(57)【要約】【課題】はんだ付け品質を安定させることができ、迅速にはんだ付けを行うことができるはんだ付け装置を提供する。【解決手段】被はんだ付け部品２を把持すべくコレット状に形成されたコテ先４と、コテ先４内に設けられたヒーター５と、コテ先４を軸方向移動可能に挿通させると共にコテ先４外周のテーパー面６に摺接するガイド部材７と、ガイド部材又はコテ先４を軸方向に移動させてコテ先４を拡縮するコテ先駆動手段８とを備えたものである。【選択図】図１
2007173376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被はんだ付け部品を把持すべくコレット状に形成されたコテ先と、該コテ先内に設けられたヒーターと、上記コテ先を軸方向移動可能に挿通させると共にコテ先外周のテーパー面に摺接するガイド部材と、該ガイド部材又は上記コテ先を軸方向に移動させて上記コテ先を拡縮するコテ先駆動手段とを備えたことを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項２】
上記コテ先は、上記ガイド部材内にスライド自在に設けられる請求項１記載のはんだ付け装置。
【請求項３】
上記コテ先駆動手段は、上記ガイド部材内でコテ先をスライド移動させるエアシリンダからなる請求項２記載のはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等にコネクタ等の被はんだ付け部品をはんだ付けするはんだ付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、はんだゴテ５１は、ヒーターカラー５２に挿入されたヒーター５３を加熱することにより、ヒーターカラー５２及びヒーターカバー５４に熱を伝導し、その熱ではんだゴテ５１のコテ先５５を加熱するようになっている。図７及び図８に示すように、はんだゴテ５１を用いてプリント基板２０上のランド２１にコネクタ３をはんだ付けするときは、はんだゴテ５１のコテ先５５をランド２１とコネクタ３との双方に接触させることによりランド２１とコネクタ３の予備加熱を行い、はんだ付けを行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２３８３０号公報
【特許文献２】特開平７−１６１７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のはんだゴテ５１を用いたはんだ付け方法では、ランド２１とコネクタ３との一部にしかはんだゴテ５１のコテ先５５を接触させる事ができないため、ランド２１とコネクタ３の全体に均等に且つ短時間で熱が伝わらないという課題があった。
【０００５】
特に熱容量の大きなコネクタや多層基板のグランド面のはんだ付けにおいては、予熱時間が長く掛かり、作業時間の増加とはんだのぬれ性低下によるはんだ付け品質のバラツキが問題であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、熱容量の大きな部品においてもはんだ付け品質を安定させることができ、迅速にはんだ付けを行うことができるはんだ付け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、被はんだ付け部品を把持すべくコレット状に形成されたコテ先と、該コテ先内に設けられたヒーターと、上記コテ先を軸方向移動可能に挿通させると共にコテ先外周のテーパー面に摺接するガイド部材と、該ガイド部材又は上記コテ先を軸方向に移動させて上記コテ先を拡縮するコテ先駆動手段とを備えたものである。
【０００８】
上記コテ先は、上記ガイド部材内にスライド自在に設けられるとよい。
【０００９】
上記コテ先駆動手段は、上記ガイド部材内でコテ先をスライド移動させるエアシリンダからなるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱容量の大きな部品においてもはんだ付け品質を安定させることができ、迅速にはんだ付けを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、はんだ付け装置１は、被はんだ付け部品２たるコネクタ３を把持すべくコレット状に形成されたコテ先４と、コテ先４内に設けられたヒーター５と、コテ先４を軸方向移動可能に挿通させると共にコテ先４外周のテーパー面６に摺接するガイド部材７と、コテ先４を軸方向に移動させてコテ先４を拡縮するコテ先駆動手段８とを備えて構成されている。
