JPH04412Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシリコンクラツパ包装機、袋詰機、パ
ウチ充填機、パツク充填機等に使用されるダミー
式インパルスヒータの温度制御装置に関する。

自動包装機のプラスチツクシート用のインパル
スシール機において、ヒータへのパルス通電時に
一定の電圧でかつ一定の時間幅で高頻度で繰返し
通電すると、ヒータおよびこのヒータを取付けて
いるシールバーの温度が残熱により次第に高くな
つて最適ヒータ温度が得られなくなり、プラスチ
ツクシートのシール部の溶断、ヒータ赤熱による
ヒータ寿命低下等の問題が生じる。

このため、一般的には、前記残熱をできるだけ
低い温度で飽和させる様にヒータバーの中に水を
通す強制水冷方式とかヒータバーにエアーを吹き
付ける強制空冷方式があるが、多数のヒータバー
を持つたロータリ式インパルスシール機にあつて
は、強制水冷方式にすることは機構的に困難であ
り、また強制空冷方式にするとエアーの消費量が
多くなりコストアツプにつながる。

本考案は上記問題点を解決するため、強制水冷
方式、強制空冷方式を用いず、ヒータのパルス通
電時に自動的に最適ヒータ温度が得られるインパ
ルスヒータ温度制御装置を提供することを目的と
する。

以下、本考案の温度制御装置について説明する
が、はじめに本考案が適用されるインパルスシー
ル機について説明する。第１図はこの概略構成を
示すもので、これは主として上部回転装置Ruと
下部回転装置Rdからなり、これらは同一駆動源
Ｍに機械的に連結され、同期して回転するように
なつている。

上部回転装置Ruには同一仕様で製作した実作
業を行うヒータバーＢが複数個（図ではB₁〜B₁₀
の10個）の回転体の周面に設けられている。一
方、下部回転装置Rdの回転体の周面には、前記
ヒータバーＢと対応する位置にヒータ受けバーＲ
が複数個（図ではR₁〜R₁₀の10個）が設けられて
いる。そして、上部および下部回転装置Ru，Rd
により上部プラスチツクシートFuおよび下部プ
ラスチツクシートFdがはさまれ、第２図のよう
に被包装物W₁〜W₆を個々にシールおよびカツト
されるようになつている。

前記ヒータバーＢは第３図に示すように、シー
ルヒータHs、カツト用ヒータHcを備えている。
一方、ヒータバーＢの給電部は第４図のように給
電ユニツトＱを有し、この給電ユニツトＱに設け
られているブラシBuを介して給電バー受台Qbか
ら給電されるようになつている。

上部回転装置Ruが回転すると、これに付いて
いるヒータバーＢはヒータ通電位置に近づくに従
つて下降をはじめ、ヒータ通電位置では上部およ
び下部プラスチツクシートFu，Fdを完全にはさ
む様にカム機構で構成されており、さらに上部回
転装置Ruを回転するとヒータバーＢは次第に上
昇してヒータ受バーＲより離れていく。

なお、上部および下部回転装置Ru，Rdが回転
すると、プラスチツクシートFu，Fdと被包装物
Ｗは自動的に送られるようになつている。

ヒータ通電位置で、シール用ヒータHsとカツ
ト用ヒータHcに各々最適な電圧と通電時間を与
えればプラスチツクシートFu，Fdは熱により接
着され、かつカツトされ、第２図のように被包装
物ＷがプラスチツクシートFu，Fdにより包まれ
た状態となる。

このようにシール用ヒータHs、カツト用ヒー
タHcに、最適なパルス通電時間（この実施例で
はヒータ印加電圧を固定して通電時間を制御する
ようにしているが、通電時間を固定して印加電圧
を制御してもよい）を得るには、シール用ヒータ
Hs、カツト用ヒータHcの通電タイミング直前の
温度を実測して求めればよい。しかしながら、本
考案では、実作業を行うシール用ヒータHsおよ
びカツト用ヒータHc以外にダミーヒータDdを１
本配設し、これに有するダミーシール用ヒータ
Hds、ダミーカツト用ヒータHdcの温度を測定す
ることによりヒータHds，Hdcに最適な通電時間
を得るようにしてある。このダミーヒータDdは
第５図のように、前記ダミーシール用ヒータHds
とダミーカツト用ヒータHdcを有しており、これ
は第１図の駆動源Ｍで駆動される上部および下部
回転装置Ru，Rd以外の固定した位置に配設され
る。

