JPH088964Y2 - 梱包機のヒータ加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野及び考案の概要］ 本考案は自動梱包機用の梱包バンドを溶着する際に用
いるヒータの加熱制御装置に関するもので、電源電圧が
変動しても梱包バンドの溶着状態が変化しないようにし
たものである。

［従来技術及び課題］ 被梱包物に捲回緊締した合成樹脂製梱包バンドの重合
部を溶着するヒータの加熱制御装置として例えば実公昭
63−44326号公報に記載のものがある。

これは、ヒータへの電気供給回路をON・OFFするトラ
イアックと、このトライアックに印加するトリガパルス
を発生させる為のゲート・トリガ回路から構成されてお
り、このゲート・トリガ回路にはヒータ温度を調節する
為の出力調整用の可変抵抗が設けられている。

このものでは、ヒータがバンド溶融温度迄発熱するよ
うにゲート・トリガ回路から出るトリガパルスの発生タ
イミングが設定されており、このトリガパルスによって
トライアックをON・OFFしてヒータ温度を位相制御する
ようにしている。

又、上記従来のものにおいてヒータ温度を調整すると
きには、出力調整用の可変抵抗を操作することによって
トリガパルスの発生タイミングをコントロールし、これ
により、ヒータ温度を調整するようにしている。

ところが、梱包機と同じ電源に接続した他の大型電気
機器等を運転状態にすると、上記梱包機の電源電圧が低
下することがある。そして、係る場合、上記従来のもの
では、電源電圧が変動する度に出力調整用の可変抵抗を
操作してヒータの発熱量を調整する必要があり、該梱包
器の操作が繁雑化すると言う問題がある。

本考案は係る点に鑑みて成されたもので、『被梱包物
に捲回した熱可塑性梱包バンドの重合部を溶着すべく該
梱包バンドを加熱溶融するヒータの加熱装置』に於い
て、電源電圧が変動することがあってもヒータの発熱量
が変化しないようにし、これにより、梱包機の電源電圧
が変動しても、これに影響されることなく梱包バンドの
最適溶着状態が確保できるようにすることをその課題と
する。

《請求項１の考案について》 ［手段］ 上記課題を解決する為の請求項１の考案の技術的手段
を第１図に示す概念図を引用しながら記載すると、本考
案の技術的手段は『ヒータ（５）に流れる電流の減少に
伴なって出力低下するヒータ監視回路（１）と、該ヒー
タ監視回路（１）の出力を積分する積分回路（２）と、
この積分回路（２）の出力を上記積分速度よりゆっくり
と継続放電する放電回路（32）と、積分回路（２）の出
力と基準値を比較して前者の出力が大きくなったときに
発熱停止信号を出す比較器（３）と、該比較器（３）が
出す発熱停止信号でヒータ（５）への電気供給を停止又
は抑制させる制御スイッチ（４）を具備させた』ことで
ある。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

同じ電源に接続した他の大型電気機器を運転状態にす
る等して該梱包機に印加される電源電圧が低くなると、
梱包機運転時にヒータ（５）に掛る電圧が低くなる。

すると、該ヒータ（５）に流れる電流も少なくなり、
更に、該ヒータ（５）に流れる電流を監視するヒータ監
視回路（１）の出力が小さくなる。このことから、該小
さな出力を積分する積分回路（２）の出力は緩慢に増加
して行くこととなる。

すると、該積分回路（２）の出力と基準値を比較して
前者の出力が大きくなったときに発熱停止信号を出す比
較器（３）は次のように作動することとなる。即ち、該
比較器（３）は、積分回路（２）の積分値が緩慢に増加
する上記の条件の下では、該積分値が急速に増加する場
合（電源電圧が高い場合）に比べて、ヒータ発熱時から
長時間が経過した後に発熱停止信号を出すのである。そ
して、上記長時間が経過した後に出る発熱停止信号によ
って制御スイッチ（４）が働いてヒータ（５）への電気
供給が遮断されるか又は該電気供給が減少せしめられ
る。これにより、電源電圧が低い上記の条件の下では、
ヒータ（５）が比較的長い時間発熱せしめられることと
なる。そして、上記制御スイッチ（４）が働いてヒータ
（５）への電気供給が停止又は減少せしめられると、ヒ
ータ（５）が放熱動作をし始める。

