電磁ポンプ型フローはんだ付け装置
【課題】電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができると共に熱損失が少なくエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現すること。
【解決手段】アニュラリニア型電磁ポンプ３０と、上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽１内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する位置ではんだ槽１内に収容される口筐体２０と、を有し、その吸い込み口３４と吐出口３８のみが前記口筐体２０表面に現れるように前記電磁ポンプ３０の推力パイプ３２と外部コアおよび移動磁界発生用コイル３１のパッケージが着脱可能に前記口筐体２０に設けられると共に、この口筐体２０がはんだ槽１に着脱自在に設けられ、さらに、前記電磁ポンプ３０をはんだ槽１内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に、大気または不活性ガス雰囲気に曝露する。
【解決手段】アニュラリニア型電磁ポンプ３０と、上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽１内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する位置ではんだ槽１内に収容される口筐体２０と、を有し、その吸い込み口３４と吐出口３８のみが前記口筐体２０表面に現れるように前記電磁ポンプ３０の推力パイプ３２と外部コアおよび移動磁界発生用コイル３１のパッケージが着脱可能に前記口筐体２０に設けられると共に、この口筐体２０がはんだ槽１に着脱自在に設けられ、さらに、前記電磁ポンプ３０をはんだ槽１内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に、大気または不活性ガス雰囲気に曝露する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の被はんだ付け部に溶融はんだを供給してはんだ付けを行う電磁ポンプ型フローはんだ付け装置に関する。
【０００２】
誘導型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置は、溶融はんだの噴流状態を安定に維持できると供に溶融はんだを送給するパラメータの再現性と安定性が極めて良好で、いつでも同じ条件のはんだ付け実装が可能になって安定したはんだ付け品質を得ることができる特徴を有している。
【背景技術】
【０００３】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：linear electromagnetic pump）には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type) とがある。一般的には、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている。
【０００４】
そして、この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型（ＦＬＩＰ型：flat linear induction pump) とアニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）そしてヘリカル型（ＨＩＰ型：helical induction pump） とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【０００５】
標準的なＡＬＩＰ型電磁ポンプの例としては、特許文献１が参考になる。内部コア（「内部鉄心」とその外被となる「内側ダクト」）の外側に推力パイプ（「外側ダクト」）が設けられ、さらに推力パイプの外側に外部コア（「積層鉄心ブロック」）と移動磁界発生用コイル（「固定子コイル」）とのパッケージが設けられている。そして、これらの外側にはケーシングが設けられ、吸い込み口（「流体入口」）と吐出口（「流体出口」）とが開口する構成である。
【０００６】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置の技術として、特許文献２の技術がある。電磁ポンプは溶融はんだに浸漬して設けられ、その内部コアは挿抜自在に設けられている。
【０００７】
また、特許文献３の技術では、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの一端を封止すると共に内部コアに反転流路を設けて構成したもので、推力発生流路で推力が与えられて送給される溶融はんだの方向を前記封止端で反転させて前記反転流路に送給する構成であり、推力発生流路における溶融はんだの送給方向と内部コアに設けられた反転流路を流れる溶融はんだの送給方向とは逆方向になる。この特許文献３に開示される技術では、ＡＬＩＰ型電磁ポンプがはんだ槽の外側に位置しているので、特に電磁ポンプのメンテナンス作業を容易に行うことができる特徴を有している。
【特許文献１】特開平 ５−２６０７１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５３６３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０５４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フローはんだ付け装置に電磁ポンプを利用した、特許文献２の技術では、推力パイプおよびその外側に設けられた外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージさらにその外側のケーシングとが一体に構成されている。そして、内部コアのみが挿抜自在に構成されていて電磁ポンプはそのケーシングにより密閉されて溶融はんだ内に浸漬して使用される。そのため、フローはんだ付け装置のオーバーホールを行う際に、電磁ポンプの内部コアのみは交換を行うことができるが、この電磁ポンプの他の部品についてはオーバーホールによる交換を行うことができない。
【０００９】
また、特許文献３の技術では、はんだ槽の底面に電磁ポンプが嵌まり込むような特殊な形状のはんだ槽を製造することにより、電磁ポンプで発生した損失による熱エネルギーをはんだに伝導し、フローはんだ付け装置としての効率を向上させることができる。しかし、このような特殊な形状のはんだ槽は製造が難しく、また、数１００Ｋｇのはんだを収容するはんだ槽としては、その強度上から必ずしも好ましい形状とは言えない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができると共に熱損失が少なくエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現することによって、長期間に渡って安定して運転することが可能で省エネルギーの運転を行うことができるようにすることによって、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電磁ポンプを溶融はんだ内に没設してエネルギー効率を高め、しかも電磁ポンプのオーバーホールを容易に行うことができるように構成したところに特徴がある。
【００１２】
（１）アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプはその内部コアを挿抜自在に設けると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを挿抜自在に構成する。そして、前記パッケージの外側にはケーシングを設けない。
【００１３】
一方で、はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを着脱可能に設けると共にこの口筐体をはんだ槽に着脱自在に設けるように構成する。
【００１４】
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体を着脱可能に設けると共にこのチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体を設ける。
【００１５】
そして、前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けるように構成した電磁ポンプ型フローはんだ付け装置である。
【００１６】
