JP5601342B2 - 偏流板及び噴流装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体の流れを水平方向から垂直方向に変え（偏らせ）て当該流体を被着物に向けて噴流する、例えば、噴流はんだ付け装置等に適用可能な偏流板及び噴流装置に関するものである。

従来から、プリント基板の所定の面に電子部品をはんだ付け処理する場合に、噴流はんだ付け装置が使用される場合が多い。噴流はんだ付け装置にはプリント基板に向けて溶融はんだを噴流する噴流装置が実装されている。噴流装置は特許文献１乃至３に見られるように、ダクト、ノズル及びポンプを有している。噴流装置によれば、ポンプによって溶融はんだがダクトを介してノズルに送出される。ノズルはポンプ出力に対応した液面高の溶融はんだを噴出する。これにより、ノズルから噴出される溶融はんだによってプリント基板に電子部品をはんだ付けできるようになる。

上述の噴流装置に実装されるポンプに関しては、スクリューポンプを覆うポンプハウジングをダクトに接続し、ポンプハウジングからダクトへ溶融はんだを送出する噴流はんだ装置が開示されている（特許文献３参照）。

また、ノズルから均一高さの溶融はんだを噴出する方法に関しては、上方に曲がった複数の交流板をダクトの内部に設け、噴流面の真下において、水平方向の溶融はんだの流れの方向を強制的に垂直方向に変えた噴流はんだ装置（特許文献４参照）や、ダクト上部から複数の均流板を吊架して、噴流面の真下において、水平方向の溶融はんだの流れの方向を垂直方向に変えた噴流式はんだ装置（特許文献５参照）や、上方に曲がった複数の変流板をダクト内の底部に設け、噴流面の真下において、水平方向の溶融はんだの流れの方向を強制的に垂直方向に変えた噴流はんだ装置が開示されている（特許文献６参照）。

特許第４１３６８７号公報 Ｗ０２００６／０８２９６０号再公表 Ｗ０２００７／１１６８５３号再公表 特開２０１０−１７７２８７号公報 特開平０１−１４３７６２号公報 実開平０１−１１４１６５号公報

ところで、従来例に係る交流板や、均流板、変流板等（以下で偏流板という）や、当該偏流板を備えた噴流装置によれば、次のような問題がある。
ｉ．特許文献４〜６に見られるような偏流板によれば、上方に曲がった複数の偏流板によって溶融はんだ（以下で流体という）の流れを上向きに変えているが、均一な高さの噴流面を実現するためには、当該噴流面の真下において、流体の速度分布を一様にする必要がある。しかし、ダクト内の流体の水平方向の慣性の影響により偏流板に衝突した流れが完全に上向きとならない。このため、流体の流れの向きを、意図した位置で上向きに変えることができていないのが実状である。

ii．また、上記偏流板を実装した噴流装置によれば、ダクト内の流体の水平方向の慣性の影響は、ポンプの出力に依存するため、噴流面の真下における流体の速度分布を一様にすることができず、ノズルの幅方向に噴流高さの偏りが生じていた。これにより、ノズルから噴出される流体の噴流高さの幅方向分布が不均一となったり、ポンプ出力による流体の幅方向分布の傾向変化が大きくなってしまうという問題がある。因みにこの問題は、上記噴流装置を実装した噴流はんだ付け装置等に見られる。

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、流体の流れの向きを変える偏流部材の構造を工夫して、目標位置に流体を噴出できるようにすると共に、流体の噴流高さの幅方向分布を均一化できるようにした偏流板及び噴流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、請求項１に記載の偏流板は、湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有する第１の部材と、湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有する第２の部材からなるペア構造が複数設けられ、前記ペア構造を構成する前記第１および第２の部材は、溶融状の流体の流れの主流方向から見て左右にずらした状態で配列されると共に、前記流体の流れの主流方向に沿って前記ペア構造が基板に立設され、互いに内面が向き合った前記第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より前記流体を流入させることで、流入した流体を前記ペア構造の内部で旋回させながら、前記流体の流れを水平方向から垂直方向へ変えるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の偏流板によれば、第１の部材は、湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有している。第２の部材も、湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有している。これを前提にして、第１の部材と第２の部材からなるペア構造が複数設けられ、前記ペア構造を構成する前記第１および第２の部材は、溶融状の流体の流れの主流方向から見て左右にずらした状態で配列されると共に、前記流体の流れの主流方向に沿って前記ペア構造が基板に立設され、互いに内面が向き合った前記第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より前記流体を流入させることで、流入した流体を前記ペア構造の内部で旋回させながら、前記流体の流れを水平方向から垂直方向へ変えるようになる。

この配置によって、互いに内面が向き合った第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より前記流体を流入させることで、流入した流体が、前記ペア構造の内面に沿って旋回流となって立ち上がるようになる。

請求項２に記載の偏流板は、請求項１の記載において、前記第１の部材及び第２の部材は、それぞれ半円筒状、断面L状、及び、断面コ状の衝立板のいずれか一つからなる偏流板が使用されることを特徴とするものである。

請求項３に記載の噴流装置は、所定の開口部を有して溶融状の流体を噴出するノズルと、前記ダクト内に前記流体を送出するポンプと、前記ポンプを収納し前記ダクトに接続されたポンプハウジングと、前記ダクト内に配設されて、前記ポンプによって送出される前記ダクトの長手方向から流入した前記流体の流れを旋回させて、当該流体の流れを前記ノズルの高さ方向へ変える、請求項１に記載の偏流板とを備えることを特徴とするものである。

