JP2017092133A - 蓋開閉機構及びはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却の効率化及び省スペース化を実現する蓋開閉機構及びはんだ付け装置を提供する。【解決手段】プリント基板３を冷却する冷却部９の蓋開閉機構５Ａであって、蓋開閉機構５Ａは、プリント基板３を昇降可能に支持する昇降部５１Ａと、回転軸５４に支承され、回転軸５４から上方に延在する回転腕部５５と、回転腕部５５に対して移動可能に取り付けられた開閉可能な蓋部５１ａと、蓋部５１ａの下方に設けられた冷却機とを備える。蓋部５１ａは、プリント基板３の上部を閉蓋する。【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板にはんだ付けするはんだ付け装置における蓋開閉機構及びはんだ付け装置に関する。

電子部品をプリント基板にはんだ付け処理する場合に、はんだ付け装置が使用される。はんだ付け装置によれば、フラクサー等のフラックス塗布部、プリヒート部、はんだ付け部、冷却部等が所定の位置に配設される。はんだ付け装置でプリント基板に電子部品をはんだ付けする場合、フラックス塗布部でプリント基板のはんだ付け領域にフラックスを塗布し、その後、プリヒート部でプリント基板を予備加熱し、はんだ付け部でプリント基板と電子部品とをはんだ付けし、冷却部でプリント基板を冷却することにより、はんだ付け工程を完了する。

この種のはんだ付け装置に関連して、例えば、フラックス塗布部と、予備加熱部と、はんだ付け部と、冷却部と、搬送ロボットとを備えたものが知られており、特許文献１には、噴流はんだ槽ではんだ付け処理されたプリント基板を、３つの冷却ファンによって冷却する冷却部を備えたはんだ付け装置が開示されている。

特許第５２７９６０６号公報

上述したように、はんだ付け処理には複数の処理部を必要とするため、各部を内蔵したはんだ付け装置は、大きなスペースを必要としていた。そのため、工場内でのはんだ付け装置の配置場所や、作業者の作業場所の確保が困難であった。上述した特許文献１は、プリント基板を冷却するために複数の冷却部を必要としており、プリント基板の冷却の効率化やはんだ付け装置の省スペース化に関して何等考慮していなかった。

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、冷却の効率化及び省スペース化を実現する蓋開閉機構及びはんだ付け装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）プリント基板を冷却する冷却部の蓋開閉機構であって、プリント基板を昇降可能に支持する昇降部と、回転軸に支承され、回転軸から上方に延在する回転腕部と、回転腕部に対して移動可能に取り付けられた開閉可能な蓋部と、蓋部の下方に設けられた冷却機とを備え、蓋部によってプリント基板の上部を閉蓋するようになされた蓋開閉機構。

（２）蓋部の下面に沿って配されたガイドレールを備え、蓋部の下面には回転腕部の先端部を進退自在に支承する支承部材が取り付けられる前記（１）に記載の蓋開閉機構。

（３）一方の回転軸の上方に、プリント基板面に対して水平に設けられた補助レールと、補助レールに沿って移動する移動部材と、移動部材を移動駆動する移動駆動部を更に備え、補助レールと移動部材とは、ガイドレールに対して回転軸寄りに配され、移動部材の移動に伴って回転腕部が回転軸を中心に回動してプリント基板と並行な面内を蓋部が開閉移動する前記（２）に記載の蓋開閉機構。

（４）回転軸を回動駆動する回転駆動部を備える前記（２）に記載の蓋開閉機構。

（５）蓋部は、プリント基板面に対して水平な面を有し、一対の蓋部の対向する端部に当該蓋部の面方向に対して下方に湾曲した湾曲部を設ける前記（１）〜（４）のいずれかに記載の蓋開閉機構。

（６）はんだ付け室と、開口を有する筐体からなり、プリント基板をはんだ付け装置から搬出する搬出室とを備えるはんだ付け装置であって、はんだ付け室は、その室内に、プリント基板にフラックス塗布するフラックス塗布部と、フラックス塗布されたプリント基板を加熱するプリヒート部と、加熱されたプリント基板にはんだ付けするはんだ付け部とを備え、搬出室は、その室内に、はんだ付けされたプリント基板を冷却する冷却部を備え、冷却部が前記（１）〜（５）のいずれかに記載の蓋開閉機構を備えるはんだ付け装置。

（７）冷却機は、回転軸と昇降部との間の下方から冷却部の上方に向けて気体を送る前記（６）に記載のはんだ付け装置。

本発明に係る蓋開閉機構によれば、プリント基板の冷却を省スペースでも効率よく行うことができる。本発明に係るはんだ付け装置によれば、フラックス塗布部、プリヒート部、はんだ付け部及び冷却部を内蔵したはんだ付け装置を省スペースで実現することができる。

本発明に係るはんだ付け装置１の構成例を示す概略平面図である。 本発明に係る蓋開閉機構５Ａの構成例を示す図１のＡ−Ａ断面図である。 蓋開閉機構５Ａの構成例を示す平面図である。 蓋開閉機構５Ａの構成例を示す拡大した断面図である。 はんだ付け装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。 蓋開閉機構５Ａの動作例を示す断面図である。 蓋開閉機構５Ａの動作例を示す断面図である。 蓋開閉機構５Ａの動作例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態としてのはんだ付け装置１について説明する。

