JPH08309173A - 温度調節機能を備えたペースト攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペースト状材料の一様な攪拌を実現し、攪拌
条件を満たす状態に到達するまでの時間を短くするとと
もに、周囲温度の変化に応ずる攪拌時間の変化を防止す
ること。 【構成】 容器１８内に収容されたクリーム半田その他
のペースト状材料を回転運動を利用して攪拌するペース
ト攪拌装置１と、装置本体１０壁部に配設され、前記装
置本体１０内の温度を制御する温度制御装置２と、該温
度制御装置２を制御する制御信号を出力するコントロー
ラ３とから成る温度調節機能を備えたペースト攪拌装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントローラから出力
される制御信号に基づき装置本体壁部に配設された温度
制御装置によって、前記装置本体内の温度が制御された
状態において、容器内に収容されたクリーム半田その他
のペースト状材料を攪拌する温度調節機能を備えたペー
スト攪拌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のペースト攪拌装置は、クリーム半
田その他のペースト状材料を収容する容器に対して回転
その他の攪拌運動を付与することにより、該容器内の前
記ペースト状材料を攪拌するもので、攪拌によって発生
する熱および周囲の熱によって、攪拌の条件出しを行う
方式であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のペースト攪
拌装置は、攪拌されるクリーム半田が４°Ｃ前後の低温
で保存されているため、攪拌によって発生する熱によっ
て攪拌条件を満たす状態に到達するまでに時間がかかる
とともに、粘度のバラツキがあり、周囲温度の変化に応
じて攪拌時間が変化し、特に周囲温度が低い冬場におい
ては一層長時間の攪拌が必要になるという問題があっ
た。

【０００４】そこで本発明者らは、制御信号に基づき装
置本体壁部に配設された温度制御装置によって装置本体
内の温度が制御された状態において、容器内に収容され
たクリーム半田その他のペースト状材料を攪拌するとい
う本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ね
て、粘度のバラツキを抑制し、攪拌条件を満たす状態に
到達するまでの時間を短くするとともに、周囲温度の変
化に応ずる攪拌時間の変化を防止し、特に周囲温度が低
い冬場においても攪拌時間を短くするという目的を達成
する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の温度調節機能を備えたペースト攪拌装置
は、容器内に収容されたクリーム半田その他のペースト
状材料を攪拌するペースト攪拌装置において、装置本体
壁部に配設され、前記装置本体内の温度を制御する温度
制御装置と、該温度制御装置を制御する制御信号を出力
するコントローラとから成るものである。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）の温
度調節機能を備えたペースト攪拌装置は、第１発明にお
いて、前記温度制御装置が、前記装置本体壁部に配設さ
れた加熱ヒーターと冷却装置によって構成されるもので
ある。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）の温
度調節機能を備えたペースト攪拌装置は、第２発明にお
いて、前記コントローラは、比例制御要素と、積分制御
要素と、微分制御要素とから成り、状況に応じて比例制
御と積分制御と微分制御とを適宜組み合わせてコントロ
ール信号を前記温度制御装置に出力するものである。

【０００８】本発明（請求項４に記載の第４発明）の温
度調節機能を備えたペースト攪拌装置は、第３発明にお
いて、前記コントローラは、前記装置本体内の温度を検
出する温度センサを備え、検出した温度と設定温度との
差に基づきコントロール信号を前記温度制御装置に出力
するものである。

【０００９】

【作用】上記構成より成る第１発明の温度調節機能を備
えたペースト攪拌装置は、前記コントローラが前記温度
制御装置を制御する制御信号を出力し、装置本体壁部に
配設された前記温度制御装置が前記制御信号に基づき前
記装置本体内の温度が制御された状態において、前記ペ
ースト攪拌装置によって前記容器内に収容されたクリー
ム半田その他のペースト状材料を攪拌するものである。

【００１０】上記構成より成る第２発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、前記コントローラが前記
温度制御装置を制御する制御信号を出力し、装置本体壁
部に配設された前記温度制御装置を構成する前記装置本
体壁部に配設された前記加熱ヒーターおよび前記冷却装
置によって前記制御信号に基づき加熱または冷却して前
記装置本体内の温度が制御された状態において、前記ペ
ースト攪拌装置によって前記容器内に収容されたクリー
ム半田その他のペースト状材料を攪拌するものである。

