JP2017100763A - Sealing or cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、シーラーの開閉機構の駆動源にエアーシリンダーを使用したシール又は冷却装置に関する。 The present invention relates to a seal or a cooling device using an air cylinder as a drive source for an open / close mechanism of a sealer, for example.
自動包装機において、包装材を一対のシーラーで挟持して、加熱、押圧することで包装材をシールするヒートシール方式のシール装置が用いられることが一般的である。 In an automatic packaging machine, it is common to use a heat-sealing type sealing device that seals a packaging material by sandwiching the packaging material with a pair of sealers, and heating and pressing.
前記一対のシーラーを挟持作動させるための開閉機構の駆動源としては、サーボモーターやエアーシリンダーが多く用いられる。 Servo motors and air cylinders are often used as drive sources for the opening / closing mechanism for sandwiching the pair of sealers.
サーボモーターを前記開閉機構の駆動源にした場合、サーボモーターの優れた制御特性を利用することにより、シーラーの離反状態(当接状態)から当接状態(離反状態)までの時間である開閉動作時間や、シーラーが押圧している時間であるシール時間の管理が可能であり、シーラーの離反・当接の位置の管理やシール圧力の管理も可能で、動作の正確性に利点がある。 When the servo motor is used as the drive source of the opening / closing mechanism, the opening / closing operation is the time from the sealer's separation state (contact state) to the contact state (separation state) by utilizing the excellent control characteristics of the servo motor. It is possible to manage the time and the sealing time, which is the time the sealer is pressing, and to manage the separation / contact position of the sealer and the sealing pressure, which is advantageous in the accuracy of operation.
しかしながら、サーボモーターを前記開閉機構の駆動源にした場合、サーボモーターの回転運動をシーラーの開閉動作の直線運動に変換する機構が必要になって構成が複雑になると共に、サーボモーターと制御機器とが高価であり、コストが高くなるという欠点がある。 However, when the servo motor is used as the drive source of the opening / closing mechanism, a mechanism for converting the rotational movement of the servo motor into the linear movement of the opening / closing operation of the sealer is required, and the configuration becomes complicated. However, there is a disadvantage that the cost is high and the cost is high.
他方、エアーシリンダーを前記開閉機構の駆動源にした場合、エアーシリンダーの直線往復運動をそのままシーラーの開閉運動に利用するため構成が簡単にできる利点があると共に、サーボモーターに比べると安価であるという利点がある。 On the other hand, when the air cylinder is used as the drive source of the opening / closing mechanism, the linear reciprocating motion of the air cylinder is used as it is for the opening / closing motion of the sealer. There are advantages.
しかしながら、エアーシリンダーを前記開閉機構の駆動源にした場合、エアーシリンダーに供給される圧縮空気の圧力が一定であるという前提で流量制御弁(スピードコントローラー)を調整することで、エアーシリンダーの動作速度が決定されるので、流量制御弁に供給される圧縮空気の圧力に変動が生じた場合にはエアーシリンダーの動作速度が変化してしまう。また、エアーシリンダーの経年変化によりエアーシリンダーのピストンの摩擦抵抗が変化した場合も動作速度に変化が生じてしまう。以上の理由によりエアーシリンダーは開閉動作時間やシール時間の管理が難しく、動作の正確性に欠けるという欠点がある。 However, when the air cylinder is used as the drive source of the opening and closing mechanism, the air cylinder operating speed is adjusted by adjusting the flow control valve (speed controller) on the assumption that the pressure of the compressed air supplied to the air cylinder is constant. Therefore, when the pressure of the compressed air supplied to the flow control valve fluctuates, the operating speed of the air cylinder changes. In addition, when the frictional resistance of the air cylinder piston changes due to the aging of the air cylinder, the operation speed also changes. For the above reasons, the air cylinder has a drawback that it is difficult to manage the opening and closing operation time and the sealing time, and the operation accuracy is lacking.
特許文献1には、エアーシリンダーを前記開閉機構の駆動源にした場合であっても、開閉動作時間の管理が行えることが開示してある。すなわち、エアーシリンダーの閉じ動作許容時間と開き動作許容時間を設定し、エアーシリンダーの作動によるシーラーの閉じ動作時間と開き動作時間を算出し、算出した時間が許容時間内であるかどうか監視し、シール不良が疑われる動作が発生したときには、該包装袋を直ちに系外排除するとともに、点検・調整を促す警告を発する。 Patent Document 1 discloses that the opening / closing operation time can be managed even when an air cylinder is used as the drive source of the opening / closing mechanism. That is, set the air cylinder closing operation allowable time and opening operation allowable time, calculate the sealer closing operation time and opening operation time due to the operation of the air cylinder, monitor whether the calculated time is within the allowable time, When an operation in which a sealing failure is suspected occurs, the packaging bag is immediately removed from the system, and a warning for prompting inspection / adjustment is issued.