［はんだ付け装置１の構成例］
図１に示すように、はんだ付け装置１は、プリント基板３にはんだ付け処理する装置であって、はんだ付け室１０を備える。はんだ付け室１０は、その側方にプリント基板３を搬入したり搬出したりするための開口を有する筐体である。はんだ付け室１０の側方には、プリント基板３を搬送する搬入室４と、プリント基板３を搬出する搬出室５とが並んで設けられる。はんだ付け室１０は、その室内に、プリント基板３にフラックスを塗布するフラックス塗布部６と、フラックス塗布されたプリント基板３を加熱するプリヒータ部７と、加熱されたプリント基板３にはんだ付けするはんだ付け部８とを備える。搬出室５は、はんだ付けされたプリント基板３を冷却する冷却部９を備える。

はんだ付け室１０内の中央には、搬送ロボット２１が設置される。搬送ロボット２１には、例えば、垂直多関節ロボット等が使用される。搬送ロボット２１は、プリント基板３を把持する図示しない把持部を有する。この把持部が、搬入室４の搬入レール４１によってはんだ室１０内に進入してきたプリント基板３を受け取る。搬送ロボット２１は、プリント基板３を把持した状態で、プリント基板３をフラックス塗布部６、プリヒート部７、はんだ付け部８の順に送る。搬送ロボット２１は、更にプリント基板３を、搬出室５の搬出レール５１に送り出す。

フラックス塗布部６、プリヒート部７及びはんだ付け部８は、搬送ロボット２１を中心とした搬送ロボット２１の可動域内に配置される。フラックス塗布部６は、搬入レール４１の近傍に設置される。フラックス塗布部６は、搬送ロボット２１によって搬送されたプリント基板３にフラックスを塗布する。フラックスには有機溶剤が使用され、例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等が用いられる。フラックス塗布部６は、複数の塗布部を設けてもよい。その場合、鉛含有のはんだ用と鉛フリーはんだ用とで使い分けることや、プリント基板３の品種によって使い分けること及びフラックスの種類によって使い分けることができる。

プリヒート部７は、フラックス塗布部６及びはんだ付け部８に隣接し、搬入レール４１と搬出レール５１の間の領域に設けられる。プリヒート部７は、プリント基板３を加熱することで、フラックス塗布部６でプリント基板３に塗布させたフラックスを乾燥させ、かつ、プリント基板３を均一に所定の温度まで上昇させる。このようにプリント基板３を加熱すると、プリント基板３の所定の箇所にはんだが付着されやすくなる。プリヒート部７には、例えば、ハロゲンヒータが用いられる。ハロゲンヒータは、プリント基板３を設定した温度まで急速に加熱させることができる。

はんだ付け部８は、搬出レール５１の近傍に設置される。はんだ付け部８は、例えば、噴流はんだ付け装置が使用される。はんだ付け部８は、プリント基板３の所定の箇所にはんだを形成する。はんだ付け部８は、図示しないポンプによって圧送された溶融はんだをプリント基板３に噴流させる。

本発明の一例として、はんだ付け部８を噴流はんだ付け装置で構成した場合、溶融はんだを収容するはんだ槽には、溶融はんだの酸化抑制のために窒素ガス（N2）などの不活性ガスを供給することができる。

この不活性ガスは、はんだ液面とはんだ槽を覆う図示しない不活性ガスカバーとで構成される不可性ガスの貯留部となる空間に供給される。前記噴流はんだ付け装置は、溶融はんだを噴流するノズル周辺に設けられた前記不活性ガスカバーの開口部からプリント基板３に向かって不活性ガスを排気するように構成できる。

このように構成した場合には、排気された不活性ガスは溶融はんだによって本例においては２４０℃程度の高温になるので、プリント基板３のはんだ付け箇所及びその周辺を加熱する効果がある。そのため、プリント基板３の所定箇所にはんだ付けを行う際に、ノズル周辺から排気される高温の不活性ガスによって、プリント基板３のはんだ付け箇所及びその周囲に熱を与えることができる。

プリヒート部７で加熱されたはんだ付け箇所は、はんだ付け部８に搬送されてはんだ付けが行われるまでの間に温度の低下が生じやすくなる。特に、プリント基板３のはんだ付け箇所が多い場合には、プリヒート完了時からはんだ付けが行われる間の時間差が大きくなり、はんだ付け箇所に温度差が生じ易くなり、その結果、はんだ付け品質が不安定となる。

ノズル周辺から排気される高温の不活性ガスによって、プリント基板３のはんだ付け箇所及びその周囲に熱を与えることができるので、温度低下を補うようにすることもできる。温度低下を補うことが出来るので、温度低下に伴うはんだ付け品質の不安定さを防ぎ、はんだ付け品質を一定に保つことができる。

なお、不活性ガスを公知の手段で高温となした状態で、はんだ槽に供給するようにしてもよいし、不活性ガスを供給するパイプを、溶融はんだ内を通過させるようにはんだ槽内に配置するようにしてもよい。

本実施の形態において、フラックス塗布部６、プリヒート部７及びはんだ付け部８がこの順に、搬送ロボット２１を中心として、時計回りに配置されるが、これらの装置は、上述した配置に限られない。例えば、フラックス塗布部６、プリヒート部７及びはんだ付け部８がこの順に反時計回りに配置されたり、一列又は複数列に配置されたりしてもよい。

