JP2016203983A - シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール跡がつかなく、かつシール温度制御を安定的に行えるシール装置を提供する。【解決手段】シール装置１は、被シール物のシール部を挟持する圧着部３１１および受け部３２１と、圧着部３１１には、弾性体と、温度検知部と、第１カバー部３２２と、加熱部３１５と、第２カバー部３１６とがこの順に配置され、受け部３２１には、弾性受部３２２と、第３カバー部３２３とがこの順に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、被シール物のシール部を挟持する圧着部および受け部を備えるシール装置に関する。

従来のシール装置（例えば、特許文献１参照）において、温度センサーを圧着レバーまたはシール受け板の中央部に取り付けてシールを行うと、包材（被シール物）の種類、加熱条件によっては温度センサー形状のシール跡ができることがあった。あるいは、温度センサーの厚みが影響してその箇所の圧力が他よりも高く、放熱が低くなって包材が溶けてしまうこともあった。検査工程あるいはユーザー側において、シール跡は実際にシール不良ではなくともシール部の見た目の問題でシール不良として扱われるため歩留りも悪くなっていた。

一方、温度センサーを圧着レバーまたはシール受け板の端部（右端または左端）に取り付け、包材のシール部と温度センサーが上下方向で重ならないように包材を圧着レバーとシール受け板で挟む方法がある。

図６に、温度センサー５１４を圧着レバーの圧着部５１１に取り付けた従来の構成例（模式図）を示す。圧着部５１１（アルミ板）には下方に向かって順に、シリコーンシート５１２、ガラステープ５１３（フッ素樹脂含浸ガラスクロス基材と粘着剤層）、温度センサー５１４（熱電対をポリイミドテープで挟み込んだ構成）、電熱線５１５、テフロン（登録商標）シート５１６が設けられている。圧着部５１１下方のシール受け部５２１には、上方に向かって順に、シリコーンゴム５２２、ガラステープ５２３が設けられている。温度センサー５１４は、圧着部５１１の長手方向の中央部に配置される場合と、端部に配置される場合がある。

特開２００９−１３２４４９号公報

温度センサーを圧着部の長手方向の端に設置しても以下の問題がある。厚みが厚い包材をシールした場合、温度センサーのあたり（押し板への接触）が弱く（温度センサーが圧着レバーと受け板とで確実に挟まれていない状態）、温度制御が不安定になる。この解決策として温度センサーと包材を確実に挟んでシールを行うと温度制御が安定することになる。

例えば、アルミ包材（ＰＰフィルムとアルミ箔とポリエチレンフィルムの３層構成）との場合、アルミ包材のアルミにシール時の熱が熱伝導しアルミ包材に熱が奪われながらシールされる。このシール作業を繰り返えしていくとアルミ包材をシールしている押し板の部分（シール部と上下方向で重なる位置）は蓄熱しにくいが、アルミ包材のシール部と上下方向で重ならない位置にある温度センサーの部分は蓄熱する。つまり、端に配置された温度センサーのデータに基づいてヒータの通電ＯＮ／ＯＦＦ制御を行うと、未溶着のためシール不良が発生する恐れがある。この解決策としても温度センサーを確実に挟んでシールすれば解決する。温度センサー部分での放熱が確実に行われるため温度センサー箇所の蓄熱が抑制されるからである。

そして、包材の種類（例えば、医療用の包材）によっては、温度センサーを圧着レバーまたはシール受け板の中央側に配置する必要がある。

滅菌バッグの場合は、例えば、一方面が紙（リントフリー）で他方面が積層フィルム（例えばＰＥＴフィルムとＰＥフィルムとの積層体またはＰＥＴフィルムとＰＰフィルムとの積層体）の構成、一方面が高密度ポリエチレン不織布（Ｔｙｖｅｋ（登録商標））で多方面が積層フィルムの構成である。滅菌バッグのシール部に重なるように温度センサーを挟んでシールした場合、紙（リントフリー）の滅菌バッグではシール跡がついたり、またはフィルムが溶けてしまう恐れがある。高密度ポリエチレン不織布の場合は、融点が１３５℃のため、この温度を超えてシールした場合、シール部分が透明になってしまい、透明の箇所と透明でない箇所との境界部分の包材の強度が弱くなるのでシール不良になる恐れがある。

