JP2002104311A - 縦形製袋充填包装機の横シール温度制御装置 - Google Patents

縦形製袋充填包装機の横シール温度制御装置

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JP2002104311A JP2000295047A JP2000295047A JP2002104311A JP 2002104311 A JP2002104311 A JP 2002104311A JP 2000295047 A JP2000295047 A JP 2000295047A JP 2000295047 A JP2000295047 A JP 2000295047A JP 2002104311 A JP2002104311 A JP 2002104311A
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Japan
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horizontal
temperature
temperature sensor
sealing surface
horizontal sealing
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Mare Tsunekawa
希 常川
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Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 横ヒータブロックを大形化することなく、い
かなる条件下においても横シール面の温度をすみやかに
規定値に回復できるようにする。 【解決手段】 横ヒータブロック１０の対向面基部１０
ａであって且つ第２横シール面１４の近傍に温度センサ
３０の感熱部を装着して温度を検出し、この温度に基づ
いて、温度制御手段４０により、ヒータ１２，２２を制
御する。第２横シール面１４の近傍に装着された温度セ
ンサ３０は、時間遅れもなく高精度に第２横シール面の
温度変化を検出でき、これにより横シール面の温度をす
みやかに規定値に回復させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、縦形製袋充填包
装機が備える横ヒータブロックのシール温度を制御する
ための横シール温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は縦形製袋充填包装機の概要を示す
構成図であり、まず同図を参照して縦形製袋充填包装機
１について説明すると、巻回ドラム２から繰り出され、
複数の搬送ロール３を介して搬送されてきた帯状の包装
フィルム１００は、筒状の製袋チューブ４の外周面に巻
き付いて下方に搬送されていく。
【０００３】製袋チューブ４の側方には縦シール用ヒー
タ５が対向して設けてあり、製袋チューブ４に巻き付け
た包装フィルム１００は、その重合側端部１００ａが縦
シール用ヒータ５により熱シールされて、円筒状に成形
される。
【０００４】製袋チューブ４の下方には、一対の横ヒー
タブロック１１０，１２０が、包装フィルム１００の搬
送経路を挟んで対向して設けてあり、繰出しベルト６に
より下方向に送り出されてきた包装フィルム１００をこ
れら横ヒータブロック１１０，１２０で挟み込み、幅方
向に熱シールして袋状に成形する。
【０００５】その後、包装フィルム１００の内部に製袋
チューブ４を介して被包装物が充填されるとともに、包
装フィルム１００は下方へ搬送されていく。そして、横
ヒータブロック１１０，１２０により包装フィルム１０
０が幅方向に熱シールされて密封状態の包装袋が完成す
る。同時に、横ヒータブロック１２０に付設したカッタ
ーが作動して熱横シール面１００ｂを切断する。
【０００６】ここで、横ヒータブロック１１０，１２０
は、熱伝導率の高い金属材料で形成され、その内部に加
熱用のヒータ（図示せず）を内蔵するとともに、互いに
対向する面に横シール面が形成されている。各ヒータブ
ロック１１０，１２０は、ヒータによりブロック全体が
加熱され、横シール面で包装フィルムを挟持したとき各
ヒータブロック１１０，１２０に蓄えられた熱をもっ
て、包装フィルムを溶融して熱シールする。
【０００７】これら横ヒータブロック１１０，１２０に
蓄えられる熱量は、図示しない横シール温度制御装置に
より管理されている。従来の縦形製袋充填包装機に組み
込まれていた横シール温度制御装置は、例えば、特開平
１１−３１０２１０号公報に開示されているように、温