搬入室４は、開口４１ａを上面に有する筐体である。搬入室４の中には、搬入室４からはんだ付け室１０内に延びる一対のプリント基板搬送用の搬入レール４１と、搬入レール４１の間に配置されたプリント基板３を押し出すプッシャー４２と、プッシャー４２を駆動する図示しないプランジャーとが設けられる。

一対の搬入レール４１は、プリント基板３を搬入室４からはんだ付け室１０内に搬入する。搬入レール４１は断面Ｌ字状の支持部を有し、この支持部が、プリント基板３の下面と側面を支持する。一対の搬入レール４１は、平行に設けられてはんだ付け室１０に対して進退する。一対の搬入レール４１は、共にネジ軸４１Ａに螺合しており、ネジ軸４１Ａの回転に応じて、プリント基板３の幅に対応して搬入レール４１の幅を調整することができる。このネジ軸４１Ａには、一対の搬入レール４１に対応しての正（右）ネジ及び逆（左）ネジが形成され、このネジ軸４１Ａの回転に応じて一対の搬入レール４１間の幅を狭くしたり、広くしたりすることができるようになっている。搬入室４外の側壁には、ネジ軸４１Ａを回転させるためのネジ調整部４１Ｂが設けられ、ネジ調整部４１Ｂがネジ軸４１Ａの一端部に取り付けられる。

ネジ調整部４１Ｂを作業者が回転することにより、ネジ軸４１Ａが回転し、それにともなって一対の搬入レール４１の位置が共に変化する。これによって搬入レール４１の幅が調整される。

プッシャー４２は、搬入室４内の底部から上方に搬入レール４１の高さまで突出している。プッシャー４２の初期位置は、一対の搬入レール４１の間で且つ搬入レール４１の一端のうちはんだ付け室１０から最も離れた位置の近傍に位置する。図示しないプランジャーがプッシャー４２を駆動すると、図中の一点鎖線に示すように、プッシャー４２は、はんだ付け室１０内まで移動する。

搬出室５は、はんだ付け室１０の側方に搬入室４と平行して設けられる。搬出室５の中には、搬出室５からはんだ付け室１０内に延びる一対のプリント基板搬送用の搬出レール５１と、搬出レール５１に置かれたプリント基板３を押し出すプッシャー５２と、プッシャー５２を駆動するプランジャー５２ａ（図２参照）と、はんだ付け部８ではんだ付け処理されたプリント基板３を冷却する冷却部９とが備えられる。その構成は後で詳述する。

本実施の形態において、フラックス塗布部６、プリヒート部７、はんだ付け部８、冷却部９の順にプリント基板３が搬送されるため、本実施の形態の配置としたことで、搬送ロボット２１の可動域内で最短の経路でプリント基板３を搬送することができる。そのため、フラックス塗布部６、プリヒート部７、はんだ付け部８及び冷却部９を内蔵したはんだ付け装置１を省スペースで実現することができるとともに、はんだ付け作業の効率化を図ることができる。

［蓋開閉機構５Ａの構成例］
搬出室５は、図２に示すように、その上面５ａの中央に一対の搬出レール５１の幅よりも大きく開いた開口５ｂを有し、本例においては、開閉する左右一対の蓋部５１ａを上面５ａの下に収納する筐体である。搬出室５は、中央に設けられた取付板５ｃで上下に仕切られている。本例においては、蓋部５１ａを左右一対からなる場合を一例として以下に説明するが、１枚の蓋部であっても良い。

一対の搬出レール５１は、取付板５ｃ上に平行に設けられてはんだ付け室１０に対して進退する。搬出レール５１は、プリント基板３の下面と側面を昇降可能に支持する断面Ｌ字状の昇降部５１Ａを有する。昇降部５１Ａは、既存のシリンダ等で構成される。

一対の搬出レール５１は、図１に示した一対の搬入レール４１と平行して設けられる。一対の搬出レール５１は、共にネジ軸４１Ａに螺合しており、ネジ軸４１Ａの回転に応じて、プリント基板３の幅に対応して搬出レール５１の幅を調整することができる。このネジ軸４１Ａには、一対の搬出レール５１に対応して図示しない一対の正（右）ネジ及び逆（左）ネジが形成され、このネジ軸４１Ａの回転に応じて一対の搬出レール５１間の幅を狭くしたり、広くしたりすることができるようになっている。搬出レール５１の幅の調整方法は、図１に示した搬入レール４１の幅の調整と同じで、ネジ調整部４１Ｂを作業者が回転させるとネジ軸４１Ａが回転し、それにともなって一対の搬出レール５１の位置が共に変化する。これによって、搬出レール５１の幅が調整される。

すなわち、前記ネジ軸４１Ａには、図示しないが、一対の搬出レール５１に対応して一対の正（右）ネジ及び逆（左）ネジが設けられるとともに、一対の搬出レール５１に対応して一対の正（右）ネジ及び逆（左）ネジが設けられているので、ネジ調整部４１Ｂを作業者が回転させると、ネジ軸を４１Ａが回転し、搬入レール４１と搬出レール５１の幅が同時に同じだけ変化する。これによって、搬入レール４１と搬出レール５１の幅が、搬送するプリント基板３の幅に合わせて同時に制御されて調整される。

