(57)【要約】  はんだを加熱する先端チップ３と、先端チップ３を加熱する加熱部５と、先端チップ３および加熱部５が設けられた本体２と、本体２に内蔵され、外部から充電されるとともに、充電された電気を加熱部５に供給する電源部７とを備えたコードレス式電気はんだ加熱器具１であって、電源部７としてコンデンサを用いる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだを加熱する先端チップと、
上記先端チップを加熱する加熱部と、
上記先端チップおよび上記加熱部が設けられた本体と、
上記本体に内蔵され、外部から充電されるとともに、充電された電気を上記加熱部に供給する電源部とを備えたコードレス式電気はんだ加熱器具であって、
上記電源部としてコンデンサが用いられていることを特徴とするコードレス式電気はんだ加熱器具。
【請求項２】
上記コンデンサとして、電気二重層コンデンサが用いられていることを特徴とする請求項１記載のコードレス式電気はんだ加熱器具。
【請求項３】
上記先端チップの温度を検知する温度検知部と、
上記加熱部に供給する電力を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のコードレス式電気はんだ加熱器具。
【請求項４】
上記加熱部は、上記制御部から出力される制御信号に基づいて作動し、
上記制御部は、上記コンデンサを電源として作動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のコードレス式電気はんだ加熱器具。
【請求項５】
上記本体の外面に、上記コンデンサの充電接続部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のコードレス式電気はんだ加熱器具。
【請求項６】
請求項５記載のコードレス式電気はんだ加熱器具の保持台であって、
上記コードレス式電気はんだ加熱器具を保持する保持部と、
上記コードレス式電気はんだ加熱器具を上記保持部に保持させた状態で上記充電接続部と電気的に接続される充電用端子と、
上記充電用端子を介して上記コンデサに電気を供給する充電回路部とを備えたことを特徴とするコードレス式電気はんだ加熱器具の保持台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を回路基板等にはんだ付けする際に使用されるはんだごてや、はんだ付けされた電子部品を回路基板等から除去する際に使用されるはんだ除去器具などに代表される、はんだを加熱する器具に関するものであり、特に電気式でありながら外部電源に接続される電源コードを有しないコードレス式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気はんだ加熱器具は、ヒーターを内蔵し、そのヒーターに電気を供給するための電源コードが導出され、外部電源に接続されているのが一般的であった。【０００３】
しかし、細かいはんだ付け等の作業を行う場合や、狭い場所での作業の際、上記電源コードが作業の妨げとなり、作業効率の低下を招き易かった。【０００４】
そこで、電池を内蔵し、電源コードを廃止したコードレス式の電気はんだ加熱器具が提案されている（例えば特許文献１に示されるはんだごて）。【０００５】
しかし、一般的なはんだ加熱器具に使用されるような高容量のヒーターに電力を供給するには、一般的な電池では電力効率が悪く、かえって使い難いものとなっていた。たとえば、代表的なはんだ加熱器具であるはんだごては、はんだ付けの度にこて先から大量の熱が短時間に奪われ、急激にこて先温度が低下するが、次のはんだ付けに備えて速やかに温度を上昇させる必要がある。このように、はんだ加熱器具に特有の機能として、高い熱回復性が要求されるのであるが、一般的な電池ではその要求を満たすことが困難であった。【０００６】
また、充電池等の二次電池を使用した充電式のものも提案されているが、Ｎｉ−Ｃｄ充電電池やＮｉ−ＭＨ充電電池などの一般的な充電電池では充電効率が低く、充電時間が長いという問題があった。また、上記熱回復性も充分ではなかった。【０００７】
また、はんだ加熱器具は一般的に作業者が片手で把持して使用するものであるが、上記一般的な充電電池は比較的重く大型であるため、はんだ加熱器具の重量化、大型化が避けられず、作業者の負担増を招くものであった。【０００８】
さらに上記一般的な充電電池では充放電による劣化が比較的進行し易く、メンテナンスコストの増大を招くものであった。【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、コードレス化によって作業効率を向上させつつ、充電効率を高めて充電時間を短縮するとともに熱回復性を向上させ、小型軽量かつメンテナンスコストを低減することができるコードレス式電気はんだ加熱器具およびその保持台を提供することを目的とする。