【００１３】
コレット状のコテ先４は、軽量且つ熱伝導率の高いアルミニウムにて略筒状に形成されており、先端部９に先端側に向かって窄むテーパー面６を有すると共に、後端部に後述するヒーターカバー１０にガイドされる拡径部１１を有する。コテ先４の先端部９には、先端から軸方向に延びる複数のすり割り状のスリット１２が形成されており、スリット１２間には、コネクタ３を把持するためのツメ１３が形成されている。複数のツメ１３で構成されるコテ先４先端の内径は、コネクタ３の外径よりも大きく形成されており、コテ先４内にコネクタ３を収容できるようになっている。また、コテ先４は、後述するヒーターカバー１０のガイド穴１４にテーパー面６を係合させつつ挿抜方向に移動されることでガイド穴１４に径を規制されて拡縮するようになっている。具体的には、コテ先４は、ガイド穴１４に挿入する方向（図中の下方）に押されることでテーパー面６を径方向内側に押されてツメ１３を径方向内側に曲げるように弾性変形させ、スリット１２を閉じながらツメ１３の先端を径方向内側に移動させるようになっていると共に、ガイド穴１４から抜く方向（図中の上方）に引かれることでガイド穴１４の縁から受ける力を解放され、ツメ１３の弾性力で復元されるようになっている。
【００１４】
ヒーター５は、ツメ１３の弾性変形を阻害しない程度にコテ先４の先端部９に近接して設けられており、熱を効率よくコテ先４の先端に伝えるようになっている。
【００１５】
ガイド部材７は、はんだ付け装置本体１５の外殻を構成するヒーターカバー１０からなる。ヒーターカバー１０は、取っ手２２の先端に設けられた放熱ナット２３にカバーナット２４を介して締結されている。また、ヒーターカバー１０は、略筒状に形成されており、コテ先４を軸方向スライド可能に収容するようになっている。ヒーターカバー１０には、コテ先４の先端部９に内接すべく縮径するガイド穴１４が形成されると共に、コテ先４の拡径部１１に内接すべく所定長さに渡って内径を同じに形成されるスライド穴１６が形成されている。ガイド穴１４は、コテ先４の外径を規制するものであり、コテ先４の先端部９の最大径よりも小径、かつ、コテ先４の先端部９の最小径より大径に形成されている。また、ガイド穴１４は、内周面をコテ先４のテーパー面６に沿うようにテーパ状に形成されている。
【００１６】
コテ先駆動手段８は、はんだ付け装置本体１５に設けられたエアシリンダ１７からなる。エアシリンダ１７は、シリンダ部１８をはんだ付け装置本体１５に固定されると共にシリンダピン１９をはんだ付け装置本体１５内のコテ先４にねじ止め固定によって連結されており、伸縮することでヒーターカバー１０内でコテ先４を軸方向にスライド移動させるようになっている。
【００１７】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００１８】
プリント基板２０にコネクタ３をはんだ付けする場合、図２（ａ）に示すように、コテ先４内にコネクタ３を位置させるようにはんだ付け装置１を移動させたのち、図示しないフットスイッチ等を操作してスタート信号を発信し、エアシリンダ１７に接続されたソレノイドバルブ（図示せず）に駆動電圧を印加してエアシリンダ１７のシリンダピン１９を下方（エアシリンダ１７の伸長方向）に駆動させる。これにより、シリンダピン１９にネジ止め固定されたコテ先４が下方に押し下げられる。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、コテ先４はヒーターカバー１０に沿って先端側にスライドし、コテ先４のテーパー面６がガイド穴１４の縁に押し当てられることで、コテ先４先端部９のツメ１３の間隔が狭まりつつそれぞれのツメ１３の先端が径方向内側に移動する。これによりツメ１３はコネクタ３を把持する。
【００２０】
次にヒーター５によりコテ先４が加熱され、コテ先４を介して伝わる熱によってコネクタ３が予備加熱される。コネクタ３は外周を複数のツメ１３によって把持されるため、コネクタ３全体を短時間で均等に予備加熱することができる。
【００２１】
コネクタ３の予備加熱完了後、図２（ｃ）に示すように、コネクタ３を把持した状態でコテ先４の先端をプリント基板２０上のランド２１に当接させ、ランド２１全体の予備加熱を行う。
【００２２】
