JPH0726049Y2 - 自動半田付け機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、主としてプリント基板に対する半田付けを自
動的に行うようにした、所謂ソルダーリフロータイプの
自動半田付け機に関するものであって、特にプリント基
板に対する半田付けのための加熱の形態が、極めて良好
に行われるようにしたものである。

【従来の技術】

従来のこの種自動半田付け機は、所謂トンネル型の炉内
にプリント基板を、チェーンコンベアーを介して移送
し、溶融した半田と接触させることに依り、所定の半田
付け処理を施すように構成したものであった。 そして、トンネル炉は両端開放型のものであり、また、
プリント基板を移送するチェーンコンベアーは無端状を
呈し、プリント基板移送のための往路部分はトンネル炉
内を通過するも、当該基板移送が完了後の復路部分は、
トンネル炉の外部を通って復帰するような回動移動を行
うように構成したものであった。

【考案が解決しようとする問題点】

上述したような従来の自動半田付け機は、トンネル炉の
両端面は開放状態に保たれており、空気が自由に流通す
る形式のものであり、かつ、トンネル炉の外部を通って
復帰するチェーンコンベアーは復帰時に外気で冷却さ
れ、これが再び炉内に導かれた際に、炉内温度を低下さ
せてしまうと言うような問題が生じ、必然的に炉内の温
度むらを生じさせたり、半田付け対象製品に対する加熱
形態が不適当としたりするような問題が生じることを余
儀なくされた。 そして、具体的には、従来に於けるプリント基板に対す
る加熱形態（加熱に基づく温度上昇率）は、第７図に点
線で示すような曲線、すなわち、次第に加熱され、半田
付け時点で最高温度となるような、熱上昇率が時間と比
例する温度曲線を描くものであった。そして、半田付け
後は自然的熱降下が成されるものであった。 然し乍、このように加熱形態であると、プリント基板
は、高熱雰囲気に長時間晒されることとなり、従って、
IC等電子部品をセットしたプリント基板にあっては、高
熱の悪影響を受けて故障を生じてしまう、と言うような
問題が必然伴うことを余儀なくされた。 換言すると、理想的には、第７図に実線で示すような曲
線、すなわち、プリント基板は半田付けのために或る程
度の温度に準備加熱されると共に、当該準備加熱温度を
保持し、半田付け作業時に瞬間的に高温化して半田付け
処理を完了し、当該完了後は速やかなる温度低下を図
る、と言うような温度曲線を描くようにすることが望ま
しい訳であるが、従来にあってはこのような温度曲線を
とることは極めて困難とした。 本考案は、上記のような従来に於ける問題点の解決化を
図ったものである。

【問題点を解決するための手段】

本考案は、トンネル炉（Ａ）内に、第１準備加熱室
（１）と、第２準備加熱室（２）と、半田付け用本加熱
室（３）とを画設すると共に、各加熱室には夫々加熱用
ヒーターと攪拌フアンを設けて独立した温度雰囲気を形
成するように構成し、更に、上記した第１準備加熱室
（１）、第２準備加熱室（２）、半田付け用本加熱室
（３）の所要箇所に、コイル状に巻回する管体内に冷媒
ガスを流通させることに基づき冷却作用を奏させるよう
に成した冷却用パイプを設けるようにしたものである。 そして、具体的には、第１準備加熱室（１）と第２準備
加熱室（２）との隣接部分に第１冷却用パイプ（15）
を、第２準備加熱室（２）内の中央部分に第２冷却用パ
イプ（16）を、第２準備加熱室（２）内の出口寄り部分
に第３冷却用パイプ（17）を、更に、第２準備加熱室
（２）と半田付け用本加熱室（３）の隣接部分に第４冷
却用パイプ（18）を、夫々設けるように構成する。 更に、トンネル炉（Ａ）の出口部分連設しかつ前扉
（８）と後扉（９）とを夫々開閉自在に設けて成る出口
側気密保持室（７）内にも、冷却パイプを設けてること
に依り、半田付け処理後の製品に対する急冷化を図るよ
うに構成することも出来る。