図２に示すように、プッシャー５２は、その初期位置において、はんだ付け室１０内の底部から上方に搬出レール５１の高さまで突出している。図１に示すように、プッシャー５２の初期位置は、一対の搬出レール５１の間で且つ搬出レール５１の一端の近傍、はんだ付け部８側に位置する。図２に示すプランジャー５２ａがプッシャー５２を駆動すると、図１の一点鎖線に示すように、プッシャー５２は、搬出室５内まで移動する。

図２に示すように、取付板５ｃには、搬出室５内に気体を送り込むための開口部５ｄ、５ｅが、一対の搬出レール５１の配置されている部分を挟み込むようにして設けられている。本実施の形態において、図中の二点鎖線に示すように、冷却部９の冷却領域は、搬出室５内の、開口部５ｄ、５ｅの間であって、しかも取付板５ｃの上方と蓋部５１ａの下方によって形成された空間領域である。

搬出室５内には、冷却部９の上方を閉蓋するため、蓋部５１ａを有する蓋開閉機構５Ａを備える。本実施の形態においては、一対の蓋部５１ａが、左右方向に開閉する形態が採用されている。蓋開閉機構５Ａは、プリント基板３を昇降可能に支持する昇降部５１Ａと、昇降部５１Ａの左右底部に設けられた回転軸５４と、これら回転軸５４に支承された一対の回転腕部５５と、回転腕部５５の回動に関連して開閉する左右一対の蓋部５１ａと、回転軸５４が取り付けられた取付板５ｃの下部の筐体内に配置された一対の冷却機としての冷却ファン９１とを備える。

図４に示すように、回転軸５４は、取付板５ｃ上に取り付けられた支持部５４ａによって、回動可能に支持される。

回転腕部５５は、冷却部９の上面を開閉する一対の蓋部５１ａに対してその開閉力を付与するために設けられたものであって、取付板５ｃ側を回動支点とするため、この回転腕部５５は回転軸５４から上方に延在する。回転腕部５５の先端部には、回転腕部５５の長手方向と直交するように円柱状の柱状凸部５５ａが設けられる。この柱状凸部５５ａは、回転腕部５５から図中の紙面表側方向に突出している。回転腕部５５には、更に柱状凸部５５ａよりも回転軸５４側に、円柱状の柱状凸部５５ｂが設けられる。この柱状凸部５５ｂもまた、後述するような機能を達成するため、回転腕部５５に対して、柱状凸部５５ａと同じ方向に垂直に突出している。

一対の蓋部５１ａは、回転軸５４の上面側に設けられ、回転腕部５５の移動に伴って移動可能に取り付けられる。蓋部５１ａは、プリント基板３面に対して水平な矩形状の面５１ｂを有する。蓋部５１ａは、プリント基板３と並行な面内を開閉移動する。図２に示すように、左右一対の蓋部５１ａは、蓋部５１ａの面方向に対して進行方向に前後する端部側には、いずれも下方に湾曲した湾曲部５１ｃ、５１ｄが設けられる。湾曲部５１ｃは、互いが対向するようにして配置され、湾曲部５１ｄは、搬出室５の左右の側壁５ｆ、５ｇにそれぞれ対向するようにして配置される。

図３に示すように、搬出室５のはんだ付け室１０側の内壁５ｈとその反対側の内壁５ｉには、一対の蓋部５１ａの開閉を案内するために、蓋部５１ａの下面に沿って配されたガイドレール５３が備えられる。ガイドレール５３は、搬出室５の側壁５ｆから側壁５ｇまで設けられていて、蓋部５１ａを開閉するように支持する。

蓋部５１ａの下面には、ガイドレール５３に沿って一対の蓋部５１ａを開閉するために、蓋部５１ａの開閉方向に直交する方向に一対のローラ部材５３ａ及び一対のローラ部材５３ｂが備えられる。ローラ部材５３ａ、５３ｂは互いに同じ形状をしており、ガイドレール５３に対向する側面にローラを有している。１つのローラ部材５３ａ、５３ｂに対するローラの個数は、任意に選択される。ローラ部材５３ａは、湾曲部５１ｃの両端近傍に設けられ、ローラ部材５３ｂは、湾曲部５１ｄの両端近傍に設けられる。

一方のローラ部材５３ａ、５３ｂは、内壁５ｈ側のガイドレール５３に摺動可能に支持され、他方のローラ部材５３ａ、５３ｂは、内壁５ｉ側のガイドレール５３に摺動可能に支持される。ローラ部材５３ａ、５３ｂがガイドレール５３に支持されることで、蓋部５１ａがガイドレール５３に支持される。蓋部５１ａの開閉時に、一対のローラ部材５３ａ、５３ｂがそれぞれ一対のガイドレール５３に沿って移動することにより、蓋部５１ａが滑らかに開閉する。

内壁５ｉ側のガイドレール５３近傍の蓋部５１ａの下面には、支承部材５６が取り付けられる。図４に示すように、支承部材５６は、下方に開口した凹部５６ａを有する。支承部材５６は、回転腕部５５の移動に伴って、凹部５６ａ内に回転腕部５５の先端部の柱状凸部５５ａを上下移動可能なように進退自在に支承する。

図２に示すように、搬出室５内の左右の回転軸５４より上方で且つガイドレール５３に対して回転軸５４寄りには、回転腕部５５を回動させる駆動部５７が備えられる。駆動部５７は、回動する回転腕部５５を支持して補強する役割も兼ねている。駆動部５７は、プリント基板３面に対して水平に設けられた一対の補助レール５７Ａと、それぞれの補助レール５７Ａに沿って移動する移動部材５７Ｂと、移動部材５７Ｂを移動駆動する移動駆動部５７Ｃが備えられる。

