JP2007030022A

JP2007030022A - 半田送り機構

Info

Publication number: JP2007030022A
Application number: JP2005220265A
Authority: JP
Inventors: Takashi Horiuchi; 隆司堀内
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】繰出中の半田線に圧縮力が作用した場合でも、その座屈を防止することのできる半田送り機構を提供する。
【解決手段】ボビン３に巻かれた半田線４を一対の送りローラ６，７により両側から挟み込んで繰り出す半田送り機構である。一対の送りローラ６，７は半田線４の線径よりも厚さの小さいディスク状の形態とされる。一方、半田線４を通すガイド孔を穿設した半田ガイド１１を備え、その半田ガイド１１にはガイド孔に直交する方向から該ガイド孔に対して一対の送りローラ６，７の外周面の一部を入り込ます切込が相対向して形成される。そして、その切込からガイド孔内に入り込んだ一対の送りローラ６，７の外周面の一部で半田線４がガイド孔に沿って繰り出し可能に挟み込まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に電子部品を半田付けする装置に対して半田線を自動的に給送する半田送り機構に係わり、特に半田線の繰出抵抗に起因して半田線が給送経路上で座屈変形することによる半田詰まりを防止できるようにした半田送り機構に関する。

一般に、電子部品などを基板に実装する場合には、それら電子部品の端子部分を基板に対して半田付けするが、半田付けを自動的に行えるようにした半田付け装置が一般に広く利用されている。

係る半田付け装置の構成例を図９により説明すると、図９において、３０はベッド、３１はベッドの上面に沿って所定の一方向（Ｘ方向）に移動されるテーブルであり、そのテーブル３１上に、電子部品などを半田付けするべき基板３２が固定されるようになっている。又、ベッド３０上には所定の一方向（Ｙ方向）に移動可能な移動台３３が設けられ、その下部に半田鏝３４と該半田鏝を上下方向（Ｚ方向）に移動させるシリンダ３５が設けられる。更に、移動台３３の側面には半田線を巻いたボビン３６と、このボビンから引き出された半田線を挟み込む左右一対の送りローラ３７，３８が設けられ、半田鏝３４には半田ノズル３９が一体的に組み付けられる。

そして、以上のような半田付け装置によれば、半田鏝３４と半田ノズル３９を基板３２に対して３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に移動させながら、一対の送りローラ３７，３８を間欠的に回転させることによってボビン３６から半田線を適量ずつ繰り出し、これを半田ノズル３９の先端から半田鏝３４の先端に供給することができる。

尚、送りローラ３７，３８と半田ノズル３９との間で、半田線４０は図１０のようにブッシュ４１，４２とガイドチューブ４３に通されるが、半田ノズル３９の先端に半田が溶着したり、あるいは半田ノズル３９の移動でガイドチューブ４３の曲率が小さくなったりするなどした場合、送りローラ３７，３８の回転により半田線４０に圧縮力が作用し、これにより送りローラ３７，３８の出口部分で半田線４０が座屈して詰まりを発生することがある。

ここに、半田線の座屈による詰まり（ジャム）を防止する手段として、ブッシュ４２の先端を尖らせて一対の送りローラ３７，３８に近接させることも考えられるが、そのようなブッシュ４２では、先端の肉厚が極めて薄くなるので半田線４０の座屈応力に抵抗するような強度が得られず、機械的加工も困難である。

このため、一対の送りローラ３７，３８とブッシュ４２の先端との間に、半田線４０の座屈を防ぎ切れないギャップを残しながら、ブッシュ４２を半田線４０の繰出方向に移動可能とし、その下部に図１０に示すような検出器４４（リミットスイッチ）を設け、その検出器４０により半田線４０の座屈を検知できるようにしている。

しかし、ブッシュ４２は半田線４０の座屈時点で押し下げられず、柔軟な半田線４０ではこれが幾重にも折り重なった状態になった段階でブッシュ４２が押し下げられ、これが検出器４４によって検知されるというのが実情である。従って、半田線４０が座屈してからこれが検知されるまでに時間が掛り、その間には半田線４０の繰り出しが行われぬまま半田鏝３４による半田付け工程が進行するので、半田付けされない不良品が大量に発生してしまう。

