(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだを収容するはんだ槽と、
はんだ槽内に設けられ回転軸を有するポンプと、
ポンプにより圧送された溶融はんだをワークに対し噴流するノズルと、
ポンプを回転駆動する誘導電動機とを備え、
誘導電動機は、
はんだ槽の外面に密着された円板形の固定子の一次鉄心と、
一次鉄心に巻着されたコイルと、
一次鉄心に対応してはんだ槽の内側に配置されてポンプの回転軸に固定された円板形の回転子と、
一次鉄心に対し回転子を介して反対側のはんだ槽内に配置された二次鉄心と
を具備したことを特徴とする噴流式はんだ付け装置。
【請求項２】
溶融はんだを収容するはんだ槽と、
はんだ槽内に設けられ回転軸を有するポンプと、
ポンプにより圧送された溶融はんだをワークに対し噴流するノズルと、
ポンプを回転駆動する誘導電動機とを備え、
誘導電動機は、
はんだ槽に一体に設けられた筒形隔壁体と、
筒形隔壁体の外周面に沿って設けられた回転磁界形成用の鉄心およびコイルを有する固定子と、
筒形隔壁体の内部に回転自在に嵌合されてポンプの回転軸に固定されたかご形回転子とを具備し、
かご形回転子は、
円筒形の成層鉄心と、
成層鉄心の外周面に軸方向に設けられはんだ槽内の溶融はんだを導体として受入れる複数のスロットとを具備した
ことを特徴とする噴流式はんだ付け装置。
【請求項３】
ポンプは、ノズルの長手方向に長尺な複数の羽根を円周上に配列してなる貫流式ポンプである
ことを特徴とする請求項１または２記載の噴流式はんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機により駆動されるポンプを備えた噴流式はんだ付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示されるように、従来の噴流式はんだ付け装置の全体構成を示し、装置カバー11のワーク搬入口12からワーク搬出口13にわたって、はんだ付けされる部品実装基板などのワークを搬送するためのワーク搬送コンベヤ14を設ける。
【０００３】
このコンベヤ14に沿って、発泡または噴霧したフラックスをワークに塗布するフラクサ15と、ワークを予加熱するプリヒータ16と、ノズルより噴流させた溶融はんだによりワークにはんだ付けを行うはんだ槽17と、はんだ付け後のワークを冷却するファン18とを、順次配列する。
【０００４】
はんだ槽17内には、溶融はんだ噴流用の一次ノズル21a および二次ノズル21b を設ける。一次ノズル21a の上端開口部には多数の噴流孔を有する噴流板22を設ける。一次ノズル21a は、噴流板22の噴流孔から不規則に噴出される多数の小さな一次噴流波Ｗ1 によりチップ部品の電極部などの隅々まで溶融はんだを供給し、また、二次ノズル21b は静かな二次噴流波Ｗ2 によりはんだ付け部の整形を行う。
【０００５】
図７に示されるように、はんだ槽17は、ノズル21a ，21b のノズル本体21の下側開口にワーク幅方向に長尺な圧送ダクト23を嵌入し、この圧送ダクト23の端部にシロッコファン形ポンプ24のインペラ24a を設ける。このインペラ24a に対して吸込口25とポンプ駆動機構26とを設ける。
【０００６】
このポンプ駆動機構26は、はんだ槽17の開口縁の外側部に取付けられた電動モータ26a の回転軸と、ポンプ24のインペラ24a からはんだ槽17上に突出されたポンプ回転軸24b との間に、一対のプーリおよび無端ベルトからなるベルト式伝動機構26b が設けられたもので、電動モータ26a によりベルト式伝動機構26b を介してポンプ24の回転軸24b を駆動し、そのインペラ24a を回転させる。
【０００７】
