JPH0759417B2 - ヒートシール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱融着可能な包装体の被封緘部を挟持する一
対の挟持部と、これら両挟持部を挟持姿勢と挟持解除姿
勢とに切り替える切替機構とを備え、かつ、前記両挟持
部の挟持面の少なくとも一方に、前記包装体の被封緘部
を熱融着するヒータを設けてあるヒートシール装置に関
する。

〔従来の技術〕

この種のヒートシール装置としては、従来より、次の
［１］，［２］のものが知られていた。

［１］両挟持部夫々を金属板から構成するとともに、こ
れら両挟持部の挟持面のうち、一方の挟持面にヒータを
取り付け、かつ、他方の挟持面に、弾性変形可能な帯状
のシリコーンゴムを取り付けていた（例えば、実公昭62
−45877号公報）。

［２］両挟持部の挟持面のうち、一方の挟持面にヒータ
を取り付け、かつ、他方の挟持面を中空状柱体から構成
して、その中空状柱体を弾性変形自在に構成したもの
（例えば、実開昭56−143023号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記［１］の従来装置による場合は、前
記挟持部や切替機構等の構成部材の製作誤差や組付誤差
によって、前記両挟持部の挟持面の平行度に狂いを生じ
たとき、この狂いを前記シリコーンゴムの弾性変形によ
ってある程度は吸収することができるものの、前記両挟
持部間に挟持された包装体の被封緘部の長手方向での挟
持力に大きな差を生じるこは免れない。

その結果、挟持力の非常に弱い箇所では、ヒータが空気
に触れて赤熱化するため、包装体の被封緘部が広範囲に
わたって必要以上に加熱され、当該包装体の破損を招来
することがある。これとは逆に挟持力の非常に強い箇所
では、ヒータがシリコーンゴム側に深く食い込むため、
ヒータに接触する包装体の被封緘部に大きな引張力が作
用し、包装体の被封緘部が融着されないまま切断される
といったシール不良を招来する問題があった。

また、前記［２］に記載の従来技術によれば、中空状柱
体がかなりの範囲での挟持面の弾性変位を許容するもの
であるため、両挟持面の平行度の狂いを、より一層吸収
し易くなってはいる。しかしながら、この従来構造のも
のにおいても、前記制作誤差や組付誤差による挟持面の
平行度の狂いが中空状の柱体の弾性変形で吸収される構
造であるため、その変形量の差による弾性復元力の強弱
が挟持面上で挟持力の強弱となって生じることになる。

したがって、この中空状柱体を用いた構造のものにおい
ても、前述の包装体の破損やシール不良を充分には解消
し得ないものであった。

そして、特に、前記挟持部が1m以上に及ぶ長尺のもので
ある場合には、一般に、前記切替機構を、前記挟持部の
両端近くに枢支連結された左右一対の流体圧シリンダか
ら構成しているが、この構成のヒートシール装置では、
上述のような製作誤差や組付誤差の発生がない条件下で
も、上述と同様の問題を生じていた。

即ち、前記両流体圧シリンダを伸長作動させると、当該
流体圧シリンダの連結箇所に相当するシリコーンゴムや
中空状柱体が、前記両流体圧シリンダの連結部間の中央
部分のものよりも大きく圧縮変形される傾向があるた
め、換言すれば、長尺の挟持部には必然的に撓みが発生
するため、前記両挟持部間に挟持された包装体の被封緘
部の長手方向での挟持力にバラツキを生じるものであっ
た。

本発明の目的は、前記挟持部の合理的な改造により、製
作誤差や組付誤差に起因して両挟持部の挟持面の平行度
に狂いを生じても、或いは、挟持手段の構造上の理由に
よって前記挟持部に撓みを生じる場合でも、包装体の被
封緘部全体を常に均等な力で挟持して、当該被封緘部を
破損の無い状態で確実に熱融着することができるように
する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は、
熱融着可能な包装体の被封緘部を挟持する一対の挟持部
と、これら両挟持部を挟持姿勢と挟持解除姿勢とに切り
替える切替機構とを備え、かつ、前記両挟持部の挟持面
の少なくとも一方に、前記包装体の被封緘部を熱融着す
るヒータを設けてあるヒートシール装置において、前記
両挟持部の少なくとも一方が可撓性中空体から構成され
ているとともに、前記可撓性中空体は、長手方向の中間
部に圧力流体の封入空間を備え、挟持方向で圧縮変形可
能に構成されている、ということである。

