JP2813260B2 - 端子を有する電気部品の半田付装置および同半田付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコイルボビンに
固定されてワイヤの先端を巻きつけられた端子部分を溶
融半田中に浸漬して引き上げ、前記ワイヤを端子に半田
付けする装置および同方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂製のボビンに端子が植設され、
該ボビンに巻回されたコイルのワイヤ端末が上記の端子
に巻きつけられている場合、上記のワイヤ端末を端子に
半田付する一般的な方法は、溶融半田を貯えている半田
槽の中へ前記の端子部分を浸漬し（ボビンやコイルは浸
漬しない）、引き上げて半田を凝固させる。しかし、こ
のように端子を有する電気部品の種類や形状，寸法は非
常に多いので、その電気部品の仕様によって種々の問題
が有り、それぞれの問題を解消するために種々の技術が
開発されている。大小各種の端子付き電気部品（以下、
紛らわしくないときはワークと略称する）に対して汎用
性を持たせるためには、前記の半田槽を大形にすること
が望ましい。しかしながら、半田槽に比してワークが小
さい（すなわち、ワークに比して半田槽が大きすぎる）
ときは、槽内の溶融半田の液面が安定しないため作業が
難しく、ボビンを焼損させるなどのトラブルを生じ易
い。また、溶融半田の液面は空気に触れているので酸化
被膜を生じる。このため、掻取装置を設けて酸化被膜を
除去する場合が多いが、半田槽が大きいと掻取作業の所
要時間が多くなり、完全に清浄な液面を保とうとすると
作業能率が低下する。その反対に、酸化被膜の掻き取り
が不充分であると半田付品質が低下する。さらに、ボビ
ンの一部に突出部が有って、この突出部が端子に接近し
て位置していると、該端子を溶融半田中に浸漬したとき
ボビン突出部が溶融半田に接触して焼損を被る。

【０００３】上述の不具合を解消するため、半田槽の中
に溶融半田を汲み上げる汲上容器を設け、これを上下さ
せてワークの端子部分を汲上容器内の溶融半田に接触さ
せる技術（特開昭６２−２８２４２５号・コイルボビン
用半田付装置）が公知である。この公知技術によれば、
毎回新しい液面にワークの端子部分が浸漬される上に、
汲上容器の形状，寸法を適正に選定することにより、小
形ワークにも対応することが容易である。

【０００４】また、ワークの端子やボビンの突出部に適
応した形状のマスクを用いてボビンやコイルを保護する
技術（特公昭６３−５５７７４号・フライバックトラン
スの製造方法）も公知である。この公知技術によれば、
端子およびこれに巻きつけられたワイヤ端末のみを溶融
半田に接触せしめることができ、耐熱性の低い部分をマ
スクでカバーすることによって溶融半田からの放射熱を
遮断することもできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の汲上容器を用い
る公知技術においては、該汲上容器が大きいと効果が不
充分であり、汲上容器が小さいと汲上容器内の溶融半田
の放冷速度が大きいため温度制御が難しい。その上、汲
上容器が半田槽内の溶融半田を撹拌するので半田の酸化
損耗が速やかに進行するという不具合も有る。さらに、
汲上容器内の溶融半田液面が揺れ動いて安定しないので
半田付品質が不安定となる。また前記のマスクを用いる
公知技術は、端子を挿通する孔およびボビンの突起部に
対応する凹部を備えたマスキング治具を溶融半田の液面
に浮かべて用いるのであるが、マスキング治具の熱容量
によって溶融半田が吸熱されて降温するという不具合
や、該マスキング治具の端子挿通孔に半田酸化物が付着
するという不具合が有る。