以上の通り、温度センサーを押し板等の端に取り付けていても包材の厚み、材質によりシール温度が安定しない場合があり、また、温度センサーを中央に取り付ければ、シール温度は安定するが、包材にシール跡が残るなどの問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、シール跡がつかなく、かつシール温度制御を安定的に行えるシール装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明に係るシール装置は、
被シール物のシール部を挟持する圧着部および受け部と、
前記圧着部の前記受け部に対向するように配置される弾性体と、
前記弾性体の前記受け部に対向するように配置され、かつ前記被シール物が前記圧着部および前記受け部で挟持される際に前記シール部と上下方向で重なる位置に配置される温度検知部と、
前記温度検知部の前記受け部に対向するように配置される第１カバー部と、
前記第１カバー部材の前記受け部に対向するように配置される加熱部と、
前記加熱部の前記受け部に対向するように配置される第２カバー部と、を備える。

この構成によれば、弾性体と温度検知部と第１カバー部と加熱部とをこの順序に配置させることで、弾性体によって温度検知部の厚み分を適度に吸収し、温度検知部の放熱も行われるため、温度検知部のシール跡の問題がなくなり、シール温度の制御を精度良く行える。本発明は、圧着部の下方に受け部が配置されており、加熱部（ヒーター）が圧着部に設置された上ヒータ方式である。

上記発明の一実施形態において、前記受け部の前記圧着部に対向するように配置される弾性受部と、前記弾性受部の前記圧着部に対向するように配置される第３カバー部とを備える。

上記発明の一実施形態において、弾性体および第１、第２、第３カバー部は、耐熱絶縁性の材料が好ましい。その耐熱温度は、加熱部の加熱温度より高い温度である。

上記発明の一実施形態において、前記弾性体は、前記シール部の面積以上の大きさであり、前記第１カバー部は、前記シール部の面積以上の大きさである。また、前記加熱部は、シール部の長手方向長さよりも長い長尺の電熱線（ヒーター）である。弾性体は、シール部の長手方向長さよりも長い長尺形状である。第１カバー部は、シール部の長手方向長さよりも長い長尺形状である。

この構成によれば、被シール物のシール部に、弾性体、第１カバー部および加熱部が上下方向で重なるため、シール部に対して部分的に強く当たることがなく、シール不良を抑制できる。

上記発明の一実施形態において、前記弾性体の厚みは、０．４ｍｍを超えて〜３ｍｍ以下であって、下限値は０．７ｍｍ以上が好ましく、上限値は、１．８ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましく、１．２ｍｍ以下が特に好ましい。弾性体の厚みが小さすぎると（薄すぎると）温度検知部のシール跡がつきやすく、厚みが大きくなる程（厚くなるほど）放熱性能が低下するために加熱部の温度制御が不安定になりやすい。

上記発明の一実施形態において、前記温度検知部は、加熱部の温度を検知するための第１温度検知部と、前記第１温度検知部を監視するための第２温度検知部を有し、
前記第１温度検知部が前記圧着部の中央部に配置され、前記第２温度検知部が前記第１温度検知部よりも前記圧着部の端側に配置される。圧着部の中央部は、例えば、圧着部の長手方向の長さを３等分し、その３等分の内の真ん中のエリアである。

この構成によれば、第１温度検知部の検知結果が正しいか否かを第２温度検知部の検知結果で判断できる。例えば、第１温度検知部の検知結果と第２温度検知部の検知結果の差が所定の範囲内の時に、第１温度検知部が正常に機能していると判断できるので、第１温度検知部の検知結果に基づいて加熱部の温度を制御できる。

上記発明の一実施形態において、前記温度検知部が熱電対で構成され、
前記加熱部の目標加熱温度を設定する加熱温度設定部と、
前記加熱部の目標加熱時間を設定する加熱時間設定部と、
前記加熱部の目標冷却温度を設定する冷却温度設定部と、
前記加熱部の電圧を印加制御する温度制御部と、を備え
前記温度制御部は、前記加熱部からの熱に応じて前記熱電対から流れる電流値に基づいて、前記加熱部が前記目標加熱温度および前記目標加熱時間になるように制御し、次いで前記目標加熱時間が経過した後、前記加熱部が前記目標冷却温度になるように制御する。

この構成によれば、予め目標加熱温度（例えば、フィルムの溶融温度）、目標加熱時間（例えば、溶融期間：０．１秒〜１秒）、目標冷却温度（例えば、溶けたフィルムが固まる温度）を設定しておいて、温度検知部（熱電対）の検知結果（電流値）に応じて加熱部への通電制御を効果的に行える。

上記発明の一実施形態において、前記弾性体の硬度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６２５３ 準拠のタイプＡデュロメータで５０（ポイント）において、４０度〜９０度、好ましくは５０度〜９０度である。弾性体の硬度が小さすぎると圧着部と受け部との挟持力が低下するためシール性が悪くなるため好ましくなく、弾性体の硬度が大きすぎると温度検知部のシール跡がつく恐れがあるため好ましくない。

