JP4945272B2 - 加熱封止装置、および真空包装機 - Google Patents

Description

本発明は、被包装物を収納した状態で、包装袋の開口部を挟んで熱溶着により封止する加熱封止装置、および該加熱封止装置を備えた真空包装機に関する。

従来より、食品等の被包装物を樹脂フィルム製などの包装袋内に収納した状態で、包装袋の開口部を熱溶着により封止する真空包装機が知られている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の発明は、チャンバ内を真空ポンプで減圧するとともに、チャンバ内にセットされた包装袋の開口部から不活性ガスを充填して、ヒータを設けた上ヒータブロックと下ヒータブロックとで包装袋の開口部を圧接しながら熱溶着して封止する加熱封止装置を備えている。
特開２００２−１９７２３号公報

しかし、従来の真空包装機では、図９に示すように、下ヒータブロック８４ｂの圧接部に設けたヒータ８２ｂには、下チャンバ８３側からピン状の導電中継部材８５を介してヒータ８２ｂを通電させるためのハーネス８６、８７を上方へ向けて引き回し、上ヒータブロック８４ａの圧接部に設けたヒータ８２ａには、図面には示していないが、上チャンバ側からヒータ８２ａを通電させるためのハーネス８８を下方へ向けて引き回していた。下ヒータブロック８４ｂは上下動し、又、上チャンバは開閉移動するので、ハーネス８７、８８の長さに余裕を持たせる必要があり、引き回し処理の調整が煩雑であり、また、美観を損ね、清掃性やメンテナンス性に劣るという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータに通電するためのハーネスの引き回し処理が簡潔で、美観に優れ、清掃性やメンテナンス性を向上させることができる加熱封止装置、およびこれを備えた真空包装機を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接し、各ヒータブロックに設けられたヒータに通電して熱溶着により封止する加熱封止装置において、
下ヒータブロックを支持する支持軸の少なくとも一部を導電体で構成し、該導電体の下部側に電源供給側配線を接続し、
下ヒータブロック側に導電接触部材を設け、
該導電接触部材と前記導電体とを電気的に導通するとともに、導電体と下ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
上ヒータブロック側に、上下のヒータブロックが近接すると前記導電接触部材に接触する接触通電部材を設け、
該接触通電部材と上ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
前記導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方を、他方に向けて付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする加熱封止装置である。

請求項２に記載のものは、下ヒータブロックの両端部に一対の導電接触部材を設けるとともに、上ヒータブロックの両端部に一対の接触通電部材を設け、
各対の導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方に付勢部材を設け、
下ヒータブロックのヒータと上ヒータブロックのヒータとが並列回路で導通することを特徴とする請求項１に記載の加熱封止装置である。

請求項３に記載のものは、包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接する以前に前記導電接触部材と接触導通部材とが接触するように当該両部材を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱封止装置である。

請求項４に記載のものは、包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接し、各ヒータブロックに設けられたヒータに通電して熱溶着により封止する加熱封止装置を備え、包装領域に被包装物を収納した包装袋を載せて、前記包装領域を覆うチャンバ内を減圧しながら前記加熱封止装置により包装袋の開口部を熱封止する真空包装機において、
前記加熱封止装置は、
下ヒータブロックを支持する支持軸の少なくとも一部を導電体で構成し、該導電体の下部側に電源供給側配線を接続し、
下ヒータブロック側に導電接触部材を設け、
該導電接触部材と前記導電体とを電気的に導通するとともに、導電体と下ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
上ヒータブロック側に、上下のヒータブロックが近接すると前記導電接触部材に接触する接触通電部材を設け、
該接触通電部材と上ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
前記導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方を、他方に向けて付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする真空包装機である。

請求項５に記載のものは、下ヒータブロックの両端部に一対の導電接触部材を設けるとともに、上ヒータブロックの両端部に一対の接触通電部材を設け、
各対の導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方に付勢部材を設け、
下ヒータブロックのヒータと上ヒータブロックのヒータとが並列回路で導通することを特徴とする請求項４に記載の真空包装機である。

請求項１および請求項４に記載の発明によれば、包装袋の開口部の熱溶着に際して、上下のヒータブロックが近接すると導電接触部材が接触通電部材に接触し、付勢部材が導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方を他方に向けて付勢するので、支持軸の導電体を介して下ヒータブロックのヒータに通電されるとともに、導電体、導電接触部材および接触導通部材を介して上ヒータブロックのヒータにも通電される。したがって、ヒータに通電するための従来の長いハーネスの引き回し処理が不要で、美観に優れ、清掃性やメンテナンス性を向上させることができる。

