特開 2023-46482 半田付け方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046482

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】半田付け方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/02 20060101AFI20230329BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20230329BHJP

【ＦＩ】

B23K3/02 R

B23K1/00 330D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021155100

(22)【出願日】2021-09-24

(71)【出願人】

【識別番号】314000280

【氏名又は名称】株式会社アンド

(74)【代理人】

【識別番号】100111811

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】海老澤 満男

(57)【要約】

【課題】半田片が供給される軸線方向に貫通した半田孔を有する鏝先を用いてピン端子とピン端子に巻き付けられた巻線とを半田付けする場合に、巻線が鏝先によってピン端子の根元方向に押し下げられる虞がなく、しっかりとした半田付けが可能な半田付け方法を提供する。
【解決手段】鏝先５ａが、鏝先５ａの半田片Ｗｈの供給方向下流端から半田片Ｗｈの供給方向上流側に所定の長さＬで、半田孔５１の内径ｄ以上の幅を有し、鏝先５ａの外周面から半田孔５１の内周面に至る開口部５２を有し、ピン端子Ｐおよび鏝先５ａの少なくとも一方が、ピン端子Ｐの軸線方向に対して略垂直方向に移動して、ピン端子Ｐが開口部５２を通って鏝先５ａの半田孔５１内に挿入され、次いで、半田孔５１内に半田片Ｗｈが供給され、加熱された鏝先５ａによって半田片Ｗｈが溶融されてピン端子Ｐと巻線８３とが半田付けされる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略筒形状で、半田片が供給される軸線方向に貫通した半田孔を有する加熱可能な鏝先を用いて、電子部品の部品本体から外方に突出したピン端子と、前記ピン端子に巻き付けられた巻線とを半田付けする半田付け方法であって、
前記半田孔の内径が、前記ピン端子に巻き付けられた前記巻線の最外周径以上であり、
前記鏝先が、前記鏝先の前記半田片の供給方向下流端から前記半田片の供給方向上流側に所定の長さで、前記半田孔の内径以上の幅を有し、前記鏝先の外周面から前記半田孔の内周面に至る開口部を有し、
前記巻線が巻き付けられた前記ピン端子および前記鏝先の少なくとも一方が、前記ピン端子の軸線方向に対して略垂直方向に移動して、前記巻線が巻き付けられた前記ピン端子が前記開口部を通って前記鏝先の前記半田孔内に挿入され、
次いで、前記半田孔内に半田片が供給され、
加熱された前記鏝先によって前記半田片が溶融されて前記ピン端子と前記巻線とが半田付けされることを特徴とする半田付け方法。

【請求項2】

前記開口部の幅が、鏝先の半径方向外方から内方に向かって連続して狭くなっている請求項１記載の半田付け方法。

【請求項3】

前記半田孔内に供給された前記半田片の供給方向前端が前記ピン端子または前記巻線に当接する請求項１又は２記載の半田付け方法。

【請求項4】

前記半田片が前記半田孔に供給される前から前記鏝先が加熱されている請求項１～３のいずれかに記載の半田付け方法。

【請求項5】

前記請求項１～４のいずれかに記載の半田付け方法に用いられる鏝先であって、
略筒形状で、
半田片が供給される軸線方向に貫通し、内径が前記ピン端子に巻き付けられた前記巻線の最外周径以上である半田孔と、
前記鏝先の前記半田片の供給方向下流端から前記半田片の供給方向上流側に所定の長さで、前記半田孔の内径以上の幅を有し、前記鏝先の外周面から前記半田孔の内周面に至る開口部と
を有することを特徴とする鏝先。

【請求項6】

前記開口部の幅が、鏝先の半径方向外方から内方に向かって連続して狭くなっている請求項５記載の鏝先。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半田付け方法に関し、より詳細には、電子部品の部品本体から外方に突出したピン端子と、前記ピン端子に巻き付けられた巻線とを半田付けする方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子部品の部品本体から外方に突出したピン端子と、このピン端子に巻き付けられた巻線との半田付けは、一般に、ピン端子に巻線が巻き付けられた後、ピン端子の先端を下方にしてピン端子の根元付近まで半田槽に浸漬することで行われていた（例えば特許文献１）。またこのとき、ピン端子と巻線との半田付けを確実かつ強固にするため、一般に、ピン端子の半田槽への浸漬は複数回行う必要があった。そしてまた、このようなピン端子の半田槽への浸漬において、特許文献２では、巻線のピン端子への巻き付き間隔を疎にして、半田付けをより確実かつ強固にする技術も提案されている。

【0003】

このような半田槽への浸漬を複数回行う従来の半田付け作業では生産性の向上に限界があった。

【0004】

そこで、例えば特許文献３では、略筒形状で、半田片が供給される軸線方向に貫通した半田孔を有する加熱可能な鏝先を用いて、ピン端子と巻線とを半田付けすることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７－７４０３０号公報

【特許文献2】特開２００７－４９１０５号公報

【特許文献3】再表２００８－２３４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記提案の略円筒形状の鏝先を用いて半田付けを行う場合、図９に示すように、鏝先５ｂがピン端子Ｐに対して、上下方向に所定距離離れて、両者の中心軸線Ｃ_１と中心軸線Ｃ_２とが略同一直線上となるように相対的に移動した後、鏝先５ｂがピン端子Ｐに対して接近する方向に相対移動して（図９に破線で示す）、巻線８３が巻き付けられたピン端子Ｐが鏝先５ｂの半田孔５１内に挿入される。

