JP4720905B2 - 噴流はんだ槽 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴流はんだ槽に関し、具体的には、自動はんだ付け装置に設置されてプリント基板のはんだ付けを行うことができる噴流はんだ槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動はんだ付け装置には、フラクサー、プリヒーター、噴流はんだ槽さらには冷却機といった各種の処理装置が、これら処理装置の上方に設置される搬送コンベアの搬送方向へ向けて、順次設置される。プリント基板は、搬送コンベアにより搬送されながら、フラクサーによるフラックスの塗布と、プリヒーターによる予備加熱と、噴流はんだ槽によるはんだ付けと、冷却機による冷却とが行われることにより、はんだ付けされる。これら処理装置のいずれもがはんだ付けの品質に影響するが、特に噴流はんだ槽の影響は大きい。
【０００３】
噴流はんだ槽は、上方に噴流させた溶融はんだにプリント基板の下面を接触させることによってプリント基板のはんだ付けを行う。このため、噴流はんだ槽には、溶融はんだを送り出すための噴流ポンプと、噴流ポンプにより送られる溶融はんだを上方に噴流させるための噴流ノズルとが設けられる。噴流ポンプ及び噴流ノズルは、その一方の端部に噴流ポンプを配置するとともに他方の端部に噴流ノズルを配置するダクトによって、接続される。噴流ポンプは、ダクトの一方の端部に設けられるケーシングの内部に配置される。
【０００４】
噴流ポンプに吸い込まれた溶融はんだは、ダクトを通じて噴流ノズルへ送られ、この噴流ノズルから上方へ向けて噴流される。この噴流ポンプには低廉なインペラポンプが慣用されてきたが、近年では、送り出す溶融はんだの脈動を解消できることからスクリューポンプが用いられるので、以降の説明では、噴流ポンプとしてスクリューポンプを用いた場合を例にとる。スクリューポンプは、通常一枚の板状材が円柱状の回転軸の外周面に螺旋状に巻き付けられて装着される構造を有し、例えば溶融はんだを吸い込むための吸い込み口を有するケーシングの内部に収容される。スクリューポンプの回転軸は、ケーシングの上部に設けられた貫通孔を貫通して溶融はんだの液面の上方まで延設され、モータ等の駆動源に接続される。溶融はんだは、回転軸の外周を板状材に沿って螺旋状に吸い込まれる。
［０００５］
この噴流はんだ槽では、溶融はんだ中に酸化物が多量に存在すると、酸化物がプリント基板に付着して外観品質を悪化させるばかりでなく、プリント基板における隣接したはんだ付け部同士の間に跨がって付着するとプリント基板の短絡の原因となる。噴流はんだ槽において酸化物が主に発生する箇所は、噴流ノズルの周辺とスクリューポンプの回転軸の周辺である。
［０００６］
噴流ノズルの周辺では、噴流した新しい溶融はんだが噴流ノズルの周辺の溶融はんだに落下して衝突する際に空気を巻き込むために、酸化物が発生する。酸化物ははんだと混じり合って水分を含んだ砂のような状態の、いわゆるドロスとなる。ドロスは、５〜１０質量％の酸化物を含むので還元剤とともに加熱、攪拌したり、圧力をかけて絞ったりすることにより回収できるとともに、ドロスが噴流はんだ槽の溶融はんだの液面上に多量に浮遊するとこれが噴流はんだ槽から溢れ落ちて跳ねたり、電気配線を焦がしたりする原因になる。このため、ドロスは適当な量溜まった際に回収される。
［０００７］
一方、スクリューポンプの回転軸は、溶融はんだ中に没した状態で回転する。このため、スクリューポンプの回転軸の周囲の溶融はんだは渦を巻いた状態にある。このため、溶融はんだは、空気と接触することや回転する回転軸に擦られることによって、酸化する。したがって、スクリューポンプの回転軸の周辺で発生する酸化物は、噴流ノズルの周辺で発生するドロスとは異なり、はんだが混じっていない黒色を呈する純粋な酸化物である。
［０００８］
このように、スクリューポンプの回転軸の周囲には、溶融はんだの渦流が存在する。スクリューポンプの周囲で発生した酸化物は、この渦流により、下方に引き込まれる。下方に引き込まれた酸化物は、スクリューポンプの流入口からダクトの内部に入り、溶融はんだとともに噴流ノズルから噴流してプリント基板に付着する。これにより、はんだ付け部の外観を悪化させるばかりでなく、はんだ付け部の間に付着してプリント基板の短絡を引き起こす。
［０００９］
特許文献１には、噴流ポンプの回転軸の周囲を円筒体により覆い、この円筒体の内部に酸化防止剤である油を貯留することによって、噴流ポンプの周囲における酸化物の発生を防止する発明が開示される。この発明によれば、噴流ポンプの回転軸の周囲に油が存在するので、噴流ポンプの回転軸の周囲の溶融はんだはこの油により空気と遮断され、噴流ポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生が防止される。