これにより、電磁ポンプで発生した熱損失は口筐体を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。また、口筐体は容易にはんだ槽から引き上げることが可能であり、口筐体から電磁ポンプの内部コアや推力パイプそして外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージを分解して取り外すことができるので、電磁ポンプのオーバーホールを極めて容易に行うことができる。
【００１７】
（２）前記（１）の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、大気または不活性ガスに代えて電気的に絶縁物であり熱伝導を媒介する液体を口筐体内に満たして外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを前記液体に没設するように構成する。したがって、前記（１）のように電磁ポンプが大気または不活性ガス雰囲気に曝露されることはない。しかも電磁ポンプからはんだへの熱伝導が液体を介して行われるので、電磁ポンプで発生する熱損失のほとんどをはんだに供給することができるようになる。
【００１８】
（３）前記（１）または（２）の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、口筐体内に設けられる電磁ポンプが、推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、前記推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが環装して設けられ、かつ前記推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸心に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型）電磁ポンプであるように構成する。
【００１９】
これにより、吸い込み口と吐出口とが同じ側に設けられ、はんだ槽内における配置設計の自由度が増す。また、口筐体の推力パイプ取り付け孔が１つですむため、取り付け、メンテナンス作業等がし易くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができるようになる。また、電磁ポンプで発生した熱損失を効率良くはんだに伝導することができるようになるので、熱損失が少なくエネルギー効率の高いフローはんだ付け装置を実現することができる。
【００２１】
したがって、電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置を長期間に渡って安定して運転することが可能でしかも省エネルギーの運転を行うことができるようになり、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例を図１〜図５を用いて説明する。図１は、電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−１を説明する図で、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。図２は電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−２を説明する図で、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。なお、図２の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では電磁ポンプの構成が図１と相違する。また、図３は、図１の構成において電磁ポンプがどのように口筐体に設けられるかを説明する分解斜視図である。図４は、図２の構成における電磁ポンプの構成を説明する分解斜視図である。さらに、図５は、本実施形態における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の全容を説明する斜視図である。
【００２３】
（１）構成例−１
図１に示すようにはんだ槽１内には槽底や槽壁に沿ってヒータ４が設けてあり、該はんだ槽１内に収容されたはんだ３を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。はんだの温度は温度制御装置６により制御される仕組みであり、該温度制御装置６は温度センサ５の温度検出結果を参照し、はんだの温度が予め指示された温度になるようにヒータ４に供給する電力を制御する仕組みである。
【００２４】
一方、図１に示すように口筐部２１が溶融はんだ液面上に位置する口筐体２０には、図３に示すように推力パイプ３２が貫通する推力パイプ取り付け孔２３ａ，ｂを設けてあり、これらの孔にはフランジ２９を設けてある。そして、この口筐体２０にＡＬＩＰ型電磁ポンプの推力パイプ３２を通し、一端はシール部材２７ａを介装してそのフランジ部２７を口筐体のフランジにねじ手段２７ｂにより押圧して封止固定する。また、他端はシール部材２８ａを介装して押さえ２８ｂをねじ手段２８ｃで押圧して封止固定する。なお、口筐体２０に推力パイプ３２を通す際に、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を口筐体２０内で通す。すなわち、先ず矢印Ａのように外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を口筐体２０内に入れ、続いて次に矢印Ｂのように推力パイプ３２を通す作業を行う。なお、図１（図２）や図３（図４）では、外部コアと移動磁界発生用コイルをまとめて円柱状に描いてあるが、外部コアと移動磁界発生用コイルの外側にケーシングは設けられていない。
【００２５】
ちなみに、ここで言う推力パイプ３２の封止固定とは、口筐体２０に設けた推力パイプの貫通孔部分から口筐体２０内へ溶融はんだが入らないように封止することを意味する。したがって、シール部材やねじ手段等による封止手段以外の手段を用いることもできる。
【００２６】
なお、推力パイプ３２内に設けられる内部コア３３は、その位置を保持して推力発生流路を確保する凸部３３ａが設けてあり、この凸部３３ａを推力パイプ３２の内壁に設けられた図示しないＬ字型の鉤部に係合させて固定する仕組みである。
【００２７】
他方で、口筐体２０の底部には凸状の嵌合部２２を設けてあり、図示しないはんだ槽の凹部にこの嵌合部２２が嵌合して位置が定められ、図５に示すようにはんだ槽の上端縁において口筐体２０がねじ２６で固定される。口筐体２０の口筐部２１に嵌め合わされる蓋体２４は、口筐部２１からの異物の混入を阻止するための手段であり、はんだ槽の側端外に設けられた開口２５からＡＬＩＰ型電磁ポンプの電気配線が行われる。
【００２８】
また、図１に示すようにチャンバ体７をＡＬＩＰ型電磁ポンプ３０の吐出口３８のフランジ部２７に差し込んで嵌合させ、他端側は吊り下げ部９ではんだ槽１の上端縁にねじ１１で固定してあり、把手１０により着脱容易に構成してある。すなわち、この把手１０を把持してチャンバ体７を電磁ポンプ３０の吐出口３８に嵌合させ、その嵌合状態ではんだ槽１に固定している。
【００２９】
そして、チャンバ体７には噴流波１８を形成するための吹き口体１５が設けてあり、スリーブ１２を通したねじ１３により溶融はんだ液面上において固定とその解除の作業が行えるように構成してある。すなわち、プリント配線板の種類によりはんだ付けに使用する噴流波の種類を変更すること、すなわち吹き口体を交換することが行われているが、この交換作業を容易に行うことができるように考慮してある。さらに、チャンバ体７内には溶融はんだの流れベクトルを揃える整流板１４を設けてあり、吹き口１６の位置による噴流ベクトルを揃えるように構成してある。
【００３０】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプは、外部コアの形状を円柱状に形成することができるため、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コアも円柱状であり、該外部コアと内部コアとの環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、この流路のはんだに推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。
【００３１】
このＡＬＩＰ型電磁ポンプ３０は、多相交流電源装置４０（例えば、ＶＶＶＦ型３相インバータ電源装置）と接続され、多相交流電力を電磁ポンプ（以後「ＡＬＩＰ型電磁ポンプ」の記載を「電磁ポンプ」と省略して記載する。）の磁界発生用コイルに供給する。
