JP2005265202A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置設計の自由度を向上させることができる加熱装置を提供すること。
【解決手段】 回路基板１０１を加熱する加熱室１２６が形成されたリフロー炉１００において、加熱室１２６の中に設けられ回路基板１０１の両側端部を保持することにより回路基板１０１を搬送する一対の搬送ユニット１３０、１４０と、搬送ユニット１３０、１４０の間に設けられ回路基板１０１の略中央部を保持することにより回路基板１０１の反りを防止する反り防止ユニット１５０と、反り防止ユニット１５０を、回路基板１０１の略中央部を保持する保持位置と一方の搬送ユニット１３０に近接するとともに回路基板１０１から離隔する退避位置とに移動可能に支持する支持ユニット１６０と、を備えるようにリフロー炉１００を構成する。
【選択図】 図２

Description

本願は、被加熱体を加熱する加熱室が形成された加熱装置の技術分野に属する。

従来、この種の加熱装置の一例として、各種の回路基板に電子部品を溶接（リフロー溶接）する、所謂、リフロー炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、従来のリフロー炉は、上部ヒータと下部ヒータとによって構成された加熱ユニットを備えている。上部ヒータと下部ヒータとの間には、被加熱体の一例としての回路基板を加熱する加熱室が形成されており、加熱室には、回路基板を搬送するための搬送路が形成されている。そして、搬送路に沿って回路基板を搬送する間に、電子部品が溶接（リフロー溶接）されるようになっている。

また、従来のリフロー炉は、搬送路と下部ヒータとの間に設けられ、回路基板の略中央部を保持することにより回路基板の反りを防止する反り防止ユニットを備えている。そして、反り防止ユニットが不要な場合には、反り防止ユニットを搬送路の直下に退避させるようになっている。

具体的には、反り防止ユニットは、搬送路の直下に退避するときに、回路基板に取り付けられた電子部品の高さ以上退避する必要があり、一般的には、２０ｍｍ以上退避する必要がある。
特開２００１−３４５５５１号公報（第３頁、第６図）

しかしながら、上述した従来のリフロー炉は、反り防止ユニットを搬送路の直下に退避させるようになっているために、下部ヒータを搬送路の近傍に配置することができず、装置設計の自由度を低下させてしまうという事情があった。

そこで、本願は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その課題の一例として、下部ヒータを搬送路の近傍に配置することができ、装置設計の自由度を向上させることができる加熱装置を提供することを目的とする。また、反り防止ユニットの機構を簡単にすることができる加熱装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１に記載の加熱装置は、被加熱体を加熱する加熱室が形成された加熱装置において、前記加熱室の中に設けられ前記被加熱体の両側端部を保持することにより前記被加熱体を搬送する一対の搬送機構と、前記搬送機構の間に設けられ前記被加熱体の略中央部を保持することにより前記被加熱体の反りを防止する反り防止機構と、前記反り防止機構を、前記被加熱体の略中央部を保持する保持位置と一方の前記搬送機構に近接するとともに前記被加熱体から離隔する退避位置とに移動可能に支持する支持機構と、を備えることを特徴とする構成を有している。

以下、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下説明する実施形態は、本願に係る加熱装置を、例えば、各種の回路基板に電子部品を溶接（リフロー溶接）する、所謂、リフロー炉に適用した場合の実施形態を示している。

まず、本実施形態におけるリフロー炉の構成について、図１から図６を用いて説明する。なお、図１は、本実施形態におけるリフロー炉の側面図であり、図２および図３は、図１に示したリフロー炉の断面図であり、図４および図５は、図１に示したリフロー炉の搬送チェーンを示す図であり、図６は、図１に示したリフロー炉の反り防止チェーンを示す図である。

本実施形態におけるリフロー炉１００は、図１に示すように、全長３９００ｍｍ、全幅１１００ｍｍ、全高１４５０ｍｍ程度の筐体１１０と、筐体１１０の長手方向に配置された複数の加熱ユニット１２０とを備えている。