そこで、一対の送りローラ（送給ローラ）より下流側で半田線（糸はんだ）が通されるガイドチューブの一部を切欠いて半田線を露出させ、その露出部に回転円板の軸を接触させ、その回転円板が回転しているか否かをセンサで検知するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−２９６４３６号公報

然しながら、特許文献１の装置では、ローラの回転指令信号とセンサによる回転円板の回転検知信号が同期しているか否かを制御部で比較演算するようにしているので、その両信号が同期しているか否かで半田線の給送経路に異常が発生していることを早期に検知して半田線がローラ出口で幾重にも折り重なるような事態を未然に防止することができるという効果を得られるものの、半田線の座屈を完全に防止することは難しい。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は繰出中の半田線に圧縮力が作用した場合でも、その座屈を防止することのできる半田送り機構を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するため、ボビン３に巻かれた半田線４を一対の送りローラ６，７により両側から挟み込んで繰り出す半田送り機構において、一対の送りローラ６，７が半田線４の線径よりも厚さの小さいディスク状の形態とされる一方、半田線４を通すガイド孔２１を穿設した半田ガイド１１を備え、その半田ガイド１１にはガイド孔２１に直交する方向から該ガイド孔に対して一対の送りローラ６，７の外周面の一部が入り込む切込２２が相対向して形成され、その切込２２からガイド孔２１内に入り込んだ一対の送りローラ６，７の外周面の一部で半田線４がガイド孔２１に沿って繰り出し可能に挟み込まれる構成としたことを特徴とする。

本発明の半田送り機構によれば、半田線を通すガイド孔を穿設した半田ガイドを備え、その半田ガイドにガイド孔の直交方向から該ガイド孔に対して一対の送りローラの外周面の一部が入り込む切込が相対向して形成されることから、ガイド孔に通される半田線を一対の送りローラにより両側から挟み込んで繰り出すことができ、繰出中の半田線に大きな負荷（圧縮力）が作用した場合でも、ガイド孔により半田線の座屈を防止することができる。

特に、一対の送りローラが半田線の線径よりも厚さの小さいディスク状の形態とされることから、その外周面の一部をガイド孔内に入り込まれるための切込の幅はディスク状とされる送りローラの厚さより若干大きくすればよく、このため切込をガイド孔の孔径よりも幅が小さいスリット状の形態にすることができる。

従って、切込の周辺でガイド孔に強度を持たせることができ、しかも切込の長さ方向端部が外力などによって欠落したとしても、切込の幅より大きな線径を有する半田線の座屈をガイド孔によって確実に防止することができる。

以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る半田送り機構を示す概略図、図２は同機構の要部を拡大して示した斜視図である。これらの図において、１はベースプレート、２はベースプレート１に固定される補助プレートであり、ベースプレート１は図示せぬ移動手段に取り付けられて所定の一方向、あるいは直交する２〜３方向に移動可能とされる。

３は半田線４（糸状半田）が巻かれたボビンで、このボビン３は補助プレート２に水平状に設けられる軸５により回転自在に支持され、半田線４が無くなった場合には軸５に対して新たなボビンを付け替えられるようになっている。

６，７はボビン３に巻かれた半田線４を繰り出すための送りローラで、この送りローラ６，７は軸５に装着されたボビン３の直下に配置され、その各回転軸８，９がベースプレート１により支持されている。

尚、一方の送りローラ６は、一方向に回転駆動される駆動ローラであり、その駆動源１０（制御モータ）がベースプレート１の背面に取り付けられている。又、他方の送りローラ７は、駆動側の送りローラ６に追従してその逆向きに回転する従動ローラであり、これは後述するバネによって送りローラ６側に付勢される。

特に、一対の送りローラ６，７は、半田線４の線径ｄよりも厚さの小さいディスク状の形態（本例において、線径ｄは０．７ｍｍであり、ディスクは例えば厚さ０．３〜０．６ｍｍ、直径約２０ｍｍ）であり、その外周には後述する鋸刃状の歯部が形成される。

一方、ベースプレート１には、送りローラ６，７の中心間で半田ガイド１１が固定され、その内部にボビン３から延びる半田線４が通されるようにしてある。本例において、係る半田ガイド１１は、送りローラ６，７をその厚さ方向から挟み込む前後一対のピース１１Ａ，１１Ｂをボルトで締結して成る角型のブロックで、その両側面にはピース１１Ａ，１１Ｂの接合境界面の位置にて、送りローラ６，７の回転を許容する空隙１２が形成される。