【００３２】
なお、この多相交流電源装置４０は、制御装置４１との通信によりその出力電圧や周波数、電力等々が任意に調節され制御される構成である。そして、制御装置４１はコンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部４２とＬＣＤ等の表示部４３とを備えていて、指示操作部４２からの指示により前記多相交流電源装置４０の作動を制御する構成である。
【００３３】
また、はんだの温度を制御する前記の温度制御装置６も制御装置４１との通信によりヒータ４への供給電力や温度またＰＩＤ等の制御特性が任意に調節され制御される構成である。
【００３４】
ここで、はんだの融点ははんだの種類により異なり、従来から使用されて来た錫−鉛はんだ（例えば鉛３７％で残部が錫）では約１８３℃、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ（例えば亜鉛９％で残部が錫）では約１９９℃、錫−銀−銅はんだ（例えば銀約３．５％，銅約０．７％，残部が錫）では約２２０℃、等々である。
【００３５】
そのため、使用されるはんだの種類により被はんだ付けワークであるプリント配線板のはんだ付け実装に際して使用されるはんだの温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約２２０℃〜２６０℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【００３６】
次に、この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の作動を説明する。図１に示すように多相交流電源装置４０から電磁ポンプ３０に電力が供給されると推力発生流路３５に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口３４から溶融はんだが吸い込まれ、吐出口３８からチャンバ体７へ溶融はんだが送給される。チャンバ体７では溶融はんだの流速が急速に低減されて穏やかな流れとなり、さらに整流板１４が流速のベクトルを揃えた後に吹き口体１５の吹き口１６から噴流して噴流波１８を形成し、続いて図５に示すように案内板１７を流下してはんだ槽内に還流する。
【００３７】
そして、電磁ポンプ３０で発生した熱損失は口筐体２０を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。逆から見れば、溶融はんだにより電磁ポンプを冷却してその温度上昇を抑えている。なお、シリコンオイル等の電気的絶縁性が良好で熱伝導率も大きい油を口筐体２０内に満たせば、電磁ポンプ３０からはんだへの熱伝導が、また逆から見た電磁ポンプ３０の冷却が一層良好に行われるようになり、フローはんだ付け装置のエネルギー効率が一層向上する。また、口筐体２０内に不活性ガスや前記油を満たせば、移動磁界発生用コイルの酸化を防止することができるようになり、その長寿命化を図ることができるようになる。
【００３８】
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールは、先ずはんだ槽１に固定されているチャンバ体７や口筐体２０の取り外しにより始められる。これは取り付けの逆手順でもある。
【００３９】
そして、はんだ槽１内から引き上げられたチャンバ体７から吹き口体１５が取り外され、これらチャンバ体７と吹き口体１５の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。
【００４０】
また、はんだ槽内から引き上げられた口筐体２０から推力パイプ３２を固定している押さえを取り外し、推力パイプ３２を口筐体２０から抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を取り外す。そして、推力パイプ３２内や内部コア３３におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。なお、口筐体内に油等を満たしている場合には、これらの作業に先立ってその油を他の容器へ移す。また、油の劣化の程度によってはオーバーホール後に新しい油を満たす。
【００４１】
他方で、はんだ槽１内の溶融はんだはドレン弁２から排出して他の容器に移すことができるので、はんだ槽１内およびヒータ４や温度センサ５等の清掃および点検を行うことができる。
【００４２】
このように、本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では、電磁ポンプを構成する部品の１つ１つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。もちろん、チャンバ体や吹き口体そしてはんだ槽やヒータさらに温度センサまでもオーバーホールすることが可能である。併せてエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。
【００４３】
（２）構成例−２
ＡＬＩＰ型電磁ポンプではあるが、その溶融はんだの送給流路の構成に特徴がある電磁ポンプを使用した例を図２に示す。図４の分解斜視図にも示すように、このＡＬＩＰ型電磁ポンプは推力パイプの一端がキャップ状に封止され、内部コアの中心には反転流路を設けてある。すなわち、特許文献１に開示されている電磁ポンプと同様の構成を有する。
【００４４】
そして、この推力パイプ２３２が口筐体２２０の推力パイプ取り付け孔２２３（フランジ有り）にシール部材を介して封止固定されている。前記の構成例−１のように推力パイプの口筐体への固定にはねじ手段等を使用できる。なお、口筐体に推力パイプを通す際には、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１を口筐体２２０内に入れておいて、その後に推力パイプ２３２を通す手順で作業を行う。なお、図２に示す２２１は口筐部であり、２２２は嵌合部である。
【００４５】
そして、内部コア２３３に設けられた反転流路２３７に吐出口２３８が形成されるので、チャンバ体７はこの内部コア２３３に設けられた吐出口２３８に差し込んで嵌合する。チャンバ体７をはんだ槽に固定する構成や口筐体２２０をはんだ槽に固定する構成は先の構成例−１と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
図２と図４に示す電磁ポンプでは、推力パイプ２３２と内部コア２３３との間に推力発生流路２３５が形成され、この流路から送出される溶融はんだは内部コア２３３に設けられた反転流路２３７を通ってチャンバ体７へ送給される。この構成のＡＬＩＰ型電磁ポンプを、流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプと呼称する。
【００４７】
そして、推力発生流路２３５から反転流路２３７へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室２３６を設けてあり、溶融はんだの流れ方向が反転する際の流動損失を低減させている。
【００４８】
この構成例−２では、多相交流電源装置４０からＡＬＩＰ型電磁ポンプ２３０に電力が供給されると推力発生流路２３５に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口２３４から溶融はんだが吸い込まれ、推力発生流路２３５を経て推力パイプの圧力室２３６へ送給される。この圧力室２３６で流速が低減された溶融はんだは、推力発生流路２３５で得た運動エネルギーを圧力エネルギーに変換した後に反転流路２３７へ送給される。続いて反転流路２３７の出口すなわち吐出口２３８からチャンバ体７へ溶融はんだが送給され、吹き口体１５の吹き口１６から噴流して噴流波１８が形成される仕組みである。
【００４９】
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールも前記構成例−１と同様であり、先ずはんだ槽に固定されているチャンバ体や口筐体の取り外しにより始められる。
【００５０】
そして、同様にチャンバ体と吹き口体の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。
【００５１】
また、口筐体２２０から推力パイプ２３２を抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１を取り外す。そして、推力パイプ２３２内や内部コア２３３におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。
【００５２】
