(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回された樹脂製のボビンと、前記コイルの端末が絡げられた端子ピンを支持する根元樹脂部を有し前記ボビンに設けられた端子と、を有するコイル部品の前記ボビンを収容する保持溝を有するフェノール樹脂製のベース部と、一端側が前記ベース部に支持され、他端側が前記端子の根元樹脂部に近接又は接触する熱シールド部を有するフェノール樹脂製のフタ部を備えた半田付け用治具に、前記コイル部品をセットしてから、前記端子ピンのコイルが絡げられた部分を半田液に浸漬することを特徴とするコイル部品の半田付け方法。
【請求項２】
前記ベース部は前記ボビンの回動を規制する規制部を有することを特徴とする請求項１記載のコイル部品の半田付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンに複数のコイルを巻回したトランスなどのコイル部品の半田付け方法及び差動トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品をプリント基板に実装して電子回路を形成する場合、電子部品、例えばトランスなどのコイル部品はボビンに巻回されたコイルの端末を入出力端子に半田付けすることにより作製される。例えばトナーを含む磁性現像剤を使用した電子写真用現像装置においては、鮮明な画像を得るために、現像剤槽に差動トランス方式のトナーセンサを設置して、トナー濃度やトナーの残量を検出し、そのトナー濃度やトナーの残量に応じた直流電圧をトナーの補給手段を駆動する回路に出力するように構成されている。この差動トランスは、一次コイルを交流電源に接続し、二次側に検知コイルと基準コイルを差動結線し、検知コイルと基準コイルの差動出力を取り出すために、検出回路用素子を実装したプリント基板とともにケース内に配置されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記の差動トランスは、熱可塑性樹脂などで形成された筒状のボビンに複数のコイルを巻回し、各コイルの巻初めと巻終わりを端子に絡げた後、その絡げ部を半田液に浸漬することにより作製される。作動トランスのようなコイル部品を作製する場合、コイルの端末を入出力端子に絡げ、その絡げられた部分を半田付けするために、コイル部品を治具（ホルダ）にセットし、治具を半田液面に向かって下降させ、端子が液面に対して垂直に浸漬するように半田付け作業が行われる（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３９００４４２号公報（第４〜６頁、図１、図２、図３）
【特許文献２】特許第２７２８９８３号公報（第２頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の半田付け用治具は、少なくともコイルが絡げられた端子部側は開放された形状を有するので、コイルが絡げられた部分を液面に浸漬するときに、半田液の熱が端子を介してボビンに伝達され、端子の根元の樹脂が溶融し、端子の上面に火ぶくれと称する膨出部が形成される。特に半田として、鉛フリー半田組成物を使用する場合は、半田液の温度は４００℃程度になるので、火ぶくれが生じやすくなる。火ぶくれの生じた差動トランスを一端側に接続した回路基板をケースに収容し、カバーを被せた場合には、火ぶくれした部分がカバーに当たるので、差動トランスが検出面（後述の図２参照）に対して傾いた状態でケースに収められる、また差動トランスにストレスが加わるなどの現象が発生して検出精度の低下を招来する。この他に、カバーをケース側に強く押し付けるので、カバーが破損する（カバーを成形したときのウエルド部が裂ける）こともある。
【０００６】
従って本発明の目的は、火ぶくれの発生を防止できるコイル部品の半田付け方法および火ぶくれを抑制した差動トランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の半田付け方法は、コイルが巻回されたボビンとコイルの端末が絡げられた端子を有するコイル部品の少なくとも一部を収容する保持溝を有するベース部と、一端側が前記ベース部に支持され、他端側が前記端子に近接又は接触する熱シールド部を有するフタ部を備えた半田付け用治具に、前記コイル部品をセットしてから、前記端子を半田液に浸漬することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、半田付け治具は、前記ベース部が前記ボビンの回動を規制する規制部を有する構造とすることが好ましい。
【０００９】
