JP5216222B2

JP5216222B2 - 加熱装置

Info

Publication number: JP5216222B2
Application number: JP2007004078A
Authority: JP
Inventors: 八治横田
Original assignee: Yokota Technica Co Ltd
Current assignee: Yokota Technica Co Ltd
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP2008170073A

Description

本発明は、リフロー半田付け装置等の加熱装置に関し、特に炉本体を形成する筐体の変形によるシール性の低下を防止した加熱装置に関する。

加熱装置として例えばリフロー半田付け装置がある。このリフロー半田付け装置は、一般に、炉内に予熱室、リフロー室、及び冷却室をコンベヤの搬送ラインに沿って順に有しており、電子部品を搭載した基板がコンベヤによって炉内を搬送される。電子部品を搭載した基板は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られており、予熱室で所定の高温度に加熱され、リフロー室で高温の半田付け温度まで加熱されて、基板上のクリーム半田が溶融される。そして、リフロー室に続く冷却室を通る間に溶融半田が冷却固化され、半田付けが完了する。

前記装置において、炉本体は、炉内のメンテナンスなどのために、一般に、上下に２分割されて上側筐体と下側筐体とから形成され、上側筐体が開閉可能に構成されている。そして、炉内には、半田付け部の酸化を防止するために窒素ガス等の不活性ガスが供給されている（特許文献１参照）。
特開平７−２１２０２６号公報

上側筐体と下側筐体は一般にそれぞれの支持フレームに支持され、支持フレームに固定されてコンベヤの搬送方向（コンベヤの進行方向及びその逆方向の両方を意味する。以下、同様）において変位拘束されている。

したがって、炉内が高温度に加熱されたとき、上側筐体と下側筐体は熱膨張するが、各筐体は支持フレームによってコンベヤの搬送方向において変位拘束されており、上側には上側筐体、下側には下側筐体が存在するため、各筐体は変形し、上側筐体と下側筐体との合わせ面に隙間を生じる結果、この隙間から加熱された雰囲気ガスが流出してしまう問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、炉の気密性を高めた加熱装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、炉本体が上側筐体と下側筐体で形成され、前記上側筐体と下側筐体がそれぞれ支持フレームに支持され、被加熱物を搬送手段で搬送しながら炉内で加熱処理を行う加熱装置において、前記支持フレームに支持される前記筐体の被支持部が搬送手段の搬送方向に間隔を置いて前記筐体の左右の各側面に突出して複数設けられ、前記筐体の被支持部を支持する前記支持フレームの支持部が前記筐体の各被支持部に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記筐体の各被支持部が前記支持フレームの各支持部に搬送手段の搬送方向において固定されておらず、搬送方向に変位可能に支持されていることを特徴とする。

筐体の被支持部が支持フレームの支持部に対して搬送手段の搬送方向において変位可能とされているので、筐体は加熱されると、そのまま搬送手段の搬送方向に熱膨張できるため、筐体の変形が避けられ、上側筐体と下側筐体の合わせ面に隙間が生じるのを防止できる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

リフロー半田付け装置は、図１に示されているように、炉１内に、入口側バッファゾーン２、３個の予熱室３、１個のリフロー室４、１個の冷却室５、及び出口側バッファゾーン６をコンベヤ７の搬送ラインに沿って順に有している。８は、各室２，３，４，５，６を仕切る仕切壁である。炉１内には、半田の酸化を防止するために不活性ガス、本実施形態では窒素ガスが供給されており、電子部品を搭載したプリント基板９がコンベヤ７によって炉１内を搬送される。電子部品を搭載したプリント基板９は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られている。

図１において、１０は送風機、１１は送風機１０を駆動するモータ、１２はヒータ、１３は導風装置である。これらで熱風循環装置１４が構成され、予熱室３とリフロー室４には熱風循環装置１４がコンベヤ７を挟んで上下に設けられている。冷却室５には、コンベヤ７を挟んで上下に冷却風循環装置１５が設けられている。冷却風循環装置１５は、上記熱風循環装置１４とはヒータを備えていない点でのみ相違し、他の構成は同じである。