補助レール５７Ａは、取付板５ｃから上に延在する脚によって支持される。移動部材５７Ｂは、ガイドレール５３に対して回転軸５４寄りに配される。補助レール５７Ａが移動部材５７Ｂ内に挿通されることで、移動部材５７Ｂがプリント基板３面に対して水平に、補助レール５７Ａに沿って移動可能となされる。本実施の形態の移動駆動部５７Ｃの一例としては、ロッドレスシリンダが採用されている。この移動駆動部５７Ｃが、一対の移動部材５７Ｂを連動させて、補助レール５７Ａに沿って互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動させる。

移動部材５７Ｂは、その上端に補助レール５７Ａに対して上方に開口した凹部５７ａを有する。回転腕部５５の柱状凸部５５ｂが凹部５７ａ内に入ることで、回転腕部５５の移動に伴って、移動部材５７Ｂが柱状凸部５５ｂを回転腕部５５の上下移動するように支承する。

搬出室５は、その内部に冷風機の一例として、冷却ファン９１を備えており、プリント基板３を冷却する。冷却ファン９１は、左右の回転軸５４と昇降部５１Ａとの間であって、しかも取付板５ｃの下方に備えられる。冷却ファン９１は、気体を送り、その気体は、搬出室５の下方から取付板５ｃの開口部５ｄ、５ｅを通って冷却部９の上方に向けて送り出される。

はんだ付け室１０には、図５に示す制御部２０が設けられる。制御部２０には、蓋開閉機構５Ａ、プッシャー４２、５２、フラックス塗布部６、プリヒート部７、はんだ付け部８、冷却部９、搬送ロボット２１及び操作部４０がそれぞれ接続される。作業者が操作部４０を操作することで、制御部２０は、蓋開閉機構５Ａの蓋部５１ａの開閉動作、昇降部５１Ａの昇降動作、プッシャー４２、５２でプリント基板３を押すタイミング、搬送ロボット２１でプリント基板３を搬送する速度、フラックス塗布部６が有するフラックスの温度、フラックスの塗布量、プリヒート部７の温度、はんだ付け部８の溶融はんだの温度やはんだの噴流速度、冷却部９が有する冷却ファンのＯＮやＯＦＦ、搬送ロボット２１の動作等を制御する。

なお、本例では冷却ファンは常温の気体を循環させるか否か、すなわち冷却ファンの回転駆動のＯＮやＯＦＦだけの制御であるが、必要に応じてチラー等の冷却手段を用いて冷却ファンからの気体を冷却するように構成すると、冷却温度をそれぞれに設定して制御するようにできる。その場合には、所望の温度でプリント基板３を冷却できる。また、気体は大気であっても良いし、窒素ガス等の不活性ガスを用いても良い。

［蓋開閉機構５Ａの動作例］
次に、蓋開閉機構５Ａの動作例について説明する。作業者が操作部４０によって各種設定を行って、制御部２０によって各部が動作していることを前提とする。

図１に示すように、作業者がプリント基板３を搬入室４の開口４１ａから搬入レール４１に搬入する。作業者が、プリント基板３のサイズに搬入レール４１の幅が合うようにネジ調整部４１Ｂを回転させると、ネジ軸４１Ａが回転し、搬入レール４１及び搬出レール５１の幅が同時に同じだけ変わる。この構成により、プリント基板３の幅に合わせて搬入レール４１及び搬出レール５１の幅を一括調整することができる。作業者が搬送ロボット２１の把持部の幅をプリント基板３の幅に合わせて調節し、調整後にプリント基板３を搬入レール４１上に載置する。

このとき蓋開閉機構５Ａは初期状態にある。この初期状態において、図６に示すように、蓋部５１ａは、閉じた状態である。このとき、昇降部５１Ａは降りた状態、プッシャー５２は、はんだ付け部８側にある状態である。

続いて、図１に示すように、プッシャー４２がプリント基板３を押し出し、図中の一点鎖線に示すように、プリント基板３が、はんだ付け室１０内に搬入される。搬送ロボット２１が搬入レール４１に近づく。プッシャー４２が更にプリント基板３を押しこみ、搬送ロボット２１の把持部にプリント基板３を渡す。搬送ロボット２１がプリント基板３をフラックス塗布部６上に搬送する。フラックス塗布部６では、プリント基板３の所定の箇所にフラックスが塗布される。

搬送ロボット２１は、フラックス塗布されたプリント基板３をプリヒート部７に搬送する。プリヒート部７は、プリント基板３に塗布されたフラックスを乾燥し、プリント基板３を所定の温度まで加熱する。搬送ロボット２１は、プリヒート部７で所定の温度まで加熱されたプリント基板３をはんだ付け部８に搬送する。

はんだ付け部８が、プリント基板３の所定の箇所にはんだ付けを行う。搬送ロボット２１は、はんだ付けされたプリント基板３を搬出レール５１に受け渡す。このとき、蓋開閉機構は上述した初期状態にある。プッシャー５２がプリント基板３を押して搬出レール５１上をはんだ付け室１０内から搬出室５内の冷却部９の冷却領域まで搬出させる。