加熱ユニット１２０は、上部ヒータ１２１と下部ヒータ１２２とによって構成されており、上部ヒータ１２１および下部ヒータ１２２は、高温熱源としての複数のヒータ１２３と、ヒータ１２３に向かって送風する送風器としてのファン１２４と、ヒータ１２３を通過した熱風を整流する整流板１２５とを有している。そして、上部ヒータ１２１および下部ヒータ１２２は、下述する加熱室１２６に熱風を吹き出すようになっている。

上部ヒータ１２１と下部ヒータ１２２との間には、被加熱体の一例としての回路基板１０１を加熱する加熱室１２６が形成されており、加熱室１２６には、下述する搬送ユニット１３０、１４０によって、回路基板１０１を搬送するための搬送路１０２が形成されている。そして、搬送路１０２に沿って回路基板１０１を搬送する間に、図示しない電子部品が溶接（リフロー溶接）されるようになっている。

また、リフロー炉１００は、図２に示すように、搬送機構の一例としての一対の搬送ユニット１３０、１４０と、反り防止機構の一例としての反り防止ユニット１５０と、支持機構の一例としての支持ユニット１６０と、各ユニットを支持する支持フレーム１７０とを備えている。

支持フレーム１７０は、筐体１１０に固定されたベースプレート１７１と、ベースプレート１７１に立設された固定プレート１７２、１７３と、固定プレート１７２、１７３に架設されたシャフト１７４、１７５と、シャフト１７４、１７５に直動ガイド１７６、１７７を介して移動可能に支持された可動プレート１７８、１７９と、可動プレート１７８に直動ガイド１８０を介して昇降可能に支持された昇降プレート１８１と、可動プレート１７８、１７９を移動させるための台形ネジ１８２、１８３とを有している。

搬送ユニット１３０、１４０は、加熱室１２６の中に設けられ、回路基板１０１の両側端部を保持することにより回路基板１０１を搬送するようになっている。

具体的には、一方の搬送ユニット１３０は、固定プレート１７２に取り付けられた固定ユニットであり、回路基板１０１の一方の側端部を保持する搬送チェーン１３１と、当該搬送チェーン１３１を案内する搬送ガイド１３２と、搬送チェーン１３１を駆動する図示しないスプロケットなどの駆動部材とを有している。搬送チェーン１３１は、図４に示すように、等間隔に配置され、搬送路１０２側に４ｍｍ程度突出する複数のピン１３３を有しており、当該ピン１３３によって回路基板１０１の一方の側端部を保持するようになっている。

また、他方の搬送ユニット１４０は、可動プレート１７９に取り付けられた可動ユニットであり、回路基板１０１の他方の側端部を保持する搬送チェーン１４１と、当該搬送チェーン１４１を案内する搬送ガイド１４２と、搬送チェーン１４１を駆動する図示しないスプロケットなどの駆動部材とを有している。搬送チェーン１４１は、図５に示すように、等間隔に配置され、搬送路１０２側に４ｍｍ程度突出する複数のピン１４３を有しており、当該ピン１４３によって回路基板１０１の他方の側端部を保持するようになっている。

このように構成された搬送ユニット１３０、１４０は、回路基板１０１の幅に応じて、上述した搬送路１０２の幅を変化させるようになっている。

まず、大きい回路基板１０１を搬送する場合には、図２に示すように、台形ネジ１８２が一の方向に回転することにより、可動プレート１７９がシャフト１７４、１７５に沿って図中右側に移動され、搬送チェーン１３１、１４１の間隔が回路基板１０１に合わせて拡大するようになっている。

一方、小さい回路基板１０１を搬送する場合には、図３に示すように、台形ネジ１８２が他の方向に回転することにより、可動プレート１７９がシャフト１７４、１７５に沿って図中左側に移動され、搬送チェーン１３１、１４１の間隔が回路基板１０１に合わせて縮小するようになっている。

反り防止ユニット１５０は、搬送ユニット１３０、１４０の間に設けられ、回路基板１０１の略中央部を保持することにより回路基板１０１の反りを防止するようになっている。

具体的には、反り防止ユニット１５０は、昇降プレート１８１に取り付けられた可動ユニットであり、回路基板１０１の略中央部を保持する反り防止チェーン１５１と、当該反り防止チェーン１５１を案内する反り防止ガイド１５２と、反り防止チェーン１５１を駆動する図示しないスプロケットなどの駆動部材とを有している。反り防止チェーン１５１は、図６に示すように、等間隔に配置され、搬送路１０２側に３０ｍｍ程度突出する複数のアタッチメント１５３を有しており、当該アタッチメント１５３によって回路基板１０１の略中央部を保持するようになっている。