本発明の差動トランスは、ポリメチルペンテンからなるコイルボビンに巻回され、発振回路に接続される一次コイルと、一次コイルに結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化する検知コイルと、一次コイルに結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化しない基準コイルを有し、検知コイルと基準コイルは差動結線されるとともに、各コイルの端末が絡げられた端子を有し、その絡げ部が垂直浸漬法により半田付けされ、前記端子は実質的に平坦な表面を有することが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボビンに設けられた端子の表面側が熱シールド部で覆われた状態で、コイルの端末が絡げられた部分が半田液に浸漬されるので、火ぶくれの発生が大幅に抑制される、あるいは火ぶくれを無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の詳細を添付図面（図１〜図９）を参照して説明する。
【００１２】
図１はトナーセンサの一例を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は差動トランスの正面図、図４は図３をＢ方向から見た矢視図、図５は差動トランスがセットされた半田付け用治具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図、図６は図５に示す半田付け用治具の断面図、図７は図６のＣ―Ｃ線断面図、図８は図７のＤ―Ｄ線断面図、図９は図８のＥ―Ｅ線断面図である。
【００１３】
［トナーセンサ］
図１及び図２に示すように、トナーセンサ１は、一端側に検出ヘッド部２１を有し樹脂で形成されたケース２と、検出ヘッド２１の内部に収容された差動トランス３と、検出回路を構成する素子５（Ｃ：コンデンサ、Ｄ：ダイオード、ＩＣ：論理ＩＣ、Ｒ：抵抗器など）を実装したプリント基板４を備えている。プリント基板４の一端部には、差動トランス３が接続され、またこの基板の他端部にはコネクタ６が接続されている。ケース１には、カバー７が被せられた状態で（図２の矢印方向に組み付ける）、ケース２の一端側に形成された貫通穴２２と、カバー７に形成された貫通穴７２及びケース２の他端側に形成された貫通穴２３にそれぞれ、ネジなどの締結部材（不図示）を装着することにより、現像装置（不図示）に設置される。
【００１４】
差動トランス３は、コイルボビン３１に巻回されたコイル３２を有する。このコイル３２は、発振回路（不図示）に接続された一次コイルＬ１と、一次コイルＬ１に結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化する検知コイルＬ２と、一次コイルＬ１に結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化しない基準コイルＬ３からなり、検知コイルＬ２と基準コイルＬ３は出力電圧が相互に打消し合う方向に巻回されて（差動結線されて）形成される。このトナーセンサによれば、検知コイルＬ２の近傍に磁性キヤリアと非磁性トナーからなる二成分系の現像剤が存在している場合、発振回路から出力された高周波電圧が一次コイルＬ１に印加されると、基準コイルＬ３のインダクタンスは変化しないが、検知コイルＬ２のインダクタンスはトナー濃度の変化に基づく現像剤の見かけ透磁率の変化に応じて変化し、出力電圧の振幅と位相が変化する。出力電圧の位相が、一次側の交流電圧の位相と比較されて、位相差に応じた信号が出力され、その出力信号を平滑化してトナー濃度に応じた直流電圧が出力される。またコイルボビン３１には、センサの感度（一次コイルと基準コイルの間のインダクタンス）を調整するために、高透磁率材料からなるネジコア３４がねじ込まれている（図１参照）。このネジコア３４は、センサを現像装置に設置した後、カバー７の調整穴７１から挿入したドライバ（不図示）などで回転させて所定位置に固定される。
【００１５】
［差動トランス］
差動トランス３の構造を図３及び図４により説明する。差動トランス３は、台座３１０とつば部３１１、３１２、３１３を有する円筒状部材であるコイルボビン３１と、そこに巻回されたコイル３２（一次コイルＬ１、基準コイルＬ２、検知コイルＬ３）と、各コイルの端末（巻き始め及び巻き終わり）が接続される端子ピン３３と、コイルボビン３１にねじ込まれたネジコア３４（図１参照）を有する。なお、本例では５個の端子を使用するので、４個の端子には、検知コイルの巻き始め、基準コイルの巻き始め、一次コイルの巻き始め及び巻き終わりが接続され、１個の端子には、検知コイルの巻き始め及び基準コイルの巻き始めが接続される、コイルボビン３１は、高い電気絶縁性を有し、かつ高温に曝されても変形しない樹脂で形成することが好ましい。具体的な樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。特に、ポリメチルペンテンは、４メチルペンテン−１を主モノマーとする共重合体｛三井化学（株）がＴＰＸの登録商標で製造販売している。｝であり、電気絶縁性が高いことに加えて、環境特性（耐被汚染性）に優れているので、本発明では有効に使用される。
