(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被シール物のシール部を圧着する圧着部を有する圧着体と、
前記被シール物の前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体とを備え、
前記圧着体の圧着作用工程において、前記シール部を前記圧着部と前記加熱部により挟持することにより、前記シール部のシールを行うように構成したインパルス式ヒートシーラーにおいて、
熱を遮断する断熱体と熱を伝導する熱伝導体とを有し、前記加熱部の背部に対し、前記断熱体または前記熱伝導体を選択して近接配置可能な加熱冷却補助機構を備えたことを特徴とするインパルス式ヒートシーラー。
【請求項２】
前記加熱冷却補助機構は、前記加熱部の背部に外周面が摺接して回転可能な回転体であって、その外周面に前記断熱体と前記熱伝導体とが周方向にそれぞれ埋設されている請求項１に記載のインパルス式ヒートシーラー。
【請求項３】
前記回転体の外周面は、埋設された前記断熱体と前記熱伝導体とで構成され、前記断熱体の周方向の幅は前記加熱部の周方向の幅以上である請求項２に記載のインパルス式ヒートシーラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被シール物のシール部を圧着する圧着部を有する圧着体と、前記被シール物の前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体とを備え、前記圧着体の圧着作用工程において、前記シール部を前記圧着部と前記加熱部により挟持することにより、前記シール部のシールを行うように構成したインパルス式ヒートシーラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるインパルス式ヒートシーラーの従来技術の構成を模式図で示す。図７（ａ）に示すように、インパルス式ヒートシーラーは、被シール物１０２のシール部１０２ａを圧着する圧着体１００と、シール部１０２ａを加熱する加熱体１０１とを備えている。圧着体１００は、シリコンゴム製の圧着部１００ａを備えている。加熱体１０１は、第１絶縁皮膜により形成された加熱部１０１ａと、この第１絶縁皮膜１０１ａの裏面に取付けられたニクロムテープ等のヒーター１０１ｂと、このヒーター１０１ｂの裏面に設けられた第２絶縁皮膜１０１ｃと、支持ブロック１０１ｄとを備えている。
【０００３】
被シール物１０２のシールを行う場合には、圧着体１００を下方向に移動させ圧着部１００ａと加熱部１０１ａによりシール部１０２ａを挟持圧着すると共に、ヒーター１０１ｂに短時間電流を流し、ヒーター１０１ｂを直ちにシール温度に上昇させて被シール物１０２をシールする。そして、シールが完了した後は、加熱体１０１の加熱部１０１ａを冷却するため支持ブロック１０１ｄを介して放熱した後、圧着体１００を上昇させて元の位置に復帰させる。
【０００４】
しかしながら、加熱部１０１ａを放熱させて所望の温度に下げるにはある程度の時間がかかるため、単位時間あたりのシール回数を増やすことが困難である。支持ブロック１０１ｄを内部に冷却水を循環させるなどにより、常時冷却させておく構成も考えられるが、そうすると、加熱部１０１ａを加熱するときの効率が低下し加熱に時間がかかってしまう。
【０００５】
そこで、以下の特許文献１には、加熱体を初期位置から冷却位置へと移動可能にする移動機構を備え、初期位置にて圧着部と加熱部によるシール動作を開始し、冷却位置にて加熱体を冷却体により冷却させるようにしたインパルス式ヒートシーラーが記載されている。この構成によれば、加熱体と冷却体とを別々に設けており、加熱体により与えられる熱が熱伝導により逃げていくことがなくなり加熱時間を短縮することができる。また、加熱体が冷却位置に移動してくるまでは加熱体は冷却させられないから、冷却体は常時冷却させておくことができ、加熱冷却時間の短縮化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５４７６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたインパルス式ヒートシーラーにおいては、冷却のために加熱体を初期位置から冷却位置へと移動させるには、圧着体により加熱体を押圧してさらに下降させる必要があり、移動機構の構造も複雑である。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、加熱冷却時間を短縮して単位時間あたりのシール回数を増やすことのできるインパルス式ヒートシーラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るインパルス式ヒートシーラーは、