【０００６】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、端子を有する電気部品を処理対象物とし、各
種形状，寸法のワークに対して迅速かつ容易に適応する
ことができて、ワークの端子部以外に焼損を生じるおそ
れが無く、その上、溶融半田の液面位置や温度が安定し
ており、しかも作業能率を低下させることなく溶融半田
液面を清浄に保ち得る半田付装置、および同半田付方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る技術の概要
を、その１実施例に相当する図１を参照して略述すると
次のごとくである。外半田槽１１内に内半田槽Ｇを固定
的に設置する。この内半田槽Ｇは、後述するごとくワー
クの形状，寸法に応じて各種のものを準備しておく。こ
の内半田槽Ｇが静止部材であることにより、前述の公知
例における汲上容器とは異なる。また、その中に溶溶融
半田０を満たしていて図示しないワークを直接的に浸漬
するので前記公知例におけるマスキング治具とは異な
る。外半田槽１１にはヒータ１２を設けて、その中に満
たした浴用半田１３を加熱して液状に保ち、この浴用半
田１３によって内半田槽Ｇ内の溶融半田１０を保温す
る。この図１に表されているように、外半田槽１１内の
浴用半田１３の液面は、内半田槽Ｇ内の溶融半田１０の
液面よりも若干低レベルとなるように設定されている。
その理由は、電気部品の端子を溶融半田１０に差し入れ
たとき、該端子付近から端子と同方向に突出している部
分を浴用半田１３に触れさせないためである。前記内半
田槽Ｇとは、以下に述べる複数種類の溶融半田槽２，同
４，同４′，同６を総合的に表わした符号である。次
に、図２〜図７を参照しつつ本発明の基本的原理を略述
する。図２には比較的小形の電気部品の例として電気部
品・小１を示し、図３には比較的大きい電気部品の例と
して電気部品・大３を示している。ここに例示した大，
小２種類の電気部品１，３は略相似形をなしていて、電
気部品・小１について見ると、ボビン１ａにコイル１ｂ
が巻回形成され、そのワイヤの両端はそれぞれ端子１
ｃ，１ｄの根本付近に巻き付けられている。このワイヤ
を端子に固定して導通させるには、該端子を根本部分ま
で溶融半田１０の中に挿入浸漬した後に引上げ凝固させ
る。ところが本例の電気部品・小１は、２本の端子１
ｃ，１ｄの中央部に位置せしめてボビンの突起１ｅが形
成されているので、この突起１ｅを溶融半田１０に接触
させないように気をつけなければならない。こうした条
件の下で考えられることは、図示の溶融半田槽２のよう
に凹部２ａを有する半田槽を構成することである。この
案（図２）によれば、端子１ｃを矢印ａのごとく、端子
１ｄを矢印ｂのごとく、それぞれ溶融半田１０内に挿入
浸漬することができ、このとき突起１ｅは矢印ｃのごと
く凹部２ａに入りこむ形に干渉が防止される。このよう
に、溶融半田槽２の上部開口は、端子１ｃ，１ｄに対し
て緩やかに嵌合し、かつ、突起１ｅに対しては嵌合もせ
ず、干渉もしない形状であることを要する。この案の溶
融半田槽２に複数個の凹部２ａを設けたのは、複数個の
電気部品・小１を同時に処理できるようにしたものであ
る。図２に示したように、突起１ｅは溶融半田槽２の上
部開口内に入らず、矢印ｃのように該溶融半田槽２の外
側を下降する。ここで図１を参照すると、内半田槽Ｇの
外側を下降した上記の突起１ｅは溶融半田１０の液面に
接近するが、この溶融半田１０の液面は先に説明したよ
うに溶融半田１０の液面よりも低レベルに保たれている
ので、上記の下降した突起１ｅは浴用半田１０の液面に
到達しない。 図２に示した電気部品・小１は上述のよう
にして、突起１ｅを溶融半田１０や浴用半田１３に触れ
させることなく、端子１ｃ，１ｄのみを溶融半田１０の
中へ挿入することができる。ただし、上記の端子１ｃ，
１ｄとは、これに巻つけられた電線を含む意である。 し
かし、図３に示した電気部品・大３を前記の溶融半田槽
２で半田付しようとすると、端子３ｃ，３ｄをそれぞれ
矢印ｄ，ｅのごとく槽内に挿入しなければならないが、
このとき突起３ｅが大きいので凹部２ａ内へ矢印ｆ方向
に嵌合することができず、挿入操作の障害となる。この
場合に障害となる部分は、「端子付近において、電気部
品の本体部分から該端子と同方向に突出している部分」
である。図２，図３について以上に考察したところから
更に検討を進めると図４の構成が考えられる。すなわ
ち、電気部品・小１に適合する凹部２ａを設けた溶融半
田槽２と、電気部品・大３に適合する凹部４ａを設けた
溶融半田槽４とはそれぞれ別体に構成して使いわけなけ
ればならない。この場合、それぞれの電気部品に対応す
る溶融半田槽は、その開口部形状が前記の障害となる部
分と嵌合せず（すなわち、障害となる部分が入ってこ
ず）、かつ、該障害となる部分に干渉しない形 状である
ことを要する。