上記発明の一実施形態において、前記弾性体の熱伝導率は、例えば、
０．３Ｅ^−３〜０．６Ｅ^−３ ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃（３０Ｅ^−３〜６０Ｅ^−３Ｗ／ｍ・Ｋ＝１．４９３６〜２．９８７２Ｗ／ｍ・Ｋ）、好ましくは４０Ｅ^−３〜６０Ｅ^−３Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは５０Ｅ^−３〜６０Ｅ^−３Ｗ／ｍ・Ｋである。弾性体の熱伝導率が小さいと放熱性が悪くなるため好ましくない。弾性体の熱伝導率は、温度センサーの跡が包材に残らないように、弾性体の材質、厚みとともに設定することが好ましい。

上記発明の一実施形態において、弾性体の厚み、硬度、熱伝導率の関係は、厚みが０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、硬度がＪＩＳ Ｋ ６２５３ 準拠のタイプＡデュロメータで５０（ポイント）において５０度〜９０度、熱伝導率が３０Ｅ^−３〜６０Ｅ^−３Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。

上記発明の一実施形態において、前記弾性体は、例えば、ゴム状弾性体、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素系ゴムなどが挙げられ、シリコーンゴムが好ましい。

上記発明の一実施形態において、前記第１カバー部は基材と粘着剤層とで構成され、第１カバー部の厚み（基材および粘着剤層）が０．０２ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．０４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。

上記発明の一実施形態において、前記第１カバー部の基材は、例えば、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、またはフッ素樹脂含浸ガラスクロスである。

上記第１カバー部の粘着剤層は、例えば、シリコーン系粘着剤またはアクリル系粘着剤で構成される。

上記発明の一実施形態において、第２カバー部は、基材と粘着剤層とで構成され、第２カバー部の厚み（基材および粘着剤層）が０．０２ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．０４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。前記基材は、例えば、フッ素樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））、フッ素樹脂含浸ガラスクロスが挙げられる。

上記発明の一実施形態において、前記弾性受部は、例えば、ゴム状弾性体、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素系ゴムなどが挙げられる。

上記発明の一実施形態において、第３カバー部は、基材と粘着剤層とで構成され、第３カバー部の厚み（基材および粘着剤層）が０．０２ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．０４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。前記基材は、例えば、フッ素樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））、フッ素樹脂含浸ガラスクロスが挙げられる。

また、他の発明は、加熱部が圧着部より下方の受け部に設置されている下ヒータ方式である。
シール装置は、
被シール物のシール部を挟持する圧着部および受け部と、
前記受け部の前記圧着部に対向するように配置される弾性体と、
前記弾性体の前記圧着部に対向するように配置され、かつ前記被シール物が前記圧着部および前記受け部で挟持される際に前記シール部と上下方向で重なる位置に配置される温度検知部と、
前記温度検知部の前記圧着部に対向するように配置される第４カバー部と、
前記第１カバー部材の前記圧着部に対向するように配置される加熱部と、
前記加熱部の前記圧着部に対向するように配置される第５カバー部と、を備え、
前記圧着部の前記受け部に対向するように配置される弾性受部と、前記弾性受部の前記受け部に対向するように配置される第６カバー部とを備える。

前記第４カバー部と前記第１カバー部が同じ構成であり、前記第５カバー部と前記第２カバー部が同じ構成であり、前記第６カバー部と前記第３カバー部が同じ構成である。

上記発明の一実施形態において、前記被シール物は、例えば、ポリエチレン（ＰＰ）製フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）製フィルム、ナイロン（登録商標）製フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製フィルム、塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、環状ポリオレフィン（ＣＯＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの単層体、それらから選択される積層体が例示される。それぞれのフィルムには、アルミ蒸着、シリカ蒸着などの各種蒸着処理が施されていてもよく、アルミ箔、紙が積層されていてもよい。また、被シール物として滅菌バッグが例示される。

上記発明の一実施形態において、被シール物は、例えば滅菌バッグである。

実施形態１のシートシーラーの構成を示す側断面図 実施形態１の温度センサーの配置を説明するための図 別実施形態の温度センサーの配置を説明するための図 実施形態１の温度センサーの配置を説明するための図 シリコーンゴムのサイズを説明するための図 実施形態２のシール装置の外観斜視図 実施形態２のシール装置の本体カバーを取り外した図 実施形態２のシール装置の圧力調整弾性体について説明するための図 実施形態２のシール装置の圧力調整弾性体について説明するための図 実施形態２のシール装置の圧着レバーを持ち上げた図 実施形態２のシール装置の構成を示す側断面図 温度制御の一例を示す図 従来のシール装置の温度センサーの設置について説明する模式図