度センサを横ヒータブロック１１０，１２０の内部に設
置し、横ヒータブロック１１０，１２０に蓄えられる熱
量の変化を温度センサで検出して、該熱量を一定に保つ
べくヒータを制御する構成となっていた。
【０００８】すなわち、横ヒータブロック１１０，１２
０は、横シール面にて包装フィルムを挟持したとき、横
ヒータブロック１１０，１２０に蓄えられた熱量の一部
が横シール面を通して包装フィルムにうばわれ、横ヒー
タブロック１１０，１２０の温度が低下する。この温度
低下を、横ヒータブロックに内蔵した温度センサにより
検出して、再び横ヒータブロック１１０，１２０に蓄え
られる熱量が規定値となるようにヒータを加熱する。
【０００９】このときの横ヒータブロック１１０，１２
０内部の熱量変化は、横シール面へ熱が伝導する過程で
生じるため、包装フィルムにより直接冷却される横シー
ル面に比べて緩やかである。したがって、横シール動作
の後、横ヒータブロック１１０，１２０内部の熱量変化
を内蔵した温度センサが検出してヒータの制御が開始さ
れるまでには、ある程度の時間遅れが生じることは避け
られない。
【００１０】もっとも、横シール面からうばわれる熱量
が、横ヒータブロック１１０，１２０の全体に蓄えられ
る熱量に比べて微小な場合は、横シールブロック１１
０，１２０内の熱量が回復するまでに多少の時間遅れが
生じても、既に蓄えられている熱量をもって、次サイク
ルでの横シールに必要な熱量も確保されるため、問題は
生じなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
縦形製袋充填包装機によって包装される被包装物が多様
化してきており、氷や冷凍食品など極めて低温の被包装
物を充填包装したいとするユーザからの要望もある。こ
の種の被包装物が充填された包装フィルムを横シールす
るときは、横シール面から多くの熱量が瞬時にうばわれ
て、横シール面の温度が規定値よりも大幅に低下し、横
ヒータブロック１１０，１２０内に既に蓄えられいる熱
量だけでは、充分に横シール面を昇温することができな
い。
【００１２】このような状況下にあっては、ヒータの制
御動作にタイムラグを有する従来の横シール温度制御装
置では、横ヒータブロック１１０，１２０に蓄えられる
熱量、ひいては横シール面の温度をすみやかに規定温度
に回復させることができず、特に高速運転に際して次サ
イクルでの横シール動作までに横シール面の温度が回復
されず、シール不良を引き起こすおそれがあった。
【００１３】シール不良を回避するためには、横シール
面から多くの熱量がうばわれても、それを補えるだけの
熱量を蓄えるべく横ヒータブロック１１０，１２０を大
形化すればよいが、かかる回避策では縦形製袋充填包装
機も大形化してしまい設備コストが高価格化するととも
に、横ヒータ面へ補給する熱量をあらかじめ大形化した
横ヒータブロック１１０，１２０に蓄えておくために多
くの電力を消費してしまうことから、稼働コストも高価
格となってしまう。
【００１４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、横ヒータブロックを大形化することなく、い
かなる条件下においても横シール面の温度をすみやかに
規定値に回復させ得る縦形製袋充填包装機の横シール温
度制御装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、縦形製袋充填包装機の横シール温度制御装置に係る
請求項１の発明は、熱源を内蔵するとともに対向面に横
シール面が形成された一対の横ヒータブロックを有し、
これら横ヒータブロックの横シール面で包装フィルムを
挟持して熱シールする構造を備えた縦形製袋充填包装機
において、横ヒータブロックの対向面であって横シール
面の近傍位置に装着した温度センサと、該温度センサに
よって検出される温度に基づき熱源を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする。
【００１６】この発明によれば、横ヒータブロックの対
向面であって、横シール動作時に包装フィルムと接触し
て熱を奪われる横シール面の近傍位置に温度センサを装
着したので、横シール面の温度変化を温度センサが的確
に検出する。そして、横シール面の温度変化に対応して
熱源を制御し横ヒータブロックを加熱するので、横ヒー
タ面への熱量供給が迅速に行われて、横ヒータ面の温度
をすみやかに規定値に回復させることができる。したが
って、例えば、極端に温度の低い被包装物を包装する場
合においても、横ヒータブロックを大形化することな
く、適切な横シール動作を継続して行うことができる。