さらに、はんだ槽１内の溶融はんだをドレン弁２から排出して他の容器に移せば、はんだ槽１内およびヒータ４や温度センサ５等の清掃および点検を行うことができる。
【００５３】
このように、電磁ポンプ２３０を構成する部品の１つ１つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。さらに、チャンバ体７や吹き口体１５そしてはんだ槽１やヒータ４さらに温度センサ５までもオーバーホールすることが可能である。しかもエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。
【００５４】
ところで、推力発生流路２３５から反転流路２３７へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室２３６を設けてあるが、この圧力室２３６内には内部コアは無く圧力室外には外部コアや移動磁界発生用コイルも無い。そして、この圧力室２３６の縦断面における長さすなわち電磁ポンプの推力方向の長さは推力パイプ２３２の内径よりも長く構成するとよい。これにより、圧力室２３６における溶融はんだの流速の平均値が推力発生流路２３５や反転流路２３７を流れる溶融はんだの流速の何れに対しても２倍以上遅くなり、溶融はんだの流動損失が低減されるからである。圧力室２３６の縦断面における長さを推力パイプ２３２の内径よりも短く構成すると、圧力室２３６における流速の平均値がそれ程には遅くならないので、流動損失を低減する作用が期待できなくなる。
【００５５】
また、チャンバ体７が電磁ポンプ２３０に差し込んで嵌め合わされる位置には、溶融はんだの流れる方向を基準とした横断面積が急激に拡大する拡散室８を設けてあり、この拡散室８における溶融はんだの流速が電磁ポンプの反転流路２３７における溶融はんだの流速の１／１０以下になるようにその大きさを決める。後述するが、先の圧力室２３６とチャンバ体の拡散室８とは流動キャパシタンスとして作用するものであり、この拡散室８における溶融はんだの流速の低下は数分の１以下でも良い作用が得られるが、これを１／１０以下になるように決めることにより噴流波の形状の安定性が特にその波高の安定性が格段に良好となり、肉眼で確認できるような高域変動が皆無となる。
【００５６】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプにおいて、推力方向を基準とする横断面における長さよりも縦断面の長さが長い推力発生流路や反転流路は、送給される溶融はんだから見て流動インダクタンスとして作用し、送給流速が急激に低下する推力パイプの圧力室やチャンバ体の拡散室は流動キャパシタンスとして作用する。そのため、これを等価な電気回路で描くと図６のように描くことができる。
【００５７】
すなわち、推力発生流路２３５と反転流路２３７はインダクタンスとして表現され、推力パイプの圧力室２３６とチャンバ体の拡散室８とはキャパシタンスとして表現される。そして、推力が電源であり吹き口体１５が負荷として表現できる。なお、推力は推力発生流路において一様に分布する分布定数として表現するべきであるが、図６ではこれを等価な集中定数として表現している。
【００５８】
図６に示される回路は低域通過フィルタの回路でありそれは高域除去フィルタである。流速や圧力の変動周期が短い成分は推力発生流路と反転流路で阻止されつつ圧力室と拡散室で吸収され、吹き口体には高域変動が除去された噴流波が形成される。そして、特に波高の高域変動が除去される。
【００５９】
高域変動が除去された噴流波でプリント配線板に溶融はんだを供給すると、このプリント配線板に多数存在する各被はんだ付け部に短時間的に一様なパラメータで溶融はんだが供給されるようになり、プリント配線板のどの位置（領域）においても一様なはんだ付け品質を得ることができるようになる。すなわち、隣り合う複数の被はんだ付け部において同じ濡れ性で同じフィレット形状のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００６０】
これにより、プリント配線板上の位置（領域）によってはんだ付け品質が低下する部分が個々のプリント配線板ごとに変化するということが無くなり、高いはんだ付け品質を安定に維持することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電磁ポンプ型フローはんだ付け装置は、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に使用される。本発明により、オーバーホールを容易に行うことが可能でエネルギー効率の良好な電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できるので、巨大な産業廃棄物を産出することが無い長寿命のフローはんだ付け装置が実現され、電子産業に対する貢献は著しいものになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成を説明する図
【図２】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の別の構成を説明する図
【図３】電磁ポンプの口筐体への取り付けを説明する分解斜視図
【図４】電磁ポンプの構成を説明する分解斜視図
【図５】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の全容を説明する斜視図
【図６】はんだの流れを電気回路で描いた等価回路図
【符号の説明】
【００６３】
１ はんだ槽
２ ドレン弁
３ はんだ
４ ヒータ
５ 温度センサ
６ 温度制御装置
７ チャンバ体
８ 拡散室
９ 吊り下げ部
１０ 把手
１１ ねじ
１２ スリーブ
１３ ねじ
１４ 整流板
１５ 吹き口体
１６ 吹き口
１７ 案内板
１８ 噴流波
２０ 口筐体
２１ 口筐部
２２ 嵌合部
２３ａ 推力パイプ取り付け孔
２３ｂ 推力パイプ取り付け孔
２４ 蓋体
２５ 開口
２６ ねじ
２７ フランジ部
２７ａ シール部材
２７ｂ ねじ
２８ シール部
２８ａ シール部材
２８ｂ 押さえ
２８ｃ ねじ
２９ フランジ部
３０ ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
３１ 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
３２ 推力パイプ
３３ 内部コア
３３ａ 凸部
３４ 吸い込み口
３５ 推力発生流路
３８ 吐出口
４０ 多相交流電源装置
４１ 制御装置
４２ 指示操作部
４３ 表示部
２２０ 口筐体
２２１ 口筐部
２２２ 嵌合部
２２３ 推力パイプ取り付け孔
２３０ ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
２３１ 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
２３２ 推力パイプ
２３３ 内部コア
２３４ 吸い込み口
２３５ 推力発生流路
２３６ 圧力室
２３７ 反転流路
２３８ 吐出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の被はんだ付け部に溶融はんだを供給してはんだ付けを行う電磁ポンプ型フローはんだ付け装置に関する。
【０００２】
誘導型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置は、溶融はんだの噴流状態を安定に維持できると供に溶融はんだを送給するパラメータの再現性と安定性が極めて良好で、いつでも同じ条件のはんだ付け実装が可能になって安定したはんだ付け品質を得ることができる特徴を有している。
【背景技術】
【０００３】
送給するべき媒体に直接に電磁力を作用させて推力を発生させ、これをポンプの吐出力および吸い込み力とする電磁ポンプ（ＬＥＰ：linear electromagnetic pump）には、大別して誘導型(induction type)と伝導型(conduction type) とがある。一般的には、送給するべき媒体への通電が不要な誘導型が多く使用されている。
【０００４】
そして、この誘導型の電磁ポンプには、大別してフラットリニア型（ＦＬＩＰ型：flat linear induction pump) とアニュラリニア型（ＡＬＩＰ型：annular linear induction pump）そしてヘリカル型（ＨＩＰ型：helical induction pump） とがあり、それぞれ固有の構成を有している。
【０００５】