そして、インペラ24a の回転に伴う遠心力作用により吸込口25から吸込まれた溶融はんだは、圧送ダクト23を経てノズル本体21に圧送され、ノズル本体21から噴流する噴流波となって、コンベヤ14の搬送爪27により挟持されて搬送される部品実装基板などのワークＰの下面にはんだ付けする。噴流波の大部分は、そのまま、はんだ槽17内の溶融はんだ面28に戻り、ポンプ24の吸込口25に循環する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のはんだ槽17は、ノズル本体21と電動モータ26a との間に、圧送ダクト23やベルト式伝動機構26b などが介在される構造であるから、構造的にはんだ槽17が大形化せざるを得ないとともに、製造が容易でない問題がある。
【０００９】
さらに、はんだ槽17の上側に、ポンプ24の回転軸24b が突出するとともに、ベルト式伝動機構26b が位置するため、これらのメンテナンスが容易でなく、その作業性の点で問題がある。
【００１０】
また、従来のポンプ24は、ノズル本体21の幅方向（図７における左右方向）の一側に位置するインペラ24a よりノズル本体21内に溶融はんだを圧送するので、ノズル本体21の幅方向に均一な噴流圧を分布させることが容易でなく、ノズル本体21から噴流する噴流波高はポンプより遠い側で高くなりやすい問題もある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、噴流式はんだ付け装置において、はんだ槽の小形化を目的とし、さらに、メンテナンスなどにおける作業性の向上を図ることを目的とし、また、ノズル全幅にわたる噴流圧の均一化を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽内に設けられ回転軸を有するポンプと、ポンプにより圧送された溶融はんだをワークに対し噴流するノズルと、ポンプを回転駆動する誘導電動機とを備え、誘導電動機は、はんだ槽の外面に密着された円板形の固定子の一次鉄心と、一次鉄心に巻着されたコイルと、一次鉄心に対応してはんだ槽の内側に配置されてポンプの回転軸に固定された円板形の回転子と、一次鉄心に対し回転子を介して反対側のはんだ槽内に配置された二次鉄心とを具備した噴流式はんだ付け装置である。
【００１３】
そして、はんだ槽の外部の固定子により回転磁界を形成することにより、この回転磁界の電磁誘導作用により、はんだ槽の内部の回転子に起電力を生じさせ、回転磁界の磁束の中で回転子に電流が流れるため、回転子に回転トルクが生じ、ポンプを駆動する。円板形の固定子および回転子により、はんだ槽の外側および内側への突出量を少なくする。一次鉄心のコイルに通電して、一次鉄心および二次鉄心間に回転磁界を生じさせ、この回転磁界中の回転子に電磁誘導作用による起電力を生じさせ、回転磁界の磁束の中で回転子に電流が流れるため、回転子に回転トルクが生じ、ポンプを駆動する。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、溶融はんだを収容するはんだ槽と、はんだ槽内に設けられ回転軸を有するポンプと、ポンプにより圧送された溶融はんだをワークに対し噴流するノズルと、ポンプを回転駆動する誘導電動機とを備え、誘導電動機は、はんだ槽に一体に設けられた筒形隔壁体と、筒形隔壁体の外周面に沿って設けられた回転磁界形成用の鉄心およびコイルを有する固定子と、筒形隔壁体の内部に回転自在に嵌合されてポンプの回転軸に固定されたかご形回転子とを具備し、かご形回転子は、円筒形の成層鉄心と、成層鉄心の外周面に軸方向に設けられはんだ槽内の溶融はんだを導体として受入れる複数のスロットとを具備した噴流式はんだ付け装置である。
【００１５】
そして、筒形隔壁体の外側の固定子に通電して、回転磁界を生じさせ、この回転磁界の電磁誘導作用により筒形隔壁体の内部のかご形回転子に起電力を生じさせ、回転磁界の磁束の中でかご形回転子に電流が流れるため、かご形回転子に回転トルクが生じ、ポンプを駆動する。固定子の回転磁界の電磁誘導作用により、かご形回転子のスロット内に入込んだ溶融はんだに電流が流れ、回転トルクが生ずる。
【００１６】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の噴流式はんだ付け装置におけるポンプを、ノズルの長手方向に長尺な複数の羽根を円周上に配列してなる貫流式ポンプとしたものである。
【００１７】
