JPH0632150B2 - 炉内温度モニタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被加熱物体をコンベアにて炉内に搬送して接
着剤の硬化、半田付けなどを行うリフロー炉の炉内温度
モニタ装置に関するものである。

［従来技術］ 一般に、被加熱物体をコンベアにて炉内に搬送して接着
剤の硬化、半田付けなどを行うリフロー炉の炉内温度モ
ニタ装置は、予め設定された制御条件によって運転さ
れ、被加熱物体を所定の加熱パターンで加熱するように
なっている。例えば、プリント基板に実装された部品を
クリーム半田を用いて半田付けする場合には、プリント
基板の面積、厚さ、材質や、部品の数あるいは面積や、
半田の融点などに基いて加熱手段の制御およびコンベア
の搬送速度の制御を行って所定の加熱パターンで加熱さ
れるようにしている。ところで、所定の加熱パターンが
得られるように制御条件を設定する場合において、リフ
ロー炉の炉内温度を実際に測定して温度分布を求め、所
定の加熱パターンが得られているかどうかをモニタする
必要があった。従来、このような場合に用いられる炉内
温度モニタ装置は、第９図(a)に示すように、被加熱物
体１をリフロー炉Ａ内に搬送するコンベア２にて搬送さ
れ、被加熱物体１の要部の温度を測定するとともに測定
データを記憶手段に記憶させるようにした測定ユニット
２０と、測定ユニット２０内の記憶手段から測定データ
を読出してプリントアウト(あるいは表示)するモニタユ
ニット２１とで構成されていた。なお、加熱手段は、コ
ンベア２の搬送方向に沿って上下に配設された複数のヒ
ータＨにて形成され、加熱手段の前段に紫外線ランプＵ
Ｖが設けられ、後段にハロゲンランプＨＬが設けられて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例にあっては。測定ユニ
ット２０の回路部２０bを断熱ケース２０aに収納してリ
フロー炉Ａ内を通過させた後、第９図(b)に示すように
測定ユニット２０の回路部２０bを断熱ケース２０aから
取り出し、モニタユニット２１にコネクタ接続してデー
タを読出しプリントアウト(あるいは表示)する操作を行
う必要があるので、モニタ作業が面倒である上、リフロ
ー炉内の温度をリアルタイムでモニタできず、モニタに
要する時間(待ち時間)が長くなってしまうという問題が
あった。

そこで、第１図に示すように、被加熱物体１の要部の温
度を測定するとともに測定データにて搬送波を変調した
電波を断熱ケース４に突設された送信アンテナ５から送
信する電池Ｂを内蔵したデータ送信器４を被加熱物体１
とともにコンベア２にて搬送し、炉内のコンベア２上方
に搬送方向に沿って張設され上記電波を受信する受信ア
ンテナ６出力を増幅、復調してデータ信号を出力するデ
ータ受信器７を設けたワイヤレス式の炉内温度モニタ装
置が考えられている。しかしながら、このようなワイヤ
レス式の炉内温度モニタ装置にあっても、リフロー炉Ａ
を一度通過したデータ送信器３は高熱となっているの
で、第１０図に示すように断熱ケース４内に収納されて
いる回路３ａおよび内蔵の電池Ｂの劣化を防止するた
め、第１１図に示すように、本体４ａおよびカバー４ｂ
よりなる断熱ケース４のカバー４ｂを熱いうちに開いて
回路３ａおよび電池Ｂを空冷する必要があり、空冷操作
が面倒であるという問題があった。

