JPH0589943A - 自己冷却型小型スポツトヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高熱ビームを被加工部へ局部的に照射し被加
工部以外への熱的な悪影響を防止し、かつ加工作業の
間、冷却用空気をスポツトヒータ内に強制的に取り入
れ、スポツトヒータ全体の温度上昇を防止する。 【構成】 フアンモータケース１の一端側に設けた空気
取り入れ口５から冷却用の空気を強制的に取り入れ、そ
の冷却用空気を反射ミラー１２を着脱可能に取り付けた
ミラーケース７内に供給する。反射ミラー１２にはラン
プ１６を有するランプベース１７を押さえばね１８で一
定圧力で着脱可能に加圧保持し、また、冷却用空気は反
射ミラー１２の冷却用通路２１に通す。冷却用通路２１
は反射ミラー１２の円周方向に連続しかつ垂直方向に沿
つて設けた冷却フイン１９とミラーケース７とにより形
成する。冷却用空気は冷却用通路２１を介して反射ミラ
ー１２の全体を冷却し、空気排出口２２から被加工部２
６より離れた位置へ排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品たとえばプリ
ント基板にフラツトパツケージＩＣをハンダ付する際、
そのハンダ付すべき被加工部を熱溶融するための熱源に
関し、さらに詳わしく言えばスポツトヒータを自己冷却
型のコンパクト構造に形成して、得られる高熱ビームを
被加工部のみに局部照射して高精度にハンダ付けし得る
ようにした自己冷却型小型スポツトヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品、たとえばプリント基板にフラ
ツトパツケージＩＣをハンダ付けする場合、あるいは微
小部品のハンダ付けの場合、ハンダ付すべき被加工部に
対し、加熱ヒータで生成せしめた熱風を吹きつけ、被加
工部を溶融せしめ瞬時にハンダ付けすることは既に行わ
れている。

【０００３】このような熱風を得るための発生装置は、
例えば一端側に熱風噴出ノズルを有し、他端側に空気取
り入れ口を有する中空状のヒータ本体を備え、該中空状
のヒータ本体内にフアンモータとヒータを配置した構成
であり、該フアンモータにより空気取り入れ口から取り
入れた空気を加熱ヒータに供給し、該ヒータにより熱風
に変換せしめ、該発生せしめた熱風を噴出ノズルから被
加工部へ噴出せしめ、ハンダ付けを行うものである。

【０００４】更に、従来、別の熱風発生装置としては、
一端側に熱風噴出ノズルを有し、他端側に空気取り入れ
口を有する円筒状の石英バルブを備え、該石英バルブ内
に補強リングを介して渦巻き状に成形した加熱コイルを
懸架せしめ、空気取り入れ口から強制的に供給した空気
を、加熱コイルで高熱にし、そしてこの熱風を噴出ノズ
ルから被加工部へ噴出せしめ、ハンダ付けを行うもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの熱風発生装置も、熱風を直接ハンダ付すべき被加
工部およびその周辺部に吹きつけて、該被加工部を溶融
せしめ、ハンダ付けするため、熱風を被加工部のみに局
部的に集中して噴出させることはできず、どうしても被
加工部の周辺部までを加熱することになる。それ故、熱
的な悪影響を受け易い電子部品の場合、この種の装置で
は製品に対する信頼性が大きく損なわれるという問題が
あつた。

【０００６】本発明者らは、このような問題点を解決す
る目的で種々の研究を行つた結果、被加工部に近赤外線
ランプによる高熱ビームをスポツトで局部的に照射すれ
ば、被加工部以外には全く熱的な影響を及ぼすことなく
溶融せしめ得ることを見出した。しかし、その反面にお
いて、局部的に照射せしめられる高熱ビームは８００℃
以上にもなることから、装置自体が相当高温化され、熱
的な影響たとえばミラーの反射面がくもりビームの反射
効率が低下されてしまう等の問題があつた。

