JPH0741568Y2 - はんだ付け用ミラー付きハロゲンランプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、赤外線を集光させてエネルギー密度の高い光
ビームではんだ付け処理をするためのはんだ付け用ミラ
ー付きハロゲンランプに関する。

「従来の技術」 従来のこの種のハロゲンランプは、第６図に示す如く、
ランプ球１内にクリプトンガスやアルゴンガスと窒素ガ
スとの混合ガスを封入させ、この封入ガスによりタング
ステンフイラメント２の寿命が長がらえるように保持し
ている。又タングステンフイラメント２と口金金具３と
の接続にモリブデン箔４を使用しており、ランプの使用
状態によりモリブデン箔４が加熱されて350℃以上にな
ると、該モリブデン箔４が膨張し、これによりランプの
封止部が破れてランプ寿命が低下し、更にはタングステ
ンフイラメント２の断線に至ることもあり、従来はこれ
を防止すべく、第６図に示す如く凹面ミラー５に装着さ
れたランプ球１をケーシング６内に収容させておき、ケ
ーシング６の一端に配設した冷却フアン７で、排風口８
に向け給風して、凹面ミラー５付きのランプ球１の全体
を強制冷却するようにしたものがある。その他、第７図
に示す如く、ミラー基体10の基部のランプ球11が装着さ
れた箇所の周部にウォータージャケット12を形成し、ウ
ォータージャケット12と水槽13との間をポンプ14で冷却
水を循環させて、ミラー基体10を冷却し、ミラー基体10
の冷却に伴いランプ球11をも冷却するようにしたもので
ある。更に、第８図に示す如く、ランプ球16から放射す
る赤外線をミラー基体17の鏡面18で集光させて高エネル
ギー密度の光ビームでプリント基板19の所定箇所をはん
だ付けする際に、フラックスの気化ガスが立ち上ぼり、
これにより上記鏡面にフラックスが結露して付着し、こ
の結果鏡面が汚れ、又鏡面が変色して反対効率が低下す
るなどを防ぐべく、鏡面18の開口部に、赤外線を通しか
つ耐熱性もある石英ガス20を取付けておくことがあっ
た。そして、適時鏡面18の開口部から石英ガラス20を取
り外し清掃してフラックスによる汚れを除去している。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、凹面ミラー５と共にランプ球１の全てを
ケーシング６内に収納して、該ケーシング６内を冷却フ
ァン７で強制冷却する方式及びミラー基体10にウォータ
ージャケット12を設けておき、該ウォータージャケット
12と別置きの水槽13との間でポンプ14により冷却水を循
環させて強制冷却する方式の何れにおいても、装置全体
が大掛りとなり、プリント基板のはんだ付けに際し、は
んだ付けすべき箇所に焦点を合わすのが難しく、はんだ
付けすべき以外のはんだ部を加熱してしまうという問題
がある。特に冷却フアン７による装置全体を強制冷却す
る方式ではタングステンフイラメント２と口金金具３と
を接続するモリブデン箔４を所定温度以下になるように
冷却するために大容量のフアン７を用いねばならないの
で大掛りな装置にならざるを得ない。しかも、はんだ付
けの処理時にフラックスの気化ガスが鏡面に結露して付
着するのを防止すべく石英ガラス20を被着させる上記方
式の場合は、適時清掃しなければならないことはもとよ
り、清掃の度毎に石英ガラス20を脱着しなければなら
ず、煩瑣な手数を強いられ、又適時清掃すると雖も、清
掃後次に清掃するまでの間に使用するにつれてフラック
スが付着して、該石英ガラス20の透光率が低下し、この
ためプリント基板19のはんだ付けすべき箇所に対する加
熱温度が次第に低下する方向に変化して、常時一定した
条件下ではんだ付けをし得ないといった問題もある。

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、効率的に冷却し得
て、特にタングステンフイラメントと口金金具との接続
部分を冷却し得て、しかも全体の形状が大掛りなものに
ならずに小型に形成し得て、かつはんだ付け時に気化す
るフラックスの凝結による付着の発生も防止し得るはん
だ付け用ミラー付きハロゲンランプを提供することを目
的とする。