前記ダミーヒータDdに有するダミーシール用
ヒータHdsとダミーカツト用ヒータHdcを製作す
る場合、前記ヒータバーＢに有するシール用ヒー
タHsとカツト用ヒータHcと熱時定数がほぼ同一
となるように、同一寸法か又は相似形に製作する
必要がある。

次に第６図により本考案の温度制御装置につい
て説明する。前記駆動源Ｍは、モータ１０１と減
速機１０２からなつている。前記上部回転装置
Ruは前述のようにヒータバー１０３つまりシー
ル用ヒータとカツト用ヒータを備えている。１０
４はタイミングカムで、ヒータバー１０３の移動
距離１ピツチで１回転するものである。１０５は
タイミング検出器で、タイミングカム１０４がヒ
ータ通電可能なときオンするようになつている。

１０６はヒータ電源からの電力が入力され給電
バー１００（第４図ではQbとしてある）および
後述するダミーヒータ１１０にパルス状の電力を
供給するサイリスタ、１０７は通電制御部で、後
述する演算部１１８からの“ヒータ通電時間”値
だけ、前記タイミング検出器１０５のタイミング
時に前記サイリスタ１０６に通電指令を与えるも
のである。

１０８は電磁接触器接点で、後述するヒータバ
ー回転時間測定部１１７からの指令によりオンと
なり、変圧器１０９に電力を供給するものであ
る。１１０はこの変圧器１０９の出力電圧が印加
されるダミーヒータであり、１１１は例えば熱電
対からなる温度検出器で、温度が上昇に応じて出
力電圧が変化するようになつている。１１２はこ
の温度検出器１１１の出力電圧を増幅する増幅器
である。１１３は基準値設定部で、ヒータ通電時
間の基準値を設定するものである。１１４は前記
増幅器１１２と前記基準値設定部の出力電圧を比
較するアナログ比較器で、このアナログ比較器１
１４は前記温度検出器１１１の出力電圧が上昇す
るとその出力電圧が下り、温度検出器１１１の出
力電圧が下降するとその出力電圧が上るようにな
つており、この出力電圧は前記基準値設定部１１
３の出力電圧より大きくならないようになつてい
る。１１５は前記アナログ比較器１１４の出力を
デイジタルに変換するＡ／Ｄ変換器、１１６はこ
のＡ／Ｄ変換器１１５の出力が入力され、後述す
るヒータバー回転時間測定部１１７からの指令に
より基準バーヒータの通電時間値t₁を記憶し、基
準バーが１回転すると読み替られる通電時間記憶
部である。１１７は前記ヒータバー回転時間測定
部であり、前記タイミング検出器１０５からのタ
イミング信号により基準バーおよび他の各バーの
１回転に要する時間を測定し、基準バーおよび他
のバー番号（No.）を決定し、基準バーの通電タイ
ミング時に電磁接触器接点１０８に対して接点閉
指令を出力し、また基準バーのヒータ通電時間値
の読替指令を前記通電時間記憶部１１６に出力
し、さらに各バーの１回転時間によりヒータへの
通電時間の補正値を後述する演算部１１８に出力
するものである。この演算部１１８は、前記通電
時間記憶部１１６からヒータの通電時間値t₁と前
記ヒータバー回転時間測定部１１７の出力値を減
算するものである。１２０は以上述べたシールヒ
ータ用制御回路（具体的には第６図の２点鎖線で
囲んだ上の部分）と同様に構成されたカツトヒー
タ用制御回路である。

次に以上のように構成された温度制御装置の動
作について説明する。

〔基準バーの制御動作〕

(1) タイミング検出器１０５からの信号によりヒ
ータバー回転時間測定部１１７は、第１図のヒ
ータバーB₁〜B₁₀の内基準となるヒータバー１
本を定め（第１図では基準ヒータバーをB₁と
示してある）るとともに電磁接触器接点１０８
に閉指令が出されることからシール用ヒータ
Hs₁、カツト用ヒータHc₁が通電される時のみ、
ダミーヒータバーDbのダミーシール用ヒータ
Hds、ダミーカツト用ヒータHdcにも通電され
る。これはサイリスタ１０６が導通することか
らヒータ電源からの電圧がサイリスタ１０６を
通して印加される。