支持ユニット１６０は、反り防止ユニット１５０を、回路基板１０１の略中央部を保持する保持位置（図２参照）と搬送ユニット１３０に近接するとともに回路基板１０１から離隔する退避位置（図３参照）とに移動可能に支持するようになっている。

具体的には、支持ユニット１６０は、固定プレート１７２、１７３に架設され、搬送ユニット１３０、１４０に対して略直行する方向に延在する案内面１６１が形成されたカム１６２と、昇降プレート１８１を介して反り防止ユニット１５０に連結され、カム１６２の案内面１６１に沿って移動するカムフォロア１６３とを有している。

このように構成された反り防止ユニット１５０は、回路基板１０１の幅に応じて、上述した保持位置と退避位置とに移動するようになっている。

まず、大きい回路基板１０１を搬送する場合には、図２に示すように、台形ネジ１８３が一の方向に回転することにより、可動プレート１７８がシャフト１７４、１７５に沿って図中右側に移動されるとともに、昇降プレート１８１がカム１６２に沿って図中上側に移動され、反り防止ユニット１５０が保持位置に移動するようになっている。

このときに、反り防止ユニット１５０のアタッチメント１５３の上端部と搬送ユニット１３０、１４０のピン１３３、１４３の上端部とが略同一の高さに配置されるので、反り防止ユニット１５０が回路基板１０１の略中央部を保持し、回路基板１０１の反りを防止することになる。

一方、小さい回路基板１０１を搬送する場合には、図３に示すように、台形ネジ１８３が他の方向に回転することにより、可動プレート１７８がシャフト１７４、１７５に沿って図中左側に移動されるとともに、昇降プレート１８１がカム１６２に沿って図中下側に移動され、反り防止ユニット１５０が退避位置に移動するようになっている。

このときに、反り防止ユニット１５０のアタッチメント１５３が搬送ユニット１３０のピン１３３の下方に配置されるので、反り防止ユニット１５０が下部ヒータ１２２の流路から退避し、回路基板１０１が効果的に加熱されることになる。

次に、本実施形態におけるリフロー炉の動作について、図２および図３を用いて説明する。

まず、大きい回路基板１０１を搬送する場合には、図２に示すように、台形ネジ１８２が一の方向に回転することにより、可動プレート１７９がシャフト１７４、１７５に沿って図中右側に移動され、搬送チェーン１３１、１４１の間隔が回路基板１０１に合わせて拡大する。

次いで、台形ネジ１８３が一の方向に回転することにより、可動プレート１７８がシャフト１７４、１７５に沿って図中右側に移動されるとともに、昇降プレート１８１がカム１６２に沿って図中上側に移動され、反り防止ユニット１５０が保持位置に移動する。

このときに、反り防止ユニット１５０のアタッチメント１５３の上端部と搬送ユニット１３０、１４０のピン１３３、１４３の上端部とが略同一の高さに配置されるので、反り防止ユニット１５０が回路基板１０１の略中央部を保持し、回路基板１０１の反りを防止することになる。

一方、小さい回路基板１０１を搬送する場合には、図３に示すように、台形ネジ１８３が他の方向に回転することにより、可動プレート１７８がシャフト１７４、１７５に沿って図中左側に移動されるとともに、昇降プレート１８１がカム１６２に沿って図中下側に移動され、反り防止ユニット１５０が退避位置に移動する。

次いで、台形ネジ１８２が他の方向に回転することにより、可動プレート１７９がシャフト１７４、１７５に沿って図中左側に移動され、搬送チェーン１３１、１４１の間隔が回路基板１０１に合わせて縮小する。

このときに、反り防止ユニット１５０のアタッチメント１５３が搬送ユニット１３０のピン１３３の下方に配置されるので、反り防止ユニット１５０が下部ヒータ１２２の流路から退避し、回路基板１０１が効果的に加熱されることになる。