図７に示すように、プリント基板３が搬出室５内の冷却部９の冷却領域で停止したら、冷却部９の冷却ファン９１が回転駆動されることにより、はんだ付け処理されたプリント基板３を冷却する。このとき、一対の蓋部５１ａが、プリント基板３の上部を並行に閉蓋している。より詳しくは、冷却ファン９１から上方に送られた気体は、図中の一点鎖線に示すように、湾曲部５１ｄで上下方向から垂直に折れ曲がって蓋部５１ａに水平な方向且つ気体が互いに近づく方向に誘導される。水平方向に誘導された気体は、湾曲部５１ｃにぶつかって更に垂直に折れ曲がり、蓋部５１ａから搬出室５の下方の取付板５ｃに向かって誘導される。下に降りてきた気体は取付板５ｃにぶつかると、気体が互いに離れる方向に誘導される。

すなわち、図中の左側の冷却ファン９１から開口部５ｄを通って送られた気体は、冷却部９で時計回りに循環し、右側の冷却ファン９１から開口部５ｅを通って送られた気体は、冷却部９で反時計回りに循環することで効果的にプリント基板３を冷却する。蓋部５１ａが湾曲部５１ｄを有するので、上昇してきた気体が冷却部９の外に拡散してしまうことを抑えられる。すなわち、蓋部５１ａが湾曲部５１ｄを有することにより、冷却部９を省スペースに抑えることができる。蓋部５１ａが湾曲部５１ｃを有するので、湾曲部５１ｄによって水平方向に誘導された左右の気体が互いに混ざって乱流となることを抑えられる。すなわち、蓋部５１ａが湾曲部５１ｃを有することにより、プリント基板３を均一に冷却することができる。

本例の場合、冷却部９は、プリント基板３を所定の時間冷却する。冷却時間は製品に合わせて、作業者が任意に設定できる。また、プリント基板３が所定の温度となるまで冷却するように温度で管理してもよい。この場合も、作業者が冷却温度を任意に設定できる。

プリント基板３が所定の時間冷却された後、冷却ファン９１の回転駆動が停止するとともに蓋部５１ａが開く。蓋部５１ａを開くための各動作は、図７及び図８に示すように、昇降部５１Ａの上方を覆うように閉じられている蓋部５１ａが、その面方向に対して水平に移動し、昇降部５１Ａの上方を解放するように開く。より詳しくは、移動駆動部５７Ｃが、一対の移動部材５７Ｂを連動させて、補助レール５７Ａに沿って互いに離れる方向に移動させる。この移動部材５７Ｂの移動に伴って回転腕部５５が回転軸５４を中心に回動する。図中の左側の回転腕部５５は、反時計回りに回動し、右側の回転腕部５５は、時計回りに回動する。

図７の点線矢印に示すように、回転腕部５５の柱状凸部５５ａ、５５ｂも回転軸５４を中心に円弧を描いて回動する。移動部材５７Ｂが蓋部５１ａの面方向に対して水平に移動し、柱状凸部５５ｂが回転軸５４を中心に回動するため、柱状凸部５５ｂは、凹部５７ａ内で移動部材５７Ｂに対して上下方向に移動する。柱状凸部５５ｂが回転軸５４の真上に位置するときに、柱状凸部５５ｂは、凹部５７ａ内の上下移動において最も上に位置する。

柱状凸部５５ａの回動に伴って、支承部材５６、ローラ部材５３ｂがガイドレール５３に沿って移動する。そのため、蓋部５１ａ、ローラ部材５３ａもガイドレール５３に沿って移動し、蓋部５１ａが開く。支承部材５６が蓋部５１ａの面方向に対して水平に移動し、柱状凸部５５ａが回転軸５４を中心に回動するため、柱状凸部５５ａは、凹部５６ａ内で支承部材５６に対して上下方向に移動する。柱状凸部５５ａが回転軸５４の真上に位置するときに、柱状凸部５５ａは、凹部５６ａ内の上下移動において最も上に位置する。

図８に示すように、蓋部５１ａが開くと、蓋部５１ａが搬出室５の上面５ａの下に収納されて、昇降部５１Ａが上昇する。はんだ付けされたプリント基板３を作業者が昇降部５１Ａから取り外し、作業者が図示しないボタンを押すと、昇降部５１Ａが下降し、プッシャー５２がはんだ付け部８側に移動し、蓋開閉機構は蓋を閉じて、はんだ付け装置１によるはんだ付け処理が完了となる。このとき、蓋開閉機構５Ａは図６に示す初期状態に戻る。

図８に示す状態から図６の初期状態に戻すためには、図８の状態において、はんだ付けされたプリント基板３を作業者が昇降部５１Ａから取り外すとともに、図示しないボタンを押すと、昇降部５１Ａが下降し、プッシャー５２がはんだ付け部８側に移動し、図６に示すように、蓋部５１ａが、その面方向に対して水平に移動し、昇降部５１Ａの上方を覆うように閉じる。上述した蓋部５１ａを開く動作と反対方向に各部材が動作することで行われる。より詳しくは、移動駆動部５７Ｃが、一対の移動部材５７Ｂを連動させて、補助レール５７Ａに沿って互いに近づく方向に水平移動させる。この移動部材５７Ｂの移動に伴って回転腕部５５が回転軸５４を中心に回動する。図中の左側の回転腕部５５は、時計回りに回動し、右側の回転腕部５５は、反時計回りに回動する。

