００）を用いた。まず、ビーカー等に試料約０．１ｇを入れた後、界面活性剤と１〜２ｍＬの蒸留水を添加して十分に攪拌し、攪拌水槽に注入した。２秒間隔で、６４回光強度分布を測定し、粒度分布データを解析し、累積度数分布が５０％の粒径（Ｄ５０）を平均粒子径とした。
【００２１】
次いで、厚さ１０μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）を負極集電体に前記スラリーを塗布し、乾燥した後、プレスを施すことにより電極密度２．４ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。
【００２２】
＜正極の作製＞
活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）と、導電材として黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比で８７：８：５となるように配合し、これらをｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散させてスラリーを調製した。厚さ１５μｍのアルミニウム箔（純度９９．９９％）にスラリーを塗布し、乾燥した後、プレスすることにより電極密度３．５ｇ／ｃｍ3の正極を作製した。
【００２３】
＜二次電池の組み立て＞
容器（外装部材）の形成材料として、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムを用意した。このアルミニウム含有ラミネートフィルムのアルミニウム層は、膜厚約０．０３ｍｍであった。アルミニウム層を補強する樹脂には、ポリプロピレンを使用した。このラミネートフィルムを熱融着で貼り合わせることにより、容器（外装部材）を得、さらに金属アルミニウムの容器に収めた。
【００２４】
次いで、前記正極に帯状の正極端子を電気的に接続すると共に、前記負極に帯状の負極端子を電気的に接続した。厚さ１２μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータを正極に密着させて被覆した。セパレータで被覆された正極に負極を対向するように重ね、これらを渦巻状に捲回して電極群を作製した。この電極群をプレスして扁平状に成形した。容器（外装部材）に扁平状に成形した電極群を挿入した。
【００２５】
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチルラクトン（ＧＢＬ）が体積比（ＥＣ：ＧＢＬ）で１：２の割合で混合された有機溶媒にリチウム塩であるＬｉＢＦ4を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させ、液状の非水電解質を調製した。得られた非水電解質を前記容器内に注液し、リチウム二次電池を組み立てた。この二次電池は、満充電時電圧２．８Ｖ、放電終止電圧１．５Ｖで使用できた。
【００２６】
このような構成の充電式半田付け装置において、充電式半田コテ１のスイッチ１１をオンしてヒータ８を加熱することによりコテ部材９の温度を半田の溶融温度まで上昇させる。例えばプリント配線板の所望のランドにＩＣの端子を挿入し、コテ部材９の尖った先端をランドに挿入された端子に当てながら、例えばコイルから引き出した半田線をコテ部材９先端に接触させ、溶融した半田を端子に流して半田付けを行う。なお、可変抵抗器１３の調節により半田の種類等に応じてコテ部材９の温度を高温または低温に制御することができる。
【００２７】
前述した半田付け作業において、充電式半田コテ１のリチウム二次電池１０の容量が低下すると、スイッチ１１をオフし、充電式半田コテ１を図５に示すように半田コテ載置台２１の筐体２２に載置する。すなわち、充電式半田コテ１を斜めにし、その把持部材２の第１円柱状絶縁体３を筐体２２の傾斜面２４の第１半円柱状溝２５に挿入すると、把持部材２の第１円柱状絶縁体３が第１半円柱状溝２５に沿って下降し、第１円柱状絶縁体３先端（下端）が第１、第２の半円柱状溝２５、２６間で形成される段差部に係合され、同時に把持部材２の第２円柱状絶縁体４先端（下端）が第２、第３の半円柱状溝２６、２７間で形成される段差部に係合されて、充電式半田コテ１が筐体２２の所定位置にセットされる。このとき、充電式半田コテ１の第１円柱状絶縁体３の先端外周面に形成されたリング状接続端子６と筐体２２の第１半円柱状溝２５に埋設された半リング状の充電端子２８とが接触して接続される。また、充電式半田コテ１の第２円柱状絶縁体４の先端外周面に形成されたリング状接続端子７と筐体２２の第２半円柱状溝２６に埋設された半リング状の充電端子２９とが接触して接続される。この状態で半田コテ載置台２１の充電機能部材２３を電源コード３２を通して商用電源３３に接続すると、商用電源３３からの交流電力がＡＣ／ＤＣコンバータ３１で直流に変換され、充電回路３４を通して前記リチウム二次電池１０に適合した電圧の直流電力が充電用端子２８，２９、接続端子６、７から前記リチウム二次電池１０に供給され、２０Ｃ，３分間以内で８０％電池容量の充電、つまり急速充電がなされる。前記充電回路３４において、リチウム二次電池１０の充電完了を検出すると、充電監視灯回路３５はその検出信号を受けて充電監視灯３０を点灯する。この充電監視灯３０が点灯した後、充電式半田コテ１を半田コテ載置台２１から取り外すことにより、充電式半田コテ１のヒータ８を再度半田溶融に適した温度まで加熱し得る状態、つまり半田付け作業に適用可能な状態に復帰できる。
【００２８】
以上説明した実施形態によれば、充電式半田コテ１による半田付け作業で、内部に装填した急速充電可能なリチウム二次電池１０の容量が低下したときに、スイッチ１１をオフし、充電式半田コテ１を半田コテ載置台２１に載置してリチウム二次電池１０側の接続端子６，７と充電機能部材２３側の充電端子２８，２９をそれぞれ接続することにより、前記リチウム二次電池１０を２０Ｃ，３分間以内で８０％電池容量の充電、つまり急速充電を行うことができるため、充電の待ち時間に伴う作業のロスを激減できる。その結果、プリント配線板へのＩＣの端子接続（ＩＣ実装）等での半田付け作業を効率よく行うことが可能な充電式半田付け装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る充電式半田付け装置の充電式半田コテを示す斜視図。
【図２】図１の充電式半田コテの回路構成を示すブロック図。
【図３】実施形態に係る充電式半田付け装置の半田コテ載置台を示す斜視図。
【図４】図３の半田コテ載置台の回路構成を示すブロック図。
【図５】充電のために充電式半田コテを半田コテ載置台に載置した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３０】
１…充電式半田コテ、２…把持部材、３…第１円筒状絶縁体、４…第２円筒状絶縁体、６，７…接続端子、１０…リチウム二次電池、１１…スイッチ、２１…半田コテ載置台、２２…筐体、２３…充電機能部材、２５，２６，２７…半円柱状溝、２８，２９…充電端子、３０…充電監視灯、３１…ＡＣ／ＤＣコンバータ、３４…充電回路、３５…充電監視灯回路。
【図１】
2007307594.tif 000003
【図２】
2007307594.tif 000004
【図３】
2007307594.tif 000005
【図４】
2007307594.tif 000006
【図５】
2007307594.tif 000007