JPH028609Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気半田ごてに係り、特に正の抵抗温
度特性を有する磁器半導体発熱体によりこて先を
加熱する電気半田ごてに関する。

一般に、チタン酸バリウム系磁器半導体あるい
はチタン酸鉛ランタン系磁器半導体等の磁器を用
いた発熱体は、第１図に示すような抵抗温度特性
があるため、ある特定温度から急激な抵抗増加を
起こす抵抗急上昇点（キユリー点）ａを有し、温
度の上昇に伴なつて抵抗が増加し、抵抗温度特性
極大点ｂに達した後は抵抗を減少させる傾向にあ
る。そして、この種の発熱体を前記キユリー点ａ
から抵抗温度特性極大点ｂに到るまでの温度領域
において加熱源として用いることにより、バイメ
タル等の温度調節装置を用いることなく被加熱体
を所定の温度まで上昇させ、その後一定温度に保
つことができる。

ところで、この種の磁器半導体（以下正特性サ
ーミスタと称す）を発熱源とする従来の電気半田
ごてにおいては、把手先端に突設された支持金具
の先端部にこて先を取付け、このこて先の外側面
に発熱体を接触させる構造を採つている。ところ
が、支持金具とこて先との連結が不充分でこて先
が軸方向および径方向にガタ付くおそれがあり、
また発熱体とこて先との密着性が悪く効率よく熱
量を取出すことができない等の難点がある。

本考案はかかる従来の難点を解決するために創
案されたもので、その目的とするところは、支持
金具とこて先との連結が強固でこて先がガタ付く
ことがなく、また耐電圧、熱効率および耐衝撃性
を向上させることができる電気半田ごてを提供す
るにある。

本考案は、簡単な構造で耐電圧、熱効率および
耐衝撃性を向上させ、またこて先のガタ付きを防
止する手段として、正特性サーミスタで構成され
る発熱体を、外周面と内周面とが電極部をなす円
筒状に形成するとともに、こて先を、こて先本体
とこて先本体の基端に鍔部を介して一体に設けら
れた圧入部とから構成し、圧入部にその基端から
軸方向に設けられた凹部内に、電気絶縁物を介し
前記発熱体を圧入して発熱体の内周側を空間とし
て残し、発熱体の外周面から主として熱エネルギ
を取出すようにするとともに、この圧入部を鍔部
位置まで支持金具内に圧入し、かつ支持金具の外
面側から部分的な変形加工を施して圧入部の支持
金具内での移動を防止するようにしたことを特徴
とする。

以下本考案を図示する一実施例に基づいて説明
する。

第２図において１は合成樹脂からなる筒状の把
手であり、この把手１の先端側には筒状のキヤツ
プ２が嵌入され止めねじ３を介して位置固定され
ている。また把手１の後端側からは電源コード４
と同時成形されて一体をなすコードプロテクタ５
が嵌入され、このコードプロテクタ５はコード止
めねじ６を介して把手１に固定されている。

一方前記キヤツプ２には、第２図に示すように
ステンレス鋼その他の耐蝕性金属材料で形成され
たパイプ７の基端部が挿入され、このパイプ７の
先端部には純銅製等のこて先８が装着されてい
る。

このこて先８は、第２図ないし第４図に示すよ
うに前記パイプ７に圧入される筒状の圧入部８ａ
と、この圧入部８ａの先端側に鍔部８ｃを介して
一体に連結されるこて先本体８ｂとから構成され
ており、圧入部８ａ内には、２個の正特性サーミ
スタ９等が挿入配置されている。そして鍔部８ｃ
は、圧入部８ａをパイプ７内に圧入する際に圧入
量を規制するストツパとして機能するようになつ
ている。またパイプ７外面側からは、第４図に示
すように圧入部８ａを圧入した後にポンチ打ち等
の部分的な変形加工１０が施され、これによつて
圧入部８ａの廻り止めおよび抜け止めがなされる
ようになつている。