図中の点線矢印に示すように、回転腕部５５の柱状凸部５５ａ、５５ｂも回転軸５４を中心に円弧を描いて回動する。移動部材５７Ｂが蓋部５１ａの面方向に対して水平に移動し、柱状凸部５５ｂが回転軸５４を中心に回動するため、柱状凸部５５ｂは、凹部５７ａ内で移動部材５７Ｂに対して上下方向に移動する。柱状凸部５５ｂが回転軸５４の真上に位置するときに、柱状凸部５５ｂは、凹部５７ａ内の上下移動において最も上に位置する。

柱状凸部５５ａの回動に伴って、支承部材５６、ローラ部材５３ｂがガイドレール５３に沿って移動する。そのため、蓋部５１ａ、ローラ部材５３ａもガイドレール５３に沿って移動し、蓋部５１ａが閉じる。支承部材５６が蓋部５１ａの面方向に対して水平に移動し、柱状凸部５５ａが回転軸５４を中心に回動するため、柱状凸部５５ａは、凹部５６ａ内で支承部材５６に対して上下方向に移動する。柱状凸部５５ａが回転軸５４の真上に位置するときに、柱状凸部５５ａは、凹部５６ａ内の上下移動において最も上に位置する。

以上の動作後、図６に示すように、昇降部５１Ａは下降状態、プッシャー５２ははんだ付け部８側に移動した状態、蓋は閉じた状態となり、蓋開閉機構５Ａは初期状態に戻る。

本実施の形態において、蓋開閉機構５Ａが、蓋部５１ａ、回転軸５４及び回転腕部５５を備えるため、プリント基板３を省スペースでも効率よく冷却することができる。はんだ付け装置１は、蓋開閉機構５Ａを備えるため、フラックス塗布部６、プリヒート部７、はんだ付け部８及び冷却部９を省スペースで内蔵することができる。また、冷却部９の範囲を上述した通り、搬出室５内の一部としたことにより、冷却に必要なエネルギーを最小限に抑えることができる。

移動部材５７Ｂが支承部材５６よりも回転腕部５５の回転軸５４寄りを支承し、移動駆動部５７Ｃが移動部材５７Ｂを補助レール５７Ａに沿って水平移動させるので、蓋部５１ａが、移動部材５７Ｂの水平移動よりも大きく水平移動することができる。そのため、駆動部５７は、移動部材５７Ｂを移動させるための小さな駆動力及び小さなスペースで蓋部５１ａを大きく動かすことができる。

なお、蓋開閉機構５Ａは、上述した構成に限られない。例えば、蓋開閉機構５Ａは、一対の回転軸５４を回動駆動する回転駆動部としてのモータを設けていてもよい。この場合、回動駆動によって蓋部５１ａを開閉する機構とすることで補助レール５７Ａ及び移動部材５７Ｂを省略してもよい。また、回転腕部５５の長さを長く設定する場合、１つの回転腕部５５に対して、複数の補助レールや移動部材を設けてもよい。

本実施の形態において、蓋開閉機構５Ａが一対の蓋部５１ａを備える構成としたが、例えば、蓋開閉機構５Ａが１つの開閉可能な蓋部５１ａを備える構成とし、ガイドレール５３、補助レール５７Ａ、支承部材５６及び移動部材５７Ｂを１つずつ備えてもよい。

本実施の形態において、気体が冷却部９内をより効率的に循環してプリント基板３を冷却するために、蓋部５１ａが湾曲部５１ｃ、５１ｄを有する構成としたが、これに限られない。湾曲部５１ｃ、５１ｄを省略してもプリント基板３を十分に冷却することができる。

本実施の形態において、搬入室４と搬出室５とを別の構成として、互いにはんだ付け室
１０の同一の側方に、搬入レール４１と搬出レール５１とが平行となるように設けたが、これに限られない。例えば、搬入室４と搬出室５とは、はんだ付け室１０の異なる側面に設けられていてもよいし、搬入室４と搬出室５とが一体となっていてもよい。

本実施の形態において、一対の搬入レール４１と一対の搬出レール５１が同時にその幅を制御されて変更される構成としたが、これに限られない。搬入レール４１と搬出レール５１とが別のネジ軸に螺合して、別々に制御されてもよい。また、一対の搬入レール４１が共に位置を変化させずとも、一対の搬入レール４１のうち一方は固定されており、他方はネジ軸４１Ａの回転に伴って位置を変える構成としてもよい。一対の搬出レール５１についても、共に位置を変化させずとも、一対の搬出レール５１のうち一方は固定されて、他方はネジ軸４１Ａの回転に伴って位置を変える構成としてもよい。

本実施の形態において、作業者がネジ調整部４１Ｂを用いて、手動でネジ軸４１Ａを回転させることで搬入レール４１及び搬出レール５１の幅を調整する構成としたがこれに限られない。例えば、操作部４０でプリント基板３の幅を作業者が入力することで、制御部２０がプリント基板３の幅に対応した搬入レール４１及び搬出レール５１の幅に自動で調節してもよい。

本発明は、プリント基板にはんだ付けするはんだ付け装置における蓋開閉機構及びはんだ付け装置に適用して極めて好適である。

１ はんだ付け装置
４ 搬入室
５ 搬出室
５Ａ 蓋開閉機構
６ フラックス塗布部
７ プリヒート部
８ はんだ付け部
９ 冷却部
１０ はんだ付け室
４１ 搬入レール
４２、５２ プッシャー
５１ 搬出レール
５１ａ 蓋部
５１Ａ 昇降部
５３ ガイドレール
５４ 回転軸
５５ 回転腕部
５７ 駆動部
５７Ａ 補助レール
５７Ｂ 移動部材
５７Ｃ 移動駆動部

