JP6899138B2 - Soldering device with safety mechanism and trowel temperature control method - Google Patents
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Description
本発明は、安全機構付きはんだ付け装置及び鏝先温度制御方法に関するものであり、更に詳しくは、はんだ鏝の使用及び不使用を検出して、使用時には鏝先温度を高温の設定温度に維持し、不使用時には鏝先温度を低温のスリープ温度に切り換えるようにしたものである。 The present invention relates to a soldering apparatus with a safety mechanism and a trowel temperature control method. More specifically, the use and non-use of a trowel are detected, and the trowel temperature is maintained at a high set temperature during use. When not in use, the trowel tip temperature is switched to a low sleep temperature.
はんだ鏝の使用及び不使用を検出し、使用時には鏝先温度を高温の設定温度に維持し、不使用時には鏝先温度を低温のスリープ温度に切り換えるようにした安全機構付きのはんだ付け装置は、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されているように公知である。
A soldering device with a safety mechanism that detects the use and non-use of a soldering iron, maintains the tip temperature at a high set temperature when in use, and switches the tip temperature to a low sleep temperature when not in use. For example, it is known as disclosed in
このうち、特許文献1に開示された第1のはんだ付け装置は、はんだ鏝の使用及び不使用を検出する方法として、はんだ付け時に鏝先が低温のはんだを溶融させることによって鏝先温度が低下することから、該鏝先温度を測定し、該鏝先温度がはんだ付け時の設定温度からスリープ移行のためのスリープ検出温度以下に低下した場合には、はんだ鏝が使用されていると判断し、前記鏝先温度が前記スリープ検出温度を下回らない時間が一定時間を超えた場合には、はんだ鏝が使用されていないと判断するようにしている。
しかし、上述したように、測定した鏝先温度をスリープ検出温度と単純に比較する方法では、はんだ鏝の不使用時に、外気温の変化や気流の影響等により鏝先温度が緩やかに変化して前記スリープ検出温度を下回った場合でも、はんだ鏝の使用と判断され、鏝先温度がスリープ温度に切り換わらないおそれがある。
Of these, in the first soldering apparatus disclosed in
However, as described above, in the method of simply comparing the measured trowel temperature with the sleep detection temperature, the trowel temperature gradually changes due to changes in the outside temperature and the influence of airflow when the trowel is not used. Even if the temperature falls below the sleep detection temperature, it is determined that the trowel is used, and the trowel tip temperature may not switch to the sleep temperature.
一方、特許文献2に開示された第2のはんだ付け装置は、はんだ鏝の使用及び不使用を検出するため振動センサを使用し、この振動センサがはんだ鏝の振動を連続して検出しない時間が設定時間を超えたときに、はんだ鏝が不使用であると判断するようにしている。このため、この第2のはんだ付け装置は、はんだ鏝の使用及び不使用の検出に外気温や気流の影響等を受けないので、前記特許文献1に開示された第1のはんだ付け装置に比べて安全性に勝れているということができる。
しかし、この第2のはんだ付け装置の場合も、振動センサを使用することなく、より簡単な構成によってはんだ鏝の使用及び不使用を検出することができるようにするという観点から、更なる改良の余地を残すものであった。
On the other hand, the second soldering apparatus disclosed in
However, this second soldering device is also further improved from the viewpoint of enabling the use and non-use of the soldering iron to be detected by a simpler configuration without using a vibration sensor. It left room.
本発明の技術的課題は、はんだ鏝の不使用時にヒーターをスリープモードに切り換えるために、前記はんだ鏝の使用及び不使用を、従来とは異なる新たな方法によって簡単且つ精度良く検出することができるようにすることにある。 The technical problem of the present invention is that the use and non-use of the solder trowel can be detected easily and accurately by a new method different from the conventional method in order to switch the heater to the sleep mode when the solder trowel is not used. To do so.