【0007】

しかしながら、鏝先５ｂの中心軸線Ｃ_１とピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２とが略同一直線とならずズレた場合には、図１０に示すように、鏝先５ｂの半田孔５１の下面開口周縁と巻線８３とが当接して巻線８３が、鏝先５ｂの相対移動によってピン端子Ｐの根元方向に押し下げられて巻線８３の巻き付き間隔が短くなる虞がある。巻線８３の巻き付き間隔が狭くなると溶融半田がピン端子Ｐと巻線８３と間に十分に浸入できず半田付けが不十分になる虞がある。このため、ピン端子Ｐと巻線８３との半田付けを行う場合には鏝先５ｂのピン端子Ｐに対する相対移動には他の場合よりも精密な制御が要求される。

【0008】

そこで本発明の目的は、前記の略筒形状の鏝先を用いてピン端子と巻線とを半田付けする場合において、鏝先のピン端子に対する移動制御が通常の移動制御の精度と同程度であっても、鏝先によって巻線がピン端子の根元方向に押し下げられる虞がなく、しっかりとした半田付けが可能な半田付け方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成する本発明の一態様に係る半田付け方法は、略筒形状で、半田片が供給される軸線方向に貫通した半田孔を有する加熱可能な鏝先を用いて、電子部品の部品本体から外方に突出したピン端子と、前記ピン端子に巻き付けられた巻線とを半田付けする半田付け方法であって、前記半田孔の内径が、前記ピン端子に巻き付けられた前記巻線の最外周径以上であり、前記鏝先が、前記鏝先の前記半田片の供給方向下流端から前記半田片の供給方向上流側に所定の長さで、前記半田孔の内径以上の幅を有し、前記鏝先の外周面から前記半田孔の内周面に至る開口部を有し、前記巻線が巻き付けられた前記ピン端子および前記鏝先の少なくとも一方が、前記ピン端子の軸線方向に対して略垂直方向に移動して、前記巻線が巻き付けられた前記ピン端子が前記開口部を通って前記鏝先の前記半田孔内に挿入され、次いで、前記半田孔内に半田片が供給され、加熱された前記鏝先によって前記半田片が溶融して前記ピン端子と前記巻線とが半田付けされることを特徴とする。

【0010】

前記構成の半田付け方法において、前記開口部の幅が、鏝先の半径方向外方から内方に向かって連続して狭くなっている構成であってもよい。

【0011】

また前記構成の半田付け方法において、前記半田孔内に供給された前記半田片の供給方向前端が前記ピン端子または前記巻線に当接する構成であるが好ましい。

【0012】

また前記構成の半田付け方法において、前記半田片が前記半田孔に供給される前から前記鏝先が加熱されている構成であるが好ましい。

【0013】

また本発明によれば、前記記載の半田付け方法に用いられる鏝先であって、略筒形状で、半田片が供給される軸線方向に貫通し、内径が前記ピン端子に巻き付けられた前記巻線の最外周径以上である半田孔と、前記鏝先の前記半田片の供給方向下流端から前記半田片の供給方向上流側に所定の長さで、前記半田孔の内径以上の幅を有し、前記鏝先の外周面から前記半田孔の内周面に至る開口部とを有することを特徴とする鏝先が提供される。

【0014】

前記構成の鏝先において、前記開口部の幅が、鏝先の半径方向外方から内方に向かって連続して狭くなっている構成であるのが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の半田付け方法によれば、鏝先はピン端子に対してピン端子の軸線方向に対して略垂直方向に相対移動し、ピン端子が鏝先の半田孔内に挿入されるので、鏝先のピン端子に対する移動制御が通常の移動制御の精度と同程度であっても、ピン端子に巻き付けられた巻線が鏝先によってピン端子の根元方向に押し下げられることはない。これにより、良好な半田付けが確実に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明において使用可能な鏝先の一形態を示す斜視図である。

【図2】図１の鏝先５ａの下部の水平断面図である。

【図3】鏝先５ａを用いた半田付けの工程図である。

【図4】鏝先５ａを用いた半田付けの工程図である。

【図5】本発明の実施形態にかかる半田付け装置ＡＰの一例の斜視図である。

【図6】装置本体Ａ１の内部構造を示す斜視図である。

【図7】図６に示す装置本体Ａ１の概略垂直断面図である。

【図8】図６に示す装置本体Ａ１に設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。

【図9】従来の鏝先を用いた正常な場合の半田付けの概説図である。

【図10】従来の鏝先を用いた半田付けの正常でない場合の半田付けの概説図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係る半田付け方法およびそれに用いる半田付け装置の鏝先について図に基づき説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

【0018】

（鏝先）
図１および図２に、本発明において使用可能な鏝先の一形態を示す。図１は鏝先５ａの斜視図であり、図２は鏝先５ａの下部の水平断面図である。鏝先５ａは、円筒形状であり中心軸線Ｃ_１を中心とし軸線方向（図１の上下方向）に貫通した断面円形の半田孔５１を備える。また、鏝先５ａは下端外周部に外周面から半田孔５１の内周面に至る開口部５２を備える。開口部５２は、鏝先５ａの下端から上方に長さＬ（図１に図示）で、中心軸線Ｃ_１方向に対して垂直方向の幅Ｗが幅Ｗ１から幅Ｗ２まで鏝先５ａの半径方向内方に向かって連続的に小さくなる形状を有する。なお、幅Ｗ２は半田孔５１の内径ｄに等しい。また鏝先５ａは、開口部５２よりも上方に半田孔５１と外周面とを連通するリリース孔５３を有する。リリース孔５３は、溶融した半田によって半田孔５１の下端開口がせき止められたときに、不図示のガス供給部から供給される窒素ガスや気化したフラックスなどを鏝先５ａの外に逃がす役割を果たす。

