JP2013235927A - 搬送高さ確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、かつ高温環境下においても搬送高さを確認することができる搬送高さ確認装置を提供する。
【解決手段】搬送経路で搬送可能な板状部材２と、板状部材２に設けられ、噴流ノズル１３への搬送方向に下がるように所定の角度傾斜した傾斜面を有する台座部３と、台座部３の傾斜面上に搬送方向に沿って設けられたレール部４と、レール部４に沿ってスライド可能なスライドテーブル部５と、スライドテーブル部５に設けられ、搬送高さ確認装置１を搬送経路に配置した状態で搬送面から下側に突出する測定針７と、搬送高さ確認装置１が搬送経路で搬送されて、測定針７が噴流ノズル１３に当接してから、スライドテーブル部５が搬送方向の反対側にスライドして測定針７の当該噴流ノズル１３との当接が外れるまでの間に、当該スライドテーブル部５がスライドした距離を示すスケール１０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、はんだ付け装置の噴流ノズルと、はんだ付け対象物を搬送する搬送経路の搬送面との間隔である搬送高さを確認するための搬送高さ確認装置に関する。

はんだ付け装置では、はんだ噴流を形成する噴流ノズルと、はんだ付け対象物の搬送面との間隔（以下、搬送高さと呼ぶ）が外乱の影響によって変化することがある。搬送面に対する噴流ノズルの位置は、適量のはんだ付けが行える位置に調整されるが、外乱の影響により変化すると、はんだ付けムラの発生要因となってはんだ付け品質が低下する。このため、噴流ノズルの位置を測定して適宜調整する必要がある。

噴流ノズルの位置を測定する従来の技術としては、例えば特許文献１に記載される噴流ノズルの位置測定装置がある。この装置では、適量のはんだ付けを行える噴流ノズル位置を標準位置として、この標準位置に設置されている噴流ノズルの距離を所定の位置に配置されたレーザセンサであらかじめ測定する。そして、新たに噴流ノズルの位置調整を行う際に、所定の位置に配置されたレーザセンサからレーザ光線を噴流ノズルに照射して距離を測定し、標準位置を基準として噴流ノズルの取り付け位置を調整する。

特開２００６−３５１６５６号公報

特許文献１に代表される従来の技術は、一般的に耐熱性が低く、配線の引き回しが必要なレーザセンサを使用するため、高温環境下の使用が制限されるという課題があった。
例えば、はんだ付け装置の噴流はんだ槽は２５０℃程度の高温になるため、搬送経路の周辺は、一般的なレーザセンサで推奨される使用周囲温度を超えた温度になっている。
従って、特許文献１は、耐熱性を向上させた高価な特殊なセンサを用いるか、使用周囲温度内になるまで温度が低下してから使用する必要がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で、かつ高温環境下においても搬送高さを確認することができる搬送高さ確認装置を得ることを目的とする。

この発明に係る搬送高さ確認装置は、はんだ付け対象物が搬送される搬送経路の下側に配設されてはんだ噴流を形成する噴流ノズルと、搬送経路の前記噴流ノズルに向いた搬送面との間隔である搬送高さを確認するために使用される搬送高さ確認装置において、搬送経路で搬送可能な板状部材と、板状部材に設けられ、噴流ノズルへの搬送方向に下がるように所定の角度傾斜した傾斜面を有する台座部と、台座部の傾斜面上に搬送方向に沿って設けられたレール部と、レール部に沿ってスライド可能なスライドテーブル部と、スライドテーブル部に設けられ、搬送高さ確認装置を搬送経路に配置した状態で搬送面から下側に突出する測定部材と、搬送高さ確認装置が搬送経路で搬送されて、測定部材が噴流ノズルに当接してから、スライドテーブル部が搬送方向の反対側にスライドして測定部材の当該噴流ノズルとの当接が外れるまでの間に、当該スライドテーブル部がスライドした距離を示すスケール部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、簡易な構成で、かつ高温環境下においても搬送高さを確認することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る搬送高さ確認装置を示す図である。 実施の形態１に係る搬送高さ確認装置による測定過程を示す図である。 搬送高さの測定原理を示す図である。 搬送高さ確認装置における搬送幅調整機構の一例を示す図である。 搬送高さ確認装置における傾斜角度調整機構の一例を示す図である。 実施の形態１に係る搬送高さ確認装置における測定部の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る搬送高さ確認装置を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る搬送高さ確認装置を示す図である。図１（ａ）は、実施の形態１に係る搬送高さ確認装置の上面図であり、図１（ｂ）は、実施の形態１に係る搬送高さ確認装置の側面図、図１（ｃ）は、実施の形態１に係る搬送高さ確認装置の裏面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＡ方向からの矢示図である。
この発明で扱うはんだ付け装置は、噴流はんだ槽、噴流ノズルおよび搬送装置を備え、噴流はんだ槽の溶融はんだで噴流ノズルがはんだ噴流を形成する。はんだ付け対象物は、プリント基板のはんだ付け箇所に対応する部分が開口したマスキングパレットにプリント基板を配置したものである。このはんだ付け対象物は、搬送装置によって噴流ノズルへ搬送されてはんだ付けされる。なお、図１に示す搬送高さ確認装置１は、上記はんだ付け対象物と同様にはんだ付け装置の搬送装置により搬送されて、噴流ノズルと搬送面との間隔（搬送高さ）を算出するために使用する計測値を求める。