そして、ノズルの長手方向に長尺な貫流式ポンプの羽根により、ノズル全幅にわたって均一な噴流圧を得るようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図１乃至図３を参照しながら、また実施の他の形態を図４および図５を参照しながら説明する。
【００１９】
図２に示されるように、錫、インジウム、共晶はんだなどの導電性かつ非磁性の溶融はんだ30を収容するはんだ槽31を設ける。このはんだ槽31は、ステンレス鋼などの耐侵蝕性かつ非磁性の金属板により成形する。はんだ槽31の下部内には、はんだを溶融するためのヒータ（図示せず）が挿入されている。
【００２０】
はんだ槽31内には一次の貫流式ポンプ32および二次の貫流式ポンプ33が設けられている。これらの貫流式ポンプ32，33は、図１に示されるように左右方向に長尺に形成されたポンプケーシング34をそれぞれ有し、これらのポンプケーシング34の内部に、半径方向に対し傾斜状に設けられた多数の羽根35を円周上に配列してなるインペラ36が回転自在に設けられたもので、このようなインペラ36は、気体を取扱う分野ではクロスフロー式ファンと呼ばれている。
【００２１】
これらの貫流式ポンプ32，33は、ポンプケーシング34の全長にわたって、図２に示されるように側方に吸込口37が開口され、また上方に吐出口38が開口されている。
【００２２】
これらの一次および二次の貫流式ポンプ32，33の吐出口38に、垂直に設けられた一次ダクト41および二次ダクト42がそれぞれ一体的に接続され、これらの一次ダクト41および二次ダクト42の上端開口部に、溶融はんだをワークＰに対し噴流する一次ノズル43および二次ノズル44がそれぞれ嵌着されている。
【００２３】
一次ノズル43および二次ノズル44は、はんだ槽31内に一体化された水平取付板45にボルトなどにより取付けられている。水平取付板45には、各ノズル43，44より噴流した溶融はんだ30を一次および二次の貫流式ポンプ32，33の吸込口37へ戻すための戻し口46が設けられている。
【００２４】
一次ノズル43の上端開口には、多数の噴流孔を穿設した噴流板47が取付けられ、この噴流板47によって、突起状に噴流して不規則に運動する多数の一次噴流波Ｗ1 が形成される。
【００２５】
二次ノズル44の上端開口縁には、ワークＰの搬送方向と対向する方向に折曲された流出フィン48と、反対側に取付けられた水平フィン49および堰板部50とが設けられ、これらにより、ワークＰの搬送方向と対向する方向に流れる滑らかな仕上げ整形用の二次噴流波Ｗ2 が形成される。
【００２６】
図１に示されるように、一次および二次の貫流式ポンプ32，33の各羽根35は、ワークＰの幅方向すなわちノズル43，44の長手方向に長尺に形成され、複数の円板51の間に支持され、各円板51の中心には回転軸52が一体に嵌着され、この回転軸52の左右両側部が、ポンプケーシング34の側板に取付けられた軸受53により回転自在に支持されている。
【００２７】
一次および二次の貫流式ポンプ32，33は、図１に示される誘導電動機61によりそれぞれ回転駆動されるが、これらの誘導電動機61は、はんだ槽31の左右両側壁部の外面にそれぞれ設けられた回転磁界形成用の円板形の固定子（ステータ）62と、これらの固定子62に対応してポンプ32，33の各回転軸52の両端部にそれぞれ固定された円板形の回転子（ロータ）63とにより形成されている。
【００２８】
さらに、固定子62は、はんだ槽31の外面に密着された一次鉄心64と、この一次鉄心64にて図３に示されるように同心円形状および放射状に形成されたコイル巻着溝65に位相をずらしながら巻着された複数のコイル66とを備え、さらに、図１に示されるように一次鉄心64に対し前記回転子63を介して反対側に配置された二次鉄心67を具備している。
【００２９】
一次鉄心64は、図３に示されるようにコイル巻着溝65により相対的に形成された外周縁部の凸縁面部68と、３角形状の凸平面部69とを、図１に示されるようにはんだ槽31の外面に密着させるように取付ける。また、二次鉄心67は、はんだ槽31の内面に二次鉄心取付板70により回転子63の取付空間を介して取付ける。