前記課題を解決するため、本発明の安全機構付きはんだ付け装置は、はんだ鏝と、該はんだ鏝の鏝先を加熱するヒーターと、前記鏝先の温度を測定する温度センサと、前記ヒーターを制御するコントローラとを有し、前記コントローラは、前記温度センサで測定された鏝先温度から該鏝先温度の負の変化率を求める演算部と、該演算部で求められた変化率の数値を基準値と比較する比較部と、該比較部での比較結果に基づいて前記ヒーターを制御するヒーター制御部とを有し、前記ヒーター制御部は、前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、前記ヒーターを使用モードに維持することによって鏝先温度を設定温度に維持し、前記変化率の数値が基準値より小さい状態が一定時間継続した場合には、前記ヒーターをスリープモードに切り換えることによって前記鏝先温度を前記設定温度より低温のスリープ温度に低下させるように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the soldering apparatus with a safety mechanism of the present invention controls a soldering iron, a heater for heating the iron tip of the soldering iron, a temperature sensor for measuring the temperature of the iron tip, and the heater. The controller has a calculation unit for obtaining a negative rate of change of the tip temperature from the tip temperature measured by the temperature sensor, and the controller is based on a numerical value of the change rate obtained by the calculation section. The heater control unit has a comparison unit for comparing with a value and a heater control unit for controlling the heater based on the comparison result in the comparison unit, and the heater control unit is used when the numerical value of the rate of change is larger than the reference value. By maintaining the heater in the use mode, the tip temperature is maintained at the set temperature, and when the value of the rate of change is smaller than the reference value for a certain period of time, the heater is switched to the sleep mode. It is characterized in that the tip temperature is lowered to a sleep temperature lower than the set temperature.
本発明において、前記ヒーター制御部は、前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、該ヒーター制御部のカウントタイマーをリセットすることによって前記ヒーターを使用モードに維持し、前記変化率の数値が基準値より小さい場合には、前記カウントタイマーをリセットすることなくカウントを続行し、該カウントタイマーのカウントアップと共に前記ヒーターをスリープモードに切り換えるように構成されていることが望ましい。 In the present invention, when the numerical value of the rate of change is larger than the reference value, the heater control unit maintains the heater in the use mode by resetting the count timer of the heater control unit, and the numerical value of the rate of change. When is smaller than the reference value, it is desirable that the count is continued without resetting the count timer, and the heater is switched to the sleep mode when the count timer is counted up.
また、前記コントローラは、前記ヒーターがスリープモードに切り換えられて鏝先温度がスリープ温度まで低下しているとき、前記温度センサによる測定感度を低下させるように構成されていることが望ましい。 Further, it is desirable that the controller is configured to reduce the measurement sensitivity by the temperature sensor when the heater is switched to the sleep mode and the tip temperature is lowered to the sleep temperature.
本発明において好ましくは、前記コントローラが、はんだ鏝を鏝先の形状及びサイズに基づいて複数のグループに分類し、各分類毎に最適な前記変化率及び基準値を設定することにより、分類毎に鏝先温度の制御が可能なるように構成されていることである。 In the present invention, preferably, the controller classifies the solder trowels into a plurality of groups based on the shape and size of the trowel tip, and sets the optimum rate of change and the reference value for each classification for each classification. It is configured so that the tip temperature can be controlled.
また、本発明によれば、はんだ鏝の使用及び不使用に応じて鏝先温度を制御する温度制御方法であって、温度センサにより前記鏝先温度を常時測定し、測定した鏝先温度の負の変化率を求めて該変化率の数値を基準値と比較し、前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、はんだ鏝が使用されていると判断し、鏝先加熱用のヒーターを使用モードに維持することによって前記鏝先温度を使用時の設定温度に維持し、前記変化率の数値が基準値より小さい状態が一定時間継続した場合には、はんだ鏝が不使用状態にあると判断し、前記ヒーターをスリープモードに切り換えることによって前記鏝先温度を前記設定温度より低温のスリープ温度に低下させることを特徴とするはんだ鏝の鏝先温度制御方法が提供される。 Further, according to the present invention, it is a temperature control method that controls the tip temperature according to the use and non-use of the soldering iron, and the tip temperature is constantly measured by a temperature sensor, and the measured negative tip temperature is negative. The rate of change is calculated and the value of the rate of change is compared with the reference value. If the value of the rate of change is larger than the reference value, it is determined that a soldering iron is used, and a heater for heating the tip of the iron is used. By maintaining the use mode, the trowel tip temperature is maintained at the set temperature at the time of use, and when the value of the rate of change is smaller than the reference value for a certain period of time, the solder trowel is in an unused state. Provided is a method for controlling the tip temperature of a solder trowel, which comprises lowering the tip temperature to a sleep temperature lower than the set temperature by determining and switching the heater to a sleep mode.
この場合、前記はんだ鏝の使用開始と共にカウントタイマーをセットし、前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、その都度前記カウントタイマーをリセットすることによって前記ヒーターを使用モードに維持し、前記変化率の数値が基準値より小さい場合には、前記カウントタイマーをリセットすることなくカウントを続行し、該カウントタイマーのカウントアップと共に前記ヒーターをスリープモードに切り換えるようにすることが望ましい。 In this case, the count timer is set at the start of use of the solder trowel, and when the numerical value of the rate of change is larger than the reference value, the heater is maintained in the use mode by resetting the count timer each time. When the value of the rate of change is smaller than the reference value, it is desirable to continue counting without resetting the count timer and to switch the heater to sleep mode when the count timer is counted up.