又、半田ガイド１１の上下両端には円筒状のブッシュ１３，１４が固定される。それらブッシュ１３，１４は半田ガイド１１に対する半田線４の入口および出口となるもので、下部側のブッシュ１４には更に可撓性を有するガイドチューブ１５が接続される。

図１のように、ガイドチューブ１５の先端には半田ノズル１６が取り付けられると共に、その半田ノズル１６が半田鏝１７に対して固定され、しかしてその両者１６，１７が一体となって移動可能とされている。

そして、係る半田送り機構によれば、送りローラ６，７の間で半田線４が半田ガイド１１とブッシュ１３，１４の内部に通され、その半田線４がこれを両側から挟み込む送りローラ６，７の回転（正確には駆動側の送りローラ６の間欠的な回転駆動）によりボビン３から繰り出され、これがガイドチューブ１５を経由して半田ノズル１６の先端から半田鏝１７の先端に適量ずつ供給されるようになっている。

次に、図３は図１のＡ−Ａ線断面を示す。この図で明らかなように、駆動側の送りローラ６が固定される回転軸８はソケット型で、これがベースプレート１を貫通する駆動源の出力軸１０Ａに取り付けられる。尚、駆動源の出力軸１０Ａに送りローラ６を直結するようにしてもよい。

一方、従動側の送りローラ７が固定される回転軸９は、軸受ユニット１８を介してベースプレート１に支持されており、その軸受ユニット１８は図３における左右方向にのみ若干の移動を許容されている。そして、ベースプレート１に直交する側板１９と軸受ユニット１８との間に上記のバネ２０が介在され、これによって従動側の送りローラ７が駆動側の送りローラ６に向かって付勢されるようになっている。

ここで、半田ガイド１１には半田線４を通すガイド孔２１が穿設される。図３のようにガイド孔２１は断面矩形の空洞で、その大きさは半田線４の移動を阻害せぬよう半田線４の線径より僅かながら大きく設定される。一例として、半田線４の線径ｄが０．７ｍｍの場合、０．１ｍｍ程度の隙間を有して一辺が０．８〜１．０ｍｍの矩形とすることができる。更に、隙間をとる場合は、このガイド孔２１の空洞は半田線４の線径の二倍未満の寸法で設定されるのが好ましい。

そして、係るガイド孔２１には、その直交方向から送りローラ６，７の外周面の一部が入り込み、これによってガイド孔２１に通される半田線４が送りローラ６，７により左右両側から挟みこまれるようになっている。尚、半田線４に対する送りローラ６，７の接触圧は、上記バネ２０の弾力により一定に保たれる。

次に、図４は図３のＢ−Ｂ線における半田ガイドの拡大断面図、図５は図４のＣ−Ｃ線における拡大断面図であり、図６には図４のＤ−Ｄ線方向からみた部分拡大図を示す。

図４から明らかなように、半田ガイド１１に形成される上記空隙１２，１２はガイド孔２１を中心に左右対称であり、その夫々は送りローラ６，７の外周面に沿って形成される円弧状の形態とされる。特に、それら空隙１２は、送りローラ６，７の回転を阻害せぬよう、送りローラ６，７の半径より稍大きな曲率とされ、その一部は送りローラ６，７の最接近部分で該送りローラの外周面の一部をガイド孔２１に直交方向から入り込ますための切込２２としてガイド孔２１に開通される。

そして、その切込２２を通じて一対の送りローラ６，７の外周面の一部が図５の如くガイド孔２１に入り込み、これによってガイド孔２１に通した半田線４がガイド孔２１に沿って繰り出し可能に挟み込まれるようになっている。

尚、一対の送りローラ６，７は、半田線４の線径より小さな厚さを有するディスク状の形態とされるところ、その一部をガイド孔２１に入り込ませる切込２２の幅は送りローラ６，７の厚さよりも若干大きくすればよく、このため切込２２を図６の如くガイド孔２１の孔径（一辺）よりも幅が小さいスリット状の形態にすることができる。

これによれば、切込２２の周辺でガイド孔２１に強度を持たせることができ、しかも切込２２の長さ方向端部が外力などによって欠落したとしても、切込２２の幅より大きな線径を有する半田線４の座屈をガイド孔２１によって確実に防止することができる。

