リフロー炉
【課題】気化したフラックスが予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されたファンを回転させるためのモータ回転軸に付着して固化することを防止するため、気化したフラックスが固化する前の流動性を有する液化の状態で効率的、かつ、確実に回収する。
【解決手段】フラックス回収装置１０Ａを構成するドレン部２０は、モータベース１６のファンとの対向側であって、かつ、回転軸１４の周辺部に形成されている。ドレン部２０のファンとの対向面は、モータベース１６の平面位置からモータベース１６の背面側に設けられた排出口４６に向かって傾斜した傾斜面２０ａとなっている。ファンの回転駆動によりモータベース１６の中心部に集まってくるフラックスは、モータベース１６の中心部に形成されたドレン部２０に流入されて傾斜面２０ａに沿って流動され、ドレン部２０から排出口４６、ドレン管およびパイプ管４８を経由して回収用容器３４に収容される。
【解決手段】フラックス回収装置１０Ａを構成するドレン部２０は、モータベース１６のファンとの対向側であって、かつ、回転軸１４の周辺部に形成されている。ドレン部２０のファンとの対向面は、モータベース１６の平面位置からモータベース１６の背面側に設けられた排出口４６に向かって傾斜した傾斜面２０ａとなっている。ファンの回転駆動によりモータベース１６の中心部に集まってくるフラックスは、モータベース１６の中心部に形成されたドレン部２０に流入されて傾斜面２０ａに沿って流動され、ドレン部２０から排出口４６、ドレン管およびパイプ管４８を経由して回収用容器３４に収容される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー処理により発生した気化したフラックスの一部が予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンを回転させるためのモータ回転軸に付着して固化することを防止するためのフラックス回収装置を備えたリフロー炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板と電子部品とのはんだ付けを行う場合には、一般にリフロー炉が利用される。リフロー炉は、基板を搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアによって基板が供給されるトンネル状のリフロー本体（マッフル）とを備えている。リフロー本体内部には、搬入口から搬出口に至る搬送経路に沿って、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンが設けられている。予備加熱ゾーンおよび本加熱ゾーンのそれぞれには、一組の熱風吹き出しヒータおよびファンが設置されている。熱風吹き出しヒータおよびファンは、搬送コンベアの上方および下方のそれぞれに設置されており、搬送コンベアによって搬送される基板に対して上下方向から熱風を吹き付けることにより、はんだペーストに含まれるはんだを溶融させて基板の電極に電子部品等を固着させる。また、冷却ゾーンには、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンで加熱されたプリント基板を冷却する冷却風を吹き出すファンと、このファンを回転させるためのモータが設置されている。
【０００３】
ここで、はんだペーストには、粉末はんだ、溶剤、フラックスが含まれている。このうちフラックスは、成分としてロジンなどを含んでおり、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去すると共にはんだ付けの際に加熱で再酸化するのを防止し、はんだの表面張力を小さくして濡れ性を良くする効果を有する。
【０００４】
一方で、フラックスは、ヒータによる加熱により、気化してリフロー本体内に充満する。リフロー本体内に充満した気化したフラックスは、一般的にはマッフル外に設けられたフラックス成分を除去する除去装置を介して清浄化された後、循環路を経由してマッフル内に再び戻される。しかしながら、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンの回転に伴い、ファンの背面側に回り込む流れが生じるため、この流れにより気化したフラックスの一部がファンの背面側に回り込む。ファンの背面側に回り込んだ気化したフラックスは、ここで冷やされ流動性のある液体のフラックスとなる。気化したフラックスが液体のフラックスとなった後に、モータの回転が停止して内部温度が低下すると、液化したフラックスの粘度が増加して流動性が低下し、ベース部にフラックスが固まって堆積する。このとき、フラックスがファン回転軸で固化すると、ファンの回転を妨げてしまうという問題が発生する。
【０００５】
このようなフラックスの堆積等を防止するために、リフロー炉のケーシングの底部にファンの軸心から外周に向かって傾斜する傾斜部と、フラックスを液化することを可能にする温度のガスを導入するためのガス導入口とを備えたリフロー炉が提案されている（特許文献１参照）。このリフロー炉のケーシングの底面部の周縁の２箇所にはフラックス回収口が設けられており、底面部のフラックスを傾斜面に沿って流動させてフラックス回収口に流入させることにより、フラックス成分の堆積を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるリフロー炉では以下のような問題がある。すなわち、ファンの背面側に回り込んで液化したフラックスは、ファンの回転時に発生するファン中心部に向かう風により、傾斜面の傾斜方向に反して流動し、ファンの回転軸（中心部）に集まってしまう傾向があった。このとき、回転軸のシール部にフラックスが浸入すると、ファンの停止に伴う温度の低下によってフラックスが固着してしまい、次のファンの運転時には、フラックスの固着によりモータ軸が固まってモータ過負荷でモータが正常に回転しないという問題があった。この場合には、リフロー炉を可動させることができないので、モータに固着したフラックスを除去するための作業が必要となるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであって、その目的は、気化したフラックスが予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンを回転させるためのモータ回転軸に付着して固化することを防止するため気化したフラックスが固化する前の流動性を有する液化の状態で効率的、かつ、確実に回収することが可能なフラックス回収装置を備えたリフロー炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係るリフロー炉は、モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンとファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、フラックス回収装置は、ケース部材に取り付けられるベース部材と、ベース部材のファンとの対向側であってかつ回転軸の周辺部に設けられ、リフロー処理により発生したフラックスを流入させて外部に排出するドレン部とを備えるものである。
【００１０】
ファンの回転駆動により、ファンとベース部材との間には回転軸方向に流れる風（圧力）が発生する。そのため、ファンの背面側に流れ込んだフラックスは、中心方向に流れる風により回転軸に集まってくる。本発明においては、ベース部材のファンとの対向側であってかつ回転軸の周辺部にドレン部が設けられるので、ファンの回転駆動により回転軸に集まってくるフラックスはドレン部に流入され、ドレン部から外部に排出される。なお、本発明においてフラックスとは、気化した状態のフラックス、流動性のある液体のフラックスおよび固化したフラックスを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ベース部材であって回転軸の周辺部にドレン部が設けられるので、回転軸に必然的に集まってくるフラックスを効率的かつ確実にドレン部に流入させることができ、回転軸におけるフラックスの固着を防止することができる。その結果、フラックス固着による駆動部やファン、ベース部材の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減できるので、生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリフロー炉の構成例を示す図である。
【図２】フラックス回収装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】フラックス回収装置の構成例を示す上面図である。
【図４】フラックス回収装置の構成例を示す側面図である。
【図５】フラックス回収装置の構成例を示す断面図である。
【図６】フラックス回収装置の要部の構成例を示す拡大断面図である。
【図７】シール部材の他の構成例を示す図である。
【図８】フラックス回収装置の要部の構成例を示す斜視図である。
【図９】フラックス回収装置の着脱時の構成例を示す斜視図である。
【図１０】窒素パージを説明するための図である。
【図１１】通常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【図１２】異常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るフラックス回収装置の構成例を示す図である。
【図１４】フラックス加熱用ヒータを説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るフラックス回収装置の構成例を示す図である。