したがって、予熱室３とリフロー室４では、ヒータ１２によって加熱された炉１内の雰囲気ガスは、送風機１０に吸入され、送風機１０の吐出口から吐出され、導風装置１３に案内されて複数のガス噴出口からコンベヤ７上のプリント基板９に吹き付けられる。プリント基板９に吹き付けられた雰囲気ガスは、その後、循環路を経て、上記のように、ヒータ１２で加熱され、送風機１０に吸入されて、吐出口から吐出される。このようにして、雰囲気ガスが熱風循環装置１４によって各室３，４内を循環し、プリント基板９が加熱される。また、冷却室５では、冷却風としての雰囲気ガスが冷却室５内を循環し、コンベヤ上のプリント基板９を冷却する。

炉１本体は上下に２分割されて上側筐体１Ａと下側筐体１Ｂとから形成されている。下側筐体１Ｂは下側カバー１６内に収容されて支持フレーム１７に支持され、上側筐体１Ａは上側カバー１８内に収容されて支持フレームに支持されており、上側筐体１Ａの支持フレームが下側筐体１Ｂの支持フレームにヒンジピンでヒンジ連結されている。開閉はシリンダ装置（図示せず）によって行われる。

以下、下側筐体１Ｂと支持フレーム１７の支持構造について図２及び図３により説明する。

下側筐体１Ｂの両側面に固定ボルト１９が溶接等で固定されている。固定ボルト１９は下側筐体１Ｂの側面に固定される頭部１９ａと、外周にねじが切られたねじ棒１９ｂとからなり、下側筐体１Ｂの側面から側方に突出している。固定ボルト１９はコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて下側筐体１Ｂの側面に複数設けられている。一方、支持フレーム１７には、下側筐体１Ｂの側面の各固定ボルト１９に対応する位置に支持孔２０が形成されている。支持孔２０は固定ボルト１９の頭部１９ａより大きな大きさを有し、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔とされている。

したがって、下側筐体１Ｂの側面に固定されている固定ボルト１９が支持フレーム１７の支持孔２０に挿入され、固定ボルト１９にワッシャ２１を挿入してナット２２で締め付けることによって、下側筐体１Ｂが支持フレーム１７に支持される。固定ボルト１９の頭部１９ａは支持フレーム１７の板厚よりも厚い大きさとされているので、ワッシャ２１と支持フレーム１７との間には隙間が形成されている。

なお、支持フレーム１７は支持孔２０が形成されている上部の支持フレーム部分１７Ａと、それを支持する下部の支持フレーム部分１７Ｂとが別体に形成されている。

また、支持フレーム１７には各支持孔２０の上方におけるフレーム上面部に貫通孔２３が上下方向に形成されており、支持フレーム１７のフレーム上面部の下方は空間部を形成している。下側筐体１Ｂは両側面の上側縁から側方に突出する被支持片２４をコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて複数有しており、それらの先端部が略コ字形に折曲されて支持フレーム１７の上面部の貫通孔２３を通ってフレーム板の下面に係止されている。このようにして、下側筐体１Ｂの両側面の上側縁から突出する複数の被支持片２４が支持フレーム１７のフレーム上面部の上面に載置されて下側筐体１Ｂが支持フレーム１７のフレーム上面部で支持されている。支持フレーム１７の上面部に形成されている貫通孔２３は、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔であり、下側筐体１Ｂの被支持片２４よりもコンベヤ７の搬送方向において長い長孔とされている。

上記に説明したように、支持フレーム１７に形成されている支持孔２０及び貫通孔２３はいずれもコンベヤ７の搬送方向に細長い長孔とされているので、下側筐体１Ｂの各被支持部は支持フレーム１７の各支持部に上下方向には変位拘束されているが、コンベヤ７の搬送方向には変位可能とされている。

以下、上記リフロー半田付け装置の動作を説明する。

電子部品を搭載したプリント基板９は、コンベヤ７によって炉１内を搬送されながら、プリント基板９上のクリーム半田が、予熱室３内を循環する加熱された雰囲気ガス（熱風）によって所定の温度に加熱され、更に、リフロー室４内を循環する加熱された雰囲気ガス（熱風）によって加熱溶融され、冷却室５で冷却室５内を循環する雰囲気ガス（冷却風）によって溶融半田が冷却固化され、電子部品が基板上に半田付けされる。