【０００８】実際問題として、最近の技術に係る巻線機
は多軸式であって、複数個のコイル部品が同時に巻線さ
れるので、図５（Ａ）に示すように複数個の凹部２ａを
備えた小形電気部品用の溶融半田槽２と、図５（Ｂ）に
示すように複数個の凹部４ａを備えた大形電気部品用の
溶融半田槽４とを別体に構成して使いわけると好都合で
ある。これらの溶融半田槽２，４は、溶融半田の液面が
空気に触れる面積を少なくするとともに、該溶融半田の
液面に生じる酸化被膜を掻き取り易くするため、その開
口部面積（液面の面積と等しくなる）をなるべく小さく
構成することが望ましい。しかし、溶融半田槽を小さく
すると槽内の溶融半田を含めた熱容量が小さくなるの
で、被処理物の浸漬によって吸熱されたときの温度降下
が大きい。その上、小形の溶融半田槽に凹部（例えば図
５に示した２ａ，４ａ）を設けると比表面積が大きくな
って放射放熱量が大きくなり、温度制御が難しい。こう
した不具合を生じないように本発明は後に詳述するごと
く、前記の溶融半田槽（例えば図５に示した２，４）を
内槽として２重構造とし、外槽の中に設置するととも
に、内，外槽の間に溶融半田を満たして保温する。本発
明においては、内，外槽間の半田を撹拌して酸化を促進
することのないよう、内槽は外槽に対して固定的に設置
する。図４に示した２種類の溶融半田槽２，４は、それ
ぞれ相似形の大，小２種類の電気部品１，２に適応せし
めて構成したものであるが、このように凹部２ａ，４ａ
の形状，寸法だけでは各種の電気部品に対応し切れな
い。図６（Ａ）に示した溶融半田槽４は、図４および図
５（Ｂ）に示した溶融半田槽４と同様の部材であり、５
は前記と異なる電気部品である。この例の電気部品５
は、前述の公知技術（特公昭６３−５５７７４号）にお
いて同公報の添付図面第５図に示された低圧コイルボビ
ンと類似のボビンに巻成された電気部品であって、突起
部（スカート）５ａと、輪状に配列されたピン端子５ｂ
とを有している。このような場合、突起部５ａは凹部４
ａ内に嵌合して干渉を避けられるが、輪状に配列された
多数のピン端子５ｂが溶融半田槽４の開口部に入り切ら
ない。