このとき、ランド２１にもコテ先４がコネクタ３と同様に環状に接触するため、ランド２１全体が効率よく均等に加熱される。また、ランド２１の加熱中もコネクタ３を把持したままであり、ランド２１とコネクタ３との両方を同時に加熱できるため、ランド２１の加熱中にコネクタ３が冷えることはなく、ランド２１とコネクタ３を効率よく加熱できる。ランド２１及びコネクタ３の加熱温度は、使用するはんだの融点より４０℃から６０℃程度高くする。このようにしてランド２１全体を加熱した後、コネクタ３とランド２１との間に糸はんだ（図示せず）を供給し、コネクタ３とランド２１のはんだ接合を行う。コネクタ３とランド２１は十分高い温度に均等に加熱されているため、安定して品質の高いはんだ付けを行うことができる。
【００２３】
はんだ付け完了後は、コネクタ３を把持したときとは逆にソレノイドバルブの印加駆動電圧を解放し、エアシリンダ１７のシリンダピン１９を上方に駆動し、コテ先４を上昇させる。これにより、コテ先４のツメ１３が弾性変形の復元力によって開き、コネクタ３の把持が解かれる。
【００２４】
この後、はんだ付け装置１のコテ先４をプリント基板２０から離し、はんだが冷却されることではんだ付け作業が完了となる。
【００２５】
このように、コネクタ３を把持すべくコレット状に形成されたコテ先４と、コテ先４内に設けられたヒーター５と、コテ先４を軸方向移動可能に挿通させると共にコテ先４外周のテーパー面６に摺接するガイド部材７と、コテ先４を軸方向に移動させてコテ先４を拡縮するコテ先駆動手段８とを備えてはんだ付け装置１を構成したため、コネクタ３やプリント基板２０の広い範囲を同時に加熱することができ、コネクタ３やプリント基板２０を短時間で効率よく、かつ、均等に予備加熱でき、熱容量の大きな部品においてもはんだ付け品質を安定させることができ、迅速にはんだ付けを行うことができる
また、ガイド部材７は、ヒーターカバー１０からなるものとし、コテ先４は、ヒーターカバー１０内にスライド自在に設けられるものとしたため、はんだ付け装置１を簡単な構造にでき、安価に制作できる。
【００２６】
コテ先駆動手段８は、ヒーターカバー１０内でコテ先４をスライド移動させるエアシリンダ１７からなるものとしたため、高温下でも確実に駆動させることができ、はんだ付けを安定してできる。
【００２７】
また、本はんだ付け装置１を汎用型多関節ロボット（図示せず）のアームに取り付けることにより、１台の汎用型多関節ロボットで、被はんだ付け部品の搬送及び自動はんだ付けが可能となる。この際、フットスイッチの代わりにパソコンやシーケンサー等のコントローラからデジタル入出力ボードを介し、ソレノイドバルブへシリンダ駆動電圧を制御するようにするとよい。
【００２８】
なお、プリント基板２０にコネクタ３をはんだ付けするはんだ付け装置１について述べたがこれに限るものではない。プリント基板２０及びコネクタ３は他のはんだ付け対象部材（図示せず）及び被はんだ付け部品（図示せず）であってもよい。
【００２９】
コテ先４はアルミニウムからなるものとしたがこれに限るものではなく、他の金属であってもよく、非金属材料からなるものであってもよい。ただし、軽量且つ熱伝導率の高い材質であることが好ましい。
【００３０】
また、エアシリンダ１７は周方向に複数設けてもよい。コテ先４をバランスよくスライドさせることができる。
【００３１】
次に他の実施の形態について述べる。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）に示すはんだ付け装置３１は、上述のコテ先４の先端部９のテーパ形状と、ヒーターカバー１０のガイド穴１４のテーパ形状に変更を加えたものであり、他の構成は上述と同様である。上述と同様の構成については説明を省き同符号を付す。
【００３３】
コレット状のコテ先３２は、先端部３８に先端側に向かって拡径するテーパー面３３を有する。コテ先３２の先端部３８には、先端から軸方向に延びる複数のすり割り状のスリット３４が形成されており、スリット３４間には、コネクタ３を把持するためのツメ３５が形成されている。複数のツメ３５で構成されるコテ先３２先端の内径は、コネクタ３の外径よりも大きく形成されており、コテ先３２内にコネクタ３を収容できるようになっている。また、コテ先３２は、ヒーターカバー３６のガイド穴３７にテーパー面３３を係合させつつ挿抜方向に移動されることでガイド穴３７に径を規制されて拡縮するようになっている。具体的には、コテ先３２は、ガイド穴３７から抜く方向（図中の上方）に引かれることでテーパー面３３を径方向内側に押され、スリット３４を閉じながらツメ３５の先端を径方向内側に移動させるようになっていると共に、ガイド穴３７に挿入する方向（図中の下方）に押されることでガイド穴３７の縁から受ける力を解放され、ツメ３５の弾性力で復元されるようになっている。
