JP4546048B2 - 熱シール装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱シール装置に関するものである。さらに詳しくは、一対のプーリーの間にベルトを掛けわたすと共に加熱板を配設したシール機構を上下一対対向させて設け、駆動回転する一対のベルト間に対象物を挟み込んで前記加熱板を通過させる熱シール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上述の如き従来の熱シール装置としては、次の特許文献1に記載の如きものが知られている。同特許文献では、上下一対の加熱板が一組設けられているに留まっている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−308226号公報
【0004】
一方、例えば冷凍室や寒冷地等の作業環境では、耐熱ベルトが冷気により熱を奪われて、十分安定したシール品質を得にくい場合がある。そして、一組の加熱板では補えない熱を安定供給するため、さらにもう一組の同等の加熱板を制御ユニット等と共に設けるといった対策も施されている。
【0005】
しかし、二組の同等の加熱板を二組の制御ユニットと共に設けるのは不効率である。また、熱センサは通常下加熱板のみに設けられるが、従来の手法では熱センサを二組設けている割に上下の加熱板の温度不均衡が是正されず、この点でも不効率であった。
【0006】
一方、上述の如き熱シール装置の他の従来構成としては、次の特許文献2に記載の如きものが知られている。同特許文献では、上下プーリーの手前にガイドが取り付けられた空気吸入ボックスを機枠に取り付け、上下ベルトに挟持される前に袋内の空気を吸引するものである。
【0007】
【特許文献2】
実開平3−60207号公報
【0008】
しかし、同先行文献によれば、空気吸入ボックスを機枠に固定してあるので、袋のシール位置は常に一定であった。また、空気吸入ボックスの吸入口にて吸引後、袋がベルトに挟持されるまで袋内の脱気が不十分となるおそれもあった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、簡易な構成でありながら安定したシール品質を確保することの可能な熱シール装置を提供することを目的とする。
【0010】
さらに、シール位置を変更することの可能な熱シール装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱シール装置の特徴は、一対のプーリーの間にベルトを掛けわたすと共に加熱板を配設したシール機構を上下一対対向させて設け、駆動回転する一対のベルト間に対象物を挟み込んで前記加熱板を通過させる構成において、前記各シール機構における前記加熱板に対する流れ方向上手側に第二加熱板を設け、第二加熱板用の副ヒーターを前記加熱板用の主ヒーターよりも低出力とすると共に、この主ヒーターをモニタリングする熱センサを前記加熱板側に設け、前記熱センサによりモニタリングされた前記主ヒーターの温度に基づいて前記主ヒーター及び前記副ヒーターへの電力の供給を制御する温度制御ユニットを備えたことにある。
【0012】
当該構成において、前記第二加熱板の熱容量は、前記加熱板の熱容量よりも小さく設定してある。
【0013】
前記熱センサは、通常、下側の前記加熱板側にのみ設ければよい。しかし、上下のシール機構における温度の不均衡を是正するためには、前記熱センサを前記加熱板の上下加熱板側にそれぞれ設けると共に、前記温度制御ユニットを上下各前記シール機構にそれぞれ独立させて一対設け、前記加熱板及び第二加熱板を上下独立させて温度制御することが望ましい。
【0014】
また、シール対象物内部の空気を吸い出す脱気ユニットを設け、この脱気ユニットのうち前記シール対象物の先端が接当する位置決め部のテープ幅方向に対する位置を調整可能な調整機構を設けてもよい。
【0015】
さらに、前記脱気ユニットが前記プーリーのうち一対の前プーリーのさらに前方に設けられ、前記脱気ユニットのうち前記シール対象物を上下から挟む挟持部を前記一対の前プーリー間に近接させるように設け、これら挟持部のうち、下挟持部を上挟持部よりも前記テープ幅方向手前側に突出させてもよい。
【0016】
また、前記挟持部から空気を脱気する副脱気路を設けることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
図1は熱シール装置1の正面図であり、熱シール装置1は、基礎フレーム2の上にコンベアユニット3,シールユニット4,脱気ユニット60,コントロールユニット5を順次取り付けてなり、主モーター6により上耐熱ベルト30a,下耐熱ベルト30bを駆動回転させる。吸引機7はホース7aを介して脱気ユニット60から空気を脱気する。上耐熱ベルト30a,下耐熱ベルト30bはフッ素樹脂のテープからなり、これら両テープ間に対象物を挟み込んでヒーターの熱を伝導させる。