【0019】

開口部５２の幅Ｗは、通常、最小では幅Ｗ２（半田孔５１の内径ｄ）と同じであり、最大では鏝先５ａの外径Ｄと同じである。開口部５２の幅Ｗの好ましい範囲は半田孔５１の内径ｄよりも大きく鏝先５ａの外形Ｄよりも小さい範囲である。このような範囲であれば、鏝先５ａとピン端子Ｐの移動前（挿入前）の位置が正規の位置からズレた場合あるいは鏝先５ａの相対移動方向が正規の方向からズレた場合であっても、開口部５２の側面によってピン端子Ｐが鏝先５ａの半田孔５１内に案内される。なお、半田孔５１の内径ｄは、後述するピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３の最外周径以上に設定されている。

【0020】

（半田付け工程）
図３および図４に半田付け工程図を示す。図３および図４は中心軸線Ｃ_１および中心軸線Ｃ_２を含む平面での電子部品の部品本体８１と鏝先５ａの部分垂直断面図である。半田付け対象であるトランスなどの電子部品８（図５に図示）は、部品本体８１と、部品本体８１に植設されたピン端子Ｐと、部品本体８１に形成された引出し溝８２を通って部品本体８１から引き出されピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３とを備える。

【0021】

後段において図５に基づき説明するように、半田付け装置ＡＰの制御手段Ｃｏｎｔが、マニピュレーターＭＬの多関節アームＡｍの回転動作を制御して、図３（ａ）に示すように、鏝先５ａを、鏝先５ａの外周面がピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３に接触せず且つ鏝先５ａの下端面が部品本体８１のピン端子Ｐ植設面の近傍位置（第１位置）に移動させる。次いで、図３（ｂ）に示すように、制御手段ＣｏｎｔはマニピュレーターＭＬを制御して、鏝先５ａをピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２に対して垂直方向すなわち図３の左方向に移動させて、巻線８３が巻き付けられたピン端子Ｐを鏝先５ａの半田孔５１内に位置させる（第２位置）。好ましくは、ピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２と鏝先５ａの中心軸線Ｃ_１とが同一直線上となるように位置させる。

【0022】

ここで、第１位置が設定位置からズレた場合や第１位置から第２位置への移動の方向がズレた場合に、鏝先５ａが、第１位置から第２位置へ相対的に移動する際にピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３に接触したときであっても、巻線８３にはピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２の方向に垂直な力が加わるだけで中心軸線Ｃ_２の方向に力は加わらないので、巻線８３がピン端子Ｐの根元方向に押し下げられて巻線８３の巻き付け間隔が短くなる虞はない。

【0023】

第２位置において、鏝先５ａの下面と部品本体８１のピン端子Ｐの植設面との間隔は、可能な限り小さくするのが望ましい。巻線８３が巻き付けられたピン端子Ｐの周囲が鏝先５ａの半田孔５１の内周面で多く囲われることで、巻線８３およびピン端子Ｐが鏝先５ａからの輻射熱等で加熱されやすくなる。このためには開口部５２の中心軸線Ｃ_１方向の長さＬはピン端子Ｐの部品本体８１からの突出高さ超であるのが好ましい。

【0024】

次に、図３（ｃ）に示すように、鏝先５ａの半田孔５１に半田片Ｗｈが供給される。ここで、鏝先５ａの半田孔５１の内径ｄは、前述のように、ピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３の最外周径以上である。（当然ながら半田孔５１の内径ｄは半田片Ｗｈの外径よりも大きい。）そして、半田孔５１の内周面とピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３の最外周との間の最大隙間が、半田孔５１に供給される半田片Ｗｈの外径よりも小さくなるよう設定されるのが望ましい。これにより、半田孔５１内に供給された半田片Ｗｈは、ピン端子Ｐまたは巻線８３の先端部分に当接する。なお、鏝先５ａの中心軸線Ｃ_１とピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２とが同一直線上になくズレていた場合であっても、半田孔５１内に供給された半田片Ｗｈが、ピン端子Ｐまたは巻線８３の先端部分に当接する限りにおいて当該ズレは許容される。

【0025】

半田孔５１内に供給された半田片Ｗｈは、通常は半田孔５１の内周面にその一部が接触するので（半田孔５１の内周面に接触せずにピン端子Ｐ上や巻線８３上に半田片Ｗｈが立った場合を除いて）、鏝先５ａから伝熱によって半田片Ｗｈは直接的に加熱される。なお、鏝先５ａの加熱は半田片Ｗｈが半田孔５１に供給される前から加熱されている。具体的には、半田付け装置ＡＰの主電源が入れられた時からヒーターユニット４により加熱され鏝先５ａは所定温度で保持されている。