【００１０】
しかし、特許文献１により開示された発明では、高温の溶融はんだの上に例えば油を浮かべることから、この油が発煙して劣化する。この煙が自動はんだ付け装置から外部に流出することにより作業場環境を悪化させる。また、この煙は煤となって付着することにより自動はんだ付け装置や各処理装置を汚すばかりでなく、はんだ付けするプリント基板に付着するとプリント基板を汚してその商品価値を損なう。さらに溶融はんだ上の油は、高温劣化しやすく数時間しか酸化防止の効果を維持できないので、油を相当な頻度で交換しなければならない。
【００１１】
特許文献２には、はんだ槽に収容された溶融はんだの液面よりも上方に突出する保護管を設置し、この保護管の中に噴流ポンプの回転軸を挿通して配置することにより、噴流ポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生を防止する発明が開示される。この発明によれば、噴流ポンプの回転軸が保護管の中を挿通するので噴流ポンプの回転軸は保護管によって遮られ、噴流ポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生が防止される。
【００１２】
しかし、特許文献２により開示された発明では、保護管と噴流ポンプの回転軸との間隙が大きい場合には、この間隙の中に溶融はんだが侵入する。間隙の内部に侵入した溶融はんだにより摩擦が増加するため、却って酸化が激しくなる。そこで、保護管と噴流ポンプの回転軸との間の間隙に溶融はんだが侵入しないようにこの間隙を狭く設定すると、保護管と噴流ポンプの回転軸とが擦れて互いに傷付けあうようになったり、噴流ポンプの回転軸の円滑な回転が損なわれる。つまり、噴流はんだ槽では使用時にはんだは加熱されるとともに不使用時に冷却される。このため、使用時及び不使用時における熱膨張及び熱収縮が保護管にも影響し、間隙が狭い場合には、保護管が少しでも変形すると噴流ポンプの回転軸に接して上述したように互いに傷付けたり、円滑な回転を損なったりする。
【００１３】
特許文献３には、噴流ポンプの回転軸に対して板部材を弾力的に当接させ、回転する溶融はんだを板部材により噴流ポンプの回転軸から離反することにより、噴流ポンプの周囲における酸化物の発生を防止する発明が開示されている。この発明によれば、噴流ポンプの回転軸に板部材を当接させることにより噴流ポンプの回転軸の回転により発生する渦流を抑制することができる。
【００１４】
しかし、特許文献３により開示された発明では、ポンプの回転軸の周囲では溶融はんだは攪拌されるため、やはり酸化を完全に防止することはできない。
さらに、特許文献４には、はんだ作業面である噴流ノズルを除いた溶融はんだの液面の全域に、板状又は箱状の酸化防止材を浮かべて配置することにより、噴流はんだ槽の全域、すなわち噴流ポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生を防止する発明が開示されている。
【特許文献１】
実開平３−３６３６２号公報
【特許文献２】
実開昭５２−５６０１８号公報
【特許文献３】
実開平１−１５０４６２号公報
【特許文献４】
実開平５−５０２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献４により開示された発明には、実用上、以下に列記する課題（ｉ）〜（ｉｉｉ）があり、その実用化が困難である。
（ｉ）如何に酸化物の発生が少ない噴流はんだ槽であっても、その内部を、高温の溶融はんだが流動する。このため、噴流はんだ槽を使用していると、噴流ノズルの下部に設置された整流板、噴流ノズルの内部、さらには噴流ポンプと噴流ノズルとを接続するダクトの内部等に、酸化物が徐々に付着して堆積する。堆積した酸化物はその後に剥離して溶融はんだとともに噴流ノズルから噴流してプリント基板に付着する。これを防ぐために、噴流はんだ槽に収容された溶融はんだを定期的に全部汲み出し、内部の各部に堆積する酸化物を除去するメンテナンス作業を行う必要がある。この発明は噴流ノズルを除く全ての部分を覆う大きな酸化防止材を配置するものであるので、メンテナンス作業の際には、厚さが厚く、かつ大きくて重い酸化防止材を噴流はんだ槽の上方へ持ち上げて取り外す必要がある。しかし、この取り外しの際に噴流ポンプの回転軸の挿入孔がこの回転軸に引っ掛かってしまうことを防ぐため、水平の姿勢を維持したままで酸化防止材を上方へ持ち上げる必要があるとともに、誤って酸化防止材を溶融はんだ上に落下させてしまうと溶融はんだが飛び散ってメンテナンス作業者が非常に危険な状態となる。このため、酸化防止材を噴流ポンプの回転軸から抜き取る作業は複数の作業者により慎重に行う必要があり、このメンテナンス作業に相当の工数を要する。