【００１６】
［半田付け用治具］
本発明に係わる半田付け用治具の構造を図５〜９により説明する。この半田付け用治具１０は、差動トランス３を収容する保持溝１１０を有しかつ端子側の端部に台座３１０に近接する規制部１１２、１１３を有するベース部１１と、一端側が例えば蝶番（不図示）でベース部１１に支持されかつ他端側に端子３３に当接する熱シールド部１２１を有するフタ部１２を備えている。この半田付け用治具１０は、ベース部１１に、台座３１０の端子３３が設けらえている側を挟むように規制部１１３を設けるので（図７参照）、コイルボビン３１の回動を防止することができる。この半田付け用治具１０において、半田付け時に、コイルが半田液に接触するのを防止するために、ベース部１１の端子側の高さｈ７（図８参照）は総てのコイルを覆うような寸法に設定される。コイルボビン３１のつば部３１１、３１２、３１３の外周面と保持溝１１０の内周面との隙間を少なくすることにより、コイルボビン３１を正常な半田付けを行えるような状態｛端子が半田液（液面）に対して平行になるように｝にすることができる。
【００１７】
ベース部及びフタ部１２は熱伝導率の高い材料（例えば金属材料）で形成されていると、熱シールド部１２１が半田液に近づいたときに、半田液の表面温度が低下して、正常な半田付けが阻害される。そこでベース部１１及びフタ部１２は、熱シールド部１２１を半田液に近づけたときに、半田液の表面温度の低下を抑えるために、熱伝導率の低い材料、例えばフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂で形成される。さらに、絡げ部が半田液に浸漬されると、熱シールド部１２１の端面も半田液に接するので、劣化を防止するために、ガラステープのようなベース部１１及び熱シールド部１２１よりも耐熱性の大なる材料からなる部材（不指示）を固着することが望ましい。
【００１８】
［半田付け方法］
上記の半田付け用治具１０によれば、次の手順で垂直浸漬法による半田付けを行うことができる。まずフタ部１２を開放して（図５において、反時計方向に回動する。）、ベース部１１に差動トランス３をセットし、次いでフタ部１２を閉じた後、この半田付け用治具１０を搬送装置（不図示）に取り付けて、コイル端末が絡げられた部分を半田液に浸漬すると、半田液の熱は端子からコイルボビンに伝わり、図３及び図４に示すように、端子の周囲の樹脂が溶融・冷却固化して膨出部Ｍが形成される。しかるに、この膨出部Ｍの成長はフタ部１２に設けられた熱シールド部１２１で抑制されるので、膨出部Ｍの高さｈ３（＝ｈ２−ｈ１）は、例えば０．１ｍｍ未満（０を含む）にすることが可能となる。したがってこの半田付け用治具１０の使用により、端子の表面は実質的に平坦な面とされ、差動トランスがケースの検出面に対して傾いて取り付けられてしまうような大きさの火ぶくれが発生するのを防止することができる。
【００１９】
［半田液］
上記の半田液は、例えばPｂフリー半田組成物からなるバー材を溶融して調整することができる。Pｂフリー半田組成物としては、例えばSn−Ag系合金（共晶点：３．５％Ag、共晶温度：２２１℃）、Sn−Bi系合金（共晶点：５．８％Bi、共晶温度：１３８℃）、Sn−Zn系合金（共晶点：９．０％Zn、共晶温度：１９９℃）、Sn−Ag系合金（共晶点：３．５％Ag、共晶温度：２２１℃）等の二元系合金、あるいは、Sn−Ag−Cu系合金等の三元系合金などを用い得る。これらのうちでは、共晶温度がPb−Sn系合金の共晶温度（１８３℃）に近いもの（例えばSn−Ag系合金、Sn−Zn系系合金）が好ましい。
【００２０】
本発明の半田付け用治具は、図５〜９に示す構造に限らず、種々の変更が可能であり、例えばベース部に複数の保持溝を一列に設け、各保持溝に差動トランスを収容することにより、一回の作業で複数の差動トランスに半田付けを行うことができる。
【００２１】
［参考例］
次に、参考例の半田付け用治具を添付図面（図１０〜図１４）により説明する。
【００２２】
図１０は差動トランスがセットされた半田付け用治具を示す斜視図、図１１は図１０の半田付け用治具の一部を切り欠いた状態を示す斜視図、図１２は図１０に示す半田付け用治具の断面図、図１３は図１２のＦ−Ｆ線断面図、図１４は差動トランスが回動している状態を示す平面図であり、図５〜９と同一機能部分は同一の参照符号で示す。
【００２３】
本発明の半田付け用治具は、種々の形状とすることが可能であるが、図１０〜１３に示すようにフタ部に熱シールド部をもたないものは、次のような理由で不都合である。この半田付け用治具１０は、差動トランス３を収容する円筒状の保持溝１１０とコイルボビン３１の中空部（ネジコアがねじ込まれる部分）に圧入される円筒状のコア１１１を有するベース部１１と、一端側が例えば蝶番（不図示）でベース部１１に支持されるフタ部１２を有する。この半田付け用治具１０において、コア１１１の高さｈ５はベース部１１の高さｈ６よりも低く設定され（ｈ５＜ｈ６）、またベース部１１の端子側の高さｈ４はボビンの一部を覆うような寸法に設定される。