【0026】

半田孔５１内に供給された半田片Ｗｈは、鏝先５ａからの伝熱によって短時間で溶融温度まで加熱される。半田片Ｗｈの加熱溶融過程において溶融温度が半田よりも低いフラックスがまず溶融して半田片Ｗｈの表面に流出する。フラックスは半田よりも熱伝導率が高いのでフラックスを介して鏝先５ａから半田片Ｗｈへの伝熱が加速される。また、半田片Ｗｈから流下した一部のフラックスがピン端子Ｐおよび巻線８３の表面の酸化膜を除去するとともに半田付け過程でのピン端子Ｐおよび巻線８３の酸化を防止する。

【0027】

そして、半田片Ｗｈの温度が溶融温度に達すると溶融し、ピン端子Ｐの上部で溶融半田ＭＳは表面張力によって略球状になり、ピン端子Ｐが半田溶融温度以上に加熱されると流下して、図４（ｄ）に示すように、ピン端子Ｐと巻線８３とを半田付けする。

【0028】

その後、制御手段ＣｏｎｔはマニピュレーターＭＬを制御して、図４（ｅ）に示すように、鏝先５ａをピン端子Ｐの中心軸線Ｃ_２に対して垂直方向すなわち図４の右方向に移動させて第２位置から第１位置にする。次いで、鏝先５ａは中心軸線Ｃ_１方向で部品本体８１から離れる方向すなわち図４の上方向に移動されて次の半田付け作業が行われる。

【0029】

なお、半田付け終了後、鏝先５ａは直ちに中心軸線Ｃ_１方向で部品本体８１から離れる方向すなわち図４の上方向に移動して次の半田付け作業を行うようにしてもよい。

【0030】

（半田付け装置の全体構成）
図５は、以上説明した鏝先５ａを用いて半田付けを行う半田付け装置ＡＰの斜視図であって、半田付け装置ＡＰが、治具Ｇｊに従来公知の手段で固定された電子部品８のピン端子Ｐと、ピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３とを半田付けする場合の図である。電子部品８の部品本体８１の上面には上方に突出するように２本のピン端子Ｐが植設され、ピン端子Ｐの各々には巻線８３が巻き付けられている。

【0031】

半田付け装置ＡＰは、多関節アームＡｍを有する移動手段としてのマニピュレーターＭＬと、マニピュレーターＭＬの先端に取り付けられた装置本体Ａ１と、マニピュレーターＭＬ及び装置本体Ａ１の動作を制御する制御装置Ｃｏｎｔとを備える。マニピュレーターＭＬは基台Ｂｓ上に設置され、多関節アームＡｍは複数の関節部の各々において回転可能とされている。制御手段Ｃｏｎｔは、マニピュレーターＭＬの多関節アームＡｍの回転動作を制御して、装置本体Ａ１を図５に示すＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の所望位置に移動させる。また制御手段Ｃｏｎｔは、後述する装置本体Ａ１のカッターユニット２、駆動機構３、半田送り機構６及びヒーターユニット４（いずれも図６に図示）の動作を制御する。なお、本実施形態ではカッターユニット２、駆動機構３、半田送り機構６が半田片供給手段を構成する。

【0032】

半田付け装置ＡＰによって半田付けを行う場合、装置本体Ａ１が、マニピュレーターＭＬによってＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動されて、鏝先５ａは、外周面がピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３に接触せず且つ鏝先５ａの下端面が部品本体８１のピン端子Ｐ植設面の近傍位置に移動する。その後、鏝先５ａがピン端子Ｐに接近する方向に移動され、鏝先５ａの半田孔内に巻線８３が巻き付けられたピン端子Ｐが挿入される。なお、本実施形態では、装置本体Ａ１を移動させているが、装置本体Ａ１を固定し治具Ｇｊを移動させる、あるいは装置本体Ａ１と治具Ｇｊの両者を移動させても構わない。

【0033】

このような鏝先５ａの制御手段Ｃｏｎｔによる移動制御は、予め入力設定された値に基づき行ってもよいし、接触センサーなど不図示の検知手段による検知信号に基づき行ってもよい。

【0034】

（装置本体Ａ１）
図６に装置本体Ａ１の斜視図を、図７に、図６に示す装置ユニットＵの垂直断面図を示す。図８は、図７に示す装置ユニットＵに設けられた駆動機構の一部の分解斜視図である。なお、図６では、筐体の一部を切断し、装置本体Ａ１の内部を表示するようにしている。

【0035】

図６に示すように、装置本体Ａ１は、装置ユニットＵと、装置ユニットＵをＺ方向の所定距離範囲で移動可能に支持する支持部材ＳＰと、装置ユニットＵと支持部材ＳＰを覆うカバーＣ（図６の破線）とを有する。

【0036】

支持部材ＳＰは、四角形状のＹＺ平面を有しＸ方向に所定の厚みを有する板状の基部Ｍｆと、基部ＭｆのＸ方向一方側面のＹ方向中央部にＹ方向に所定幅を有しＸ方向に突出しＺ方向に連続するガイドレールＭｇと、ガイドレールＭｇにＺ方向に移動可能に取り付けられたブロックＭｂとを備える。

【0037】

基部ＭｆのＺ方向上端部はマニピュレーターＭＬの多関節アームＡｍの先端に取り付けられる。ブロックＭｂには装置ユニットＵの壁体１１がＺ方向の略全域にわたって取り付けられている。すなわち、装置ユニットＵはブロックＭｂに固定され、ブロックＭｂと一体となってＺ方向に移動可能とされている。また、ブロックＭｂのＹ方向の一方側面の下端部には移動規制ピン９１が側面から外方に向かって垂直に突出して設けられている。