(2) この場合シール用ヒータHs₁、カツト用ヒー
タHc₁への通電時間幅は基準バーB₁のシール用
ヒータHs₁、カツト用ヒータHc₁に通電する直
前にダミーヒータバーDdのシール用およびカ
ツト用ヒータHds，Hdcに各々取付けられた温
度検出器１１１により温度を検出し、この検出
温度に応じて増幅器１１２から出力電圧が生
じ、この出力電圧と基準値設定部１１３の基準
値がアナログ比較器１１４で比較され、この偏
差値がＡ／Ｄ変換器１１５でデイジタル信号に
変換されて通電時間t₁が求められる、この通電
時間t₁は第７図より求められ、この通電時間t₁
はヒータ温度θ₁に比例する。

ここで、シール用ヒータHsl、カツト用ヒー
タHclは、実作業を行う上で実作業により熱が
吸収されるため、各々シール用ダミーヒータ
Hds、カツト用ダミーヒータHdcより温度が低
下する。従つて、ダミーヒータの温度を下げる
必要があり、このため、変圧器１０９によりダ
ミーヒータへの印加電圧を調整することができ
るようになつている。

なお、ここでは説明を簡単にするため、シー
ル用ヒータHs、カツト用ヒータHcの冷却特性
は同一であると仮定している。求められた通電
時間t₁はヒータバー回転時間測定部１１７から
の指令により通電時間記憶部１１６に記憶さ
れ、これは基準バーB₁が１回転する毎に読替
られる。

〔基準バー以外のヒータ温度制御動作〕

初回運転時に各ヒータが一定の温度になつてい
る時（常温）は基準バーB₁以外のヒータバーB₂
〜B₁₀の通電時間は上記(2)で求めた値と同じであ
る。

２回転目以降については各ヒータバーB₁〜B₁₀
が各々１回転する時間が一定であれば各ヒータバ
ーB₁〜B₁₀の通電タイミング直前のヒータ温度と
は同一と考えられ、基準バーB₁のヒータ通電時
間値とヒータバーB₂〜B₁₀のヒータ通電時間は同
一であればよいが、実際は駆動源Ｍの変速運転途
中での一時停止等でヒータ通電直前のヒータバー
B₁〜B₁₀のシール用ヒータHs、カツト用ヒータ
Hcの温度はすべて同一とはならないため、次の
ように制御される。

すなわち、第７図においてヒータの温度を、シ
ール（又はカツト）するための最適温度θ₀にする
ためには、T₁〜T_oに応じてθ₁〜θ_oの各々異つた
温度加熱をしなければならない。

ここで T₁：ヒータバーB₁のヒータに１回通電して１
回転後再通電位置にくるまでの時間 T₂：ヒータバーB₂のヒータに１回通電して１
回転後再通電位置にくるまでの時間 〓 Tn：ヒータバーBnのヒータに１回通電して１
回転後再通電位置にくるまでの時間 θ₁：基準バーB₁のヒータ温度をθ₀にするための
温度上昇値 θ₂：ヒータバーB₂のヒータ温度をθ₀にするため
の温度上昇値 〓 θn：ヒータバーBnのヒータ温度をθ₀にするた
めの温度上昇値 ヒータバーB₂〜B_oに関しては、ダミーヒータ
を設けていないので、ダミーヒータ温度を実測し
ての通電時間の決定はできない。よつて、ヒータ
バーB₂〜B_oのヒータは、基準バーB₁の通電時間、
１回転時間および各ヒータバーB₂〜B_oの１回転
に要した時間を測定し、演算して各ヒータバーの
ヒータの通電時間を求める。

すなわち、第８図において、(1)シール用ヒータ
Hsの冷却特性と同一又は近似の特性をもつて演
算回路を作る。この特性を第８図に示している。

(2) 基準バーB₁の１回転に要した時間T₁（前回ヒ
ータ通電時点から新たに通電開始するまでの時
間、他のヒータバーも同じ）を測定し、曲線に
あてはめ仮通電時間td₁を求め記憶しておく。