【０００９】そこで、前記の電気部品５に適応させるに
は前記溶融半田槽を改良して図６（Ｂ）に示す溶融半田
槽４′を構成する必要が有る。この溶融半田槽４′は前
記溶融半田槽４と同様の凹部４ａを有している上に、前
記ピン端子５ｂを収納し得る膨出部４ｂを設けてある。
この溶融半田槽４′は図７に示すごとく、前記の電気部
品・大３にも、電気部品５にも適応し得る。以上、図２
〜図７について説明した本発明の基本的原理は、２種類
の溶融半田槽２，４′によって３種類の電気部品１，
３，４に対応する例を挙げたが、実際の工業生産におい
て一つの半田付設備によって処理する電気部品の種類は
多数である。しかし、前述の原理を適用すれば、Ｎ−ｎ
種類の溶融半田槽を内槽として用いることにより、Ｎ種
類の電気部品を半田付処理することができる。ただし、
Ｎは２以上の整数であり、ｎはＮよりも小さい整数であ
る。この場合、１個の外槽の中に複数種類の内槽（溶融
半田槽）を列設しておいて被処理電気部品に適応する内
槽を選択使用することもでき、また、外槽に対して異な
る種類の内槽（溶融半田槽）を着脱交換して被処理電気
部品に適応することもできる。いずれの方法によるかは
任意であるが、他品種小量生産の場合は複数種類の内槽
を列設する方法が便利であり、小品種大量生産の場合は
内槽を着脱交換する方法が推奨される。

【００１０】上述の原理に基づく具体的な構成として、
本発明に係る半田付装置は端子を有する複数種類の電気
部品を処理対象とし、上記の端子部分を半田槽内の溶融
半田中に浸漬する構造の半田付装置において、前記複数
種類の電気部品ごとに端子の配列および障害となる部分
の形状寸法に対応して、当該電気部品の端子部分のみを
溶融半田中に挿入し得る開口部形状を有する複数種類の
内半田槽を具備しており、上記複数種類の内半田槽が、
前記溶融半田の液面よりも低レベルに浴用半田を貯溜し
ている外半田槽の中に、静止部材として配列されている
ことを特徴とする。

【００１１】また、前記の原理に基づいて、上述の発明
装置を用いて行うに適した本発明に係る半田付方法は、
端子を有する複数種類の電気部品を処理対象とし、上記
の端子部分を半田槽内の溶融半田に浸漬する半田付方法
において、前記複数種類の電気部品ごとの端子の配列お
よび障害となる部分の形状寸法に対応して、前記複数種
類の電気部品中の任意の電気部品の端子部分のみを溶融
半田中に挿入し得る開口部形状を有する半田槽を用い、
前記複数種類の電気部品ごとに、前記開口部の中で当該
電気部品に適応する区域を選定して端子部分を挿入する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記の本発明装置および本発明方法によれば、
複数種類の電気部品それぞれの端子配列および突起に適
応するように構成された複数種類の内半田槽を具備して
いるので、各種形状，寸法のワークに対して迅速かつ容
易に対応することができ、端子部以外が溶融半田に接触
しないので焼損を被るおそれが無い。さらに溶融半田槽
が外半田槽内に設置された静止形の内槽を形成している
ので内，外槽間の浴用溶融半田を撹拌して酸化を促進さ
せたり、内槽内の溶融半田液面が揺れ動いたりするおそ
れも無い。さらに、内槽の開口部面積が小さいので溶融
半田表面の掻取清浄が容易であり、しかも該内槽が外槽
内に設置されているので内槽内の溶融半田の温度制御が
容易である。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る半田付装置の実施例を模
式的に描いた斜視図である。１１は外半田槽であって、
その中に内半田槽Ｇが固定的に設置されている。この内
半田槽Ｇの符号Ｇは抽象的な表示であって、図５に示し
た溶融半田槽２，４，６、若しくは図６に示した溶融半
田槽４′の何れをも含み得る意である。その具体的な用
例については後述する。図１においては読図を容易なら
しめるように１個の内半田槽Ｇを描いてあるが本実施例
の実物は１個の外半田槽１１内に３個の内半田槽Ｇを列
設して固定的に支持してある。上記の内，外半田槽の間
に溶融した浴用半田１３が満たされていて、ヒータ１２
で加熱，保温されている。図１に表されているように、
上記浴用半田１３の液面は内半田槽Ｇ内の溶融半田１０
の液面よりも低レベルに保たれている。この液面制御の
詳細は後述する。内半田槽Ｇに比して外半田槽１１は大
形であり、大量の浴用半田１３が満たされているので熱
容量が大きく比表面積が小さい。このため、内半田槽Ｇ
内の溶融半田１０の温度制御が容易である。上記内半田
槽Ｇ内の溶融半田１０の液面レベルは非接触式の液面セ
ンサ１４によって検出し、該液面レベルを浴用半田１３
の液面よりも高い所定範囲内に保つように糸半田１５が
補給される。１６は、内半田槽Ｇ内の溶融半田１０の表
面から酸化被膜を除去して清浄に保つ半田カス掻板であ
る。内半田槽Ｇの開口部面積（溶融半田１０の表面積と
等しい）は、外半田槽１１に比して小さいので半田カス
掻板１６による酸化被膜除去操作は迅速，容易に行わ
れ、半田付作業の能率に著しい悪影響を及ぼすおそれが
無い。このようにして溶融半田１０の表面が清浄に保た
れるので、半田付品質が安定する。本発明を実施する
際、図１に示した内半田槽Ｇとして図２に示した小形電
気部品用の溶融半田槽２を３個並べて設置することもで
きる。この場合、１個の溶融半田槽２によって４個の電
気部品・小１を処理できるので、３個の溶融半田槽２に
よって１２個の電気部品・小１を半田付処理することが
でき、作業能率が高い。この方法は、電気部品・小１の
みを単一品種大量生産する場合に好適である。このよう
にして電気部品・小１の半田付作業を実施していると
き、ワークの種類が変更されて電気部品・大３（図４参
照）になると、前記内半田槽Ｇとして配列していた３個
の溶融半田槽２を取り外し、溶融半田槽４（第４図参
照）若しくは溶融半田槽４′（図７参照）を交換配列す
る。