【００２４】
上記の半田付け用治具１０によれば、フタ部１２に熱シールド部が存在しないので、火ぶくれが発生するという問題がある。またコイルボビン３１にはコア１１１が圧入されるので、ボビンのネジコアのネジ部に食い込ませるためのリブが潰れてしまうという問題もある。さらにコイルボビン３１のつば部３１１、３１２、３１３の外径よりも、保持穴１１０の内径が大きいので、コイルボビンにコアを圧入するときに、図１４に示すようにベース部１１の半田液に臨む側の表面１１４に対してコイルボビン３１が斜めにセットされることがあり、端子が半田液（液面）に対して平行にならないので、総ての端子に半田付けがなされないといった問題が発生する。
【実施例】
【００２５】
図５に示す半田付け用治具を製作し、図３に示す差動トランス（ボビン材質：ＴＰＸ（登録商標）、つば部外径：７ｍｍ、高さ：６．７０ｍｍ）を取り付けて、端子部を半田液（約４００℃）に約１〜２秒間浸漬することにより、１０回の半田付けを行った。ベース部１１及びフタ部１２は、ベークライトで形成し、熱シールド部１２１の半田液に臨む側の面にガラステープを固着した。半田付け後の差動トランスの高さを測定した結果を表１に示す。
【００２６】
比較のために、図１０に示す半田付け用治具を製作し、上記と同様の条件で半田付けを行った。半田付け後の差動トランスの高さを測定した結果を同じく表１に示す。
【００２７】
【表１】
0004986146.tif 000002
【００２８】
表１から、本発明の治具では、ｈ２の最大値が６．７４ｍｍ（Ｎｏ.８）、最小値が６．７０ｍｍ（Ｎｏ.６）、平均値は６．７２ｍｍであり、またｈ３の最大値が０．０４ｍｍ（Ｎｏ.8）、最小値が０．００ｍｍ（Ｎｏ.６）、平均値は０．０２ｍｍであることがわかる。これに対して、参考例の治具では、ｈ２の最大値が７．０８ｍｍ（Ｎｏ.１０）、最小値が６．９１ｍｍ（Ｎｏ.４）、平均値は６．９９ｍｍであり、またｈ３の最大値が０．３８ｍｍ（Ｎｏ.１０）、最小値が０．２１ｍｍ（Ｎｏ.４）、平均値は０．２９ｍｍ）であることがわかる。したがって本発明によれば、火ぶくれの抑制効果が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】トナーセンサの一例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】差動トランスの正面図である。
【図４】図３をＢ方向から見た矢視図である。
【図５】本発明の実施例に係わる半田付け用治具を示す斜視図である。
【図６】図５に示す半田付け用治具の断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】比較例に係わる半田付け用治具の斜視図である。
【図１１】図１０の一部を切り欠いた半田付け用治具の斜視図である。
【図１２】図１０に示す半田付け用治具の断面図である。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１４】半田付け用治具にセットされた差動トランスが回動している状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：トナーセンサ、２：ケース、２１：検出ヘッド、２２、２３：貫通穴、３：差動トランス、３１：コイルボビン、３１０：台座、３１１、３１２、３１３：つば部、３２：コイル、３３：端子、３４：ネジコア、４：プリント基板、５：素子、５１：コンデンサ、５２：ダイオード、５３：ＩＣ、５４：抵抗、６：コネクタ、７：カバー、７１、７２：貫通穴、１０：半田付け用治具、１１：ベース部、１１０：保持溝、１１１：コア、１１２：側壁、１１３：規制部、１１４：表面、１２：フタ部、１２１：熱シールド部
【図１】
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【図２】
0004986146.tif 000004
【図３】
0004986146.tif 000005
【図４】
0004986146.tif 000006
【図５】
0004986146.tif 000007
【図６】
0004986146.tif 000008
【図７】
0004986146.tif 000009
【図８】
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【図９】
0004986146.tif 000011
【図１０】
0004986146.tif 000012
【図１１】
0004986146.tif 000013
【図１２】
0004986146.tif 000014
【図１３】
0004986146.tif 000015
【図１４】
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