【００３０】
回転子63は、銅またはアルミニュームなどの導電性かつ非磁性の主材をステンレス鋼などの耐侵蝕性かつ非磁性金属で溶射コーティングすることにより、主材が溶融はんだにより侵蝕されないようにしたものであり、また、一次鉄心64および二次鉄心67は成層鉄心であり、さらに、二次鉄心取付板70は、はんだ槽31と同様にステンレス鋼などの耐侵蝕性かつ非磁性金属板を用いる。
【００３１】
次に、この図１乃至図３に示された実施形態の作用を説明する。
【００３２】
一次および二次の貫流式ポンプ32，33をそれぞれ駆動する誘導電動機61は、はんだ槽31の外部に設けられた固定子62のコイル66に３相交流などの位相のずれた交流電流を供給することにより、一次鉄心64および二次鉄心67間に回転磁界を生じさせ、この回転磁界の電磁誘導作用により、はんだ槽31の内部の回転子63に起電力を生じさせ、この起電力による電流が回転磁界の磁束の中で回転子63に流れることにより、回転子63に回転トルクが生じ、回転子63が回転して一次および二次の貫流式ポンプ32，33のインペラ36をそれぞれ駆動する。
【００３３】
これにより、はんだ槽31内の溶融はんだ30は、各貫流式ポンプ32，33の吸込口37から吸込まれ、インペラ36の羽根35を貫通して、各貫流式ポンプ32，33の吐出口38から各ダクト41，42内に吐出され、各ダクト41，42を上昇して、一次ノズル43および二次ノズル44より一次噴流波Ｗ1 および二次噴流波Ｗ2 として噴流し、各噴流波Ｗ1 ，Ｗ2 に搬入され搬出されたワークＰの基板面実装部品を基板面にはんだ付けした後、大部分の溶融はんだは、はんだ槽31内に戻され、貫流式ポンプ32，33の吸込口37に循環する。
【００３４】
この溶融はんだの噴流において、ノズル43，44の長手方向に長尺な貫流式ポンプ32，33の羽根35により、ノズル全幅にわたって均一な噴流圧を得ることができるため、ワークＰの全幅にて、突起状の不規則に運動する一次噴流波Ｗ1 は、高密度実装基板の微小部品間隙にも確実に侵入して、全てのはんだ付け部にて良好な濡れ性を確保し、また、円弧状に成形された滑らかな二次噴流波Ｗ2 は、過剰なはんだ付けを整形して、所謂ブリッジやつららなどのはんだ付け不良を防止する。
【００３５】
次に、図４および図５は、本発明に係る誘導電動機の他の実施形態を示す。なお、図４において、図１および図２に示されたものと同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図４に示されたポンプ駆動用電動機は、かご形誘導電動機71であり、はんだ槽31の左右両側部にそれぞれ設けられた開口72に、はんだ槽31と同様にステンレス鋼などの耐侵蝕性かつ非磁性金属板により形成された一端開口円筒状の筒形隔壁体73がそのフランジ部74にてそれぞれ一体に取付けられ、これらの各筒形隔壁体73の外周面に沿って回転磁界形成用の鉄心および複数のコイルからなる固定子（ステータ）75がそれぞれ設けられ、これらの固定子75に対応して各筒形隔壁体73の内部に、貫流式ポンプ32，33の各回転軸52の両端部にそれぞれ一体的に嵌着されたかご形回転子（ロータ）76が、それぞれ回転自在に嵌合されている。
【００３７】
図５に示されるように、かご形回転子76は、円筒形に形成された成層鉄心77の外周面に、はんだ槽31内の導電性かつ非磁性溶融はんだ30を導体として受入れる複数のスロット78を軸方向に設けたものである。
【００３８】
すなわち、かご形回転子76は、成層鉄心77の各スロット78内の溶融はんだが所謂かご形回転子のスロット内導体として機能し、成層鉄心77の両端面に位置する溶融はんだが所謂かご形回転子の短絡環として機能する。
【００３９】
そして、筒形隔壁体73の外側に装着された固定子75のコイルに３相交流などの位相のずれた交流電流を通電して、回転磁界を生じさせ、この回転磁界の電磁誘導作用により、かご形回転子76のスロット78内に入込んだ導体としての溶融はんだに起電力を生じさせる。すなわち、回転磁界の磁束の中でかご形回転子76のスロット78内に電流が流れるため、かご形回転子76に回転トルクが生じ、貫流式ポンプ32，33をそれぞれ駆動する。