請求項３に係る噴流装置によれば、ノズルは所定の開口部を有して溶融状の流体を噴出する。ダクトは、ノズルに接続されている。ポンプを収納するポンプハウジングは、ダクトに接続され、ポンプはダクト内に溶融状の流体を送出する。偏流板は、ダクト内に配設される。これを前提にして、本発明に係る偏流板が、ポンプによって送出されるダクトの長手方向から流入した溶融状の流体の流れを旋回させて、当該流体の流れをノズルの高さ方向へ変えるようになされる。

請求項４に記載の噴流装置は、請求項３において、前記ポンプハウジングに接続され、前記ポンプによって流体が送出される前記ダクトの長手方向と溶融状の流体の流れの主流方向との間を成す角度が設定され、ここに設定された前記角度で前記偏流板が前記ダクトに取り付けられることを特徴とするものである。

請求項５に記載の噴流装置は、請求項４において、前記ポンプによって流体が送出される前記ダクトは、所定の位置に入口部、出口部及び終端部が設けられた細長い筺体を有し、前記入口部は前記筺体の一方の側に設けられ、当該入口部には前記ポンプハウジングが接続され、前記入口部の所定の位置には、前記偏流板の一方の開口幅の流入口に流体が流入するように規制する流入規制板が設けられ、前記出口部は偏流板の上方であって、前記筺体の天板面に開口されて前記ノズルが接続され、前記終端部で流れの向きが反転された前記流体が前記偏流板の他方の開口幅の流入口から流入するようにしたことを特徴とするものである。

請求項６に記載の噴流装置は、請求項５において、前記ポンプハウジングと前記ダクトを接続する部分に傾斜部を有し、前記ポンプは、前記傾斜部を介して前記流体を前記ダクト内へ送出することを特徴とするものである。

本発明に係る偏流板によれば、所定の高さを有した湾曲または角状の第１の部材と、所定の高さを有した湾曲または角状の第２の部材とからなるペア構造が複数設けられ、前記ペア構造を構成する前記第１および第２の部材は、溶融状の流体の流れの主流方向から見て左右にずらした状態で配列されると共に、前記流体の流れの主流方向に沿って前記ペア構造が基板に立設され、互いに内面が向き合った前記第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より前記流体を流入させることで、流入する溶融状の流体を旋回させて、前記流体の流れを水平方向から垂直方向へ変えるようになされる。

この構造によって、互いに内面が向き合った第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より溶融状の流体が流入すると、流入した溶融状の流体が、第１の部材と第２の部材からなるペア構造の内部で旋回しながら内面に沿って立ち上がるようになる。これにより、前記開口に水平方向から流入した溶融状の流体の流れを垂直方向の流れに変えることができる。当該偏流板を噴流はんだ付け装置に十分応用できるようになる。

本発明に係る噴流装置によれば、本発明に係る偏流板を備え、ダクト内で溶融状の流体の流れを水平方向から垂直方向へ変えるようになされる。この構成によって、ノズルから噴出される溶融状の流体の噴流高さの幅方向分布を均一化できるようになる。しかも、ポンプ出力による溶融状の流体の幅方向分布の傾向変化を低減できるようになる。

本発明に係る第１の実施例としての半円筒状の偏流板１０の構成例を示す斜視図である。 偏流板１０の形成例を示す斜視図である。 偏流板１０の動作例を示す上面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施例としての断面Ｌ字状の偏流板２０の構成例及びその動作例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第３の実施例としての断面コ字状の偏流板３０の構成例及びその動作例を示す斜視図である。 第４の実施例としての噴流はんだ付け装置４００の構成例を示す斜視図である。 噴流装置４０の構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、噴流装置４０における偏流板１０の組み立て例を示す上面図及び正面図である。 そのダクト４１及びポンプ５０の組み立て例を示す斜視図である。 そのノズル４２及びプラットホーム４３の組み立て例を示す斜視図である。 そのダクト４１、偏流板１０及びノズルホーム４９の組み立て例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は噴流装置４０の動作例（その１）を示す断面図である。 噴流装置４０の動作例（その２）を示す断面図である。 噴流装置４０の速度分布例を示すシミュレーション解析図である。 噴流装置４０の圧力分布例を示すシミュレーション解析図である。

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偏流板及び噴流装置について説明する。

図１に示す第１の実施例としての偏流板１０は、複数の第１の部材の一例となる、例えば、８枚の半円筒状の衝立板（以下で半円筒板１１という）と、同様にして、第２の部材の一例となる８枚の半円筒板１２とを有している。半円筒板１１は、その内側に半円筒状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。半円筒板１１は所定の基板１３に立設され、流体の流れの方向を変え、半円筒板１２と協働して流体を旋回する。

半円筒板１２も、その内側に半円筒状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。半円筒板１２は、半円筒板１１が立設された基板１３に配設され、流体の流れの方向を変え、半円筒板１１と協働して流体を旋回する。半円筒板１１，１２及び基板１３には所定の厚みｔを有したステンレス素材（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）が使用される。半円筒板１１と半円筒板１２とは、当該半円筒板１１の内面と半円筒板１２の端部が対峙し、かつ、半円筒板１２の内面と半円筒板１１の端部が対峙するように向かい合わされている。