特許文献1のシール装置の構成では、シーラーの閉じ動作時間と開き動作時間を監視することで、シール時間を管理できるが、エアーシリンダーに供給される圧縮空気の圧力について全く考慮されてはおらず、適正圧力でシールしている時間を計測していないので、シール不良の可能性があるという問題点がある。また、シール装置と略同じ構造の冷却装置においても、包装体のシール部を冷却する際に冷却板の圧力不足と加圧時間不足による冷却不良よって同様な問題が発生する。 In the configuration of the sealing device of Patent Document 1, the sealing time can be managed by monitoring the closing operation time and the opening operation time of the sealer, but the pressure of the compressed air supplied to the air cylinder is not considered at all. Since the time for sealing at an appropriate pressure is not measured, there is a problem that a sealing failure may occur. Even in the cooling device having substantially the same structure as the sealing device, similar problems occur due to poor cooling due to insufficient pressure on the cooling plate and insufficient pressurization time when the sealing portion of the package is cooled.
本発明は、かかる問題点に鑑み、設定の圧力で設定時間シール又は冷却してシール不良又は冷却不良を無くすシール又は冷却装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the seal | sticker or cooling device which eliminates a sealing failure or a cooling failure by sealing or cooling for a set time with the setting pressure in view of this problem.
本発明のシール又は冷却装置は、包装材にシール又は冷却を施す一対の当接体を備えた開閉機構の開閉動作を行うエアー駆動装置と、前記当接体の当接を検知する当接センサーと、前記エアー駆動装置のエアーの圧力を検知する圧力センサーと、を備え、前記当接センサーと前記圧力センサーにより、当接体が設定の圧力で設定時間以上押圧されていることを判断して、シール又は冷却の適否を判別することを特徴とする。 The seal or cooling device of the present invention includes an air driving device that opens and closes an opening and closing mechanism that includes a pair of contact bodies that seal or cool a packaging material, and a contact sensor that detects contact of the contact body. And a pressure sensor for detecting the air pressure of the air driving device, and the contact sensor and the pressure sensor determine that the contact body is pressed at a set pressure for a set time or more. And determining whether or not sealing or cooling is appropriate.
本発明は、前記構成により、設定の圧力で設定の時間シール又は冷却してシール不良や冷却不良を無くすことができる。 According to the above configuration, the present invention can eliminate sealing failure and cooling failure by sealing or cooling for a set time with a set pressure.
以下の実施例ではシール装置に基づいて説明するが、シール装置のシーラーの代わりに冷却板を取り付ければ、冷却装置に転用することができるので、本発明はシール装置に限定されるものではない。先ず、本発明のシール装置10を適用する給袋式のロータリー式包装機を簡単に説明する。間欠回転する円盤の周縁に等間隔に複数組のクランプ11を配置する。前記クランプ11が給袋セクションに蓄積された包装材である包装袋12を受け取り、前記包装袋12の袋口やや下の両側縁を挟持し、前記包装袋12を吊り下げる。前記円盤を間欠回転させて前記包装袋12を下流のセクションに移送させ、各停止するセクションで、前記包装袋12の袋口を開口し、前記包装袋12に被包装物を充填し、シールセクションの前記シール装置10で包装体の袋口をシールし、シール後の包装体の袋口を冷却セクションの冷却装置で冷却し、包装製品をロータリー式包装機から外部に搬出する。
In the following embodiments, description will be made based on a sealing device. However, if a cooling plate is attached instead of a sealer of the sealing device, the cooling device can be diverted, and the present invention is not limited to the sealing device. First, a bag-feeding rotary packaging machine to which the