本発明に係るシール装置の一例として、インパルス式ヒートシーラー（以下、単に「ヒートシーラー」という。）を用いて説明する。図１は、ヒートシーラーの側断面図である。

（ヒートシーラーの全体構成）
ヒートシーラーの本体１は、一体的に結合された上部枠体２と下部枠体３とから構成される。上部枠体２には、トランス４（ヒータ駆動部５８に相当する）、制御ボックス５、マイクロスイッチ６、圧着レバー７が設けられている。圧着レバー７は、左右一対のアーム８が軸９に対して回転自在となるように取付けられている。下部枠体３には、圧着レバー７の下方に受け部３２１が設けられ、この受け部３２１と圧着レバー７の圧着部３１１とで被シール物（包材）を挟持する。

下部枠体３には、冷却ファン１１と電磁石１２が設けられている。電磁石１２は、固定鉄心１３と、可動鉄心１４と、電磁コイル１５と、継鉄１６とを備えている。下部枠体３の下面部には脚部１７が設けられている。電磁石１２は、上下一対のカバー部材１８，１９によりカバーされると共に、支持台板２０を介して下部枠体３に対して取付けられている。

可動鉄心１４は、継鉄１６の内径部に沿って矢印Ａ方向に摺動可能に構成されおり、先端面１４ａが固定鉄心１３の作用部１３ａ（固定鉄心１３の天面）に当接可能に構成されている。また、下部枠体３の上面部には、ダンパー２１がネジ２２により取付けられ、このダンパー２１が可動鉄心１４のフランジ部１４ｂに連結されている。また、ネジ２２は、支持台板２０を下部枠体３に対して連結させる機能も有している。

圧着レバー７の横幅方向の中央位置に電磁石１２が設けられている。また、同じく圧着レバー７の中央位置には、作動ロッド２３が摺動可能なように嵌挿されている。作動ロッド２３に外嵌した弾性部材２４が、同じく作動ロッド２３に外嵌した押え板２５と圧着レバー７とで挟持されている。作動ロッド２３の上端部に螺合されている圧着力調整ナット２６の回転操作により、弾性部材２４に対する作動ロッド２３の上下位置を細密に変更できるようになっている。圧着レバー７は、不図示の機構により、図１の初期位置よりも上方向に移動しないようになっている。

作動ロッド２３と可動鉄心１４とは、２箇所のリンクピン２８，２９により、リンクレバー２７を介して連結されている。これにより、可動鉄心１４の直線運動がスムーズに圧着レバー７の回転運動に変換されるようになっている。また、作動ロッド２３とリンクレバー２７の周りに、圧着レバー７の復帰用の圧縮コイルスプリング３０が、上部枠体２と圧着レバー７との間に配置されている。

（温度センサーと圧着部と受け部の構成）
図３Ａに温度センサー（温度検知部に相当する）、圧着部、受け部の配置構成を示す。圧着レバー７の先端部に位置する圧着部３１１には、耐熱絶縁性のシリコーンゴム３３１、第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂ、耐熱絶縁性の第１カバー部３３２、加熱部３１５、第２カバー部３１６がこの順に配置される。

図３Ｂを用いてシリコーンゴム３３１のサイズについて説明する。シリコーンゴム３３１の厚み（Ｄ）は、０．６ｍｍから１．６ｍｍの範囲であり、圧着部３１１の長手方向沿って固定される。シリコーンゴム３３１の幅（Ｗ）は圧着部３１１の幅と同じ（略同じ）である。シリコーンゴム３３１の長手方向の長さ（Ｌ）は、圧着部３１１の長手方向の長さと同じ（略同じ）である。

第１カバー部３３２の長手方向の長さは、シリコーンゴム３３１の長手方向の長さ（Ｌ）、加熱部３１５の長手方向の長さと同じまたはそれ以上の長さである。第１カバー部３３２の幅は、シリコーンゴム３３１の幅、加熱部３１５の幅と同じまたはそれ以上のサイズである。

温度センサーを構成する第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂは、アルメル線、クロメル線を接合し、０．０７ｍｍ圧延した構成である。第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂは、圧着部３１１または加熱部３１５の長手方向の中央部（エリアＥ）に配置される（図２Ａ参照）。エリアＥは、圧着部３１１または加熱部３１５を長手方向に３等分し、その中間のエリアである。