ここで、図２を参照して、偏流板１０の形成例について説明する。図２に示す偏流板１０によれば、まず、所定の長さ、直径Ｄ＝５０ｍｍφ、肉厚ｔ＝２ｍｍ程度のステンレス管を準備する。次に、偏流板１０の高さをｈとしたとき、当該ステンレス管の長さ方向を切断して、高さｈ＝８５ｍｍ程度を得るようにする。更に、ステンレス管を縦方向に切断して、半円筒状の衝立板としての半円筒板１１，１２を得る。半円筒板１１，１２は各々８個ずつ用意する。なお、本例の場合では、半円筒板１１と半円筒板１２は同一形状を有する例を示している。

ここで基板１３の長さをＬとし、幅をＷとし、厚みをｔとして、長さＬが４２０ｍｍ程度で、幅Ｗが７０ｍｍ程度で、厚みｔが２ｍｍ程度のステンレス製の基板素材を準備する。この例では、半円筒板１１及び半円筒板１２を流れの主流方向から見て左右に、当該半円筒板１１及び半円筒板１２の両端（端部ａ−端部ｄ）を結ぶ長さＤ＋ｗ２（＝Ｄ＋ｗ１）よりも短い距離Ｄ−ｗ２（＝Ｄ−ｗ１）だけずらして、半円筒板１１及び半円筒板１２を向かい合わせに配置したペア構造を一対とし、８組の半円筒板１１及び半円筒板１２の対を基板１３の主流方向に対して立設するようにした。

図中のｗ１は、半円筒板１１の一方の端部ａと半円筒板１２の一方の端部ｃとで画定される開口幅である。ｗ２は、半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の他方の端部ｄとで画定される開口幅である。本例では、半円筒板１１と半円筒板１２は同一形状を有しているので、ｗ１＝ｗ２となる。

次に、電気溶接装置や、ガス溶接機等を使用して半円筒板１１，１２を基板１３に溶接する。例えば、ステンレス用のフラックス及び溶接棒を使用し、溶接棒を溶融して、基板１３に半円筒板１１，１２を電気溶接する。その際に、半円筒板１１，１２の各々の底部と基板１３とをしっかりと接合して固定する。これにより、図１に示したような偏流板１０が完成する。

続いて、図３を参照して、偏流板１０の動作例について説明する。図３に示す偏流板１０によれば、半円筒板１１の一方の端部ａと半円筒板１２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ１の第１の流入口１４に流体が流入し、半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ２の第２の流入口１５に流体が流入する。

半円筒板１１は、流入口１４から流入した水平方向の流体の流れを水平方向で右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、半円筒板１２と協働して流体を上向きに変える。半円筒板１２も、流入口１５から流入した水平方向の流体の流れを同じ方向に右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、半円筒板１１と協働して流体を上向きに変える。

また、半円筒板１１，１２の対の内側の流体の流れは、半円筒状の内面に沿って右旋回し、反対側の半円筒状の内面に衝突し、その際に衝突部位の圧力が高まる。この圧力の上昇は、半円筒板１１，１２の対の内側に流入する流れにとって抵抗となり、また、旋回速度が大きい程、その圧力が大きくなる。このため、各半円筒板１１，１２の対に流入する流量を均一にする効果がある。

このように第１の実施例としての偏流板１０によれば、半円筒板１１の内面と半円筒板１２の端部ｃが対峙し、かつ、半円筒板１２の内面と半円筒板１１の端部ｂが対峙するように半円筒板１１と半円筒板１２とが向かい合わせに配置されている。

この配置によって、半円筒板１１の一方の端部ａと半円筒板１２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ１の流入口１４に流体が流入し、半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ２の流入口１５に流体が流入すると、流入口１４及び流入口１５からそれぞれ流入した流体が各々の半円筒板１１，１２の内面に沿って右旋回流となって立ち上がるようになる。

これにより、流入口１４及び流入口１５に水平方向から流入した流体の流れを垂直方向の流れに変えることができる。当該偏流板１０を噴流はんだ付け装置等に十分応用できるようになる。

上述した実施例では、半円筒板１１，１２に関して、その内面が半円筒状を有している場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、偏流板１０の半円筒板１１，１２等の半円筒状の内面に、螺旋状の溝部及び突部の少なくともいずれか一方を設けるようにしてもよい。

このように構成した場合、前者に比べて後者によると、螺旋状の溝部及び突部に沿って流体を押し上げるように案内することができ、右旋回上昇渦を発生させ易くなる。これにより、偏流板１０の流入口１４及び流入口１５から流入した流体の流れを目標となる位置で垂直方向の流れに変換できるようになる。

また、半円筒板１１と半円筒板１２は同一形状である例を示したが、同一形状でなくても良いし、半円筒でなくとも、内面が湾曲していれば、同様の効果を奏することができるが、高さ方向はほぼ同じ高さとすることが好ましい。

続いて、図４の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２の実施例としての断面Ｌ字状の偏流板２０の構成例について説明する。図４の（Ａ）に示す偏流板２０は、第１の実施例に示したような半円筒状ではなく、第１の部材及び第２の部材には、断面Ｌ状（Ｖの字状でもよい）の衝立板の対（以下でアングル板２１，２２という）が使用される。

アングル板２１は、その内側に単一角状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。アングル板２１は所定の基板２３に立設され、流体の流れの方向を変え、アングル板２２と協働して流体を右旋回する。

アングル板２２も、その内側に単一角状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。アングル板２２は、アングル板２１が立設された基板２３に配設され、流体の流れの方向を変え、アングル板２１と協働して流体を右旋回する。アングル板２１，２２及び基板２３には所定の厚みｔを有したステンレス素材（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）が使用される。