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）プリント基板を冷却する冷却部の蓋開閉機構であって、プリント基板を昇降可能に支持する昇降部と、回転軸に支承され、回転軸から上方に延在する回転腕部と、回転腕部に対して移動可能に取り付けられた開閉可能な蓋部と、蓋部の下方に設けられた冷却機と、蓋部の下面に沿って配されたガイドレールと、蓋部の下面に設けられた回転腕部の先端部を進退自在に支承する支承部材とを備え、蓋部によってプリント基板の上部を閉蓋するようになされた蓋開閉機構。

（２）一方の回転軸の上方に、プリント基板面に対して水平に設けられた補助レールと、補助レールに沿って移動する移動部材と、移動部材を移動駆動する移動駆動部を更に備え、補助レールと移動部材とは、ガイドレールに対して回転軸寄りに配され、移動部材の移動に伴って回転腕部が回転軸を中心に回動してプリント基板と並行な面内を蓋部が開閉移動する前記（１）に記載の蓋開閉機構。

（３）回転軸を回動駆動する回転駆動部を備える前記（１）に記載の蓋開閉機構。

（４）蓋部は、プリント基板面に対して水平な面を有し、一対の蓋部の対向する端部に当該蓋部の面方向に対して下方に湾曲した湾曲部を設ける前記（１）〜（３）のいずれかに記載の蓋開閉機構。

（５）はんだ付け室と、開口を有する筐体からなり、プリント基板をはんだ付け室から搬出する搬出室とを備えるはんだ付け装置であって、はんだ付け室は、その室内に、プリント基板にフラックス塗布するフラックス塗布部と、フラックス塗布されたプリント基板を加熱するプリヒート部と、加熱されたプリント基板にはんだ付けするはんだ付け部とを備え、搬出室は、その室内に、はんだ付けされたプリント基板を冷却する冷却部を備え、冷却部が前記（１）〜（４）のいずれかに記載の蓋開閉機構を備えるはんだ付け装置。

（６）冷却機は、回転軸と昇降部との間の下方から冷却部の上方に向けて気体を送る前記（５）に記載のはんだ付け装置。

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）プリント基板を冷却する冷却部の蓋開閉機構であって、プリント基板を昇降可能に支持する昇降部と、回転軸に支承され、回転軸から上方に延在する回転腕部と、回転腕部に対して移動可能に取り付けられた開閉可能な蓋部と、蓋部の下方に設けられた冷却機と、蓋部の下面に沿って配されたガイドレールと、蓋部の下面に設けられ、且つ回転腕部の先端部を進退自在に支承する支承部材とを備え、蓋部によってプリント基板の上部を閉蓋するようになされた蓋開閉機構。

Claims (7)

1. プリント基板を冷却する冷却部の蓋開閉機構であって、
   前記プリント基板を昇降可能に支持する昇降部と、
   回転軸に支承され、前記回転軸から上方に延在する回転腕部と、
   前記回転腕部に対して移動可能に取り付けられた開閉可能な蓋部と、
   前記蓋部の下方に設けられた冷却機とを備え、
   前記蓋部によって前記プリント基板の上部を閉蓋するようになされた蓋開閉機構。
   
2. 前記蓋部の下面に沿って配されたガイドレールを備え、
   前記蓋部の下面には前記回転腕部の先端部を進退自在に支承する支承部材が取り付けられる請求項１に記載の蓋開閉機構。
   
3. 前記回転軸の上方に、前記プリント基板面に対して水平に設けられた補助レールと、
   前記補助レールに沿って移動する移動部材と、
   前記移動部材を移動駆動する移動駆動部を更に備え、
   前記補助レールと前記移動部材とは、前記ガイドレールに対して前記回転軸寄りに配され、
   前記移動部材の移動に伴って前記回転腕部が前記回転軸を中心に回動して前記プリント基板と並行な面内を前記蓋部が開閉移動する請求項２に記載の蓋開閉機構。
   
4. 前記回転軸を回動駆動する回転駆動部を備える請求項２に記載の蓋開閉機構。
   
5. 前記蓋部は、
   前記プリント基板面に対して水平な面を有し、
   前記蓋部の対向する端部に当該蓋部の面方向に対して下方に湾曲した湾曲部を設ける請求項１〜４のいずれかに記載の蓋開閉機構。
   
6. はんだ付け室と、
   開口を有する筐体からなり、プリント基板を前記はんだ付け装置から搬出する搬出室とを備えるはんだ付け装置であって、
   前記はんだ付け室は、
   その室内に、プリント基板にフラックス塗布するフラックス塗布部と、
   フラックス塗布された前記プリント基板を加熱するプリヒート部と、
   加熱された前記プリント基板にはんだ付けするはんだ付け部とを備え、
   前記搬出室は、
   その室内に、はんだ付けされた前記プリント基板を冷却する冷却部を備え、
   前記冷却部が請求項１〜５のいずれかに記載の前記蓋開閉機構を備えるはんだ付け装置。
   
7. 前記冷却機は、前記回転軸と前記昇降部との間の下方から前記冷却部の上方に向けて気体を送る請求項６に記載のはんだ付け装置。

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