【0018】
図1、2に示すように、コンベアユニット3はコンベアフレーム10の左右に支持した第一、第二ローラー11,12間に搬送ベルト13を回転可能に支持してなる。コンベアフレーム10の上面は解放され、搬送ベルト13の上面が同図右から左に移動し、袋を搬送支持する。コンベアユニット3はシールユニット4に対して相対位置を上下方向に調整可能となっている。
【0019】
図1,2を参照しつつ、上耐熱ベルト30a,下耐熱ベルト30bの駆動回転機構をさらに説明する。上前プーリー21a,上後プーリー22aの間に第一、第二ローラー26,27が設けられ、これらのプーリー、ローラーに上耐熱ベルト30aが掛け渡されている。上前プーリー21a,上後プーリー22aはそれぞれ上耐熱ベルト30aの脱落を防止するためのフランジを有している。上前プーリー21a、第一ローラー26間には上第二加熱板28aが、第一、第二ローラー26,27間には上加熱板24aが、第二ローラー27,上後プーリー22a間には上冷却板25aがそれぞれ設けられている。以上の部材群を上シール機構R1と称し、下前プーリー21b,下第二加熱板28b,第一ローラー26,下加熱板24b,第二ローラー27,下冷却板25b及び下後プーリー22bよりなる下シール機構R2は上シール機構R1と水平線を境にほぼ線対称に設けられている。そして、上下第二加熱板28a,28b、一対の第一ローラー26,26、一対の第二ローラー27,27、上下加熱板24a,24b、上下冷却板25a,25bはそれぞれ上下耐熱ベルト30a,30bを互いの間に挟み込んでいる。上前プーリー21aと下前プーリー21b、上後プーリー22aと下後プーリー22bはそれぞれ水平方向に若干変移させられ、上記フランジ間の緩衝を防いでいる。
【0020】
上後プーリー22aと上大プーリー22cとは一体物として同軸上に固定され、下後プーリー22bと下大プーリー22dとも一体物として同軸上に固定される。そして、上大プーリー22cと上小プーリー33a間にはVベルト34aが、下大プーリー22dと下小プーリー33bとの間にはVベルト34bがそれぞれ掛けわたされる。
【0021】
上側の第一ローラー26,第二ローラー27,上加熱板24a,上冷却板25aはそれぞれが図7に示す固定機構35により下方に付勢されて上耐熱ベルト30a,下耐熱ベルト30bを固定された対向する下側の部材に圧接させる。この固定機構35は、大略、筐体20に固定された一対の固定ブロック36の間に上下移動自在に介在し上加熱板24aに連結されるスライドブロック37と、スライドネジ38及び捻りコイルスプリング39とよりなる。上加熱板24aは筐体20に形成された上下に長手方向を配向した長孔20aを貫通する連結ネジ37aによりスライドブロック37と連結される。スライドブロック37の上部に固着したスライドネジ38の先端側は筐体20の上側水平部の突出部20bを貫通し、変心円盤状の回転掛止具38aが固着される。上下耐熱ベルト30a,30bに対する圧力を解除する際は、回転掛止具38aを持ち上げてスライドブロック37と共に上加熱板24aを上昇させ、回転掛止具38aを回転させて天板部20cに係止する。この係止を解除すると、捻りコイルスプリング39の弾性力により上加熱板24aは下側に付勢される。
【0022】
図1、2の上冷却板25a,下冷却板25bには複数の貫通孔が形成されており、筐体20の内部に設けたブロアから冷風を吹き付けることで、冷却板25を冷却している。この冷却された上下冷却板25a,25b間をヒートシール部分が通過することで、硬化が促進される。
【0023】
主モーター6からの駆動力の伝達は第一チェーン31aとスプロケットによりまず下後プーリー22bに伝達される。次いで、下後プーリー22bの回転はギヤを介して上後プーリー22aに伝達され、スプロケットと第二チェーン31bとを介して上ロレット29aに伝達される。また、下後プーリー22bの回転は第三チェーン31c及びスプロケットを介してユニバーサルジョイント32に伝達され、第四チェーン31dを介して第二ローラー12に入力される。このようにして、搬送ベルト13、下耐熱ベルト30b及びVベルト34bは図1で反時方向に回転し、上耐熱ベルト30a及びVベルト34aは時計方向に回転する。
【0024】