【００１７】また、横ヒータブロックの対向面から横シ
ール面を突出形成して、対向面と横シール面との間に温
度センサが横シール面より前面に突出しない深さの段差
を設けておけば、横シール時に温度センサが対向する横
ヒータブロックと干渉することを防止できる（請求項
２）。
【００１８】さらに、温度センサの装着箇所を、横シー
ル面における包装フィルム挟持領域の近傍とすれば、包
装フィルムとの接触によって熱量がうばわれる横シール
面の温度をいっそう高精度に検出することができる（請
求項３）。
【００１９】特に、温度センサの装着箇所を、横ヒータ
ブロックの幅方向中央位置付近とすれば、かかる付近は
各種幅寸法の包装フィルムが供給されても該包装フィル
ムの挟持領域に含まれるので、包装フィルムの変更にか
かわらず温度センサの装着位置を固定しておくことがで
き、位置調節の手間を省くことができる（請求項４）。
【００２０】また、温度センサは、横シール面の下側に
装着することが好ましく（請求項５）、特に横シール面
が、横ヒータブロックの対向面の上部に設けられた第１
横シール面と、対向面の下部に設けられた第２横シール
面とから構成される場合にあっては、第２横シール面の
下側に温度センサを装着することが好ましい（請求項
６）。横シール動作の後、横ヒータブロックが開く前に
被包装物の充填動作が行われることもある。そのような
場合にあっても、温度センサを横シール面の下側に装着
しておけば、被包装物の充填部分に温度センサが接触し
て、横シール面の正確な温度検出が行えなくなる障害を
回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は本発
明の実施形態に係る温度センサの装着箇所を説明するた
めの図で、図１は側面図、図２は斜視図、図３は正面図
である。
【００２２】縦形製袋充填包装機に組み込まれた一対の
横ヒータブロック１０，２０は、良好な熱伝導性を有す
る金属材料からなり、包装フィルム１００の搬送経路を
挟んで対向して配置されている。これら横ヒータブロッ
ク１０，２０の内部には、幅方向に延在して棒状のヒー
タ（熱源）１１，２１が内蔵されており、これらヒータ
１１，２１により各横ヒータブロック１０，２０は規定
の温度に加熱される。
【００２３】横ヒータブロック１０，２０の対向面は、
中央部に形成した凹溝１２，２２を境として上下に区画
されており、その上部領域には第１横シール面１３，２
３が、また下部領域には第２横シール面１４，２４が、
それぞれ幅方向に延在して形成されている。第１横シー
ル面１３と２３は、横ヒータブロック１０，２０の中間
部に供給されてきた筒状の包装フィルム１００を互いに
協同して挟持する。同様に、第２横シール面１４と２４
も、該包装フィルム１００を互いに協同して挟持する。
包装フィルム１００は、これら各横シール面１３，２３
および１４，２４で挟持された部分が横シールされて包
装袋を形成する。
【００２４】このうち、第１横シール面１３，２３は、
包装フィルム１００によって形成される包装袋１０１ａ
の底部を横シールする機能を有し、一方、第２横シール
面１４，２４は、前サイクルによって底部が横シールさ
れ且つ被包装物１０２が充填された包装袋１０１ｂの上
部を横シールして、該包装袋１０１ｂを密封する機能を
有している。なお、横ヒータブロック１０，２０の一方
には、対向面を上下に区画する凹溝１２，２２内に図示
しないカッターが横方向に出没して、密封された下側の
包装袋を切断する機構が備えられている。
【００２５】上述した各横シール面１３，２３および１
４，２４は、それぞれ横ヒータブロック１０，２０にお
ける対向面の基部１０ａ，２０ａから前方に突き出して
形成され、これにより各横シール面１３，２３および１
４，２４と対向面の基部１０ａ，２０ａとの間には段差
が設けられている。
【００２６】上述した構成の横ヒータブロック１０，２
０のうち、一方の横ヒータブロック１０には、図２，図
３に示すように温度測定部１５が形成してあり、この温
度測定部１５に温度センサ３０の感熱部３１が装着して
ある。温度センサ３０としては、熱電対、サーミスタ、
白金測温抵抗体など各種の接触式温度センサが適用でき
るが、本実施形態ではこのうち熱電対を用いた温度セン
サ３０を採用している。
【００２７】温度センサ３０は、図２に示すように、熱
電対線３４の結合部（感熱部３１）を圧着端子３２に固
定してあり、ボルト等の締結具３３をもってこの圧着端
子３２を温度測定部１５に装着することで、横ヒータブ
ロック１０から伝わってくる熱を感熱部３１が検出する
ように構成してある。なお、温度測定部１５には、締結
具３３が螺合するネジ孔１５ａが形成してある（図２参