前記各正特性サーミスタ９は、第３図および第
５図に示すように軸方向の長さが短かい円筒状に
形成され、その外周面積S₁に対する内周面積S₂の
割合S₂／S₁が0.8以下となるように設定されてい
る。そして、各正特性サーミスタ９の外周面およ
び内周面には、例えばニツケルメツキ等が施され
て一対の電極部がそれぞれ形成されている。これ
ら両正特性サーミスタ９は、ドーナツ円板状の絶
縁体１１を介して軸方向に連続配置されており、
その内周面側には軸方向にスリツト１２ａを有す
るＣ形筒状の内側電極１２がそのスプリングバツ
クにより弾圧止着され、また外周面側には樋状の
外側電極１３がその外面側に巻設される絶縁シー
ト１４により圧接されて両正特性サーミスタ９を
並列に接続している。各電極１２，１３からは、
第２図、第３図および第５図に示すように保護チ
ユーブ１５で被覆されたリード線１６がそれぞれ
引出され、各リード線１６は第２図に示すように
端子１７を介して前記電源コード４に接続されて
いる。また筒状をなす前記圧入部８ａの底部に
は、第３図に示すように円板状の絶縁体１８が配
されている。

次に作用について説明する。

組立てに際しては、まず２個の正特性サーミス
タ９を絶縁体１１を介して軸方向に連続配置し、
その内部にスプリングバツクを利用して内側電極
１２を弾圧止着する。これにより両正特性サーミ
スタ９は軸方向に一体に連結される。

次いで、両正特性サーミスタ９の外面側に外側
電極１３を配置し、その外側に絶縁シート１４を
巻設する。そしてこの組立体を、予め底部に絶縁
体１８が配された圧入部８ａ内に圧入固定する。
この際、組立体の圧入を容易にするために圧入部
８ａの外周壁に軸方向のスリツトを設けておくよ
うにしてもよい。また圧入後の正特性サーミスタ
９外周面と圧入部８ａ内周面とが絶縁シート１４
を介して各所同圧で密着するように圧入部８ａの
外周面側から押圧加工を施すようにしてもよい。

圧入部８ａ内に正特性サーミスタ９等を挿入固
定した後、圧入部８ａを第２図および第３図に示
すようにキヤツプ２と一体をなすパイプ７先端部
に圧入する。この際、鍔部８ｃがストツパとして
機能するので、圧入部８ａのパイプ７への圧入量
が画一的に決定され、作業が極めて容易である。
また圧入部８ａは、パイプ７への圧入時に縮径方
向に加圧されることになるので、正特性サーミス
タ９との密着性が良好になる。

次いで、パイプ７の外面側から第４図に示すよ
うに部分的な変形加工１０を施して圧入部８ａの
廻り止めおよび抜け止めを行なう。

次いで、キヤツプ２の把手１内への固定、コー
ドプロテクタ５の把手１内への固定、およびリー
ド線１６と電源コード４との接続等を行なつて第
２図に示すように半田ごてを完成させる。

使用に際しては、まず電源コード４を介して正
特性サーミスタ９に通電する。すると、正特性サ
ーミスタ９は第１図に示すキユリー点ａ付近から
極大点ｂに到るまでの範囲で発熱し、受熱板とし
て機能する圧入部８ａを介して熱がこて先本体８
ｂに伝えられ、こて先８の温度は安定状態に入
る。これは、正特性サーミスタ９の抵抗がキユリ
ー点ａ以上に急増して電流が制限されるからであ
る。

なお実使用状態では、熱負荷を加えるとこて先
本体８ｂの温度が下がり、圧入部８ａを介して正
特性サーミスタ９の温度が下がつて抵抗も下がる
ため電流が増加する。

しかして、正特性サーミスタ９はキユリー点ａ
付近で無接点のサーマルスイツチとして機能す
る。

この際、受熱板をなす圧入部８ａがこて先本体
８ｂと同材質の一体構造となつており、しかも正
特性サーミスタ９は圧入部８ａに圧接しているの
で、熱効率が極めて良好でこて先８は迅速に加熱
される。

ところで、一般に正特性サーミスタを発熱体と
して用いる範囲は、前記するように第１図におけ
るキユリー点ａから抵抗温度極大点ｂに到るまで
の温度領域であり、前記極大点ｂからはラン・ア
ウエイ（run away）と呼ばれ、ジユール熱によ
る温度上昇によつて正特性サーミスタは熱的な破
壊に到ることが知られている。

