JP4136887B2 - 半田槽用ポンプ及びそれを使用する半田槽 - Google Patents

Description

本発明は、半田槽内で溶融した半田を送り出すポンプ、及びそのポンプを使用する半田槽に関する。

従来の半田槽としては、ポンプとなるファンが回転することによって、吸込部から溶融した半田を取り込み、ノズルに向かって半田を送り込むものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。上述したファン９１はシロッコファンが用いられており、図６に示すように、ケーシング９２の全周の約１/４の範囲を開口範囲として、その開口部分から半田を送り込んでいる。また、送り込み方向は、開口範囲の最も外側であるＡ点の接線方向であり、Ａ点付近と、開口範囲の最も内側であるＢ点付近では、送り速度に大きな差ができるので、ノズル９３から流出する半田に波ができる。従って、波をできるだけ小さくするために、ケーシング９２に通じるダクト９４内に整流板（図示省略）を設けることが行われている。
特開２００３−１３６２３３号公報（第２頁、第７図）

しかし、上述したポンプは、ファンの全周の１/４からしか半田を送り込めないため、効率が悪い。また、整流板があると、その部分に酸化ドロスが付着し、ノズルから流出する半田が汚れる。さらに、整流板があっても波を完全に抑えることは難しかった。

本発明は上記実情を考慮したもので、ポンプ及び半田槽の開発に際して解決しようとする課題は、半田を送り出す効率が良く、ノズルから流出する半田の波を無くすことができ、しかも、半田に酸化ドロスが混入しないようにすることである。

本願発明は次の通りである。
(請求項１)
溶融半田を収容する半田槽本体と、該半田槽本体の内部に設置されて、前記半田槽本体の半田液面レベルより下方に配置される入口、及び該半田液面レベルより突き出て配置される出口を有する半田送り室とを備える噴流半田槽において、前記入口に、回転軸に装着される４枚の螺旋羽根が、該回転軸および該回転軸の円周方向に等間隔で、かつ該回転軸の軸線方向から見た場合に隣接する螺旋羽根と重なるとともに回転軸を取り巻くその回転角度を９０度以上となるように、前記該回転軸に取付けられる多条スクリューポンプと、前記螺旋羽根を取り囲むように配置されるケーシングとを備え、前記螺旋羽根が前記ケーシングの内部で回転して溶融半田を該ケーシングの軸方向へ送り出すことにより、前記入口から前記半田送り室に溶融半田を押し込むとともに前記出口から溶融半田を放出することを特徴とする噴流半田槽。
(請求項２)
前記多条スクリューポンプを構成する螺旋羽根の傾斜角度が水平方向から４５度以下とする請求項１記載の噴流半田槽。
本発明のうち請求項１の発明は噴流半田槽に関するもので、ケーシングの貫通する内部空間にスクリューを回転可能に設け、スクリューは、回転軸の外側に複数枚の螺旋羽根を円周方向に等間隔で突出すると共に、螺旋方向から視た場合に全ての螺旋羽根で回転軸の全周を囲んでいることを特徴とする。なお、回転軸は、筒状でも、むくのシャフト状であってもよい。

ケーシング内でスクリューを回転させるので、半田はスクリューの外側に流出することなくケーシングの貫通方向に沿って送り込まれ、その結果、半田送り室内に効率良く圧力をかけられる。また、スクリューの回転によって、真下、即ち槽の底面に向かって半田を送り込むと、底面が水平な場合には半田が反射してスクリューの真下に上昇するが、軸線方向から視た場合に全ての螺旋羽根で回転軸の全周を囲んでいるので、半田が直進的にスクリューを通過することができず、従って、半田がスクリューの上側に向かうのを阻止し、半田送り室内の圧力を高められる。

「軸線方向から視た場合に全ての螺旋羽根で回転軸の全周を囲んでいる」とは、例えば、螺旋羽根が二枚で各螺旋羽根が１８０度間隔で配置されている場合は、各螺旋羽根が回転軸の外周に沿って１８０度以上回転していることを意味する。螺旋羽根が三枚で各螺旋羽根が１２０度間隔で配置されている場合は、各螺旋羽根が回転軸の外周に沿って１２０度以上回転していることを意味する。螺旋羽根が四枚以上の場合も同様である。