〔作 用〕

上記技術手段を講じたことによる作用は次の通りであ
る。

すなわち、前記両挟持部を挟持状態に切り替えた状態で
は、一方の挟持部を構成する可撓性中空体と他方の挟持
部とが、又は、前記両挟持部を構成する可撓性中空体同
士が、前記可撓性中空体内に封入された流体によって圧
接される。このときの圧力はパスカルの原理によって封
入流体の全てに均等に伝播されるから、前記両挟持部の
挟持面の平行度の如何にかかわらず、また、挟持手段の
構造上の理由によって前記挟持部が撓んでも、これら両
挟持部の長手方向での挟持力を均等に維持することがで
きる。

〔発明の効果〕

従って、上述の如く、前記両挟持部の少なくとも一方を
圧力流体封入空間を備えた可撓性中空体から構成するだ
けの簡単かつ経済的な改造をもって、従来のように、製
作誤差や組付誤差等に起因して両挟持部の挟持面の平行
度に狂いを生じても、或いは、挟持手段の構造上の理由
から前記挟持部に撓みを生じる場合でも、包装体の被封
緘部全体を常に均等な力で教示することができ、当該被
封緘部を破損等の無い状態で確実に熱融着することがで
きるようになった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図乃至第３図に示すように、正面視ほぼ門の字状
で、かつ、側面視ほぼ逆Ｔの字状に構成されたベースフ
レーム（１）に、正面視ほぼ門の字状に構成された可動
フレーム（２）を昇降自在に組付けてある。

前記ベースフレーム（１）の横フレーム部（1A）と、前
記可動フレーム（２）の横フレーム部（2A）との相対向
面に、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱溶着可能な
袋状の包装体（３）の被封緘部（3a）を挟み込む一対の
挟持部（４），（５）を構成してある。

これら両挟持部（４），（５）のうち、上部に位置する
挟持部（４）は、前記可動フレーム（２）の構成部材で
ある金属板製の横フレーム部（2A）をもって兼用構成さ
れているとともに、その挟持面（4a）には、前記包装体
（３）の被封緘部（3a）を熱融着するための線状又は帯
状のヒータ（６）が設けられている。

前記ヒータ（６）は、テフロン等の耐熱性シート（７）
にて被覆されている。

また、下方に位置するベースフレーム（１）側の挟持部
（５）は、次の如く構成されている。

即ち、第１図及び第４図に示すように、金属製の台座
（5A）に、上方に向かって開口するＵの字状の溝（5B）
を形成し、この台座（5A）のＵ字状溝（5B）内に、流体
の一例である圧力空気の封入空間（Ｓ）を備えた弾性変
形可能な耐熱性に優れたシリコーンチューブ製の可撓性
中空体（5C）を配設してある。

前記可撓性中空体（5C）の両端に気密状態で嵌着される
栓部材（5D），（5E）のうち、一方の栓部材（5D）に、
空気ポンプ（Ｐ）からの圧力空気（例えば、1.0〜2.0kg
/cm²）を前記封入空間（Ｓ）内に供給するための給気通
路（5d）を形成するとともに、他方の栓部材（5E）に
は、前記封入空間（Ｓ）内に供給された圧力空気を外気
に排出するための排気通路（5e）を形成し、更に、前記
排気通路（5e）に接続された排気管（5F）に電磁バルブ
（5G）を設けてある。

また、前記ベースフレーム（１）側には、第２図に示す
ように、前記両挟持部（４），（５）を挟持姿勢と挟持
解除姿勢とに切り替える切替手段（Ａ）が設けられてい
て、これは次の如く構成されている。