又、上記比較器（３）から発熱停止信号が出力される
と、積分回路（２）の蓄積電荷を放電する放電回路（3
2）の作用によって、上記積分回路（２）の出力が低下
し、これによって、比較器（３）が発熱停止信号を出さ
なくなる。すると、上記制御スイッチ（４）が初期状態
に復帰し、これにより、上記放熱状態にあるヒータ
（５）が再び発熱し始める。

爾後、上記積分回路（２）の充電・放電が繰返される
ことによって、ヒータ（５）が発熱・放熱動作を繰返
し、これにより、該ヒータ（５）が一定温度に維持され
る。

そして、上記技術的手段のものの場合、梱包機を動作
させる電源電圧が低くヒータ（５）に流れる電流が少な
い場合には、上記したように、積分回路（２）の出力が
緩慢に上昇してヒータ（５）の通電時間が長くなり、こ
れとは逆に電源電圧が高い場合には、ヒータ（５）の通
電時間が短くなる。このことから、梱包機に供給される
電源電圧が変動しても、ヒータの発熱量は安定したもの
となる。

［効果］ 請求項１の本考案は次の特有の効果を有する。

．梱包機に供給される電源電圧が変動してもヒータ
（５）の発熱量が安定するから、他の電気機器を運転・
停止させて電源電圧が変動しても、これに影響を受ける
ことなく梱包バンドの最適溶着状態が確保できる。

．ヒータ（５）を流れる電流の大きさに応じて該ヒー
タ（５）の発熱時間を制御することが出来るから、長期
使用に伴なってヒータの固有抵抗が変化してこれに流れ
る電流が変化しても、該ヒータの発熱量が変化すること
がない。

．ヒータ（５）に印加する電源電圧をON状態にしたり
該電圧を遮断・減少させることによってヒータ（５）を
制御するから、該ヒータ（５）を位相制御する既述従来
のものに比べ、電源投入時にヒータが急速加熱されてそ
の立ち上がり時間が短くなる。

．梱包機の電源を切って積分回路（２）の出力が完全
放電される迄の間（ヒータ（５）は冷めていない状態に
ある）に該電源を再投入すると、完全放電状態にない積
分回路（２）は短時間で出力が目標値に到達する。従っ
て、ヒータ（５）の加熱時間も短くなって該ヒータ
（５）がオーバーヒート状態になることが防止できる。

．ヒータ（５）温度を測定するするサーミスタを設け
て該ヒータ（５）を制御することも考えられるが、この
場合、上記サーミスタとこれへの配線が必要となる。こ
れに比べ、上記サーミスタ等を設けない本考案のもので
は、上記サーミスタやこれへの配線を設ける必要がな
く、配線を簡素化できる。

《請求項２の考案について》 請求項２の考案は上記した請求項１の考案と同一の課
題を解決するもので、その為に講じた請求項２の考案の
技術的手段を第２図に示す概念図を引用しながら記載す
ると、請求項２の考案の技術的手段は、『ヒータ（５）
に流れる電流の減少に伴って出力が低下する発熱状態検
知回路（13）と、該発熱状態検知回路（13）の出力を積
分する積分回路（14）と、該積分回路（14）の出力を前
記発熱状態検知回路（13）の出力部に帰還させる放電回
路（15）と、更に前記積分回路（14）の出力と基準値を
比較して前者の出力が後者の基準値より大きくなったと
きに発熱停止信号を出す比較器（30）を設け、該比較器
（30）が出力する発熱停止信号でヒータ（５）への電気
供給を停止又は減少させるようにした』ことである。

［作用・効果］ 上記技術的手段は次のように作用する。

同じ電源に接続した他の大型電気機器を運転状態にす
る等して本考案の梱包機に印加される電源電圧が低くな
ると、梱包機運転時にヒータ（５）に掛る電圧が低くな
る。

すると、ヒータ（５）に流れる電流を監視する発熱状
態検知回路（13）の出力が小さくなるから、該出力を積
分する積分回路（２）の出力は緩慢に増加して行く。よ
って、上記ヒータ（５）の電源電圧が低い場合は、請求
項１の考案と同様に、ヒータ発熱時から長時間が経過し
た後に発熱停止信号が比較器（30）から出力されること
となり、これにより、ヒータ（５）が比較的長い時間発
熱せしめられる。