上記において、予熱室３及びリフロー室４の内部は、ヒータ１２によって加熱され、高温度になる。下側筐体１Ｂの被支持部が支持フレーム１７の支持部に対してコンベヤ７の搬送方向において変位可能とされているので、下側筐体１Ｂは加熱されると、そのままコンベヤ７の搬送方向に熱膨張できるため、下側筐体１Ｂの変形が避けられ、上側筐体１Ａと下側筐体１Ｂの合わせ面に隙間が生じるのが防止される。

図４は、下側筐体１Ｂと支持フレーム１７の支持の別の例を示している。
下側筐体１Ｂの両側面に固定ボルト１９が溶接等で固定されている。固定ボルト１９は外周にねじが切られたねじ棒１９ｂからなり、下側筐体１Ｂの側面から側方に突出している。固定ボルト１９はコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて下側筐体１Ｂの側面に複数設けられている。一方、支持フレーム１７には、下側筐体１Ｂの側面の各固定ボルト１９に対応する位置に支持孔２０が形成されている。支持孔２０は固定ボルト１９の径より大きな大きさを有し、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔とされている。

したがって、下側筐体１Ｂの側面に固定されている固定ボルト１９が支持フレーム１７の支持孔２０に挿入され、固定ボルト１９にスペーサ２５を挿入してナット２２で締め付けることによって、下側筐体１Ｂが支持フレーム１７に支持される。スペーサ２５は小径部２５ａと大径部２５ｂからなり、小径部２５ａは支持フレーム１７の板厚よりも厚い大きさとされているので、スペーサ２５の大径部２５ｂと支持フレーム１７との間には隙間が形成されている。

また、支持フレーム１７には各支持孔２０の上方におけるフレーム上面部に貫通孔２３が上下方向に形成されており、支持フレーム１７のフレーム上面部の下方は空間部を形成している。下側筐体１Ｂは両側面の上側縁から側方に突出する被支持片２４をコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて複数有しており、それらの先端部が略Ｌ字形に折曲されて支持フレーム１７の上面部の貫通孔２３に挿入されている。一方、支持フレーム１７の上面に配置された下側筐体１Ｂの被支持片２４の上方には抑え板２６が配置され、抑え板２６は一端部がボルト２７で支持フレーム１７に固定されている。抑え板２６と被支持片２４との間は隙間を有している。このようにして、下側筐体１Ｂの両側面の上側縁から突出する複数の被支持片２４が支持フレーム１７のフレーム上面部の上面に載置されて下側筐体１Ｂが支持フレーム１７のフレーム上面部で支持されている。支持フレーム１７の上面部に形成されている貫通孔２３は、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔であり、下側筐体１Ｂの被支持片２４よりもコンベヤ７の搬送方向において長い長孔とされている。

図５は、下側筐体１Ｂと支持フレーム１７の支持の更に別の例を示している。
下側筐体１Ｂの両側面に固定ボルト１９が溶接等で固定されている。固定ボルト１９は外周にねじが切られたねじ棒１９ｂからなり、下側筐体１Ｂの側面から側方に突出している。固定ボルト１９はコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて下側筐体１Ｂの側面に複数設けられている。一方、支持フレーム１７には、下側筐体１Ｂの側面の各固定ボルト１９に対応する位置に支持孔２０が形成されている。支持孔２０は固定ボルト１９の径より大きな大きさを有し、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔とされている。

また、支持フレーム１７には各支持孔２０の上方におけるフレーム上面に固定ボルト２７が溶接等で固定されている。固定ボルト２７は支持フレーム１７の上面に固定される頭部２７ａと、外周にねじが切られたねじ棒２７ｂとからなり、支持フレーム１７の上面から垂直に延びている。下側筐体１Ｂは両側面の上側縁から側方に突出する被支持片２４をコンベヤ７の搬送方向に間隔を置いて複数有しており、被支持片２４に形成されているボルト挿通孔２８に固定ボルト２７が挿入した状態で支持フレーム１７に支持されている。固定ボルト２７には抑え板２９を挿入してナット３０が締結されている。固定ボルト２７の頭部２７ａは下側筐体１Ｂの被支持片２４の板厚よりも厚い大きさとされているので、抑え板２９と下側筐体１Ｂの被支持片２４との間には隙間が形成されている。このようにして、下側筐体１Ｂの両側面の上側縁から突出する複数の被支持片２４が支持フレーム１７のフレーム上面部の上面に載置されて下側筐体１Ｂが支持フレーム１７のフレーム上面部で支持されている。下側筐体１Ｂの被支持片２４に形成されているボルト挿通孔２８は、コンベヤ７の搬送方向に細長い長孔であり、固定ボルト２７の頭部２７ａの径よりもコンベヤ７の搬送方向において長い長孔とされている。