アングル板２１とアングル板２２とは、当該アングル板２１の内面とアングル板２２の端部が対峙し、かつ、アングル板２２の内面とアングル板２１の端部が対峙するように向かい合わされている。本例において、アングル板２１とアングル板２２は同一形状である場合を例示する。

図４の（Ｂ）に示す偏流板２０によれば、アングル板２１の一方の端部ａとアングル板２２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ３の第１の流入口２４に流体が流入し、アングル板２１の他方の端部ｂとアングル板２２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ４の第２の流入口２５に流体が流入する。本例においては、アングル板２１とアングル板２２は同一形状であるから、ｗ３＝ｗ４となる。

アングル板２１は、流入口２４から流入した水平方向の流体の流れを水平方向で右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、アングル板２２と協働して流体を上向きに変える。アングル板２２も、流入口２５から流入した水平方向の流体の流れを同じ方向で右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、アングル板２１と協働して流体を上向きに変える。

また、アングル板２１，２２の対の内側の流れは、単一角状の内面に沿って右旋回し、反対側の角状の内面に衝突し、その際に衝突部位の圧力が高まる。この圧力の上昇は、アングル板２１，２２の対の内側に流入する流れにとって抵抗となり、また、旋回速度が大きい程、その圧力が大きくなる。このため、各アングル板２１，２２の対に流入する流量を均一にする効果がある。

このように第２の実施例としての偏流板２０によれば、アングル板２１の内面とアングル板２２の端部ｃが対峙し、かつ、アングル板２２の内面とアングル板２１の端部ｂが対峙するようにアングル板２１とアングル板２２とが向かい合わせに配置されている。

この配置によって、アングル板２１の一方の端部ａとアングル板２２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ３の流入口２４に流体が流入し、アングル板２１の他方の端部ｂとアングル板２２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ４の流入口２５に流体が流入すると、流入口２４及び流入口２５からそれぞれ流入した流体が各々のアングル板２１，２２の内面に沿って右旋回流となって立ち上がるようになる。

これにより、目標となる位置で流入口２４及び流入口２５に水平方向から流入した流体の流れを垂直方向の流れに変えることができる。当該偏流板２０を噴流はんだ付け装置等に十分応用できるようになる。

上述した実施例では、アングル板２１，２２に関して、その内面が単一角状を有している場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、偏流板２０のアングル板２１，２２等の角状の内面に、第１の実施例で説明したような螺旋状の溝部及び突部の少なくともいずれか一方を設けるようにしてもよい。

このように構成した場合、前者に比べて後者によると、螺旋状の溝部及び突部に沿って流体を押し上げることができ、右旋回上昇渦を発生し易くなる。これにより、偏流板２０の流入口２４及び流入口２５から流入した流体の流れを目標となる位置で再現性良く垂直方向の流れに変換できるようになる。

また、アングル板２１とアングル板２２は同一形状である例を示したが、同一形状でなくても良いし、同様の効果を奏することができるが、高さ方向はほぼ同じ高さとすることが好ましい。

続いて、図５の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第３の実施例としての断面コ字状の偏流板３０の構成例について説明する。図５の（Ａ）に示す偏流板３０は、第２の実施例に示したような単一角状ではなく、第１の部材及び第２の部材には、断面コ状の衝立板（以下でチャネル板３１，３２という）が使用される。

チャネル板３１は、その内側に複数角状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。チャネル板３１は所定の基板３３に立設され、流体の流れの方向を変え、チャネル板３２と協働して流体を右旋回する。

チャネル板３２も、その内側に複数角状の内面を有し、かつ、所定の高さｈを有している。チャネル板３２は、チャネル板３１が立設された基板３３に配設され、流体の流れの方向を変え、チャネル板３１と協働して流体を右旋回する。チャネル板３１，１２及び基板３３には所定の厚みｔを有したステンレス素材（ＳＵＳ３０３等）が使用される。

チャネル板３１とチャネル板３２とは、当該チャネル板３１の内面とチャネル板３２の端部が対峙し、かつ、チャネル板３２の内面とチャネル板３１の端部が対峙するように向かい合わされている。

図５の（Ｂ）に示す偏流板３０によれば、チャネル板３１の一方の端部ａとチャネル板３２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ５の第１の流入口３４に流体が流入し、チャネル板３１の他方の端部ｂとチャネル板３２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ４の第２の流入口３５に流体が流入する。

チャネル板３１は、流入口３４から流入した水平方向の流体の流れを水平方向で右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、チャネル板３２と協働して流体を上向きに変える。チャネル板３２も、流入口３５から流入した水平方向の流体の流れを同じ方向で右旋回する流れに変え、右旋回上昇渦を形成し、チャネル板３１と協働して流体を上向きに変える。

また、チャネル板３１，３２の対の内側の流れは、複数角状の内面に沿って右旋回し、反対側の角状の内面に衝突し、その際に衝突部位の圧力が高まる。この圧力の上昇は、チャネル板３１，３２の対の内側に流入する流れにとって抵抗となり、また、旋回速度が大きい程、その圧力が大きくなる。このため、各チャネル板３１，３２の対に流入する流量を均一にする効果がある。本例において、チャネル板３１とチャネル板３２は同一形状である場合を例示する。

このように第３の実施例としての偏流板３０によれば、チャネル板３１の内面とチャネル板３２の端部ｃが対峙し、かつ、チャネル板３２の内面とチャネル板３１の端部ｂが対峙するようにチャネル板３１とチャネル板３２とが向かい合わせに配置されている。