【図１６】フラックス回収装置の構成例を示す上面図である。
【図１７】通常時および異常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。
＜１．第１の実施の形態＞
［リフロー炉の構成例］
図１に示すように、リフロー炉１００は、リフロー本体（マッフル）４０と搬送コンベア８０とヒータ５０とファン６０とモータ１２とフラックス回収装置１０Ａとを備えている。リフロー本体４０は、搬入口４０ａと搬出口４０ｂとを有したトンネル状に延びる匡体からなり、搬入口４０ａから搬出口４０ｂに至る搬送経路に沿って予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２と冷却ゾーンＺ３とを有する。搬送コンベア８０は、搬入口４０ａから搬出口４０ｂに至る搬送経路に沿って延在しており、プリント基板７０をリフロー本体４０の搬入口４０ａから搬出口４０ｂに向かって所定の速度で搬送する（矢印Ｘ方向）。
【００１４】
ヒータ５０、ファン６０およびモータ１２は、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２のそれぞれに設置され、搬送コンベア８０の上下方向のそれぞれに対向して配置されている。本例の場合、予備加熱ゾーンＺ１は上下１対のヒータ５０とファン６０とモータ１２からなるユニットが３ユニット構成となっており、同様に、本加熱ゾーンＺ２は上下１対のヒータ５０とファン６０とモータ１２からなるユニットが２ユニット構成となっている。予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２の１ユニットを構成するヒータ５０およびファン６０は、箱状をなすケース部材４０ａに収容されている。
【００１５】
予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２に設置されるヒータ５０は、リフロー本体４０内部の気体を加熱させて高温の熱風を生成する。ファン６０は、例えばシロッコファンからなり、モータ１２の駆動により回転駆動してヒータ５０によって加熱された熱風をプリント基板７０の上下方向から吹き付ける。これにより、プリント基板７０のはんだが溶融され、プリント基板７０の電極に電子部品等が固着される。なお、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２に設置されるヒータ５０、ファン６０およびモータ１２は、同一の構成のものを用いている。
【００１６】
冷却ゾーンＺ３には、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２で加熱されたプリント基板を冷却する冷却風を吹き出すファンおよびモータ（図示省略）が設置されている。本例の場合、冷却ゾーンＺ３の構成は、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２のユニット構成からヒータ５０を取り除いた構成となっており、ファンとモータとにより冷蔵機９２を構成している。
【００１７】
フラックス回収装置１０Ａは、ヒータ５０およびファン６０によるプリント基板７０へのリフロー処理により発生した気化したフラックスを流動性のある液体のフラックス状態で効率的に回収するための装置であり、本例の場合、ファン６０およびモータ１２毎に設けられる。フラックス回収装置１０Ａは、各予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２で発生するフラックスの成分に応じて予備加熱ゾーンＺ１、本加熱ゾーンＺ２および冷却ゾーンＺ３の各ゾーン毎に異なる構成とすることもできるし、各ゾーンを構成するユニット単位で異なる構成にすることができる。フラックス回収装置１０Ａについては後述する。
【００１８】
［リフロー炉の動作例］
続けて、リフロー炉１００の動作の一例について説明する。図１に示すように、表面実装用電子部品が搭載されたプリント基板７０が搬送コンベア８０上に載置され、搬入口４０ａからリフロー炉１００の内部に搬入される。リフロー炉１００内の予備加熱ゾーンＺ１では、搬送コンベア８０の上下に設置されたヒータ５０、ファン６０およびモータ１２の駆動により熱風がプリント基板７０に吹き付けられる。これにより、フラックスが活性化されると共に電極やはんだペーストの表面の酸化膜が除去される。
【００１９】
このとき、リフロー処理によって発生した気化したフラックスは、リフロー本体４０内に充満し、図示しないが一般的には炉外に設けられたフラックス成分を除去する除去装置を介して清浄化され、循環路を経由して炉内に再び戻される。しかしながら、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２と冷却ゾーンＺ３に配置されているファン６０の回転に伴い、ファン６０の背面側に回り込む流れが生じるため、この流れにより気化したフラックスの一部が、ファン６０の背面側に回り込む。本例の場合、モータ１２やファン６０毎にフラックス回収装置１０Ａが設置されているので、予備加熱ゾーンＺ１に設置されたファン６０の背面側に回り込んだ気化したフラックスの一部はフラックス回収装置１０Ａによって回収される。
【００２０】
続けて、本加熱ゾーンＺ２にプリント基板７０が搬送されると、はんだが溶融されてプリント基板７０の電極に電子部品が固着される。このときに発生するフラックス等も、上述したようにフラックス回収装置１０Ａによって回収される。最後に、冷却ゾーンＺ３にプリント基板７０が搬送されると、急速にプリント基板７０が冷却されて、はんだ組成が形成される。そして、冷却ゾーンＺ３で冷却されたプリント基板７０は、搬出口４０ｂから搬出される。なお、熱風の吹き付けにより発生した気化したフラックスは、上述したように、冷却ゾーンＺ３の冷蔵機９２毎に設けられたフラックス回収装置１０Ａによっても回収される。
【００２１】
［フラックス回収装置の構成例］
次に、フラックス回収装置１０Ａの構成の一例について説明する。本発明に係るフラックス回収装置１０Ａは、図２〜図５に示すように、ベース部材の一例であるモータベース１６とハイネックカラー部１８とドレン部２０とドレン管３８と回収用容器３４とを備えている。なお、モータベース１６に堆積した液体のフラックスは、その自重により下方に流動するため、本発明に係るフラックス回収装置１０は基本的に図１に示すリフロー炉１００の搬送コンベア８０の下方側にのみ設置されるものとする。
【００２２】
モータベース１６は、ステンレス（ＳＵＳ）やアルミ等の耐食性、耐熱性に優れた金属材料からなると共にファン６０よりも若干大きな外径を有した円盤状の部材であって、ファン６０等を収容するケース部材４０ａ（図１参照）の底面部にねじ等の締結部材を介して取り付けられている。モータベース１６は、ファン６０との対向側に、モータベース１６の周縁に沿って形成された壁部１６ｂと、壁部１６ｂから回転軸１４に向かって平面部の高さが低くなるように傾斜した傾斜面１６ａとを有する。回転軸１４の周辺部には後述するようにドレン部２０が形成されるので、傾斜面１６ａによりモータベース１６に堆積したフラックスを効果的にモータベース１６に形成されるドレン部２０に流動させることができる。
【００２３】
モータ１２は、モータベース１６の背面側（ファン６０と反対側）に中央ドレンブロック２２を介して取り付けられている。モータ１２は、例えば商用の電源部２００に接続されており、図示しない制御装置からの指示に基づいて回転軸１４を介してファン６０を回転駆動させる。回転軸１４は、一端がモータ１２に回転可能に取り付けられ、他端のモータベース１６からファン６０側に延出した部分がファン６０に取り付けられている。
【００２４】
図６に示すように、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間には、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１へのフラックスヒューム等の浸入を防止するためのシール部材３２が介挿されている。シール部材３２には、例えば、オイルシールやＶパッキン、テフロン（登録商標）シール等の接触型のシール部材や、非接触型のシール部材（例えば、ラビリンスシール）等が用いられる。本例では、Ｖパッキンおよびテフロン（登録商標）シールを使用した例を示している。
【００２５】
ここで、他のシール部材３２を使用した場合について説明する。図７（Ａ）に示すように、シール部材３２として非接触型のシールを用いた場合、非接触型であるため、グリスが不要となり、低コスト化を図ることができるという効果を有する。続けて、図７（Ｂ）に示すように接触型のＶパッキンを用いた場合、および、図７（Ｃ）に示すように接触型のオイルシールを用いた場合、フラックスの回転軸１４の間隙Ｓ１への流入を効果的に防止できるという効果を有する。また、図７（Ｄ）に示すように、接触型のテフロン（登録商標）シールを用いた場合、フラックスの流入を効果的に防止できると共に、グリスが不要となるという効果を得ることができる。
【００２６】
ハイネックカラー部１８は、図６に示すように、シール部材３２の上方であって回転軸１４の周方向に沿うようにして設けられ、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１へのフラックス等の浸入を防止するものである。このハイネックカラー部１８は、ベース部１８ａと円筒部１８ｂと折返部１８ｃとが一体形成されて構成されている。ベース部１８ａは、回転軸１４の内径と略同一の内径を有する環状体からなり、モータベース１６の上面部にねじ等の締結部材を介して取り付けられている。円筒部１８ｂは、ベース部１８ａの内周縁部から上方に向かって立設されると共に、回転軸１４の周方向に沿って形成されている。折返部１８ｃは、円筒部１８ｂの上端縁から外方に折り返して所定の長さだけ外方に延出している。このような構成により、主にフラックスヒュームの回転軸１４の間隙Ｓ１への浸入を確実に防止できるようになる。
