(57)【要約】【課題】良好なウエブの溶着が行える冷却機能を有するシール装置の提供を目的とする。【解決手段】通電することで高温になる熱線２をヒータブロック１に配し、このヒータブロック１に温度を検出可能な温度検出手段３０および圧縮エアの通過可能な空洞７を配する。また、前記空洞７への圧縮エアの供給および前記熱線２への通電をそれぞれ制御可能な制御手段２０は、前記温度検出手段３０に接続されており、前記ヒータブロック１の検出温度および前記制御手段２０に予め設定された基準温度とを比較してこの比較結果に基づいて圧縮エアの供給を制御する。これにより、前記ヒータブロック１を所定の温度まで冷却できるとともに前記熱線２も同時に冷却できるため、前記熱線２がヒータブロック１の蓄熱温度により過度に高温とならず、ウエブ１１８，１１８を良好に溶着できる特徴がある。【選択図】図１
2013230604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電することで高温になる熱線と、この熱線を備えたヒータブロックと、このヒータブロックの内部に配し圧縮エアの通過可能な空洞と、前記熱線への通電および前記圧縮エアの供給をそれぞれ制御可能な制御手段とからなり、前記熱線を加熱してウエブを熱溶着するとともに加熱された前記ヒータブロックを冷却する冷却機能を有するシール装置において、
温度検出可能な温度検出手段を前記ヒータブロックに配し、この温度検出手段を前記制御手段に接続してなり、前記ヒータブロックの検出温度および前記制御手段に予め設定された基準温度とを比較してこの比較結果に基づき前記圧縮エアの供給を制御することを特徴とする冷却機能を有するシール装置。
【請求項２】
前記熱線の少なくとも片側端部を固定した摺動部材と、この摺動部材および前記ヒータブロックの間に配した圧縮ばねとから構成し、前記摺動部材が前記熱線を引っ張る方向に常時付勢されてなることを特徴とする請求項１に記載の冷却機能を有するシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却機能を有するシール装置に関するものであり、筒状に形成された樹脂材からなるウエブを熱溶着するために利用される冷却機能を有するシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷却装置を有するシール装置は、特許文献１に示すものが公知となっており、図３を用いて以下に説明する。従来の冷却機能を有するシール装置１００は、通電することで高温になる熱線１０２と、この熱線１０２を挟むように配した２枚のテフロン（登録商標）製のシート（以下、テフロンシートという）と、このテフロンシート付き熱線１１２を貼着したヒータブロック１０１とから構成されており、前記熱線１０２を予め設定した加熱条件で加熱して樹脂材からなるウエブ１１８，１１８を熱溶着できる。前記熱線１０２は、その両端が前記ヒータブロック１０１の両側方にそれぞれ固定された絶縁部材１０３，１０３にねじ止めされており、前記ヒータブロック１０１の上面に一直線に延びるように配されている。また、前記ヒータブロック１０１の上面には、凹溝１０６が配設されており、この凹溝１０６には、前記テフロンシート１１０が嵌り込むように配されている。一方、前記ヒータブロック１０１の本体内には、冷却エア発生源（図示せず）から供給された冷却エアを通過可能な空洞１０７が配設されており、この空洞１０７および前記凹溝１０６を連通する吹出穴１０８が前記凹溝１０６の底面に多数配される。これにより、前記冷却エアは、前記空洞１０７、吹出穴１０８、凹溝１０６を順に通過し、加熱された熱線１０２および前記ヒータブロック１０１、テフロンシート１１０，１１１をそれぞれ効率よく冷却する。ところで、熱溶着直後の前記熱線１０２の温度（以下、最高到達温度という）は、通電前の熱線１０２の温度（以下、通電前温度という）が高いと高く、低いと低くなり、この熱線１０２の通電前温度は、通電前のヒータブロック１０１の温度（以下、蓄熱温度という。）が高いと高く、低いと低くなる。つまり、前記ヒータブロック１０１の前記蓄熱温度が２０度および１００度の２つの例であれば、それぞれの熱線１０２の最高到達温度には約８０度の差が生じるため、前記蓄熱温度が低いとウエブ１１８，１１８の溶着が良好に行える一方、前記蓄熱温度が高いと過溶着によるウエブの破れが生じる。つまり、従来の冷却機能を有するシール装置１００は、ウエブ１１８，１１８の溶着作業中に前記ヒータブロック１０１を内部から効果的に冷却できるため、加熱した前記テフロンシート付き熱線１１２を早期に放熱できる特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭62-31379号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の冷却機能を有するシール装置１００は、ウエブ溶着作業前にヒータブロック１０１を冷却しないため、例えば短い間隔での連続運転が行われると、前記ヒータブロック１０１の蓄熱温度が徐々に高温となる。