この配置によって、チャネル板３１の一方の端部ａとチャネル板３２の一方の端部ｃとで画定される開口幅ｗ５の流入口３４に流体が流入し、チャネル板３１の他方の端部ｂとチャネル板３２の他方の端部ｄとで画定される開口幅ｗ６の流入口３５に流体が流入すると、流入口３４及び流入口３５からそれぞれ流入した流体が各々のチャネル板３１，３２の内面に沿って右旋回流となって立ち上がるようになる。本例においては、チャネル板３１とチャネル板３２は同一形状であるから、ｗ５＝ｗ６となる。

これにより、目標となる位置で流入口３４及び流入口３５に水平方向から流入した流体の流れを垂直方向の流れに変えることができる。当該偏流板３０を噴流はんだ付け装置や、菓子製造装置に十分応用できるようになる。

上述した実施例では、チャネル板３１，３２に関して、その内面が複数角状を有している場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、偏流板３０のチャネル板３１，３２等の複数角状の内面に、第１の実施例で説明したような螺旋状の溝部及び突部の少なくともいずれか一方が設けるようにしてもよい。

このように構成した場合、前者に比べて後者によると、螺旋状の溝部及び突部に沿って流体を押し上げることができ、右旋回上昇渦を発生し易くなる。これにより、偏流板３０の流入口３４及び流入口３５から流入した流体の流れを目標となる位置で垂直方向の流れに変換できるようになる。また、チャネル板３１とチャネル板３２は同一形状である例を示したが、同一形状でなくても良いし、同様の効果を奏することができるが、高さ方向はほぼ同じ高さとすることが好ましい。

なお、上記では、偏流板１０，２０，３０となる第１の部材及び第２の部材として、一対の半円筒状、断面Ｌ状、及び、断面コ状の衝立板から選択して説明したが、第１の部材として、半円筒状の衝立板、第２の部材として断面Ｌ状の衝立板というように組み合わせて使用しても良い。各形状の衝立板を組み合わせて使用する場合にも、当該衝立板をほぼ同じ高さとすることが好ましい。

続いて、図６及び図７を参照して、第４の実施例としての噴流はんだ付け装置４００の構成例について説明する。図６に示す噴流はんだ付け装置４００は、プリント基板１の所定の面に溶融状の流体（以下で溶融はんだ７という）を噴流して、当該プリント基板１に電子部品をはんだ付け処理するものであり、偏流板１０、噴流装置４０、ポンプ５０、はんだ槽５１及びモーター６０を備えている。はんだ槽５１は上面開放の筺体を有して、溶融はんだ７が収容されている。当該はんだ槽５１には、図示しないヒーターが設けられ、溶融はんだ７を一定の温度に保持する。はんだ槽５１には噴流装置４０が溶融はんだ７に浸す形態で実装される。噴流装置４０は図７に示すように、ダクト４１、ノズル４２、プラットホーム４３、取り付け金具４４，４５（図１１参照）及び、流入規制板４６を有している。

ダクト４１は、図７に示すように細長い筺体の本体部４０１を有しており、本体部４０１の所定の位置にポンプハウジング４０２、傾斜部４０３、入口部４０４、終端部４０５及び出口部４０６が設けられている。本体部４０１の上部は、例えば、天板部４０８で蓋閉する形態で覆われている。

ダクト４１の一方の側の下方にはポンプハウジング４０２が取り付けられ、このポンプハウジング４０２内にはポンプ５０を構成する回転軸５０ａを介してスクリュー５０ｂが回転自在に取り付けられている。ポンプ５０の回転軸５０ａの一端にはプーリー５２が取り付けられている。ポンプ５０にはスクリュー式のポンプの他にインペラ式のポンプを使用してもよい。

上述の本体部４０１とポンプハウジング４０２の上部とを接続する部分には傾斜部４０３が配設されている。傾斜部４０３の一端はポンプハウジング４０２の上部に接続され、その他端は入口部４０４となされ、ポンプ５０によって押し込まれる溶融はんだ７をダクト４１内に取り入れる部分である。当該入口部４０４の所定の位置には流入規制板４６が設けられる。例えば、流入規制板４６は入口部４０４の開口面積の右側の半分を塞ぐ形態で、偏流板１０の一方の開口幅ｗ１の流入口１４に溶融はんだ７を流入するように規制する。

はんだ槽５１の外部の所定位置にはモーター６０が配設され、その軸部にはプーリー５３が取り付けられる。上述のポンプ５０のプーリー５２とモーター６０のプーリー５３との間には、ベルト５４が巻回され、モーター６０が所定の方向へ回転すると、ベルト５４が掛け回され、ポンプ５０が回転する。ポンプ５０は、傾斜部４０３及び入口部４０４を介して溶融はんだ７を本体部４０１内に送出する。これにより、はんだ槽５１から吸い込んだ溶融はんだ７をダクト４１内に送出することができる。

一方、ダクト４１内には図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示すような偏流板１０が配設されている。例えば、偏流板１０は、本体部４０１の底部にボルト・ナット等により調整可能に固定され、ポンプ５０によって押し込まれる溶融はんだ７の流れの方向を水平方向から垂直方向へ変えるように作用する。噴流装置４０において、偏流板１０に代えて、第２の実施例で説明した偏流板２０や、第３の実施例で説明した偏流板３０等を使用してもよい。

本体部４０１の他方の側には終端部４０５が設けられる。終端部４０５は、本例の場合、曲面状（Ｒ状）を有しており、当該終端部４０５で流れの向きが反転された溶融はんだ７が偏流板１０の他方の開口幅ｗ２の流入口１５から流入する。なお、終端部４０５の形状は曲面（Ｒ状）であれば、流れの向きを反転し易くするが、曲面（Ｒ状）に限定されるものではなく、平面状であっても良い。さらに、上述の流入規制板４６は終端部４０５で流れの向きが反転された溶融はんだ７の傾斜部４０３への流入を阻止する。