(3) ヒータバーB₂のヒータ通電時間は、 (イ) ヒータバーB₂の１回転に要した時間T₂を測
定しヒータ冷却特性よりtd₂を求める。

(ロ) （td₁−td₂）によりΔt₂を求める。

上記より求める値は（t₁−Δt₂）とする。

ここで、 t₁：基準バーB₁のヒータ温度θ₁に温度上昇させ
るためのヒータへの通電時間、 t₂：ヒータB₂のヒータ温度θ₂に温度上昇させる
ためのヒータへの通電時間 〓 tn：ヒータバーBnのヒータ温度θnに温度上昇
させるためのヒータへの通電時間 td₁：ヒータバー（基準バー）B₁のヒータ冷却
特性上でのヒータ通電時間 td₂：ヒータバーB₂のヒータの冷却特性上での
ヒータ通電時間 〓 tdn：ヒータバーBnヒータの冷却特性上でのヒ
ータ通電時間 (4) ヒータバーB₂以外のヒータバーBnに付いて
も上記と同様の方法で（td₁−tdn）よりΔtnを
求めヒータ通電時間は（t₁−Δtn）とする。

(5) ヒータバーB₁が１回転するとt₁及びtd₁はキ
ヤンセルしダミーヒータの温度を実測し新たな
t₁′及びtd₁′の値を求めt₁′でヒータバーB₁のヒ
ータに通電する。同時に前回通電時点から今回
通電位置迄のT₁′を求めて上記(3)の要領でヒー
タバーB₂〜B_oのヒータ通電時間決定を行う。

以上述べた本考案の実施例によればヒータ通電
時間幅を自動制御するようにしたので、プラスチ
ツクシートのシール部の溶断又は接着不良が防止
でき、ヒータ赤熱が無いため、ヒータ寿命が延び
る本考案によれば、強制水冷方式、強制空冷方式
を用いず、ヒータのパルス通電時に自動的に最適
ヒータ温度が得られるインパルスヒータ温度制御
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインパルスシール機の概略構成を示す
図、第２図は第１図のインパルスシール機によつ
て包装された品物の斜視図、第３図および第４図
は第１図のヒータバーの概略構成を示す斜視図お
よびヒータバーの給電部を示す正面図、第５図は
第１図のダミーヒータバーの概略構成を示す斜視
図、第６図は本考案によるインパルスヒータ温度
制御装置の一実施例を示すブロツク図、第７図は
同実施例のヒータ冷却特性とヒータ通電必要時間
を示す特性図、第８図は同実施例のヒータ過熱後
の経過時間とヒータ通電必要時間補正値を示す特
性図である。 １０１……モータ、１０２……減速機、１０３
……シール用ヒータHsおよびカツト用ヒータHc
を有するヒータバー、１０４……タイミングカ
ム、１０５……タイミング検出器、１０６……サ
イリスタ、１０７……ヒータ通電制御部、１０８
……電磁接触器接点、１０９……変圧器、Dd…
…ダミーシール用ヒータHdsおよびダミーカツト
用ヒータHdcを有するダミーヒータバー、１１０
……ダミーヒータ、１１１……温度検出器、１１
２……増幅器、１１３……基準値設定部、１１４
……アナログ比較器、１１５……Ａ／Ｄ変換器、
１１６……通電時間記憶部、１１７……ヒータバ
ー回転時間測定部、１１８……演算部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電気ヒータを有し、この電気ヒータへ間欠的に
   電流を流して被包装物のシール材を加熱するシー
   ル用加熱装置において、 前記電気ヒータと熱時定数がほぼ同一なダミー
   ヒータと、 このダミーヒータの温度を検出する温度検出器
   と、 前記電気ヒータおよびダミーヒータに電流を通
   電、非通電させるスイツチング手段と、 前記温度検出器の出力を受け、次回の前記電気
   ヒータと前記ダミーヒータへの通電量を決定する
   演算器とを備えたインパルスヒータ温度制御装
   置。