JP2023037785A - Method for checking electrical insulation of heat sealer - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、導電性を有するシール対象物をヒートシールするヒートシーラの電気絶縁確認方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a method for confirming electrical insulation of a heat sealer that heat seals a conductive object to be sealed.
下記特許文献1はインパルス式ヒートシーラを開示している。インパルス式ヒートシーラでは、そのヒータに比較的大きな電流をヒートシール時のみ流して、ヒータをヒートシール可能な温度まで瞬時に昇温する。特許文献1に開示されたインパルス式ヒートシーラは、その内部にトランスを備えている。トランスの一次コイルに通電することで、二次コイルに接続されたヒータが電磁誘導で生じた電力によって昇温される。
導電性を有するシール対象物をヒートシーラでヒートシールしたいという要望がある。例えば、導電性を有するフィラーが含まれた熱可塑性樹脂からなるシート部材をシール対象物としたい場合がある。このような場合、ヒータに通電された電流がシール対象物の内部に流れないように絶縁する必要がある。例えば、ヒートシール時にはヒータがシール対象物に押圧されるが、ヒータとシール対象物との間に絶縁シートを介在させてヒートシールを行うことが考えられる。ここで、絶縁シートに孔が空いてしまうと、ヒータに通電された電流がシール対象物の内部に流れ、シール対象物が焦げたり、シール不良が生じてしまったりする可能性がある。このため、絶縁シートの電気絶縁状態を確認することが望まれる。 There is a demand for heat-sealing a conductive object to be sealed with a heat sealer. For example, there are cases where a sheet member made of a thermoplastic resin containing a conductive filler is desired to be sealed. In such a case, it is necessary to insulate the current supplied to the heater so that it does not flow inside the object to be sealed. For example, the heater is pressed against the object to be sealed during heat sealing, and it is conceivable to perform heat sealing by interposing an insulating sheet between the heater and the object to be sealed. Here, if a hole is formed in the insulating sheet, the electric current supplied to the heater may flow inside the object to be sealed, and the object to be sealed may be scorched or a sealing failure may occur. Therefore, it is desired to check the electrical insulation state of the insulating sheet.
本開示の目的は、ヒートシーラにおける導電性を有するシール対象物の電気絶縁状態を確認するためのヒートシーラの電気絶縁確認方法を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a heat sealer electrical insulation confirmation method for confirming the electrical insulation state of a conductive sealing object in a heat sealer.
本開示に係るヒートシーラの電気絶縁確認方法では、前記ヒートシーラが、一次コイル及び二次コイルを有するトランスと、前記二次コイルに電気的に接続されたヒータと、前記ヒータと導電性を有するシール対象物との間に配される絶縁シートと、前記シール対象物が載置される導電性表面を有する載置台と、を備えており、前記載置台の前記導電性表面が前記ヒートシーラの基準電位部に電気的に接続されており、前記一次コイルに電力を供給せずに前記絶縁シートを介して前記ヒータを前記導電性表面上に載置された前記シール対象物に接触させた状態で、前記ヒータと前記基準電位部との間の抵抗値を測定し、測定した前記抵抗値に基づいて前記絶縁シートの絶縁性を確認する。 In the method for confirming electrical insulation of a heat sealer according to the present disclosure, the heat sealer includes a transformer having a primary coil and a secondary coil, a heater electrically connected to the secondary coil, and a sealing object having electrical conductivity with the heater. and a mounting base having a conductive surface on which the object to be sealed is mounted, wherein the conductive surface of the mounting base is a reference potential portion of the heat sealer. is electrically connected to the primary coil, and the heater is brought into contact with the sealing object placed on the conductive surface through the insulating sheet without supplying power to the primary coil. A resistance value between the heater and the reference potential portion is measured, and the insulating property of the insulating sheet is confirmed based on the measured resistance value.
前記ヒートシーラが、前記二次コイルと前記基準電位部との間に接続された、前記抵抗値を測定する抵抗計と、前記抵抗計に直列に電気的に接続されたスイッチと、をさらに備えており、前記抵抗値の測定時に前記スイッチを閉じ、前記ヒータの加熱時に前記スイッチを開くようにしてもよい。 The heat sealer further comprises: a ohmmeter connected between the secondary coil and the reference potential unit for measuring the resistance value; and a switch electrically connected in series to the ohmmeter. The switch may be closed when the resistance value is measured, and the switch may be opened when the heater is heated.