次に、図1、図2に示す、前記シール装置10の構成を説明する。
ロータリー式包装機のシールセクション付近の機台上に立設した柱13の上端に前記シール装置10を備える。前記シール装置10は、上面と右側面とを開放した箱枠14にカバー体15が被せられている。
Next, the configuration of the
The
前記箱枠14の底板17上に3枚の固定板16A,16B,16Cが平行に立設している。中央の前記固定板16Aの左寄りに固定された支軸18の先端にエアーシリンダー19の末端が軸支されている。前記エアーシリンダー19のピストンロッドの先端は、中央の前記固定板16Aの右寄りに固定された支柱軸20に回動可能に軸支された略菱形の回動リンク21の長片の先端に軸支されている。
Three
前記回動リンク21に、前記支柱軸20を挟んで、上下一対の水平な上部ロッド22の一端と下部ロッド23の一端とが、それぞれ上部中継ロッド24と下部中継ロッド25とを介して接続されている。前記上部ロッド22は、前記固定板16Bに固定されたブロック26に嵌着されたスリーブ27にスライド可能に支持されている。前記スリーブ27の先端は前記箱枠14に穿設された孔からクランプ11上部に突出すると共に、前記上部ロッド22の他端は前記スリーブ27の先端からさらに突出している。前記下部ロッド23は、前記ブロック26にスライド可能に支持され、前記下部ロッド23の他端は前記箱枠14に穿設された別の孔からクランプ11の近くまで突出している。
One end of a pair of upper and lower horizontal
前記上部ロッド22の他端に直方体のシーラー28Aが取付板29Aを介して固定され、前記下部ロッド23の他端にシーラー28Bが取付板29Bを介して固定されている。前記シーラー28Aと前記シーラー28B(これらは当接体の一例である。)とが当接したときに、ロータリー式包装機の前記クランプ11が挟持した前記包装体の袋口をシール可能なように前記両シーラー28A,28Bは対向して配設されている。なお、図示していないが、前記両シーラー28A,28Bには、従来技術のヒーターや温度センサーが備えられ、温度が制御されている。
A rectangular
前記柱13寄りの前記固定板16Cに電磁弁30が固定され、前記固定板16Bに圧力センサー31がブラケットを介して固定されている。また、前記エアーシリンダー19の内部のピストンの位置を検知する当接センサー32を前記エアーシリンダー19は備えている。前記当接センサー32は、前記両シーラー28A,28Bが当接したときのピストンの位置を検知するようにセットされている。なお、前記当接センサー32は前記両シーラー28A,28Bの当接を検知できればよく、例えば、前記両シーラー28A,28Bに直接備え付けられたリミットスイッチであったり、前記上部ロッド22と前記下部ロッド23との位置関係を検知できるセンサーであったり、前記回動リンク21の回動位置を検知できるセンサーであってもよい。
An
図3に示すように、前記シール装置10の配管は、圧縮空気の供給源33と前記電磁弁30の入力側ポート30Cとを接続し、前記電磁弁30の一方の出力側ポート30Aと前記エアーシリンダー19の後進用ポート19Aとを接続している。前記電磁弁30の他方の出力側ポート30Bと前記エアーシリンダー19の前進用ポート19Bとを分岐管34を介して接続し、前記分岐管34からは前記圧力センサー31に接続している。なお、前記出力側ポート30Aは流量制御弁(スピードコントローラー)の機能を備えており、前記エアーシリンダー19の動作速度を調整できる。また、前記圧力センサー31は、前記電磁弁30の他方の出力側ポート30Bと前記エアーシリンダー19の前進用ポート19Bとの間の配管の圧力が設定値以上であることを検知する。なお、前記圧力センサー31は、前記エアーシリンダー19に供給される圧縮空気の圧力が設定値以上であることを検知できればよいのであって、例えば、前記エアーシリンダー19の前進用ポート19Bに直接備え付けてもよい。
As shown in FIG. 3, the piping of the
次に、本発明の前記シール装置10の作用を説明する。ロータリー式包装機の給袋セクションに蓄積された前記包装袋12を前記クランプ11に挟持させて吊り下げ、前記包装袋12を下流のセクションに移送させ、各停止するセクションで、前記包装袋12の袋口を開口し、前記包装袋12に被包装物を充填する。さらに、被包装物が充填された包装体はシールセクションに到達し、前記シーラー28Aと前記シーラー28Bとの間に前記包装体の袋口が位置して図1の状態になる。
Next, the operation of the
かかる状態で、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が作動して前記エアーシリンダー19のピストンロッドが前進することで前記回動リンク21が時計方向に回動すると共に、前記回動リンク21に連結した前記上部ロッド22が図1の右方向にスライドし、前記下部ロッド23が左方向にスライドする。両ロッド22,23の他端にそれぞれ固定された前記シーラー28Aとシーラー28Bとが接近し、前記包装袋12の袋口を押圧してヒートシールを施す。このあと、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オン」から「オフ」になり、逆の手順で前記シーラー28Aと前記シーラー28Bとが離反して初期状態に戻る。なお、前記電磁弁30はロータリー式包装機の間歇回転に合わせて一定の間隔で「オン」「オフ」が制御器により制御される。
In this state, according to the command of the controller of the rotary packaging machine, the
次に、図4に示す、適正時のシール時間のタイムチャートを用いて詳細に説明するが、本発明で説明するタイムチャートは一例に過ぎず、これらのタイムチャートに示すものに限定されるものではない。ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オフ」から「オン」になると同時に、シリンダー圧力が上昇すると共に、前記両シーラー28A,28Bが接近を開始する。ただし、シリンダー圧力の上昇は前記圧力センサー31が検知するほどではない。
