WO2005035176A1 - 噴流半田槽 - Google Patents

Abstract

　半田槽本体1内に半田送り室2を形成し、半田送り室には液面レベルLよりも下側に入口3を設けると共に、液面レベルLよりも上側に出口4を設け、入口にスクリューポンプ5を取り付け、ケーシングの貫通方向に沿って半田を送り込むとともに、前記スクリューポンプ5は、ケーシング12の貫通する内部空間13にスクリュー14を回転可能に設け、スクリューは、回転軸20の外側に複数枚の螺旋羽根21を円周方向に等間隔で突出すると共に、軸線方向から視た場合に全ての螺旋羽根で回転軸の全周を囲んでいるように構成する。

Description

明 細 書

噴流半田槽

技術分野

[0001] 本発明は、半田槽内で溶融した半田をノズルに向力つて送り出すポンプを備えた 噴流半田槽に関する。

背景技術

[0002] 従来の噴流半田槽は、はんだ槽内にポンプを設け、このポンプを構成するファンが 回転することによって、吸込部から溶融した半田を取り込み、上部に設けられたノズ ルに向かって半田を送り込むものが知られている。このようにしてポンプを制御するこ とで溶融半田をノズル力 噴流させ、これに電子部品を通過させて半田付けを行う。

[0003] 図 1は、特開 2003— 136233号公報にも開示されている従来の噴流半田槽の模式的 平面図であり、図中、半田槽 90内に設けられた半田送り室 94は、ケーシング 92を備え ており、それには多翼ファン 91(例:シロッコファン)が設けられている。半田送り室 94は 溶融半田を噴流させるノズル 93に連絡して 、る。

[0004] この従来装置によれば、ケーシング 92の全周の約 1Z4の範囲を開口部として、その 開口部から半田送り室 94に溶融半田を送り込んでいる。また、送り込み方向は、開口 部の最も外側である A点の接線方向であり、 A点付近と、開口部の最も内側である B 点付近では、送り速度に大きな差ができるので、ノズル 93力 流出する半田に波がで きる。従って、波をできるだけ小さくするために、ケーシング 92に通じるダクト 94内に整 流板（図示省略)を設けることが行われている。

発明の開示

[0005] 近年、生産性を上げるために半田付け速度が一層速くなり、かつ、より多くのまた半 田付けの難しい部位に確実に半田付けを行うことが求められてきている。

そこで、本発明者らは、半田槽自体の改善によってそのような新しい課題を解決す ることに着目した。

[0006] し力し、上述したポンプでは、ファンの全周の 1Z4の領域からしか溶融半田を送り 込めないため、効率が悪い。また、整流板があると、その部分に酸ィ匕ドロスが付着し、 そこで凝集して粗大化して力も離脱するため、ノズル力 流出する半田が汚れる。さ らに、整流板があっても波を完全に抑えることは難し力つた。

[0007] ここに、本発明が解決しょうとする具体的課題は、溶融半田を送り出す効率が良ぐ ノズル力も流出する半田の波を無くすことができ、し力も、凝集した酸ィ匕ドロスが半田 に混入しな 、ようにすることのできる溶融半田槽を提供することである。

[0008] さらに本発明の課題は、よりスムースに溶融半田を半田送り室に送り込み、乱流な どのない状態で半田送り室を加圧できる溶融半田槽を提供することである。

本発明は、溶融半田を収容する半田槽本体と、該半田槽本体内に設置された半田 送り室とから構成され、前記半田送り室は、入口と出口とを備え、前記入口は半田槽 本体の半田液面レベルより下方に配置され、出口は半田液面レベルより突き出て配 置されている噴流半田槽である。この半田槽本体には多条スクリューポンプを設け、 前記入口を通して溶融半田が半田送り室に押し込まれ、前記出口から放出される。

[0009] 本発明の好適態様にあっては、多条スクリューポンプは、回転軸と、該回転軸の周 辺上に等しい間隔で取り付けられた複数の螺旋羽根とを備えている回転翼力もなる。 回転翼の軸方向から見て、前記螺旋羽根は、互いの螺旋羽根で回転軸の全周を囲 んでいることを特徴とする。なお、回転軸は、筒状でも、むくのシャフト状であってもよ い。