【００２７】
ドレン部２０は、モータベース１６に堆積するフラックス等をモータベース１６から外部に排出するための溝（谷部）により構成され、モータベース１６の中心に位置する回転軸１４の周辺部に形成されている。つまり、本例においてドレン部２０は、モータベース１６の中心部であって、回転軸１４の周方向に沿うようにして形成されている。ドレン部２０をモータベース１６の中心部に形成するのは、ファン６０の回転時に発生する中心に向かう風によりフラックスがモータベース１６の中心部（回転軸１４）に集まってくることを考慮したためである。このドレン部２０は、図２、図５および図８に示すように、モータベース１６の平面位置からモータベース１６の背面側に設けられるドレン管３８（排出口４６）に向かって傾斜した傾斜面２０ａを有する。この傾斜面２０ａの上流側Ｃは、その中央部が高く両側の壁面部２０ｂに向かって低くなるように湾曲した山型形状となっている（図８参照）。ドレン部２０の傾斜面２０ａの下流側に位置した壁面部２０ｂには、図８に示すように、ドレン部２０に流入したフラックスを外部に排出するための排出口４６が形成されている。排出口４６には、斜め外下方に延在するドレン管３８が接続されている。なお、ドレン管３８は、第１の排出管の一例を構成している。
【００２８】
ドレン管３８には、パイプ管４８が接続されている。パイプ管４８は、その外径がドレン管３８の内径と略同一に選定され、ドレン管３８の内側に挿脱可能な構成となっている。これにより、ドレン部２０の排出部では、ドレン管３８とパイプ管４８との二重構造を有する。なお、パイプ管４８は、第２の排出管の一例を構成している。パイプ管４８の長手方向の長さは、ドレン管３８の長手方向の長さ以上に選定され（図１２参照）、パイプ管４８をドレン管３８内側に挿入したときにパイプ管４８の先端部が排出口４６の近傍位置まで延在するようになっている。これにより、排出口４６近傍でフラックスが詰まった場合でも、詰まったフラックスはドレン管３８ではなくパイプ管４８の内側に溜まることになるため、パイプ管４８毎引き抜くことで、排出口４６近傍でのフラックス詰まりを回避できるようになる。パイプ管４８の先端外周部には、図９に示すように、ねじ溝４８ａが形成されており、ドレン管３８の内側に形成された図示しないねじ溝にパイプ管４８をねじ込むことでドレン管３８に取り付け可能となっている。
【００２９】
パイプ管４８の外側の端部には、後述する回収用容器３４の蓋として機能する容器用蓋４２が取り付けられている。容器用蓋４２は、回収用容器３４の外径と略同一の径を有する頂面部４２ａと、頂面部４２ａの外周縁に立設された側壁部４２ｂとから構成される。側壁部４２ｂの内周面には、回収用容器３４のねじ溝３４ａに対応したねじ溝４２ｃが形成されている。
【００３０】
回収用容器３４は、パイプ管４８を介してドレン管３８に連結され、ドレン部２０、排出口４６、ドレン管３８およびパイプ管４８を経由して流れてきたフラックスを収容するものである。回収用容器３４の上端周縁には、図９に示すように、ねじ溝３４ａが形成されている。容器用蓋４２に形成されたねじ溝４２ｃに回収用容器３４のねじ溝３４ａを嵌め込むことで、回収用容器３４をパイプ管４８に着脱可能に取り付けることが可能となっている。この回収用容器３４は、作業者が取り外し易く、かつ、フラックスがある程度収容可能な大きさに選定される。また、回収用容器３４は、回収用容器３４の内部に回収されたフラックス量を確認し易いように透明材料により構成しても良い。
【００３１】
中央ドレンブロック２２には、図１０に示すように、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間隙Ｓ１に窒素ガスを注入するための窒素空間部Ｓ２が設けられている。窒素空間部Ｓ２は、間隙Ｓ１に窒素ガスを注入して間隙Ｓ１内部の圧力Ｐ２をリフロー本体４０側の圧力Ｐ１よりも高圧に設定するための空間であり、内側の導入口が間隙Ｓ１に連通され、外側の注入口が外部に連通している。窒素空間部Ｓの注入口にはハーフユニオン３０が取り付けられ、ハーフユニオン３０には窒素ガスを生成するための窒素発生部３００が接続されている。また、中央ドレンブロック２２には、窒素空間部Ｓ２とは別に、シール部材３２のグリスを注入するための図示しないグリス注入部が設けられている。
【００３２】
本例では、リフロー炉１００がオンされると、リフロー本体４０の内部には、図示しない窒素導入口から窒素ガスが導入され、炉内の圧力Ｐ１が５００Ｐａに設定される。また、リフロー炉１００がオンされると、窒素発生部３００からハーフユニオン３０を介して窒素空間部Ｓ２に窒素ガスが注入され、間隙Ｓ１の圧力Ｐ２が例えば０．３ＭＰａ以下に調整される。これにより、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間隙Ｓ１の圧力Ｐ２がリフロー本体４０内の圧力Ｐ１よりも高圧となり、間隙Ｓ１からリフロー本体４０へ窒素のガスの流れができるので、間隙Ｓ１にフラックスが浸入することを確実に防止できる。
【００３３】
［通常のメンテナンス時の動作例］
図１１に示すように、リフロー炉１００がオンされてファン６０が駆動されると、ファン６０の背面側には外側から中心に向かう風が発生する。この中心に向かう風により、ファン６０の背面側に回り込んだ気化したフラックスがモータベース１６により冷却され流動性のある液体のフラックスは、モータベース１６の傾斜面１６ａに沿ってモータベース１６の中心に設けられた回転軸１４に集まってくる。このモータベース１６の中心に集まった流動性のある液体のフラックスは、回転軸１４の周辺部に形成されたドレン部２０にそのまま流入される。
【００３４】
ドレン部２０に流入されたフラックスは、ドレン部２０の排出口４６、ドレン管３８およびパイプ管４８を経由して回収用容器３４の内部に収容される。作業者は、所定のタイミングにおいて回収用容器３４に一定量のフラックスが溜まったか否かを確認し、回収用容器３４内にフラックスが一定量溜まったと判断した場合には、図１１に示すように、回収用容器３４をパイプ管４８の容器用蓋４２から取り外した後、回収用容器３４の中身であるフラックスを回収する。そして、回収用容器３４の中身を空にしたら、再度、回収用容器３４を容器用蓋４２に取り付けてセットする。
【００３５】
［異常発生時の動作例］
図１２に示すように、リフロー炉１００の停止後、フラックスの温度の低下により排出経路の途中において流動性のある液体のフラックスが固化してフラックスが詰まった場合には、作業者はドレン管３８からパイプ管４８を引き抜く。排出経路途中で詰まった固化したフラックスは、ドレン管３８ではなく引き抜かれたパイプ管４８側に堆積しているので、ドレン管３８に固化したフラックスが残ってしまうことを回避できる。作業者は、取り外したパイプ管４８の内部を清掃して固化したフラックスを取り除き、再度、パイプ管をドレン管３８に取り付けてセットする。
【００３６】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、モータベース１６であって回転軸１４の周辺部にドレン部２０が設けられているので、ファン６０の回転時に回転軸１４に必然的に集まってくる気化したフラックスが固化する前の流動性を有する液化のフラックスを効率的かつ確実にドレン部２０に流入させて外部に排出させることができる。これにより、フラックスの回転軸１４への浸入を回避して、回転軸１４におけるフラックスの固着を防止することができる。その結果、フラックス固着によるモータ１２やファン６０、モータベース１６の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減できるので、その分、生産性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
また、第１の実施の形態では、ドレン部２０をモータベース１６の一箇所に設け、そのドレン部２０に接続されるドレン管３８を斜め外下方に引き出している。そのため、リフロー炉１００の開閉可能な一方の側面にドレン管３８を引き出すことで、回収用容器３４の取り外し作業や清掃作業を容易かつ効率的に行うことができる。これにより、作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【００３８】
また、ドレンの構成をドレン管３８とパイプ管４８との二重構造としているので、フラックスが排出経路途中で停滞した（詰まった）場合でも、内側のパイプ管４８をドレン管３８から取り外すことで、パイプ管４８内部をリフロー炉１００の外で簡単に清掃することができる。また、ドレン管３８にフラックスが残ることがないので、フラックスの詰まり等を確実に防止できる。
【００３９】
また、回転軸１４の周方向に沿って折り返し構造を有したハイネックカラー部１８を設けることで、シール部材３２と回転軸１４との間隙Ｓ１にフラックスやフラックスヒュームが浸入することを効果的に防止することができる。さらに、本実施の形態によれば、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１の圧力をリフロー本体４０内の圧力よりも高圧に設定するので、間隙Ｓ１にフラックスやフラックスヒュームが浸入することを確実に防止することができる。