第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂは、第１カバー部３３２でシリコーンゴム３３１側に貼り付けられる。圧着部３１１およびシリコーンゴム３３１の幅よりも大きい幅の第１カバー部３３２で、正面視で前面と後面にはみ出した第１カバー部３３２を圧着部３１１の前面および後面に折り曲げて、圧着部３１１へシリコーンゴム３３１と共に第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂを固定する。本実施形態では、第１カバー部３３２は、ポリイミドフィルムの基材とアクリル系粘着剤層からなる耐熱絶縁性の粘着テープであり、厚みが０．０４７ｍｍである。

加熱部３１５は、ヒータ−として機能する電熱線（帯状のニクロム線、０．１ｍｍ厚）である。加熱部３１５は、第２カバー部３１６と第１カバー部３３２側に貼り付けられる。圧着部３１１およびシリコーンゴム３３１の幅よりも大きい幅の第２カバー部３１６で、正面視で前面と後面にはみ出した第２カバー部３１６を圧着部３１１の前面および後面に折り曲げて、圧着部３１１へ加熱部３１５を固定する。本実施形態では、第２カバー部３１６は、フッ素樹脂含浸ガラスクロスの基材とシリコーン系粘着剤層からなる耐熱絶縁性の粘着テープである。第２カバー部３１６は、幅４０ｍｍであり、幅方向の両サイド１０ｍｍに粘着剤層が設けられ、中央の幅２０ｍｍには粘着剤層が設けられていない構成である。基材と粘着剤層との厚みは０．１３ｍｍ、基材の厚みは０．０８ｍｍである。

受け部３２１には、弾性受部３２２と、第３カバー部３２３とがこの順に配置される。弾性受け部３２２は４ｍｍ厚のシリコーンゴムである。本実施形態では、第３カバー部３２２は、フッ素樹脂含浸ガラスクロスの基材とシリコーン系粘着剤層からなる耐熱絶縁性の粘着テープであり、厚みが０．１３ｍｍである。

図２Ａを用いてコントローラーユニット５０の説明をする。加熱温度設定部５１は、加熱部３１５の目標加熱温度を設定する。目標加熱温度として、例えば、６０℃〜２５０℃の範囲で入力設定できる。加熱時間設定部５２は、目標加熱温度での加熱時間ｔ１（期間）を設定する。加熱時間として、例えば、０〜５ｓｅｃの範囲で入力設定できる。冷却温度設定部５３は、加熱部３１５の目標冷却温度を設定する。目標冷却温度として、例えば、４０℃〜目標加熱温度未満の範囲で入力設定できる。予め初期値が設定されていてもよい。設定するための入力手段として例えば、タッチパネル、キーボタンなどが挙げられる。表示手段としては例えばタッチパネル、液晶パネルなどが挙げられる。

加熱部３１５の熱を第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂが検知する。第１、第２熱電対３１４ａ、３１４ｂは、熱を感知して電圧を発生し、一定方向に電流を流す。第１熱電対３１４ａによる電流は第１温度センサモジュール３１４１へ流れる。第２熱電対３１４ｂによる電流は第２温度センサモジュール３１４２へ流れる。第１、第２温度センサモジュール３１４１、３１４２からそれぞれ第１、第２検知信号が温度制御部５４へ送られる。

図５を参照しながらヒータ通電制御を説明する。被シール物をシール位置にセットし、次いで圧着レバー７を降下させて、所定の加圧力（例えば０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ）で圧着部３３１と受け部３２１で挟み込む。電磁コイル１５に通電すると、可動鉄心１４が吸引され、リンクレバー２７と作動ロッド２３を介して圧着レバー７を圧縮コイルスプリング３０の付勢力に抗して図１の反時計方向に回転させて、圧着レバー７が下降する。

圧着レバー７が下降後、マイクロスイッチ６がオンされ、加熱部３１５への通電制御が行われる。温度制御部５４は、第１、第２検知信号を受信する。温度制御部５４は、ヒータ駆動部５８へ通電ＯＮを指令し、ヒータ駆動部５８が加熱部３１５に通電を行う。温度制御部５４は、第１、第２検知信号に基づいて、加熱部の温度を演算し、演算された加熱部の温度が目標加熱温度に達した否かを判断する。

演算された加熱部の温度が目標加熱温度に達した場合に、設定された加熱時間（期間）の間、目標加熱温度と演算された加熱部の温度との差が一定範囲（例えば、２℃以内）になるように、ヒータ通電のＯＮ／ＯＦＦ制御指示をヒータ駆動部５８へ行い、この指示に応じて、ヒータ駆動部５８がヒータ通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。目標加熱温度で、被シール物のシール部を溶融させる。