【００１１】上記構成より成る第３発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、前記比例制御要素と、前
記積分制御要素と、前記微分制御要素とから成る前記コ
ントローラが、状況に応じて比例制御と積分制御と微分
制御とを適宜組み合わせてコントロール信号を前記温度
制御装置に出力し、装置本体壁部に配設された前記温度
制御装置を構成する前記装置本体壁部に配設された前記
加熱ヒーターおよび前記冷却装置によって前記制御信号
に基づき加熱または冷却して前記装置本体内の温度が制
御された状態において、前記ペースト攪拌装置によって
前記容器内に収容されたクリーム半田その他のペースト
状材料を攪拌するものである。

【００１２】上記構成より成る第４発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、前記比例制御要素と、前
記積分制御要素と、前記微分制御要素とから成る前記コ
ントローラが、前記温度センサが検出した前記装置本体
内の温度と設定温度との差に基づき比例制御と積分制御
と微分制御とを適宜組み合わせてコントロール信号を前
記温度制御装置に出力し、装置本体壁部に配設された前
記温度制御装置を構成する前記装置本体壁部に配設され
た前記加熱ヒーターおよび前記冷却装置によって前記制
御信号に基づき加熱または冷却して前記装置本体内の温
度が制御された状態において、前記ペースト攪拌装置に
よって前記容器内に収容されたクリーム半田その他のペ
ースト状材料を攪拌するものである。

【００１３】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の温度調節機
能を備えたペースト攪拌装置は、前記温度制御装置によ
って前記装置本体内の温度が制御された状態において、
前記ペースト攪拌装置によって前記容器内に収容された
クリーム半田その他のペースト状材料を攪拌するので、
粘度のバラツキを抑制し、攪拌条件を満たす状態に到達
するまでの時間を短くするとともに、周囲温度の変化に
応ずる攪拌時間の変化を防止し、特に周囲温度が低い冬
場においても攪拌時間を短くするという効果を奏する。

【００１４】上記作用を奏する第２発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、前記第１発明の効果に加
え、前記温度制御装置を構成する前記加熱ヒーターおよ
び前記冷却装置によって前記制御信号に基づき加熱また
は冷却して前記装置本体内の温度が適切に制御された状
態における前記クリーム半田その他のペースト状材料の
攪拌を可能にするという効果を奏する。

【００１５】上記作用を奏する第３発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、上記第２発明の効果に加
えて、前記コントローラが、比例制御と積分制御と微分
制御とを適宜組み合わせることにより、状況に応じた最
適制御を実現するという効果を奏する。

【００１６】上記作用を奏する第４発明の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、上記第３発明の効果に加
えて、前記コントローラが、前記温度センサが検出した
前記装置本体内の温度と設定温度との差に基づき制御を
行うので、状況に応じて効率良い制御を実現するという
効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１８】（第１実施例）第１実施例の温度調節機能
を備えたペースト攪拌装置は、図１ないし図４に示すよ
うに容器１８内に収容されたクリーム半田その他のペー
スト状材料を回転運動を利用して攪拌するペースト攪拌
装置１と、装置本体１０壁部に配設され、前記装置本体
１０内の温度を制御する温度制御装置２と、該温度制御
装置２を制御する制御信号を出力するコントローラ３と
から成るものである。

【００１９】前記ペースト攪拌装置１は、図１および図
２に示すようにモータ１１によって回転駆動される回転
テーブル１２の一端に傾斜してクリーム半田その他のペ
ースト状材料が収容された容器１８を支持する支持部材
１３が配設され、該支持部材１３を固定した回転軸１４
に配設したスプロケット１５が前記モータ１１のモータ
軸１６に配設されたスプロケット１７に巻装されたベル
ト１９によって回転駆動される構成よりなる。

【００２０】よって前記容器１８は、前記モータ軸１６
を中心にして公転するとともに、傾斜軸回りに偏心自転
（首振運動）するので、該容器１８内に収容されたクリ
ーム半田は、前記公転による回転運動によって遠心力す
なわち外方向の力が作用する状態が維持されたまま、前
記偏心自転による首振り運動をするので、前記容器１８
の上部が外側の時クリーム半田は上方向へ移動させ、該
容器の下部が外側の時クリーム半田は上方向へ移動させ
るのである。

【００２１】前記温度制御装置２は、図１および図３に
示すように前記ペースト攪拌装置１の本体１０の各内壁
に配設されたパネルヒータ２１ないし２４と、１個の内
壁上部に配設された電子冷却装置２５とから成る。