請求項２および請求項５に記載の発明によれば、各ヒータの端部は上下のヒータブロックの両端部に位置するので、下ヒータブロックの両端部に一対の導電接触部材を設けるとともに、上ヒータブロックの両端部に一対の接触通電部材を設ければ、下ヒータブロックのヒータと上ヒータブロックのヒータとを並列回路で導通させることができ、各ヒータブロックにおける導通構造も簡単になる。

請求項３に記載の発明によれば、包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接する以前に前記導電接触部材と接触導通部材とが接触するので、包装袋の開口部を圧接する前にヒータに通電して発熱させることができ、効率の良い加熱封止を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は真空包装機１の右側面図、図２は真空包装機１の右側面から見た分解図、図３は真空包装機１の正面から見た分解図である。また、図４は加熱封止装置の初期状態の左半正面図、図５は加熱封止装置の左半部の要部拡大図、図６はヒータブロックの平面図および側面図、図７はヒータブロックの基本的構造の模式図である。

図１から図３に示すように、本実施形態の真空包装機１は、筐体２の上部にチャンバ３を設け、該チャンバ３の内部に、包装袋の開口部を封止する加熱封止装置４を設け、チャンバ３の下方に位置する筐体２内に真空ポンプ７、減圧用電磁弁、シリンダ用電磁弁、大気開放弁、電源トランスおよび制御装置（図示せず）などの内部機構を設け、チャンバ３の開放側に位置する筐体２の正面に操作パネル９を設けてある。

チャンバ３は、金属製プレート状の下チャンバ３ａと、透明樹脂製ドーム状の上チャンバ３ｂとからなる耐圧容器であり、後端部分に配設したヒンジ機構１０により上チャンバ３ｂが上下方向に回動して開閉可能であって、上チャンバ３ｂと下チャンバ３ａとの当接部分に、具体的には上チャンバ３ｂの下開口縁の全周に形成した溝内に樹脂製のシール材１１を一部下開口縁から突出した状態で設け（図１参照）、このシール材１１により、上チャンバ３ｂを閉じた状態でチャンバ３内の気密性を維持できるように構成してある。下チャンバ３ａ内が被包装物を収納した包装袋を載せる包装領域５となり、この包装領域５の開放側端部（前部）の加熱封止装置４の下方には、吸引口５６を開口してあり、真空ポンプ７の吸引系と気密接続されている。また、筺体２の左右の側面に下端を軸着したロック具１２を設けてあり、真空包装機１を使用しないときには、このロック具１２を上チャンバ３ｂの側面の係止部に係止することにより、上チャンバ３ｂを閉じた状態でロックすることができる。

図１、図４から図６に示すように、加熱封止装置４は、左右２本の支持軸３０を包装領域５の開放側端部（前部）の幅方向に沿って起立し、該支持軸３０の上端に下ヒータブロック４ｂを固定し、上チャンバ３ｂの天部に下ヒータブロック４ｂに対向する状態で上ヒータブロック４ａを設けてあり、各ヒータブロック４ａ、４ｂは包装領域５の幅方向に横長な角材状のブロックとして構成されている。下ヒータブロック４ｂを支持する左右２本の支持軸３０は下チャンバ３ａを貫通し、その途中部分が環状シール部３３によりシールされ、その下端が筺体２内に設けた昇降シリンダに接続されている。支持軸３０の下部には鍔部３５を設けてあり、該鍔部３５と下チャンバ３ａとの間の空間部に位置する支持軸３０の外周に付勢部材としてコイルバネ３６を装着して、常時、支持軸３０を下降させる方向に付勢している。したがって、昇降シリンダを伸張させると、このコイルバネ３６を圧縮しながら支持軸３０が上昇し、その上端に固定された下ヒータブロック４ｂが上昇するように成っている。下ヒータブロック４ｂおよび上ヒータブロック４ａの圧接面には板状のゴム部材を介して線状あるいは細い帯状（リボン状）のヒータ３２ａ、３２ｂが幅方向に沿って配してある。下ヒータブロック４ｂは、通常時は下降した状態で停止しているが、上チャンバ３ｂを閉じて所定の真空度に達すると、昇降シリンダに接続された支持軸３０が下ヒータブロック４ｂを上昇させて上ヒータブロック４ａ側に押圧し、この押圧状態で上下のヒータ３２ａ、３２ｂに通電して発熱させると、包装袋の開口部を熱溶着により封止することができる。