請求項２の発明は、半田槽に関するもので、槽内に半田送り室を形成し、半田送り室には液面レベルよりも下側に入口を設けると共に、液面レベルよりも上側に出口を設けてあることを前提とする。そして、入口に請求項１記載の半田槽用ポンプを取り付け、ケーシングの貫通方向に沿って半田を送り込むことを特徴とする。

上述したように本発明のポンプを用いれば、回転軸の真下の領域を除くスクリューの底面全域から半田が均等に送り出されるので、全周の１／４からしか半田を送り出さない従来のポンプに比べれば、半田を送り出す効率が良い。また、スクリューの底面全域から半田が均等に送り出されることから、パスカルの原理によって半田送り室内にかかる圧は、どの位置でも同じとなるので、整流板が不要となり、出口から流出する半田に波が殆どできない。さらに、整流板が不要となるので、出口から流出する半田は、酸化ドロスが混入しない、即ちきれいなものとなる。

本発明の半田槽は図１に示すように上向きに開口する槽１に半田送り室２を有する。

半田送り室２は、液面レベルＬよりも下側に入口３を設けると共に、液面レベルＬよりも上側に出口４を設け、入口３にはポンプ５を取り付けてある。半田送り室２の具体的な構造は、液面レベルＬよりも下側で槽１内を仕切り６で上下に区画し、仕切り６に入口３をあけると共に、出口４に向かう抜穴７を入口３とは別の箇所にあけ、抜穴７にダクト８を起立して固定し、ダクト８の上端には、口径を狭める蓋９を固定し、蓋９の抜穴１０にノズル１１を液面レベルＬよりも上側まで起立して取り付けてある。ノズル１１は上端が開口しており、溶融した半田を流出可能としてある。

ポンプ５は図２、図３に示すように、ケーシング１２の内部空間１３を上下に貫通する丸穴形状に形成すると共に、内部空間１３にスクリュー１４を収容し、丸穴の中心を軸線方向としてスクリュー１４を回転可能に設けてある。ケーシング１２の長さは、スクリュー１４を全高に亘って取り囲むことができれば良い。従って、ケーシング１２の長さは、スクリュー１４の全高と同じであっても良いし、スクリュー１４の全高よりも長くても良い。スクリュー１４の回転機構は図１に示すように、モーター１５の回転をギヤ１６，１７から駆動軸１８に伝え、駆動軸１８の下端部にスクリュー１４を固定したものである。符号１９は、駆動軸用のベアリングである。なお、モーター、ギヤ等は、図示しない支えによって槽１か、仕切り６に支持されている。

スクリュー１４は、溶融した半田を仕切り６の上側から下側に送り込むもので、図３に示すように、筒状の回転軸２０の外側に複数枚（四枚）の螺旋羽根２１を、円周方向に等間隔で突出し、回転軸２０の上下端面に合わせて螺旋羽根２１の上下端面を水平に形成したものである。各螺旋羽根２１は、回転軸２０の円周方向に沿って回転しながら回転軸２０の一端から他端に向かう形態で、その回転角度を９０度以上、好ましくは１２０度以上、さらに理想的には１８０度以上とすることが望ましく、図面では２１０度としてある。このようにすることで、図３（イ）に示すように軸線方向から視た場合に全ての螺旋羽根２１で回転軸２０の全周が囲まれることになる。また、図３（ロ）に示すように螺旋羽根２１の傾斜角度αは、水平に近づける程、半田送り室２内の半田に圧力をかけやすくなり、水平を基準にして４５度以下の傾斜角度とすることが望ましい。なお、スクリュー１４を駆動軸１８に固定する構造は、筒状の回転軸２０を駆動軸１８の外側に挿入し、駆動軸１８の太い段部２２に回転軸２０を押し付けつつ、回転軸２０の下側に挿入したフランジ２３を駆動軸１８に固定することによって、回転軸２０を上下から挟み付ける構造である（図１参照）。

本発明の半田槽の別の例は図４に示すように、入口３から出口４に向かって半田をスムーズに送り込む受け皿状のガイド２５を、仕切り６の下側に固定したものである。ガイド２５は、仕切り６の入口３と抜穴７の真下部分を円弧面２６，２７としてあるので、ポンプ５から送り出された半田は、真下に進んだ後に円弧面２６に当たって水平方向に導かれ、その後、再度、別の円弧面２７に当たって真上に導かれる。このようにすることで、半田を送る効率が良くなる。