【００４０】
この図４に示される実施形態でも、ノズル43，44の長手方向に長尺な貫流式ポンプ32，33により、ノズル43，44の全幅にわたって均一な噴流圧を得られる点は、図１のものと同様である。
【００４１】
なお、かご形回転子76のスロット78には、銅またはアルミニュームなどの導電性かつ非磁性の棒状導体を嵌着したり、または同様の導体材料を鋳込むようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、誘導電動機が、はんだ槽の外部に設けられた固定子と、固定子に対応してはんだ槽の内部でポンプの回転軸に固定された回転子とを具備したから、誘導電動機によりポンプの回転軸を直接駆動でき、従来のベルト式伝動機構が必要ないので、はんだ槽を小形化できるとともに製造容易となる。また、はんだ槽の外部に設けられた固定子は、メンテナンスを容易に行うことができ、それに係る作業性を向上できる。円板形の固定子および回転子は、はんだ槽の外側および内側への突出量が少ないため、スペース効率が良く、噴流式はんだ付け装置をコンパクトに形成できる。特に、はんだ槽の外面に密着された円板形の固定子の一次鉄心に対し、円板形の回転子を介して反対側に二次鉄心を配置したから、一次鉄心と二次鉄心とこれらの鉄心間の回転子とで確実な電磁誘導作用を得ることができ、円板形の回転子からポンプ駆動力を確保できる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、はんだ槽に一体形成された筒形隔壁体と、筒形隔壁体の外周面に沿って設けられた固定子と、筒形隔壁体の内部に回転自在に嵌合されたかご形回転子とにより形成された誘導電動機により、ポンプの回転軸を直接駆動でき、従来のベルト式伝動機構が必要ないので、はんだ槽を小形化できるとともに製造容易となる。また、はんだ槽の外部に設けられた固定子は、メンテナンスを容易に行うことができ、それに係る作業性を向上できる。特に、スロット内に入込んだ溶融はんだを、かご形回転子の導体とすることにより、回転子にスロットを設けるのみで、かご形回転子を容易に形成できる。
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、ノズルの長手方向に長尺な複数の羽根を円周上に配列してなる貫流式ポンプを用いることにより、ノズルの全幅にわたって均一な噴流圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る噴流式はんだ付け装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】  同上はんだ付け装置におけるワーク搬送方向の断面図である。
【図３】  図１に示された誘導電動機の固定子を示す平面図である。
【図４】  同上はんだ付け装置における誘導電動機の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】  図４に示された誘導電動機のかご形回転子を示す側面図である。
【図６】  従来の噴流式はんだ付け装置を有する自動はんだ付けラインを示す断面図である。
【図７】  従来の噴流式はんだ付け装置を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｐ    ワーク
30    溶融はんだ
31    はんだ槽
32，33    貫流式ポンプ
35    羽根
43，44    ノズル
52    回転軸
61    誘導電動機
62    固定子
63    回転子
64    一次鉄心
66    コイル
67    二次鉄心
71    誘導電動機
73    筒形隔壁体
75    固定子
76    かご形回転子
77    成層鉄心
78    スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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