（ｉｉ）特許文献４の図１に示されるように、噴流ノズルの側の酸化防止材の縁部に形成された傾斜面に噴流ノズルから噴流した溶融はんだを落下させて流下させる。しかし、落下する溶融はんだが傾斜面に衝突することにより酸化防止材は揺動し、これに伴って噴流はんだ槽に収容される溶融はんだも上下方向に揺動する。これにより、噴流ノズルからの噴流高さが変動し、噴流高さが低下したときには溶融はんだがプリント基板に接触しない未はんだが発生するとともに、噴流高さが上昇したときには溶融はんだがプリント基板における隣接したはんだ付け部間の短絡が発生する。
（ｉｉｉ）また、酸化防止材が溶融はんだの湯面で揺動することにより、噴流ポンプの回転軸の挿入孔とこの回転軸とが擦れて噴流ポンプの回転軸を傷付けたり、噴流ポンプの回転軸の円滑な回転を妨げたりする。また、大きくて重い酸化防止材は、噴流ポンプの回転軸に軽く接触しただけでも噴流ポンプの回転軸を損傷する。噴流ポンプの回転軸が損傷すると、損傷した部分に溶融はんだが付着し、そこから噴流ポンプの回転軸の成分が溶融はんだ中に拡散する、いわゆる食われが発生する。
【００１６】
このように、特許文献４に開示された発明によれば、噴流はんだ槽の全域、すなわちポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生を防止することはできるものの、その実用を阻害する大きな課題（ｉ）〜（ｉｉｉ）があるので、噴流ポンプの回転軸の周囲における酸化物の発生防止を図りながら長期間安定して使用できる噴流はんだ槽を現に提供することはできなかった。
【００１７】
本発明の目的は、溶融はんだ槽のメンテナンスの作業性が良好であり、噴流高さの変動がなく、しかも噴流ポンプの回転軸を傷付けることがないことから、長期間安定して使用することができる優れた実用性を有する噴流はんだ槽を提供することである。
課題を解決するための手段
【００１８】
本発明は、溶融はんだを収容するための槽本体と、溶融はんだを送り出すために槽本体の内部に配置される噴流ポンプと、この噴流ポンプに接続されて上方へ向けて延設される回転軸と、噴流ポンプにより送られる溶融はんだを上方に向けて噴流させるために槽本体の内部に配置される噴流ノズルと、その一方の端部に噴流ポンプを設置するとともに他方の端部に噴流ノズルを設置するために槽本体の内部に配置されるダクトとを備えた噴流はんだ槽において、回転軸を、隙間を有して貫通させるための貫通孔を有し、内部に浮力を生じるための空洞部を有し、さらに、溶融はんだの液面上であって噴流ポンプの上方を浮遊する酸化防止体と、この酸化防止体が水平面内において回転することを規制するための係止手段とを備え、酸化防止体が、酸化防止体の貫通孔に下方に向けて延設される、回転軸との間に隙間を有してこの回転軸を包囲する包囲体を備えるとともに、係止手段が、槽本体の内部に上方へ向けて延設されることにより酸化防止体の外周を包囲して係止するための複数の連結棒を有することを特徴とする噴流はんだ槽である。
【００１９】
この本発明に係る噴流はんだ槽では、酸化防止体が、水平断面において、噴流ポンプの回転軸の軸芯を中心として回転軸の直径の２倍以上の円形の領域であって、その面積が、噴流はんだ槽の水平断面積から噴流ノズルの水平断面積を除いた面積の８０％以下となる領域を覆う大きさを有することが望ましい。
【００２０】
この場合に、包囲体が、酸化防止体の下面から下方へ１０〜１００ｍｍ突出して、延設されることが望ましい。
［００２１］
これらの本発明に係る噴流はんだ槽では、噴流ノズルが、その下部に溶融はんだを吸い込むための吸い込み口を有すること、及び／又は噴流ポンプが、例えば４枚の螺旋羽根を有するスクリューポンプであることが望ましい。
［００２２］
［００２３］
これらの本発明に係る噴流はんだ槽では、空洞部が、酸化防止体の内部の外縁部の全周にわたり形成されること、又は、酸化防止体の内部に前記回転軸に対して対称となる位置に形成されることが望ましい。
［００２４］
さらに、これらの本発明に係る噴流はんだ槽では、溶融はんだが付着し難い材料がステンレス鋼又はチタン合金であることが望ましい。
発明の効果
［００２５］