【００４０】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係るフラックス回収装置１０Ｂはフラックスを加熱するヒータを備える点において、上記第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと異なっている。なお、その他のフラックス回収装置１０Ｂの構成は上述した第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと同一であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４１】
［フラックス回収装置の構成例］
図１３および図１４に示すように、フラックス回収装置１０Ｂを構成するドレン管３８の排出口４６側には、フラックス加熱用ヒータ９０を取り付けるためのヒータ取付部３９が設けられている。ヒータ取付部３９は、ドレン管３８の外径よりも拡径された部位であって、その矩形状の外面の下側角部のそれぞれにフラックス加熱用ヒータ９０を挿入するためのヒータ挿入孔３９ａ，３９ａが形成されている。
【００４２】
フラックス加熱用ヒータ９０は、棒状のいわゆるカードリッジヒータからなり、ヒータ挿入孔３９ａに装着されて、ドレン管３８の下側からドレン管３８およびパイプ管４８を加熱するものである。本例では、２個のフラックス加熱用ヒータ９０を用いているが、１個のフラックス加熱用ヒータ９０を用いても良いし、３個以上のフラックス加熱用ヒータ９０を用いても良い。また、フラックス加熱用ヒータ９０の取付位置は、ヒータ取付部３８ｂの下側角部に限定されることはなく、ヒータ取付部３８ｂの上部であっても良いし、左右であっても良い。フラックス加熱用ヒータ９０の外側端部には配線が接続され、この配線の他端には電源部２００が接続されている。電源部２００は、例えば商用電源の２００Ｖが利用される。
【００４３】
図示しない制御部は、例えば、リフロー炉１００の電源のオンと同時にフラックス加熱用ヒータ９０をオンさせてドレン管３８およびパイプ管４８を加熱する。このドレン管３８およびパイプ管４８の加熱により、ドレン管３８およびパイプ管４８の内部のフラックスが加熱され、フラックスが回収用容器３４に至る経路途中で停滞、堆積しないようにする。なお、フラックス加熱用ヒータ９０による温度制御は、一定時間加熱したら停止する間欠的な制御であっても良いし、温度センサによりドレン管３８等の温度を測定し、測定した温度結果に基づいてフラックス加熱用ヒータ９０のオンオフ制御をするようにしても良い。また、フラックス加熱用ヒータ９０の温度は、使用するフラックスの種類に応じて異ならせても良い。さらに、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２とでは発生するフラックスの成分が異なるので、各ゾーンで温度を異ならせるように制御しても良い。
【００４４】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、ヒータ５０やファン６０の停止後に温度低下が著しいドレン管３８にフラックス加熱用ヒータ９０を設置しているので、ドレン部２０やドレン管３８付近での温度低下を確実に防止できる。これにより、フラックスの粘土低下による停滞（詰まり）を効果的に防止でき、円滑かつ確実にフラックスを流動させて回収用容器３４に収容させることができる。その結果、フラックスの固着によるモータ１２等の各構成部品の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減でき、生産効率を大幅に向上させることができる。
【００４５】
＜３．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係るフラックス回収装置１０Ｃはドレン部２０をモータベースの周縁部に設けている点において、ドレン部２０をモータベースの中央部に設ける上記第１の実施の形態と異なっている。なお、その他のフラックス回収装置１０Ｃの構成は上述した第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと同一であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１５および図１６に示すように、フラックス回収装置１０Ｃを構成するドレン部２０は、モータベース１６の上面（ファン６０と対向する面）の周縁部からモータベース１６を斜め外下方に貫通するようにして形成されている。本例では、ドレン部２０が２箇所に設けられ、これらのドレン部２０，２０がモータベース１６の周縁部の対向した位置に配設されている。モータベース１６の上面は、モータベース１６の中心部から外方向のドレン部２０に向かって傾斜した傾斜面１６ｃとなっている。これにより、液化したフラックスは、傾斜面１６ｃに沿って外方向に流動し、ドレン部２０に流れ込んで後述する回収用容器３４に排出される。
【００４７】
図１７に示すように、ドレン部２０には、パイプ管４８が接続されている。パイプ管４８は、その外径がドレン部２０の内径と略同一に選定されており、ドレン部２０の内側に挿脱可能に構成される。パイプ管４８の長手方向の長さは、ドレン部２０の長手方向の長さよりも長く選定され、パイプ管４８をドレン部２０の内側に挿入したときにパイプ管４８の先端部がドレン部２０の流入口２０ｃの近傍位置まで延在するようになっている。パイプ管４８の先端外周部にはねじ溝が形成されており、ドレン部２０の内側に形成されたねじ溝にパイプ管４８をねじ込むことでドレン部２０に固定して取り付けることが可能となっている。パイプ管４８の他端部には、後述する回収用容器３４の蓋として機能する容器用蓋４２が設けられている。容器用蓋４２の内周面には、回収用容器３４のねじ溝に対応したねじ溝が形成されている。
【００４８】
回収用容器３４は、パイプ管４８を介してドレン部２０に連結され、ドレン部２０およびパイプ管４８を経由して流れてきたフラックスを収容するものである。回収用容器３４の上端周縁にはねじ溝が形成されており、容器用蓋４２に形成されたねじ溝に回収用容器３４を嵌め込むことで回収用容器３４をパイプ管４８に着脱可能に取り付けることが可能となっている。この回収用容器３４は、作業者が取り外し易く、かつ、フラックスの量がある程度収容可能な大きさに選定される。また、回収用容器３４は、回収用容器３４内に回収されたフラックス量を確認し易いように透明材料により構成しても良い。
【００４９】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、ドレンの構成をドレン部２０とパイプ管４８との二重構造としているので、フラックスが排出経路途中で停滞した（詰まった）場合でも、内側のパイプ管４８をドレン部２０から取り外すことで、パイプ管４８内部をリフロー炉１００の外で簡単に清掃することができる。また、ドレン部２０にフラックスが残ることがないので、フラックスの詰まり等を確実に防止できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・フラックス回収装置、１２・・・モータ、１４・・・回転軸、１６・・・モータベース（ベース部材）、１６ａ・・・傾斜面、１８・・・ハイネックカラー部、２０・・・ドレン部、３４・・・回収用容器、３８・・・ドレン管（第１の排出管）、４０・・・リフロー本体、４８・・・パイプ管（第２の排出管）、５０・・・ヒータ、６０・・・ファン、７０・・・プリント基板、８０・・・搬送コンベア、９０・・・フラックス加熱用ヒータ、１００・・・リフロー炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー処理により発生した気化したフラックスの一部が予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンを回転させるためのモータ回転軸に付着して固化することを防止するためのフラックス回収装置を備えたリフロー炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板と電子部品とのはんだ付けを行う場合には、一般にリフロー炉が利用される。リフロー炉は、基板を搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアによって基板が供給されるトンネル状のリフロー本体（マッフル）とを備えている。リフロー本体内部には、搬入口から搬出口に至る搬送経路に沿って、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンが設けられている。予備加熱ゾーンおよび本加熱ゾーンのそれぞれには、一組の熱風吹き出しヒータおよびファンが設置されている。熱風吹き出しヒータおよびファンは、搬送コンベアの上方および下方のそれぞれに設置されており、搬送コンベアによって搬送される基板に対して上下方向から熱風を吹き付けることにより、はんだペーストに含まれるはんだを溶融させて基板の電極に電子部品等を固着させる。また、冷却ゾーンには、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンで加熱されたプリント基板を冷却する冷却風を吹き出すファンと、このファンを回転させるためのモータが設置されている。
【０００３】
ここで、はんだペーストには、粉末はんだ、溶剤、フラックスが含まれている。このうちフラックスは、成分としてロジンなどを含んでおり、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去すると共にはんだ付けの際に加熱で再酸化するのを防止し、はんだの表面張力を小さくして濡れ性を良くする効果を有する。
【０００４】