【特許文献１】特開昭４８−７９１４９号公報
【発明の開示】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、はんだを加熱する先端チップと、上記先端チップを加熱する加熱部と、上記先端チップおよび上記加熱部が設けられた本体と、上記本体に内蔵され、外部から充電されるとともに、充電された電気を上記加熱部に供給する電源部とを備えたコードレス式電気はんだ加熱器具であって、上記電源部としてコンデンサが用いられていることを特徴とする。
【００１１】
また上記コンデンサとして、電気二重層コンデンサを用いると好ましい。
【００１２】
コンデンサ、特に電気二重層コンデンサは、内部抵抗が極めて小さく、従来のＮｉ−Ｃｄ充電電池等に比べて充電効率が高い。従って充電時間を短縮することができる。また急速充放電ができるので、はんだ加熱器具として特に重要な熱回復性を効果的に高めることができる。また充放電による劣化が少ないのでメンテナンスコストを低減することができる。さらに、コードレスであることに加え、電源部をコンデンサとすることによる小型軽量化が図られるので、作業効率を格段に向上することができる。
【００１３】
コンデンサの容量は、小さすぎると熱回復性の低下速度が増大し、頻繁な充電を必要とするようになり、逆に大きすぎると充電時間が長くなる。好適な容量としては、２０Ｆ〜５０００Ｆ程度の範囲、更に好適には１０００Ｆ程度が望ましい。
【００１４】
上記構成において、上記先端チップの温度を検知する温度検知部と、上記加熱部に供給する電力を制御する制御部とを備えるようにしても良い。
【００１５】
この構成によると、適宜設定される所望の設定温度と、温度検知部によって検知される先端チップの温度との温度差に応じて加熱部に供給する電力を調節することにより、先端チップの温度を設定温度付近に維持することができ、またはんだに熱を供給することによって先端チップの温度が急激に低下しても、速やかに温度を設定温度付近に復帰させることができる。すなわち熱回復性を向上させることができる。
【００１６】
また上記構成において、上記加熱部は、上記制御部から出力される制御信号に基づいて作動し、上記制御部は、上記コンデンサを電源として作動するようにしても良い。
【００１７】
この構成によると、別途制御部用の電源を設けることなく制御部を駆動することができるので、装置の小型化、簡潔化を図ることができる。
【００１８】
また上記構成において、上記本体の外面に、上記コンデンサの充電接続部を備えるようにしても良い。
【００１９】
この構成によると、この充電接続部を介してコンデンサに容易に充電を行うことができる。
【００２０】
この場合、上記コードレス式電気はんだ加熱器具を保持する保持部と、上記コードレス式電気はんだ加熱器具を上記保持部に保持させた状態で上記充電接続部と電気的に接続される充電用端子と、上記充電用端子を介して上記コンデサに電気を供給する充電回路部とを備えた保持台を併用すれば望ましい。
【００２１】
このようにすると、はんだ付け作業の待機時間（全体の作業時間のうち、実際にはんだを加熱する作業を行っている時間以外の時間）に、コードレス式電気はんだ加熱器具を当該保持台に保持させておくだけで充電を行うことができる。すなわち待機時間を有効に利用して充電を行うことができるので、実質的な充電時間を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるコードレスはんだごての正面図である。
【図２】図２は、図１に示すコードレスはんだごての一部切り欠きを有する正面図である。
【図３】図３は、図１に示すコードレスはんだごての左側面図である。
【図４】図４は、充電器を内蔵した保持台（こて台）が図１に示すコードレスはんだごてを保持した状態を示す正面図である。
【図５】図５は、図４の矢印II方向から見た矢視図である。
【図６】図６は、図１に示すコードレスはんだごての電気的構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図１に示すコードレスはんだごての充電特性図である。
【図８】図８は、図１に示すコードレスはんだごての温度立ち上がり特性図である。
【図９】図９は、図１に示すコードレスはんだごての温度降下特性と電圧降下特性とを示す複合特性図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。【００２４】