これにより、ある連続運転回数を越えると前記ヒータブロック１０１の高い蓄熱温度によって前記テフロンシート付き熱線１１２の最高到達温度が極めて高くなり、過溶着によるウエブ１１８，１１８の破れが頻発する問題があった。また、熱線１０２は、一般的に加熱されると膨張する特性を有しており熱膨張によって熱線１０２の長さ方向に伸び易く、当初の一直線に配された状態から前記凹溝１０６の幅方向に対して蛇行したり、凹溝１０６から浮き出る等の弛みを生じる。これにより、熱溶着された前記ウエブ１１８，１１８は、見栄えの悪い蛇行した溶着跡になり、溶着し袋詰めした製品の商品価値が無くなる問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、良好なウエブの溶着が行える冷却機能を有するシール装置の提供を目的とする。この目的を達成するために、本発明は、通電することで高温になる熱線と、この熱線を備えたヒータブロックと、このヒータブロックの内部に配し圧縮エアの通過可能な空洞と、前記熱線への通電および前記圧縮エアの供給をそれぞれ制御可能な制御手段とからなり、前記熱線を加熱してウエブを熱溶着するとともに加熱された前記ヒータブロックを冷却する冷却機能を有するシール装置において、温度検出可能な温度検出手段を前記ヒータブロックに配し、この温度検出手段を前記制御手段に接続してなり、前記ヒータブロックの検出温度および前記制御手段に予め設定された基準温度とを比較してこの比較結果に基づき前記圧縮エアの供給を制御することを特徴とする。なお、前記熱線の少なくとも片側端部を固定した摺動部材と、この摺動部材および前記ヒータブロックの間に配した圧縮ばねとから構成し、前記摺動部材が前記熱線を引っ張る方向に常時付勢されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、ウエブ溶着作業開始前に予め設定した温度と前記検出温度を比較するとともにこの検出温度が前記設定温度を上回っていると、圧縮エアを前記ヒータブロック１に供給する。これにより、ウエブ溶着作業開始前からヒータブロック１が早期に冷却されるため、従来のようなウエブ１１８，１１８の破れが生じることなく良好な溶着が行える利点がある。一方、前記検出温度が前記設定温度を下回っていると、圧縮エアをヒータブロック１の内部に送通しないため、圧縮エアの無駄な消費を抑制する利点もある。さらに、本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、前記熱線２の加熱課程において、前記熱線２が熱膨張してその長さ方向に伸びる場合であっても、前記圧縮ばね４１および前記摺動部材４３により熱線２を常時一直線に張った状態に保つため、良好な溶着跡が得られる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係わる一実施例の概略説明図である。
【図２】本発明に係わる別実施例の要部説明図である。
【図３】従来例の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、図１に基づき本発明の一実施例を以下に説明する。本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、通電することで高温になる熱線２と、この熱線２を上面に備えたヒータブロック１と、このヒータブロック１の側面に貼着した温度検出手段３０と、前記熱線１を接続した制御手段２０とから構成される。
【０００９】
前記熱線２は、２枚のテフロン（登録商標）製のシート１０，１１に挟まれるように配されており、前記熱線２への通電が開始されると即座に高温となる一方、通電が停止されると即座に常温となる特性を有する。また、前記熱線２およびシート１０，１１で構成されたテフロンシート付き熱線１２は、前記ヒータブロック１の上面に常時当接しており、その両端は、絶縁性を有する絶縁部材３および後述する摺動手段４０の摺動部材４３にそれぞれねじ止めされている。
【００１０】
前記摺動手段４０は、絶縁性を有する摺動部材４３と、この摺動部材４３に組み込まれたブッシュ４２と、このブッシュ４２に挿通されたシャフト４５と、このシャフト４５の両端を支持するブロック４４と、このブロック４４および前記シャフト４５を固定する止めねじ４６と、前記摺動部材４３および前記ヒータブロック１に当接するように配された圧縮ばね４１とから構成される。また、前記圧縮ばね４１は、前記摺動部材４３を図１の下側に常時付勢しているため、前記熱線２が常時下方に引っ張られる状態になる。これにより、前記熱線２は、加熱によりその全長方向に熱膨張した場合であっても、常時引っ張られた状態に保たれるため弛みを生じない。