また、データ送信器３の回路３ａは、２次電池（例え
ば、Ｎｉ／Ｃｄ）よりなる内蔵の電池Ｂにて駆動されて
おり、使用後に断熱ケース４内に設けられているスライ
ドスイッチよりなる電源スイッチ１０′をオフする必要
があるが、この電源スイッチ１０′が断熱ケース４内に
設けられているので、電源スイッチ１０′をオフするた
めにも断熱ケース４のカバー４ｂを開く必要があり、電
源遮断操作も面倒であるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、炉内温度のモニタ作業が簡単で、リ
アルタイムで炉内温度をモニタすることができるととも
に、データ送信器から発信される電波を弱くして他の電
子機器への電波障害を防止することができ、しかも、空
冷操作および電源遮断操作が容易に行える炉内温度モニ
タ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の炉内温度モニタ装置は、被加熱物体の要部の温
度を測定するとともに測定データにて搬送波を変調した
電波を断熱ケースに突設された送信アンテナから送信す
る電池内蔵のデータ送信器を被加熱物体とともにベルト
コンベアにて返送し、炉内のコンベア上方に搬送方向に
沿って張設され上記電波を受信する受信アンテナ出力を
増幅、復調してデータ信号を出力するデータ受信器を設
けた炉内温度モニタ装置において、データ送信器の断熱
ケースにスイッチ操作孔を設けるとともに上記スイッチ
操作孔の内方開口に電源スイッチの操作片を兼ねる閉塞
片を弾接せしめ、上記データ送信器をデータ受信器に設
けた冷却トレーに載置したときに、冷却ファンを自動的
に駆動して強制冷却する強制冷却手段を設けるととも
に、冷却トレーに突設された操作突起が操作孔に挿入さ
れることにより閉塞片を介して上記電源スイッチがオフ
されるようにしたものである。

［作 用］ 本発明は上述のように構成されており、被加熱物体の要
部の温度を測定するとともに測定データにて搬送波を変
調した電波を断熱ケースに突設された送信アンテナから
送信する電池内蔵のデータ送信器を、被加熱物体ととも
にベルトコンベアにてリフロー炉内に搬送し、炉内のコ
ンベア上方に搬送方向に沿って張設された上記電波を受
信する受信アンテナ出力を増幅、復調してデータ信号を
出力するデータ受信器を設けたものであり、炉内温度の
モニタ作業が簡単で、リアルタイムで炉内温度をモニタ
することができるとともに、データ送信器から発信され
る電波を弱くして他の電子機器への電波障害を防止する
ことができるようになっている。

また、データ送信器の断熱ケースにスイッチ操作孔を設
けるとともに上記スイッチ操作孔の内方開口に電源スイ
ッチの操作片を兼ねる閉塞片を弾接せしめ、上記データ
送信器をデータ受信器に設けた冷却トレーに載置したと
きに、冷却ファンを自動的に駆動して強制冷却する強制
冷却手段を設けるとともに、冷却トレーに突設された操
作突起が操作孔に挿入されることにより閉塞片を介して
上記電源スイッチがオフされるようにしたので、冷却ト
レーの所定位置にデータ送信器を置くだけで、冷却ファ
ンによる冷却および電源スイッチのオフ操作が行え、空
冷装置および電源遮断操作が容易に行えるようになって
いる。

［実施例］ 第１図乃至第５図は本発明一実施例を示すもので、リフ
ロー炉Ａ内にコンベア２にて被加熱物体１とともに搬送
され、被加熱物体１の要部の温度を測定するとともに測
定データにて搬送波を変調した電波(１５０ＭＨzのＦ２
Ｄ)を断熱ケース４に突設された送信アンテナ５から送
信する電池内蔵のデータ送信器３と、炉内のコンベア２
上方に搬送方向に沿って張設され、上記電波を受信する
受信アンテナ６と、受信アンテナ６出力を増幅、復調し
て測定データを出力するデータ受信器７とで形成されて
いる。ここに、実施例では、データ送信器３は、熱電対
ＴＣ₁〜ＴＣ₄を用いて検出された被加熱物体１の要部温
度の測定データ(０〜３００℃、分解能１℃、サンプリ
ング時間０．２sec)を送信アンテナ５を介して放射され
る電波にて送信するようになっており、データ送信器３
は、断熱ケース４内に収納された電池にて駆動されるよ
うになっている。データ送信器３の回路部３ａおよび電
池Ｂを収納する断熱ケース４は、加熱手段による温度上
昇を回避するため表面がステンレスで裏にベークライト
が張られた断熱板にて形成され、断熱ケース４の一側面
には、送信アンテナ５が露出されるとともに、熱電対Ｔ
Ｃ₁〜ＴＣ₄が導出されている。熱電対ＴＣ₁〜ＴＣ₄およ
び送信アンテナ５の断熱ケース４からの引き出し部は、
マイカにて挟持された絶縁断熱型の引出し構造となって
いる。一方、炉内に張設される受信アンテナ６は、耐熱
温度が１３００℃の耐熱がいしにて支持されている。ま
た、データ受信器７から出力される測定データは、デー
タ処理回路８によって処理され、プロッタ９にてプリン
トアウトされるとともに。ＣＲＴ表示装置（図示せず）
に表示されるようになっている。