【0038】

一方、基部ＭｆのＸ方向一方側面のＺ方向下部のＹ方向端部位置には、直方体形状の上ストッパー部９３と下ストッパー部９４とがＺ方向に所定距離隔てて対向するように設けられている。

【0039】

ブロックＭｂの一方側面に設けられた移動規制ピン９１は、基部Ｍｆの上ストッパー部９３と下ストッパー部９４との間の領域に位置し、初期状態のときすなわち鏝先５ａが配線基板Ｂｄに当接していない状態のときは、装置ユニットＵ及びブロックＭｂの自重によって移動規制ピン９１は下ストッパー部９４に当接した状態となっている。換言すると、移動規制ピン９１が下ストッパー部９４に当接することで、装置ユニットＵのＺ方向下方への移動が規制される。他方、鏝先５ａが配線基板Ｂｄに当接して装置ユニットＵがＺ方向上方に移動した場合には、移動規制ピン９１が上ストッパー部９３に当接することで、装置ユニットＵのＺ方向上方向への移動が規制される。

【0040】

（装置ユニットＵ）
装置ユニットＵは、支持部１、カッターユニット２、駆動機構３、ヒーターユニット４、鏝先５ａ、半田送り機構６を備えている。

【0041】

支持部１は、立設された平板状の壁体１１を備えている。なお、以下の説明では、便宜上、図６に示すように、壁体１１に沿う水平方向をＸ方向、壁体１１と垂直な水平方向をＹ方向、壁体１１に沿う鉛直方向をＺ方向とする。例えば、図６に示すように、壁体１１はＺＸ平面を有している。

【0042】

支持部１は、壁体１１と、保持部１２と、摺動ガイド１３と、ヒーターユニット固定部１４とを備える。壁体１１は、鉛直方向に立設された平板状の壁体である。壁体１１は、装置本体Ａ１の支持部材としての役割を果たしている。保持部１２は、壁体１１のＺ方向の下端部より上方にずれた位置に固定されている。保持部１２は、駆動機構３の後述するエアシリンダー３１を保持する。ヒーターユニット固定部１４は、ヒーターユニット４の固定を行う部材であり、壁体１１のＺ方向の端部（下端部）に設けられている。

【0043】

摺動ガイド１３は、壁体１１のＺ方向の下端部の近傍に固定されている。摺動ガイド１３は、カッターユニット２の後述するカッター下刃２２と共に、壁体１１と固定されており、カッターユニット２の後述するカッター上刃２１をＸ方向に摺動可能にガイドする。

【0044】

摺動ガイド１３は、Ｙ方向に対向して対をなす部材である。摺動ガイド１３は、一対の壁部１３１と、抜止部１３２とを有している。壁部１３１は、Ｘ方向に延びる平板状の部材である。一方の壁部１３１は、壁体１１と接触して配されており、壁体１１と反対側の面は、カッター下端２２と接触している。また、他方の壁部１３１は、カッター下刃２２の側面と接触している。つまり、一対の壁部１３１は、カッター下刃２２をＹ方向の両側から挟んでいる。そして、一対の壁部１３１及びカッター下刃２２は、ねじ等の締結具で壁体１１に共締めされて固定される。

【0045】

抜止部１３２は、一対の壁部１３１のそれぞれに設けられている。一対の壁部１３１は、カッター下刃２２のＺ方向上面よりもＺ方向に延びており、一対の壁部１３１のＺ方向の上端部から、それぞれ、他方に向かって延びている。すなわち、摺動ガイド１３は、一対の抜止部１３２を備えている。そして一対の抜止部１３２それぞれのＹ方向の先端は、接触しない、換言すると、摺動ガイド１３には上部に開口を有している。カッター上刃２１は、カッター下刃２２の上面と、抜止部１３２との間に少なくとも一部は配される。これにより、カッター上刃２１は、Ｘ方向にガイドされるとともに、Ｚ方向に抜け止めされる。

【0046】

カッターユニット２は、半田送り機構６によって送られた糸半田Ｗを所定長さの半田片Ｗｈに切断する切断具である。カッターユニット２は、カッター上刃２１と、カッター下刃２２と、プッシャーピン２３とを備えている。

【0047】

上述のとおり、カッター下刃２２は摺動ガイド１３とともに壁体１１に固定される。図７に示すように、カッター下刃２２は、下刃孔２２１と、ガス流入孔２２２とを備えている。下刃孔２２１は、カッター下刃２２をＺ方向に貫通する貫通孔であり、カッター上刃２１の後述する上刃孔２１１を貫通した糸半田Ｗが挿入される。下刃孔２２１の上端の辺縁部は切刃状に形成されている。上刃孔２１１と下刃孔２２１とを用いて、糸半田Ｗを所定長さの半田片Ｗｈに切断する。切断された半田片Ｗｈは、自重によって又はプッシャーピン２３に押されて、下刃孔２２１の内部を下方に落下する。下刃孔２２１は、ヒーターユニット４の後述する半田供給孔４２２を介して、鏝先５ａの後述する半田孔５１と連通している。下刃孔２２１の内部を落下した半田片Ｗｈは、半田供給孔４２２に達した後、半田孔５１に落下する。