被シール物のシール部を圧着する圧着部を有する圧着体と、
前記被シール物の前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体とを備え、
前記圧着体の圧着作用工程において、前記シール部を前記圧着部と前記加熱部により挟持することにより、前記シール部のシールを行うように構成したインパルス式ヒートシーラーにおいて、
熱を遮断する断熱体または熱を伝導する熱伝導体を、前記加熱部の背部に近接配置可能な加熱冷却補助機構を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成による作用効果は次の通りである。被シール物のシール部のシールを行うために、圧着体と加熱体とが設けられており、シール部を圧着体の圧着部と加熱体の加熱部により挟持圧着することにより、シール部を加熱しシールする。本発明に係るインパルス式ヒートシーラーは、熱を遮断する断熱体または熱を伝導する熱伝導体を加熱部の背部に近接配置可能な加熱冷却補助機構を備えている。この構成によれば、加熱部の表面によりシール部を加熱してシールする際には、加熱部の背部に断熱体を配置することで、加熱部の背部から熱が逃げるのを防止することができ、加熱時間を短縮することができる。一方、加熱部による加熱が終了した後には、加熱部の背部に熱伝導体を配置することで、加熱部の背部から熱伝導体に熱を逃がし、加熱部を素早く冷却することができ、冷却時間を短縮することができる。その結果、加熱冷却時間を短縮して単位時間あたりのシール回数を増やすことのできるインパルス式ヒートシーラーを提供することができる。
【００１１】
なお、本発明における断熱体は、熱の伝導を抑える材料から構成されていればよく、その材料は特に限定されない。また、本発明における熱伝導体は、熱を伝導しやすい材料、すなわち熱伝導性のよい材料から構成されていればよく、その材料は特に限定されない。
【００１２】
本発明に係るインパルス式ヒートシーラーにおいて、前記加熱冷却補助機構は、前記加熱部の背部に外周面が摺接して回転可能な回転体であって、その外周面に前記断熱体と前記熱伝導体とが周方向にそれぞれ埋設されていることが好ましい。
【００１３】
加熱冷却補助機構は、加熱部の背部に外周面が摺接して回転することができる回転体であり、回転体の外周面には断熱体と熱伝導体とが周方向にそれぞれ埋設されているので、この回転体を回転させることで、加熱部の背部に断熱体または熱伝導体を容易に選択して近接配置可能であり、加熱冷却時間を短縮して単位時間あたりのシール回数を増やすことができる。
【００１４】
本発明に係るインパルス式ヒートシーラーにおいて、前記回転体の外周面は、埋設された前記断熱体と前記熱伝導体とで構成され、前記断熱体の周方向の幅は前記加熱部の周方向の幅以上であることが好ましい。
【００１５】
回転体の外周面に埋設されている断熱体の周方向の幅は、加熱部の周方向の幅以上なので、加熱部によるシール部の加熱の際には、断熱体は、加熱部の背部から熱が逃げるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ヒートシーラーの構成を示す側断面図
【図２】ヒートシーラーの構成を示す正面図
【図３】ヒートシーラーの主要部の構成を示す図
【図４】ヒートシーラーの作動を説明する図
【図５】別実施形態に係る加熱冷却補助機構の構成を示す側断面図
【図６】別実施形態に係る加熱冷却補助機構の構成を示す側断面図
【図７】従来技術に係るヒートシーラーの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るインパルス式ヒートシーラー（以下、単に「ヒートシーラー」という。）の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ヒートシーラーの構成を示す側断面図である。図２は、正面図である。
【００１８】
＜ヒートシーラーの全体構成＞
ヒートシーラーの本体１は、一体的に結合された上部枠体２と下部枠体３とから構成される。上部枠体２には、トランス４、制御ボックス５、マイクロスイッチ６、圧着レバー７（圧着体に相当する。）が設けられている。圧着レバー７は、左右一対のアーム８が軸９に対して回転自在となるように取付けられている。圧着レバー７の先端部にはシリコンゴム１０が設けられており、被シール物のシール部を圧着する圧着部１０ａとして機能する。
【００１９】