「課題を解決するための手段並びに作用」 本考案は、上記目的を達成すべくなされたもので、リー
ド線に発光フィラメントを接続し、この発光フィラメン
トと接続部とを透明体で包囲して形成した発光体を、楕
円形状の凹面ミラーを有する支持基体に装着したランプ
において、凹面ミラーの直径と略同寸法で開口した前記
支持基体内に小型のハロゲンランプを配置するとともに
この凹面ミラーの第１焦点位置に前記ハロゲンランプの
発光フィラメントを配置せしめ、このハロゲンランプの
リード線と発光フィラメントとの接続部の外周面に冷却
用エアを直角に吹きつけるように噴出口を設けた通気路
を前記支持基体内に形成し、かつこの通気路から噴射し
た冷却用エアが前記ハロゲンランプと支持基体との間に
形成された隙間を通過してハロゲンランプの周面および
前記凹面ミラーの反射面を冷却しながら前記支持基体の
開口部より強制排気させるようにしたものである。

「実施例」 以下に、本考案に係るはんだ付け用ミラー付きハロゲン
ランプの一実施例を図面に基づいて説明する。第１図及
び第２図において、フィラメント34等を包囲する透明体
によって形成される発光体が支持基体であるミラー基体
31に装着してある。該ミラー基体31の下部には凹面ミラ
ー32を形成する。凹面ミラー32の鏡面は、断面が２つの
焦点F₁,F₂を有する楕円形状になるように形成させてあ
る。つまり、断面が楕円形状の凹面ミラー32は、第１図
に示す如く、短軸方向に半分割し、かつ楕円の一方の焦
点F₁にハロゲンランプ33のフイラメント34を位置させれ
ば、該フイラメント34から放射された光線（輻射線）が
凹面ミラー32の楕円の他方の仮想焦点F₂に集光する。こ
の時、理論上仮想焦点F₂では点集光となるが、実際上上
記焦点F₁に位置させた発光点がコイル状のタングステン
フイラメント34を用いていることから、点そのものでは
なくある体積（領域）を持っている。しかも反射の原理
から反射距離に応じてその結像の大きさが変化する。従
って、上記仮想焦点F₂では、フイラメント34の大きさや
反射距離に見合った集光範囲を有し、該集光範囲が照射
範囲となる。ハロゲンランプ33は、ミラー基体31の上端
から凹面ミラー32の一方の焦点F₁に向う方向に貫通させ
て形成させた取付け孔35内に嵌着する。取付け孔35内に
ハロゲンランプ33を嵌着後、該ハロゲンランプ33の基部
を取付け孔35内に固定すべく、取付け孔35の空域内に接
着剤36を充填する。ハロゲンランプ33のリード線37,38
は取付け孔35から外部に引き出しておく。ミラー基体31
にはその上端からハロゲンランプ33のフイラメント34と
口金金具39との接続部に向けて通気孔40を形成させてあ
る。フイラメント34と口金金具39との接続には、従来の
ものと同様にモリブデン箔41を利用している。通気孔40
は、更にフイラメント34と口金金具39との接続部の周辺
からハロゲンランプ33のバルブ周面に沿って凹面ミラー
32の頂部に開口させてある。通気孔40は、ミラー基体31
の上面に開口する部分には、ホースを介して送風機やコ
ンプレッサーに接続するようになっている。又上記凹面
ミラー32は、アルミを蒸着するなどの手段によりミラー
として光利用率が良好なように鏡面に仕上げてあること
は勿論である。