上述の偏流板１０の上方であって、本体部４０１の上部を覆う天板部４０８には出口部４０６が開口（配設）されている。出口部４０６には先細り状のノズル４２が接続される。ノズル４２は下方に細長い矩形状の開口部４２１を有して溶融はんだ７を取り込み、上方に細長い矩形状の開口部４２２を有して溶融はんだ７を噴出する。本例では、偏流板１０とノズル４２との間に整流格子７０を設けている。この整流格子７０は、幅広の金属板を格子状に組み込んだもの（図１０参照）で、ダクト４１から送られてきた溶融はんだ７を整流するものである。この整流格子７０は、必須構成物ではなく、必要に応じて設置すれば良い。

この例で、ノズル４２の上部にはプラットホーム４３が取り付けられる。プラットホーム４３でプリント基板１に溶融はんだ７が噴流される。ノズル４２とプラットホーム４３とを組み合わせた部品を、以下で、ノズルホーム４９という。これらにより、噴流はんだ付け装置４００を構成する。

続いて、図８〜図１１を参照して、噴流はんだ付け装置４００の組み立て例について説明する。図８の（Ａ）に示す偏流板１０の組み立て例によれば、基板１３に８枚の半円筒板１１と、８枚の半円筒板１２とを有し、その中央付近に、２つの長孔部１６，１７を設けたものを準備する。長孔部１６は例えば、右側から４個目の半円筒板１１と、右側から４個目の半円筒板１２との間に設けられる。

長孔部１７は左側から３個目の半円筒板１１と、左側から３個目の半円筒板１２との間に設けられる。この長孔部１６，１７は、偏流板１０をダクト４１に取り付けるとき、当該偏流板１０の角度調整及びその固定孔として使用される（図１２の（Ａ）等参照）。なお、偏流板１０の形成例については、図２で説明しているのでその説明を省略する。

次いで、図９に示すダクト４１に、流入規制板４６及びスクリュー式のポンプ５０を取り付ける。ダクト４１には、細長い筺体の本体部４０１及び天板部４０８を有したものを準備する。例えば、本体部４０１とポンプハウジング４０２とを接続する部分の下流側に傾斜部４０３を有したダクト４１を使用する。本体部４０１の一方の側には終端部４０５が設けられ、他方の側にはポンプハウジング４０２が設けられている。

また、天板部４０８の一方の側には出口部４０６が開口され、他方の側にはポンプ５０の回転軸５０ａを回転自在に支持する軸受部５６が設けられている。出口部４０６の外周部には、所定の高さの回り縁部４０７が設けられている。回り縁部４０７は、ダクト４１及びノズル４２の当接部分で溶融はんだ７をダクト４１及びノズル４２の外側へ漏らさないようにするために設けられる。

まず、傾斜部４０３の下端に流入規制板４６を取り付けて、入口部４０４を画定する。流入規制板４６は例えば、傾斜部４０３の下端を２分する位置であって、本体部４０１の底部に立設する形態で溶接する。流入規制板４６の側壁は本体部４０１の側部に溶接するとよい。これにより、本体部４０１の断面の開口面積の右側の半分を流入規制板４６で塞ぐ形態で入口部４０４が画定する。後工程でダクト４１内に取り付ける偏流板１０の流入口１４に溶融はんだ７を流入する際に、入口部４０４に設けられた流入規制板４６によって規制できるようになる。次に、ダクト４１の一方の側に配されたポンプハウジング４０２の内部には、ポンプ５０が設置される。ポンプ５０は回転軸５０ａ及びスクリュー５０ｂを有する。

続いて、図１０を参照して、噴流装置４０のノズル４２及びプラットホーム４３の組み立て例について説明する。図１０に示すノズル４２及びプラットホーム４３を準備する。ノズル４２には、下方に細長い矩形状の開口部４２１を有し、かつ、上方に細長い矩形状の開口部４２２を有した先細り状のものを使用する。開口部４２１は図９に示したダクト４１の出口部４０６の回り縁部４０７を内包する大きさに形成するとよい。ノズル４２は偏流板１０の上方位置に存在する傾斜天板部４２３と、傾斜天板部４２３から延在する直立壁部４２４とを有している。

開口部４２２の長辺部位は両外側に庇状に折り返され、当該開口部４２２を補強するようにされている。更に、一方の直立壁部４２４と他方の直立壁部４２４との略中央付近に補強バー４２７を設けて、開口部４２２の幅方向を補強したものを使用する。

この例で、ノズル４２の上部にプラットホーム４３を取り付ける。ノズル４２及びプラットホーム４３については、従来より公知のものであるからその説明を省略する。この例では、ノズル４２の上方にプラットホーム４３を組み込み、その後、ノズル４２にプラットホーム４３を固定する。これにより、ノズル４２とプラットホーム４３とを組み合わせたノズルホーム４９となる。

続いて、図１１を参照して、噴流装置４０における偏流板１０、ダクト４１及びノズルホーム４９の組み立て例について説明する。図１１に示す噴流装置４０において、まず、ダクト４１内の図中、斜線に示す領域に偏流板１０を取り付ける。偏流板１０には図８の（Ａ）等で組み立てたものを使用する。