照）。熱電対線３４は、感熱部３１から一定長さの範囲
を耐熱カバー３５で被覆してあり、両端は後述する温度
制御手段４０に接続されている。
【００２８】ここで、温度測定部１５の形成位置につい
て、更に詳細に説明すると、温度測定部１５の形成位置
は、横ヒータブロック１０における対向面の基部１０ａ
であって、第２横シール面１４の下側近傍位置としてあ
る。横シールに際して第２横シール面１４が包装フィル
ム１００に接触して熱量をうばわれたとき、かかる近傍
位置に蓄えられている熱量が第２横シール面に供給され
る。したがって、第２横シール面１４とその近傍位置と
は、ほぼ同時に冷却されて同様の温度変化を示す。この
ような位置に、温度センサ３０の感熱部３１を装着する
ことで、第２横シール面１４の温度変化を時間遅れを生
じることなく迅速かつ高精度に検出することが可能とな
る。
【００２９】また、温度測定部１５の形成位置は、図
２，図３にハッチングで示すように、第２横シール面１
４が包装フィルム１００を挟持する領域に対してその近
傍に設定することが好ましい。このような位置に設定し
ておけば、包装フィルム１００に熱量がうばわれたこと
に起因する第２横シール面１４の温度変化を、いっそう
高精度に検出することができる。本実施形態では、特
に、横ヒータブロック１０の幅方向中央位置付近に温度
測定部１５を形成してあり、これにより各種幅寸法の包
装フィルム１００が供給されても、温度測定部１５の形
成位置は、常に包装フィルム１００を挟持する領域の近
傍となる。
【００３０】さらに、温度測定部１５の形成位置は、図
４に拡大して示すように、段差Ｄによって第２横シール
面１４よりも後方に沈み込んだ位置となっている。すな
わち、段差Ｄは、温度センサ３０の感熱部３１を固定す
る締結具３３が、第２横シール面１４よりも前方に突き
出さない深さに設定されており、これにより対向する横
ヒータブロック２０と締結具３３との干渉を回避してい
る。なお、熱電対線３４は、第２横シール面１４と対向
面の基部１０ａとの間の段差Ｄ部分に沿って横方向に引
き出してある。
【００３１】さて、本実施形態で温度測定部１５を第２
横シール面１４の下側に設けたのは、次の理由からであ
る。すなわち、図１に示すように、横ヒータブロック１
０，２０が閉塞した状態において、上方から包装フィル
ム１００内に被包装物１０２が充填された場合、温度セ
ンサ３０を第２横シール面１４の下側に装着しておけ
ば、被包装物１０２の充填部分に温度センサ３０が接触
して外乱が生じ、正確な温度検出が行えなくなる障害を
回避することができるためである。特に、氷や冷凍食品
等の極めて低温の被包装物を充填する場合に、上記障害
の回避は重要となる。
【００３２】図５は温度制御手段の概略構成を示すをブ
ロックである。この温度制御手段４０は、横ヒータブロ
ック１０，２０に内蔵されたヒータ１１，２１を制御す
るもので、温度検出回路４１、中央処理部（ＣＰＵ）４
２、ヒータ電圧出力回路４３を含んでいる。また、温度
制御手段４０には、タッチパネル等からなる設定温度入
力手段５０が併設してあり、この設定温度入力手段５０
からシール目標温度が入力される。
【００３３】温度検出回路４１には、既述した温度セン
サ３０の熱電対線３４が接続してあり、感熱部３１で検
出された第２横シール面１４の温度が入力される。ＣＰ
Ｕ４２は、温度検出回路４２に入力された第２横シール
面１４の温度と、設定温度入力手段５０で設定されたシ
ール目標温度とを比較演算する。ヒータ電圧出力回路４
３は、ＣＰＵ４２の演算結果に基づいて、第２横シール
面１４の温度がシール目標温度まで回復するために必要
な電圧信号を、ヒータ１１，２１に出力する。ヒータ１
１，２１は、この電圧信号に応じて発熱して横ヒータブ
ロック１０，２０を加熱する。
【００３４】ここで、本実施形態にあっては、第２横シ
ール面１４の温度変化がきわめて大きい場合にあって
も、高精度な温度制御を実現するために、温度制御手段
４０は、いわゆるＰＩＤ制御をもってヒータを制御して
いる。周知とおり、ＰＩＤ制御は、比例動作（Ｐ動
作）、積分動作（Ｉ動作）、および微分動作（Ｄ動作）
を適宜に組み合わせた制御方式である。
【００３５】なお、本実施形態にあっては、温度センサ
３０を第２横シール面１４の下側に装着したが、包装袋
に充填される被包装物の影響を直接受けない位置であれ
ばよく、例えば、第１横シール面１３の下側に温度セン
サ３０を装着してもよい。
【００３６】また、上述した実施形態では、温度センサ
３０を横ヒータブロック１０のみに装着したが、これに
限定されず、例えば横ヒータブロック２０に温度センサ
３０を装着したり、各横ヒータブロック１０，２０にそ