【作用】

実施例として図面に示す自動半田付け機の使用に際して
は、トンネル炉Ａ内を窒素ガス雰囲気に保っておく。 そして、当該トンネル炉Ａの入口側に連設の入口側気密
保持室４は、その前扉５を開いておくと共に後扉６を閉
じておく。 一方、当該トンネル炉Ａの出口側に連設の出口側気密保
持室７は、その前扉８を開いておくと共に後扉９を閉じ
ておく。 上記した状態に於いて、搬入用無端チェーンコンベアー
10を介して搬入される半田付け対象製品Ｍ（主としてプ
リント基板）は、入口側気密保持室４内に収装の送り込
み用無端チェーンコンベアー11に依って受け止められ
る。 当該搬入用無端チェーンコンベアー10を介して、半田付
け対象製品Ｍが、送り込み用無端チェーンコンベアー11
上に移された後は、入口側気密保持室４の前扉５を閉じ
ると共に、その閉扉の完了を待って、今度は後扉６を開
いて、入口側気密保持室４とトンネル炉Ａとを連通状態
とする。 これに依り、当該トンネル炉Ａ内に充満している窒素ガ
スは、入口側気密保持室４の前扉５に遮られ、従って、
トンネル炉Ａ内に対する半田付け対象製品Ｍの収容は、
窒素ガスが外部に漏れることなく達成される。 この状態に於いて、送り込み用無端チェーンコンベアー
11を回動させて、半田付け対象製品Ｍを、トンネル炉Ａ
内で回動している移動用無端チェーンコンベアー12上に
移し換える。 当該移し換え完了後は、前記後扉６を閉め、然る後、前
扉５を開ければ、新たな半田付け対象製品に対する前述
したような送り込み作動に対する準備状態となる。 一方、トンネル炉Ａ内に導かれた半田付け対象製品Ｍ
は、移動用無端チェーンコンベアー12で当該炉内を移動
することとなる。従って、半田付け対象製品Ｍは、第１
準備加熱室１及び第２準備加熱室２で加熱された後、本
加熱室３に導かれ、所定の半田付け作業が成される。 この時、トンネル炉Ａ内の所要部位に設けた第１冷却用
パイプ15、第２冷却用パイプ16、第３冷却用パイプ17、
第４冷却用パイプ18に依る各冷却作用に基づき、トンネ
ル炉Ａ内の温度上昇が抑止され、半田付け対象製品Ｍに
対する加熱形態が、第７図に実線で示すような温度上昇
を呈するような調節が図られる。すなわち、本加熱室３
で半田に適した急激なる加熱に至る前は、なだらかな温
度を保つことに依り、半田付け対象製品Ｍ自体に悪影響
を与えるような高温加熱の継続はカットされる。 なお、前記した各加熱室内に設けた攪拌フアン1c,2c,3c
の回転、並びに、熱格子1d,2d,3dに依り、熱の均一性の
良化が果される。 また、移動用無端チェーンコンベアー12はトンネル炉Ａ