前記絶縁シートが、前記ヒータを覆うように前記ヒートシーラに取り付けられていてもよい。 The insulating sheet may be attached to the heat sealer so as to cover the heater.
前記絶縁シートを介して前記ヒータを前記シール対象物に接触させ、かつ、前記スイッチを閉じた前記状態で前記抵抗計によって測定された前記抵抗値が基準値以上である場合に、前記スイッチを開いた後に前記一次コイルに通電して前記ヒータを発熱させて前記シール対象物をヒートシールするようにしてもよい。 The switch is opened when the resistance value measured by the ohmmeter in the state in which the heater is brought into contact with the sealing object through the insulating sheet and the switch is closed is equal to or greater than a reference value. After that, the primary coil may be energized to heat the heater to heat-seal the object to be sealed.
以下、ヒートシーラの電気絶縁確認方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態で用いられるヒートシーラ1は、インパルス式ヒートシーラであり、導電性を有するシール対象物10をヒートシールすることを目的としている。本実施形態のシール対象物10は、例えば、導電性を有するフィラーが含まれた熱可塑性樹脂からなるシート部材である。このために、本実施形態のヒートシーラ1は、後述する絶縁シート8などの特別な機構を有しているが、これらの機構を用いずに導電性を有しないシール対象物をヒートシールすることもできる。
An embodiment of a method for checking electrical insulation of a heat sealer will be described below with reference to the drawings. The
まず、ヒートシーラ1の構成について説明する。図1は、ヒートシーラ1の簡略構成図であり、その筐体等は省略して示されている。図1に示されるように、ヒートシーラ1は、シール対象物10をヒートシールする際に加熱させるヒータ4に電流を生じさせるトランス2を備えている。このトランス2を備えた構成は、通常のヒートシーラと同様の構成である。トランス2は、一次コイル21及び二次コイル22を有している。一次コイル21は、交流電源3に電気的に接続されている。
First, the configuration of the
上述したヒータ4は、具体的にはニクロム線であり、二次コイル22に電気的に接続されている。交流電源3によって一次コイル21に電流を流すと、電磁誘導によって二次コイル22に電流が流れてヒータ4が発熱する。ヒートシーラ1では、ヒートシール時のみヒータ4に電流を流して、ヒータ4をヒートシール可能な温度まで瞬時に昇温する。ヒータ4は、通常は上昇されており、ヒートシール時には下降されてシール対象物10に後述する絶縁シート8を介して押し付けられる。ヒータ4の昇降は、自動で行われてもよいし人力で行われてもよく、その昇降機構も通常のヒートシーラと同様の構成である。
The
交流電源3は、コントローラ5に接続されており、コントローラ5によって一次コイル21への通電、すなわち、ヒータ4の加熱が制御される。ヒータ4の昇降が人力ではなくヒートシーラ1によって自動的に行われる場合は、ヒータ4の昇降及びヒータ4のシール対象物10への押し付け時間もコントローラ5によって制御される。人力で行われる場合は、ヒータ4をシール対象物10に押し付けている間にヒータ4に電流が流れるようにコントローラ5が交流電源3を制御する。コントローラ5は、例えばCPU並びにプログラム及びデータが保存されたメモリ等によって構成されている。
The
コントローラ5は、ヒートシーラ1の基準電位部Gに電気的に接続されている。基準電位部Gは、ヒートシーラ1のフレームグラウンドである。また、ヒータ4は、抵抗計6及びスイッチ7を介して基準電位部Gに電気的に接続されている。より詳しくは、ヒータ4は、二次コイル22との電気的接続部で、抵抗計6及びスイッチ7を介して基準電位部Gに電気的に接続されている。スイッチ7は抵抗計6に直列に電気的に接続されており、スイッチ7を閉じた状態であれば抵抗計6による測定が可能となる。抵抗計6によって測定する抵抗値については追って詳しく説明する。なお、スイッチ7は、トランス2によるヒータ4への通電時には開かれる。抵抗計6及びスイッチ7もコントローラ5と接続されており、それらの動作はコントローラ5によって制御される。
The