【００２２】前記コントローラ３は、図１に示すように
前記ペースト攪拌装置本体１０内の温度を検出する温度
センサ３０と比例制御要素３１と積分制御要素３２と、
微分制御要素３３と出力回路３４とから成り、図４に示
すように目標値（設定値）と前記温度センサ３０によっ
て検出された本体１０内の温度との差に基づき状況に応
じて比例制御（Ｐ動作）と積分制御（Ｉ動作）と微分制
御（Ｄ動作）とを適宜組み合わせてコントロール信号を
増幅装置４を介して制御対象である前記温度制御装置２
に出力し得る構成より成る。

【００２３】前記コントローラ３において、前記比例制
御（Ｐ動作）は、図５に示すように安定した制御で、積
分制御（Ｉ動作）は、目標値に対するオフセットを解消
する制御で、微分制御（Ｄ動作）は、外乱による急激な
変化を速やかに収束させる制御である。

【００２４】前記コントローラ３におけるオートチュー
ニングは、図６に示すようにオンオフ動作を数周期繰り
返し、その間の温度変化幅と所要時間を学習して、制御
系に最適なＰＩＤ値を自動的に設定する。

【００２５】前記比例動作は、図７および図８に示すよ
うに設定温度に対して一定の温度幅である比例帯を設
け、この比例帯内において、検出した温度が設定温度よ
り低い時（Ａ）は、制御周期内でオン時間をオフ時間よ
り長くして前記設定値に近づくにしたがってオン時間の
比率を小さくする所謂ＰＷＭ制御を行う。

【００２６】検出した温度が設定温度と等しい時（Ｂ）
は、制御周期内でオン時間とオフ時間との比率は、１：
１に制御され、検出した温度が設定温度より高い時
（Ｃ）は、制御周期内でオフ時間をオン時間より短くし
て前記設定値から離れるにしたがってオフ時間の比率を
大きくするＰＷＭ制御を行う。

【００２７】前記積分動作は、図９に示すように前記比
例動作によって制御した結果オフセットが発生すること
があり、このオフセットを自動的に修正するもので、現
在値を設定値に一致させる動作を行い、比例動作と組み
合わせてＰＩ動作として機能させる。

【００２８】積分時間を短くすると修正動作が強くな
り、前記オフセットは短時間で解消するが、ハンチング
が発生し易くなり、積分時間を長くすると修正動作が弱
くなり、前記オフセットが解消するまでに時間がかか
る。

【００２９】前記微分動作は、図１０に示すように前記
積分動作が比例動作の結果に対して働くため、外乱など
による急激な温度変化に対しては応答が遅れがちになる
ので、この急激な温度変化に対し、変化量に応じた操作
量を与え、外乱応答を高める動作を行い、比例動作と組
み合わせてＰＤ動作として機能させる。

【００３０】微分時間を長くすると修正動作が強くな
り、急激な温度変化に対する応答が速くなり、修正動作
が強すぎると、わずかな温度変化にも過敏応答してしま
うため、逆にハンチングを起こしやすくなる。立ち上が
り時の急激な温度上昇を抑え込む働きが強くなるため、
設定値までの到達時間は長くなるが、オーバーシュート
量は小さくなる。

【００３１】微分時間を短くすると修正動作が弱くな
り、急激な温度変化に対する応答に時間がかかり、立ち
上がり時の急激な温度上昇を抑え込む働きが弱くなるた
め、設定値までの到達時間は短くなるが、オーバーシュ
ート量は大きくなる。

【００３２】上記構成より成る第１実施例の温度調節機
能を備えたペースト攪拌装置は、前記コントローラ３
は、図１に示すように前記攪拌装置本体１０内に配設さ
れた前記温度センサ３０が前記攪拌装置本体１０内の温
度を検出して、該検出温度と設定温度との差に基づき状
況に応じて比例制御（Ｐ動作）と積分制御（Ｉ動作）と
微分制御（Ｄ動作）とを適宜組み合わせてコントロール
信号を増幅装置４を介して制御対象である前記温度制御
装置２に出力するものである。

【００３３】すなわち、前記比例動作においては、図８
に示すように設定温度に対して一定の温度幅である比例
帯において、検出した温度が設定温度より低い時は制御
周期内でオン時間をオフ時間より長くして前記設定値に
近づくにしたがってオン時間の比率を小さくする所謂Ｐ
ＷＭ制御を行うコントロール信号を出力する。