内にその全体が収容された状態で回動するものであるか
ら、例えばコンベアーの復路部分がトンネル炉Ａの外を
通って戻すように構成した場合に生じる、当該コンベア
ーの冷化に基づく炉内温度の部分的低下、または不均一
化というようなことは防止される。 半田付け作業完了後の製品は、移動用無端チェーンコン
ベアー12を介して、出口側気密保持室７内に収装の、取
り出し用無端チェーンコンベアー13上に移す。この時、
出口側気密保持室７の前扉８はこれを開き、また、同後
扉９は閉じておく。そして、半田付け作業完了後の製品
を、取り出し用無端チェーンコンベアー13に移し終えた
後は、前記前扉８を閉めると共に、その完全閉扉を待っ
て後扉９を開く。 これに依り、当該取り出し用無端チェーンコンベアー13
を介して、半田付け作業完了後の製品を、搬出用無端チ
ェーンコンベアー14に移し代え、然る後、後扉９を閉じ
ると共に、前扉８を開けば、トンネル炉Ａ内に充満して
いる窒素ガスは、出口側気密保持室７の前扉５に遮ら
れ、従って、トンネル炉Ａ内からの製品取り出しは、当
該トンネル炉Ａ内に充満の窒素ガスを外部に漏らすこと
なく達成される。 そして、出口側気密保持室７内に設けた第５冷却用パイ
プ19に依り、半田付け処理後の製品に対する急冷作用が
奏され、半田付け処理に基づく高温の余熱に依る製品の
不良化を解消する。 処で、前述した搬入用無端チェーンコンベアー10、送り
込み用無端チェーンコンベアー11、移動用無端チェーン
コンベアー12、取り出し用無端チェーンコンベアー13、
搬出用無端チェーンコンベアー14の各無端チェーンコン
ベアーであるが、これは夫々独立したものとしてあるた
め、前記のような各室に対する半田付け対象製品の移送
を妨げることなく、前記のような当該各室の扉に依る気
密的開閉が妨げられない。 そして、上記の各無端チェーンコンベアーに依る半田付
け対象製品Ｍの移送であるが、これは、第５図及び第６
図に示すように、対向する第１及び第２無端チェーンａ
及びｂに設けられている半田付け対象製品載置用突起ｃ
及びｄ上に載せて移送する。 当該移送時に、半田付け対象製品Ｍの不測の落下を招い
た場合は、第１及び第２無端チェーンａ及びｂに設けら
れている受け片ｅ及びｆに依って受け止められ、無端チ
ェーンコンベアーから離脱することが阻止される。 そして、当該受け片ｅ及びｆに設けてある保持用片ｇ及
びｈの存在が、当該受け片ｅ及びｆ上からの滑り落ちを
阻止する。 結局、半田付け対象製品Ｍが無端チェーンコンベアーか
ら落下離脱し、当該無端チェーンコンベアーを収装する
室内に取り残してしまうようなことを防止する。