Next, although it demonstrates in detail using the time chart of the sealing time at the time of an appropriate time shown in FIG. 4, the time chart demonstrated by this invention is only an example, It is limited to what is shown in these time charts is not. By the command of the controller of the rotary packaging machine, the
時間が経過し、前記両シーラー28A,28Bが当接すると同時に、前記エアーシリンダー19の備える前記当接センサー32が「オフ」から「オン」になり、シリンダー圧力はさらに上昇する。さらに時間が経過し、設定したシリンダー圧力に到達すると、前記圧力センサー31が圧力を検知して「オフ」から「オン」になる。
As time elapses, both the
前記当接センサー32が「オン」の状態でかつ、前記圧力センサー31が設定圧力で「オン」の状態になると同時に、制御器がシール時間カウントを「オフ」から「オン」にしてシール時間T1の計測を開始する。時間が経過し、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オフ」になると、シリンダー圧力が下がるので前記圧力センサー31が「オフ」になると共に、シール時間カウントが「オフ」になってシール時間T1の計測を終了する。そのあとに、計測した前記シール時間T1を確認する。この確認はロータリー式包装機の制御器によるもので、前記電磁弁30の「オフ」の指令の一定時間後に確認の指令が発せられる。計測した前記シール時間T1が設定値以上であることを制御器が確認したら、警報等は出力せず、続けて包装作業を行なう。
At the same time that the
次に、図5に示す、動作不良時のシール時間のタイムチャートを用いて説明する。ここに言う動作不良とは、前記両シーラー28A,28Bの離反状態から当接状態までの動作時間の遅延のことであり、前記エアーシリンダー19の流量制御弁の調整不良、圧縮空気の圧力の低下、前記エアーシリンダー19の経年変化による摩擦抵抗の増大、砕けやすい性質の異物のシール部分へのかみ込み等で起こることである。
Next, a description will be given with reference to the time chart of the sealing time at the time of malfunction shown in FIG. The malfunction described here is a delay in the operation time from the separated state of the
ここからは、先に説明した図4での適正時のシール時間のタイムチャートとの相違を中心に述べることにする。適正時と同様に前記電磁弁30が「オフ」から「オン」に作動すると同時に、前記両シーラー28A,28Bが接近を開始するが、前記動作不良のため、前記両シーラー28A,28Bが当接するまでの時間T2が適正時と比べて長くなる。よって、シール時間カウントを「オフ」から「オン」にすることによってシール時間T3の計測を開始するタイミングが適正時と比べて遅くなる。
From here on, the difference from the time chart of the sealing time at the appropriate time in FIG. 4 described above will be mainly described. At the same time as when the
このあとは適正時と同様に、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オン」から「オフ」になる。そのあとに、計測した前記シール時間T3を制御器が確認し、前記シール時間T3が設定値未満なので警報を出力する。なお、警報とは、ロータリー式包装機を停止させたり、ロータリー式包装機の操作画面にアラート表示したり、警告音を発したり、回転灯を作動させたりして作業員にシール異常を知らせる等の全般である。なお、不良品を系外に排除してもよい。
Thereafter, the
次に、図6に示す、かみ込み時のシール時間のタイムチャートを用いて説明する。ここに言うかみ込みとは、前記両シーラー28A,28Bが当接しないことであり、前記エアーシリンダー19の経年変化によるピストンロッドの固着、砕けない性質の異物のシール部分へのかみ込み等で起こることである。
Next, description will be made with reference to the time chart of the sealing time at the time of biting shown in FIG. The biting referred to here means that the
適正時と同様に前記電磁弁30が「オフ」から「オン」に作動すると同時に、前記両シーラー28A,28Bが接近を開始するが、かみ込みによって前記両シーラー28A,28Bが当接できない。よって、前記当接センサー32が「オフ」のままで作動せず、前記圧力センサー31のみが圧力を検知して「オフ」から「オン」になる。前記当接センサー32が「オフ」の状態かつ、前記圧力センサー31が「オン」の状態では、シール時間カウントが「オフ」のままでシール時間の計測を開始しない。このあとは適正時と同様に、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オン」から「オフ」になる。そのあとに、制御器は計測した前記シール時間を確認し、前記シール時間が設定値未満なので警報を出力する。
At the same time as when the