脱気ユニット60の脱気ノズル61はフッ素樹脂等の耐熱樹脂で形成され、水平に形成された脱気溝61aを介してホース7a,吸引機7を通じて脱気を行う。図4に示すように、脱気ノズル61は支持アングル62とボルト62aとにより筐体20の側面に固定され、平坦面61bと誘導アングル63との上面及びガイド部材65の上面とが面一となるように支持アングル62に取り付けられ且つ連結ブロック64を介して取り付けられている。脱気溝61aには、湾曲形状の上ガイド66が差し込まれ、誘導アングル63,平坦面61b,ガイド部材65と相まって、袋を誘導するための上下ガイド面を形成する。
【0025】
図5に示すように、脱気溝61aの底とほぼ同位置に設定された垂直部65bは、誘導アングル63の垂直部63bと共に挿入された袋100の先端位置を規定するための位置決め部Pを形成する。また、支持アングル62の縦フランジには水平方向に長手方向を配向した長孔62b、62bが形成されている。そして、図7に示すように、ボルト62aの弛緩・締め付けにより長孔62bを介して脱気ユニット60の筐体20に対する水平方向位置を調整する調整機能Aにより、袋100の先端位置を調整し、袋100での先端からのシール部101の位置を規定する。
【0026】
誘導アングル63は、上挟持部66aよりもテープ幅方向に手前に張り出す下挟持部63aと、垂直部63bとを備えている。また、図5、6に示すように、誘導アングル63の垂直部63b背面には、副脱気路Dを形成する副脱気管68が設けらている。副脱気管68の先端は、脱気ノズル61側面に貫通し、その側面は誘導アングル63の垂直部63bに適宜間隔で形成された吸引孔63cに連通している。そして、この副脱気路Dにより、挟持部63a,66a間にある袋100内の脱気をこれら挟持部63a,66aの先端まで行うので、プーリーに挟持されるまで袋内の脱気状態を十分に維持することができる。
【0027】
図2,3に示すように、上下加熱板24a,24bには横穴が形成され、各横穴に第一〜第四ヒーターH1〜4がそれぞれ挿入されている。これら第一〜第四ヒーターH1〜4はリレー又はPID制御盤を介して電源に接続され、第一センサS1により加熱板24表面の温度がモニタリングされ、同温度が一定となるように自動制御がなされる。
【0028】
加熱板24,第二加熱板28を各々構成する部材は、図3の上加熱板24aに示すようなほぼ同一形状の断面をしている。加熱板24は正規のヒートシールを行うためのものである一方、第二加熱板28はヒートシールを行う前段階として、冷凍室等や寒冷地等の環境要因で温度が低下した上下耐熱ベルト30a,30bのプレヒート(予熱)を行うためのものである。
【0029】
加熱板24に装着する第一、第二ヒーターH1,H2は、第二加熱板28に装着する第三、第四ヒーターH3,H4よりも大出力に設定されている。なぜなら、第二ヒーターH2は第一センサS1によってモニタリングされているため、大出力ヒーターでも制御が可能であるからであり、センサによるモニタリングのない第二加熱板28の第三、第四ヒーターH3,H4はより低出力とすることで、熱暴走することなく制御できるからである。
【0030】
また、第一、第二ヒーターH1,H2は熱的な安定性に優れているべきであるが、第三、第四ヒーターH3、H4は低出力ゆえ第二加熱板28もレスポンスがよくなるべきである。したがって、第二加熱板28よりも加熱板24を幅広とすることで、第二加熱板28よりも加熱板24に大きな熱容量を与え、安定してヒートシールのための熱を供給することができるように構成してある。
【0031】
ここで、図8により第一〜第四ヒーターH1〜4の温度調整回路について説明する。なお、図面では一素子に対する配線を一本の線で描くが、実際にはそれぞれ2本の線で接続される。上下加熱板24a,24b、上下第二加熱板28a,28bにそれぞれ接続される第一〜第四ヒーターH1〜4は中継ターミナルCAに接続され、温度制御ユニットCBを介してAC電源に接続される。第一センサS1は温度制御ユニットCBを介して第二ヒーターH2の温度をモニタリングし、温度が一定の上限値を超えた場合に中継ターミナルCAに対する電力をリレーにより遮断する。そして、第一センサS1の温度が一定の下限を下回った場合に、再び中継ターミナルCAへの電力供給を開始し、第一〜第四ヒーターH1〜4に通電して昇温させる。
【0032】
第三、第四ヒーターH3,H4は、低出力でなおかつ上下耐熱ベルト30a,30bは第二加熱板28から加熱板24に向かって熱を運ぶこととなるので、上述の如く第一センサS1により直接モニタリングされる第一、第二ヒーターH1,H2よりも高温となることはない。したがって、第二加熱板28は上下耐熱ベルト30a,30bの予熱という目的に合致する機能を備えることとなる。
【0033】