【実施例】

本考案の構成を図面に示す実施例について詳細に説明す
れば次の通りである。 図に於いて、Ａはトンネル炉であって、その内部は、第
１準備加熱室１、第２準備加熱室２、及び半田付け用本
加熱室３とが夫々画設してある。 そして、前記第１準備加熱室１内には、第１準備加熱用
ヒーター1aが、前記第２準備加熱室２内には、第２準備
加熱用ヒーター2a,2bが、そして、半田付け用本加熱室
３内には、本加熱用ヒーター3aが、夫々収装してある。 そして、第１準備加熱室１内及び第２準備加熱室２内
は、140℃〜180℃程度の加熱が成されるように構成して
あり、また、本加熱室３内では200℃〜250℃程度の加熱
が成されるように構成してある。 トンネル炉Ａは上記のような各加熱室を区画形成するこ
とに依り、他の加熱室の影響を受ける事無く、半田付け
対象製品Ｍ（主としてプリント基板）に対する所望の温
度上昇（加熱）が成されるように構成してある。 処で、上記したトンネル炉Ａであるが、その内部は窒素
ガスが常に充満され当該窒素雰囲気での加熱及び半田付
け作業が成されるように構成してある。そして、図面に
於いては省略してあるが、半田付け用本加熱室３内には
ソルダーリフロー方式の半田付け用機構が設けられてい
る。 1cは第１準備加熱室１内に設けた攪拌フアン、2cは第２
準備加熱室２内に設けた攪拌フアン、3cは半田付け用本
加熱室３内に設けた攪拌フアンであって、上記各室内の
熱気の均一化を図るためのものである。 1dは第１準備加熱室１内に設けた第１準備加熱用ヒータ
ー1aと攪拌フアン1cを覆うための熱格子であって、当該
第１準備加熱用ヒーター1aの発する熱風の温度的安定化
を図るためのものである。 2d,2dは第２準備加熱室１内に設けた第２準備加熱用ヒ
ーター2a,2bと攪拌フアン2cを覆うための熱格子であっ
て、当該第２準備加熱用ヒーター2a,2bの発する熱風の
温度的安定化を図るためのものである。 3dは半田付け用本加熱室３内に設けた本加熱用ヒーター
3aと攪拌フアン3cを覆うための熱格子であって、当該本
加熱用ヒーター3aの発する熱風の温度的安定化を図るた
めのものである。 ４はトンネル炉Ａの入口部に連設した入口側気密保持室
であって、その前後両口面には、前扉５と後扉６とが夫
々開閉自在に設けられている。 また、当該前扉５と後扉６とは、一方が開いている場合
は他方が閉まっていると言うように、両者は互いに逆の
開閉作動を成すように構成してある。 そして、当該入口側気密保持室４は、その各扉を順次開
くことに依り、トンネル炉Ａ内と連通するように構成し
てある。 5aは前扉開閉制御用エアーシリンダー、6aは後扉開閉制
御用エアーシリンダーである。 ７はトンネル炉Ａの出口部に連設した出口側気密保持室
であって、その前後両口面には、前扉８と後扉９とが夫
々開閉自在に設けられている。 また、当該前扉８と後扉９とは、一方が開いている場合
は他方が閉まっていると言うように、両者は互いに逆の
開閉作動を成すように構成してある。 そして、当該出口側気密保持室７は、その各扉を順次開
くことに依り、トンネル炉Ａ内と連通するように構成し
てある。 8aは前扉開閉制御用エアーシリンダー、9aは後扉開閉制
御用エアーシリンダーである。 10は入口側気密保持室４の入口に隣接させて設けた搬入
用無端チェーンコンベアーであって、半田付け対象物を
入口側気密保持室４内に搬入するためのものである。 11は入口側気密保持室４内に収装した送り込み用無端チ
ェーンコンベアーであって、半田付け対象製品を、トン
ネル炉Ａ内に送り込むためのものである。そして、当該
コンベアー11はその全体が、入口側気密保持室４内に収
容されている。 12はトンネル炉Ａ内に収装した移動用無端チェーンコン
ベアーであって、トンネル炉Ａ内に於いて、半田付け対
象製品を、その入口側から出口側に向かって移動させる