また、データ送信器３の断熱ケース４には、スイッチ操
作孔１１が設けられ、このスイッチ操作孔１１の内方開
口に電源スイッチ１０の操作片を兼ねる断熱材よりなる
閉塞片１２が弾接（例えば、ばねにより外方に付勢）さ
れている。一方、データ受信器７には、上記データ受信
器３が載置される冷却トレー１３が設けられており、冷
却トレー１３にデータ送信器３が載置されたことを近接
センサによりなるセンサ１５によって検出し、データ受
信器７の側面に設けられている冷却ファン１６を自動的
に駆動して強制冷却する強制冷却手段が、設けられてい
る。また、このとき同時に、冷却トレー１３に突設され
た操作突起１４が操作孔１１に挿入されることにより閉
塞片１２を介してプリント基板Ｐに取着されたマイクロ
スイッチよりなる電源スイッチ１０がオフされるように
なっている。

以下、実施例の動作について具体的に説明する。いま、
データ送信器３は、被加熱物体１であるところのプリン
ト基板上に載置されて炉内を通過するようになってお
り、この炉内通過中に一定時間(０．２sec)毎にプリン
ト基板の４箇所の温度が熱電対ＴＣ₁〜ＴＣ₄によって測
定され、測定信号をＡ／Ｄ変換した測定データを所定周
波数(１５ＭＨz)の搬送波を用いた電波によって送信ア
ンテナ４から送信されるようになっている。この電波は
コンベア２の上方に張設されている受信アンテナ６によ
って受信され、データ受信器７によって増幅復調されて
測定データが得られる。この測定データはデータ処理回
路によって処理されてプリントアウトあるいはＣＲＴ表
示によって加熱パターンがリアルタイムで表示されるよ
うになっている。以上のように、本発明にあっては、デ
ータ送信器３をコンベア２にて搬送して炉内を通過させ
るだけで加熱パターンが実測できるようになっており、
炉内温度のモニタ作業が簡単で、しかもリアルタイムで
炉内温度をモニタすることができるようになっている。
また、受信アンテナ６を被加熱物体１の搬送路に沿って
張設しているので、送信アンテナ５から発信される電波
が他の電子機器に電波障害を与えない程度の微弱電波
(３m離れた地点における電界強度が５００μＶ／m以下)
であってもデータ送信器３とデータ受信器７との間のデ
ータ伝送を確実に行うことができるようになっている。

また、データ送信器３の断熱ケース４には、スイッチ操
作孔１１が設けられ、スイッチ操作孔１１の内方開口に
電源スイッチ１０の操作片を兼ねる断熱材（ヘミット
板）よりなる閉塞片１２を第４図(a)に示すように弾接
されており、通常の使用状態（リフロー炉Ａ内の搬送
時）における断熱性を確保できるようになっている。一
方、データ送信器３を第５図に示すように、データ送信
器７に設けた冷却トレー１３に載置したときには、冷却
トレー１３に突設された操作突起１４が第４図(b)に示
すように操作孔１１に挿入され、閉塞片１２を介して上
記電源スイッチ１０の押釦が押圧されて電源スイッチ１
０がオフされる（但し、常閉接点を利用）ようになって
おり、断熱ケース４のカバー４ｂを取り外すことなく電
源遮断操作が容易に行えるようになっている。

さらに、冷却トレー１３の所定位置にデータ送信器３を
置くことにより、センサ１５がこれを検出して強制冷却
手段が動作して冷却ファン１６による冷却が行われるの
で、空冷操作も容易に行えるようになっている。