本実施形態のヒートシーラ1では、ヒータ4を下方から覆うように絶縁シート8が取り付けられている。ヒータ4の発熱時にはヒータ4自体に電流が流れており、この電流がヒータ4から導電性を有するシール対象物10の内部に流れ込まないように、絶縁シート8が設けられている。本実施形態の絶縁シート8はヒータ4のカバーとして設けられており、交換することも可能である。絶縁シート8は、耐熱性を有する絶縁性素材、例えば、耐熱性を有する絶縁樹脂シートによって形成されている。従って、ヒートシール時には、絶縁シート8はヒータ4とシール対象物10との間に挟まれ、ヒータ4からの熱をシール対象物10へと伝えるが、ヒータ4からシール対象物10への電流の漏れを防止する。
In the
ヒートシーラ1は、シール対象物10が載置される載置台9も備えている。載置台9は、シール対象物10を自動で搬送する電動搬送装置、又は、シール対象物10を自動で積層する電動積層装置等の自動装置であってもよい。本実施形態の載置台9はこのような電力で動作する自動装置であり、その基準電位部Gは上述したヒートシーラ1の基準電位部Gと電気的に接続されている。具体的には、ヒートシーラ1のフレームグラウンドと載置台9としての自動装置のフレームグラウンドとが電気的に接続されている。即ち、ヒートシーラ1の載置台9としての自動装置の基準電位はヒートシーラ1自体の基準電位と等しい。また、載置台9のシール対象物10が載置される上面は、導電性を有する導電性表面91として形成されている。そして、導電性表面91は、上述した基準電位部Gに電気的に接続されている。即ち、導電性表面91の電位は基準電位部Gの電位と等しい。
The
ここで、図2を参照して、絶縁シート8に破損があり、ヒートシール時にヒータ4を流れる電流がシール対象物10の内部に漏れてしまう場合について説明する。図2は、絶縁シート8に二箇所の孔11が生じてしまっている状態を示している。このような場合、ヒートシール時に図2中点線で示されるように閉回路が形成されてヒータ4からシール対象物10の内部へと電流が流れる。この場合、シール対象物10の内部抵抗による発熱が生じて、製品としての外観が損なわれる可能性がある。また、ヒータ4を流れるべき電流の一部がシール対象物10の内部へと流れてしまうため、ヒータ4の発熱不足によるシール不良が生じたりするおそれがある。
Here, with reference to FIG. 2, the case where the insulating
このため、本実施形態のヒートシーラ1では、ヒートシール前に絶縁シート8に絶縁破壊が生じていないかが確認される。なお、この電気絶縁確認は、ヒートシール動作ごとに行われてもよいし、所定回数のヒートシール動作毎に行われてもよいし、1日1回行われるなどしてもよい。なお、孔11が一箇所だけ生じている場合でも、ヒータ4と導電性表面91との間の電位差と閉回路が形成されるか否かによって、ヒータ4からシール対象物10を通って導電性表面91へと電気が流れるおそれはある。
Therefore, in the
次に、図3に示されるフローチャートを参照しつつ、上述した電気絶縁確認方法について説明する。ここでは、ヒータ4の昇降及び発熱もコントローラ5によって自動で行われる場合について説明するが、人力で行われる場合もこれに準じて電気絶縁を確認することができる。まず、ヒートシールに際して、シール対象物10が載置台9の導電性表面91上に載置される。図1及び図2では、ヒートシールされる同素材のシート状のシール対象物10が重ねられた状態で導電性表面91上に載置されている。
Next, the electrical insulation checking method described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG. Here, the case where the
まず、コントローラ5によってヒータ4が降下され、ヒータ4が絶縁シート8を介してシール対象物10に押し付けられる(ステップS1)と共に、コントローラ5によってスイッチ7が閉じられる(ステップS2)。ここでは、ヒータ4の降下(ステップS1)の後にスイッチ7を閉じられる(ステップS2)としているが、これらのステップは同時でもいいし、ヒータ4の降下前にスイッチ7が閉じられてもよい。また、スイッチ7は、ヒータ4が絶縁シート8を介してシール対象物10に押し付けられる前に閉じられてもよいし、押し付けられた後に閉じられてもよい。このときは、まだコントローラ5によって交流電源3から一次コイル21に電力は供給されていないので、二次コイル22による電力の発生もない。
First, the
ここで、上述したように、導電性表面91の電位は上述した基準電位部Gの基準電位に等しく、抵抗計6の一端側はこの基準電位部Gに電気的に接続される。一方、スイッチ7が閉じられることで、抵抗計6の他端側はヒータ4に接続され、抵抗値計測のための閉回路が形成される。抵抗計6は、トランス2の二次側、即ち、ヒータ4と導電性表面91との間の抵抗値を測定し、このとき、ヒータ4と導電性表面91との間には絶縁シート8及びシール対象物10が介在している。
Here, as described above, the potential of the
なお、本実施形態では、絶縁シート8はヒータ4を覆うようにヒートシーラ1に取り付けられている。このため、ヒータ4を降下させるだけで、絶縁シート8をヒータ4とシール対象物10との間に介在させることができ、絶縁シート8をヒータ4とシール対象物10との間にセットするという工程が自動的に行われる。