本発明に係る噴流はんだ槽は、噴流ポンプの回転軸の周囲を酸化防止体で覆っているため噴流ポンプの回転軸の周囲において発生する酸化物を抑制する。また、本発明に係る噴流はんだ槽は、酸化防止体の大きさが噴流ノズルから落下する溶融はんだに影響されない大きさであって酸化防止体が揺動しないので、噴流はんだ槽に収容された溶融はんだの液面高さが変動しない。さらに、酸化防止体が揺動しても、酸化防止体の水平面積が溶融はんだ槽の水平面積に対して相対的に小さいため、噴流はんだ槽に収容された溶融はんだ全体の湯面高さを変動させることがない。
［００２６］
このため、本発明に係る噴流はんだ槽は、噴流高さの変動を生じることなく、噴流はんだ槽のメンテナンスの際には、酸化防止体の除去が容易であり、しかも安全に取り外し作業を行うことができるという従来の噴流はんだ槽にない高い実用性を有する。
【図面の簡単な説明】
［００２７］
［図１］本発明に係る噴流はんだ槽の構造を示す断面図である。
［図２］本発明に係る噴流はんだ槽に用いる噴流ポンプの周辺の構造を分解した状態で部分的に示す斜視図である。
［図３］本発明に係る噴流はんだ槽に用いる酸化防止体の要部の構造を、一部を破断した状態で示す斜視図である。
［図４］本発明に係る噴流はんだ槽に用いる酸化防止体の配置を示す平面図である。
［図５］図４におけるＧ−Ｇ断面を示す説明図である。
［図６］図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、いずれも、本発明に係る噴流はんだ槽に用いる酸化防止体の変形例を示す説明図である。
符号の説明
【００２８】
１ 噴流はんだ槽本体
２ ダクト
３ ケーシング
４ 噴流ノズル
５ スクリューポンプ
６ 流入孔
８ 保持体
１０ 回転軸
１１ 下板
１２ 上板
１３ 連結棒
２２ 酸化防止体
２３ 天板
２４ 底板
２５ 挿通孔
２６ 空洞部
２８ 包囲体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る噴流はんだ槽を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の噴流はんだ槽１の構造を示す断面図であり、図２は、噴流はんだ槽１に用いる噴流ポンプ５の周辺の構造を分解した状態で部分的に示す斜視図であり、図３は、本実施の形態の噴流はんだ槽１に用いる酸化防止体２２の要部の構造を、一部を破断した状態で示す斜視図であり、図４は、本実施の形態の噴流はんだ槽１に用いる酸化防止体２２の配置を示す平面図であり、さらに、図５は、図４におけるＧ−Ｇ断面を示す説明図である。
【００３０】
図１に示すように、噴流はんだ槽１は、溶融はんだＳを収容する上部が開口した箱状の本体１ａを有する。本体１ａの内部にはダクト２が設置される。ダクト２の長手方向（図１における左右方向）の一端には、下部に溶融はんだＳの流入孔６を有するケーシング３が配置されるとともに、他端の上部には、上部に溶融はんだＳを上方へ噴流する噴流口４ａを有する噴流ノズル４が配置される。
【００３１】
ケーシング３の内部には、螺旋羽根５ａを有するスクリューポンプ５が配置される。本実施の形態では、図２に示すように、スクリューポンプ５は、４枚の螺旋羽根５ａが回転軸１０の外周面に巻き付けられて装着される。
【００３２】
図２に示すように、ケーシング３の上部に位置するダクト２には、ケーシング３の内径と略同一の径のポンプ挿入孔７が穿設される。このポンプ挿入孔７の上部には軸保持体８が設置される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、軸保持体８は、下板１１、上板１２及びこれらを連結する４本の連結棒１３を有する。下板１１及び上板１２は、内部が空洞となった連結棒１３の内部に挿通されるダクト２の上面に固定される４本の支柱１４をいずれも上板１２から突出させ、これらの支柱１４の頂部の牡ネジ１５をそれぞれナット１６で締め付けることにより、連結される。連結棒１３は、図１に示すように、軸保持体８をダクト２上に配置した際にその上部が溶融はんだＳの液面よりも充分に上方に位置する長さを有する。
【００３４】
下板１１には、ポンプ挿入孔７に嵌合可能なインレイ板１７が固定される。
図１及び図２に示すように、軸保持体８には回転軸１０が回動自在に取り付けられる。回転軸１０は、下端にスクリューポンプ５が装着されるとともに上端にプーリー９が装着される。
【００３５】
図２に示すように、回転軸１０は、インレイ板１７、下板１１、上板１２にそれぞれ穿設された軸挿入孔に対して隙間を有して挿入される。回転軸１０の上部は、上板１２に固定された二個の軸受１８、１８に回転自在に支持される。回転軸１０の上部に固定されたプーリー９は、図１に示すように、本体１ａに装着されたモータ１９のプーリ２０及びベルト２１により駆動され、これにより、回転軸１０が駆動される。
【００３６】