図１は、本発明に係るコードレス式電気はんだ加熱器具の一実施形態であるコードレスはんだごて１の正面図である。また図２は、その一部切り欠きを有する正面図である。また図３は、その左側面図である。【００２５】
コードレスはんだごて１は、本体としてグリップ部２が形成され、グリップ部２の先端側にこて先３（先端チップ）が保護パイプ４により固定されている。【００２６】
こて先３の内部にはセンサ内蔵ヒーター５が内挿されている。センサ内蔵ヒーター５の先端には、こて先３の温度を検知する温度検知部５ａが設けられ、それより基端側にはこて先３を加熱する加熱部５ｂが設けられている。当実施形態の加熱部５ｂは６Ｗの電気ヒーターである。温度検知部５ａと加熱部５ｂとは、それぞれ制御基板６（制御部）に接続されている。制御基板６はグリップ部２の内部に収納されている。【００２７】
グリップ部２の後端側には電源部として電気二重層コンデンサ７が収納されている。当実施形態の電気二重層コンデンサ７は、電圧５Ｖ、容量５０Ｆの大容量コンデンサである。電気二重層コンデンサ７のプラス側およびマイナス側の出力端子は、それぞれ制御基板６のプラス側およびマイナス側の入力端子に接続されている。また電気二重層コンデンサ７のプラス側およびマイナス側の入力端子は、グリップ部２の先端付近の外周面に設けられた１対の充電接続部８のプラス側およびマイナス側端子にそれぞれ接続されている。【００２８】
制御基板６には、図外の制御用ＩＣ、温度検知回路、ヒーター制御回路など（何れも図示せず）が接続されており、電気二重層コンデンサ７からの電源供給に基づいて作動する。【００２９】
また、温度検知回路で設定された温度に基づいてヒーター制御回路が制御され、加熱部５ｂがその設定温度となるように制御される。【００３０】
また、グリップ部２の先端付近外周面には突起９が設けられている。突起９は、後述する充電の際の位置合わせとして機能する。【００３１】
図４は、コードレスはんだごて１に充電するための充電器を内蔵したこて台１０（保持台）がコードレスはんだごて１を保持した状態を示す正面図である。また図５は、図４の矢印II方向から見た矢視図である。【００３２】
こて台１０の略中央上部には、コードレスはんだごて１を保持する略円筒状の保持部１１が設けられている。図４に示すように、コードレスはんだごて１のグリップ部２の先端付近よりも先端側を、保持部１１に挿着させることにより、コードレスはんだごて１が保持されるようになっている。【００３３】
保持部１１の挿入口上部には、上方に開口した凹部１２が設けられている。凹部１２の幅は、コードレスはんだごて１の突起９の幅よりも僅かに広く設定されている。従って、突起９と凹部１２とを嵌合させるようにしてコードレスはんだごて１を保持部１１に挿着させることにより、保持部１１に対するコードレスはんだごて１の軸まわり方向の位置決めがなされる。【００３４】
また、保持部１１は、挿入口付近の径がグリップ部２の外径よりも僅かに大きく、所定深さより深い部分ではグリップ部２の外径よりも小径となっている。従って、コードレスはんだごて１を保持部１１に挿入したとき、グリップ部２の先端が保持部１１の径段差部で止まり、保持部１１に対するコードレスはんだごて１の軸方向の位置決めがなされる。【００３５】
保持部１１の挿入口付近の内面には、１対（プラス側およびマイナス側）の充電用端子１３が設けられている。充電用端子１３は、コードレスはんだごて１が位置決めされて保持部１１に保持されている状態で、コードレスはんだごて１の充電接続部８と当接するように構成されている。充電用端子１３は弾性を有する板バネ状に成形されており、充電接続部８と密接するように構成されている。【００３６】
こて台１０の下部には、電源コード１７を介して商用交流電源から電力の供給を受け、これを適正な直流（ＤＣ）電源に変換し、出力する充電回路部１４が設けられている。充電回路部１４は充電用端子１３に接続されている他、電源スイッチ１６や過充電保護回路等の安全回路（図示しない）が接続されている。【００３７】
また、図４に示す状態で充電回路部１４の右側には、こて先３を洗浄するための水浸漬クリーニングスポンジ１５が設けられている。【００３８】
図６は、コードレスはんだごて１の電気的構成を示すブロック図である。この図に示すように、電力は、電気二重層コンデンサ７から制御基板６を経由して加熱部５ｂに供給されるように構成されている。このように構成することにより、別途電源を設けることなく制御基板６を駆動することができるので、装置の小型化、簡潔化が図られている。【００３９】
図７は、コードレスはんだごて１の充電特性図である。また図８は、コードレスはんだごて１の温度立ち上がり特性図である。また図９は、コードレスはんだごて１の温度降下特性と電圧降下特性とを示す複合特性図である。これらの図を参照しつつ、コードレスはんだごて１の作用について説明する。【００４０】