以上説明したように、本実施形態では、リフロー炉１００は、回路基板１０１を加熱する加熱室１２６が形成されたリフロー炉１００において、加熱室１２６の中に設けられ回路基板１０１の両側端部を保持することにより回路基板１０１を搬送する一対の搬送ユニット１３０、１４０と、搬送ユニット１３０、１４０の間に設けられ回路基板１０１の略中央部を保持することにより回路基板１０１の反りを防止する反り防止ユニット１５０と、反り防止ユニット１５０を、回路基板１０１の略中央部を保持する保持位置と一方の搬送ユニット１３０に近接するとともに回路基板１０１から離隔する退避位置とに移動可能に支持する支持ユニット１６０と、を備えることを特徴とする構成を有している。

この構成により、本実施形態では、反り防止ユニット１５０を、一方の搬送ユニット１３０に近接するとともに回路基板１０１から離隔する退避位置に移動可能に支持するので、下部ヒータ１２２を搬送路１０２の近傍に配置することができ、装置設計の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態では、反り防止ユニット１５０は、退避位置に移動したときに一方の搬送ユニット１３０の下方に配置されることを特徴とする構成を有している。

この構成により、本実施形態では、反り防止ユニット１５０が退避位置に移動したときに一方の搬送ユニット１３０の下方に配置されるので、反り防止ユニット１５０を下部ヒータ１２２の流路から退避させることができ、回路基板１０１を効果的に加熱することができる。

また、本実施形態では、支持ユニット１６０は、搬送ユニット１３０、１４０に対して略直行する方向に延在する案内面１６１が形成されたカム１６２と反り防止ユニット１５０に連結され案内面１６１に沿って移動するカムフォロア１６３とを有することを特徴とする構成を有している。

この構成により、本実施形態では、支持ユニット１６０がカム１６２とカムフォロア１６３とによって構成されているので、装置の機構を簡単にすることができ、装置のコストを低減させることができる。

また、本実施形態では、被加熱体は、回路基板１０１であることを特徴とする構成を有している。

この構成により、本実施形態では、被加熱体が回路基板１０１であるので、回路基板１０１の幅に応じて、回路基板１０１の反りを防止することができる。

本願の一実施形態におけるリフロー炉の側面図である。 図１に示したリフロー炉の断面図である。 図１に示したリフロー炉の断面図である。 （ａ）は、図１に示したリフロー炉の一方の搬送チェーンの上面図であり、（ｂ）は、図１に示したリフロー炉の一方の搬送チェーンの側面図である。 （ａ）は、図１に示したリフロー炉の他方の搬送チェーンの上面図であり、（ｂ）は、図１に示したリフロー炉の他方の搬送チェーンの側面図である。 （ａ）は、図１に示したリフロー炉の反り防止チェーンの上面図であり、（ｂ）は、図１に示したリフロー炉の反り防止チェーンの側面図である。

符号の説明

１００ リフロー炉
１０１ 回路基板
１２６ 加熱室
１３０、１４０ 搬送ユニット
１５０ 反り防止ユニット
１６０ 支持ユニット
１６１ 案内面
１６２ カム
１６３ カムフォロア

Claims (4)

1. 被加熱体を加熱する加熱室が形成された加熱装置において、
   前記加熱室の中に設けられ前記被加熱体の両側端部を保持することにより前記被加熱体を搬送する一対の搬送機構と、
   前記搬送機構の間に設けられ前記被加熱体の略中央部を保持することにより前記被加熱体の反りを防止する反り防止機構と、
   前記反り防止機構を、前記被加熱体の略中央部を保持する保持位置と一方の前記搬送機構に近接するとともに前記被加熱体から離隔する退避位置とに移動可能に支持する支持機構と、
   を備えることを特徴とする加熱装置。
2. 請求項１に記載の加熱装置において、
   前記反り防止機構は、前記退避位置に移動したときに一方の前記搬送機構の下方に配置されることを特徴とする加熱装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の加熱装置において、
   前記支持機構は、前記搬送機構に対して略直行する方向に延在する案内面が形成されたカムと前記反り防止機構に連結され前記案内面に沿って移動するカムフォロアとを有することを特徴とする加熱装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載の加熱装置において、
   前記被加熱体は、回路基板であることを特徴とする加熱装置。

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