また、図１に示す搬送高さ確認装置１は、開口部２ａを有する板状部材２、台座部３、レール部４、スライドテーブル部５、スライド部５ａ、測定針保持部６、測定針７、測定針高さ調整ネジ８、指示部９、スケール１０および取手１１を備える。
板状部材２は、はんだ付け装置の搬送装置で搬送可能に形成された板状部材であって、例えばマスキングパレットと少なくとも幅（搬送幅）が同じ寸法である。また、板状部材２には、マスキングパレットの開口箇所、すなわち、はんだ付け対象物の噴流ノズルまで搬送されてはんだ付けされる箇所に対応する部位に開口部２ａが形成されている。
なお、板状部材２の長さ方向に対応する開口部２ａの寸法は、スライドテーブル部５のスライドに伴う測定針７の移動に支障を与えないように、測定針７の最大移動距離よりも十分に大きく設定される。

台座部３は、板状部材２上に配置される台座部であり、図１（ｂ）に示すように、平坦に形成された上面が、搬送方向に下がるように板状部材２に対して所定の角度で傾斜している。なお、所定の角度には、搬送高さ確認装置１の搬送によって、測定針７の先端部が噴流ノズルに当接してから、測定針７が台座部３の傾斜を上る方向（搬送方向とは反対側）に移動して測定針７の先端部の噴流ノズルとの当接が外れるまでの動作が、開口部２ａの長さ範囲内で行える角度範囲の値が設定される。例えば、４．７５°とする。

レール部４は、板状部材２の長さ方向に沿って台座部３の上面に設けられたレール部材である。スライドテーブル部５は、下面に取り付けたスライド部５ａを介してレール部４に沿って前後にスライドするブロック部材である。なお、スライド部５ａは、レール部４に沿ってスライドすると元の位置に戻らず、スライド位置を維持するように構成される。

測定針保持部６は、２つの測定針７を保持するブロック部材であり、スライドテーブル部５の端面（板状部材２の開口部２ａ側の端面）に取り付けられる。
なお、測定針保持部６では、図１（ａ）に示すように、２つの測定針７が互いに平行になるように保持される。すなわち、測定針保持部６において、２つの測定針７は、板状部材２の長さ方向（搬送方向）の位置が同じである。

また、測定針７は、測定針保持部６を上下に貫く孔部に挿通され、測定針保持部６の側面から当該孔部へ向けて螺入された測定針高さ調整ネジ８によって、上下の長さ（以下、測定針高さと呼ぶ）が調整される。ここでは、図１（ｂ）および図１（ｄ）に示すように測定針高さ調整ネジ８によって２つの測定針７の測定針高さがそれぞれ同じになるように調整される。

指示部９は、スライドテーブル部５に設けられて、スライドテーブル部５の移動に合わせてスケール１０の目盛り位置を指し示す指示部である。
スケール１０は、板状部材２の上面に、スライドテーブル部５の移動方向に沿って設けられたスケール部であり、測定針７が噴流ノズルに当接してから測定針７の噴流ノズルとの当接が外れるまでの間にスライドテーブル部５がスライドした距離を示す。
取手１１は、搬送高さ確認装置１を持ち運ぶ際に使用する取手である。なお、図１（ｂ）、図１（ｄ）には、搬送高さ確認装置１の主要な構成要素を視認するため、取手１１の記載を省略している。

