Sachverhalt:
Gestützt auf das Gesuch von Y._ hob die Eheschutzrichterin des Kantonsgerichts Schaffhausen mit Verfügung vom 17. September 2008 den gemeinsamen Haushalt mit X._ auf und stellte die gemeinsamen Kinder A._ (1994), B._ (1999) und C._ (2000) unter die Obhut der Mutter, unter Regelung des Besuchs- und Ferienrechtes des Vaters.
Mit separater Verfügung vom 9. März 2009 verpflichtete die Eheschutzrichterin X._ zu Unterhaltsbeiträgen von Fr. 560.-- pro Kind, rückwirkend auf den 1. April 2008.
In teilweiser Gutheissung des von X._ gegen die Verfügung vom 9. März 2009 erhobenen Rekurses verpflichtete ihn das Obergericht des Kantons Schaffhausen mit Entscheid vom 5. März 2010 zu Unterhaltsbeiträgen pro Kind von Fr. 205.-- für April bis September 2008 und von Fr. 560.-- ab Oktober 2008.
Mit Beschwerde in Zivilsachen vom 7. April 2010 verlangt X._ in der Sache die Aufhebung des obergerichtlichen Entscheides. Ferner verlangt er die unentgeltliche Rechtspflege und eine mündliche Verhandlung. Das Begehren um aufschiebende Wirkung wurde mit Präsidialverfügung vom 21. April 2010 beschränkt auf die bis März 2010 aufgelaufenen Unterhaltsbeiträge gutgeheissen. In der Sache wurden keine Vernehmlassungen eingeholt.

Erwägungen:
1. Angefochten ist ein kantonal letztinstanzlicher Endentscheid in einer vermögensrechtlichen - das Umgangsrecht ist nur formell, aber ohne weitere Substanziierung angefochten und war im Übrigen nicht Gegenstand des angefochtenen Entscheides (vgl. E. 3) - Zivilsache (Art. 72 Abs. 1, Art. 75 Abs. 1 und Art. 90 BGG). Der Streitwert beträgt Fr. 403'200.-- (3 x 12 x 20 x 560; vgl. <ref-law>), womit der Mindestbetrag von Fr. 30'000.-- überschritten ist (<ref-law>). Die Beschwerde in Zivilsachen steht somit offen.
Weil Eheschutzentscheide vorsorgliche Massnahmen im Sinn von <ref-law> darstellen (<ref-ruling> E. 5.1 S. 397), stehen nicht alle Vorbringen gemäss Art. 95 f. BGG offen, sondern kann einzig die Verletzung verfassungsmässiger Rechte gerügt werden. Hierfür gilt das strenge Rügeprinzip (<ref-law>). Das bedeutet, dass das Bundesgericht nur klar und detailliert erhobene und soweit möglich belegte Rügen prüft, während es auf ungenügend begründete Rügen und rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht eintritt. Wird die Verletzung des Willkürverbots gerügt, reicht es sodann nicht aus, die Rechtslage aus Sicht des Beschwerdeführers darzulegen und den davon abweichenden angefochtenen Entscheid als willkürlich zu bezeichnen; vielmehr ist im Einzelnen darzulegen, inwiefern das kantonale Gericht willkürlich entschieden haben soll und der angefochtene Entscheid deshalb an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (<ref-ruling> E. 2.2 S. 246).
Der Antrag auf eine mündliche Verhandlung wird in der Beschwerde nicht begründet. In der Regel entscheidet das Bundesgericht auf dem Weg der Aktenzirkulation (vgl. Art. 57 und 58 Abs. 2 BGG). Ein Grund, von dieser Regel abzuweichen, besteht nicht. Insbesondere ist dem Anspruch gemäss Art. 6 Ziff. 1 EMRK Genüge getan, wenn die Parteien mindestens vor einer kantonalen Instanz ein mündliches Verfahren hatten; eine nochmalige Parteiverhandlung vor Bundesgericht, das im Wesentlichen nur eine Rechtskontrolle ausübt, ist nicht erforderlich (<ref-ruling> E. 5e S. 36; HAEFLIGER/SCHÜRMANN, Die EMRK und die Schweiz, 2. Aufl. 1999, S. 192). Die Anordnung einer mündlichen Parteiverhandlung vor Bundesgericht ist auch nicht durch <ref-law> indiziert, besteht doch im vorliegenden Rechtsmittelverfahren kein Anspruch auf mündliche Anhörung (HEIMGARTNER/WIPRÄCHTIGER, Basler Kommentar, N. 9-12 zu <ref-law>).