【0048】

ガス流入孔２２２は、カッター下刃２２の外側面と下刃孔２２１とを連通する孔である。不図示のガス供給源から供給されるガスはガス流入孔２２２に流入する。そして、ガスは、下刃孔２２１、半田供給孔４２２を通過して、半田孔５１に到達する。なお、ガスとは、半田を加熱して溶融するときに半田の酸化を抑制するために用いられるものである。すなわち、溶融した半田と酸素との接触を抑制するためのガスである。ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素等を挙げることができる。本実施形態の半田付け装置ＡＰでは、窒素ガスを供給するものとして説明する。

【0049】

カッター上刃２１は、上述したとおり、カッター下刃２２のＺ方向上面上に配される。カッター上刃２１は、摺動ガイド１３によって摺動時に摺動方向がＸ方向になるようガイドされるとともにＺ方向に抜け止めされる。すなわち、カッター上刃２１は、カッター下刃２２のＺ方向の上面上をＸ方向に摺動する。なお、カッター上刃２１は、駆動機構３によって摺動される。

【0050】

カッター上刃２１は、上刃孔２１１と、ピン孔２１２とを備えている。上刃孔２１１は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である、上刃孔２１１には、半田送り機構６から送られた糸半田Ｗが挿入される。上刃孔２１１の下端の辺縁部は切刃状に形成されている。ピン孔２１２は、カッター上刃２１をＺ方向に貫通する貫通孔である。ピン孔２１２には、プッシャーピン２３の後述するロッド部２３１が、摺動可能に挿入される。

【0051】

プッシャーピン２３は、ロッド部２３１と、ヘッド部２３２と、バネ２３３とを有する。ロッド部２３１は、円柱状の部材であり、ピン孔２１２に摺動可能に挿入される。また、プッシャーピン２３がＺ方向下に移動することで、ロッド部２３の先端が、ピン孔２１２から突出する。ヘッド部２３２はロッド部２３１の軸線方向の上端に連結される。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２の内径よりも大きい外径を有する円板形状である。ヘッド部２３２は、ピン孔２１２に挿入されない。すなわち、ヘッド部２３２は、ロッド部２３１のピン孔２１２内への移動を制限する、いわゆる、ストッパーとしての役割を果たす。

【0052】

バネ２３３は、ロッド部２３１の径方向外側を囲む圧縮コイルばねである。バネ２３３は、Ｚ方向下端部がカッター上刃２１の上面と接触し、Ｚ方向上端部がヘッド部２３２の下面と接触する。すなわち、バネ２３３は、カッター上刃２１の上面から反力を受け、ヘッド部２３２をＺ方向上に押す。これにより、ヘッド部２３２と連結されたロッド部２３１は、Ｚ方向上方に持ち上げられ、ロッド部２３１の下端が、ピン孔２１２の下端から突出しないように維持される。なお、ロッド部２３１のＺ方向下端部には、ピン孔２１２からの抜けを抑制する抜け止め（不図示）が設けられている。

【0053】

プッシャーピン２３は、カッター上刃２１とカッター下刃２２で切断されて下刃孔２２１に残った半田片Ｗｈを下方に押す。そして、プッシャーピン２３は、ばね２３３の弾性力によって、常に上方に、すなわち、カッター下刃２２と反対側に押し上げられている。つまり、ロッド部２３１は、ヘッド部２３２が押されたときに、ピン孔２１２のＺ方向下端部から下に突出する。そして、ヘッド部２３２は、駆動機構３の後述するカム部材３３に押される。

【0054】

カッター上刃２１において、上刃孔２１１とピン孔２１２とはＸ方向に並んで設けられている。カッター上刃２１は、Ｘ方向に摺動することで、上刃孔２１１と下刃孔２２１とが上下に重なる位置、又は、ピン孔２１２と下刃孔２２１とが上下に重なる位置に移動する。なお、カッター上刃２１は、一方の摺動端部まで摺動したときに上刃孔２１１と下刃孔２２１とが重なり、他方の摺動端部まで摺動したときにピン孔２１２と下刃孔２２１とが重なるように、摺動してもよい。

【0055】

そして、上刃孔２１１と下刃孔２２１とがＺ方向に重なっている状態で、半田送り機構６から糸半田Ｗが送られると、上刃孔２１１を通過した糸半田Ｗが、下刃孔２２１に挿入される。上述のとおり、上刃孔２１１の下端の辺縁部が切刃状に形成されているとともに、下刃孔２２１の上端の辺縁部も切刃状に形成されている。そして、カッター上刃２１の下面は、カッター下刃２２の上面と接触している。そのため、下刃孔２２１に糸半田Ｗが挿入されている状態で、カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、上刃孔２１１および下刃孔２２１それぞれの切刃によって糸半田Ｗが切断される。

【0056】

カッター上刃２１は、カム部材３３によってＸ方向に摺動される。そのため、カッター上刃２１及びプッシャーピン２３は、カム部材３３と同期している。カム部材３３は、ピン孔２１２が下刃孔２２１とＺ方向に重なったときに、ヘッド部２３２を押す。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときには、プッシャーピン２３のロッド部２３１の先端は、ピン孔２１２に収容されている。そのため、カッター上刃２１がＸ方向に摺動するときに、ロッド部２３１の先端とカッター下刃２２の上面とが接触するのを抑制し、ロッド部２３１の先端及び（又は）カッター下刃２２の変形、破損等が抑制される。