本発明は、はんだ鏝の不使用時にヒーターをスリープモードに切り換える場合に、鏝先温度の変化率に基づいてはんだ鏝が使用状態にあるか不使用状態にあるかを判断するようにしているため、鏝先温度とスリープ検出温度とを比較する従来方法に比べ、はんだ鏝の使用及び不使用を簡単且つ精度良く検出することができる。 In the present invention, when the heater is switched to the sleep mode when the soldering iron is not used, it is determined whether the soldering iron is in the used state or the unused state based on the rate of change of the iron tip temperature. Compared with the conventional method of comparing the trowel tip temperature and the sleep detection temperature, the use and non-use of the solder trowel can be detected easily and accurately.
以下、本発明に係る安全機構付きはんだ付け装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。このはんだ付け装置は、図1に示すように、手持ち式のはんだ鏝1と、該はんだ鏝1を制御するコントローラ2とを有している。
Hereinafter, an embodiment of the soldering apparatus with a safety mechanism according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this soldering apparatus includes a hand-held soldering
前記はんだ鏝1は、手に持つためのグリップ部3と、該グリップ部3の先端から前方に向けて延出する鏝部4とを有し、該鏝部4の内部には、次第に先細り状をした鏝先6を先端に有する銅製の鏝チップ5と、該鏝チップ5を加熱する電気発熱式のヒーター7とが内蔵され、前記鏝チップ5の内部には、前記鏝先6の温度を常時測定するための温度センサ8が内蔵されている。
The
前記はんだ鏝1ではんだ付け部位9をはんだ付けするときは、前記鏝先6を該はんだ付け部位9に接触させた状態で該鏝先6に線状はんだ10を供給し、該鏝先6の熱で溶融したはんだを前記はんだ付け部位9に供給してはんだ付けを行う。このとき、前記鏝先6の温度即ち鏝先温度は、該鏝先6が低温の前記はんだ付け部位9に接触したり、低温の前記線状はんだ10を溶融させたりすることにより、一時的に急激且つ大きく低下する。
When soldering the soldering
次に、前記コントローラ2の構成及び作用を説明する前に、図2により、前記はんだ鏝1を使用して複数のはんだ付け部位9をはんだ付けする際の鏝先温度Hの変化について説明する。
先ず、はんだ付けを開始するため時刻T0でヒーター7の電源がオンになると、該ヒーター7で鏝先6が加熱されることによって鏝先温度Hは次第に上昇し、時刻T1で設定温度Ho(例えば250−450℃)に達し、外気温や気流等の影響により細かく変化しながら該設定温度Hoを維持する。
Next, before explaining the configuration and operation of the
First, when the power of the heater 7 is turned on at time T0 to start soldering, the trowel tip temperature H gradually rises due to the heating of the
次に、時刻T2で最初のはんだ付け部位9のはんだ付けが始まると、鏝先6が低温の端子に接触したり低温の線状はんだ10を溶融させたりするため、鏝先温度Hは急激に低下する。そして、1つのはんだ付け部位9のはんだ付けが終わると鏝先温度Hは再び上昇し、次のはんだ付け部位9のはんだ付けが始まると鏝先温度Hは再び下降するといったように、はんだ付けを行う度に鏝先温度Hは大きく且つ急激に下降及び上昇を繰り返す。このときの実際の鏝先温度Hの上下幅は約3−4℃程度である。また、このときの状態が鏝使用状態である。なお、この鏝使用状態における鏝先温度Hの変化の状態は、分かり易くするため若干誇張して描かれている。
Next, when the soldering of the
続いて、時刻T3ではんだ付け作業が終了し、はんだ鏝1が鏝置き台等に置かれて不使用状態になると、鏝先温度Hは再び設定温度Hoまで上昇し、その後は、気流や外気温の変化等による影響を受けることによって緩やか且つ小さい温度幅(±2℃程度)で変動しながら推移する。
Subsequently, when the soldering work is completed at time T3 and the soldering
そして、鏝不使用状態が一定時間続くと、節電及び安全のため、時刻T4において、前記ヒーター7はコントローラ2によってスリープモードに切り換えられ、鏝先温度Hはスリープ温度Hs(例えば200℃)まで低下する。そして更に、このスリープモードが一定時間続くと、時刻T5において、前記ヒーター7の電源はオフにされる。