又、上記比較器（30）から発熱停止信号が出力される
と、ヒータ（５）への電気供給が停止又は減少せしめら
れ、これにより、該ヒータ（５）が放熱し始めると共に
発熱状態検知回路（13）の出力も低下する。すると、積
分回路（14）に蓄えられた電荷が、放電回路（15）から
前記出力低下状態にある発熱状態検知回路（13）に吸収
され、これにより、前記積分回路（14）の出力が基準値
以下に低下して比較器（30）が発熱停止信号を出さなく
なってヒータ（５）が再び発熱し始める。

そして、上記技術的手段によれば、梱包機を動作させ
る為の電源電圧が低くなってヒータ（５）に流れる電流
が減少した場合には、上記したように、積分回路（２）
の出力が緩慢に上昇してヒータ（５）の通電時間が長く
なり、これとは逆に電源電圧が高い場合には、前記積分
回路（２）の出力が急速に増加してヒータ（５）の通電
時間が短くなる。よって、梱包機に供給される電源電圧
が変動しても、ヒータ（５）の発熱量は安定したものと
なり、既述した請求項１の考案の効果と同様の効果が
得られる。又、上記請求項２の考案では、ヒータ（５）
に流れる電流の大きさに応じてこれの発熱時間を制御す
ることができると共に、該ヒータ（５）に印加する電源
電圧をON状態にしたり該電圧を遮断・減少させることに
よって該ヒータ（５）を制御するから、既述請求項１の
考案の及びと同様の効果が得られる。又、請求項１
の考案の効果と同様の効果も得られる。

［実施例］ 次に、上記した本願の考案の実施例を図面に従って詳
述する。

請求項１の考案の実施例を第３図に示すが、同図のも
のでは、ヒータ（５）は第１トランス（51）を介して電
源（Ｅ）と結合されており、更に該電源（Ｅ）は第２ト
ランス（52）を介して整流回路（53）と結合されてい
る。

そして、該整流回路（53）の出力は抵抗（54）で電圧
に変換せしめられた後に増幅回路（55）で増幅され、該
増幅電圧が可変抵抗（56）とコンデンサ（57）で構成さ
れた積分回路（２）に印加されている。又、該積分回路
（２）を構成する上記コンデンサ（57）の高電位側は放
電抵抗（58）を介してアースされている。そして、この
実施例では該放電抵抗（58）が既述技術的手段の項に記
載の放電回路（32）に対応していると共に、第２トラン
ス（52），整流回路（53）更に抵抗（54）の組合わせが
既述請求項１の技術的手段に記載のヒータ監視回路
（１）に対応している。又、上記放電抵抗（58）の抵抗
値は適宜に設定され、積分回路の積分速度よりもゆっく
りと放電動作が進行するようになっている。

更に、上記積分回路（２）の出力は、基準値設定用の
抵抗（61），（62）の中間電位と共に比較器（３）に印
加され、該比較器（３）はソリッドステートリレー（以
下、SSRと略記する）で構成された制御スイッチ（４）
に印加されており、該制御スイッチ（４）によって電源
（Ｅ）をON・OFFし、これにより、ヒータ（５）への電
気供給をON・OFFするようにしている。尚、上記比較器
（３）は、ヒステリシス特性を持たせたコンパレータで
構成されており、該比較器（３）は、積分回路（２）の
出力側電圧が増加するときと減少するときとで、該比較
器（３）の出力が反転する時点の入力電圧が相違するよ
うにしてある。

又、積分回路（２）に蓄えらえた電荷を放電する為の
放電抵抗（58）の高電位側は、梱包バンドを溶着動作し
た後にON動作するトランジスタ（63）のコレクタ回路に
接続されており、該トランジスタ（63）のベースには、
梱包バンドを溶着したときに一定時間だけ「Ｈ」信号を
出すモノマルチバイブレータ（以下、MMと記載する）
（65）の信号が印加されている。