【００１１】
前記ヒータブロック１は、放熱性の高いアルミ素材からなり、その内部に断面コ字状の空洞７が配されている。この空洞７は、ヒータブロック１の下面から上面側に延びるように配されたエア供給溝７ａおよびエア排出溝７ｂと、エア供給溝７ａおよびエア排出溝７ｂを連通する連通溝７ｃとから構成される。前記連通溝７ｃは、ヒータブロック１の上面とほぼ平行に形成されており、前記テフロンシート付き熱線１２の近傍に配される。また、前記エア供給溝７ａは、空気圧用２ポート電磁弁（以下、電磁弁という）の排出口２９ｂに配管接続される一方、この電磁弁２９の供給口２９ａは、圧縮された常温のエアを大量に貯留した圧力源に配管接続されている。また、電磁弁２９は、その内部に２つの経路を有しており、電気的な指令を受けることでこれら２つの内部経路を切り換え可能に構成される。この電磁弁２９の内部経路は、前記圧力源から排出される前記エアを遮断する遮断経路と、前記エア供給溝７ａへ供給する供給経路とから構成されており、常時は前記遮断経路が有効となっているため、前記圧力源のエアは前記空洞７に流入しない。
【００１２】
前記温度検出手段３０は、テープ状の熱電対温度センサであり、前記ヒータブロック１の側面に接着されるとともに、前記制御手段２０へ電気的に接続されているため、前記ヒータブロック１の表面温度を検出可能に構成される。
【００１３】
前記制御手段２０は、熱線２への通電が可能な通電部２２と、前記温度検出手段３０からの出力信号に基づきヒータブロック１の表面温度を算出する温度算出部２３と、前記電磁弁２９の前記内部経路の切り換えを可能とする経路切換部２４と、これら通電部２２および温度算出部２３、経路切換部２４にそれぞれ接続された制御部２５と、この制御部２５に接続され溶着作業に係わる各設定値を記憶可能な記憶部２６とから構成される。
【００１４】
前記記憶部２６には、前記熱線２への通電条件および前記ヒータブロック１の内部へのエア送通条件が予め設定され記憶されている。また、前記通電条件は、付与する電流および電圧、通電時間からなる一方、前記エア送通条件は、エアの送通の開始および停止の基準となるヒータブロック１の表面温度（以下、基準温度という）からなる。
【００１５】
前記通電部２２は、前記熱線２と電気的に接続されており、前記通電条件に基づき前記熱線２を加熱制御可能に構成される。
【００１６】
前記温度算出部２３は、前記温度検出手段３０と電気的に接続されており、前記常時前記温度検出手段３０から出力される信号を取り込み、この信号から前記ヒータブロック１の表面温度を算出可能に構成される。
【００１７】
前記経路切替部２４は、前記電磁弁２９と電気的に接続されており、信号を出力して電磁弁２９の内部経路の切り換え可能に構成される。
【００１８】
前記制御部２５は、前記通電部２２および前記温度算出部２３、前記経路切替部２４にそれぞれ接続されており、通電部２２および経路切替部２４にそれぞれ指令を送ることができる一方、温度算出部２３にて算出された温度（ヒータブロック１の表面温度に相当する：以下、検出温度という）を取り込み可能に構成される。また、この制御部２５は、前記検出温度と前記基準温度とを都度比較でき、この比較により前記検出温度が前記基準温度を超えていれば、前記エア送通条件に基づき前記経路切換部２４に前記電磁弁２９の内部経路を供給経路に切り換える旨の信号を送る一方、前記算出温度が前記基準温度以下であれば、前記経路切換部２４に前記電磁弁２９の内部経路を遮断経路に切り換える旨の信号を送るように構成される。これにより、前記経路切換部２４は、前記検出温度が前記基準温度以下に低下するまで前記電磁弁２９へ前記供給経路を有効にするように指令し続け、前記空洞７に前記エアを送通させ前記ヒータブロック１の冷却を可能にする。つまり、ウエブ溶着作業前において、前記検出温度が前記基準温度まで低下していない場合であれば、ヒータブロック１の冷却がウエブ溶着作業前から行われる一方、前記検出温度が前記基準温度まで低下している場合であれば、ヒータブロック１の冷却はウエブ溶着作業前から行われない。
【００１９】
次に、図２に基づき本発明の別の実施例を以下に説明する。図２は、図１と比較すると分かるように摺動部材４３を備えた摺動手段４０が２箇所に対称に配されており、テフロンシート付き熱線１２を両側から引っ張るように構成される。ヒータブロック１は、前記テフロンシート付き熱線１２を配したヒータ部１ａと、前記摺動部材４３，４３の摺動を規制するガイドボルト４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄが取り付けられたブロック部１ｂとからなり、これらヒータ部１ａおよびブロック１ｂが一体に構成されている。また、前記ヒータ部１ａは、その内部にエアの通過経路となる空洞７が配されるとともに、その側面に温度検出手段３０が貼着されてなる。