一方で、フラックスは、ヒータによる加熱により、気化してリフロー本体内に充満する。リフロー本体内に充満した気化したフラックスは、一般的にはマッフル外に設けられたフラックス成分を除去する除去装置を介して清浄化された後、循環路を経由してマッフル内に再び戻される。しかしながら、予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンの回転に伴い、ファンの背面側に回り込む流れが生じるため、この流れにより気化したフラックスの一部がファンの背面側に回り込む。ファンの背面側に回り込んだ気化したフラックスは、ここで冷やされ流動性のある液体のフラックスとなる。気化したフラックスが液体のフラックスとなった後に、モータの回転が停止して内部温度が低下すると、液化したフラックスの粘度が増加して流動性が低下し、ベース部にフラックスが固まって堆積する。このとき、フラックスがファン回転軸で固化すると、ファンの回転を妨げてしまうという問題が発生する。
【０００５】
このようなフラックスの堆積等を防止するために、リフロー炉のケーシングの底部にファンの軸心から外周に向かって傾斜する傾斜部と、フラックスを液化することを可能にする温度のガスを導入するためのガス導入口とを備えたリフロー炉が提案されている（特許文献１参照）。このリフロー炉のケーシングの底面部の周縁の２箇所にはフラックス回収口が設けられており、底面部のフラックスを傾斜面に沿って流動させてフラックス回収口に流入させることにより、フラックス成分の堆積を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるリフロー炉では以下のような問題がある。すなわち、ファンの背面側に回り込んで液化したフラックスは、ファンの回転時に発生するファン中心部に向かう風により、傾斜面の傾斜方向に反して流動し、ファンの回転軸（中心部）に集まってしまう傾向があった。このとき、回転軸のシール部にフラックスが浸入すると、ファンの停止に伴う温度の低下によってフラックスが固着してしまい、次のファンの運転時には、フラックスの固着によりモータ軸が固まってモータ過負荷でモータが正常に回転しないという問題があった。この場合には、リフロー炉を可動させることができないので、モータに固着したフラックスを除去するための作業が必要となるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するものであって、その目的は、気化したフラックスが予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンと冷却ゾーンに配置されているファンを回転させるためのモータ回転軸に付着して固化することを防止するため気化したフラックスが固化する前の流動性を有する液化の状態で効率的、かつ、確実に回収することが可能なフラックス回収装置を備えたリフロー炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係るリフロー炉は、モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンとファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、フラックス回収装置は、ケース部材に取り付けられるベース部材と、ベース部材のファンとの対向側であってかつ回転軸の周辺部に設けられ、リフロー処理により発生したフラックスを流入させて外部に排出するドレン部とを備えるものである。
【００１０】
ファンの回転駆動により、ファンとベース部材との間には回転軸方向に流れる風（圧力）が発生する。そのため、ファンの背面側に流れ込んだフラックスは、中心方向に流れる風により回転軸に集まってくる。本発明においては、ベース部材のファンとの対向側であってかつ回転軸の周辺部にドレン部が設けられるので、ファンの回転駆動により回転軸に集まってくるフラックスはドレン部に流入され、ドレン部から外部に排出される。なお、本発明においてフラックスとは、気化した状態のフラックス、流動性のある液体のフラックスおよび固化したフラックスを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ベース部材であって回転軸の周辺部にドレン部が設けられるので、回転軸に必然的に集まってくるフラックスを効率的かつ確実にドレン部に流入させることができ、回転軸におけるフラックスの固着を防止することができる。その結果、フラックス固着による駆動部やファン、ベース部材の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減できるので、生産効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリフロー炉の構成例を示す図である。
【図２】フラックス回収装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】フラックス回収装置の構成例を示す上面図である。
【図４】フラックス回収装置の構成例を示す側面図である。
【図５】フラックス回収装置の構成例を示す断面図である。
【図６】フラックス回収装置の要部の構成例を示す拡大断面図である。
【図７】シール部材の他の構成例を示す図である。
【図８】フラックス回収装置の要部の構成例を示す斜視図である。
【図９】フラックス回収装置の着脱時の構成例を示す斜視図である。
【図１０】窒素パージを説明するための図である。
【図１１】通常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【図１２】異常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るフラックス回収装置の構成例を示す図である。
【図１４】フラックス加熱用ヒータを説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るフラックス回収装置の構成例を示す図である。
【図１６】フラックス回収装置の構成例を示す上面図である。
【図１７】通常時および異常時のメンテナンスの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。
＜１．第１の実施の形態＞
［リフロー炉の構成例］
図１に示すように、リフロー炉１００は、リフロー本体（マッフル）４０と搬送コンベア８０とヒータ５０とファン６０とモータ１２とフラックス回収装置１０Ａとを備えている。リフロー本体４０は、搬入口４０ａと搬出口４０ｂとを有したトンネル状に延びる匡体からなり、搬入口４０ａから搬出口４０ｂに至る搬送経路に沿って予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２と冷却ゾーンＺ３とを有する。搬送コンベア８０は、搬入口４０ａから搬出口４０ｂに至る搬送経路に沿って延在しており、プリント基板７０をリフロー本体４０の搬入口４０ａから搬出口４０ｂに向かって所定の速度で搬送する（矢印Ｘ方向）。
【００１４】
ヒータ５０、ファン６０およびモータ１２は、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２のそれぞれに設置され、搬送コンベア８０の上下方向のそれぞれに対向して配置されている。本例の場合、予備加熱ゾーンＺ１は上下１対のヒータ５０とファン６０とモータ１２からなるユニットが３ユニット構成となっており、同様に、本加熱ゾーンＺ２は上下１対のヒータ５０とファン６０とモータ１２からなるユニットが２ユニット構成となっている。予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２の１ユニットを構成するヒータ５０およびファン６０は、箱状をなすケース部材４０ａに収容されている。
【００１５】
予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２に設置されるヒータ５０は、リフロー本体４０内部の気体を加熱させて高温の熱風を生成する。ファン６０は、例えばシロッコファンからなり、モータ１２の駆動により回転駆動してヒータ５０によって加熱された熱風をプリント基板７０の上下方向から吹き付ける。これにより、プリント基板７０のはんだが溶融され、プリント基板７０の電極に電子部品等が固着される。なお、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２に設置されるヒータ５０、ファン６０およびモータ１２は、同一の構成のものを用いている。
【００１６】
冷却ゾーンＺ３には、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２で加熱されたプリント基板を冷却する冷却風を吹き出すファンおよびモータ（図示省略）が設置されている。本例の場合、冷却ゾーンＺ３の構成は、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２のユニット構成からヒータ５０を取り除いた構成となっており、ファンとモータとにより冷蔵機９２を構成している。
【００１７】
フラックス回収装置１０Ａは、ヒータ５０およびファン６０によるプリント基板７０へのリフロー処理により発生した気化したフラックスを流動性のある液体のフラックス状態で効率的に回収するための装置であり、本例の場合、ファン６０およびモータ１２毎に設けられる。フラックス回収装置１０Ａは、各予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２で発生するフラックスの成分に応じて予備加熱ゾーンＺ１、本加熱ゾーンＺ２および冷却ゾーンＺ３の各ゾーン毎に異なる構成とすることもできるし、各ゾーンを構成するユニット単位で異なる構成にすることができる。フラックス回収装置１０Ａについては後述する。
【００１８】
［リフロー炉の動作例］