はんだ付け装置では、はんだ付け処理の開始前においても、噴流はんだ槽のはんだを溶融するために高温状態となっており、搬送高さ確認装置１を搬送する搬送経路も高温環境である。このため、上述した搬送高さ確認装置１の構成要素は、ＳＵＳなどの金属で形成する。

次に動作について説明する。
図２は、実施の形態１に係る搬送高さ確認装置による測定過程を示す図であって、搬送高さ確認装置１が矢印Ｂの方向に搬送されて、図２（ａ）から図２（ｄ）の順で測定過程が進行する。以降では、はんだ付け装置の搬送装置１２が、はんだ付け対象物（プリント基板を配置したマスキングパレット）を水平に搬送する構成を例に挙げて説明する。

図２（ａ）に示すように、はんだ付け処理の開始前に、噴流ノズル１３のはんだ噴流を止めた状態で搬送装置１２に搬送高さ確認装置１を配置し、搬送装置１２が、搬送高さ確認装置１を噴流ノズル１３が設置されている方向（矢印Ｂ方向）に搬送する。このとき、スライドテーブル部５は、搬送方向側の初期位置に設定しておく。

搬送高さ確認装置１が搬送されていくと、図２（ｂ）に示すように、測定針７が、噴流ノズル１３の開口縁部に当接する。この状態からさらに矢印Ｂ方向に搬送高さ確認装置１が搬送されると、図２（ｃ）に示すように、スライドテーブル部５が、スライド部５ａを介してレール部４に沿って搬送方向とは反対側（矢印ａ方向）に移動する。
このとき、レール部４が取り付けられる台座部３の上面は、搬送方向とは反対側に上るように板状部材２に対して所定の角度で傾斜しており、この傾斜面を上るようにスライドテーブル部５が移動し、これに伴って測定針７も傾斜面を上っていくため、測定針７が搬送面の下側から引き込んでいく。

測定針７が搬送面の下側から引き込んで、測定針７の先端が噴流ノズル１３の開口端面と同じ高さになると、図２（ｄ）に示すように、測定針７の先端部の噴流ノズル１３との当接が外れる。このとき、スライドテーブル部５がスライドした位置は維持され、指示部９が指し示すスケール１０の位置を、初期位置からスライドした距離として読み取ることができる。

図３は、搬送高さの測定原理を示す図である。図３において、スライドテーブル部５の初期位置からのスライド距離をＣ、台座部３の傾斜角度をα、スライドテーブル部５の初期位置における測定針７の高さをＨ１、測定針７の先端部が噴流ノズルから外れたときの高さをＨ２、測定針７が最初に噴流ノズルに当接した位置からの高さ変化分をｈとする。
図３（ａ）に示すように、スライドテーブル部５が台座部３の傾斜面を上る方向に移動して測定針７が搬送面の下側から引き込まれ、測定針７の先端部と噴流ノズルとの当接が外れる。

傾斜角度αと初期位置における測定針７の高さＨ１は既知であり、搬送高さ確認装置１によってスライド距離Ｃが求められるので、図３（ｂ）に示すように、高さ変化分ｈは、ｈ＝Ｃｔａｎαで算出することができ、測定針高さＨ２は、Ｈ２＝Ｈ１−ｈで算出することができる。この測定針高さＨ２は、噴流ノズルの開口端面と搬送面の間隔に相当する。
このように、本発明では、配線などが必要な電気計測器を使用することなく、測定高さＨ２を算出するために使用するスライド距離Ｃを計測することが可能であり、簡単なスライド機構で高温環境下においても搬送高さを確認することができる。
例えば、前回のはんだ付け処理との間で搬送高さが許容値以上ずれているか否かを確認することができ、また適量のはんだ付けが行える標準位置とのずれなども確認することができる。