【0057】

カッター上刃２１がＸ方向に摺動することで、下刃孔２１１とピン孔２１２とがＺ方向に重なる。ピン孔２１２が下刃孔２１１と重なっている状態で、ヘッド部２３２はカム部材３３に押される。これにより、プッシャーピン２３が、Ｚ方向下に移動する。プッシャーピン２３がピン孔２１２からＺ方向下方に突出すると、プッシャーピン２３の一部が下刃孔２１１に挿入される。下刃孔２１１の入り口に糸半田を切断した後述の半田片が残っている場合、プッシャーピン２３の先端が半田片を押して、半田片は落下する。

【0058】

図６および図７に示すように、駆動機構３は、エアシリンダー３１と、ピストンロッド３２と、カム部材３３と、スライダー部３４と、ガイド柱部３５とを有する。エアシリンダー３１は保持部１２に保持される。エアシリンダー３１は、有底円筒状である。エアシリンダー３１の内部には、ピストンロッド３２が収容されており、外部から供給される空気の圧力でピストンロッド３２を摺動駆動（伸縮）させる。エアシリンダー３１とピストンロッド３２とが駆動機構３のアクチュエーターを構成している。ピストンロッド３２は、エアシリンダー３１の内部に配されるとともに、一部が常にエアシリンダー３１の軸線方向の一方の端部（ここでは、Ｚ方向の下端部）から、突出している。エアシリンダー３１は、ピストンロッド３２が突出する面がカッターユニット２に向くように、すなわち、Ｚ方向下に向くように、保持部１２に保持される。

【0059】

ピストンロッド３２は、保持部１２に設けられた貫通孔（不図示）を貫通している。ピストンロッド３２は、ガイド柱部３５と平行に設けられており、ガイド柱部３５に沿って直線的に往復動する。ピストンロッド３２の先端部は、カム部材３３に固定されており、ピストンロッド３２の伸縮によって、カム部材３３がＺ方向に摺動する。カム部材３３の摺動は、ガイド柱部３５によってガイドされている。

【0060】

図７に示すように、ガイド柱部３５は、下端部がカッター下刃２２に設けられた凹穴に嵌合されており、カッター下刃２２にねじ３５１でねじ止め固定されている。また、ガイド柱部３５の上部は、保持部１２に設けられた孔を貫通しており、ピン３５２によって移動が規制されている。つまり、ガイド柱部３５はねじ３５１によってカッター下刃２２と、ピン３５２によって保持部１２と固定されている。

【0061】

なお、本実施形態において、ガイド柱部３５は、ねじ３５１及びピン３５２によって固定されているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧入、溶接等の固定方法で固定されるものであってもよい。また、本実施形態において、ガイド柱部３５として円柱状の部材としているが、これに限定されるものではなく、断面多角形状や楕円等を利用してもよい。

【0062】

図７および図８に示すように、カム部材３３は矩形状の部材であり、長辺の一部を矩形状に切り欠いた凹部３３０と、カム部材３３に連結し、ガイド柱部３５が貫通する貫通孔を備えた円筒形状の支持部３３１とを備えている。凹部３３０には、スライダー部３４が（Ｘ方向及びＺ方向に）摺動可能に配置される。また、支持部３３１はガイド柱部３５と平行に延びる形状を有しており、カム部材３３のがたつきを抑制するために設けられている。つまり、カム部材３３がある程度厚みを有し、がたつきが発生しにくい構成の場合、円筒形状の部分を省略し、貫通孔だけで支持部３３１を構成してもよい。

【0063】

そして、カム部材３３は、凹部３３０の中間部分に設けられて中心軸線がガイド柱部３５と直交する円柱状のピン３３２と、凹部３３０と隣接してプッシャーピン２３を押すピン押し部３３３と、支持部３３１内部に配置された軸部受３３４とを備えている。ピン３３２は、スライダー部３４に設けられた後述するカム溝３４０に挿入される。また、軸部受３３４は、ガイド柱部３５に外嵌し、カム部材３３ががたつかないように、円滑に摺動させる部材である。

【0064】

図７および図８に示すように、スライダー部３４は、長方形状の板状の部材であり、カッター上刃２１と一体的に形成されている。スライダー部３４は、板厚方向に貫通するとともに長手方向に延びるカム溝３４０を備えている。カム溝３４０は、ガイド柱部３５と平行に延びる第１溝部３４１を上側に、同じくガイド柱部３５と平行に延びる第２溝部３４２を下側に設けている。そして、第１溝部３４１と第２溝部３４２とは、Ｘ方向にずれて設けられており、カム溝３４０は第１溝部３４１と第２溝部３４２とを接続する接続溝部３４３を備えている。

【0065】

カム溝３４０には、カム部材３３のピン３３２が挿入されており、カム部材３３がガイド柱部３５に沿って移動することで、ピン３３２がカム溝３４０の内面を摺動する。ピン３３２がカム溝３４０の接続溝部３４３に位置するとき、接続溝部３４３の内面を押す。これにより、スライダー部３４及びスライダー部３４に一体的に形成されたカッター上刃２１がカム部材３３の摺動方向（Ｚ方向）と交差する方向（Ｘ方向）に移動（カッター下刃２２に対して摺動）する。

【0066】

なお、本実施形態では、カム部材３３にピン３３２、スライド部３４にカム溝３４０を備えた構成を挙げて説明しているが、実際には、カム部材にカム溝、スライド部にピンを備えた構成であってもよい。