前記ベースフレーム（１）の横フレーム部（1A）の両端
に設けたブラケット（８），（８）と、前記可動フレー
ム（２）の縦フレーム部（2B），（2B）の下端に設けた
ブラケット（９），（９）とにわたって夫々くの字状の
腰折れリンク（10A），（10B）を設けるとともに、前記
横フレーム部（1A）の左右方向の中央部には、ギャ（11
A），（11B）を介して連動された一対の揺動フレーム
（12A），（12B）を取り付けてある。

これら揺動アーム（12A），（12B）の前記腰折れリンク
（10A），（10B）との対応するもの同士を夫々ロッド
（13A），（13B）にて連動連結するとともに、一方の揺
動アーム（12B）と前記横フレーム部（1A）に固着した
ブラケット（14）とに渡って空気圧シリンダ（15）を架
設してある。

そして、前記空気圧シリンダ（15）を収縮作動させる
と、前記揺動アーム（12A），（12B）、ギャ（11A），
（11B）、ロッド（13A），（13B）が第２図に示す実線
の矢印方向に作動して、前記一対の腰折れリンク（10
A），（10B）が共に一直線状態にまで伸展作動し、前記
可動フレーム（２）が下降して両挟持部（４），（５）
が挟持姿勢に切り替えられる。

また、前記空気圧シリンダ（15）を伸長作動させると、
前記揺動アーム（12A），（12B）、ギャ（11A），（11
B）、ロッド（13A），（13B）が第２図に示す破線の矢
印方向に作動して、前記一対の腰折れリンク（10A），
（10B）が共にくの字状に屈曲し、前記可動フレーム
（２）が上昇して両挟持部（４），（５）が挟持解除姿
勢に切り替えられる。

そして、第４図（イ），（ロ）に示す如く、前記空気圧
シリンダ（15）の収縮作動によって前記両挟持部
（４），（５）が挟持姿勢に切り替えられると、第４図
（ハ）に示すように、前記可撓性中空体（5C）の封入空
間（Ｓ）内に前記空気ポンプ（Ｐ）からの圧力空気が供
給される。この圧力空気の供給によって可撓性中空体
（5C）が膨張し、当該可撓性中空体（5C）が可動フレー
ム（２）側の挟持部（４）の挟持面（4a）に圧接され
る。この時、パスカルの原理によって圧力空気の全てに
均等な力が加わっているから、前記両挟持部（４），
（５）の挟持面（4a），（5a）の平行度の如何にかかわ
らず、また、挟持手段の構造上の理由によって前記挟持
部（４），（５）が撓んでも、これらの両挟持部
（４），（５）の長手方向での全範囲にわたって挟持力
を均等に維持することができるのである。

また、前記両挟持部（４），（５）を挟持姿勢にロック
した状態で前記可撓性中空体（5C）の封入空間（Ｓ）内
に圧力空気を供給するから、ロック時に、前記両挟持部
（４），（５）の挟持面（4a），（5a）間に製作誤差や
組付誤差等に起因する空隙が発生していても、前記可撓
性中空体（5C）の膨張変形によって前記両挟持面（4
a），（5a）全体を均等に圧接することができる。

それ故に、前記挟持部（４），（５）等の製作をラフに
行いながらも、包装体（３）の被封緘部（3a）全体を確
実に挟持することができる実用的な効果がある。

尚、前記可撓性中空体（5C）の封入空間（Ｓ）に対する
圧力空気の供給操作は、前記両挟持部（４），（５）が
挟持姿勢に切り替えられたことの目視的な確認に基づい
て人為的に行ってもよく、また、前記両挟持部（４），
（５）が挟持姿勢に切り替えられたことを検出するセン
サの検出信号に基づいて自動的に行ってもよい。

更に、前記可撓性中空体（5C）の封入空間（Ｓ）に供給
された圧力空気の排出操作も、前記両挟持部（４），
（５）が挟持解除姿勢に切り替えられたことの目視的な
確認に基づいて人為的に行ってもよく、また、前記ヒー
タ（６）による加熱終了信号や両挟持部（４），（５）
の挟持解除信号等に基づいて自動的に行うべく構成して
もよい。