続けて、リフロー炉１００の動作の一例について説明する。図１に示すように、表面実装用電子部品が搭載されたプリント基板７０が搬送コンベア８０上に載置され、搬入口４０ａからリフロー炉１００の内部に搬入される。リフロー炉１００内の予備加熱ゾーンＺ１では、搬送コンベア８０の上下に設置されたヒータ５０、ファン６０およびモータ１２の駆動により熱風がプリント基板７０に吹き付けられる。これにより、フラックスが活性化されると共に電極やはんだペーストの表面の酸化膜が除去される。
【００１９】
このとき、リフロー処理によって発生した気化したフラックスは、リフロー本体４０内に充満し、図示しないが一般的には炉外に設けられたフラックス成分を除去する除去装置を介して清浄化され、循環路を経由して炉内に再び戻される。しかしながら、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２と冷却ゾーンＺ３に配置されているファン６０の回転に伴い、ファン６０の背面側に回り込む流れが生じるため、この流れにより気化したフラックスの一部が、ファン６０の背面側に回り込む。本例の場合、モータ１２やファン６０毎にフラックス回収装置１０Ａが設置されているので、予備加熱ゾーンＺ１に設置されたファン６０の背面側に回り込んだ気化したフラックスの一部はフラックス回収装置１０Ａによって回収される。
【００２０】
続けて、本加熱ゾーンＺ２にプリント基板７０が搬送されると、はんだが溶融されてプリント基板７０の電極に電子部品が固着される。このときに発生するフラックス等も、上述したようにフラックス回収装置１０Ａによって回収される。最後に、冷却ゾーンＺ３にプリント基板７０が搬送されると、急速にプリント基板７０が冷却されて、はんだ組成が形成される。そして、冷却ゾーンＺ３で冷却されたプリント基板７０は、搬出口４０ｂから搬出される。なお、熱風の吹き付けにより発生した気化したフラックスは、上述したように、冷却ゾーンＺ３の冷蔵機９２毎に設けられたフラックス回収装置１０Ａによっても回収される。
【００２１】
［フラックス回収装置の構成例］
次に、フラックス回収装置１０Ａの構成の一例について説明する。本発明に係るフラックス回収装置１０Ａは、図２〜図５に示すように、ベース部材の一例であるモータベース１６とハイネックカラー部１８とドレン部２０とドレン管３８と回収用容器３４とを備えている。なお、モータベース１６に堆積した液体のフラックスは、その自重により下方に流動するため、本発明に係るフラックス回収装置１０は基本的に図１に示すリフロー炉１００の搬送コンベア８０の下方側にのみ設置されるものとする。
【００２２】
モータベース１６は、ステンレス（ＳＵＳ）やアルミ等の耐食性、耐熱性に優れた金属材料からなると共にファン６０よりも若干大きな外径を有した円盤状の部材であって、ファン６０等を収容するケース部材４０ａ（図１参照）の底面部にねじ等の締結部材を介して取り付けられている。モータベース１６は、ファン６０との対向側に、モータベース１６の周縁に沿って形成された壁部１６ｂと、壁部１６ｂから回転軸１４に向かって平面部の高さが低くなるように傾斜した傾斜面１６ａとを有する。回転軸１４の周辺部には後述するようにドレン部２０が形成されるので、傾斜面１６ａによりモータベース１６に堆積したフラックスを効果的にモータベース１６に形成されるドレン部２０に流動させることができる。
【００２３】
モータ１２は、モータベース１６の背面側（ファン６０と反対側）に中央ドレンブロック２２を介して取り付けられている。モータ１２は、例えば商用の電源部２００に接続されており、図示しない制御装置からの指示に基づいて回転軸１４を介してファン６０を回転駆動させる。回転軸１４は、一端がモータ１２に回転可能に取り付けられ、他端のモータベース１６からファン６０側に延出した部分がファン６０に取り付けられている。
【００２４】
図６に示すように、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間には、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１へのフラックスヒューム等の浸入を防止するためのシール部材３２が介挿されている。シール部材３２には、例えば、オイルシールやＶパッキン、テフロン（登録商標）シール等の接触型のシール部材や、非接触型のシール部材（例えば、ラビリンスシール）等が用いられる。本例では、Ｖパッキンおよびテフロン（登録商標）シールを使用した例を示している。
【００２５】
ここで、他のシール部材３２を使用した場合について説明する。図７（Ａ）に示すように、シール部材３２として非接触型のシールを用いた場合、非接触型であるため、グリスが不要となり、低コスト化を図ることができるという効果を有する。続けて、図７（Ｂ）に示すように接触型のＶパッキンを用いた場合、および、図７（Ｃ）に示すように接触型のオイルシールを用いた場合、フラックスの回転軸１４の間隙Ｓ１への流入を効果的に防止できるという効果を有する。また、図７（Ｄ）に示すように、接触型のテフロン（登録商標）シールを用いた場合、フラックスの流入を効果的に防止できると共に、グリスが不要となるという効果を得ることができる。
【００２６】
ハイネックカラー部１８は、図６に示すように、シール部材３２の上方であって回転軸１４の周方向に沿うようにして設けられ、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１へのフラックス等の浸入を防止するものである。このハイネックカラー部１８は、ベース部１８ａと円筒部１８ｂと折返部１８ｃとが一体形成されて構成されている。ベース部１８ａは、回転軸１４の内径と略同一の内径を有する環状体からなり、モータベース１６の上面部にねじ等の締結部材を介して取り付けられている。円筒部１８ｂは、ベース部１８ａの内周縁部から上方に向かって立設されると共に、回転軸１４の周方向に沿って形成されている。折返部１８ｃは、円筒部１８ｂの上端縁から外方に折り返して所定の長さだけ外方に延出している。このような構成により、主にフラックスヒュームの回転軸１４の間隙Ｓ１への浸入を確実に防止できるようになる。
【００２７】
ドレン部２０は、モータベース１６に堆積するフラックス等をモータベース１６から外部に排出するための溝（谷部）により構成され、モータベース１６の中心に位置する回転軸１４の周辺部に形成されている。つまり、本例においてドレン部２０は、モータベース１６の中心部であって、回転軸１４の周方向に沿うようにして形成されている。ドレン部２０をモータベース１６の中心部に形成するのは、ファン６０の回転時に発生する中心に向かう風によりフラックスがモータベース１６の中心部（回転軸１４）に集まってくることを考慮したためである。このドレン部２０は、図２、図５および図８に示すように、モータベース１６の平面位置からモータベース１６の背面側に設けられるドレン管３８（排出口４６）に向かって傾斜した傾斜面２０ａを有する。この傾斜面２０ａの上流側Ｃは、その中央部が高く両側の壁面部２０ｂに向かって低くなるように湾曲した山型形状となっている（図８参照）。ドレン部２０の傾斜面２０ａの下流側に位置した壁面部２０ｂには、図８に示すように、ドレン部２０に流入したフラックスを外部に排出するための排出口４６が形成されている。排出口４６には、斜め外下方に延在するドレン管３８が接続されている。なお、ドレン管３８は、第１の排出管の一例を構成している。
【００２８】
ドレン管３８には、パイプ管４８が接続されている。パイプ管４８は、その外径がドレン管３８の内径と略同一に選定され、ドレン管３８の内側に挿脱可能な構成となっている。これにより、ドレン部２０の排出部では、ドレン管３８とパイプ管４８との二重構造を有する。なお、パイプ管４８は、第２の排出管の一例を構成している。パイプ管４８の長手方向の長さは、ドレン管３８の長手方向の長さ以上に選定され（図１２参照）、パイプ管４８をドレン管３８内側に挿入したときにパイプ管４８の先端部が排出口４６の近傍位置まで延在するようになっている。これにより、排出口４６近傍でフラックスが詰まった場合でも、詰まったフラックスはドレン管３８ではなくパイプ管４８の内側に溜まることになるため、パイプ管４８毎引き抜くことで、排出口４６近傍でのフラックス詰まりを回避できるようになる。パイプ管４８の先端外周部には、図９に示すように、ねじ溝４８ａが形成されており、ドレン管３８の内側に形成された図示しないねじ溝にパイプ管４８をねじ込むことでドレン管３８に取り付け可能となっている。
【００２９】
パイプ管４８の外側の端部には、後述する回収用容器３４の蓋として機能する容器用蓋４２が取り付けられている。容器用蓋４２は、回収用容器３４の外径と略同一の径を有する頂面部４２ａと、頂面部４２ａの外周縁に立設された側壁部４２ｂとから構成される。側壁部４２ｂの内周面には、回収用容器３４のねじ溝３４ａに対応したねじ溝４２ｃが形成されている。
【００３０】
回収用容器３４は、パイプ管４８を介してドレン管３８に連結され、ドレン部２０、排出口４６、ドレン管３８およびパイプ管４８を経由して流れてきたフラックスを収容するものである。回収用容器３４の上端周縁には、図９に示すように、ねじ溝３４ａが形成されている。容器用蓋４２に形成されたねじ溝４２ｃに回収用容器３４のねじ溝３４ａを嵌め込むことで、回収用容器３４をパイプ管４８に着脱可能に取り付けることが可能となっている。この回収用容器３４は、作業者が取り外し易く、かつ、フラックスがある程度収容可能な大きさに選定される。また、回収用容器３４は、回収用容器３４の内部に回収されたフラックス量を確認し易いように透明材料により構成しても良い。
【００３１】