このような性質を有する正特性サーミスタは、
金属酸化物を焼結してなる多結晶体であるため、
個々の結晶の大きさが不揃いとなるとともに、結
晶と結晶との間の粒界の大きさにもバラ付きが生
じる。これは単一の正特性サーミスタ中において
抵抗の大きい部分と小さい部分とが生じることを
意味する。一般にAC100V用の正特性サーミスタ
としては1.5〜3.0mm厚のものが用いられている
が、このように厚みが比較的薄く、しかも対向電
極部面積が同一な平板状のものに電圧を印加した
場合には、正特性サーミスタ中の前記する抵抗の
小さい部分の電流密度が高くなつて瞬時的に部分
加熱となり、この部分が前記極大点ｂを越えジユ
ール熱破壊が起こり易くなる。したがつて、従来
の正特性サーミスタにおいては、高い耐電圧を期
待することができない。

ところで、本実施例に係る円筒状の正特性サー
ミスタ９においても、平板状の従来のものと同様
部分的に抵抗の大きい部分と小さい部分とが存在
する。ところがこの正特性サーミスタ９は、前記
するように外周面積S₁に対する内周面積S₂の割合
S₂／S₁が0.8以下となつているので、正特性サー
ミスタ９の外周面に形成される外側電極部面積に
比較して正特性サーミスタ９の内周面に形成され
る内側電極部面積が大幅に小さくなり、したがつ
て抵抗の部分的なバラ付きは大きな問題とはなら
なくなる。

すなわち、過渡現象において、正特性サーミス
タ９に電圧を印加すると、内外電極部面積の差に
起因して正特性サーミスタ９の内側の電流密度が
外側の電流密度に比較して高くなり、径方向に電
流密度の差が生じる。これは内側から外側に向か
つて熱が次第に拡がつていくことを意味し、正特
性サーミスタ９の径方向において発熱に時間差が
生じる。換言すれば、内側から外側に向かつて高
抵抗の輪が拡がつていくことになる。このため、
内側の抵抗が第１図における極大点ｂ付近である
ときには外側は極大点ｂには達しておらず、外側
の抵抗が極大点ｂに近付いたときには正特性サー
ミスタ９は全体として前記極大点ｂ以下のところ
で安定状態に入る。

これをさらに詳述すれば、正特性サーミスタに
おいて、電流は、正特性サーミスタの温度により
制御されることになる。ところで、平板状の正特
性サーミスタは、板厚方向の各所が同時に昇降温
することになるため、正特性サーミスタ全体があ
る一定温度まで昇温しなければ、電流は制限され
ないことになる。このため、部分的に抵抗の小さ
な箇所がある場合には、全体が一定温度まで昇温
する前に、抵抗の小さな箇所に大電流が流れ、ジ
ユール熱破壊が起こり易くなる。

これに対して、円筒状をなす正特性サーミスタ
の場合には、前述のように、内側から外側に向か
つて高抵抗の輪が拡がつていくことになるので、
正特性サーミスタ全体から見ればそれほど高温に
なつていなくても、正特性サーミスタの内側で
は、電流が制限され始めることになる。このた
め、部分的に抵抗の小さな箇所がある場合でも、
この部分に大電流が流れることが制限され、ジユ
ール熱破壊が起こり難くなる。

しかして、正特性サーミスタ９に内在する抵抗
の部分的なバラ付きは問題とはならず、高電圧を
印加しても前記極大点ｂを越えにくくなつてジユ
ール熱破壊が有効に防止される。したがつて低い
電圧から高い電圧まで使用することができる。

なお、正特性サーミスタが円筒状をなしていて
も、その外周面積S₁に対する内周面積S₂の割合
S₂／S₁が0.8以上の場合には、その内外周面にそ
れぞれ形成される電極部面積の差が少なくなり、
したがつて内側と外側との電流密度の差も少なく
なる。このため、前述のような効果を充分に期待
することはできない。

第６図は本実施例に係る円筒状の正特性サーミ
スタ９と、これと組成および厚さが同一でしかも
対向電極部面積が相互に同一な平板状正特性サー
ミスタとの電圧電流特性を比較したものであり、
図において特性Ａは本実施例に係る正特性サーミ
スタ９を示し、また特性Ｂは前記従来の平板状正
特性サーミスタを示す。