In addition, in this embodiment, the insulating
ステップS1及びS2に続いて、抵抗計6によって抵抗値が測定される(ステップS3)。ここで、絶縁シート8に孔11が形成されておらずに電気絶縁性が確保されていれば、測定される抵抗値は十分に大きなものとなる。一方、絶縁シート8に孔11が形成されてしまって電気絶縁性が確保されていない場合は、ヒータ4からシール対象物10を通って電流が流れるため、この経路の抵抗値が抵抗計6によって測定される。このときの抵抗値は絶縁シート8の電気絶縁性が確保されているときの抵抗値よりも十分に小さくなる。この二つの間に電気絶縁性を判断するための基準値が設定される。そして、測定された抵抗値が判定基準値以上であるか否かが判定される(ステップS4)。
Following steps S1 and S2, the resistance value is measured by the ohmmeter 6 (step S3). Here, if the insulating
測定された抵抗値が判定基準値未満である場合は(ステップS4でNO)、絶縁シート8の電気絶縁性が破壊されていると判断できるので、ワーニングが発せられる(ステップS5)。一方、測定された抵抗値が判定基準値以上である場合は(ステップS4でYES)、絶縁シート8の電気絶縁性が確保されていると判断できるので、続いてヒートシールが実施される。具体的には、まず、スイッチ7が開かれて(ステップS6)、上述した抵抗値測定のための閉回路も開かれる。このとき、トランス2の一次側回路と二次側回路とが電気的に分離される。
If the measured resistance value is less than the judgment reference value (NO in step S4), it can be determined that the electrical insulation of the insulating
その後、コントローラ5によって交流電源3から一次コイル21に電力が供給され、電磁誘導で二次コイル22側に電力が流れてヒータ4が発熱する。シール対象物10をヒートシールするのに必要な時間は予め設定されており、交流電源3からの電力供給は所定時間後に自動的に終了してヒータ4の加熱も終了する(ステップS7)。これでヒートシールが終了する。上述したステップS5又はステップS7の後、コントローラ5によってヒータ4が絶縁シート8と共に上昇される(ステップS8)。このようにして、ヒートシーラ1の電気絶縁が確認される。
Thereafter, power is supplied from the
本実施形態に係る電気絶縁確認方法におけるヒートシーラ1は、トランス2と、トランス2の二次コイル22に電気的に接続されたヒータ4と、ヒータ4とシール対象物10との間に配される絶縁シート8と、導電性表面91を有する載置台9と、を備えている。導電性表面91は基準電位部Gに電気的に接続されている。そして、一次コイル21に電力を供給せずに絶縁シート8を介してヒータ4を導電性表面91上に載置されたシール対象物10に接触させた状態で、ヒータ4と基準電位部Gとの間の抵抗値が測定される。測定された抵抗値に基づいて絶縁シート8の絶縁性が確認される。従って、絶縁シート8の絶縁性を確実に確認することができるため、ヒートシールされたシール対象物10の外観不良及びシール不良を確実に回避することができる。即ち、導電性を有するシール対象物10であっても、確実にヒートシールを行うことができる。
The
また、本実施形態では、ヒートシーラ1が、二次コイル22と基準電位部Gとの間に接続された抵抗計6と、抵抗計6に直列に電気的に接続されたスイッチ7と、をさらに備えている。そして、抵抗値の測定時にはスイッチ7は閉じられ、ヒータ4の加熱時、即ち、ヒートシール時にはスイッチ7が開かれる。これにより、絶縁性確認時には上述した抵抗値を測定しつつも、ヒートシール時にはトランス2の一次側回路と二次側回路とを分離して装置としての安全性を確保できる。
In addition, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、絶縁シート8が、ヒータ4を覆うようにヒートシーラ1に取り付けられている。このため、絶縁確認時及びヒートシール時に、絶縁シート8をヒータ4とシール対象物10との間に自動的に介在させることができ、作業を効率化できる。
Furthermore, in this embodiment, an insulating
ここで、本実施形態に係る電気絶縁確認方法によれば、絶縁シート8を介してヒータ4をシール対象物10に接触させ、かつ、スイッチ7を閉じた上述した状態で、抵抗計6によって抵抗値が測定される。そして、測定された抵抗値が基準値以上である場合に、スイッチ7を開いた後に一次コイル21に通電してヒータ4を発熱させてシール対象物10がヒートシールされる。従って、絶縁シート8の絶縁性を確認して絶縁性が確保されていると判定された場合には、ヒータ4を下降させた状態でそのままヒートシール動作に移行することができ、ヒートシール動作を含めて作業を効率化できる。