ここで、以上のように構成される半田送り機構の作用を説明すると、図７のように半田ガイド１１のガイド孔２１に通された半田線４は、左右一対の送りローラ６，７で挟み込まれるのであり、この状態で駆動源１０を起動して送りローラ６を図示矢印方向に回転駆動（間欠回転）させると、半田線４が直線状のガイド孔２１に沿って下方（送りローラ６，７の接線方向）に移動されるほか、その半田線４を介して従動側の送りローラ７も図示矢印方向に回転する。

しかして、半田線４は一対の送りローラ６，７で挟み込まれたまま、ボビン３から鏝側に繰り出されるが、図１などに示した半田ノズル１６やガイドチューブ１５の部分で大きな給送負荷が作用すると、半田線４を座屈させるような圧縮力が生ずる。

しかし、ガイド孔２１が半田線４の座屈応力に抵抗するので、半田線４は座屈するに至らず、このとき半田線４に対して送りローラ６が摺接、空転する。

尚、図７から明らかなように、送りローラ６，７の外周面には鋸刃状の歯部６Ａ，７Ａが形成されるが、これは半田線４に対する負荷が小さい場合に送りローラ６，７がスリップすることによる繰出不良を防止するためのもので、送りローラ６，７の下流側で半田線４に許容範囲を超える過負荷が作用した場合には、上記の如く半田線４に対して送りローラ６が空転する。

そして、このとき従動側の送りローラ７は停止するので、従動側の送りローラ７が正常通り回転しているか否かで半田線４の繰出異常を検知するようにしている。

その手段として、本例では図７および図８のように、送りローラ７の外周における歯部７Ａに対向してベースプレート１に回転センサ２３（非接触式のフォトセンサなど）を取り付けている。

これによれば、駆動源１０の起動信号と回転センサ２３の出力信号を図示せぬ制御部で比較することにより、半田線４の繰出異常を検知して駆動源１０を停止する一方、警報音や警報ランプを点灯させるなどして作業者に半田線の繰出異常を知らせることができる。

因みに、半田線４の繰出が異常であれば、駆動源１０の起動信号が出力中であっても、回転センサ２３の出力信号がパルス状でなく、「ＯＮ」または「ＯＦＦ」のいずれか一方が持続されることになるので、これを制御部により判定することができる。尚、回転センサ２３に対応して送りローラ７を割出板のような多孔状の円板としたり、その裏面に反射板を取り付けたりするなどしてもよい。

以上、本発明について説明したが、係る半田送り機構は上記例に限定されるものではない。例えば、上記例ではガイド孔２１を断面矩形状としたが、これを丸孔としてもよい。又、上記例では、半田ガイド１１を送りローラ６，７の中心間に配されるブロック状の形態として、一対の送りローラ６，７の近隣側が半田ガイド１１で覆われるようにしたが、半田ガイド１１の内部にガイド孔２１を挟んで扁平円形状の空隙を形成して、送りローラ６，７の全体が半田ガイド１１で覆われるようにしてもよい。

本発明に係る半田送り機構を示す概略図同機構の要部を示した斜視図図１のＡ−Ａ線断面図図３のＢ−Ｂ線における部分拡大断面図図４のＣ−Ｃ線における部分拡大断面図図４のＤ−Ｄ線方向からみた部分拡大断面図送りローラにより半田線が繰り出される状態を示した説明図送りローラの取付部分を示した部分拡大断面図従来装置を示す斜視図従来装置の部分拡大図

符号の説明

３ボビン
４半田線
６送りローラ（駆動側）
６Ａ歯部
７送りローラ（従動側）
７Ａ歯部
１０駆動源
１１半田ガイド
１２空隙
２１ガイド孔
２２切込
２３回転センサ

Claims

ボビンに巻かれた半田線を一対の送りローラにより両側から挟み込んで繰り出す半田送り機構において、前記一対の送りローラが半田線の線径よりも厚さの小さいディスク状の形態とされる一方、前記半田線を通すガイド孔を穿設した半田ガイドを備え、その半田ガイドには前記ガイド孔に直交する方向から該ガイド孔に対して一対の送りローラの外周面の一部が入り込む切込が相対向して形成され、その切込からガイド孔内に入り込んだ一対の送りローラの外周面の一部で半田線がガイド孔に沿って繰り出し可能に挟み込まれる構成としたことを特徴とする半田送り機構。