【０００７】そこで、このような問題を解決するため
に、例えばミラー本体内に冷却用の循環路を形成し、こ
の循環路に冷却水を循環せしめることにより、反射面へ
の熱的な悪影響およびミラー本体の高熱化等を防止し得
る構造が提案された。

【０００８】しかしながら、このような装置は、ヒータ
全体が大型化されてしまうことから、ハンド式で加工作
業を行う必要が生じた場合、大型でかつ重い装置を手に
もつて作業を行うことは非常に困難となる。また、装置
が大型化であるため、自動機への搭載に際しても設置ス
ペース等の問題から、望ましいヒータとは言えなかつ
た。

【０００９】本発明者らはさらに研究を続けた結果、高
熱ビームを局部的に照射せしめるにもかかわらず、被加
工部以外への熱的な悪影響を防止し、しかもハンダ付作
業の間、外部空気を当該スポツトヒータ内に取り入れ
て、該空気によりヒータ全体の温度上昇を防止する自己
冷却型の小型構造とすることにより、自動機への搭載お
よびハンド式作業にも好適であるようにしたヒータを開
発することに成功した。

【００１０】従って、本発明の目的はハンダ付作業の
間、外部空気を当該スポツトヒータ内に取り入れて、該
空気によりヒータ全体の温度上昇を防止すると共に小型
構造とすることにより、自動機への搭載およびハンド式
作業に適した自己冷却型スポツトヒータを提供するもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のごとく目的は、本
発明によれば、一端側に冷却用の空気取り入れ口を有す
るフアンモータを配置したフアンモータケースと、この
空気取り入れ口と反対側の開口部に着脱可能に取りつけ
たミラーケースと、このミラーケース内に配置した反射
ミラーの円周方向に連続しかつ垂直方向に沿って設けた
冷却フインと、該冷却フインとミラーケースとによつて
形成した冷却用通路と、上記反射ミラーの反射開口部が
上記ミラーケースの空気排出口より外方に突出せしめら
れ、さらに反射ミラーに形成したランプ収容部に着脱可
能に挿入したランプベースと、該ランプベースを固定す
るために該ランプベースとフアンモータとの間に配置さ
れたランプ押さえばねと、このランプ押さえばねの軸線
方向の適宜個所を係止して一定圧力で上記のランプベー
スを加圧保持するための圧力保持部材とを備えることに
より達成される。

【００１２】

【実施例】図１に示した自己冷却型小型スポツトヒータ
は、例えばハンドタイプに好ましい小型構造に形成して
ある。フアンモータケース１は、両端が開口する中空状
に形成され、該フアンモータケース１内にはフアン２を
有するフアンモータ３が配置され、固定ビス４で取りつ
けてある。フアンモータ３内には通常のように空気通路
が形成され、空気取り入れ口５から取り入れられた冷却
用の空気は、空気通路を流れてフアンモータ３を冷却す
る。

【００１３】フアンモータケース１の空気取り入れ口５
と反対側の開口部６は、両端が開口するミラーケース７
の一端側に嵌め込んである。上記のフアンモータケース
１には挿入孔８が設けてあり、該挿入孔８から電源側に
接続されるコード類９が束ねた状態で挿入され、フアン
モータ３および後で説明するランプベースにそれぞれ接
続される。挿入孔８にパツキング１０を装着することに
よりコード類９がフアンモータケース３に保持される。

【００１４】上記のフアンモータケース１に着脱可能に
挿入されたミラーケース７は、固定ねじ１１により取り
つけられる。このミラーケース７内に凹状の反射面１３
を有する反射ミラー１２が配置してある。この反射面１
３内と連通するランプ挿入孔１４が反射ミラー１２の中
心部に対して明けてある。従って、ランプ挿入孔１４に
近赤外線ランプ１６を挿入することにより、反射面１３
に対する近赤外線ランプ１６の中心軸線が出される。