【００１４】溶融半田槽４を配列した場合は、図４につ
いて説明したように電気部品・大３の半田付処理を行う
ことができる。また、溶融半田槽４′を配列した場合
は、図７について説明したように電気部品・大３、又は
スカート付き電気部品５のいずれか任意の電子部品を半
田付処理することができる。

【００１５】さらに異なる実施例として、図１に示した
外半田槽１１の中に内半田槽Ｇとして溶融半田槽２，溶
融半田槽４（図４参照）および溶融半田槽４′（図７参
照）を列設することもできる。このように構成した半田
付装置を使用する場合は、電気部品・小１，電気部品・
大３、もしくはスカートを備えた電子部品５の何れの電
子部品をも処理対象とすることができる。この場合、電
子部品・小１は溶融半田槽２に、電子部品５は溶融半田
槽４′に、電子部品・大３は溶融半田槽４又は同４′に
というように、被処理物である電気部品に適応する開口
部を選定して端子を挿入する。

【００１６】さらに異なる実施例として図５（Ｃ）に示
した溶融半田槽６のように、１個の溶融半田槽に小さい
凹部６ａと、中くらいの凹部６ｂと、大きい凹部６ｃと
を設けることもできる。本例においても被処理物である
電気部品に適応する凹部（６ａ又は６ｂ又は６ｃの内の
何れか一つ）を選定して当該電気部品の端子部を挿入す
る。この方法は多品種小量生産の場合に好適である。

【００１７】

【発明の効果】以上に実施例を挙げて説明したように、
本発明の半田付装置を用いて本発明の半田付方法を実施
すると、端子を有する電気部品を処理対象物とし、各種
形状，寸法のワークに対して迅速かつ容易に適応するこ
とができて、ワークの端子部以外に焼損を生じるおそれ
が無く、その上、溶融半田の液面位置や温度が安定して
おり、しかも作業能率を低下させることなく溶融半田液
面を清浄に保ち得るので、半田付品質が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る、端子を有する電気部品の半田付
装置の１実施例を示し、模式的に描いた斜視図である。

【図２】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【図３】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【図４】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【図５】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【図６】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【図７】本発明に係る方法および装置の基本的原理を説
明するための、溶融半田槽を描いた斜視図である。