標準的なＡＬＩＰ型電磁ポンプの例としては、特許文献１が参考になる。内部コア（「内部鉄心」とその外被となる「内側ダクト」）の外側に推力パイプ（「外側ダクト」）が設けられ、さらに推力パイプの外側に外部コア（「積層鉄心ブロック」）と移動磁界発生用コイル（「固定子コイル」）とのパッケージが設けられている。そして、これらの外側にはケーシングが設けられ、吸い込み口（「流体入口」）と吐出口（「流体出口」）とが開口する構成である。
【０００６】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置の技術として、特許文献２の技術がある。電磁ポンプは溶融はんだに浸漬して設けられ、その内部コアは挿抜自在に設けられている。
【０００７】
また、特許文献３の技術では、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの一端を封止すると共に内部コアに反転流路を設けて構成したもので、推力発生流路で推力が与えられて送給される溶融はんだの方向を前記封止端で反転させて前記反転流路に送給する構成であり、推力発生流路における溶融はんだの送給方向と内部コアに設けられた反転流路を流れる溶融はんだの送給方向とは逆方向になる。この特許文献３に開示される技術では、ＡＬＩＰ型電磁ポンプがはんだ槽の外側に位置しているので、特に電磁ポンプのメンテナンス作業を容易に行うことができる特徴を有している。
【特許文献１】特開平 ５−２６０７１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５３６３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０５４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フローはんだ付け装置に電磁ポンプを利用した、特許文献２の技術では、推力パイプおよびその外側に設けられた外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージさらにその外側のケーシングとが一体に構成されている。そして、内部コアのみが挿抜自在に構成されていて電磁ポンプはそのケーシングにより密閉されて溶融はんだ内に浸漬して使用される。そのため、フローはんだ付け装置のオーバーホールを行う際に、電磁ポンプの内部コアのみは交換を行うことができるが、この電磁ポンプの他の部品についてはオーバーホールによる交換を行うことができない。
【０００９】
また、特許文献３の技術では、はんだ槽の底面に電磁ポンプが嵌まり込むような特殊な形状のはんだ槽を製造することにより、電磁ポンプで発生した損失による熱エネルギーをはんだに伝導し、フローはんだ付け装置としての効率を向上させることができる。しかし、このような特殊な形状のはんだ槽は製造が難しく、また、数１００Ｋｇのはんだを収容するはんだ槽としては、その強度上から必ずしも好ましい形状とは言えない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができると共に熱損失が少なくエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現することによって、長期間に渡って安定して運転することが可能で省エネルギーの運転を行うことができるようにすることによって、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電磁ポンプを溶融はんだ内に没設してエネルギー効率を高め、しかも電磁ポンプのオーバーホールを容易に行うことができるように構成したところに特徴がある。
【００１２】
（１）アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプはその内部コアを挿抜自在に設けると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを挿抜自在に構成する。そして、前記パッケージの外側にはケーシングを設けない。
【００１３】
一方で、はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを着脱可能に設けると共にこの口筐体をはんだ槽に着脱自在に設けるように構成する。
【００１４】
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体を着脱可能に設けると共にこのチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体を設ける。
【００１５】
そして、前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けるように構成した電磁ポンプ型フローはんだ付け装置である。
【００１６】
これにより、電磁ポンプで発生した熱損失は口筐体を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。また、口筐体は容易にはんだ槽から引き上げることが可能であり、口筐体から電磁ポンプの内部コアや推力パイプそして外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージを分解して取り外すことができるので、電磁ポンプのオーバーホールを極めて容易に行うことができる。
【００１７】
（２）前記（１）の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、大気または不活性ガスに代えて電気的に絶縁物であり熱伝導を媒介する液体を口筐体内に満たして外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを前記液体に没設するように構成する。したがって、前記（１）のように電磁ポンプが大気または不活性ガス雰囲気に曝露されることはない。しかも電磁ポンプからはんだへの熱伝導が液体を介して行われるので、電磁ポンプで発生する熱損失のほとんどをはんだに供給することができるようになる。
【００１８】
（３）前記（１）または（２）の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、口筐体内に設けられる電磁ポンプが、推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、前記推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが環装して設けられ、かつ前記推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸心に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型）電磁ポンプであるように構成する。
【００１９】
これにより、吸い込み口と吐出口とが同じ側に設けられ、はんだ槽内における配置設計の自由度が増す。また、口筐体の推力パイプ取り付け孔が１つですむため、取り付け、メンテナンス作業等がし易くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電磁ポンプを含めたフローはんだ付け装置のオーバーホールを容易に行うことができるようになる。また、電磁ポンプで発生した熱損失を効率良くはんだに伝導することができるようになるので、熱損失が少なくエネルギー効率の高いフローはんだ付け装置を実現することができる。
【００２１】
したがって、電磁ポンプを使用したフローはんだ付け装置を長期間に渡って安定して運転することが可能でしかも省エネルギーの運転を行うことができるようになり、プリント配線板のはんだ付け実装を高品質かつ安価に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例を図１〜図５を用いて説明する。図１は、電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−１を説明する図で、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。図２は電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成例−２を説明する図で、はんだ槽部分は縦断面で示し、制御系の構成をブロック図で示してある。なお、図２の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では電磁ポンプの構成が図１と相違する。また、図３は、図１の構成において電磁ポンプがどのように口筐体に設けられるかを説明する分解斜視図である。図４は、図２の構成における電磁ポンプの構成を説明する分解斜視図である。さらに、図５は、本実施形態における電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の全容を説明する斜視図である。