搬送高さ確認装置１は、通常のはんだ付け対象物と同様に、搬送装置１２によって搬送させて使用する。また、はんだ付け装置では、はんだ付け対象物の仕様に応じて搬送幅が変更される場合がある。そこで、搬送高さ確認装置１を様々な搬送幅の搬送装置で使用できるようにするため、搬送幅を調整する機構を設けてもよい。
図４は、搬送高さ確認装置における搬送幅調整機構の一例を示す図である。図４（ａ）は搬送幅を狭めた状態を示しており、図４（ｂ）は搬送幅を広げた状態を示している。
図４の例では、搬送幅調整機構として、板状部材２Ａの幅方向の両側にサイド片２ｂをそれぞれ設けている。サイド片２ｂは、幅調整用ネジ１５によって板状部材２Ａの側面にネジ止めされており、幅調整用ネジ１５に螺着された幅調整用ナット１４ａ，１４ｂの間隔を調整することにより、板状部材２Ａの側面に接近（矢印ｂ１方向）、離間（矢印ｂ２方向）させることが可能である。
なお、本発明は、搬送高さ確認装置１の搬送幅を変更することができる機構であれば、図４に示した構成に限定されるものではない。

また、はんだ付け対象物を噴流ノズル側に上るように傾斜させて搬送するはんだ付け装置で使用する場合や、測定針７の移動範囲を短くするため、台座部３の傾斜角度を調整できるようにしてもよい。
図５は、搬送高さ確認装置における傾斜角度調整機構の一例を示す図である。図５（ａ）は、傾斜角度の変更前の状態を示しており、図５（ｂ）は、傾斜角度を大きくした状態を示している。図５の例では、傾斜角度調整機構として、台座部３Ａの上面側から上面側角度調整用ネジ１６ａ，１６ｂで台座部３Ａを板状部材２にネジ止めし、板状部材２裏面側から裏面側角度調整用ネジ１７で台座部３Ａを板状部材２にネジ止めしている。

図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）に示す状態から、上面側角度調整用ネジ１６ａ，１６ｂの板状部材２の雌ネジに対する螺合を浅くし、その分だけ裏面側角度調整用ネジ１７の台座部３Ａの雌ネジに対する螺合を深くすることで、台座部３Ａの傾斜角度を大きくすることができる（矢印ｃ方向）。
なお、本発明は、搬送高さ確認装置１の台座部の傾斜角度を変更することができる機構であれば、図５に示した構成に限定されるものではない。

さらに、測定針７と噴流ノズル１３の接触面積が大き過ぎると、摩擦などの影響を受けやすくなり、測定針７が噴流ノズル１３の外表面を滑らかに移動できなくなる可能性がある。そこで、図６（符号Ｄを付した拡大図参照）に示すように、測定針７の先端部７ａを半球状に形成してもよい。これにより、測定針７は、噴流ノズル１３に対して点接触し、噴流ノズル１３の外表面を滑らかに移動することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、搬送経路で搬送可能な板状部材２と、板状部材２に設けられ、噴流ノズル１３への搬送方向に下がるように所定の角度傾斜した傾斜面を有する台座部３と、台座部３の傾斜面上に搬送方向に沿って設けられたレール部４と、レール部４に沿ってスライド可能なスライドテーブル部５と、スライドテーブル部５に設けられ、搬送高さ確認装置１を搬送経路に配置した状態で搬送面から下側に突出する測定針７と、搬送高さ確認装置１が搬送経路で搬送されて、測定針７が噴流ノズル１３に当接してから、スライドテーブル部５が搬送方向の反対側にスライドして測定針７の当該噴流ノズル１３との当接が外れるまでの間に、当該スライドテーブル部５がスライドした距離を示すスケール１０とを備える。このように構成することで、配線などが必要な電気計測器を一切使用することなく、簡易な構成で、かつ高温環境下においても搬送高さを確認することができる。

また、この実施の形態１によれば、板状部材２Ａが搬送幅の調整機構を有するので、搬送高さ確認装置１を様々な搬送幅の搬送装置で使用することができる。

さらに、この実施の形態１によれば、台座部３Ａが傾斜角度の調整機構を有するので、はんだ付け対象物を噴流ノズル側に上るように傾斜させて搬送するはんだ付け装置で使用する場合に台座部３Ａの傾斜角度を大きくすることができ、測定針７の移動範囲を短くすることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、測定針７の先端部７ａが半球状であるので、測定針７の先端部７ａが噴流ノズル１３に対して点接触し、噴流ノズル１３の外表面を滑らかに移動することができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る搬送高さ確認装置を示す図であり、図７（ａ）は、実施の形態２に係る搬送高さ確認装置の主要構成の上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＥ方向からの矢示図である。図７に示す搬送高さ確認装置１Ａでは、測定針７の代わりに、板状部材からなる測定板７Ａを使用する。