設定された加熱時間経過後に、通電をＯＦＦに制御し、演算された加熱部の温度が目標冷却温度に達するか否かを判断する。演算された加熱部の温度が目標冷却温度に達するまで、通電はＯＦＦのまま維持される。目標冷却温度で、溶融されたフィルムが再び固化する。目標冷却温度に達すると（または所定の冷却期間経過後）、電磁コイル１５への通電をＯＦＦにし、可動鉄心１４がフリーになり、圧縮コイルスプリング３０によって圧着レバー７が自動的に原位置に復帰する。

なお、制御ボックス５に対応した位置には、電源スイッチ３２とサイクルタイム調整つまみ３３が設けられている。

（実施形態２）
実施形態２のヒートシール装置１００について図４Ａ〜４Ｅを用いて説明する。

ヒートシーラー１００は、本体カバー１０１と本体１０２とコントロールユニット１０３を有する。また、ヒートシーラー１００は、その正面側に、受け部１１０および圧着部１２１が配置される（図４Ａ。）。受け部１１０から前方へ延びるように被シール物を載置して支持する受台１０４が取り付けられている。受台１０４は、受け部１１０に設けられた固定ネジ（不図示）で着脱可能に取り付けられている。符号１０５はシール処理を開始するための開始スイッチである。

コントロールユニット１０３には、不図示の電源ＯＮ／ＯＦＦボタン、加熱温度設定部、加熱時間設定部、目標冷却温度設定部、表示手段、入力ボタンが備わっている。加熱温度設定部は、後述する加熱部の目標加熱温度を設定する。目標加熱温度として、例えば、６０℃〜２５０℃の範囲で入力設定できる。加熱時間設定部は、目標加熱温度での加熱時間（期間）を設定する。加熱時間として、例えば、０〜５ｓｅｃの範囲で入力設定できる。冷却温度設定部は、加熱部の目標冷却温度を設定する。目標冷却温度として、例えば、４０℃〜目標加熱温度未満の範囲で入力設定できる。予め初期値が設定されていてもよい。設定するための入力手段として例えば、タッチパネル、キーボタンなどが挙げられる。表示手段としては例えばタッチパネル、液晶パネルなどが挙げられる。

コントロールユニット１０３は、ロードセル１８０で測定した力［Ｎ］のデータを記憶する記憶媒体（不図示）が組み込まれており、シール回数単位にロードセルで測定された力［Ｎ］のデータが保存され、表示部に表示させることができる。また、記憶媒体に記憶された力［Ｎ］のデータを他の情報処理装置（例えば汎用コンピュータ）へ送信することができる。

図４Ｂは本体カバー１０１を取り外したヒートシーラー１００の外観を示す。圧着部１２１を先端に有する圧着レバー１２０が軸１２８に対して回転自在となるように、本体１０２に取付けられている。図４Ｃ、４Ｄに示すように圧着レバー１２０の天面に円柱形状の凹部１２５が形成されている。この凹部１２５に圧力調整弾性体１４０が収納される。圧力調整弾性体１４０は円柱形状の本体部１４２と本体部１４２の天面中央に延設される台錘形状の突部１４１とを有する。圧力調整弾性体１４０の中心位置に貫通穴１４３が形成され、後述する作動ロット１３３が貫通する。本実施形態では圧力調整弾性体１４０の本体部１４２の高さ方向で８０％が凹部１２５に収納される。凹部１２５の直径と本体部１４２の直径は同じである（凹部１２５に本体部１４２が埋め込み可能な程度に同じ直径サイズである）。凹部１２５の内部に圧力調整弾性体１４０（本体部１４２）を収納することで、圧力調整弾性体１４０（本体部１４２）が横に膨らむことを効果的に規制できる。

圧力調整ナット１３０は、圧着レバー１２０に形成された貫通部１２６を摺動可能なように嵌挿して延びる作動ロッド１３３（連結部の一部に相当する）に固定される。圧力調整ナット１３０は、作動ロッド１３３の上部に螺合されている。作動ロッド１３３には、圧力調整ナット１３０の下に小レバー１５０、圧力調整弾性体１４０がこの順に外嵌される。圧力調整ナット１３０の回転操作によって圧力調整弾性体１４０に掛かる力を調整する。

小レバー１５０の一方端にリンク棒１５５が貫通して下に延び、圧着レバー１２０に形成された貫通部（不図示）に挿入される。小レバー１５０には先尖形状のインジケータ１５１が立設されており、圧力調整ナット１３０の回転角度を読み取るために使用される。圧力調整ナット１３０の外周にＶ状凹溝１３１が形成される。このＶ状溝１３１に固定ビス１５３を押し当てることで圧力調整ナット１３０の緩みを防止する。