【００２３】
（１）構成例−１
図１に示すようにはんだ槽１内には槽底や槽壁に沿ってヒータ４が設けてあり、該はんだ槽１内に収容されたはんだ３を加熱して溶融させ、目的とする温度に保持するように構成されている。はんだの温度は温度制御装置６により制御される仕組みであり、該温度制御装置６は温度センサ５の温度検出結果を参照し、はんだの温度が予め指示された温度になるようにヒータ４に供給する電力を制御する仕組みである。
【００２４】
一方、図１に示すように口筐部２１が溶融はんだ液面上に位置する口筐体２０には、図３に示すように推力パイプ３２が貫通する推力パイプ取り付け孔２３ａ，ｂを設けてあり、これらの孔にはフランジ２９を設けてある。そして、この口筐体２０にＡＬＩＰ型電磁ポンプの推力パイプ３２を通し、一端はシール部材２７ａを介装してそのフランジ部２７を口筐体のフランジにねじ手段２７ｂにより押圧して封止固定する。また、他端はシール部材２８ａを介装して押さえ２８ｂをねじ手段２８ｃで押圧して封止固定する。なお、口筐体２０に推力パイプ３２を通す際に、ＡＬＩＰ型電磁ポンプの外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を口筐体２０内で通す。すなわち、先ず矢印Ａのように外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を口筐体２０内に入れ、続いて次に矢印Ｂのように推力パイプ３２を通す作業を行う。なお、図１（図２）や図３（図４）では、外部コアと移動磁界発生用コイルをまとめて円柱状に描いてあるが、外部コアと移動磁界発生用コイルの外側にケーシングは設けられていない。
【００２５】
ちなみに、ここで言う推力パイプ３２の封止固定とは、口筐体２０に設けた推力パイプの貫通孔部分から口筐体２０内へ溶融はんだが入らないように封止することを意味する。したがって、シール部材やねじ手段等による封止手段以外の手段を用いることもできる。
【００２６】
なお、推力パイプ３２内に設けられる内部コア３３は、その位置を保持して推力発生流路を確保する凸部３３ａが設けてあり、この凸部３３ａを推力パイプ３２の内壁に設けられた図示しないＬ字型の鉤部に係合させて固定する仕組みである。
【００２７】
他方で、口筐体２０の底部には凸状の嵌合部２２を設けてあり、図示しないはんだ槽の凹部にこの嵌合部２２が嵌合して位置が定められ、図５に示すようにはんだ槽の上端縁において口筐体２０がねじ２６で固定される。口筐体２０の口筐部２１に嵌め合わされる蓋体２４は、口筐部２１からの異物の混入を阻止するための手段であり、はんだ槽の側端外に設けられた開口２５からＡＬＩＰ型電磁ポンプの電気配線が行われる。
【００２８】
また、図１に示すようにチャンバ体７をＡＬＩＰ型電磁ポンプ３０の吐出口３８のフランジ部２７に差し込んで嵌合させ、他端側は吊り下げ部９ではんだ槽１の上端縁にねじ１１で固定してあり、把手１０により着脱容易に構成してある。すなわち、この把手１０を把持してチャンバ体７を電磁ポンプ３０の吐出口３８に嵌合させ、その嵌合状態ではんだ槽１に固定している。
【００２９】
そして、チャンバ体７には噴流波１８を形成するための吹き口体１５が設けてあり、スリーブ１２を通したねじ１３により溶融はんだ液面上において固定とその解除の作業が行えるように構成してある。すなわち、プリント配線板の種類によりはんだ付けに使用する噴流波の種類を変更すること、すなわち吹き口体を交換することが行われているが、この交換作業を容易に行うことができるように考慮してある。さらに、チャンバ体７内には溶融はんだの流れベクトルを揃える整流板１４を設けてあり、吹き口１６の位置による噴流ベクトルを揃えるように構成してある。
【００３０】
なお、ＡＬＩＰ型電磁ポンプは、外部コアの形状を円柱状に形成することができるため、通常はその外観も円柱状である。また、その内部コアも円柱状であり、該外部コアと内部コアとの環状の空間すなわち流路に移動磁界を発生させ、この流路のはんだに推力を与えて移動させ、吐出力および吸い込み力を発生させる。
【００３１】
このＡＬＩＰ型電磁ポンプ３０は、多相交流電源装置４０（例えば、ＶＶＶＦ型３相インバータ電源装置）と接続され、多相交流電力を電磁ポンプ（以後「ＡＬＩＰ型電磁ポンプ」の記載を「電磁ポンプ」と省略して記載する。）の磁界発生用コイルに供給する。
【００３２】
なお、この多相交流電源装置４０は、制御装置４１との通信によりその出力電圧や周波数、電力等々が任意に調節され制御される構成である。そして、制御装置４１はコンピュータシステムで構成され、キーボード等の指示操作部４２とＬＣＤ等の表示部４３とを備えていて、指示操作部４２からの指示により前記多相交流電源装置４０の作動を制御する構成である。
【００３３】
また、はんだの温度を制御する前記の温度制御装置６も制御装置４１との通信によりヒータ４への供給電力や温度またＰＩＤ等の制御特性が任意に調節され制御される構成である。
【００３４】
ここで、はんだの融点ははんだの種類により異なり、従来から使用されて来た錫−鉛はんだ（例えば鉛３７％で残部が錫）では約１８３℃、鉛フリーはんだの錫−亜鉛はんだ（例えば亜鉛９％で残部が錫）では約１９９℃、錫−銀−銅はんだ（例えば銀約３．５％，銅約０．７％，残部が錫）では約２２０℃、等々である。
【００３５】
そのため、使用されるはんだの種類により被はんだ付けワークであるプリント配線板のはんだ付け実装に際して使用されるはんだの温度は異なるが、プリント配線板に搭載される電子部品の耐熱温度が考慮されるため、約２２０℃〜２６０℃程度の範囲で使用される例が最も多い。
【００３６】
次に、この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の作動を説明する。図１に示すように多相交流電源装置４０から電磁ポンプ３０に電力が供給されると推力発生流路３５に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口３４から溶融はんだが吸い込まれ、吐出口３８からチャンバ体７へ溶融はんだが送給される。チャンバ体７では溶融はんだの流速が急速に低減されて穏やかな流れとなり、さらに整流板１４が流速のベクトルを揃えた後に吹き口体１５の吹き口１６から噴流して噴流波１８を形成し、続いて図５に示すように案内板１７を流下してはんだ槽内に還流する。
【００３７】
そして、電磁ポンプ３０で発生した熱損失は口筐体２０を介してはんだに伝導するので、損失の少ない運転が可能になる。逆から見れば、溶融はんだにより電磁ポンプを冷却してその温度上昇を抑えている。なお、シリコンオイル等の電気的絶縁性が良好で熱伝導率も大きい油を口筐体２０内に満たせば、電磁ポンプ３０からはんだへの熱伝導が、また逆から見た電磁ポンプ３０の冷却が一層良好に行われるようになり、フローはんだ付け装置のエネルギー効率が一層向上する。また、口筐体２０内に不活性ガスや前記油を満たせば、移動磁界発生用コイルの酸化を防止することができるようになり、その長寿命化を図ることができるようになる。
【００３８】
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールは、先ずはんだ槽１に固定されているチャンバ体７や口筐体２０の取り外しにより始められる。これは取り付けの逆手順でもある。
【００３９】
そして、はんだ槽１内から引き上げられたチャンバ体７から吹き口体１５が取り外され、これらチャンバ体７と吹き口体１５の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。
【００４０】
また、はんだ槽内から引き上げられた口筐体２０から推力パイプ３２を固定している押さえを取り外し、推力パイプ３２を口筐体２０から抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１を取り外す。そして、推力パイプ３２内や内部コア３３におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ３１についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。なお、口筐体内に油等を満たしている場合には、これらの作業に先立ってその油を他の容器へ移す。また、油の劣化の程度によってはオーバーホール後に新しい油を満たす。
【００４１】
他方で、はんだ槽１内の溶融はんだはドレン弁２から排出して他の容器に移すことができるので、はんだ槽１内およびヒータ４や温度センサ５等の清掃および点検を行うことができる。