下部枠体３には、冷却ファン１１と電磁石１２とショックアブソーバ１３とが設けられている。電磁石１２は、可動鉄心１４と、電磁コイル１５と、継鉄１６とを備えている。下部枠体３の下面部には脚部１７が設けられている。電磁石１２は、上下一対のカバー部材１８，１９によりカバーされると共に、支持台板２０を介して下部枠体３に対して取付けられている。
【００２０】
可動鉄心１４は、継鉄１６の内径部に沿って矢印Ａ方向に摺動可能に構成されおり、先端面１４ａがショックアブソーバ１３の作用部１３ａに当接可能に構成されている。また、下部枠体３の上面部には、ダイヤフラム２１がネジ２２により取付けられ、このダイヤフラム２１が可動鉄心１４のフランジ部１４ｂに連結されている。また、ネジ２２は、支持台板２０を下部枠体３に対して連結させる機能も有している。
【００２１】
圧着レバー７の横幅方向の中央位置にショックアブソーバ１３付きの電磁石１２が設けられている。また、同じく圧着レバー７の中央位置には、作動ロッド２３が摺動可能なように嵌挿されている。作動ロッド２３に外嵌した弾性部材２４が、同じく作動ロッド２３に外嵌した押え板２５と圧着レバー７とで挟持されている。作動ロッド２３の上端部に螺合されている圧着力調整つまみ２６の回転操作により、弾性部材２４に対する作動ロッド２３の上下位置を細密に変更できるようになっている。圧着レバー７は、不図示の機構により、図１の初期位置よりも上方向に移動しないようになっている。
【００２２】
作動ロッド２３と可動鉄心１４とは、２箇所のリンクピン２８，２９により、リンクレバー２７を介して連結されている。これにより、可動鉄心１４の直線運動がスムーズに圧着レバー７の回転運動に変換されるようになっている。また、作動ロッド２３とリンクレバー２７の周りに、圧着レバー７の復帰用の圧縮コイルスプリング３０が、上部枠体２と圧着レバー７との間に配置されている。
【００２３】
さらに、下部枠体３には、加熱体３１と加熱冷却補助機構４０とが取付けられている。加熱体３１は、シリコンゴム１０の圧着部１０ａに対向配置される加熱部３１ａを備えており、そのために加熱体３１にはヒーターとして機能するニクロムテープ（帯状のニクロム線）等が備えられている。加熱体３１と加熱冷却補助機構４０についての詳細は後述する。
【００２４】
圧着レバー７が作動して圧着部１０ａが加熱部３１ａに到達すると、不図示のスイッチ操作機構によりマイクロスイッチ６をオンにし、ニクロムテープに通電を行う。これにより、圧着部１０ａと加熱部３１ａとで挟持された被シール物Ｆのシール部Ｆａを溶融しシールする。制御ボックス５に対応した位置には、電源スイッチ３２とサイクルタイム調整つまみ３３が設けられている。制御ボックス５には、ニクロムテープへの通電時間や、電磁コイル１５への励磁時間の調整機構も設けられている。
【００２５】
電磁コイル１５に通電すると、可動鉄心１４が吸引され、リンクレバー２７と作動ロッド２３を介して圧着レバー７を圧縮コイルスプリング３０の付勢力に抗して図１の反時計方向に回転させる。これにより、被シール物Ｆのシールを行うことができる。なお、手動で圧着レバー７を操作することもできる。
【００２６】
＜主要部分の構成＞
図３は、加熱体３１及び加熱冷却補助機構４０の構成を示す側断面図である。加熱体３１は、支持基体３４と、支持基体３４の頭頂部に設けられるヒーター３５と、ヒーター３５を覆うように設けられる絶縁皮膜３６とを備えている。ヒーター３５は、支持基体３４の頭頂部に左右から固定されている。絶縁皮膜３６は、フッ素樹脂シートなどで構成されており、樹脂製の被シール物Ｆの融着片が付着しにくく、たとえ付着したとしてもはがれ易いようになっている。
【００２７】
本実施形態では、加熱冷却補助機構４０として、支持基体３４に回転体４１が内蔵されている例を示す。回転体４１は、回転軸４２の周りを回転可能であり、不図示のステッピングモーターなどにより回転角を制御することができる。回転軸４２の両端は支持基体３４に支持されている。
【００２８】
回転体４１は、その外周面がヒーター３５の裏面に摺接するように設けられている。回転体４１の外周面は、断熱体４１ａと熱伝導体４１ｂとで構成されている。回転体４１の外周面は、研磨された平滑面となっており、断熱体４１ａと熱伝導体４１ｂとの継ぎ目も滑らかに仕上げられている。これにより、回転体４１を回転させる際にも、ヒーター３５の裏面に引っかかることなくスムーズに回転可能である。なお、ヒーター３５の裏面と回転体４１との間に銅などで形成された緩衝材を設けることもできる。
【００２９】
断熱体４１ａの材料としては、耐火レンガなどが例示されるが、その他の断熱性能の高い材料を用いることもできる。また、熱伝導体４１ｂの材料としては、銅、銅合金、真鍮などが例示されるが、その他の熱伝導率の高い材料を用いることもできる。断熱体４１ａの周方向の幅は、ヒーター３５の周方向の幅以上となっている。