図４Ｅに示すように圧着レバー１２０の復帰用の圧縮コイルスプリング１６０が、圧着レバー１２０の裏面に取り付けられ、圧縮コイルスプリング１６０の中心軸に作動ロッド１３３が配置される。ショックキラー１８５は、圧着レバー１２０の裏面リブと接触することで衝撃、振動を減衰するダンパーである。連結ブッシュ１７０の上部に作動ロッド１３３が螺合し連結される。

図４Ｆは側断面図である。圧着レバー１２０の横幅方向の中央位置に直動式ソレノイドが設けられている。直動式ソレノイドは、固定鉄心１９０と、可動鉄心１９１と、電磁コイル１９２と、継鉄１９３とを備えている。可動鉄心１９１は、継鉄１９３の内径部に沿って摺動可能に構成されており、その先端面が固定鉄心１９０の作用部（固定鉄心の天面）に当接可能に構成されている。作動ロッド１３３と可動鉄心１９１（可動部に相当する）とが環状ブッシュ１７０を介して連結されている。環状ブッシュ１７０下端は、可動鉄心１９１の上端とリンクピン１７１で連結されている。環状ブッシュ１７０の内面雌ネジ溝と作動ロッド外面の雄ネジ山で螺合連結されている。これにより、可動鉄心１９１の直線運動がスムーズに圧着レバー１２０の回転運動に変換される。ロードセル１８０は、受け部１１０の下部に設けられる。

圧着レバー１２０の先端部に位置する圧着部１２１には、実施形態１と同様に、耐熱絶縁性のシリコーンゴム、第１、第２熱電対、耐熱絶縁性の第１カバー部、加熱部、第２カバー部がこの順に配置される。

受け部１１０には、実施形態１と同様に、弾性受部と、第３カバー部とがこの順に配置される。

（シール処理）
被シール物をシール位置にセットし、次いで圧着レバー１２０を降下させて、所定の加圧力（例えば０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ）で圧着部１２１と受け部１１０で挟み込む。電磁コイル１９２に通電すると、可動鉄心１９１が吸引され、環状ブッシュ１７０と作動ロッド１３３を介して圧着レバー１２０を圧縮コイルスプリング１６０の付勢力に抗して回転させて、圧着レバー１２０が下降する。

圧着レバー１２０が下降後、マイクロスイッチ（不図示）がオンされ、加熱部への通電制御が行われる。コントロールユニット１０３の温度制御部は、熱電対から電流値に基づく検知信号を温度センサモジュール（不図示）から受信する。温度制御部は、ヒータ駆動部へ通電ＯＮを指令し、ヒータ駆動部が加熱部に通電を行う。温度制御部は、検知信号に基づいて、加熱部の温度を演算し、演算された加熱部の温度が目標加熱温度に達した否かを判断する。

演算された加熱部の温度が目標加熱温度に達した場合に、設定された加熱時間（期間）の間、目標加熱温度と演算された加熱部の温度との差が一定範囲（例えば、２℃以内）になるように、ヒータ通電のＯＮ／ＯＦＦ制御指示をヒータ駆動部へ行い、この指示に応じて、ヒータ駆動部がヒータ通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。目標加熱温度で、被シール物のシール部を溶融させる。

設定された加熱時間経過後に、通電をＯＦＦに制御し、演算された加熱部の温度が目標冷却温度に達するか否かを判断する。演算された加熱部の温度が目標冷却温度に達するまで、通電はＯＦＦのまま維持される。目標冷却温度で、溶融されたフィルムが再び固化する。目標冷却温度に達すると（または所定の冷却期間経過後）、電磁コイルへの通電をＯＦＦにし、可動鉄心１９１がフリーになり、圧縮コイルスプリング１６０によって圧着レバー１２０が自動的に原位置に復帰する。

（別実施形態）
本実施形態において２つの熱電対を設けていたが、これに制限されず、１つまたは３つ以上設けてもよい。温度制御部５４は、各熱電対からの検知信号に基づいて温度制御する構成であってもよく、一つを選択して温度制御に利用してもよい。

本実施形態では、圧着レバーにシリコーンゴム、熱電対（温度センサ）、第１カバー部、加熱部、第２カバー部が設けられていたが、これに制限されず、受け部側に配置されていてもよい。