[0010] すなわち、本発明に力かる噴流半田槽にあっては、ケーシング内でスクリューを回 転させるので、溶融半田はスクリューの外側に流出することなくケーシングの貫通方 向に沿って送り込まれ、その結果、半田送り室内に効率良くかつ均一に圧力をかけら れる。また、スクリューの回転によって、真下、即ち槽の底面に向力つて半田を送り込 むと、底面が水平な場合には溶融半田が反射してスクリューの真下に上昇するが、 軸線方向力 視た場合に全ての螺旋羽根で回転軸の全周を囲んでいるので、半田 が直進的にスクリューを通過することができず、従って、半田がスクリューの上側に向 力 のを阻止し、半田送り室内の圧力を、乱流を伴うことなどなぐ均一に高められる。

[0011] 「回転翼の軸方向から見て、螺旋羽根は、互いの螺旋羽根で回転軸の全周を囲ん でいる」とは、例えば、螺旋羽根が二枚で各螺旋羽根が 180度間隔で配置されている 場合は、各螺旋羽根が回転軸の外周に沿って 180度以上回転して設けられているこ とを意味する。螺旋羽根が三枚で各螺旋羽根力 120度間隔で配置されて 、る場合は 、各螺旋羽根が回転軸の外周に沿って 120度以上回転して設けられていることを意 味する。螺旋羽根が四枚以上の場合も同様である。したがって、回転軸がその回りに 360/N度の間隔で N枚の螺旋羽根を備えて 、るとすると、各螺旋羽根は回転軸の回 りをその最初の端と最後の端の間が少なくとも 360/N度だけ回転して設けられている ことになる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は、従来の噴流半田槽の略式平面図である。

[図 2]図 2(a)は、本発明の半田槽を示す正面側の断面図、図 2(b)は、側面側の断面 図である。

[図 3]図 3は、図 2(a)、（b)に示す半田槽用ポンプの斜視図である。

[図 4]図 4(a)は、図 3のポンプの回転軸の平面図、図 4(b)は、その正面図である。

[図 5]図 5は本発明の半田槽の別の例を示す正面側の断面図である。

[図 6]図 6(a)は本発明にお 、て使用するポンプを、図 6(b)は比較例のポンプをそれぞ れ真下から視た底図面である。

[図 7]図 7は本発明において使用するポンプのさらに別の態様を示す正面図である。 発明の実施形態

[0013] 添付図面を参照して本発明にかかる噴流式半田槽の構造についてさらに具体的に 説明する。

本発明に力かる噴流半田槽は、図 2(a)、（b)に示すように上向きに開口する半田槽 本体 1とこれに設けられた半田送り室 2とから構成される。

[0014] 半田送り室 2は、液面レベル Lよりも下側に入口 3を設けると共に、液面レベルしよりも 上側に出口 4を設け、入口 3にはポンプ 5を取り付けてある。

半田送り室 2の具体的な構造は、図示例では、液面レベル Lよりも下側で半田槽本 体 1内を仕切り 6で上下に区画し、仕切り 6に入口 3をあけると共に、出口 4に向かう抜 穴 7を入口 3とは別の箇所にあけ、抜穴 7にダクト 8を起立して固定し、ダクト 8の上端に は、口径を狭める蓋 9を固定し、蓋 9の抜穴 10にノズル 11を液面レベル Lよりも上側ま で起立して取り付けてある。ノズル 11は上端が開口しており、出口 4を構成しており、 溶融した半田を流出可能としてある。

[0015] 半田送り室 2は、別途独立して構成したものを半田槽本体 1の底部に配置させても よいが、溶融半田からの浮力を考えると、上述のように仕切り板をもって構成すること が簡便で好ましい。

[0016] 本発明で使用するポンプ 5は、図 3および図 4(a)、（b)に詳細に示すように、ケーシン グ 12の内部空間 13を上下に貫通する丸穴形状に形成すると共に、内部空間 13にス クリュー 14を収容し、丸穴の中心を軸線方向としてスクリュー 14を回転可能に設けて ある。図示例は、 4条のスクリュー 14を設けている力 本発明にあっては、複数条、好 ましくは 4条以上の多数条スクリューとする。

[0017] ケーシング 12の長さは、スクリュー 14を全高に亘つて取り囲むことができれば良い。

従って、ケーシング 12の長さは、スクリュー 14の全高と同じであっても良いし、スクリュ 一 14の全高よりもわずかに短くても良い。好ましくはスクリュー 14の先端がケーシング より 5— 10mm突出して 、るように構成することにより、均質な押込みが可能となる。

[0018] スクリュー 14の回転機構は、図 2(a)、（b)に示すように、モータ 15の回転をギヤ 16、 17 力も駆動軸 18に伝え、ベアリング 19に支持された駆動軸 18の下端部にスクリュー 14を 固定したものである。なお、モータ 15、ギヤ 16、 17を含む駆動機構は、図示しない支 えによって半田槽本体 1か、仕切り 6に支持されて 、てもよ 、。