【００３０】
回転体４１の周囲は、支持基体３４から延設された多数のフィン３７で包囲されている。このようなフィン３７を備えることで、ヒーター３５から熱伝導体４１ｂへ伝わった熱を、さらにフィン３７へと伝え、外部へ逃がすことができる。
【００３１】
＜作動説明＞
次に、本実施形態に係るヒートシーラーを作動させて被シール物をシールする場合の作動を図４により説明する。
【００３２】
図４（ａ）はシール開始前の状態を示す。シール開始前には、回転体４１は、断熱体４１ａがヒーター３５の裏面に配置されるように固定されている。
【００３３】
まず、被シール物であるフィルムＦのシール部Ｆａを圧着部１０ａと加熱部３１ａとの間に挿入する。そして、不図示の始動スイッチを操作することにより、電磁コイル１５に通電し可動鉄心１４を図１の矢印Ａ方向に移動させる。これにより、圧着レバー７を軸９中心に反時計方向に回転させる。
【００３４】
圧着レバー７の圧着部１０ａと加熱部３１ａによりフィルムＦを挟持圧着するまでの圧着レバー７の空走距離は、図１に符号Ｌ１で示される。フィルムＦの圧着開始と同時又はほぼ同時に、マイクロスイッチ６がＯＮとなり、ヒーター３５を加熱する（図４（ｂ）参照）。さらに、圧着開始と同時又はほぼ同時にショックアブソーバ１３が作動し始める。これにより、圧着作用開始時における衝撃を吸収し、スムーズな圧着作用を実現する。ヒーター３５の加熱により加熱部３１ａの温度は徐々に上昇し、シール部Ｆａを熱溶着することでシール部Ｆａがシールされる。
【００３５】
このとき、ヒーター３５の裏面に断熱体４１ａが配置されているので、ヒーター３５から発生する熱は、ヒーター３５の裏面から逃げることなく、ヒーター３５の表面、すなわち加熱部３１ａの表面からシール部Ｆａに適切に伝わる。これにより、シール部Ｆａのシール完了までの加熱時間が短くなる。
【００３６】
加熱部３１ａによる所定の加熱時間が経過すると、ヒーター３５はＯＦＦとなる。ヒーター３５がＯＦＦとなると同時又はほぼ同時に、図４（ｃ）に示すように、熱伝導体４１ｂがヒーター３５の裏面に配置されるように回転体４１が回転する。これにより、ヒーター３５の裏面から熱伝導体４１ｂに熱を逃がし、加熱部３１ａを素早く冷却することができ、冷却時間を短縮することができる。なお、図４（ｃ）では、図４（ｂ）の状態から回転体４１が１８０度回転し、断熱体４１ａが下方に配置されるようにしているが、回転体４１は必ずしも１８０度回転する必要は無く、断熱体４１ａがヒーター３５の裏面から離れるような角度だけ回転すればよい。
【００３７】
この状態で加熱部３１ａを所定時間冷却させ、電磁コイル１５への通電をＯＦＦにする。圧着レバー７は、圧縮コイルスプリング３０の付勢力により、図４（ａ）の位置に復帰する。また、回転体４１も、次回のシールに備えて、断熱体４１ａがヒーター３５の裏面に配置されるように回転する。
【００３８】
＜別実施形態＞
本実施形態では、加熱冷却補助機構４０として、支持基体３４に回転体４１が内蔵されている例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、断熱体４１ａと熱伝導体４１ｂを水平方向に移動させて、ヒーター３５の裏面に断熱体４１ａ又は熱伝導体４１ｂを近接配置可能な構成にしてもよい。図５の例では、下方に大きな熱伝導体４１ｂを設け、ヒーター３５の熱をより放熱しやすくしている。
【００３９】
また、本実施形態では、回転体４１の断面は、円形状としているが、これに限定されない。回転体４１の断面は、図６に示すような扇形状であってもよく、図６の左側が加熱時、右側が冷却時の回転体４１の位置を示している。
【００４０】
被シール物としては特定の形態のものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
７    圧着レバー（圧着体）
１０    シリコンゴム
１０ａ  圧着部
３１    加熱体
３１ａ  加熱部
３５    ヒーター
４０    加熱冷却補助機構
４１    回転体
４１ａ  断熱体
４１ｂ  熱伝導体
４２    回転軸
Ｆ      フィルム（被シール物）
Ｆａ    シール部
【図１】
0005416512.tif 000002
【図２】
0005416512.tif 000003
【図３】
0005416512.tif 000004
【図４】
0005416512.tif 000005
【図５】
0005416512.tif 000006
【図６】
0005416512.tif 000007
【図７】
0005416512.tif 000008