第６図は他の実施例を示すもので、前記実施例のデータ
処理回路８を、データ受信器７のＣＰＵ７ｃにて実現し
てシステム構成を簡略化したものであり、コンピュータ
よりなるデータ処理回路８を必要とせず、プロッタ９と
直接接続してリアルタイムでデータ送信器３からのデー
タを作図（温度分布図）できるようにしたものである。
図中、７ａはデータ送信器３からのワイヤレス信号をア
ンテナ６を介して受信する受信部、７ｂはＣＰＵ７ｃの
データ入出力を行うＩ／Ｏ回路、７ｄはメモリ、７ｅは
表示部であり、４桁の数字表示素子にて形成される表示
部７ｅには、熱電対番号（１桁目）および温度（２〜４
桁目）が適宜表示されるようになっている。なお、第７
図は電源回路を示すもので、データ送信器３の送信部電
子回路３ａには、常閉型の電源スイッチ１０を介して複
数の電池ユニットが並列接続された電池Ｂから給電され
るようになっている。また、第８図はプロッタ９にてプ
リントアウトされた炉内温度分布を示す温度データ例で
ある。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、被加熱物体の要
部の温度を測定するとともに測定データにて搬送波を変
調した電波を断熱ケースに突設された送信アンテナから
送信する電池内蔵のデータ送信器を、被加熱物体ととも
にベルトコンベアにてリフロー炉内に搬送し、炉内のコ
ンベア上方に搬送方向に沿って張設され上記電波を受信
する受信アンテナ出力を増幅、復調してデータ信号を出
力するデータ受信器を設けたものであり、炉内温度のモ
ニタ作業が簡単で、リアルタイムで炉内温度をモニタす
ることができるとともに、データ送信器から発信される
電波を弱くして他の電子機器への電波障害を防止するこ
とができるという効果がある。

また、データ送信器の断熱ケースにスイッチ操作孔を設
けるとともに上記スイッチ操作孔の内方開口に電源スイ
ッチの操作片を兼ねる閉塞片を弾接せしめ、上記データ
送信器をデータ受信器に設けた冷却トレーに載置したと
きに、冷却ファンを自動的に駆動して強制冷却する強制
冷却手段を設けるとともに、冷却トレーに突設された操
作突起が操作孔に挿入されることにより閉塞片を介して
上記電源スイッチがオフされるようにしたので、冷却ト
レーの所定位置にデータ送信器を置くだけで、冷却ファ
ンによる冷却および電源スイッチのオフ操作が行え、空
冷操作および電源遮断操作が容易に行えるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の概略構成図、第２図は同上の
要部構成図、第３図は同上の要部斜視図、第４図(a)(b)
は同上の動作を示す要部断面図、第５図は同上の要部側
面図、第６図は他の実施例の要部ブロック回路図、第７
図は同上の要部回路図、第８図は同上の動作説明図、第
９図(a)は従来例の概略構成図、第９図(b)は同上の動作
説明図、第１０図は本発明に係るワイヤレス式の炉内温
度モニタ装置の要部断面図、第１１図は同上の要部上面
図である。 Ａはリフロー炉、１は被加熱物体、２はコンベア、３は
データ送信器、４は断熱ケース、５は送信アンテナ、６
は受信アンテナ、７はデータ受信器、１０は電源スイッ
チ、１１はスイッチ操作孔、１２は閉塞片、１３は冷却
トレー、１４は操作突起、１５はセンサ、１６は冷却フ
ァンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リフロー炉内に被加熱物体とともにコンベ
   アにて搬送され、被加熱物体の要部の温度を測定すると
   ともに測定データにて搬送波を変調した電波を断熱ケー
   スに突設された送信アンテナから送信する電池内蔵のデ
   ータ送信器と、炉内のコンベア上方に搬送方向に沿って
   張設され上記電波を受信する受信アンテナと、受信アン
   テナ出力を増幅、復調してデータ信号を出力するデータ
   受信器とより成る炉内温度モニタ装置において、データ
   送信器の断熱ケースにスイッチ操作孔を設けるとともに
   上記スイッチ操作孔の内方開口に電源スイッチの操作片
   を兼ねる閉塞片を弾接せしめ、上記データ送信器をデー
   タ受信器に設けた冷却トレーに載置したときに、冷却フ
   ァンを自動的に駆動して強制冷却する強制冷却手段を設
   けるとともに、冷却トレーに突設された操作突起が操作
   孔に挿入されることにより閉塞片を介して上記電源スイ
   ッチがオフされるようにしたことを特徴とする炉内温度
   モニタ装置。