【００１５】ランプ挿入孔１４の内径はランプ１６の外
径とほぼ同じか、あるいはそれより僅かに大きい径に形
成してある。従って、ランプ１６を挿入孔１４に挿入し
たとき、該ランプ１６が挿入孔１４にぴつたりと接触し
て挿入されるため、該ランプ１６は常に真っ直ぐに保持
される。反射面１３は挿入孔１４を介して反射ミラー１
２に形成した凹状のランプ収容部１５と連絡され、該ラ
ンプ収容部１５にはランプベース１７が安定した状態で
着脱可能に収容される。

【００１６】上記の近赤外線ランプ１６はランプベース
１７に保持され、図４に示すごとくユニツト構造に形成
され、ランプ１６の交換等に際しては、ワンタツチ操作
で交換が行える。ランプベース１７は断面が十字状に形
成され、ランプ収容部１５に規則正しく収容される。従
って、ランプベース１７の所定位置へのセツトとランプ
１６の挿入孔１４の案内とによりランプ１６の中心軸線
が正確にだされることになる。

【００１７】ランプ押さえばね１８は図２に示されるご
とく、その上端側の径が下端側の径に比べて大きくなつ
た逆円錐状に成形される。ランプ押さえばね１８の一端
は前記フアンモータ３の下面に圧接され、他端はランプ
ベース１７の係合段部１２ａに係合してある。押さえば
ね１８は、フアンモータ３とランプベース１７とを互い
に相反する方向にばね力を及ぼす。それ故、ランプベー
ス１７はランプ収容部１５内に規則正しく収められ、所
定の位置に加圧保持されることになる。

【００１８】上記のフアンモータ３とランプベース１７
との間に圧縮せしめられた状態で介在された押さえばね
１８は、その軸線方向の適当な個所が、フアンモータケ
ース１にねじ込んだ圧力保持部材である固定ねじ１１の
内端縁１１ａによつて係止される。従って、固定ねじ１
１とランプベース１７との間における押さえばね１８の
ばね力が一定圧に保持される。この一定圧力によりラン
プベース１７がランプ収容部１５に対して常に同じ加圧
条件で保持されるため、反射面１３に対するランプ１６
のフイラメントの位置が常に一定の位置に保持され、ラ
ンプ１６からのビームを常に同じ条件で反射面１３で反
射させることができる。

【００１９】前記の反射ミラー１２は、その外周面に円
周方向に連続しかつ垂直方向に沿って冷却用フイン１９
が形成してある。冷却用フイン１９は図３に示されるよ
うに反射ミラー１２の円周方向に連続する歯形状に形成
してあるため、その放熱のための表面積が大きくなる。
反射ミラー１２はランプ１６により高熱にされるが、そ
れは反射ミラー１２の全周から冷却フイン１９を介して
効率的に放熱される。

【００２０】そしてまた、相隣り合う冷却フイン１９間
は空気通路２１になつているため、該空気通路２１内に
冷却用空気を流すことにより、大きな表面積をもつ冷却
フイン１９の冷却が促進される。それ故、反射ミラー１
６自体への貯熱が防止でき、反射面１３への熱影響が阻
止され、反射面１３を常にクリーンな状態に維持させる
ことができる。

【００２１】前記のミラーケース７外から、その円周方
向の適当な個所に固定ねじ２０がねじ込まれ、その内端
縁２０ａは冷却用フイン１９によつて形成された空気通
路２１内に圧入され、それにより反射ミラー１２がミラ
ーケース７内に固定される。反射ミラー１２の開口面側
はミラーケース７の空気排出口２２より更に外方に突出
させてあり、当該ヒータから排出される冷却空気が直接
被加工部２６へ供給されないように考慮してある。

【００２２】このように、空気排出口２２から排出され
る冷却用空気が反射ビーム２７の焦点部２６へ供給さ
れ、該焦点部２６を冷却することがないため、高温ビー
ム２７で溶融せしめた被加工部を冷やすことがないの
で、加工が瞬時に行える。反射開口部１２ａにはプロテ
クトガラス２３がガラス押さえ２４により保持され、該
ガラス押さえ２４はビス２５により反射ミラー１２に対
して取りつけてある。ランプ１６からのビーム２７は反
射面１３により常に同じ条件で反射され、ガラス２３を
通して被加工部２６にスポツト照射される。