2. Nach den Feststellungen des Obergerichts arbeitet der Beschwerdeführer hauptsächlich als Heilpraktiker. Gemäss seinen Angaben im erstinstanzlichen Eheschutzverfahren sei er mit einem Pensum von 50% in der Naturheilpraxis D._ selbständig erwerbstätig, wo er durchschnittlich Fr. 3'250.-- verdiene. Daneben habe er früher rund Fr. 1'000.-- aus dem Betrieb des Labors "E._" für Kieferorthopädie erzielt. Aus den weiteren Tätigkeiten verdiene er nach eigenen Angaben praktisch nichts. Beide kantonalen Instanzen haben befunden, der Beschwerdeführer sei verpflichtet, seine intellektuellen und körperlichen Ressourcen auszuschöpfen, um seiner Unterhaltspflicht nachkommen zu können. Die behauptete eingeschränkte Arbeitsfähigkeit sei unglaubhaft, weil das hierfür eingereichte Arbeitszeugnis von einem Heilpraktiker der Praxisgemeinschaft ausgestellt worden sei, in welcher der Beschwerdeführer selbst arbeite; zudem gehe aus dem Zeugnis nicht hervor, in welchem Grad und für welche Dauer die angebliche Einschränkung bestehen soll. Dem Beschwerdeführer sei deshalb ein hypothetisches Erwerbseinkommen anzurechnen, das er bei einer vollzeitigen Arbeit auf seinem Tätigkeitsgebiet erzielen könnte. Das Obergericht hat das erstinstanzlich auf Fr. 6'000.-- festgelegte Mindestnettoeinkommen als angemessen erachtet. Es hat hierbei zum einen auf die Lohnstrukturerhebungen abgestellt, nach welchen gemäss erstinstanzlichem Entscheid auf dem Tätigkeitsgebiet und Anforderungsniveau des Beschwerdeführers sogar deutlich höhere Beträge ausgewiesen werden. Zum anderen hat es den in der Naturheilpraxis D._ erzielten Verdienst auf eine vollzeitige Tätigkeit hochgerechnet und befunden, unabhängig davon, ob es sich bei den Angaben des Beschwerdeführers um Brutto- oder Nettobeträge gehandelt habe, sei ein Nettoeinkommen von Fr. 6'000.-- bei voller Ausschöpfung der Arbeitskraft ohne Weiteres möglich. Das Obergericht hat ferner darauf hingewiesen, dass die Beschwerdegegnerin bei einem Arbeitspensum von 80% und gleichzeitiger Erziehung der drei Kinder einen deutlich höheren Beitrag an die gemeinsamen Pflichten leiste.
Der Beschwerdeführer macht geltend, das ihm angerechnete Einkommen sei hypothetisch. Man habe unterlassen festzustellen, was er wirklich verdiene. Zudem habe man Brutto- in Nettoeinnahmen verwandelt. Die ganzen Berechnungen basierten auf Lügen der Beschwerdegegnerin. Infolge der Weltwirtschaftskrise seien die Einkommen der Heilpraktiker stark zurückgegangen. Er bemühe sich sehr. Er habe 100 Bewerbungen versandt. Es sei deshalb nicht statthaft, von seinem tatsächlichen Einkommen abzuweichen. Ohnehin sei ein 100%-Pensum unverständlich; massgeblich sei, wie viele Patienten in der Praxis seien, nicht wie lange er sich in der Praxis aufhalte.
Mit diesen und den weiteren, rein polemischen und daher nichts zur Sache beitragenden Ausführungen beschränkt sich der Beschwerdeführer auf appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid, wie sie zur Begründung von Verfassungsverletzungen untauglich ist (vgl. E. 1). Insbesondere lässt sich damit auch keine Verletzung des sinngemäss angerufenen Willkürverbotes dartun. Der Beschwerdeführer müsste im Einzelnen aufzeigen, inwiefern das Obergericht in Willkür verfallen sein soll, wenn es von einer 100%-igen Leistungsfähigkeit ausgegangen ist und einerseits unter Hochrechen des Verdienstes bei 50%-iger Tätigkeit und andererseits unter Abstellen auf die Lohnstrukturerhebungen von einem erzielbaren Mindestnettoeinkommen von Fr. 6'000.-- ausgegangen ist. Dazu ist die nicht weiter belegte Behauptung, brutto sei mit netto vertauscht worden, ebenso wenig geeignet wie die lediglich mit zwei Absagen belegte Behauptung, er würde sich umfassend, aber erfolglos um Arbeit bemühen. Im Bereich der Gesundheitsbranche geht sodann das Argument der Wirtschaftskrise an der Sache vorbei. Die sinngemässe Willkürrüge des Beschwerdeführers bleibt mithin unsubstanziiert.
3. Abgesehen davon, dass mit dem Wunsch für ein "freies Besuchs- und Ferienrecht bei meinen Kindern, da Y._ überfordert ist in der Kindererziehung", ohnehin keine willkürliche Besuchs- und Ferienrechtsregelung dargetan wäre, ist diese gar nicht Gegenstand des vorliegenden Verfahrens, weshalb bereits das Obergericht auf die auch im obergerichtlichen Verfahren beiläufig erhobene Kritik nicht eintreten konnte.
4. Nach dem Gesagten ist die Beschwerde in Zivilsachen abzuweisen, soweit überhaupt darauf eingetreten werden kann. Damit wird auch der Antrag auf Neuverlegung der kantonalen Kosten entsprechend dem gewünschten anderen Ausgang des Verfahrens gegenstandslos. Wie die vorstehenden Erwägungen zeigen, muss die Beschwerde sodann als von Anfang an aussichtslos bezeichnet werden, weshalb es an den materiellen Voraussetzungen der unentgeltlichen Rechtspflege fehlt (<ref-law>) und das entsprechende Gesuch abzuweisen ist. Die Gerichtskosten sind mithin definitiv dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Die vom Beschwerdeführer verlangte und von der Beschwerdegegnerin abgelehnte aufschiebende Wirkung wurde (nur) teilweise gewährt, weshalb es sich rechtfertigt, die Kosten für die betreffende Stellungnahme entsprechend dem Ausgang der Hauptsache zu verteilen. Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerin demnach mit Fr. 500.-- zu entschädigen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in Zivilsachen wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 3'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerin mit Fr. 500.-- zu entschädigen.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Schaffhausen schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 1. Juni 2010
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Hohl Möckli