Then, when the trowel non-use state continues for a certain period of time, the heater 7 is switched to the sleep mode by the
そこで本発明は、はんだ付け時に大きく変化する鏝先温度Hの変化率に基づいて、はんだ鏝1が使用状態にあるか又は不使用状態にあるかを判断し、該はんだ鏝1が使用状態にある場合には、鏝先温度Hを設定温度Hoに維持し、前記はんだ鏝1が不使用状態にある場合には、前述したようにヒーター7をスリープモードに切り換えることにより、前記鏝先温度Hをスリープ温度Hsまで低下させるものである。
Therefore, in the present invention, it is determined whether the
このため、前記コントローラ2は、図1に示すように、前記温度センサ8で測定された鏝先温度Hから該鏝先温度Hの負の変化率Rを求める演算部11と、該演算部11で求められた変化率Rの数値を基準値Roと比較する比較部12と、該比較部12による比較結果に基づいて前記ヒーター7を制御するヒーター制御部13と、使用するはんだ鏝1に適した制御モードを設定する制御モード設定部14とを有している。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
前記演算部11は、前記温度センサ8から連続的に送られてくる鏝先温度Hの微小な変化から、温度測定点Pにおける鏝先温度Hの負の変化率Rを微分係数として算出するもので、算出された変化率Rの数値は前記比較部12に入力される。前記鏝先温度Hの負の変化率Rというのは、鏝先温度が低下するときの変化率のことである。
The
前記比較部12には、基準値設定部15から基準値Roが予め入力されており、この基準値Roと、前記演算部11から送られてきた前記変化率Rの数値とが該比較部12において常時比較される。そして、前記変化率Rの数値が基準値Roより大きい場合には、該比較部12から制御信号Sが前記ヒーター制御部13に向けて出力される。前記基準値Roは、例えば「5」に設定される。
A reference value Ro is input in advance from the reference
前記ヒーター制御部13は、前記ヒーター7の電源をオンにするとセットされてカウントを開始するカウントタイマー16を有していて、該カウントタイマー16が第1設定時間Tmをカウントアップすると、前記ヒーター7を使用モードからスリープモードに切り換え、続けて該カウントタイマー16が第2設定時間Tnをカウントアップすると、前記ヒーター7の電源をオフにするように構成されている。
The
具体的には、前記ヒーター制御部13に比較部12から制御信号Sが送られて来ると、該ヒーター制御部13は、その都度前記カウントタイマー16をリセットし、前記ヒーター7をそのまま使用モードに維持する。
一方、前記ヒーター制御部13に比較部12から制御信号Sが送られて来ない場合、該ヒーター制御部13は、前記カウントタイマー16をリセットすることなくそのままカウントを続行し、最後に制御信号Sが送られてきた時点(時刻T3)から第1設定時間Tmが経過したとき(時刻T4)、前記ヒーター7をスリープモードに切り換え、更に、スリープモードに切り換えた時点(時刻T4)から引き続いて第2設定時間Tnが経過したとき(時刻T5)、前記ヒーター7の電源をオフにする。
Specifically, when the control signal S is sent from the
On the other hand, when the control signal S is not sent from the
前記ヒーター7がスリープモードに切り換わっているとき、はんだ付け以外の原因即ち外乱によって前記鏝先温度Hが急激に低下してスリープモードが解除されるのを防止するため、前記温度センサ8の感度を使用モード時より低下させておくことが望ましい。前記外乱の原因としては、送風機からの風や作業者が引き起こした風が鏝先6に当たったり、低温の異物が鏝先6に接触するといったようなことが考えられる。
When the heater 7 is switched to the sleep mode, the sensitivity of the
前記スリープモードの解除は、前記ヒーター制御部13に設けられたスリープ解除スイッチ17を操作するか、あるいは、鏝先6を急速に冷やすことによって鏝先温度Hを基準値Roより大きい変化率Rで急速に低下させることにより、行うことができる。鏝先温度Hを急速に低下させる方法としては、例えば、水を含んだスポンジや布等に鏝先6を接触させる方法がある。
前記ヒーター7の電源がオフになっている場合には、電源スイッチをオンにすることによって該ヒーター7を使用モードに復帰させることができる。
To release the sleep mode, the trowel temperature H is set to a rate of change R larger than the reference value Ro by operating the
When the power of the heater 7 is turned off, the heater 7 can be returned to the use mode by turning on the power switch.