図７に示すように、下ヒータブロック４ｂおよび上ヒータブロック４ａの本体は略台形板状を呈するアルミニウム製のブロック６１により構成してあり、このブロック６１の圧接面にはそれぞれフェノール樹脂等の樹脂板（ベーク板）６２を介してシリコンゴム６３を装着し、このシリコンゴム６３上にヒータ３２ａ、３２ｂを貼設するとともに、該ヒータ３２ａ、３２ｂを絶縁布６５で覆っており、この絶縁布６５を介して、包装袋の上下のフィルムにヒータ３２ａ、３２ｂの熱を伝達する。そして、上ヒータブロック４ａの一端部には、必要に応じてヒータ３２ａに接触する状態で温度センサ６６を配設し、ヒータ３２ａの温度を検出できるように構成されている。

図４から図６に示すように、下ヒータブロック４ｂを支持する支持軸３０の少なくとも一部は導電体で構成してあり、例えば、支持軸３０の中心軸となる本体を導電体で形成し、ショートを防止するため、本体の外周部に樹脂等の絶縁体を被覆してある。そして、導電体で形成された支持軸３０の本体の下部側には、電源供給側配線４０を電気的に接続してある。各支持軸３０の上端は、下ヒータブロック４ｂの下部の左右２箇所に形成された筒体状の嵌合部４１内に挿入嵌合され、支持軸３０の上端の導電体は上記嵌合部４１の上端から露出している。下ヒータブロック４ｂの圧接面に装着された帯状のヒータ３２ｂの端部には屈曲した導電板３８が接続され、この導電板３８を下ヒータブロック４ｂの端部から支持軸３０側へと延出して、その延出端を支持軸３０の上端の導電体に電気的に接続している。このように下ヒータブロック４ｂの圧接面に装着されたヒータ３２ｂの両端部が導電板３８により左右の支持軸３０側へとそれぞれ引き回されて、支持軸３０の上端の導電体と接触し、各支持軸３０の下部にそれぞれ電源供給側配線４０を接続しているので、下ヒータブロック４ｂのヒータ３２ｂに通電する閉回路が形成される。

また、下ヒータブロック４ｂの両端部には、上ヒータブロック４ａの端部に臨んだ導電接触部材４５を設けてあり、この導電接触部材４５は、導線４６を介して上記導電板３８と電気的に接続されている。本実施形態では、導電接触部材４５は導電性を有する基部に対して進退可能な接触ピンにより構成され、この導電接触部材（以下、接触ピン４５と記す）の中間部の外周に付勢部材としてコイルバネ４７を装着して、常時、接触ピン４５の基部から先端側を上ヒータブロック４ａの端部側へ向けて突出する方向に付勢している。接触ピン４５の先端部は円柱状を呈しており、下ヒータブロック４ｂの圧接面よりも上方へ突設して配置し、その先端面はスパークを防止するために波型に粗面化してある。上述したように、この接触ピン４５の下端部に上記導線４６を接続してあり、導線４６および上記導電板３８を介して支持軸３０の導電体と電気的に導通している。

さらに、上ヒータブロック４ａの両端部には、支持軸３０により下ヒータブロック４ｂを上昇させて上下のヒータブロック４ａ、４ｂが近接すると、上記接触ピン４５の先端面と接触する接触通電部材５０を設けている。本実施形態では、接触通電部材５０は導電性を有する直方体状の導電ブロックにより形成され、導電ブロック５０は上ヒータブロック４ａの両端部から長手方向へ延長した位置から若干オフセットした位置に配置されており、上記接触ピン４５の先端面に導電ブロック５０の接触面が相対向するように配置されている。上ヒータブロック４ａの圧接面に装着された帯状のヒータ３２ａの両端部は、該ヒータ３２ａを貼設するため、上ヒータブロック４ａの両端上部の傾斜部へと巻き込んでビス５５により止着されており、上記導電ブロック５０は、導線５１を介して、該ヒータ３２ａの端部と電気的に接続してある。したがって、支持軸３０により下ヒータブロック４ｂを上昇させて上下のヒータブロック４ａ、４ｂが近接すると、上下のヒータブロック４ａ、４ｂが包装袋の開口部を挟持する前に上記接触ピン４５の先端面が導電ブロック５０の接触面に接触し、コイルバネ４７を圧縮しながら押圧され、接触ピン４５と導電ブロック５０とが安定した状態で電気的に導通する。すなわち、下ヒータブロック４ｂの両端部に一対の接触ピン４５を設けるとともに、上ヒータブロック４ａの両端部に一対の導電ブロック５０を設けて、左右の接触ピン４５と導電ブロック５０とがそれぞれ電気的に導通することにより、上ヒータブロック４ａのヒータ３２ａに通電する閉回路が形成され、上記導電板３８を介して、下ヒータブロック４ｂのヒータ３２ｂと上ヒータブロック４ａのヒータ３２ａとが並列回路で導通することになり、各ヒータブロック４ａ、４ｂにおける導通構造も簡単になる。