【0067】

本実施形態では、駆動機構３のアクチュエーターとして空気圧を用いるものとしているが、これに限定されるものではなく、空気以外の流体（例えば、作動油）を用いるもの（油圧）であってもよい。また、流体を用いるものに限定されるものではなく、モーターやソレノイド等の電力を用いるものであってもよい。本実施形態では、１つのアクチュエーターと、カム及びカム溝を用いて、カッター上刃２１の摺動とプッシャーピン２３の押下を行っているが、これに限定されない。例えば、カッター上刃２１の摺動と、プッシャーピン２３の押下とを行うように、アクチュエーターを複数個（２個）備えていてもよい。

【0068】

図６および図７に示すように、半田送り機構６は、糸半田Ｗを供給する。半田送り機構６は、一対の送りローラ６１と、ガイド管６２とを備えている。一対の送りローラ６１は、支持壁１１に回転可能に取り付けられている。一対の送りローラ６１は、糸半田Ｗの側面を挟んで回転することで、糸半田を下方に送る。なお、一対の送りローラ６１は、互いに他方に向かって付勢されており、その付勢力で糸半田Ｗを挟む。送りローラ６１の回転角度（回転数）によって、送り出した糸半田Ｗの長さが測定（決定）されている。

【0069】

ガイド管６２は、弾性変形可能な管体であり、上端は、送りローラ６１の糸半田Ｗが送り出される部分に近接して配置されている。また、ガイド管６２の下端は、カッター上刃２１の上刃孔２１１と連通するように設けられている。なお、ガイド管６２の下端はカッター上刃２１の摺動に追従して移動するものであり、ガイド管６２はカッター上刃２１が摺動する範囲で過剰に引っ張られたり、突っ張ったりしない長さ、および、形状を有している。

【0070】

ヒーターユニット４は、半田片Ｗｈを加熱し、溶融させるための加熱装置であり、図７に示すように、壁体２２の下端部に設けられたヒーターユニット固定部１４に固定されている。ヒーターユニット４は、ヒーター４１と、ヒーターブロック４２とを備える。ヒーター４１は、通電により発熱する。ヒーター４１は、ここでは、円筒形状のヒーターブロック４２の外周面に巻き回された電熱線を有する。

【0071】

ヒーターブロック４２は円筒形状を有しており、軸線方向の端部に鏝先５ａを取り付けるための断面円形状の凹部４２１と、凹部４２１の底部の中心部から反対側に貫通した半田供給孔４２２とを備えている。ヒーターブロック４２は、半田供給孔４２２と下刃孔２２１とが連通するように、カッター下刃２２に接触して設けられている。ヒーターブロック４２をこのように設けることで、半田片Ｗｈは、下刃孔２２１から半田供給孔４２２に移動する。

【0072】

（半田付け装置の動作）
次に、半田付け装置ＡＰの動作について説明する。図３及び図５に示すように、制御手段Ｃｏｎｔが、マニピュレーターＭＬの多関節アームＡｍの回転動作を制御して、装置本体Ａ１の鏝先５ａを、その外周面がピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３に接触せず且つ鏝先５ａの下端面が部品本体８１のピン端子Ｐ植設面の近傍に位置させる。次いで、制御手段ＣｏｎｔはマニピュレーターＭＬを制御して、鏝先５ａをピン端子Ｐに接近する方向に移動させて、鏝先５ａの半田孔５１内に巻線８３が巻き付けられたピン端子Ｐが挿入される。

【0073】

次いで、図３に示すように、鏝先５ａの半田孔５１に半田片Ｗｈが供給される。鏝先５ａには、ヒーター４１（図７に図示）からの熱が伝達されており、鏝先５ａからの伝熱及び輻射熱、さらには半田孔５１内の対流によって加熱される。図４に示すように、半田片Ｗｈの温度が溶融温度に達すると、半田片Ｗｈは溶融して溶融半田ＭＳとなって流下してピン端子Ｐと巻線８３とが半田付けされる。半田付け装置ＡＰはこの一連の動作を繰り返して電子部品８のピン端子Ｐと巻線８３との半田付けを順次行う。

【0074】

以上説明した実施形態は本発明に係る半田付け方法および鏝先の一例を示したものであり、本発明の効果を阻害しない範囲において種々の変形等は可能である。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明の半田付け方法によれば、ピン端子Ｐに巻き付けられた巻線８３が鏝先５ａによってピン端子Ｐの根元方向に押し下げられることはなく良好な半田付けが確実に可能となる。

【符号の説明】

【0076】

ＡＰ 半田付け装置
Ａ１ 装置本体
４ ヒーターユニット
４１ ヒーター
４２ ヒーターブロック
５ａ，５ｂ 鏝先
５１ 半田孔
５２ 開口部
６ 半田送り機構
８ 電子部品
８１ 部品本体
８２ 引出し溝
８３ 巻線
Ｃ_１ 鏝先の中心軸線
Ｃ_２ ピン端子の中心軸線
ｄ 半田孔の内径
Ｄ 鏝先の外径
Ｌ 開口部の鏝先の軸線方向の長さ
Ｗ_１，Ｗ_２ 開口部の幅（鏝先の軸線方向に対して垂直な方向の長さ）
Ｐ ピン端子
Ｗ 糸半田
Ｗｈ 半田片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】