上記はんだ付け用ミラー付きハロゲンランプについて凹
面ミラー32の外径、ランプ出力及び照射範囲を変えて温
度特性とはんだ付け時間を測定すると、第３図に示す如
きデータが得られた。ランプ出力は水冷形式にする必要
性のない、空冷で充分に冷却が可能な範囲に設定してあ
る。第３図に示す如きデータを考察すると、凹面ミラー
32の外径が30mmが好適である。一方、はんだ付け時間
は、作業能率上短い方が好適であるが、第４図に示す如
く照射距離Ｌが仮想焦点F₂に一致した箇所で最も短時間
にはんだ付け処理ができる。はんだ付け時の加熱温度も
照射距離Ｌが仮想焦点F₂に一致した箇所で最も高い温度
が得られる。又、はんだ付け時間ｔと照射パワー密度P_f
とは、第５図に示す如き関係がある。第５図からはんだ
付け時間ｔは、照射パワー密度P_fがある値以上になって
も所定時間以上短縮されない。照射パワー密度P_fは、P_f
（W/cm²）＝W/A・η₁・η₂・η₃から求められる。ここ
で、Ｗがハロゲンランプ33のフイラメント出力（Ｗ）、
Ａは照射範囲面積（cm²）、η₁は凹面ミラー32の総合光
利用率（ミラー設計により決まる）、η₂は凹面ミラー3
2の反射率、η₃はハロゲンランプ33の光変換効率であ
る。従って、はんだ付け用ミラー付きハロゲンランプと
しては、ハロゲンランプ33のフイラメント出力（Ｗ）が
できるだけ小さいものが小型化できる。つまり、第５図
から最適なはんだ付け時間ｔと照射パワー密度P_fとを設
定すれば、はんだ付け用ミラー付きハロゲンランプの全
体の小型化を図ることができる。

そして、上記構成のはんだ付け用ミラー付きハロゲンラ
ンプにおいて、ハロゲンランプ33のリード線37,38を電
源制御回路に接続し、該電源制御回路からフイラメント
34に所定の電圧値及び電流値の電源を給電できるように
する。一方、通気孔40には送風機やコンプレッサーから
冷却空気を給風する。この給風状態で、電源制御回路か
らフイラメント34に給電すると、該フイラメント34から
赤外線を放射し、該赤外線は凹面ミラー32で反射する。
上記ハロゲンランプ33は、第１図に示す如く、フイラメ
ント34を凹面ミラー32の焦点F₁に位置させて配設させて
あるから、フイラメント34からの赤外線が凹面ミラー32
で反射すると、上記仮想焦点F₂に集光する。この集光に
際し、フイラメント34の形状の大きさ及び凹面ミラー32
での反射の距離に応じて照射範囲を持つが、この集光に
よりエネルギー密度の高い光ビームとなる。そこで、第
２図に示す如く、プリント基板42のはんだ付けすべき箇
所を上記仮想焦点F₂に位置させて、フイラメント34に給
電させれば、フイラメント34から放射する赤外線が凹面
ミラー32で反射して、上記プリント基板42のはんだ付け
すべき箇所に集光してエネルギー密度の高い光ビームが
照射される。プリント基板42のはんだ付けすべき箇所
は、エネルギー密度の高い光ビームが照射されて、所定
の温度に直接過熱されてはんだ付けが可能となる。上記
フイラメント34に給電すると、該フイラメント34自体が
高温になり、フイラメント34から発生する熱でフイラメ
ント34と口金金具39との接続部分であるモリブデン箔41
も高温になる。該モリブデン箔41が所定以上に高温にな
ると、このモリブデン箔41の膨張によりハロゲンランプ
33の封止が破れ、ランプの寿命の低下、更にはフイラメ
ント34の断線に起因して好ましくないために、送風機や
コンプレッサーから通気孔40内に冷却空気を給風し、通
気孔40内に給風された冷却空気は、フイラメント34と口
金金具39との接続部分に位置するハロゲンランプ33の周
部に向けて吹付けられて、該部分を冷却する。該部分を
冷却した冷却空気は、ハロゲンランプ33の周部に沿って
流れて、該周部を冷却しながら凹面ミラー32の凹部空域
内に流入する。従ってハロゲンランプ33、特にフイラメ
ント34と口金金具39との接続部分を冷却空気にて冷却し
て、モリブデン箔41が所定以上に高温になることを防ぎ
得て、ハロゲンランプ33の寿命の延命を図る。一方、凹
面ミラー32の凹部空域内に流入した冷却空気は、凹面ミ
ラー32の開口端から外部に放出される。この放出流は、
はんだ付け時に気化するフラックスのガスを凹面ミラー
32の鏡面に結露して付着することを防止する。つまり、
はんだ付けに際して使用するフラックスは気化しガス化
して立ち上がるが、ガス化したフラックスが上記凹面ミ
ラー32の開口から外部に放出される冷却空気の流れと共
に外部に放散されて、凹面ミラー32の凹部空域内に流入
することはない。従って、気化したフラックスが凹面ミ
ラー32の鏡面に結露し付着して、フイラメント34から放
射される光の利用率が低下するといったことを防ぎ得
る。