[0019] 図 3に最も良く示されているように、スクリュー 14は、筒状の回転軸 20と、この回転軸 20の周囲に等しい間隔で取り付けられた複数の螺旋羽根 21(図示例では 4枚)を備え ている。回転軸 20の上下端面に合わせて螺旋羽根 21の上下端面を水平に形成した ものである。

[0020] 各螺旋羽根 21は、回転軸 20の円周方向に沿って回転しながら回転軸 20の一端か ら他端に向かう。このときの回転角度、つまり各螺旋羽根の初めの端力 終わりの端 までの角度を回転軸 20の中心から見たときの角度は、スクリュー 14の円周方向にお いて螺旋羽根 21が隣接する螺旋羽根 21に重なるようになるものである。スクリュー 14 が等間隔に設けられた 4つの螺旋羽根 21を備える場合には、その回転角度を 90度以 上、好ましくは 120度以上、さらに理想的には 180度以上とすることが望ましぐ図 4(a) の例ではその回転角度は 210度である。また、図 4(b)に示すように、螺旋羽根 21の傾 斜角度 ocは、スクリュー 14の回転軸に直交する面、例えば水平面からの傾斜角度が 小さくなればなる程、半田送り室 2内の溶融半田に圧力をかけやすくなり、水平を基 準にして 45度以下の傾斜角度とすることが望ましい。

[0021] なお、スクリュー 14は適宜手段で駆動軸 18に固定してもよいが、図 2(a)、（b)の図示 例では、筒状の回転軸 20(図 3参照)を駆動軸 18の外側に挿入し、駆動軸 18の太い段 部 22に回転軸 20を押し付けつつ、回転軸 20の下側に挿入したフランジ 23を駆動軸 18に固定することによって、回転軸 20を上下力 挟み付ける構造である。

[0022] 本発明の噴流半田槽の別の例は図 5に示す。図 2(a)、（b)と同一部材は同一符号を もって示す。かかる態様は、図示のように、入口 3から出口 4に向かって半田をスムー ズに送り込む受け皿状のガイド 25を、仕切り 6の下側に固定したものである。ガイド 25 は、仕切り 6の入口 3と抜穴 7の真下部分を円弧面 26、 27としてあるので、ポンプ 5から 送り出された溶融半田は、真下に進んだ後に円弧面 26に当たって水平方向に導か れ、その後、再度、別の円弧面 27に当たって真上に導かれる。このようにすることで、 溶融半田を半田送り室 2に送る効率が良くなる。この態様のその他の構成は前述の 態様のそれに同じである。

[0023] ここに、本発明によれば、ポンプ 5を駆動させると、半田槽本体 1内の溶融半田がケ 一シング 12の上端から取り込まれ、四枚の螺旋羽根 21の間力もケーシング 12の下端 、即ち半田送り室 2に送り込まれる。そして、スクリュー 14の回転に伴って半田の送り 出される位置が回転するため、回転軸 20の真下の領域を除いてその全周囲から半 田が均等に送り出されることになり、効率が良ぐ半田送り室 2内にかかる圧は、どの 位置でも同じとなる。

[0024] 従って、出口 4から流出する溶融半田に波が殆どできない。また、スクリュー 14の回 転数を保つことで、流出する半田の高さが常時一定となるし、出口 4から半田を流出 させずに出口 4と面一状態に保つこともできる。このように、本発明によれば、スクリュ 一 14の回転数を制御することで、出口 4における溶融半田の高さ調整ができる。

[0025] 図 6(a)および図 6(b)は、本発明において用いるポンプ 5、即ち複数枚の螺旋羽根 21 のスクリュー 14を用いたポンプ 5と、比較例としてのポンプ 95、即ち一枚の螺旋羽根 21 のスクリュー 14を用いたポンプ 95をそれぞれ示す底面図である。 [0026] 図 6(b)力 も分力るように、螺旋羽根 21の下端面 28の近傍力 最も効率よく半田が 送られると考えられるため、比較例のように螺旋羽根 21がー枚のポンプ 95の場合は、 溶融半田を送る箇所が一箇所と考えられる。このため、スクリュー 14が低速回転の場 合、半田の送る箇所がゆっくり 360度回転することになり、半田が波打つ状態で送ら れると言える。これを防いで、底面の円周方向全域力も均等に半田を押し出すように 送るには、スクリュー 14を高速に回転させる必要がある。但し、高速回転させるには破 損防止のためスクリュー自体の強度を格段に上げなければならないし、回転に見合 つた分だけ半田が多く送られるので、出口から噴流する半田の高さ調整を微調整す ることち困難となる。