このとき、偏流板１０の取り付け角度θを調整することができる。ここに取り付け角度θは、例えば、図１２の（Ｂ）に示すダクト４１の回り縁部４０７の長手方向と、偏流板１０の基板１３の長手方向との間を成す角度である。この例では、図８の（Ａ）等に示した長孔部１６，１７と、雄ネジ１８，１９によって、取り付け角度θを調整することができる。これにより、入口部４０４から終端部４０５に向けて徐々に流路が狭く（先細りに）なるように、偏流板１０をダクト４１に対して斜めに取り付けることができる。取り付け角度θが決まったところで、雄ネジ１８，１９を本締めし、当該偏流板１０をダクト４１の底部に固定する（図１２の（Ａ）参照）。

この取り付け角度θの調整により、溶融はんだ７に対する半円筒板１１の流入口１４が相対的に変化するので、溶融はんだ７の取り込みを調整することができる。その後、取り付け金具４４，４５によりノズルホーム４９をダクト４１に取り付ける。これにより、図７に示したような噴流装置４０が完成する。この噴流装置４０をはんだ槽５１に実装し、モーター６０を取り付けると、図６に示した噴流はんだ付け装置４００を得ることができる。

続いて、図１２の（Ａ）、（Ｂ）、図１３〜図１５を参照して、噴流装置４０の動作例について説明する。なお、噴流装置４０の速度分布図や、圧力分布図は、偏流板１０の形状寸法、ダクトの形状寸法、ポンプ５０の能力及び回転数を流体解析ソフトで計算して得たものである。図１２の（Ａ）、（Ｂ）及び図１３において、噴流装置４０はノズルホーム４９を取り外した状態を示している。

図１２の（Ａ）に示す偏流板１０を実装した噴流装置４０によれば、ポンプ５０を回転して溶融はんだ７をダクト４１に送り込む。このとき、ポンプ５０はダクト４１内に、図中、白抜きの斜め下向き矢印に示すように、傾斜部４０３を介して溶融はんだ７を送出する。

ダクト４１内では、図３に示した半円筒板１１の一方の端部ａと半円筒板１２の一方の端部ｃとで画定される８箇所の流入口１４に、図１２の（Ｂ）の白抜きの上向き円弧矢印に示すように溶融はんだ７が流入する（図１４参照）。

図１４に示す噴流装置４０の速度分布例によれば、グレースケール（白黒階調）で色の濃い矢印は溶融はんだ７の流速が早いことを示している。色の薄い矢印は溶融はんだ７の流速が遅いことを示している。矢印の向きは溶融はんだ７の流れの方向を示している。流入規制板４６の表裏で流速が大きく変化しているのが分かる。流入規制板４６の表面側では、入口部４０４に向かって溶融はんだ７の流れが最も早くなっている。入口部４０４からダクト内に送出された溶融はんだ７の流れは徐々に遅くなっている。

図１２の（Ａ）に示したダクト４１の終端部４０５に到達した溶融はんだ７は、終端部４０５のＲ形状によってＵターンし、半円筒板１２の流入口１５の側に反転する。このとき、図３に示した半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の他方の端部ｄとで画定される８箇所の流入口１５に、図１２の（Ｂ）の白抜きの下向き円弧矢印に示すように溶融はんだ７が流入する。その際に、流入口１４から流入した溶融はんだ７の一部が流入口１５から流入する溶融はんだ７と交錯する。このため、図１４に示す流入規制板４６の裏面側では、溶融はんだ７の流れが最も遅くなっている。

半円筒板１１は、流入口１４から流入した水平方向の溶融はんだ７の流れを水平方向に右旋回する流れの方向に変え、図１４に示す白色の右旋回上昇渦を形成し、半円筒板１２と協働して溶融はんだ７を上向きに方向転換する。半円筒板１２も、流入口１５から流入した水平方向の溶融はんだ７の流れを同じ方向に右旋回する流れの方向に変え、右旋回上昇渦を形成し、半円筒板１１と協働して溶融はんだ７を、図１２の（Ａ）の白抜き上向き矢印に示すように方向転換するようになる。

また、半円筒板１１，１２の対の内側の溶融はんだ７の流れは、半円筒状の内面に沿って右旋回し、反対側の半円筒状の内面に衝突し、その際の衝突部位の圧力が高まる（図１５参照）。図１５の圧力分布例によれば、グレースケール（白黒階調）で色の濃い部分は溶融はんだ７の圧力が高いことを示している。色の薄い部分は溶融はんだ７の圧力が低いことを示している。矢印の向きは溶融はんだ７の流れの方向を示している。流入規制板４６の表裏で圧力が大きく変化しているのが分かる。流入規制板４６の表面側では、ポンプ５０から入口部４０４に向かって溶融はんだ７の圧力が最も高くなっている。

入口部４０４からダクト内に送出された溶融はんだ７の圧力は徐々に降下している。図中の白色の曲線は等圧線を示している。この例では、図３に示した半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の一方の端部ｃとで画定される領域と、当該半円筒板１１の他方の端部ｂと半円筒板１２の他方の端部ｄとで画定される領域とにおいて、その等圧線が略円形状を成している。この偏流板１０の２つの領域の圧力がその左右の圧力に比べて上昇している。

この圧力の上昇は、半円筒板１１，１２の対の内側に流入する溶融はんだ７の流れにとって抵抗となり、また、溶融はんだ７の旋回速度が大きい程、その圧力が大きくなる。このため、各半円筒板１１，１２の対に流入する溶融はんだ７の流量を均一にする効果が生じる。