【００２０】
また、図２の前記摺動部材４３，４３は、図１の摺動部材４３と同様に絶縁性を有しており、前記ガイドボルト４５ｃ，４５ｄ（４５ａ，４５ｂ）を挿通可能な長穴および圧縮ばね４１の片側端部を嵌め込み可能な嵌合穴をそれぞれ備えてなる。また、この摺動部材４３，４３は、前記ガイドボルト４５ａ，４５ｂおよび４５ｃ，４５ｄによって前記長穴方向に規制されつつ摺動自在に構成されており、前記嵌合穴に配された圧縮ばね４１によって図２で表すと左側に常時付勢されてなる。さらに、摺動部材４３，４３には、金属板４７，４７を介して前記熱線２の端部がそれぞれねじ止めされているため、前記テフロンシート付き熱線１２は、前記圧縮ばね４１，４１の付勢力によって常時引っ張られ、前記ヒータブロック１および前記摺動部材４３，４３に支持される。これにより、前記熱線２は、加熱によりその全長方向に熱膨張した場合であっても、その両端が常時引っ張られた状態に保たれて弛みを生じない。
【００２１】
次に、作用について図１および図２に基づき説明する。本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、入電されると前記制御部２５が前記温度算出部２３から前記検出温度を取り込むとともに、この検出温度および前記記憶部２６に記憶された前記基準温度を比較する。前述の比較の結果、前記検出温度が前記基準温度を超えていれば、前記経路切替部２４は、前記制御部２５の指令を受けて前記電磁弁２９の内部経路を前記供給経路に切り換え、前記圧力源に貯留された圧縮エアを前記ヒータブロック１の内部に送り込む。これにより、前記圧縮エアが前記エア供給溝７ａ、前記連通溝７ｃ、エア排出溝７ｂを順に通過するため、蓄熱されたヒータブロック１の温度が低下する。一方、前記検出温度が前記基準温度以下であれば、前記切り換え経路部２４は、前記制御部２５の指令を受けて前記電磁弁２９の内部経路を前記遮断経路に切り換え、前記ヒータブロック１への前記圧縮エアの供給を中止する。上述のように、前記ヒータブロック１の冷却制御は、シール装置５０の入電されている間であれば常時行われており、さらに熱線２への加熱制御と並行して行われる。
【００２２】
以上説明したようにて、本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、前記ヒータブロック１の冷却制御をヒータブロック１の表面温度に基づいて行うとともに、入電されていれば常時行っているため、ウエブ溶着作業開始前からヒータブロック１を冷却でき、従来のような連続運転によるウエブ１１８，１１８の過溶着を生じることなく良好な溶着が行える利点がある。また、ウエブ溶着作業開始前に前記検出温度が前記設定温度を下回っている場合であれば、圧縮エアをヒータブロック１の内部に送通しないため、ウエブ溶着開始前に圧縮エアを無駄に消費しない利点もある。さらに、本発明の冷却機能を有するシール装置５０は、前記熱線２を加熱する課程において、熱膨張した熱線２がその長さ方向に伸びる場合であっても、前記圧縮ばね４１および前記摺動部材４３により熱線２を常時一直線に張った状態に保つため、従来のような蛇行した溶着跡にならず良好な溶着が行える利点もある。
【符号の説明】
【００２３】
１    ヒータブロック
１ａ  ヒータ部
１ｂ  ブロック部
２    熱線
３    絶縁部材
７    空洞
７ａ  エア供給溝
７ｂ  エア排出溝
７ｃ  連通溝
１０    シート
１１    シート
１２    テフロンシート付き熱線
２４    経路切換部
２５    制御部
２６    記憶部
２９    電磁弁
２９ａ  供給口
２９ｂ  排出口
３０    温度検出手段
４０    摺動手段
４１    圧縮ばね
４２    ブッシュ
４３    摺動部材
４４    ブロック
４５    シャフト
４５ａ  ガイドボルト
４５ｂ  ガイドボルト
４５ｃ  ガイドボルト
４５ｄ  ガイドボルト
４６    止めねじ
４７    金属板
５０    シール装置
１００    シール装置（従来）
１０１    ヒータブロック
１０２    熱線
１０３    絶縁部材
１０６    凹溝
１０７    空洞
１０８    吹出穴
１１０    テフロンシート
１１１    テフロンシート
１１２    テフロンシート付き熱線
１１８    ウエブ
【図１】
2013230604.tif 000003
【図２】
2013230604.tif 000004
【図３】
2013230604.tif 000005