図１〜５に示すように、４本の連結棒１３の間には、酸化防止体２２が配置される。酸化防止体２２は、図３及び図５に示すように、天板２３及び底板２４を有する中空の箱体である。本実施の形態の噴流はんだ槽１でも、スクリューポンプ５の回転軸１０の回転に伴ってその周囲における溶融はんだＳは、その程度は微少ではあるものの、回転して渦を巻く。後述するように、本実施の形態ではスクリューポンプ５の回転軸１０に酸化防止体２２を設置するので、酸化防止体２２によりこの渦巻きの発生を阻害することができ、溶融はんだＳの回転は確かに弱まるものの、酸化防止体２２により溶融はんだＳの回転を完全に解消することはできないので、酸化防止体２２の下板２４の下面は溶融はんだＳにより常に擦られる状態にある。このとき、酸化防止体２２が例えば銅合金やアルミニウム合金のような金属材料からなると、溶融はんだＳにより擦られる部分が溶融はんだＳと容易に合金化して濡れるようになる。酸化防止体２２が濡れると濡れた部分の合金化が進行し、最終的に穴があく。そのため、本実施の形態では、酸化防止体２２を、溶融はんだＳが付着し難い材料により構成する。このような材料として、例えばステンレス鋼やチタン合金等の金属材料を例示することができる。
【００３７】
図２〜５に示すように、天板２３及び底板２４の中央部には、それぞれ挿通孔２５、２５が穿設される。本実施の形態では、挿通孔２５の内縁部には、回転軸１０との間に所定の隙間を有して回転軸１０を包囲する包囲体である円筒体２８が、例えば溶接等の適宜手段により固定されて、下方へ向けて延設される。
【００３８】
円筒体２８は、酸化防止体２２の下面から下方へ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下突出して、延設されることにより、回転軸１０の周りに流入する溶融はんだにより酸化物が発生することを効果的に抑制できるので、望ましい。
【００３９】
また、回転軸１０と円筒体２８との間で発生した酸化物は、酸化防止体２２の表面に出てくることにより、飛散しようとする。円筒体２８を酸化防止体２２の上面から１０ｍｍ以下上方へ向けて突出させることにより、酸化物が酸化防止体２２の表面に出てくることを効果的に防ぐことができ、酸化物の飛散を抑制できる。しかし、１０ｍｍを超えて突出させると、この部分に付着した溶融はんだが冷えて固着し、回転軸１０の円滑な回転を阻害する。このため、円筒体２８は、酸化防止体２２の上面から上方へ１０ｍｍ以下突出して、延設されることが望ましい。
【００４０】
本実施の形態では、円筒体２８の内面に隙間を有して、回転軸１０が挿通される。円筒体２８の設置位置、すなわち挿通孔２５の穿設位置は、回転軸１０との干渉を回避するために、酸化防止体２２の中央であることが望ましい。
【００４１】
円筒体２８の直径は、回転軸１０の回転を妨げないための適当な大きさとするが、大き過ぎると円筒体２８と回転軸１０との間隙において酸化物が発生する。このため、円筒体２８と回転軸１０との間の間隙は、両側あわせて０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００４２】
図３及び図５に示すように、酸化防止体２２の内部に設けられる縦壁２７により区切られることにより、酸化防止体２２の内部には、外気と密閉された断面正方形の空洞部２６が形成される。この空洞部２６は、酸化防止体２２に浮力を与えて溶融はんだＳの液面に浮上させるために、形成される。これまで慣用されてきたＰｂ−Ｓｎはんだ（Ｐｂ−６３Ｓｎ）は比重が約８．４であるのに対し、上述したように酸化防止体２２の材質として好適なステンレス鋼の比重は約７．８であってＰｂ−Ｓｎはんだよりも比重が小さいため、溶融はんだＳがＰｂ−Ｓｎはんだである場合には酸化防止体２２は特段の工夫をしなくとも溶融はんだＳの液面に浮上することができる。しかし、溶融はんだＳが近年採用され始めたＳｎ主成分の鉛フリーはんだである場合には、この鉛フリーはんだの比重が約７．４であるので、酸化防止体２２は溶融はんだＳ中に沈んでしまう。そこで、本実施の形態では、溶融はんだＳが鉛フリーはんだである場合にも酸化防止体２２が溶融はんだＳの液面に浮上することができるようにするために、酸化防止体２２の内部に空洞部２６を形成する。
【００４３】
酸化防止体２２に形成する空洞部２６は密閉され、内部に溶融はんだＳが侵入しないように構成される。空洞部２６は、図６（Ａ）や図６（Ｃ）に示すように酸化防止体２２の全周に形成してもよいし、図６（Ｂ）に示すように回転軸１０に対して対称となる位置に形成してもよい。このように空洞部２６を酸化防止体２２の全周や回転軸１０に対して対称な位置に形成することにより、酸化防止体２２が溶融はんだＳの液面に対して略平行となる姿勢で浮上するので、上板２３及び下板２４に設ける挿通孔２５、２５と回転軸１０とが擦れることが防止され、回転軸１０が傷付き難くなる。