Here, according to the electrical insulation confirmation method according to the present embodiment, the
本開示は上記実施形態に限定されない。例えば、導電性を有するシール対象物10は、ヒートシールするのに必要な熱を十分に伝達させることのできる形状に限られるが、上記実施形態のようなシート状のものに限定されない。また、上記実施形態の導電性を有するシール対象物10は、導電性を有するフィラーが含まれた熱可塑性樹脂からなるシート部材であったが、CFRTPシートなどのCFRPシートでもよい。
The present disclosure is not limited to the above embodiments. For example, the electrically conductive sealing
1 ヒートシーラ
2 トランス
21 一次コイル
22 二次コイル
3 交流電源
4 ヒータ
6 抵抗計
7 スイッチ
8 絶縁シート
9 載置台
91 導電性表面
10 シール対象物
G 基準電位部
1
Claims (4)
前記ヒートシーラが、一次コイル及び二次コイルを有するトランスと、前記二次コイルに電気的に接続されたヒータと、前記ヒータと導電性を有するシール対象物との間に配される絶縁シートと、前記シール対象物が載置される導電性表面を有する載置台と、を備えており、
前記載置台の前記導電性表面が前記ヒートシーラの基準電位部に電気的に接続されており、
前記一次コイルに電力を供給せずに前記絶縁シートを介して前記ヒータを前記導電性表面上に載置された前記シール対象物に接触させた状態で、前記ヒータと前記基準電位部との間の抵抗値を測定し、
測定した前記抵抗値に基づいて前記絶縁シートの絶縁性を確認する、ヒートシーラの電気絶縁確認方法。 A method for checking electrical insulation of a heat sealer,
The heat sealer comprises a transformer having a primary coil and a secondary coil, a heater electrically connected to the secondary coil, and an insulating sheet disposed between the heater and a conductive sealing object; a mounting table having a conductive surface on which the object to be sealed is mounted;
the conductive surface of the mounting table is electrically connected to a reference potential portion of the heat sealer;
between the heater and the reference potential part in a state in which the heater is brought into contact with the sealing object placed on the conductive surface through the insulating sheet without supplying power to the primary coil; Measure the resistance of
A method for confirming electrical insulation of a heat sealer, wherein the insulation of the insulating sheet is confirmed based on the measured resistance value.
前記二次コイルと前記基準電位部との間に接続された、前記抵抗値を測定する抵抗計と、
前記抵抗計に直列に電気的に接続されたスイッチと、をさらに備えており、
前記抵抗値の測定時には前記スイッチを閉じ、前記ヒータの加熱時には前記スイッチを開く、請求項1に記載のヒートシーラの電気絶縁確認方法。 The heat sealer
an ohmmeter for measuring the resistance value, connected between the secondary coil and the reference potential section;
a switch electrically connected in series with the ohmmeter,
2. The method of checking electrical insulation of a heat sealer according to claim 1, wherein said switch is closed when said resistance is measured, and said switch is opened when said heater is heated.
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