次に、図7に示す、エアー漏れ時のシール時間のタイムチャートを用いて説明する。ここに言うエアー漏れとは、設定した圧力に到達しないことであり、前記エアーシリンダー19の前進用ポート19Bと前記分岐管34との間の配管からのエアー漏れ、前記分岐管34と前記圧力センサー31との間の配管からのエアー漏れやその他の配管からのエアー漏れ、前記エアーシリンダー19の経年変化によるエアー漏れ、圧縮空気の圧力の低下等で起こることである。
Next, a description will be given using a time chart of the sealing time at the time of air leakage shown in FIG. Air leakage here means that the set pressure is not reached, and air leakage from a pipe between the
適正時と同様に前記電磁弁30が「オフ」から「オン」に作動すると同時に、前記両シーラー28A,28Bが接近を開始し、当接すると同時に、前記エアーシリンダー19の備える前記当接センサー32が「オフ」から「オン」に作動する。しかし、設定したシリンダー圧力に到達しないので、前記圧力センサー31が「オフ」のままで作動しない。前記当接センサー32が「オン」の状態であるが、前記圧力センサー31が「オフ」の状態では、シール時間カウントが「オフ」のままでシール時間の計測を開始しない。このあとは適正時と同様に、ロータリー式包装機の制御器の指令によって、前記電磁弁30が「オン」から「オフ」になる。そのあとに、計測した前記シール時間を制御器が確認し、前記シール時間が設定値未満なので警報を出力する。
At the same time as the proper operation, the
これまで、本発明のシール装置10を適用する給袋式のロータリー式包装機を説明したが、本発明の前記シール装置10は、給袋型、製袋型、縦型、横型、包装材の連続送り、包装材の間欠送り等の形態を問わない。また、縦シール、横シールに関係なく包装材を挟持して、加熱、押圧することで包装材をシールするヒートシールであれば適用できる。さらに、帯状の包装材を筒状に成形し、該筒状に成形した包装材の幅方向の両端部を縦シーラーにより挟持して縦シールを施し、被包装物を充填し、被包装物と被包装物との間の位置で、筒状に成形された包装材を横切る方向に横シーラーにより挟持して横シールを施し、該横シールの中間で切断することにより、被包装物が包装袋内に包まれた包装製品を製造する自動包装機の各シール装置に用いられるシール装置であってもよい。また、前記実施例では、ヒートシールについて説明したが、ヒートシール以外にインパルスシール装置にも適用できる。
So far, the bag-feeding rotary packaging machine to which the
さらに、前記実施例はシール装置について説明したが、冷却装置であってもよい。冷却装置として用いる場合は、図1のシーラー28A,28Bの代わりに、冷却板を取り付け、この冷却板に冷却用気体か冷却用液体を供給する。冷却装置の場合も冷却板で包装袋の袋口を設定の圧力で設定の時間冷却することにより、シール後の冷却を確実なものにすることができる。
Furthermore, although the said Example demonstrated the sealing device, a cooling device may be sufficient. When used as a cooling device, a cooling plate is attached instead of the
本発明は、シール装置や冷却装置の開閉機構の駆動源にエアーシリンダー等のエアー駆動装置を使用したシール装置や冷却装置に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a sealing device or a cooling device that uses an air driving device such as an air cylinder as a driving source for an opening / closing mechanism of the sealing device or the cooling device.
10・・シール装置
12・・包装袋
19・・エアーシリンダー(エアー駆動装置)
28A・・シーラー(当接体)
28B・・シーラー(当接体)
30・・電磁弁
31・・圧力センサー
32・・当接センサー
T1・・シール時間
T3・・シール時間
10 ..
28A ・ ・ Sealer (contact body)
28B ・ ・ Sealer (contact body)
30 ...
Claims (2)
前記当接センサーと前記圧力センサーにより、当接体が設定の圧力で設定時間以上押圧されていることを判断して、シール又は冷却の適否を判別することを特徴とするシール又は冷却装置。 An air driving device that opens and closes an opening and closing mechanism that includes a pair of contact bodies that seal or cool the packaging material; a contact sensor that detects contact of the contact body; and an air A pressure sensor for detecting pressure,
A seal or a cooling device, wherein the contact sensor and the pressure sensor determine whether or not the contact body is pressed at a set pressure for a set time or more to determine whether or not the seal or cooling is appropriate.
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