【００２３】スポツトヒータをハンドタイプとして使用
するには、ミラーケース７をワンハンドで把持し、図に
示してないランプ１６の切り換えスイツチを低出力側に
切り換え、ランプ１６から低出力にビームを放出させ
る。また、この時、フアンモータ３のスイツチをオンに
してフアン２を回転せしめ、冷却用の外部空気を図１に
矢印で示す方向から取り入れる。空気取り入れ口５から
取り入れられた空気は、フアンモータ３のまわりを流
れ、ミラーケース７内に供給される。

【００２４】そして、さらに冷却空気はランプベース１
７を冷却しながら、反射ミラー１２の冷却用通路２１内
に流れ込み、空気排出口２２から図１に矢印で示すごと
くヒータ外へ排出される。この場合、その排出される冷
却用空気はビーム２７が結ぶ焦点部２６から大きく離れ
た位置へ排出されるため、該冷却空気がビーム２７の焦
点部２６に供給され、ハンダ付け加工部を冷却するおそ
れはない。

【００２５】このようにして、ヒータ作業の準備が完了
したならば、スポツトヒータを被加工部方向に離接させ
ながら、被加工部２６へ焦点を合わせる。この場合、ビ
ームは低出力であるため、被加工部２６への影響はな
い。このようにして、反射ビーム２７を被加工部２６へ
合致させたならば、切り換えスイツチを高出力側に切り
換え、たとえば約８００℃以上の高熱ビームとして被加
工部２６に焦点を結ばせれば、被加工部２６のみが局部
的に溶融され、瞬時にハンダ付けが行われる。

【００２６】このハンダ付け作業の間、フアン２の回転
により冷却用の外部空気が空気取り入れ口５から取り入
れられ、フアンモータ３のまわりを通り、該モータ３を
冷却しながらミラーケース７内に供給される。ミラーケ
ース７内に供給された冷却用空気は、ランプベース１７
を冷却しながら、冷却用通路２１内に供給される。冷却
用空気は表面積の大きい冷却フイン１９を冷却するとと
もに反射ミラー１２自体をも冷却して、空気排出口２２
からミラーケース７外に排出される。

【００２７】空気排出口２２から排出される冷却用空気
は、ミラーケース７の軸線方向にみてフアンモータケー
ス１側の方向に排出されるので、冷却用空気が直接に被
加工部２６へ供給されることはない。さらに好ましいこ
とは、ミラーケース７と反射ミラー１２とは全面接触で
はなく、冷却用通路２１を介して接触せしめられるた
め、反射ミラー１２の熱がミラーケース７へは伝達され
ず、該ミラーケース７は冷却される。従って、反射面か
ら８００℃以上の高熱ビーム２７が放射されるにもかか
わらず、ミラーケース７は冷却状態を維持しているの
で、ハンド式に容易に把持することができる。

【００２８】また、ランプ１６の交換を行うときは、固
定ねじ１１をフアンモータケース１から外せば、固定ね
じ１１の内端縁１１ａによつて保持されていた押さえば
ね１８のテンション保持が解除される。これと共にフア
ンモータケース１をミラーケース７から外すと、フアン
モータ３およびランプベース１７が押さえばね１８によ
り相対的に相反する方向に押しやられるので、それらが
簡単に離脱される。

【００２９】したがって、押さえばね１８をランプベー
ス１７から取り除き、さらにランプ収容部１５からラン
プベース１７を取り出す。そして、ユニツト化された新
たなランプベースを収容部１５へ前記と同様にして収容
し、再び前記のようにランプベース１７を押さえばね１
８で固定すると共にミラーケース７にフアンモータケー
ス１を嵌め、固定ねじ１１をねじ込み、その内端縁１１
ａを押さえばね１８に係合させ、一定のばね力でランプ
ベース１７を加圧せしめる。