図9は第一〜第四ヒーターH1〜4の別の制御形態を示す。この態様では、下側の第二、第四ヒーターH2,H4が第一中継ターミナルCA1,第一温度制御ユニットCB1と第一センサS1とにより制御される。一方、上側の第一、第三ヒーターH1,H3が第二中継ターミナルCA2,第二温度制御ユニットCB2により制御される。下加熱板24b,下第二加熱板28bの熱は自然対流により上加熱板24a,上第二加熱板28aに運ばれるため、上側が下側よりもやや高温となる傾向にある。そこで、上側の第一、第三ヒーターH1,H3と下側の第二、第四ヒーターH2,H4を個別の第一、第二センサS1,S2によりモニタリングして上下独立に制御することでより適切な温度管理がなされる。
【0034】
次に、上述の如く構成された熱シール装置1の使用方法について説明する。
まず、第一〜第四ヒーターH1〜4に通電を行い加熱板24を加熱し、図示しないブロアにより冷却板25を冷却し、吸引機7の駆動により脱気ノズル61の吸引を開始する。また、主モーター6を回転させて搬送ベルト13、上下耐熱ベルト30a,30bを駆動させ、手で把持した袋の先端をガイド部材65,上ガイド66の間から脱気ノズル61の脱気溝61aに向かって水平移動させる。そして、上前プーリー21aの位置で手を離せば、この上前プーリー21aの位置以降袋は上下耐熱ベルト30a,30b間に保持されて自動的に下手側に向かって搬送され、第二加熱板28で予熱され、加熱板24でシール溶着、冷却板25で冷却、ロレット部29で型押しがなされ、Vベルト34a,34bにより搬出がなされる。
【0035】
また、袋100のタイプに応じて、シール部101の位置を変更する場合には、ボルト62aを緩め、長孔62bを利用して脱気ユニット60の筐体20に対する水平方向位置を調整するとよい。
【0036】
次に、図10〜12を参照しながら、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態は、脱気ユニット60の改変に関する。
脱気ユニット60は主として、樹脂製の脱気ボックス71及び上挟持部75と、金属製の下挟持部74とを有し、支持アングル62により下方から支持され、取付金具73と調整機構Aとによりテープ幅方向に前後移動可能に固定される。
取付金具73は長孔73aを有し、先のボルト62aと相まって、調整機構Aを構成する。支持アングル62と脱気ボックス71とは、図示省略するが前後移動可能にレールで連結されている。
【0037】
脱気ボックス71は中空で、吸気口75cから吸気し、接続筒72に接続される吸気管から排気がなされる。脱気ボックス71の側面には取り出し口71bが開口され、透明の仕切り板71aで封止されている。異物が吸引された場合は、仕切り板71aを取り外し、取り出し口71bから取り出す。
【0038】
下挟持部74は、上挟持部75よりもテープ幅方向に手前に張り出す水平部74aと垂直部74bとを備えている。また、水平部74aと上挟持部75の間に袋を受け入れるガイド部76が形成されている。上挟持部75の後端側は湾曲した導入部75eになり、作業性を向上させている。
【0039】
このガイド部76の位置決め部Pは、第一接当部75aと第二接当部75bとにより構成され、吸気口75cが開口されている。第一接当部75aと吸気口75cとの間は、傾斜部75dが設けられ、副脱気路Dとして機能する。
【0040】
使用に際しては、調整機構Aの調整で、位置決め部Pのテープ幅方向位置を調整、固定する。そして、袋を導入部75e側からガイド部76に挿入し、吸気口75cから脱気を行う。脱気は、第一接当部75aに到達するまで傾斜部75dを通じても行われ、一対の前プーリー21a、21b間で袋の完全な挟持が開始する。
【0041】
【発明の効果】
このように、上記本発明に係る熱シール装置によれば、副ヒーターを主ヒーターの制御に従属させることで制御系統の簡易化を実現した。また、第二加熱板用の副ヒーターを前記加熱板用の主ヒーターよりも低出力とすることで、副ヒーターの過熱を防ぎ、制御の確実さを担保している。
【0042】
また、調整機構を設けたことで、シール位置を適宜変更でき、汎用性の高い熱シール装置を提供できるようになった。
【0043】
なお、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱シール装置の概略正面図である。
【図2】シールユニットの正面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】脱気ユニット近傍の平面図である。
【図5】図4の拡大図である。
【図6】図5のB−B断面図である。
【図7】調整機構の拡大平面図である。
【図8】ヒーターの制御回路を示すブロック図である。
【図9】ヒーターの他の制御回路を示すブロック図である。