【００３４】また、検出した温度が設定温度と等しい時
は制御周期内でオン時間とオフ時間との比率は、１：１
に制御され、検出した温度が設定温度より高い時は制御
周期内でオフ時間をオン時間より短くして前記設定値か
ら離れるにしたがってオフ時間の比率を大きくするＰＷ
Ｍ制御を行うコントロール信号を出力する。

【００３５】つぎに前記積分動作は、前記比例動作によ
って制御した結果オフセットが発生した時に、図９に示
すようにこのオフセットを自動的に修正するもので、前
記検出した現在値を設定値に一致させる動作を行い、比
例動作と組み合わせてＰＩ動作する。

【００３６】前記オフセットの静定時間およびハンチン
グの発生状況を考慮して積分時間が設定され、かかる設
定された積分時間によって生じたオフセットを修正する
ための積分動作が行われるためのコントロール信号を出
力する。

【００３７】また前記微分動作は、前記積分動作が比例
動作の結果に対して働くため、外乱などによる急激な温
度変化に対しては応答が遅れがちになるので、図１０に
示すようにこの急激な温度変化が生じた時には、変化量
に応じた操作量を与え、外乱応答を高める動作を行い、
比例動作と組み合わせてＰＤ動作する。

【００３８】過渡応答、ハンチングの発生状況およびオ
ーバーシュート量を考慮して微分時間が設定され、かか
る設定された微分時間に基づき、急激な温度変化に対し
て積分動作が行われるためのコントロール信号を出力す
る。

【００３９】前記コントローラ３は、前記温度センサが
検出した前記装置本体内の温度と設定温度との差に基づ
き、前記比例制御要素３１と前記積分制御要素３２と前
記微分制御要素３３との比例制御、積分制御および微分
制御に基づくコントロール信号を適宜組み合わせて前記
出力回路３４が最終的コントロール信号を出力する。

【００４０】前記コントローラ３の前記前記出力回路３
４によって出力された最終的コントロール信号は、前記
増幅装置４によって電力増幅され、前記温度制御装置２
に出力される。

【００４１】前記温度制御装置２は、図１および図３に
示すように前記増幅装置４によって電力増幅されたコン
トロール信号に基づき、前記装置本体内の検出された検
出温度が設定温度より低い時は、前記ペースト攪拌装置
１の本体１０の各内壁に配設されたパネルヒータ２１な
いし２４によって前記ペースト攪拌装置本体１０内が加
熱され、逆に検出温度が設定温度より高い時は、前記ペ
ースト攪拌装置本体１０の内壁上部に配設された前記電
子冷却装置２５によって冷却され、常に前記ペースト攪
拌装置本体１０内の温度が前記設定温度になるように制
御される。

【００４２】前記ペースト攪拌装置１は、図１および図
２に示すように本体１０内の温度が前記設定温度になる
ように制御された状態において、モータ１１によって一
端にクリーム半田が収容された前記容器１８を前記支持
部材１３によって傾斜して支持する回転テーブル１２を
回転駆動するとともに、前記モータ１１のモータ軸１６
に配設された前記スプロケット１７およびベルト１９を
介して前記容器１８を支持する該支持部材１３を固定し
た回転軸１４に配設された前記スプロケット１５が回転
駆動され、前記容器１８は前記傾斜軸まわりに回転され
る。

【００４３】よって前記容器１８は、前記モータ軸１６
を中心にして公転するとともに、傾斜軸回りに偏心自転
（首振運動）するので、該容器１８内に収容されたクリ
ーム半田は、前記公転による回転運動によって遠心力す
なわち外方向の力が作用する状態が維持されたまま、前
記偏心自転による首振り運動をするので、該容器内にお
いてクリーム半田を上下動させる。

【００４４】すなわち前記容器１８の上部が外側の時ク
リーム半田を上方向へ移動させ、該容器の下部が外側の
時クリーム半田を下方向へ移動させるので、クリーム半
田は、前記設定温度に制御された前記装置本体１０内に
おいて、該容器１８内で遠心力方向（外側）および上下
方向の作用力が作用して移動され、十分攪拌される。

【００４５】上記作用を奏する第１実施例の温度調節機
能を備えたペースト攪拌装置は、前記温度制御装置２に
よって前記装置本体１０内の温度が制御された状態にお
いて、前記ペースト攪拌装置１によって前記容器１８内
に収容された前記クリーム半田を攪拌するので、クリー
ム半田の粘度のバラツキを抑制し、攪拌条件を満たす状
態に到達するまでの時間を短くするとともに、周囲温度
の変化に応ずる攪拌時間の変化を防止し、特に周囲温度
が低い冬場においても攪拌時間を短くするという効果を
奏する。