【００３０】図５に示した実施例は、フアンモータケー
ス１に対して把手２９を設けた構造が前記の実施例と異
なる。したがつて、この実施例によれば、把手２９をワ
ンハンドで持ち、所望の加工作業が行えるので、その作
業がさらにやり易くなる。特に、この場合には把手２９
にランプ１６の高、低出力用の切り換えスイツチ３０が
設けてあるため、リモートコントロール式に操作できる
ため、その作業性がさらによくなる。なお、その他の構
造は前記の実施例と同じであるため、同じ部品には同じ
番号を付し、説明は省略する。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フアンモ
ータによりフアンモータケースの一端側に設けた空気取
り入れ口から冷却用空気を強制的に取り入れ、該空気を
フアンモータのまわりに流下させながらランプベースに
供給して冷却し、さらに反射ミラーの円周方向に連続し
かつ垂直方向に沿って形成された冷却用通路に流下させ
ることにより、反射ミラーの全体を冷却し、ミラーケー
スの空気排出口から、被加工部が影響されることのない
部分へ排出するから、高熱ビームを有効に被加工部へ局
部的に照射せしめて、被加工部以外への熱的な悪影響を
防止することができ、しかもハンダ付け作業の間、冷却
空気を当該スポツトヒータ内に取り入れて、ヒータ全体
の温度上昇を防止することができる。したがつて、水冷
式の冷却手段を設ける構造のものに比較して小型構造と
することが可能となるので、自動機への搭載およびハン
ド式作業にも極めて好適となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例によるスポツトヒータの正面図であ
る。

【図２】図１に示したスポツトヒータの縦断面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】ランプとランプベースとをユニツト型にした熱
源の一部断面図である。

【図５】第２実施例によるスポツトヒータの縦断面図で
ある。

【符号の説明】 １ フアンモータケース ３ フアンモータ ５ 空気取り入れ口 ６ 開口部 ７ ミラーケース １１ 圧力保持部材 １１ａ 内端縁 １２ 反射ミラー １２ａ 反射開口部 １５ ランプ収容部 １６ ランプ １７ ランプベース １８ 押さえばね １９ 冷却フイン ２１ 冷却用通路 ２２ 空気排出口 ２０ 固定ねじ ２９ 把手

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に冷却用の空気取り入れ口５を有
   するフアンモータ３を配置したフアンモータケース１
   と、この空気取り入れ口５と反対側の開口部６に着脱可
   能に取りつけたミラーケース７と、このミラーケース７
   内に配置した反射ミラー１２の円周方向に連続しかつ垂
   直方向に沿って設けた冷却フイン１９と、この冷却フイ
   ン１９とミラーケース７とによつて形成した冷却用通路
   ２１と、上記反射ミラー１２の反射開口部１２ａが上記
   ミラーケース７の空気排出口２２より外方に突出せしめ
   られ、さらに反射ミラー１２に形成したランプ収容部１
   ５に着脱可能に挿入されるランプ１６を有するランプベ
   ース１７と、このランプベース１７を固定するために該
   ランプベース１７とフアンモータ３との間に配置された
   ランプ押さえばね１８と、このランプ押さえばね１８の
   軸線方向の適宜個所を係止して一定圧力で上記のランプ
   ベース１７を加圧保持するための圧力保持部材２０とを
   備えたことを特徴とする自己冷却型小型スポツトヒー
   タ。
2. 【請求項２】 上記ランプ押さえばね１８を一定圧に保
   持する圧力保持部材が、押さえばね１８の軸線方向の適
   当な個所に係止されるフアンモータケース１にねじ込ん
   だ固定ねじ１１の内端縁１１ａであることを特徴とする
   自己冷却型小型スポツトヒータ。
3. 【請求項３】 上記のフアンモータケース１に把手２９
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の自己冷却型小
   型スポツトヒータ。