ためのものである。そして、当該コンベアー12はその全
体が、トンネル炉Ａ内に収容されている。 13は出口側気密保持室７内に収装した取り出し用無端チ
ェーンコンベアーであって、半田付け済み製品を、トン
ネル炉Ａから取り出すためのものである。そして、当該
コンベアー13はその全体が、出口側気密保持室７内に収
容されている。 14は出口側気密保持室７の出口に隣接させて設けた搬出
用無端チェーンコンベアーであって、半田付け済み製品
を出口側気密保持室７内から搬出するためのものであ
る。 処で、上記した搬入用無端チェーンコンベアー10、送り
込み用無端チェーンコンベアー11、移動用無端チェーン
コンベアー12、取り出し用無端チェーンコンベアー13、
搬出用無端チェーンコンベアー14であるが、これらの各
コンベアーは下記のような構成を具えたものである。 ａは二連状に形成した第１無端チェーン、ｂは同じく二
連状に形成した第２無端チェーンであって、両チエーン
a,bは所定間隔（半田付け対象製品の幅）を保った左右
対称的に対向させた状態での並列回動を成すように構成
してある。 ｃ及びｄは上記第１無端チェーンａ及び第２無端チェー
ンｂの各内側面に夫々対向するように突設した半田付け
対象製品載置用突起であって、半田付け対象製品Ｍを載
置移送するためのものである。 ｅ及びｆは上記第１無端チェーンａ及び第２無端チェー
ンｂの各内側面に夫々対向するように取付けた受け片で
あって、移送中の半田付け対象製品に、上記載置用突起
c,dからの不測の落下が生じた際、これを受け止めて、
コンベアー外に落ちてしまうことを防止するためのもの
である。 ｇ及びｈは上記受け片ｅ及びｆの基端部寄りに立ち上が
らせた落下製品保持用片である。 前述した各コンベアー中、少なくとも送り込み用無端チ
ェーンコンベアー11、移動用無端チェーンコンベアー1
2、送り出し用無端チェーンコンベアー13のように、密
閉室内に収装してあるコンベアーは、上記のような構成
を採るものとする。 15は第１冷却用パイプであって、当該パイプはコイル状
に巻回する管体内にフロン等の冷媒ガスを流通させるこ
とに依り、冷却作用を奏させるためのもである。そし
て、当該第１冷却用パイプ15は、トンネル炉Ａ内に収装
した移動用無端チェーンコンベアー12の移送経路中の、
第１準備加熱室１と第２準備加熱室２との隣接部分に設
けられている。すなわち、当該第１冷却用パイプ15は、
上記の位置で移動用無端チェーンコンベアー12を巻回す
るように設けてある。 16は前記した第１冷却用パイプ15同様な形態を具えた第
２冷却用パイプであって、第２準備加熱室２内の中央部
分に設けてある。 17は前記した第１冷却用パイプ15同様な形態を具えた第
３冷却用パイプであって、第２準備加熱室２内の出口寄
り部分に設けてある。 18は前記した第１冷却用パイプ15同様な形態を具えた第
４冷却用パイプであって、第２準備加熱室２と半田付け
用本加熱室３との隣接部分に設けてある。 上記した各冷却用パイプ15,16,17,18は、コンベアーを
介して送られて来る半田付け対象製品が、半田付け用本
加熱室３内に至る以前に高熱化することを防ぐような温
度上昇、すなわち、第７図に示すような温度上昇が得ら
れるようにするためのものである。 そして、当該各冷却用パイプの温度は、通常５℃〜10℃
程度であるが、これは上記のように半田付け対象製品の
温度上昇を制御するためであり、従って、当該半田付け
対象製品の大きさ及び質量に依って適宜調節するもので
ある。 19は前記した第１冷却用パイプ15同様な形態を具えた第
５冷却用パイプであって、出口側気密保持室７内に設け
てある。そして、当該第５冷却用パイプ19は、半田付け
処理後の製品に対する急冷作用を奏させ、半田付け処理
に基づく高温の余熱に依る製品の不良化を解消するため
のものである。