【００４２】
このように、本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置では、電磁ポンプを構成する部品の１つ１つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。もちろん、チャンバ体や吹き口体そしてはんだ槽やヒータさらに温度センサまでもオーバーホールすることが可能である。併せてエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。
【００４３】
（２）構成例−２
ＡＬＩＰ型電磁ポンプではあるが、その溶融はんだの送給流路の構成に特徴がある電磁ポンプを使用した例を図２に示す。図４の分解斜視図にも示すように、このＡＬＩＰ型電磁ポンプは推力パイプの一端がキャップ状に封止され、内部コアの中心には反転流路を設けてある。すなわち、特許文献１に開示されている電磁ポンプと同様の構成を有する。
【００４４】
そして、この推力パイプ２３２が口筐体２２０の推力パイプ取り付け孔２２３（フランジ有り）にシール部材を介して封止固定されている。前記の構成例−１のように推力パイプの口筐体への固定にはねじ手段等を使用できる。なお、口筐体に推力パイプを通す際には、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１を口筐体２２０内に入れておいて、その後に推力パイプ２３２を通す手順で作業を行う。なお、図２に示す２２１は口筐部であり、２２２は嵌合部である。
【００４５】
そして、内部コア２３３に設けられた反転流路２３７に吐出口２３８が形成されるので、チャンバ体７はこの内部コア２３３に設けられた吐出口２３８に差し込んで嵌合する。チャンバ体７をはんだ槽に固定する構成や口筐体２２０をはんだ槽に固定する構成は先の構成例−１と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
図２と図４に示す電磁ポンプでは、推力パイプ２３２と内部コア２３３との間に推力発生流路２３５が形成され、この流路から送出される溶融はんだは内部コア２３３に設けられた反転流路２３７を通ってチャンバ体７へ送給される。この構成のＡＬＩＰ型電磁ポンプを、流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型：return through type annular linear induction pump）電磁ポンプと呼称する。
【００４７】
そして、推力発生流路２３５から反転流路２３７へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室２３６を設けてあり、溶融はんだの流れ方向が反転する際の流動損失を低減させている。
【００４８】
この構成例−２では、多相交流電源装置４０からＡＬＩＰ型電磁ポンプ２３０に電力が供給されると推力発生流路２３５に移動磁界が発生し、溶融はんだには移動磁界の移動方向へ推力が与えられる。そのため、吸い込み口２３４から溶融はんだが吸い込まれ、推力発生流路２３５を経て推力パイプの圧力室２３６へ送給される。この圧力室２３６で流速が低減された溶融はんだは、推力発生流路２３５で得た運動エネルギーを圧力エネルギーに変換した後に反転流路２３７へ送給される。続いて反転流路２３７の出口すなわち吐出口２３８からチャンバ体７へ溶融はんだが送給され、吹き口体１５の吹き口１６から噴流して噴流波１８が形成される仕組みである。
【００４９】
この電磁ポンプ型フローはんだ付け装置のオーバーホールも前記構成例−１と同様であり、先ずはんだ槽に固定されているチャンバ体や口筐体の取り外しにより始められる。
【００５０】
そして、同様にチャンバ体と吹き口体の内部におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだに依る浸食の有無を点検する。そして、必要であれば部品の交換が行われる。
【００５１】
また、口筐体２２０から推力パイプ２３２を抜き去った後に外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１を取り外す。そして、推力パイプ２３２内や内部コア２３３におけるドロスの清掃や鉛フリーはんだによる浸食の有無を点検する。そして、必要があれば部品の交換が行われる。また、外部コアと移動磁界発生用コイルのパッケージ２３１についても酸化の調査や絶縁試験等を行って、コンデションの確認を行う。
【００５２】
さらに、はんだ槽１内の溶融はんだをドレン弁２から排出して他の容器に移せば、はんだ槽１内およびヒータ４や温度センサ５等の清掃および点検を行うことができる。
【００５３】
このように、電磁ポンプ２３０を構成する部品の１つ１つまでもオーバーホールにより点検・交換することができる。さらに、チャンバ体７や吹き口体１５そしてはんだ槽１やヒータ４さらに温度センサ５までもオーバーホールすることが可能である。しかもエネルギー効率の高い電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できる。
【００５４】
ところで、推力発生流路２３５から反転流路２３７へ溶融はんだの流れる方向が反転する位置の推力パイプ内には圧力室２３６を設けてあるが、この圧力室２３６内には内部コアは無く圧力室外には外部コアや移動磁界発生用コイルも無い。そして、この圧力室２３６の縦断面における長さすなわち電磁ポンプの推力方向の長さは推力パイプ２３２の内径よりも長く構成するとよい。これにより、圧力室２３６における溶融はんだの流速の平均値が推力発生流路２３５や反転流路２３７を流れる溶融はんだの流速の何れに対しても２倍以上遅くなり、溶融はんだの流動損失が低減されるからである。圧力室２３６の縦断面における長さを推力パイプ２３２の内径よりも短く構成すると、圧力室２３６における流速の平均値がそれ程には遅くならないので、流動損失を低減する作用が期待できなくなる。
【００５５】
また、チャンバ体７が電磁ポンプ２３０に差し込んで嵌め合わされる位置には、溶融はんだの流れる方向を基準とした横断面積が急激に拡大する拡散室８を設けてあり、この拡散室８における溶融はんだの流速が電磁ポンプの反転流路２３７における溶融はんだの流速の１／１０以下になるようにその大きさを決める。後述するが、先の圧力室２３６とチャンバ体の拡散室８とは流動キャパシタンスとして作用するものであり、この拡散室８における溶融はんだの流速の低下は数分の１以下でも良い作用が得られるが、これを１／１０以下になるように決めることにより噴流波の形状の安定性が特にその波高の安定性が格段に良好となり、肉眼で確認できるような高域変動が皆無となる。
【００５６】
ＡＬＩＰ型電磁ポンプにおいて、推力方向を基準とする横断面における長さよりも縦断面の長さが長い推力発生流路や反転流路は、送給される溶融はんだから見て流動インダクタンスとして作用し、送給流速が急激に低下する推力パイプの圧力室やチャンバ体の拡散室は流動キャパシタンスとして作用する。そのため、これを等価な電気回路で描くと図６のように描くことができる。
【００５７】
すなわち、推力発生流路２３５と反転流路２３７はインダクタンスとして表現され、推力パイプの圧力室２３６とチャンバ体の拡散室８とはキャパシタンスとして表現される。そして、推力が電源であり吹き口体１５が負荷として表現できる。なお、推力は推力発生流路において一様に分布する分布定数として表現するべきであるが、図６ではこれを等価な集中定数として表現している。
【００５８】
図６に示される回路は低域通過フィルタの回路でありそれは高域除去フィルタである。流速や圧力の変動周期が短い成分は推力発生流路と反転流路で阻止されつつ圧力室と拡散室で吸収され、吹き口体には高域変動が除去された噴流波が形成される。そして、特に波高の高域変動が除去される。
【００５９】
高域変動が除去された噴流波でプリント配線板に溶融はんだを供給すると、このプリント配線板に多数存在する各被はんだ付け部に短時間的に一様なパラメータで溶融はんだが供給されるようになり、プリント配線板のどの位置（領域）においても一様なはんだ付け品質を得ることができるようになる。すなわち、隣り合う複数の被はんだ付け部において同じ濡れ性で同じフィレット形状のはんだ付けを行うことができるようになる。
【００６０】