前記制御モード設定部14には、はんだ鏝1が鏝先形状や鏝先サイズ等に基づいて複数のグループに分類されて入力されると共に、各グループ毎に、はんだ付け時の適正な設定温度Hoや基準値Ro等が入力されており、はんだ付けに当たってはんだ鏝1を前記コントローラ2に接続すると、そのはんだ鏝1に適した設定温度Ho及び基準値Roが自動的に又はボタン操作によって選択され、それに基づく温度制御が行われるように構成されている。
In the control
また、前記コントローラ2には、信号発生部18が設けられ、該信号発生部18が前記ヒーター制御部13に接続されており、前記鏝先温度Hの変化に応じてブザーやランプ等によって様々な信号が作業者に向けて発せられるように構成されている。具体的に、この信号発生部18は、図2において、電源がオンになって鏝先温度Hが設定温度Hoまで上昇する間、即ち時刻T0からT1までの間に、一定間隔でブザーが鳴り、また、前記ヒーター7がスリープモードに切り換えられた時(T4)にもブザーが鳴り、更に、前記鏝先温度Hが設定温度Hoを大きく上回ったり下回ったりした場合にもブザーがなるように構成されている。このとき、ブザーと同時にランプが点灯あるいは点滅するようにしても良い。
Further, the
更に、前記はんだ鏝装置は、前記はんだ鏝1のグリップ部3の内部に振動センサ19を内蔵し、該振動センサ19ではんだ鏝1の動きを感知することにより、鏝先温度Hが使用可能な温度範囲内にない状態ではんだ付けを行おうとした場合に警報を発するように構成することもできる。
Further, in the soldering iron device, a
1 はんだ鏝
2 コントローラ
6 鏝先
7 ヒーター
8 温度センサ
11 演算部
12 比較部
13 ヒーター制御部
16 カウントタイマー
H 鏝先温度
Ho 設定温度
Hs スリープ温度
R 変化率
Ro 基準値
1
Claims (6)
前記コントローラは、前記温度センサで測定された鏝先温度から該鏝先温度の負の変化率を求める演算部と、該演算部で求められた変化率の数値を基準値と比較する比較部と、該比較部での比較結果に基づいて前記ヒーターを制御するヒーター制御部とを有し、
前記ヒーター制御部は、前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、前記ヒーターを使用モードに維持することによって鏝先温度を設定温度に維持し、前記変化率の数値が基準値より小さい状態が一定時間継続した場合には、前記ヒーターをスリープモードに切り換えることによって前記鏝先温度を前記設定温度より低温のスリープ温度に低下させるように構成されている、
ことを特徴とする安全機構付きはんだ付け装置。 It has a soldering iron, a heater that heats the tip of the soldering iron, a temperature sensor that measures the temperature of the tip of the soldering iron, and a controller that controls the heater.
The controller includes a calculation unit that obtains a negative rate of change of the trowel temperature from the trowel temperature measured by the temperature sensor, and a comparison unit that compares the numerical value of the rate of change obtained by the calculation unit with a reference value. It has a heater control unit that controls the heater based on the comparison result in the comparison unit.
When the value of the rate of change is larger than the reference value, the heater control unit maintains the tip temperature at the set temperature by maintaining the heater in the use mode, and the value of the rate of change is smaller than the reference value. When the state continues for a certain period of time, the heater is switched to the sleep mode to lower the tip temperature to a sleep temperature lower than the set temperature.
A soldering device with a safety mechanism.
温度センサにより前記鏝先温度を常時測定し、測定した鏝先温度の負の変化率を求めて該変化率の数値を基準値と比較し、
前記変化率の数値が基準値より大きい場合には、はんだ鏝が使用されていると判断し、鏝先加熱用のヒーターを使用モードに維持することによって前記鏝先温度を使用時の設定温度に維持し、
前記変化率の数値が基準値より小さい状態が一定時間継続した場合には、はんだ鏝が不使用状態にあると判断し、前記ヒーターをスリープモードに切り換えることによって前記鏝先温度を前記設定温度より低温のスリープ温度に低下させる、
ことを特徴とするはんだ鏝の鏝先温度制御方法。 It is a temperature control method that controls the tip temperature according to the use and non-use of soldering iron.
The trowel temperature is constantly measured by a temperature sensor, the negative rate of change of the measured trowel temperature is obtained, and the numerical value of the rate of change is compared with the reference value.
If the value of the rate of change is larger than the reference value, it is determined that the solder trowel is used, and the trowel temperature is set to the set temperature at the time of use by maintaining the heater for heating the trowel in the use mode. Maintain and
If the value of the rate of change is smaller than the reference value for a certain period of time, it is determined that the soldering iron is in an unused state, and the heater is switched to the sleep mode to change the iron tip temperature from the set temperature. Reduce to low sleep temperature,
A method for controlling the temperature of the tip of a solder trowel.
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