「考案の効果」 以上の如く、本考案に係るはんだ付け用ミラー付きハロ
ゲンランプによれば、ミラー基体の外径寸法が大きくな
らないように、凹面ミラーの直径と略同寸法に形成する
支持基体内に通気路（Ｌ字型の通路）を設け、該通気路
からフィラメントと口金金具（リード線）との接続部分
に直接に直角に冷却空気を吹きつけて、この接続部分の
発熱を効果的に冷却することができるから、熱膨張によ
るランプ封止部の破損等を防止して寿命の延命化を図る
ことができる。また、このように支持基体の外形寸法を
大きくすることなく形成し、小型のハロゲンランプおよ
び凹面ミラーに直接冷却空気を吹きつけることになるか
ら大きな冷却装置を必要とせず、全体を小型にすること
が可能である。更に、上記冷却空気は凹面ミラーの開口
から外部に放出させ、この放出流を利用して、はんだ付
け時に気化して立ち上ぼるフラックスが凹面ミラーの鏡
面に付着することも防ぎ得て、従来の如くフラックスの
付着による鏡面の汚れや劣化を効果的に防止し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るはんだ付け用ミラー付きハロゲン
ランプの構造を示す断面図、第２図ははんだ付け時の状
態を示すはんだ付け用ミラー付きハロゲンランプの断面
図、第３図は温度特性とはんだ付け時間を示す図、第４
図は照射距離に対する温度及びはんだ付け時間の関係を
示す図、第５図は照射パワー密度とはんだ付け時間を示
す図、第６図は従来の冷却フアンにより装置全体を冷却
する空冷式のはんだ付け用ミラー付きハロゲンランプの
構造図、第７図は従来のウォータージャケットを備えた
水冷式のはんだ付け用ミラー付きハロゲンランプの構造
図、第８図は従来のはんだ付け用ミラー付きハロゲンラ
ンプによるはんだ付け時に気化したフラックスが凹面ミ
ラーに付着することを石英ガラスで防止する説明図であ
る。 31……基体、32……凹面ミラー 33……ハロゲンランプ、34……フイラメント 39……口金金具、40……通気孔 41……モリブデン箔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リード線に発光フィラメントを接続し、こ
   の発光フィラメントと接続部とを透明体で包囲して形成
   した発光体を楕円形状の凹面ミラーを有する支持基体に
   装着したランプにおいて、 凹面ミラーの直径と略同寸法で開口した前記支持基体内
   に小型のハロゲンランプを配置するとともにこの凹面ミ
   ラーの第１焦点位置に前記ハロゲンランプの発光フィラ
   メントを配置せしめ、このハロゲンランプのリード線と
   発光フィラメントとの接続部の外周面に冷却用エアを直
   角に吹きつけるように噴出口を設けた通気路を前記支持
   基体内に形成し、かつこの通気路から噴射した冷却用エ
   アが前記ハロゲンランプと支持基体との間に形成された
   隙間を通過してハロゲンランプの周面および前記凹面ミ
   ラーの反射面を冷却しながら前記支持基体の開口部より
   強制排気させることを特徴とするはんだ付け用ミラー付
   きハロゲンランプ。