れぞれに温度センサ３０を装着したりしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横ヒータブロックを大形化することなく、いかなる条件
下においても横シール面の温度をすみやかに規定値に回
復させることができ、シール不良を適切に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温度センサの装着箇所
を説明するための横ヒータブロックの側面図である。
【図２】同じく横ヒータブロックの斜視図である。
【図３】同じく横ヒータブロックの正面図である。
【図４】温度測定部１５（温度センサの装着箇所）を拡
大して示す断面図である。
【図５】温度制御手段の概略構成を示すをブロックであ
る。
【図６】縦形製袋充填包装機の概要を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
１：縦形製袋充填包装機 ２：巻回ドラム ３：搬送ロール ４：製袋チューブ ５：縦シール用ヒータ ６：繰出しベルト １０，２０：横ヒータブロック １０ａ，２０ａ：対向面の基部 １１，２１：ヒータ １２，２２：凹溝 １３，２３：第１横シール面 １４，２４：第２横シール面 １５：温度測定部 １５ａ：ネジ孔 ３０：温度センサ ３１：感熱部 ３２：圧着端子 ３３：締結具 ３４：熱電対線 ３５：断熱カバー ４０：温度制御手段 ４１：温度検出回路 ４２：中央処理部（ＣＰＵ） ４３：ヒータ電圧出力回路 ５０：設定温度入力手段 １００：包装フィルム １０１ａ，１０１ｂ：包装袋 １０２：被包装物

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱源を内蔵するとともに対向面に横シー
    ル面が形成された一対の横ヒータブロックを有し、これ
    ら横ヒータブロックの横シール面で包装フィルムを挟持
    して熱シールする構造を備えた縦形製袋充填包装機にお
    いて、 前記横ヒータブロックの対向面であって横シール面の近
    傍位置に装着した温度センサと、該温度センサによって
    検出される温度に基づき前記熱源を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする縦形製袋充填包装機の横シー
    ル温度制御装置。
  2. 【請求項２】 前記横ヒータブロックの対向面から横シ
    ール面を突出形成して、対向面と横シール面との間に前
    記温度センサが横シール面より前面に突出しない深さの
    段差を設けたことを特徴とする請求項１に記載した縦形
    製袋充填包装機の横シール温度制御装置。
  3. 【請求項３】 前記温度センサの装着箇所が、前記横シ
    ール面における包装フィルム挟持領域の近傍であること
    を特徴とする請求項１または２に記載した縦形製袋充填
    包装機の横シール温度制御装置。
  4. 【請求項４】 前記温度センサの装着箇所が、横ヒータ
    ブロックの幅方向中央位置付近であることを特徴とする
    請求項３に記載した縦形製袋充填包装機の横シール温度
    制御装置。
  5. 【請求項５】 前記温度センサを、前記横シール面の下
    側に装着したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
    か一項に記載した縦形製袋充填包装機の横シール温度制
    御装置。
  6. 【請求項６】 前記横シール面は、横ヒータブロックの
    対向面の上部に設けられた第１横シール面と、前記対向
    面の下部に設けられた第２横シール面とから構成され、
    前記温度センサは、前記第２横シール面の下側に装着し
    たことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記
    載した縦形製袋充填包装機の横シール温度制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101799312B1 (ko) * 2017-08-31 2017-12-21 이경택 스트레치 후드 포장 장치 및 상기 장치를 이용한 포장 방법
CN115180203A (zh) * 2021-03-23 2022-10-14 株式会社特包可 填充包装机
CN117141853A (zh) * 2023-10-26 2023-12-01 南通惠得成包装材料有限公司 一种药用铝箔的智能包装控制方法及系统

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