作業者は、図４に示す状態の右側を手前に、左側を奥側にしてこて台１０を載置し、はんだ付け作業を行えば効率良く作業を行うことができる。使用に先立ち、電気二重層コンデンサ７に充電を行う必要がある。充電は、電源コード１７を商用交流電源に接続し、電源スイッチ１６をオンとした状態で、保持部１１の凹部１２とコードレスはんだごて１の突起９との位置を合わせてコードレスはんだごて１を保持部１１に挿着することでなされる。すなわち、充電回路部１４で商用交流電源の交流が適正な電圧の直流に変換され、充電用端子１３や充電接続部８を経由して電気二重層コンデンサ７に充電される。その際、上記過充電保護回路によって、過充電が防止され、適正量の充電が短時間でなされる。【００４１】
図７に示す充電特性図は、横軸に充電開始からの時間（ｓ）、縦軸に電圧（Ｖ）を示す。充電特性Ｃ１に示すように、充電電圧の５Ｖに達するまでの充電時間は約６０ｓであり、Ｎｉ−Ｃｄ充電電池等の一般的な充電電池に比べ、格段に短時間で充電を完了させることができる。【００４２】
なお、電源スイッチ１６をオフに切替えることにより、電気二重層コンデンサ７に充電されている電気を徐々に放電させ、安全に保管するようにすることもできる。【００４３】
電気二重層コンデンサ７への充電後、または充電と併行して電気二重層コンデンサ７から制御基板６の加熱制御部６ｂ（図６参照。上記ヒーター制御回路を備える。）を介して加熱部５ｂへの電力供給がなされ、こて先３の温度が上昇する。図８に示す温度立ち上がり特性図は、横軸に加熱開始からの経過時間（ｓ）、縦軸にこて先温度（℃）を示す。温度立ち上がり特性Ｃ２は、電気二重層コンデンサ７にフル充電（５Ｖ）させた状態で加熱を開始し、加熱中も充電回路部１４からの電力を供給した場合の特性である。また設定温度は４５０℃である。温度立ち上がり特性Ｃ２に示すように、約１８０ｓという短時間で設定温度に達している。その間、電気二重層コンデンサ７の電圧降下は殆どない。【００４４】
制御基板６の温度制御部６ａ（図６参照。上記温度検知回路が設けられている。）は、こて先３の温度を検知する温度検知部５ａの信号を受けて設定温度と比較する。温度差が所定値以下となった時点でこて先３が設定温度に達したと判断する。その判定を受けて加熱制御部６ｂは電気二重層コンデンサ７から加熱部５ｂへの電力の供給を停止する。こうしてこて先３の温度が設定温度付近に維持される。【００４５】
こて先３の温度が設定温度に達したら、作業者はコードレスはんだごて１をこて台１０の保持部１１から抜き出し、はんだ付け作業を行う。コードレスはんだごて１には電源コードが接続されていないので、細かいはんだ付け作業や狭い場所でのはんだ付け作業を容易に行うことができる。また電源部に従来のＮｉ−Ｃｄ充電電池を用いたものよりも小型軽量の電気二重層コンデンサ７を用いているため、コードレスはんだごて１自体も小型軽量化が図られる。これらコードレス化や小型軽量化によって、作業効率を格段に高めることができる。【００４６】
はんだ付け作業を開始すると、はんだへの熱供給や自然放熱により、こて先３の温度が低下することになるが、温度検知部５ａからの信号により加熱制御部６ｂのヒーター制御回路が作動して電気二重層コンデンサ７から電力が供給される。その電力供給によってこて先３が熱回復する。すなわち設定温度付近まで温度上昇する。【００４７】
電気二重層コンデンサ７は放電特性が良く、大電流が流せるため短時間で熱回復させることができる。したがって、連続はんだ付け等、断続的に大量の熱をはんだに奪われたとき、こて先３の温度を速やかに熱回復させる必要のあるはんだ付け作業に特に適した電源となっている。【００４８】
図９は、コードレスはんだごて１の温度降下特性と電圧降下特性とを示す複合特性図であり、横軸にコードレスはんだごて１を保持部１１から抜き出した時点からの経過時間（ｓ）、左側縦軸にこて先温度（℃）、右側縦軸に電気二重層コンデンサ７の電圧（Ｖ）を示す。温度降下特性Ｃ３は左側縦軸、電圧降下特性Ｃ４は右側縦軸に従う。温度降下特性Ｃ３、電圧降下特性Ｃ４は、コードレスはんだごて１を保持部１１から抜き出した後、はんだ付けを行わず、自然放熱させた場合の特性である。【００４９】
電圧降下特性Ｃ４に示すように、放熱を開始してから約４０ｓ後に電気二重層コンデンサ７の電圧が降下し始め、その後緩やかに降下を続ける。また温度降下特性Ｃ３に示すように、電圧降下に伴ってこて先３の温度も降下してゆく。こて先温度が４５０℃付近の設定温度から３００℃（ポイントＰ１）まで低下するのに要した時間ｔ１は約１５０ｓとなっている。このこて先温度がポイントＰ１まで低下する時間ｔ１は、はんだ付け可能時間ｔ１と呼ばれる。はんだ付け可能時間ｔ１が約１５０ｓであるということは、こて先３が充分な熱回復性を有していることを意味している。【００５０】