【００４４】
また、酸化防止体２２は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような矩形の平面形状や、図６（Ｃ）に示すような円形の平面形状の他、楕円形さらには多角形等の如何なる形状であってもよい。
【００４５】
上述したように、本実施の形態では、底板２４の中央部に挿通孔２５を設けて回転軸１０を貫通させるが、これとは異なり、底板２４の内部であって４枚の縦壁により区画される矩形の領域を、切り欠くようにしてもよい。これにより、酸化防止体２２の中央部の重量が軽減されるので、上述した空洞部２６を形成することと相まって、酸化防止体２２をより安定して溶融はんだの湯面上に浮上させることができる。このため、浮上する酸化防止体２２が傾斜することに起因して円筒体２８と回転軸１０とが接触することを確実に防止することができる。
【００４６】
本実施の形態における酸化防止体２２は、回転軸１０の回転に伴って回転する溶融はんだＳとともに回転してはならない。このため、本実施の形態では、４本の連結棒１３を酸化防止体２２の係止手段として用いることにより、酸化防止体２２の回転を止める。このような係止手段としては、図１〜５に示すように回転軸を保持する保持体８の構成部材（連結棒１３）に酸化防止体２２を係止させたり、あるいは図６（Ｃ）に示すように酸化防止体２２の一部に係止部Ｋを突出して形成しておき、この係止部Ｋを噴流はんだ槽１の内部に設けた適当な係止部と係止させることを例示できる。
【００４７】
図４に示すように、長方形の平面形状を有する酸化防止体２２の短辺の長さＸは、縦方向（図中の上下方向）に隣接するする連結棒１３ｄ、１３ｅ間の内側の長さＬｘよりも僅かに短いとともに、酸化防止体２２の長辺の長さＹは横方向（図中の左右方向）に隣接する連結棒１３ｄ、１３ｆ間の内側の長さＬｙよりも長いことが望ましい。酸化防止体２２の短辺の長さＸ及び長辺の長さＹをこのように設定することにより、酸化防止体２２が溶融はんだＳの回転により旋回しようとしても、酸化防止体２２の長辺が４本の連結棒に係止されるので、旋回しない。
【００４８】
また、保持体８は噴流ノズル４から離れて配置されており、しかも酸化防止体２２は保持体８の内部に収容される程度の大きさであるため、４本の連結棒の間に配置される酸化防止体２２は、噴流ノズル４から噴流されて落下する溶融はんだＳの影響、すなわち噴流はんだ槽１から落下する溶融はんだＳに当たったり、溶融はんだＳの落下により起こる波による揺れを受けたりすることがない。
【００４９】
すなわち、酸化防止体２２の大きさは、スクリューポンプ５の回転軸１０の周囲で発生する渦巻きよりも大きくなければならない。回転軸１０の周囲で発生する酸化物は、上述したように、溶融はんだＳが渦を巻くことにより発生するのでこの渦巻きを完全に覆うことができる大きさでなければ、渦巻きの抑制効果を期待できないからである。しかし、酸化防止体２２の大きさを大きくし過ぎると、噴流ノズル４から噴流して落下する溶融はんだＳが発生する波の影響により酸化防止体２２は溶融はんだＳの液面上で上下方向に揺動し、この上下方向への揺動が、噴流ノズル４からの噴流高さを変動させる原因となる。このため、酸化防止体２２の大きさは、落下する溶融はんだＳに当たったり落下する溶融はんだで起こる波により大きく揺動しない大きさ以下に抑制する必要がある。
［００５０］
具体的には、酸化防止体２２は、「水平断面において、スクリューポンプ５の回転軸１０の軸芯を中心として回転軸１０の直径の２倍以上の円形の領域であって、その面積が、噴流はんだ槽１の水平断面積から噴流ノズル４の水平断面積を除いた面積の８０％以下、望ましくは５０％以下となる領域」を完全に覆うことができる大きさであることが望ましい。
［００５１］
次に、本実施の形態の噴流はんだ槽１における溶融はんだＳの挙動を説明する。
図１において、モーター１９を起動して回転させると、モーター１９に接続されたプーリー２０が回転し、この回転がベルト２１を介してスクリューポンプ５の回転軸１０のプーリー９が回転する。これにより、回転軸１０に接続されたスクリューポンプ５が回転し、スクリューポンプ５の下部に設けられた流入孔６から溶融はんだＳがダクト２内に流入する。そして、溶融はんだＳはダクト２を介して噴流ノズル４に送られ、噴流ノズル４から上方へ向けて噴流する。噴流ノズル４から噴流する溶融はんだＳの頂部に、図示しないプリント基板の下面が接触することにより、プリント基板のはんだ付け部にはんだが付着する。
［００５２］