【００３４】
ヒーターカバー３６には、コテ先３２の先端部３８に内接すべく縮径するガイド穴３７が形成されている。ガイド穴３７は、コテ先３２先端部３８の最大径よりも小径、かつ、コテ先３２先端部３８の最小径より大径に形成されており、内周面をコテ先３２のテーパー面３３に沿うようにテーパ状に形成されている。
【００３５】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００３６】
プリント基板２０にコネクタ３をはんだ付けする場合、図４（ａ）に示すように、コテ先３２内にコネクタ３を位置させるようにはんだ付け装置３１を移動させたのち、エアシリンダ１７のシリンダピン１９を上方（エアシリンダ１７の縮退方向）に駆動させてコテ先３２を上方に引き上げる。
【００３７】
図４（ｂ）に示すように、コテ先３２はヒーターカバー３６内に没入する方向にスライドし、コテ先３２のテーパー面３３がガイド穴３７の縁に押し当てられることで、それぞれのツメ３５の先端が径方向内側に移動し、これらツメ３５によってコネクタ３が把持される。
【００３８】
ヒーター５でコテ先３２を加熱することで、複数のツメ３５で把持したコネクタ３を短時間で均等に予備加熱することができる。
【００３９】
コネクタ３の予備加熱完了後、上述の実施の形態と同様にランド２１全体の予備加熱を行い、はんだ付けを行う。
【００４０】
はんだ付け完了後は、コネクタ３を把持したときとは逆にエアシリンダ１７のシリンダピン１９を下方に駆動し、コテ先３２を下降させる。これにより、コテ先３２のツメ３５が弾性変形の復元力によって開き、コネクタ３の把持が解かれる。
【００４１】
このように、図１（ａ）に示すテーパー面６の向きを上下反転させたテーパー面３３を有するはんだ付け装置３１であってもコネクタ３やプリント基板２０を短時間で効率よく、かつ、均等に予備加熱できる。
【００４２】
なお、上述の２つの実施の形態では、コテ先４、３２をスライド移動させることでコテ先４、３２のテーパー面６、３３をヒーターカバー１０、３６のガイド穴１４、３７に押し当て、コテ先４、３２の先端を拡縮させるはんだ付け装置１、３１について述べたが、これに限るものではない。例えば図５に示すように、コテ先４１をはんだ付け装置本体４２に固定して設けると共に、ガイド穴４３を有するガイド部材４４とヒーターカバー４５とを別体に形成し、エアシリンダ１７でガイド部材４４を軸方向に移動させてコテ先４１のテーパー面６に押しつけるように構成したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）は本発明の好適実施の形態を示すはんだ付け装置の側断面図であり、（ｂ）ははんだ付け装置の概略底面図である。
【図２】（ａ）はコネクタを把持する前のはんだ付け装置の側断面図であり、（ｂ）はコネクタを把持したはんだ付け装置の側断面図であり、（ｃ）はプリント基板を予備加熱中のはんだ付け装置の側断面図である。
【図３】（ａ）は他の実施の形態を示すはんだ付け装置の側断面図であり、（ｂ）ははんだ付け装置の概略底面図である。
【図４】（ａ）はコネクタを把持する前の図３に係るはんだ付け装置の側断面図であり、（ｂ）はコネクタを把持した同はんだ付け装置の側断面図であり、（ｃ）はプリント基板を予備加熱中の同はんだ付け装置の側断面図である。
【図５】他の実施の形態を示すはんだ付け装置の側断面図である。
【図６】従来のはんだゴテの概略側断面図である。
【図７】プリント基板とコネクタの平面図である。
【図８】従来のはんだゴテで行うはんだ付け作業の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  はんだ付け装置
２  被はんだ付け部品
４  コテ先
５  ヒーター
６  テーパー面
７  ガイド部材
８  コテ先駆動手段
１５  はんだ付け装置本体
１７  エアシリンダ
３１  はんだ付け装置
４４  ガイド部材
【図１】
2007173376.tif 000003
【図２】
2007173376.tif 000004
【図３】
2007173376.tif 000005
【図４】
2007173376.tif 000006
【図５】
2007173376.tif 000007
【図６】
2007173376.tif 000008
【図７】
2007173376.tif 000009
【図８】
2007173376.tif 000010