【考案の効果】

本考案は、トンネル炉Ａ内に、第１準備加熱室１と、第
２準備加熱室２と、半田付け用本加熱室３とを画設する
と共に、各加熱室には夫々加熱用ヒーターと攪拌フアン
を設けて独立した温度雰囲気を形成するように構成し、
更に、上記した第１準備加熱室１、第２準備加熱室２、
半田付け用本加熱室３の所要箇所に、コイル状に巻回す
る管体内に冷媒ガスを流通させることに基づき冷却作用
を奏させるように成した冷却用パイプを設けるように構
成したから、本考案に依れば、例えば、IC等電子部品を
セットしたプリント基板等のような、熱に弱い製品に対
する半田付けが、極めて良好に成されることとなる。 すなわち、従来の自動半田付け機に於いては、半田付け
対象製品に対する加熱形態（加熱に基づく温度上昇率）
は、第７図に点線で示すような曲線、すなわち、次第に
加熱され、半田付け時点で最高温度となるような温度曲
線を描き、換言すると、熱上昇率が時間と比例する温度
曲線を描くものであった。 従って、半田付け対象製品が、IC等電子部品をセットし
たプリント基板のようなものであった場合、高温度雰囲
気に長時間晒されることとなり（第７図に示す２の部分
の点線曲線）、高熱の悪影響を受けて故障を生じてしま
う、と言うような問題が必然伴うことを余儀なくされ
た。 これに対して本考案に依れば、第２準備加熱室２に依る
加熱部分は、第７図に示す２の部分の実線曲線となり、
具体的には、プリント基板は半田付けのために或る程度
の温度に準備加熱されると共に、冷却用パイプ15に依る
冷却作用に基づき、当該準備加熱温度を保持し、半田付
け作業時に瞬間的に高温化して半田付け処理を完了す
る、と言うように、高温雰囲気は半田付け作業時の短時
間だけとすることが出来、従って、上記のような従来に
於ける問題点は全く解消化される。 また、本考案は請求項３に記載のような構成、すなわ
ち、トンネル炉（Ａ）の出口部分連通可能に連結した出
口側気密保持室（７）内に、冷却パイプを設けるように
構成した場合、半田付け処理後の製品に対する急冷作用
が奏され、従って、半田付け処理に基づく高温の余熱に
依る製品の不良化と言うような問題を全く解消化する。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示すものであって、第１図は本
考案全体の縦断正面図、第２図は同上横断平面図、第３
図は同上縦断側面図、第４図は熱格子の斜視図、第５図
は無端チェーンコンベアーの要部を示す平面図、第６図
は第５図に於けるＸ−Ｘ線拡大断面図、第７図はトンネ
ル炉に依る製品の加熱状態を示す温度グラフである。 Ａ……トンネル炉 １……第１準備加熱室、1a……加熱用ヒーター 1c……攪拌フアン、1d……熱格子 ２……第２準備加熱室 2a,2b……加熱用ヒーター、2c……攪拌フアン 2d……熱格子 ３……半田付け用本加熱室 3a……本加熱用ヒーター、3c……攪拌フアン 3d……熱格子 ４……入口側気密保持室、５……前扉 5a……前扉開閉制御用エアーシリンダー ６……後扉 6a……前扉開閉制御用エアーシリンダー ７……出口側気密保持室、８……前扉 8a……前扉開閉制御用エアーシリンダー ９……後扉 9a……後扉開閉制御用エアーシリンダー 10……搬入用無端チェーンコンベアー 11……送り込み用無端チェーンコンベアー 12……移動用無端チェーンコンベアー 13……取り出し用無端チェーンコンベアー 14……搬出用無端チェーンコンベアー 15……第１冷却用パイプ 16……第２冷却用パイプ 17……第３冷却用パイプ 18……第４冷却用パイプ 19……第５冷却用パイプ ａ……第１無端チェーン ｂ……第２無端チェーン c,d……製品載置用突起 e,f……受け片 g,h……落下製品保持用片

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル炉（Ａ）内に、第１準備加熱室
   （１）と、第２準備加熱室（２）と、半田付け用本加熱
   室（３）とを画設すると共に、各加熱室には夫々加熱用
   ヒーターと攪拌フアンを設けて独立した温度雰囲気を形
   成するように構成し、更に、上記した第１準備加熱室
   （１）、第２準備加熱室（２）、半田付け用本加熱室
   （３）の所要箇所に、コイル状に巻回する管体内に冷媒
   ガスを流通させることに基づき冷却作用を奏させるよう
   に成した冷却用パイプを設けるように構成したことを特
   徴とする自動半田付け機。
2. 【請求項２】第１準備加熱室（１）と第２準備加熱室
   （２）との隣接部分に第１冷却用パイプ（15）を、第２
   準備加熱室（２）内の中央部分に第２冷却用パイプ（1
   6）を、第２準備加熱室（２）内の出口寄り部分に第３
   冷却用パイプ（17）を、更に、第２準備加熱室（２）と
   半田付け用本加熱室（３）の隣接部分に第４冷却用パイ
   プ（18）を、夫々設けて成る請求項１に記載の自動半田
   付け機。
3. 【請求項３】トンネル炉（Ａ）の入口部分には、前扉
   （５）と後扉（６）とを夫々開閉自在に設けて成る入口
   側気密保持室（４）を連通可能に連結すると共に、当該
   トンネル炉（Ａ）の出口部分には、前扉（８）と後扉
   （９）とを夫々開閉自在に設けて成る出口側気密保持室
   （７）を連通可能に連結し、当該出口側気密保持室
   （７）内に、冷却パイプを設けて成る請求項１または請
   求項２に記載の自動半田付け機。