本実施の形態の噴流はんだ槽１では、スクリューポンプ５の回転軸１０が回転しても、スクリューポンプ５の回転軸１０に挿通して、酸化防止体２２が回転軸１０の周囲の溶融はんだＳの液面上に浮かべて設置されているので、酸化防止体２２の底板２４と回転しようとする溶融はんだＳとが接触して酸化防止体２２により渦流の発生が抑制され、溶融はんだＳの渦流が発生し難くなる。このため、本実施の形態の噴流はんだ槽１によれば、スクリューポンプ５の回転軸１０の周囲の溶融はんだＳの渦流の発生が事実上防止される。
［００５３］
この際、酸化防止体２２の下部にある溶融はんだＳは完全には回転が抑制されず、少しは回転するものの、酸化防止体２２の抵抗によりその回転の速度は大幅に抑制される。酸化防止体２２は、噴流はんだ槽１に収容された溶融はんだＳの増減に追従して上下動するので、常に溶融はんだＳの湯面に存在して、渦流の発生を抑制し続けることができる。このため、回転する回転軸１０と溶融はんだＳとの摩擦が少なくなり、その結果、摩擦による酸化物の発生が抑制される。
【００５４】
また、本実施の形態の噴流はんだ槽１では、回転軸１０の周囲における溶融はんだＳ上を酸化防止体２２により覆うことになるので、この溶融はんだＳは空気との接触も妨げられ、さらに酸化物の発生が抑制される。
【００５５】
また、本実施の形態の噴流はんだ槽１では、回転軸１０の周囲は円筒体２８により覆われているので、溶融はんだＳと回転する回転軸１０との接触による、溶融はんだＳの酸化が抑制され、酸化物の発生が抑制される。
【００５６】
また、本実施の形態の噴流はんだ槽１では、酸化防止体２２は固定配置されないことから円筒体２８が回転軸１０と接触しても、酸化防止体２２は軽量であるので回転軸１０から受ける反力により円筒体２８はただちに回転軸１０から離反するため、回転軸１０とかじることがない。このため、本実施の形態の噴流はんだ槽１によれば、噴流ポンプ５の回転軸１０と、円筒体２８とが擦れて噴流ポンプ５の回転軸１０を傷付けたり、噴流ポンプ５の回転軸１０の円滑な回転を妨げたりすることがない。このように、酸化防止体２２は、小さくかつ軽量であるので、噴流ポンプ５の回転軸１０に軽く接触しただけではこの回転軸１０を損傷しない。このため、回転軸１０に、いわゆる食われが発生せず、回転軸１０の延命効果を得ることができる。
【００５７】
さらに、本実施の形態の噴流はんだ槽１では、回転軸１０と円筒体２８との間隙にははんだの酸化物が少量形成されるが、これによりこの隙間への空気の侵入が妨げられ、さらに溶融はんだＳの酸化が抑制される。
【００５８】
これらの効果により、本実施の形態の噴流はんだ槽１によれば、酸化物の発生を効果的に抑制することができる。
また、本実施の形態の噴流はんだ槽１によれば、噴流はんだ槽１のメンテナンス作業の際に、上方へ持ち上げて取り外す必要がある酸化防止体２２の大きさが小さく、かつ軽量化されている。このため、水平の姿勢を維持したまま酸化防止体２２を上方へ持ち上げることが容易になり、酸化防止体２２を噴流ポンプ５の回転軸１０から抜き取る作業を一人の作業者により行うことができ、メンテナンス作業の作業性を大幅に改善できる。
【００５９】
また、本実施の形態の噴流はんだ槽１では、酸化防止体２２が、落下する溶融はんだの影響により大きく揺動することがない大きさ、具体的には「水平断面において、スクリューポンプ５の回転軸１０の軸芯を中心として回転軸１０の直径の２倍以上の円形の領域であって、その面積が、噴流はんだ槽１の水平断面積から噴流ノズル４の水平断面積を除いた面積の８０％以下となる領域」を完全に覆うことができる大きさを有するので、噴流ノズル４から溶融はんだ４ａを噴流させている際にも、噴流はんだ槽１に収容される溶融はんだＳが揺動しない。
【００６０】
これにより、本実施の形態の噴流はんだ槽１によれば、回転軸１０の周囲における酸化物の発生を確実に抑制しながら、噴流ノズル４からの噴流高さも変動せず、いわゆる未はんだの発生や、プリント基板における隣接したはんだ付け部間の短絡の発生が、防止される。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、（ａ）酸化防止体２２の大きさを、落下する溶融はんだの影響により大きく揺動することがない大きさ、具体的には「水平断面において、スクリューポンプ５の回転軸１０の軸芯を中心として回転軸１０の直径の２倍以上の円形の領域であって、その面積が、噴流はんだ槽１の水平断面積から噴流ノズル４の水平断面積を除いた面積の８０％以下となる領域」を完全に覆うことができる大きさにすること、（ｂ）スクリューポンプ５への溶融はんだＳの吸い込み口を、溶融はんだＳの液面上における酸化防止体２２の上下動の影響を受け難い下部に設けたこと、及び（ｃ）ダクト２の内部を噴流ノズル４へ向けて送られる溶融はんだＳの流れを形成する噴流ポンプとして脈動を生じ難い特性を有する４枚の螺旋羽根５ａを有するスクリューポンプ５を用いることにより、ダクト２の内部を噴流ノズル４へ向けて送られる溶融はんだＳの単位時間当たりの流量を一定化することができ、これにより、噴流ノズル４からの噴流高さの変動を事実上解消することができる。