中央ドレンブロック２２には、図１０に示すように、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間隙Ｓ１に窒素ガスを注入するための窒素空間部Ｓ２が設けられている。窒素空間部Ｓ２は、間隙Ｓ１に窒素ガスを注入して間隙Ｓ１内部の圧力Ｐ２をリフロー本体４０側の圧力Ｐ１よりも高圧に設定するための空間であり、内側の導入口が間隙Ｓ１に連通され、外側の注入口が外部に連通している。窒素空間部Ｓの注入口にはハーフユニオン３０が取り付けられ、ハーフユニオン３０には窒素ガスを生成するための窒素発生部３００が接続されている。また、中央ドレンブロック２２には、窒素空間部Ｓ２とは別に、シール部材３２のグリスを注入するための図示しないグリス注入部が設けられている。
【００３２】
本例では、リフロー炉１００がオンされると、リフロー本体４０の内部には、図示しない窒素導入口から窒素ガスが導入され、炉内の圧力Ｐ１が５００Ｐａに設定される。また、リフロー炉１００がオンされると、窒素発生部３００からハーフユニオン３０を介して窒素空間部Ｓ２に窒素ガスが注入され、間隙Ｓ１の圧力Ｐ２が例えば０．３ＭＰａ以下に調整される。これにより、回転軸１４の外周面１４ａと中央ドレンブロック２２の内周面２２ａとの間隙Ｓ１の圧力Ｐ２がリフロー本体４０内の圧力Ｐ１よりも高圧となり、間隙Ｓ１からリフロー本体４０へ窒素のガスの流れができるので、間隙Ｓ１にフラックスが浸入することを確実に防止できる。
【００３３】
［通常のメンテナンス時の動作例］
図１１に示すように、リフロー炉１００がオンされてファン６０が駆動されると、ファン６０の背面側には外側から中心に向かう風が発生する。この中心に向かう風により、ファン６０の背面側に回り込んだ気化したフラックスがモータベース１６により冷却され流動性のある液体のフラックスは、モータベース１６の傾斜面１６ａに沿ってモータベース１６の中心に設けられた回転軸１４に集まってくる。このモータベース１６の中心に集まった流動性のある液体のフラックスは、回転軸１４の周辺部に形成されたドレン部２０にそのまま流入される。
【００３４】
ドレン部２０に流入されたフラックスは、ドレン部２０の排出口４６、ドレン管３８およびパイプ管４８を経由して回収用容器３４の内部に収容される。作業者は、所定のタイミングにおいて回収用容器３４に一定量のフラックスが溜まったか否かを確認し、回収用容器３４内にフラックスが一定量溜まったと判断した場合には、図１１に示すように、回収用容器３４をパイプ管４８の容器用蓋４２から取り外した後、回収用容器３４の中身であるフラックスを回収する。そして、回収用容器３４の中身を空にしたら、再度、回収用容器３４を容器用蓋４２に取り付けてセットする。
【００３５】
［異常発生時の動作例］
図１２に示すように、リフロー炉１００の停止後、フラックスの温度の低下により排出経路の途中において流動性のある液体のフラックスが固化してフラックスが詰まった場合には、作業者はドレン管３８からパイプ管４８を引き抜く。排出経路途中で詰まった固化したフラックスは、ドレン管３８ではなく引き抜かれたパイプ管４８側に堆積しているので、ドレン管３８に固化したフラックスが残ってしまうことを回避できる。作業者は、取り外したパイプ管４８の内部を清掃して固化したフラックスを取り除き、再度、パイプ管をドレン管３８に取り付けてセットする。
【００３６】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、モータベース１６であって回転軸１４の周辺部にドレン部２０が設けられているので、ファン６０の回転時に回転軸１４に必然的に集まってくる気化したフラックスが固化する前の流動性を有する液化のフラックスを効率的かつ確実にドレン部２０に流入させて外部に排出させることができる。これにより、フラックスの回転軸１４への浸入を回避して、回転軸１４におけるフラックスの固着を防止することができる。その結果、フラックス固着によるモータ１２やファン６０、モータベース１６の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減できるので、その分、生産性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
また、第１の実施の形態では、ドレン部２０をモータベース１６の一箇所に設け、そのドレン部２０に接続されるドレン管３８を斜め外下方に引き出している。そのため、リフロー炉１００の開閉可能な一方の側面にドレン管３８を引き出すことで、回収用容器３４の取り外し作業や清掃作業を容易かつ効率的に行うことができる。これにより、作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【００３８】
また、ドレンの構成をドレン管３８とパイプ管４８との二重構造としているので、フラックスが排出経路途中で停滞した（詰まった）場合でも、内側のパイプ管４８をドレン管３８から取り外すことで、パイプ管４８内部をリフロー炉１００の外で簡単に清掃することができる。また、ドレン管３８にフラックスが残ることがないので、フラックスの詰まり等を確実に防止できる。
【００３９】
また、回転軸１４の周方向に沿って折り返し構造を有したハイネックカラー部１８を設けることで、シール部材３２と回転軸１４との間隙Ｓ１にフラックスやフラックスヒュームが浸入することを効果的に防止することができる。さらに、本実施の形態によれば、回転軸１４と中央ドレンブロック２２との間隙Ｓ１の圧力をリフロー本体４０内の圧力よりも高圧に設定するので、間隙Ｓ１にフラックスやフラックスヒュームが浸入することを確実に防止することができる。
【００４０】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係るフラックス回収装置１０Ｂはフラックスを加熱するヒータを備える点において、上記第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと異なっている。なお、その他のフラックス回収装置１０Ｂの構成は上述した第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと同一であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４１】
［フラックス回収装置の構成例］
図１３および図１４に示すように、フラックス回収装置１０Ｂを構成するドレン管３８の排出口４６側には、フラックス加熱用ヒータ９０を取り付けるためのヒータ取付部３９が設けられている。ヒータ取付部３９は、ドレン管３８の外径よりも拡径された部位であって、その矩形状の外面の下側角部のそれぞれにフラックス加熱用ヒータ９０を挿入するためのヒータ挿入孔３９ａ，３９ａが形成されている。
【００４２】
フラックス加熱用ヒータ９０は、棒状のいわゆるカードリッジヒータからなり、ヒータ挿入孔３９ａに装着されて、ドレン管３８の下側からドレン管３８およびパイプ管４８を加熱するものである。本例では、２個のフラックス加熱用ヒータ９０を用いているが、１個のフラックス加熱用ヒータ９０を用いても良いし、３個以上のフラックス加熱用ヒータ９０を用いても良い。また、フラックス加熱用ヒータ９０の取付位置は、ヒータ取付部３８ｂの下側角部に限定されることはなく、ヒータ取付部３８ｂの上部であっても良いし、左右であっても良い。フラックス加熱用ヒータ９０の外側端部には配線が接続され、この配線の他端には電源部２００が接続されている。電源部２００は、例えば商用電源の２００Ｖが利用される。
【００４３】
図示しない制御部は、例えば、リフロー炉１００の電源のオンと同時にフラックス加熱用ヒータ９０をオンさせてドレン管３８およびパイプ管４８を加熱する。このドレン管３８およびパイプ管４８の加熱により、ドレン管３８およびパイプ管４８の内部のフラックスが加熱され、フラックスが回収用容器３４に至る経路途中で停滞、堆積しないようにする。なお、フラックス加熱用ヒータ９０による温度制御は、一定時間加熱したら停止する間欠的な制御であっても良いし、温度センサによりドレン管３８等の温度を測定し、測定した温度結果に基づいてフラックス加熱用ヒータ９０のオンオフ制御をするようにしても良い。また、フラックス加熱用ヒータ９０の温度は、使用するフラックスの種類に応じて異ならせても良い。さらに、予備加熱ゾーンＺ１と本加熱ゾーンＺ２とでは発生するフラックスの成分が異なるので、各ゾーンで温度を異ならせるように制御しても良い。
【００４４】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、ヒータ５０やファン６０の停止後に温度低下が著しいドレン管３８にフラックス加熱用ヒータ９０を設置しているので、ドレン部２０やドレン管３８付近での温度低下を確実に防止できる。これにより、フラックスの粘土低下による停滞（詰まり）を効果的に防止でき、円滑かつ確実にフラックスを流動させて回収用容器３４に収容させることができる。その結果、フラックスの固着によるモータ１２等の各構成部品の取り外し作業や清掃作業等の作業時間を削減でき、生産効率を大幅に向上させることができる。
【００４５】
＜３．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係るフラックス回収装置１０Ｃはドレン部２０をモータベースの周縁部に設けている点において、ドレン部２０をモータベースの中央部に設ける上記第１の実施の形態と異なっている。なお、その他のフラックス回収装置１０Ｃの構成は上述した第１の実施の形態で説明したフラックス回収装置１０Ａと同一であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１５および図１６に示すように、フラックス回収装置１０Ｃを構成するドレン部２０は、モータベース１６の上面（ファン６０と対向する面）の周縁部からモータベース１６を斜め外下方に貫通するようにして形成されている。本例では、ドレン部２０が２箇所に設けられ、これらのドレン部２０，２０がモータベース１６の周縁部の対向した位置に配設されている。モータベース１６の上面は、モータベース１６の中心部から外方向のドレン部２０に向かって傾斜した傾斜面１６ｃとなっている。これにより、液化したフラックスは、傾斜面１６ｃに沿って外方向に流動し、ドレン部２０に流れ込んで後述する回収用容器３４に排出される。