上記に説明したように、支持フレーム１７に形成されている支持孔２０及び下側筐体１Ｂの被支持片２４に形成されているボルト挿通孔２８はいずれもコンベヤ７の搬送方向に細長い長孔とされているので、下側筐体１Ｂの各被支持部は支持フレーム１７の各支持部に上下方向には変位拘束されているが、コンベヤ７の搬送方向には変位可能とされている。

なお、上記実施形態では、下側筐体１Ｂについて支持フレーム１７に対してコンベヤ７の搬送方向において変位可能とした例を示したが、勿論、上側筐体１Ａについても支持フレームに対してコンベヤ７の搬送方向において変位可能とするのがよい。

また、本実施形態では炉１内の雰囲気ガスとして窒素ガスを使用したものを示したが、雰囲気ガスは窒素ガスに限らない。例えば、空気を使用する場合もある。

また、上記実施形態では、本発明をリフロー半田付け装置に適用した例を示したが、本発明は他の半田付け装置や乾燥装置などの他の加熱装置にも適用できる。

本発明の一実施形態であるリフロー半田付け装置の炉を示す正面図である。支持フレームで支持された下側筐体を示す斜視図である。下側筐体と支持フレームとの支持部を示す縦断面図である。下側筐体と支持フレームとの支持部の別の例を示す縦断面図である。下側筐体と支持フレームとの支持部の更に別の例を示す縦断面図である。

符号の説明

１・・炉、１Ａ・・上側筐体、１Ｂ・・下側筐体、２・・バッファゾーン、３・・予熱室、４・・リフロー室、５・・冷却室、６・・バッファゾーン、７・・コンベヤ、８・・仕切壁、９・・電子部品を搭載したプリント基板、１０・・送風機、１１・・モータ、１２・・ヒータ、１３・・導風装置、１４・・熱風循環装置、１５・・冷却風循環装置、１６・・下側カバー、１７・・支持フレーム、１７Ａ・・上部の支持フレーム部分、１７Ｂ・・下部の支持フレーム部分、１８・・上側カバー、１９・・固定ボルト、１９ａ・・頭部、１９ｂ・・ねじ棒、２０・・支持孔、２１・・ワッシャ、２２・・ナット、２３・・貫通孔、２４・・被支持片、２５・・スペーサ、２５ａ・・小径部、２５ｂ・・大径部、２６・・抑え板、２７・・固定ボルト、２７ａ・・頭部、２７ｂ・・ねじ棒、２８・・ボルト挿通孔、２９・・抑え板、３０・・ナット。

Claims

炉本体が上側筐体と下側筐体で形成され、前記上側筐体と下側筐体がそれぞれ支持フレームに支持され、被加熱物を搬送手段で搬送しながら炉内で加熱処理を行う加熱装置において、前記支持フレームに支持される前記筐体の被支持部が搬送手段の搬送方向に間隔を置いて前記筐体の左右の各側面に突出して複数設けられ、前記筐体の被支持部を支持する前記支持フレームの支持部が前記筐体の各被支持部に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記筐体の各被支持部が前記支持フレームの各支持部に搬送手段の搬送方向において固定されておらず、搬送方向に変位可能に支持されていることを特徴とする加熱装置。
前記筐体の側面から突出する各被支持部と前記支持フレームの各支持部の中のいずれか一方が搬送手段の搬送方向に細長い長孔を有し、他方が前記長孔に挿入されて前記筐体の被支持部が前記支持フレームの支持部に対して搬送手段の搬送方向に変位可能とされていることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。