本実施形態では２つの熱電対を設けていたが、これら熱電対を監視するための温度センサーをさらに設けた構成もできる。図２Ｂで示すように、第３熱電対３１４ｃは、加熱部３１５の中央部Ａよりも端方向に配置される。第３熱電対３１４ｃで発生した電圧による電流が第３温度センサモジュール３１４３へ流れ、第３温度センサモジュール３１４３から第３検知信号が温度制御部５４に送られる。温度制御部５４は、第１検知信号から求めた値（例えば温度）と第３検知信号から求めた値（例えば温度）との差を求め、その差が所定範囲以内（例えば１℃以内）であれば、第１熱電対３１４ａは正常に機能していると判断する。その差が所定範囲外であれば、第１熱電対３１４ａ（第１温度センサモジュール３１４１）若しくは第３熱電対３１４ｃ（第３温度センサモジュール３１４３）が異常であると判断し、メンテナンスを行う。第２熱電対の監視も同様の方法で行える。また、第２熱電対を第１熱電対の監視用に使用することもできる。

（実施例）
実施形態２のヒートシーラーを用いて、滅菌バッグのシール状態を確認した。フィルム不良としては熱電対のシール跡、フィルム裂け、滅菌紙の破れを確認した。
滅菌バッグとしてＨＭ−１１０５（ホギメディカル社製）を用いた。滅菌バッグは、外側がＰＥＴフィルム、滅菌紙とシールされる側がＣＰＰフィルムでドライラミネートされている。ＰＥＴ／ＣＰＰの厚さは４５μｍ，滅菌紙の厚さは９０μｍである。
ただし、圧着部側のシリコーンゴムの厚みは、０．４ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍで行った。このシリコーンゴムの硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３ 準拠のタイプＡデュロメータで５０（ポイント）において、５０度〜９０度である。熱伝導率は、０．４Ｅ^−３ ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。

その結果、シリコーンゴムの厚みが、０．４ｍｍでシール跡が発生していた。それ以外の厚みではシール跡は発生しなかった。シリコーンゴムの厚みが２ｍｍの場合シール跡は発生しなかったが、温度制御において目標加熱時間（図４）の温度制御が不安定であった。シリコーンゴムの厚みが０．７ｍｍ〜１．０ｍｍ、その硬度が５０度から９０度の範囲では、シール跡が発生せず、温度制御も良好に行えた。被シール物（包材）の種類によって熱伝導と厚みを設定することで、シール跡がつかず、温度制御を行えることを確認できた。

３１１ 圧着部
３２１ 受け部
３３１ シリコーンゴム（弾性体）
３１４ａ、ｂ、ｃ 熱電対
４１４１、３１４２、３１４３ 温度センサモジュール
３３２ 第１カバー部
３１５ 加熱部
３１６ 第２カバー部
３２２ 弾性受部
３２３ 第３カバー部

Claims (6)

1. 被シール物のシール部を挟持する圧着部および受け部と、
   前記圧着部の前記受け部に対向するように配置される弾性体と、
   前記弾性体の前記受け部に対向するように配置され、かつ前記被シール物が前記圧着部および前記受け部で挟持される際に前記シール部と上下方向で重なる位置に配置される温度検知部と、
   前記温度検知部の前記受け部に対向するように配置される第１カバー部と、
   前記カバー部材の前記受け部に対向するように配置される加熱部と、
   前記加熱部の前記受け部に対向するように配置される第２カバー部と、を備えるシール装置。
2. 前記受け部の前記圧着部に対向するように配置される弾性受部と、前記弾性受部の前記圧着部に対向するように配置される第３カバー部とを備える、請求項１に記載のシール装置。
3. 前記弾性体は、前記シール部の面積以上の大きさであり、
   前記第１カバー部は、前記シール部の面積以上の大きさである、請求項１または２に記載のシール装置。
4. 前記弾性体の厚みは、０．４ｍｍを超えて〜１．２ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール装置。
5. 前記温度検知部は、加熱部の温度を検知するための第１温度検知部と、前記第１温度検知部を監視するための第２温度検知部を有し、
   前記第１温度検知部が前記圧着部の中央部に配置され、前記第２温度検知部が前記第１温度検知部よりも前記圧着部の端側に配置される、請求項１〜４にいずれか１項に記載のシール装置。
6. 前記温度検知部が熱電対で構成され、
   前記加熱部の目標加熱温度を設定する加熱温度設定部と、
   前記加熱部の目標加熱時間を設定する加熱時間設定部と、
   前記加熱部の目標冷却温度を設定する冷却温度設定部と、
   前記加熱部の電圧を印加制御する温度制御部と、を備え
   前記温度制御部は、前記加熱部からの熱に応じて前記熱電対から流れる電流値に基づいて、前記加熱部が前記目標加熱温度および前記目標加熱時間になるように制御し、次いで前記目標加熱時間が経過した後、前記加熱部が前記目標冷却温度になるように制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール装置。

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