なお、温度制御を適宜調整することにより、はんだ付け可能時間ｔ１をさらに延長させることも可能である。【００５１】
電気二重層コンデンサ７の電圧が降下してこて先３の熱回復性が低下したら、或いはそうなる前に、コードレスはんだごて１をこて台１０の保持部１１に再挿着することによって電気二重層コンデンサ７への再充電を行うことができる。再充電によって、こて先３の熱回復性を再び高めることができ、はんだ付け作業を継続して実施することができる。【００５２】
はんだ付け作業において、実際にこて先３ではんだを加熱する作業時間は全体の作業時間に比べて短く、作業時間の多くはコードレスはんだごて１を保持部１１に挿着している待機時間となる。当実施形態のコードレスはんだごて１は、その待機時間を有効利用して再充電を行うことができるので、最初の充電以外の充電時間を、実質的にゼロとすることができる。【００５３】
はんだ付け作業を繰り返すことにより、こて先３にはんだやフラックス残渣等が付着して汚れたときは、こて先３を水浸漬クリーニングスポンジ１５に擦り付けることにより、こて先３の洗浄を行うことができる。【００５４】
なお、コードレスはんだごて１は電源部の電気二重層コンデンサ７が商用交流電源から切り離された状態で使用するので、外部電源ラインからの誘導ノイズ、静電気等の影響を受け難いという効果も得ることができる。【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内で適宜変形可能である。【００５６】
例えば、当実施形態では、はんだ加熱器具の最も代表的なものとしてはんだごてを挙げたが、他のはんだ加熱器具、例えばはんだを溶融させつつ吸取るはんだ除去器具や、はんだ付けされた電子部品を、ピンセット状に成形された１対のこて先で挟持しつつ、はんだを溶融して基板から取り外す電子部品取り外し器具等に適用しても良い。【００５７】
上記実施形態で示した加熱部５ｂや電気二重層コンデンサ７の規格は一例であって、はんだ加熱器具の種類やサイズに応じて適宜変更して良い。また電源部として、電気二重層コンデンサ以外のコンデンサを用いても良い。但し、コンデンサの容量が小さすぎると熱回復性の低下速度が増大し、頻繁な充電を必要とするようになり、逆に大きすぎると充電時間が長くなる。好適な容量としては、２０Ｆ〜５０００Ｆ程度の範囲、更に好適には１０００Ｆ程度が望ましい。【００５８】
また、電気二重層コンデンサ７の電圧が所定電圧以下となった場合に、ランプやブザー等によって警報を発する警報発生手段を設けても良い。【００５９】
また、制御基板６に、電気二重層コンデンサ７の電圧が所定電圧になるまでは加熱部５ｂへの通電よりも電気二重層コンデンサ７への充電を優先させる制御回路を設けても良い。このような制御回路を設けると、全体の電流量を低減することができ、充電回路部１４の容量を削減することができる。【００６０】
また、温度検知部５ａを設けず、制御基板６も内蔵せずに電気二重層コンデンサ７の電力を加熱部５ｂに直接供給するようにしても良い。この場合、設定温度での制御はできないが、加熱部５ｂの容量と電気二重層コンデンサ７の電力との平衡点となる温度を略設定温度として使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したことから明らかなように、本発明は、はんだを加熱する先端チップと、上記先端チップを加熱する加熱部と、上記先端チップおよび上記加熱部が設けられた本体と、上記本体に内蔵され、外部から充電されるとともに、充電された電気を上記加熱部に供給する電源部とを備えたコードレス式電気はんだ加熱器具であって、上記電源部としてコンデンサが用いられているので、コードレス化によって作業効率を向上させつつ、充電効率を高めて充電時間を短縮するとともに熱回復性を向上させ、小型軽量かつメンテナンスコストを低減することができる。
【図１】
2005084865.tif 000002
【図２】
2005084865.tif 000003
【図３】
2005084865.tif 000004
【図４】
2005084865.tif 000005
【図５】
2005084865.tif 000006
【図６】
2005084865.tif 000007
【図７】
2005084865.tif 000008
【図８】
2005084865.tif 000009
【図９】
2005084865.tif 000010
【国際調査報告】
2005084865.tif 000011
2005084865.tif 000012
2005084865.tif 000013
2005084865.tif 000014