第６図からも明らかなように本実施例に係る正
特性サーミスタ９は、従来の平板状サーミスタに
比べて高い電圧までジユール熱破壊を生じること
なく使用できることが判る。

以上説明したように本実施例によれば以下の如
き効果を奏する。

(1) 圧入部８ａはパイプ７内に圧入され、しかも
パイプ７外面側からは部分的な変形加工１０が
施されているので、こて先８とパイプ７とは強
固に連結され、永年使用してもこて先８がガタ
付くことはない。

(2) 圧入部８ａをパイプ７内に圧入する際に鍔部
８ｃがストツパとなるので、組立て時のこて先
８の挿入位置の固定が容易である。

(3) 正特性サーミスタ９は圧入部８ａに密着して
いて熱が直接こて先８に伝えられ、しかも圧入
部８ａパイプ７内に配されていて圧入部８ａか
らの発散熱量が少ないので熱効率が良好であ
る。

(4) 従来のものと異なり正特性サーミスタ９が外
部に露出していないので、耐衝撃性に優れてい
る。

(5) 耐電圧を向上させることができるので、使用
電圧に合わせて各別に製作する必要がない。

(6) 両正特性サーミスタ９は軸方向に並設されて
いるので電極１２，１３の処理が容易である。
また内側電極１２により両正特性サーミスタ９
は一体に連結されるので組立ても容易である。

(7) 両正特性サーミスタ９は絶縁体１１により電
気的に絶縁されているので、電極１２，１３と
各正特性サーミスタ９との接触抵抗が相互に異
なる場合にも何等支障がない。

以上説明したように本考案は、正特性サーミス
タで構成される発熱体を、外周面と内周面とが電
極部をなす円筒状に形成するとともに、この発熱
体を、圧入部に設けられた凹部内に圧入して発熱
体の内周側を空間として残し、発熱体の外周面か
ら主として熱エネルギを取出すようにしているの
で、発熱体の組成および厚さを変更することなく
耐電圧を向上させることができるとともに、熱効
率および耐衝撃性も向上させることができる。ま
た、圧入部は支持金具内に圧入されていて径大方
向への熱膨張が規制されるので、発熱体外周面と
凹部内周面とが常時充分に密着し、耐電圧をより
向上させることができる。

また、圧入部は鍔部位置まで支持金具内に圧入
され、しかも支持金具の外面側から部分的な変形
加工が施されるようになつているので、こて先の
位置決めが容易で永年使用してもこて先がガタ付
くおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は正特性サーミスタの抵抗温度特性を示
すグラフ、第２図は本考案の一実施例を示す断面
図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は第３
図の要部拡大図、第５図は正特性サーミスタと電
極との関係を示す分解斜視図、第６図は本考案に
係る正特性サーミスタと平板状の従来の正特性サ
ーミスタとの電圧電流特性を比較して示すグラフ
である。 １……把手、２……キヤツプ、７……パイプ、
８……こて先、８ａ……圧入部、８ｂ……こて先
本体、８ｃ……鍔部、９……正特性サーミスタ、
１０……変形加工、１１，１８……絶縁体、１２
……内側電極、１３……外側電極、１４……絶縁
シート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 把手先端に支持金具を突設するとともに、こ
   の支持金具の先端部にこて先を装着し、正の抵
   抗温度特性を有する磁器半導体発熱体によりこ
   て先を加熱する電気半田ごてにおいて、前記発
   熱体を、外周面と内周面とが電極部をなす円筒
   状に形成するとともに、前記こて先を、こて先
   本体とこのこて先本体の基端に鍔部を介して一
   体に設けられた圧入部とから構成し、圧入部に
   その基端から軸方向に設けられた凹部内に、電
   気絶縁物を介し前記発熱体を圧入して発熱体の
   内周側を空間として残し、発熱体の外周面から
   主として熱エネルギを取出すようにするととも
   に、この圧入部を鍔部位置まで支持金具内に圧
   入し、かつ支持金具の外面側から部分的な変形
   加工を施して圧入部の支持金具内での移動を防
   止することを特徴とする電気半田ごて。 ２ 発熱体の内周面側の電極部の面積を、外周面
   側の電極部の面積に対して0.8以下としたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の電気半田ごて。