[0027] 一方、本発明のように螺旋羽根 21が複数枚均等間隔で設けてある場合は、図 6(a) からも分かるように、溶融半田の送り箇所が多ぐし力も、その送り箇所が円周に対し てバランス良く設けてあるため、比較例よりも低速回転であってもスクリューの底面の 円周方向全域力 均等に溶融半田が押し出される。そして、低速の分だけ、出口か ら噴流する半田の高さ調整を微調整することが容易となる。

[0028] また、図 2に示す噴流半田槽の場合は、ポンプ力も真下に半田を送ると、反射的 効果として半田槽本体 1の底面力 その半田の送りを妨げるように真上方向に力がか かるが、この力は螺旋羽根、特にその下端面 28によって効率良く抑え込まれると考え られる。そうすると、本発明のように螺旋羽根 21を複数枚にして且つ均等に配置して あれば、比較例よりも格段に効率よく上向の力を抑えることができる。

[0029] 図 7は更なる好適態様における本発明にお 、て使用するポンプとケーシングとの 関連を更に説明するもので、ケーシング 12力ものスクリュー 14の突出量 Tは好ましくは 5— 10mmとすることで、より均質に溶融半田を半田送り室に押込むことができる。一 方、ケーシング 12と内部に収容するスクリュー 14とのクリアランス Cは好ましくは 0.1— 1 mmとすることにより、脈動などを生じることなぐ均質な溶融半田の送り出しが可能と なる。

産業上の利用の可能性

[0030] 本発明に力かる噴流半田槽においては、半田送り室の入口力もスクリューポンプの 回転軸の真下の領域を除くスクリューの底面全域力 溶融半田が均等に半田送り室 に送り出されるので、全周の 1Z4の領域からし力溶融半田を送り出さない従来のボン プを用いた噴流半田槽に比べれば、半田を送り出す効率が良い。また、スクリューの 底面全域力 溶融半田が均等に送り出されることから、乱流が見られず、半田送り室 内にかかる圧は、どの位置でも同じとなるので、整流板が不要となり、出口力もノズル を経て流出する溶融半田の流れに波が殆どできない。さらに、整流板が不要となるの で、出口力も流出する半田には、酸ィ匕ドロスが混入せず、きれいなものとなる。

Claims

請求の範囲

[1] 溶融半田を収容する半田槽本体と、該半田槽本体内に設置された半田送り室とから 構成され、前記半田送り室は入口と出口とを備え、前記入口は半田槽本体の半田液 面レベルより下方に配置され、出口は半田液面レベルより突き出て配置されている噴 流半田槽において、前記入口に多条スクリューポンプを設け、該入口から前記半田 送り室に溶融半田を押し込むとともに前記出口力 溶融半田を放出することを特徴と する噴流半田槽。

[2] 前記多条スクリューポンプを、回転軸および該回転軸の円周方向に等間隔で該回転 軸に取付けられた複数の螺旋羽根カゝら構成し、各螺旋羽根が、軸線方向から見た場 合、隣接する螺旋羽根と重なるようになって 、ることを特徴とする請求項 1記載の噴 流半田槽。

[3] 前記多条スクリューポンプを構成する螺旋羽根の数を 4枚とし、それぞれ等間隔に設 け、回転軸を取り巻くその回転角度を 120度以上とする請求項 1記載の噴流半田槽。

[4] 前記多条スクリューポンプを構成する螺旋羽根の傾斜角度が水平方向から 45度以下 とする請求項 1記載の噴流半田槽。

[5] 前記半田送り室が、半田槽本体を上下に仕切る水平仕切り板から構成され、該仕切 り板に設けた穴により前記入口を構成し、前記ポンプが該入口に配置され前記螺旋 羽根を取り囲む円筒状ケーシングを備え、前回螺旋羽根がケーシング内で回転して 溶融半田をケーシングの軸方向に送り出すことを特徴とする請求項 1記載の噴流半 田槽。

[6] 前記半田送り室が、前記仕切り板より上方に延びたダクトを備え、さらに前記ダクトの 上端に設けられ、半田槽本体内の溶融半田より上方に延びている出口を備えている ことを特徴とする請求項 5記載の噴流半田槽。

[7] 前記ケーシング先端より前記スクリューが下方に 5— 10mm突出していることを特徴と する請求項 5記載の噴流半田槽。

[8] 前記ケーシングとスクリューとのクリアランスが 0.1— lmmである請求項 5記載の噴流 半田槽。