なお、本実施形態では、下ヒータブロック４ｂに導電接触部材４５を設け、上ヒータブロック４ａに接触導通部材５０を設けて、付勢部材４７により導電接触部材４５を接触導通部材５０に向けて付勢することで導通の安定化を図れる構成としたが、これに限るものではなく、付勢部材４７は、導電接触部材４５と接触導通部材５０の少なくとも一方を、他方に向けて付勢するように設けてあればよい。そして、前記導通の安定化のためには、下ヒータブロック４ｂを上昇して導電接触部材４５を接触導通部材５０に圧接して確実に接点が電気的に導通した後、所定の遅延時間（例えば、０．７秒）が経過した時点で電源供給側配線４０を介して給電するように構成してもよい。このように、給電タイミングを遅らせると、導電接触部材４５が接触導通部材５０に確実に圧接しており、しかも接点がギザギザに加工させているので、スパークを確実に防止することができる。
また、支持軸３０は、昇降シリンダのシリンダロッド自体であってもよい。

また、図１から図３に示すように、本実施形態では、包装袋内に不活性ガスを封入する横Ｕ字状のガスノズル３３を下ヒータブロック４ｂの前面に突設し、下ヒータブロック４ｂ上に包装袋の開口部を載せた状態でガスノズル３３の先端が開口部に向いて、包装袋内に窒素ガス等の不活性ガスを吹き込むことができるようにしてある。そして、このガスノズル３３は、下ヒータブロック４ｂの内部に形成したガス流路の出口に基端を連通し、下ヒータブロック４ｂの下面に開口したガス流路の入口内に、下チャンバ３ａを貫通して立設したガス供給管３４の上端が嵌合するように構成してある。したがって、下ヒータブロック４ｂを支持軸３０に取り付けると、同時にガス供給管３４の上端がガス流路の入口に接続される。

次に、図１から図３、図４および図８を用いて、本実施形態の真空包装機１の操作及び作用について説明する。図８は加熱封止装置の圧接状態の左半正面図である。なお、真空包装機１は、操作パネル９の電源スイッチをオンにすると、真空ポンプ７が作動するが、チャンバ３内を減圧する減圧用電磁弁は閉じたままであり、また、シリンダ用電磁弁も閉じたままである。したがって、初期状態ではチャンバ３内は大気圧であり、下ヒータブロック４ｂは下降した状態で停止している。

被包装物を収納した包装袋を下チャンバ３ａ内の包装領域５上に横たえ、その開口部を下ヒータブロック４ｂ上に載せる。次に、上チャンバ３ｂを手動で閉じ、所定位置まで確実に閉じられると、チャンバ閉状態検出スイッチがオンとなり、このオン信号を受けた制御装置が減圧用電磁弁を開き、チャンバ３内の空気を吸引口５６から吸引し、これによりチャンバ３内を減圧する。

チャンバ３内の気圧が低下すると、包装袋内の気圧も低下する。チャンバ３内が所定の真空度に達すると、図８に示すように、シリンダ用電磁弁が開いて昇降シリンダが支持軸３０を上昇させ、これにより包装袋の開口部が上ヒータブロック４ａと下ヒータブロック４ｂとの間に挟持され、この状態でヒータ３２ａ、３２ｂに通電されて発熱すると、この熱により包装袋の開口部が熱溶着されて封止される。