【００４６】また第１実施例の温度調節機能を備えたペ
ースト攪拌装置は、前記温度制御装置２を構成する前記
加熱ヒーター２１ないし２４および前記電子冷却装置２
５によって前記制御信号に基づき加熱または冷却して前
記装置本体内の温度が適切に制御された状態における前
記クリーム半田の攪拌を可能にするという効果を奏す
る。

【００４７】さらに第１実施例の温度調節機能を備えた
ペースト攪拌装置は、前記コントローラ３が、比例制御
と積分制御と微分制御とを適宜組み合わせることによ
り、状況に応じた最適な温度制御を実現するという効果
を奏する。

【００４８】また第１実施例の温度調節機能を備えたペ
ースト攪拌装置は、前記コントローラ３が、前記温度セ
ンサ３０が検出した前記装置本体１０内の温度と設定温
度との差に基づき制御を行うので、前記装置本体１０内
の温度を前記設定温度に維持するとともに、状況に応じ
て効率良い制御を実現するという効果を奏する。

【００４９】さらに第１実施例の温度調節機能を備えた
ペースト攪拌装置は、前記公転による回転運動によって
遠心力すなわち外方向の力が作用する状態において、前
記傾斜軸回りの偏心自転による首振り上下運動をさせる
ので、クリーム半田を十分且つ一様に攪拌して、粘度の
バラツキを抑制することが出来るという効果を奏する。

【００５０】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００５１】前記第１実施例においては、コントローラ
の一例として比例制御要素、積分制御要素、微分制御要
素いずれも備えた例について説明したが、本発明として
はそれらに限定されるものでは無く、コントローラが比
例制御要素、積分制御要素、微分制御要素の中から必要
度の高いいずれか一つ以上の制御要素を備えた態様も採
用することが出来る。

【００５２】また前記第１実施例においては、一様な攪
拌を得るために攪拌装置の一例として公転および自転を
利用する例について説明したが、本発明としてはそれら
に限定されるものでは無く、必要に応じてペースト状材
料を収容した容器の公転、自転、傾斜軸まわりの自転に
より攪拌する態様も採用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置を示すブロック図であ
る。

【図２】本第１実施例の攪拌装置の各構成要素を示すを
示す斜視図である。

【図３】本第１実施例の攪拌装置本体の外観を示すを示
す斜視図である。

【図４】本第１実施例の制御ループを示すブロック図で
ある。

【図５】本第１実施例における各制御動作による温度制
御の様子を示す線図である。

【図６】本第１実施例におけるオートチューニングを説
明するための線図である。

【図７】本第１実施例における比例動作の制御の様子を
示す線図である。

【図８】本第１実施例における比例動作の制御の様子を
示す拡大線図である。

【図９】本第１実施例における積分動作の制御の様子を
示す線図である。

【図１０】本第１実施例における微分動作の制御の様子
を示す線図である。

【図１１】本第１実施例における環境温度１７°Ｃの時
の制御結果を示すを示す線図である。

【図１２】本第１実施例における環境温度２７．５°Ｃ
の時の制御結果を示すを示す線図である。

【符号の説明】

１ ペースト攪拌装置 ２ 温度制御装置 ３ コントローラ １０ 装置本体 １８ 容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に収容されたクリーム半田その他
   のペースト状材料を攪拌するペースト攪拌装置におい
   て、 装置本体壁部に配設され、前記装置本体内の温度を制御
   する温度制御装置と、 該温度制御装置を制御する制御信号を出力するコントロ
   ーラとから成ることを特徴とする温度調節機能を備えた
   ペースト攪拌装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記温度制御装置が、前記装置本体壁部に配設された加
   熱ヒーターと冷却装置によって構成されることを特徴と
   する温度調節機能を備えたペースト攪拌装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記コントローラは、比例制御要素と、積分制御要素
   と、微分制御要素とから成り、状況に応じて比例制御と
   積分制御と微分制御とを適宜組み合わせてコントロール
   信号を前記温度制御装置に出力することを特徴とする温
   度調節機能を備えたペースト攪拌装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記コントローラは、前記装置本体内の温度を検出する
   温度センサを備え、検出した温度と設定温度との差に基
   づきコントロール信号を前記温度制御装置に出力するこ
   とを特徴とする温度調節機能を備えたペースト攪拌装
   置。