次に、別の実施例について説明する。

［Ｉ］上述の実施例では、前記可撓性中空体（5C）の封
入空間（Ｓ）に圧力空気を供給したが、これに替えて水
や油等の圧力液体を供給してもよい。

［II］上述の実施例では、前記両挟持部（４），（５）
が挟持姿勢に切り替えられる度に可撓性中空体（5C）の
封入空間（Ｓ）に圧力流体を供給すべく構成したが、第
５図に示すように、前記可撓性中空体（5C）の封入空間
（Ｓ）内に常に液体を充填するとともに、前記封入空間
（Ｓ）にアキュムレータ（16）を連通接続して、前記両
挟持部（４），（５）が挟持姿勢に切り替えられたとき
の前記可撓性中空体（5C）の圧縮変形を許容するように
構成してもよい。

［III］更に、第６図に示すように、前記可撓性中空体
（5C）の封入空間（Ｓ）に接続された循環流路（17）中
に、前記封入空間（Ｓ）内に供給された流体を循環流動
させるためのポンプ（P1）と、シール作業に伴って次第
に高温となる流体の保有熱を外気に放出するための熱交
換器（18）とを介在して、当該流体を冷却用流体に利用
してもよい。

この実施例の場合には、前記ヒータ（６）による加熱温
度を検出するセンサ（図示せず）に基づいて、前記加熱
温度が設定温度範囲内に維持されるように前記ポンプ
（P1）を自動的に駆動制御するように構成するとよい。

［IV］上述の実施例では、前記両挟持部（４），（５）
のうち、下方の挟持部（４）のみを、流体の封入空間
（Ｓ）を備えた圧縮変形可能な可撓性中空体（5C）から
構成したが、上方の挟持部（５）のみを上述のような可
撓性中空体（5C）から構成してもよく、また、上下の挟
持部（４），（５）を共に上述のような可撓性中空体
（5C）から構成してもよい。

［Ｖ］また、前記包装体（３）の被封緘部（3a）の複数
箇所を線状又は帯状に熱溶着する場合には、複数本のヒ
ータ（６）を取り付ける必要があるが、この場合、複数
本のヒータ（６）を両挟持部（４），（５）の挟持面
（4a），（5a）に分散して取り付けてもよい。

更に、前記包装体（３）の被封緘部（3a）が厚肉の場合
には、前記挟持部（４），（５）の挟持面（4a），（5
a）に夫々ヒータ（６）を設けるとよい。

［VI］更に、前記可撓性中空体（5C）の封入空間（Ｓ）
を複数の空間に区画形成してもよく、また、当該可撓性
中空体（5C）自体を複数個に分割形成してもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、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】

第１図乃至第４図は本発明に係るヒートシール装置の実
施例を示し、第１図は挟持部の拡大断面図、第２図は全
体の一部切欠正面図、第３図は全体の一部切欠側面図、
第４図（イ）乃至（ハ）は熱融着工程を示す要部の拡大
断面図である。第５図及び第６図は夫々別の実施例を示
す原理図である。 （３）……包装体、（3a）……被封緘部、（４），
（５）……挟持部、（4a），（4b）……挟持面、（5C）
……可撓性中空体、（６）……ヒータ、（Ａ）……切り
替え機構、（Ｓ）……封入空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱融着可能な包装体（３）の被封緘部（3
   a）を挟持する一対の挟持部（４），（５）と、これら
   両挟持部（４），（５）を挟持姿勢と挟持解除姿勢とに
   切り替える切替機構（Ａ）とを備え、かつ、前記両挟持
   部（４），（５）の挟持面（4a），（5a）の少なくとも
   一方に、前記包装体（３）の被封緘部（3a）を熱融着す
   るヒータ（６）を設けてあるヒートシール装置であっ
   て、 前記両挟持部（４），（５）の少なくとも一方が可撓性
   中空体（5C）から構成されているとともに、 前記可撓性中空体（5C）は、長手方向の中間部に圧力流
   体の封入空間（Ｓ）を備え、挟持方向で圧縮変形可能に
   構成されているヒートシール装置。