なお、図１２の（Ａ）の白抜き上向き矢印に示した方向転換後の溶融はんだ７は、図１３に示す出口部４０６を通過して傾斜天板部４２３に突き当たる。そして、ノズル４２の前半部位で、垂直方向に立ち上がった溶融はんだ７が傾斜天板部４２３によって斜め上方へ案内され、直立壁部４２４へ導かれる。そして、ノズル４２の後半部位である直立壁部４２４が溶融はんだ７を上方に導くようになる。これにより、ノズル４２の開口部４２２から均一の波高の溶融はんだ７を噴流できるようになる。

このように第４の実施例としての噴流はんだ付け装置４００によれば、本発明に係る噴流装置４０が実装され、当該噴流装置４０には本発明に係る偏流板１０，２０又は３０が装着されている。本発明に係る偏流板１０が、ダクト４１内で溶融はんだ７の流れを右旋回しながら水平方向から垂直方向へ変えるようになる。

この構成によって、ノズル４２から噴出される溶融はんだ７の噴流高さの幅方向分布を均一化できるようになる。しかも、ポンプ５０の出力による溶融はんだ７の幅方向分布の傾向変化を低減できるようになる。更に、ポンプ５０の出力が変化しても、各半円筒板１１，１２の対に流入する溶融はんだ７の流量を均一にする効果によって、半円筒板１１，１２の対のバランスを保つことができ、ノズル４２の幅方向に均一な高さの溶融はんだ７の噴流を形成できるようになる。

また、噴流はんだ付け装置４００によれば、図１２の（Ｂ）に示した取り付け角度θで偏流板１０がダクト４１の底部に取り付けられるように偏流板１０のダクト４１に対する取り付け角度θを調整することができる。取り付け角度θの調整により、溶融はんだ７に対する半円筒板１１の流入口１４が相対的に変化するので、溶融はんだ７の取り込みを調整することができる。

上述の実施例では、偏流板１０，２０，３０に進入した溶融はんだ７を右旋回させる場合について説明したが、これに限られることはなく、偏流板１０等の半円筒板１１，１２の配置を上下反対に設定すると、溶融はんだ７を左旋回させることができる。

本発明は、溶融はんだの流れを水平方向から垂直方向に変えて、当該溶融はんだをプリント基板に向けて噴流する噴流はんだ付け装置等に適用して極めて好適である。

７ 溶融はんだ
１０，２０，３０ 偏流板
１１，１２ 半円筒板（第１，第２の部材）
２１，２２ アングル板（第１，第２の部材）
３１，３２ チャネル板（第１，第２の部材）
１３，２３，３３ 基板
１４，２４，２５ 第１の流入口
１５，２５，３５ 第２の流入口
４０ 噴流装置
４１ ダクト
４２ ノズル
４３ プラットホーム
４４，４５ 取り付け金具
４９ ノズルホーム
５０ ポンプ
５１ はんだ槽
５２，５３ プーリー
５４ ベルト
４００ 噴流はんだ付け装置

Claims (6)

1. 湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有する第１の部材と、
   湾曲または角状の内面形状を有し、かつ、所定の高さを有する第２の部材からなるペア構造が複数設けられ、
   前記ペア構造を構成する前記第１および第２の部材は、
   溶融状の流体の流れの主流方向から見て左右にずらした状態で配列されると共に、前記流体の流れの主流方向に沿って前記ペア構造が基板に立設され、
   互いに内面が向き合った前記第１および第２の部材の端部同士によって形成される開口より前記流体を流入させることで、流入した流体を前記ペア構造の内部で旋回させながら、前記流体の流れを水平方向から垂直方向へ変えるようにしたことを特徴とする偏流板。
2. 前記第１の部材及び第２の部材は、それぞれ半円筒状、断面Ｌ状、及び、断面コ状の衝立板のいずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の偏流板。
3. 所定の開口部を有して溶融状の流体を噴出するノズルと、
   前記ノズルに接続されたダクトと、
   前記ダクト内に前記流体を送出するポンプと、
   前記ポンプを収納し前記ダクトに接続されたポンプハウジングと、
   前記ダクト内に配設されて、前記ポンプによって送出される前記ダクトの長手方向から流入した前記流体の流れを旋回させて、当該流体の流れを前記ノズルの高さ方向へ変える、請求項１又は２に記載のいずれかの偏流板とを備えることを特徴とする噴流装置。
4. 前記ポンプハウジングに接続され、前記ポンプによって前記流体が送出される前記ダクトの長手方向と前記流体の流れの主流方向との間を成す角度が設定され、
   設定された前記角度で前記偏流板が前記ダクトに取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の噴流装置。
5. 前記ポンプによって流体が送出される前記ダクトは、
   所定の位置に入口部、出口部及び終端部が設けられた細長い筺体を有し、
   前記入口部は前記筺体の一方の側に設けられ、当該入口部には前記ポンプハウジングが接続され、
   前記入口部の所定の位置には、前記偏流板の一方の開口幅の流入口に前記流体が流入するように規制する流入規制板が設けられ、
   前記出口部は前記偏流板の上方であって、前記筺体の天板面に開口されて前記ノズルが接続され、
   前記終端部で流れの向きが反転された前記流体が前記偏流板の他方の開口幅の流入口から流入するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の噴流装置。
6. 前記ポンプハウジングと前記ダクトを接続する部分に傾斜部を有し、
   前記ポンプは、
   前記傾斜部を介して前記流体を前記ダクト内へ送出することを特徴とする請求項５に記載の噴流装置。