【符号の説明】

１…電気部品・小、１ａ…ボビン、１ｂ…コイル、１
ｃ，１ｄ…端子、１ｅ…突起、２…溶融半田槽、２ａ…
凹部、３…電気部品・大、３ｃ，３ｄ…端子、３ｅ…突
起、４…溶融半田槽、４ａ…凹部、４ｂ…膨出部、５…
スカートを有する電気部品、５ａ…スカート、５ｂ…ピ
ン端子、６…溶融半田槽、６ａ…小さい凹部、６ｂ…中
くらいの凹部、６ｃ…大きい凹部、１０…溶融半田、１
１…外半田槽、１２…ヒータ、１３…浴用半田、１４…
液面センサ、１５…糸半田、１６…半田カス掻板。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 1/00 330 B23K 1/08 310 B23K 3/00 310 B23K 3/06 B23K 101:38 H01R 43/02 H05K 3/34 506

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端子を有する複数種類の電気部品を処理
   対象とし、上記の端子部分を半田槽内の溶融半田中に浸
   漬する構造の半田付装置において、 前記複数種類の電気部品ごとに端子の配列、および、端
   子付近において該電気部品の本体部から端子と同方向に
   突出している部分の形状寸法に対応せしめて、 当該電気部品の端子部分のみを前記溶融半田中に挿入す
   ることができ、かつ、前記突出部と嵌合せず干渉もしな
   い開口部形状を有する複数種類の内半田槽を具備してお
   り、 上記複数種類の内半田槽が、前記の溶融半田の液面より
   も低レベルに浴用半田を貯溜している外半田槽の中に、
   静止部材として配列されていることを特徴とする、端子
   を有する電気部品の半田付装置。
2. 【請求項２】 前記の内半田槽が、前記の溶融半田より
   も低レベルに浴用半田を貯溜している外半田槽の中に、
   着脱交換可能に配列されていることを特徴とする、請求
   項１に記載した端子を有する電気部品の半田付装置。
3. 【請求項３】 端子を有する複数種類の電気部品を処理
   対象とし、上記の端子部分を半田槽内の溶融半田中に浸
   漬する構造の半田付装置において、 前記複数種類の電気部品ごとに端子の配列、および、端
   子付近において該電気部品の本体部から端子と同方向に
   突出している部分の形状寸法に対応せしめて、 前記複数種類の電気部品中の複数の電気部品の端子部分
   のみを溶融半田中に挿入することができ、かつ、前記突
   出部と嵌合せず干渉もしない開口部形状を有する内半田
   槽を具備しており、 上記複数種類の内半田槽が、前記の溶融半田の液面より
   も低レベルに浴用半田を貯溜している外半田槽の中に、
   静止部材として設置されていることを特徴とする、端子
   を有する電気部品の半田付装置。
4. 【請求項４】 端子を有する複数種類の電気部品を処理
   対象とし、上記の端子部分を半田槽内の溶融半田中に浸
   漬する構造の半田付装置において、 前記複数種類の電気部品ごとに端子の配列、および、端
   子付近において該電気部品の本体部から端子と同方向に
   突出している部分の形状寸法に対応せしめて、 前記複数種類の電気部品中の任意の電気部品の端子部分
   のみを溶融半田中に挿入することができ、かつ、上記任
   意の電気部品の突出部と嵌合せず干渉もしない開口部形
   状を有する半田槽を用い、 前記複数種類の電気部品ごとに、前記開口部の中で当該
   電気部品に適応する区域を選定して端子部分を挿入する
   ことを特徴とする、端子を有する電気部品の半田付方
   法。
5. 【請求項５】 前記開口部形状を有する半田槽を内半田
   槽として用い、これを外半田槽内に固定的に設置し、 上記内半田槽中の溶融半田温度を所定範囲内に保つよう
   に、内，外半田槽の間に満たされている溶用半田を加熱
   するとともに、 前記内半田槽内の溶融半田液面レベルを、前記溶用半田
   の液面よりも高い所定範囲内に保つよう、該内半田槽中
   に固形半田を補給 することを特徴とする、請求項４に記
   載した端子を有する電気部品の半田付方法。