【００４７】
図１７に示すように、ドレン部２０には、パイプ管４８が接続されている。パイプ管４８は、その外径がドレン部２０の内径と略同一に選定されており、ドレン部２０の内側に挿脱可能に構成される。パイプ管４８の長手方向の長さは、ドレン部２０の長手方向の長さよりも長く選定され、パイプ管４８をドレン部２０の内側に挿入したときにパイプ管４８の先端部がドレン部２０の流入口２０ｃの近傍位置まで延在するようになっている。パイプ管４８の先端外周部にはねじ溝が形成されており、ドレン部２０の内側に形成されたねじ溝にパイプ管４８をねじ込むことでドレン部２０に固定して取り付けることが可能となっている。パイプ管４８の他端部には、後述する回収用容器３４の蓋として機能する容器用蓋４２が設けられている。容器用蓋４２の内周面には、回収用容器３４のねじ溝に対応したねじ溝が形成されている。
【００４８】
回収用容器３４は、パイプ管４８を介してドレン部２０に連結され、ドレン部２０およびパイプ管４８を経由して流れてきたフラックスを収容するものである。回収用容器３４の上端周縁にはねじ溝が形成されており、容器用蓋４２に形成されたねじ溝に回収用容器３４を嵌め込むことで回収用容器３４をパイプ管４８に着脱可能に取り付けることが可能となっている。この回収用容器３４は、作業者が取り外し易く、かつ、フラックスの量がある程度収容可能な大きさに選定される。また、回収用容器３４は、回収用容器３４内に回収されたフラックス量を確認し易いように透明材料により構成しても良い。
【００４９】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、ドレンの構成をドレン部２０とパイプ管４８との二重構造としているので、フラックスが排出経路途中で停滞した（詰まった）場合でも、内側のパイプ管４８をドレン部２０から取り外すことで、パイプ管４８内部をリフロー炉１００の外で簡単に清掃することができる。また、ドレン部２０にフラックスが残ることがないので、フラックスの詰まり等を確実に防止できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・フラックス回収装置、１２・・・モータ、１４・・・回転軸、１６・・・モータベース（ベース部材）、１６ａ・・・傾斜面、１８・・・ハイネックカラー部、２０・・・ドレン部、３４・・・回収用容器、３８・・・ドレン管（第１の排出管）、４０・・・リフロー本体、４８・・・パイプ管（第２の排出管）、５０・・・ヒータ、６０・・・ファン、７０・・・プリント基板、８０・・・搬送コンベア、９０・・・フラックス加熱用ヒータ、１００・・・リフロー炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンと前記ファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、
前記フラックス回収装置は、
前記ケース部材に取り付けられるベース部材と、
前記ベース部材の前記ファンとの対向側であってかつ前記回転軸の周辺部に設けられ、前記リフロー処理により発生した前記フラックスを流入させて外部に排出するドレン部と
を備えることを特徴とするリフロー炉。
【請求項２】
前記ドレン部には、当該ドレン部に流れ込んだ前記フラックスを外部に排出するための排出口が設けられ、
前記ドレン部は、前記ベース部材の平面部から前記排出口に向かって傾斜した傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリフロー炉。
【請求項３】
前記ベース部材の前記ファンと対向する対向面は、
前記ベース部材の周縁部から前記ドレン部に向かって前記対向面の高さが低くなるように傾斜した傾斜面からなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリフロー炉。
【請求項４】
前記ベース部材と前記回転軸との間隙への前記フラックスの浸入を防止するための折り返し構造を有したハイネックカラー部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項５】
前記ドレン部の前記排出口に接続される第１の排出管と、
前記第１の排出管の内側に挿脱可能に取り付けられる第２の排出管と、
前記第２の排出管の前記排出口とは反対側の端部に取り付けられ、前記ドレン部から排出された前記フラックスを回収するための回収容器と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項６】
前記フラックスは、前記リフロー処理により気化したフラックスが、前記ファンの回転に伴い、当該ファンと前記ベース部材との間に回り込んで冷却されて液化したものである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項７】
モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンと前記ファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、
前記フラックス回収装置は、
前記リフロー本体に取り付けられるベース部材と、
前記ベース部材の前記ファンとの対向側であってかつ前記ベース部材の周縁部に設けられ、前記リフロー処理により発生した前記フラックスを流入させて外部に排出するドレン部と
前記ドレン部の内側に挿脱可能に取り付けられる排出管と、
前記排出管の下流側の端部に取り付けられ、前記ドレン部から前記排出管を介して排出される前記フラックスを回収するための回収容器と
を備えることを特徴とするリフロー炉。
【請求項１】
モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンと前記ファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、
前記フラックス回収装置は、
前記ケース部材に取り付けられるベース部材と、
前記ベース部材の前記ファンとの対向側であってかつ前記回転軸の周辺部に設けられ、前記リフロー処理により発生した前記フラックスを流入させて外部に排出するドレン部と
を備えることを特徴とするリフロー炉。
【請求項２】
前記ドレン部には、当該ドレン部に流れ込んだ前記フラックスを外部に排出するための排出口が設けられ、
前記ドレン部は、前記ベース部材の平面部から前記排出口に向かって傾斜した傾斜面を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリフロー炉。
【請求項３】
前記ベース部材の前記ファンと対向する対向面は、
前記ベース部材の周縁部から前記ドレン部に向かって前記対向面の高さが低くなるように傾斜した傾斜面からなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリフロー炉。
【請求項４】
前記ベース部材と前記回転軸との間隙への前記フラックスの浸入を防止するための折り返し構造を有したハイネックカラー部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項５】
前記ドレン部の前記排出口に接続される第１の排出管と、
前記第１の排出管の内側に挿脱可能に取り付けられる第２の排出管と、
前記第２の排出管の前記排出口とは反対側の端部に取り付けられ、前記ドレン部から排出された前記フラックスを回収するための回収容器と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項６】
前記フラックスは、前記リフロー処理により気化したフラックスが、前記ファンの回転に伴い、当該ファンと前記ベース部材との間に回り込んで冷却されて液化したものである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のリフロー炉。
【請求項７】
モータと当該モータと回転軸を介して接続されたファンと前記ファンを収容するケース部材とを有するリフロー本体と、当該リフロー本体のリフロー処理によって発生したフラックスを回収するフラックス回収装置とを備えたリフロー炉であって、
前記フラックス回収装置は、
前記リフロー本体に取り付けられるベース部材と、
前記ベース部材の前記ファンとの対向側であってかつ前記ベース部材の周縁部に設けられ、前記リフロー処理により発生した前記フラックスを流入させて外部に排出するドレン部と
前記ドレン部の内側に挿脱可能に取り付けられる排出管と、
前記排出管の下流側の端部に取り付けられ、前記ドレン部から前記排出管を介して排出される前記フラックスを回収するための回収容器と
を備えることを特徴とするリフロー炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１２１１０１（Ｐ２０１１−１２１１０１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２２６１（Ｐ２００９−２８２２６１）
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００１９９１９７）千住金属工業株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００１９９１９７）千住金属工業株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
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