この包装袋の開口部の熱溶着に際して、包装袋の開口部が上ヒータブロック４ａと下ヒータブロック４ｂとの間に挟持される直前において、下ヒータブロック４ｂが上ヒータブロック４ａに近接すると、下ヒータブロック４ｂの両端部に配設された接触ピン４５が上ヒータブロック４ａの両端部に配設された通電ブロック５０に接触し、コイルバネ４７を圧縮しながら押圧されるので、支持軸３０の導電体と導電板３８を介して下ヒータブロック４ｂのヒータ３２ｂに通電されるとともに、導電体、導電板３８、接触ピン４５および導電ブロック５０を介して上ヒータブロック４ａのヒータ３２ａに通電される。

この様にして包装袋の開口部の熱封止が終了すると、大気開放弁が開き、これにより大気がチャンバ３内に導入されてチャンバ３内が大気圧に戻るとともに下ヒータブロック４ｂが下降する。そして、上チャンバ３ｂを開くと、熱封止（包装）が終了した包装袋を取り出すことができる。
なお、上記の実施形態では導電接触部材と接触通電部材をヒーターブロックから少し外れた位置に配設したが、ヒーターブロックに設けても良い。要するに、ヒーターブロックと一体であればよい。また、平板状の下チャンバ３ａとドーム状の上チャンバ３ｂとによりチャンバ３を構成したが、これに限定されるものではないし、また、材質も実施形態のものに限定されるものではない。

真空包装機の右側面図である。 真空包装機の右側面から見た分解図である。 真空包装機の正面から見た分解図である。 加熱封止装置の初期状態の左半正面図である。 加熱封止装置の左半部の要部拡大図である。 ヒータブロックの平面図および側面図である。 ヒータブロックの基本的構造の模式図である。 加熱封止装置の圧接状態の左半正面図である。 従来の真空包装機の左半正面図である。

符号の説明

１ 真空包装機
２ 筐体
３ チャンバ
３ａ 下チャンバ
３ｂ 上チャンバ
４ 加熱封止装置
４ａ 上ヒータブロック
４ｂ 下ヒータブロック
５ 包装領域
３０ 支持軸
３２ａ、３２ｂ ヒータ
４１ 電源供給側配線
４５ 導電接触部材（接触ピン）
４７ 付勢部材
５０ 接触通電部材

Claims (5)

1. 包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接し、各ヒータブロックに設けられたヒータに通電して熱溶着により封止する加熱封止装置において、
   下ヒータブロックを支持する支持軸の少なくとも一部を導電体で構成し、該導電体の下部側に電源供給側配線を接続し、
   下ヒータブロック側に導電接触部材を設け、
   該導電接触部材と前記導電体とを電気的に導通するとともに、導電体と下ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
   上ヒータブロック側に、上下のヒータブロックが近接すると前記導電接触部材に接触する接触通電部材を設け、
   該接触通電部材と上ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
   前記導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方を、他方に向けて付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする加熱封止装置。
2. 下ヒータブロックの両端部に一対の導電接触部材を設けるとともに、上ヒータブロックの両端部に一対の接触通電部材を設け、
   各対の導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方に付勢部材を設け、
   下ヒータブロックのヒータと上ヒータブロックのヒータとが並列回路で導通することを特徴とする請求項１に記載の加熱封止装置。
3. 包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接する以前に前記導電接触部材と接触導通部材とが接触するように当該両部材を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱封止装置。
4. 包装袋の開口部を上下のヒータブロックで圧接し、各ヒータブロックに設けられたヒータに通電して熱溶着により封止する加熱封止装置を備え、包装領域に被包装物を収納した包装袋を載せて、前記包装領域を覆うチャンバ内を減圧しながら前記加熱封止装置により包装袋の開口部を熱封止する真空包装機において、
   前記加熱封止装置は、
   下ヒータブロックを支持する支持軸の少なくとも一部を導電体で構成し、該導電体の下部側に電源供給側配線を接続し、
   下ヒータブロック側に導電接触部材を設け、
   該導電接触部材と前記導電体とを電気的に導通するとともに、導電体と下ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
   上ヒータブロック側に、上下のヒータブロックが近接すると前記導電接触部材に接触する接触通電部材を設け、
   該接触通電部材と上ヒータブロックのヒータとを電気的に導通し、
   前記導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方を、他方に向けて付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする真空包装機。
5. 下ヒータブロックの両端部に一対の導電接触部材を設けるとともに、上ヒータブロックの両端部に一対の接触通電部材を設け、
   各対の導電接触部材と接触導通部材の少なくとも一方に付勢部材を設け、
   下ヒータブロックのヒータと上ヒータブロックのヒータとが並列回路で導通することを特徴とする請求項４に記載の真空包装機。

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