上述した半田槽は、半田送り室２の入口３を液面レベルＬよりも下側に設けてあることから、ポンプ５を駆動させると、槽１内の半田がケーシング１２の上端から取り込まれ、四枚の螺旋羽根２１の間からケーシング１２の下端、即ち半田送り室２に送り込まれる。そして、スクリュー１４の回転に伴って半田の送り出される位置が回転するため、回転軸２０の真下の領域以外から半田が均等に送り出されることになり、効率が良く、半田送り室２内にかかる圧は、どの位置でも同じとなる。従って、出口４から流出する半田に波が殆どできない。また、スクリュー１４の回転数を保つことで、流出する半田の高さが常時一定となるし、出口４から半田を流出させずに出口４と面一状態に保つこともできる。なお、スクリュー１４の回転数を制御することで、出口４から流出する半田の高さ調整ができる。

図５は、本発明のポンプ５、即ち複数枚の螺旋羽根２１のスクリュー１４を用いたポンプ５と、比較例のポンプ９５、即ち一枚の螺旋羽根２１のスクリュー１４を用いたポンプ９５を（イ）図と（ロ）図に示した下面図である。螺旋羽根２１の下端面２８の近傍から最も効率よく半田が送られると考えられるため、比較例のように螺旋羽根２１が一枚のポンプ９５の場合は、半田の送る箇所が一箇所と考えられる。このため、スクリュー１４が低速回転の場合、半田の送る箇所がゆっくり３６０度回転することになり、半田が波打つ状態で送られると言える。これを防いで、底面の円周方向全域から均等に半田を押し出すように送るには、スクリュー１４を高速に回転させる必要がある。但し、高速回転させるには破損防止のためスクリュー自体の強度を格段に上げなければならないし、回転に見合った分だけ半田が多く送られるので、出口から噴流する半田の高さ調整を微調整することも困難となる。一方、本発明のように螺旋羽根２１が複数枚均等間隔で設けてある場合は、半田の送り箇所が多く、しかも、その送り箇所が円周に対してバランス良く設けてあると言え、比較例よりも低速回転であってもスクリューの底面の円周方向全域から均等に半田が押し出される。そして、低速の分だけ、出口から噴流する半田の高さ調整を微調整することが容易となる。また、図１に示す半田槽の場合は、ポンプから真下に半田を送ると、反射的効果として槽１の底面からその半田の送りを妨げるように真上方向に力がかかるが、この力は螺旋羽根、特にその下端面２８によって効率良く抑え込まれると考えられる。そうすると、本発明のように螺旋羽根２１を複数枚にして且つ均等に配置してあれば、比較例よりも格段に効率よく抑えることができる。

（イ）図は本発明の半田槽を示す正面側の断面図、（ロ）図は側面側の断面図である。 本発明の半田槽用ポンプを示す斜視図である。 （イ）図はスクリューを示す平面図、（ロ）図は正面図である。 本発明の半田槽の別の例を示す正面側の断面図である。 （イ）図は本発明のポンプ、（ロ）図は比較例のポンプを真下から視た図面である。 従来のポンプを示す平面図である。

符号の説明

１ 槽
２ 半田送り室
３ 入口
４ 出口
５ ポンプ
１２ ケーシング
１３ 内部空間
１４ スクリュー
２０ 回転軸
２１ 螺旋羽根

Claims (2)

1. 溶融半田を収容する半田槽本体と、該半田槽本体の内部に設置されて、前記半田槽本体の半田液面レベルより下方に配置される入口、及び該半田液面レベルより突き出て配置される出口を有する半田送り室とを備える噴流半田槽において、
   前記入口に、回転軸に装着される４枚の螺旋羽根が、該回転軸および該回転軸の円周方向に等間隔で、かつ該回転軸の軸線方向から見た場合に隣接する螺旋羽根と重なるとともに回転軸を取り巻くその回転角度を９０度以上となるように、前記該回転軸に取付けられる多条スクリューポンプと、前記螺旋羽根を取り囲むように配置されるケーシングとを備え、
   前記螺旋羽根が前記ケーシングの内部で回転して溶融半田を該ケーシングの軸方向へ送り出すことにより、前記入口から前記半田送り室に溶融半田を押し込むとともに前記出口から溶融半田を放出することを特徴とする噴流半田槽。
2. 前記多条スクリューポンプを構成する螺旋羽根の傾斜角度が水平方向から４５度以下とする請求項１記載の噴流半田槽。

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