測定板保持部６Ａは、測定板７Ａを保持するブロック部材であり、スライドテーブル部５の端面（板状部材２の開口部２ａ側の端面）に取り付けられる。
なお、測定板保持部６Ａでは、測定板７Ａの少なくとも下辺が板状部材２に平行になるように保持される。

また、測定板７Ａは、上下方向に長い長穴を介して測定板高さ調整ネジ８Ａにより測定板保持部６Ａ側からスライドテーブル部５の端面に螺合されている。
従って、測定板高さ調整ネジ８Ａの螺合を緩めて、長穴に沿って測定板７Ａの上下位置を変更することで、測定板７Ａの板状部材２の裏面側に突出する上下の長さ（以下、測定板高さと呼ぶ）が調整される。
さらに、測定板７Ａは、図７（ｂ）に示すように、スライドテーブル部５の移動に合わせてスケール１０の目盛り位置を指し示す指示部としても機能する。

なお、実施の形態２に係る搬送高さ確認装置１Ａによる測定過程は、上記実施の形態１と同様である。

以上のように、この実施の形態２によれば、測定部材が搬送面から下側に突出する測定板７Ａであるので、簡易な構成で、かつ高温環境下においても搬送高さを確認することができる。また、板状部材からなる測定板７Ａを使用することで、上記実施の形態１における測定針７のように隣り合う測定針７同士の高さが合うように調整する必要がないので、測定前の調整処理が容易である。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，１Ａ 搬送高さ確認装置、２ 板状部材、２ａ 開口部、２ｂ サイド片、３ 台座部、４ レール部、５ スライドテーブル部、５ａ スライド部、６ 測定針保持部、６Ａ 測定板保持部、７ 測定針、７ａ 先端部、７Ａ 測定板、８ 測定針高さ調整ネジ、８Ａ 測定板高さ調整ネジ、９ 指示部、１０ スケール、１１ 取手、１２ 搬送装置、１３ 噴流ノズル、１４ａ，１４ｂ 幅調整用ナット、１５ 幅調整用ネジ、１６ａ，１６ｂ 上面側角度調整用ネジ、１７ 裏面側角度調整用ネジ。

Claims (6)

1. はんだ付け対象物が搬送される搬送経路の下側に配設されてはんだ噴流を形成する噴流ノズルと前記搬送経路の前記噴流ノズルに向いた搬送面との間隔である、搬送高さを確認するために使用される搬送高さ確認装置において、
   前記搬送経路で搬送可能な板状部材と、
   前記板状部材に設けられ、前記噴流ノズルへの搬送方向に下がるように所定の角度傾斜した傾斜面を有する台座部と、
   前記台座部の傾斜面上に前記搬送方向に沿って設けられたレール部と、
   前記レール部に沿ってスライド可能なスライドテーブル部と、
   前記スライドテーブル部に設けられ、前記搬送高さ確認装置を前記搬送経路に配置した状態で前記搬送面から下側に突出する測定部材と、
   前記搬送高さ確認装置が前記搬送経路で搬送されて、前記測定部材が前記噴流ノズルに当接してから、前記スライドテーブル部が前記搬送方向の反対側にスライドして前記測定部材の当該噴流ノズルとの当接が外れるまでの間に、当該スライドテーブル部がスライドした距離を示すスケール部とを備えることを特徴とする搬送高さ確認装置。
2. 前記板状部材は、搬送幅の調整機構を有することを特徴とする請求項１記載の搬送高さ確認装置。
3. 前記台座部は、傾斜角度の調整機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の搬送高さ確認装置。
4. 前記測定部材は、前記搬送面から下側に突出する測定針であることを特徴とする請求項１記載の搬送高さ確認装置。
5. 前記測定針は、先端部が半球状であることを特徴とする請求項４記載の搬送高さ確認装置。
6. 前記測定部材は、前記搬送面から下側に突出する測定板であることを特徴とする請求項１記載の搬送高さ確認装置。

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