これにより、プリント配線板上の位置（領域）によってはんだ付け品質が低下する部分が個々のプリント配線板ごとに変化するということが無くなり、高いはんだ付け品質を安定に維持することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電磁ポンプ型フローはんだ付け装置は、電子部品をプリント配線板にはんだ付け実装する際に使用される。本発明により、オーバーホールを容易に行うことが可能でエネルギー効率の良好な電磁ポンプ型フローはんだ付け装置を実現できるので、巨大な産業廃棄物を産出することが無い長寿命のフローはんだ付け装置が実現され、電子産業に対する貢献は著しいものになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の構成を説明する図
【図２】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の別の構成を説明する図
【図３】電磁ポンプの口筐体への取り付けを説明する分解斜視図
【図４】電磁ポンプの構成を説明する分解斜視図
【図５】本発明の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置の全容を説明する斜視図
【図６】はんだの流れを電気回路で描いた等価回路図
【符号の説明】
【００６３】
１ はんだ槽
２ ドレン弁
３ はんだ
４ ヒータ
５ 温度センサ
６ 温度制御装置
７ チャンバ体
８ 拡散室
９ 吊り下げ部
１０ 把手
１１ ねじ
１２ スリーブ
１３ ねじ
１４ 整流板
１５ 吹き口体
１６ 吹き口
１７ 案内板
１８ 噴流波
２０ 口筐体
２１ 口筐部
２２ 嵌合部
２３ａ 推力パイプ取り付け孔
２３ｂ 推力パイプ取り付け孔
２４ 蓋体
２５ 開口
２６ ねじ
２７ フランジ部
２７ａ シール部材
２７ｂ ねじ
２８ シール部
２８ａ シール部材
２８ｂ 押さえ
２８ｃ ねじ
２９ フランジ部
３０ ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
３１ 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
３２ 推力パイプ
３３ 内部コア
３３ａ 凸部
３４ 吸い込み口
３５ 推力発生流路
３８ 吐出口
４０ 多相交流電源装置
４１ 制御装置
４２ 指示操作部
４３ 表示部
２２０ 口筐体
２２１ 口筐部
２２２ 嵌合部
２２３ 推力パイプ取り付け孔
２３０ ＡＬＩＰ型電磁ポンプ
２３１ 外部コアおよび移動磁界発生用コイル
２３２ 推力パイプ
２３３ 内部コア
２３４ 吸い込み口
２３５ 推力発生流路
２３６ 圧力室
２３７ 反転流路
２３８ 吐出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプをはんだ槽の内部に備えた電磁ポンプ型フローはんだ付け装置であって、
前記アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプはその内部コアが挿抜自在に設けられると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが挿抜自在に設けられて構成され、
はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが着脱可能に設けられると共に、この口筐体がはんだ槽に着脱自在に設けられ、
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体が着脱可能に設けられると共に、このチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体が設けられ、
前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に、大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けたこと、
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【請求項２】
請求項１記載の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、大気または不活性ガスに代えて電気的に絶縁物であり熱伝導を媒介する液体を口筐体内に満たして外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを前記液体に没設したこと、
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【請求項３】
口筐体内に設けられる電磁ポンプが、推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、前記推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが環装して設けられ、かつ前記推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸心に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型）電磁ポンプであること、
を特徴とする請求項１または２に記載の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【請求項１】
アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプをはんだ槽の内部に備えた電磁ポンプ型フローはんだ付け装置であって、
前記アニュラリニア型（ＡＬＩＰ型）電磁ポンプはその内部コアが挿抜自在に設けられると共に推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが挿抜自在に設けられて構成され、
はんだ槽内に収容される口筐体であってその上方側にのみ開口を有してかつこの開口がはんだ槽内の溶融はんだ液面よりも高い位置に開口してはんだの侵入を阻止する口筐体内にその吸い込み口と吐出口のみが前記口筐体表面に現れるように前記電磁ポンプの前記推力パイプと前記外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが着脱可能に設けられると共に、この口筐体がはんだ槽に着脱自在に設けられ、
さらに、前記電磁ポンプの吐出口に溶融はんだの流速を低減してこの溶融はんだの流れを整えるチャンバ体が着脱可能に設けられると共に、このチャンバ体に溶融はんだの噴流波を形成する吹き口体が設けられ、
前記電磁ポンプをはんだ槽内であって溶融はんだ液面よりも下方位置に設けると共に、大気または不活性ガス雰囲気に曝露して設けたこと、
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【請求項２】
請求項１記載の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置において、大気または不活性ガスに代えて電気的に絶縁物であり熱伝導を媒介する液体を口筐体内に満たして外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージを前記液体に没設したこと、
を特徴とする電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【請求項３】
口筐体内に設けられる電磁ポンプが、推力パイプの一端を封止してキャップ形状にすると供に、前記推力パイプの外側に外部コアおよび移動磁界発生用コイルのパッケージが環装して設けられ、かつ前記推力パイプの内側に挿入される内部コアの軸心に沿って反転流路を設けることで前記推力パイプと前記内部コアとの間に推力発生流路を形成し、この推力発生流路と前記反転流路とで送給流路を形成した流路反転型のアニュラリニア型（Ｒ−ＡＬＩＰ型）電磁ポンプであること、
を特徴とする請求項１または２に記載の電磁ポンプ型フローはんだ付け装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３００７３（Ｐ２００８−３００７３Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０４３９４（Ｐ２００６−２０４３９４）
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００２３２４５０）日本電熱計器株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【出願人】（０００２３２４５０）日本電熱計器株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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