【００６２】
このように、本実施の形態の噴流はんだ槽１は、回転軸１０の周囲における酸化物の発生を確実に防止しながら、長期間安定して使用できるという、高い実用性を有する。
なお、本実施の形態の説明では、噴流ポンプがスクリューポンプである場合を例にとった。しかし、本発明はスクリューポンプに限定されるものではなく、例えばインベラボンプやプロペラポンプ等といった、この種の溶融はんだの圧送源として公知のポンプであれば同様に適用可能である。
【００６３】
また、本実施の形態の説明では、酸化防止体の係止手段が４本の連結棒である場合を例にとったが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、連結棒を用いずに本体やダクト、噴流ノズル等に適当な係止部材を設置して酸化防止体を係止するようにしてもよい。
【実施例１】
【００６４】
本発明を、実施例を参照しながらより具体的に説明する。
図１〜６に示す噴流はんだ槽を組み込んだ本発明に係る自動はんだ付け装置を用いて、プリント基板のはんだ付けを行った。
【００６５】
ここで、図４における連結棒１３ｅ、１３ｄ間の内側の長さＬｘは６４ｍｍであり、連結棒１３ｄ、１３ｆ間の内側の長さＬｙは８８ｍｍであり、回転軸１０の直径は２０ｍｍであった。また、酸化防止体２２の形状は、短辺の長さＸが６０ｍｍであり、長辺の長さＹが１１０ｍｍであった。さらに、図５における天板２３と底板２４間の距離は１３ｍｍであり、天板２３及び底板２４それぞれの略中央には、直径２０．５ｍｍの挿通孔２５がそれぞれ穿設されており、酸化防止体２２の内部周囲には一辺が１２ｍｍである正方形の横断面の空洞部２６を形成した。なお、酸化防止体２２はステンレス鋼により構成した。
【００６６】
この噴流はんだ槽を２４時間連続稼動させて、スクリューポンプ５の回転軸１０の周囲で発生する酸化物の量を測定したところ、２６．４ｇであった。
これに対し、酸化防止体２４を設置しない従来の噴流はんだ槽を組み込んだ自動はんだ付け装置により同様の条件でプリント基板のはんだ付けを行ったところ、スクリューポンプ５の回転軸の周囲で発生する酸化物の量は１７０４ｇと、極めて大量であった。

Claims (5)

1. 溶融はんだを収容するための槽本体と、前記溶融はんだを送り出すために前記槽本体の内部に配置される噴流ポンプと、該噴流ポンプに接続されて上方へ向けて延設される回転軸と、前記噴流ポンプにより送られる溶融はんだを上方に向けて噴流させるために前記槽本体の内部に配置される噴流ノズルと、その一方の端部に前記噴流ポンプを設置するとともに他方の端部に噴流ノズルを設置するために前記槽本体の内部に配置されるダクトとを備えた噴流はんだ槽において、
   前記回転軸を、隙間を有して貫通させるための貫通孔を有し、内部に浮力を生じるための空洞部を有し、さらに、前記溶融はんだの液面上であって前記噴流ポンプの上方を浮遊する酸化防止体と、該酸化防止体が水平面内において回転することを規制するための係止手段とを備え、
   前記酸化防止体は、当該酸化防止体の貫通孔に下方に向けて延設される、前記回転軸との間に隙間を有して該回転軸を包囲する包囲体を備えるとともに、前記係止手段は、前記槽本体の内部に上方へ向けて延設されることにより前記酸化防止体の外周を包囲して係止するための複数の連結棒を有することを特徴とする噴流はんだ槽。
2. 前記酸化防止体は、水平断面において、噴流ポンプの回転軸の軸芯を中心として回転軸の直径の２倍以上の円形の領域であって、その面積が、噴流はんだ槽の水平断面積から噴流ノズルの水平断面積を除いた面積の８０％以下となる領域を覆う大きさを有する請求項１に記載された噴流はんだ槽。
3. 前記包囲体は、前記酸化防止体の下面から下方へ１０mm以上１００mm以下突出して、延設される請求項１または請求項２に記載された噴流はんだ槽。
4. 前記空洞部は、前記酸化防止体の内部の外縁部の全周にわたり形成される請求項1から請求項３までのいずれか１項に記載された噴流はんだ槽。
5. 前記空洞部は、前記酸化防止体の内部に前記回転軸に対して対称となる位置に形成される請求項1から請求項４までのいずれか１項に記載された噴流はんだ槽。

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