【図10】本発明の第二実施形態を示す正面図である。
【図11】図10の脱気ユニットの斜視図である。
【図12】図10のC−C断面図である。
【符号の説明】
1:熱シール装置,2:基礎フレーム,3:コンベアユニット,4:シールユニット,5:コントロールユニット,6:主モーター,7:吸引機,7a:ホース,10:コンベアフレーム,11:第一ローラー,12:第二ローラー,13:搬送ベルト,20:筐体,20a:長孔,20b:突出部,20c:天板部,:,21a:上前プーリー,21b:下前プーリー,22a:上後プーリー,22b:下後プーリー,22c:上大プーリー,22d:下大プーリー,24:加熱板,24a:上加熱板,24b:下加熱板,24h:ヒーター,24s:温度センサ,25:冷却板,25a:上冷却板,25b:下冷却板,26:第一ローラー,27:第二ローラー,28:第二加熱板,28a:上第二加熱板,28b:下第二加熱板,29:ロレット部,29a:上ロレット,29b:下ロレット,30a:上耐熱ベルト,30b:下耐熱ベルト,31a:第一チェーン,31b:第二チェーン,31c:第三チェーン,31d:第四チェーン,32:ユニバーサルジョイント,33a:上小プーリー,33b:下小プーリー,33c:Vベルトプーリー,34a,34b:Vベルト,35:固定機構,36:固定ブロック,37:スライドブロック,37a:連結ネジ,38:スライドネジ,38a:回転掛止具,39:捻りコイルスプリング,R1:上シール機構,R2:下シール機構,S:スリット,RT:回転機構,H1〜4:第一〜第四ヒーター,S1、2:第一、第二センサ,CA:中継ターミナル,CB:温度制御ユニット,CA1,2:第一、第二中継ターミナル,CB1,2:第一、第二温度制御ユニット,60:脱気ユニット,61:脱気ノズル,61a:脱気溝,61b:平坦面,62:支持アングル,62a:ボルト,62b:長孔,63:誘導アングル,63a:下挟持部,63b:垂直部,63c:吸引孔,64:連結ブロック,65:ガイド部材,65a:平坦部,65b:垂直部,66:上ガイド,66a:上挟持部,68:副脱気管,71:脱気ボックス,71a:仕切り板,71b:取り出し口,72:接続筒,73:取付金具,73a:長孔,74:下挟持部,74a:水平部,74b:垂直部,75:上挟持部,75a:第一接当部,75b:第二接当部,75c:吸気口,75d:傾斜部,75e:導入部,76:ガイド部,100:袋,101:シール部,A:調整機構,D:副脱気路,P:位置決め部
Claims (7)
- 一対のプーリーの間にベルトを掛けわたすと共に加熱板を配設したシール機構を上下一対対向させて設け、駆動回転する一対のベルト間に対象物を挟み込んで前記加熱板を通過させる熱シール装置であって、
前記各シール機構における前記加熱板に対する流れ方向上手側に第二加熱板を設け、第二加熱板用の副ヒーターを前記加熱板用の主ヒーターよりも低出力とすると共に、この主ヒーターをモニタリングする熱センサを前記加熱板側に設け、前記熱センサによりモニタリングされた前記主ヒーターの温度に基づいて前記主ヒーター及び前記副ヒーターへの電力の供給を制御する温度制御ユニットを備えた熱シール装置。 - 前記第二加熱板の熱容量を前記加熱板の熱容量よりも小さく設定した請求項1記載の熱シール装置。
- 前記熱センサを下側の前記加熱板側にのみ設けた請求項1又は2記載の熱シール装置。
- 前記熱センサを前記加熱板の上下加熱板側にそれぞれ設けると共に、前記温度制御ユニットを上下各前記シール機構にそれぞれ独立させて一対設け、前記加熱板及び第二加熱板を上下独立させて温度制御する請求項1又は2記載の熱シール装置。
- シール対象物内部の空気を吸い出す脱気ユニットを設け、この脱気ユニットのうち前記シール対象物の先端が接当する位置決め部のテープ幅方向に対する位置を調整可能な調整機構を設けた請求項1〜4のいずれかに記載の熱シール装置。
- 前記脱気ユニットが前記プーリーのうち一対の前プーリーのさらに前方に設けられ、前記脱気ユニットのうち前記シール対象物を上下から挟む挟持部を前記一対の前プーリー間に近接させるように設け、これら挟持部のうち、下挟持部を上挟持部よりも前記テープ幅方向手前側に突出させた請求項5記載の熱シール装置。
- 前記挟持部から空気を脱気する副脱気路を設けた請求項6記載の熱シール装置。
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JPH0356172U (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-30 |
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