次に、上記実施例の電気回路の動作について説明す
る。

図示しない運転スイッチを投入して梱包機を運転状態
にすると、制御スイッチ（４）を構成するSSRに配線さ
れた電源端子（45）に電圧が加わった状態になる。する
と、該運転スイッチ投入直後には、積分回路（２）を構
成するコンデンサ（57）には電荷が蓄積されておらず該
積分回路（２）の出力は低レベル状態にあることから、
比較器（３）からは「Ｌ」信号が出て上記制御スイッチ
（４）がON動作することとなる。

すると、電源（Ｅ）の回路が閉成状態になってヒータ
（５）に電流が流れ、これによって該ヒータ（５）が発
熱すると共に、電源（Ｅ）の回路に挿入された第２トラ
ンス（52）の出力は、整流回路（53）で整流された後に
抵抗（54）によって電圧に変換せしめられ、該電圧の増
幅電圧が積分回路（２）によって積分され始める。そし
て、該積分回路（２）の積分値が、抵抗（61），（62）
で設定される基準電圧より高くなると比較器（３）から
「Ｈ」信号が出てSSRで構成された制御スイッチ（４）
がOFF状態になり、これによって電源（Ｅ）の回路が遮
断されてヒータ（５）も発熱停止する。

他方、積分回路（２）を構成するコンデンサ（57）の
蓄積電荷は放電抵抗（58）を介して放電されていること
から、該積分回路（２）の出力は次第に低下し、これが
一定電圧以下に降下すると比較器（３）の出力が再び
「Ｌ」状態に戻って制御スイッチ（４）がON動作し、こ
れにより、冷却し始めたヒータ（５）が再び発熱する。

爾後、積分回路（２）の充電と放電の繰返しに連動し
てヒータ（５）が発熱・放熱を繰返し、これにより、該
ヒータ（５）が一定温度に保たれる。

次に、図示しない被梱包物に捲回した梱包バンド（図
示せず）を溶着することによってヒータ（５）の熱が該
梱包バンドに奪われ、これによってヒータ（５）の温度
が大きく低下すると、該降下温度を補正すべくMM（65）
（梱包バンドの溶着動作直後に信号を受ける）が一定時
間だけ「Ｈ」信号を出して、トランジスタ（63）をON状
態に維持する。すると、コンデンサ（57）の蓄積電荷が
ON状態にある上記トランジスタ（63）を介して通常時
（バンド溶着時以外のヒータを単に保温している時）よ
り余分に放電され、これにより、バンド溶着によって放
熱冷却せしめられた分だけ余分にヒータ（５）が発熱動
作せしめられることとなる。

そして、上記したものの場合、電源（Ｅ）の電圧が低
い場合には、ヒータ（５）に流れる電流が少なくてこれ
の発熱量が小さくなるが、係る場合には、第２トランス
（52）の二次側の出力も小さくなり、積分回路（２）の
積分値は緩慢に増加する。従って、ヒータ（５）が通電
状態になった後の比較的長い時間が経過した後に比較器
（３）が「Ｈ」信号を出して制御スイッチ（４）がOFF
動作する。即ち、電源（Ｅ）の電圧が低い場合には、ヒ
ータ（５）を発熱制御する際に於ける発熱動作時間が長
くなるのである。

又、上記とは逆に電源（Ｅ）の電圧が高い場合は、積
分回路（２）の積分値が急速に上昇してヒータ（５）が
通電状態になった後比較的短時間で制御スイッチ（４）
がOFF動作する。

これにより、上記したものでは、電源電圧が変動して
もヒータ（５）の発熱量は安定したものとなる。

尚、上記実施例のものに於いて、同図の想像線で示す
ように、電源（Ｅ）と直列にヒータ（５）を挿入すると
共に、比較器（３）の出力と増幅回路（55）のNOR信号
を出すNOR回路（91）を設ければ、ヒータ（５）の断線
を検出することができる。即ち、既述と同様に、ヒータ
（５）が加熱途中にあるときは、増幅回路（55）の出力
電圧が高いことからNOR回路（91）は「Ｌ」信号を出
し、ヒータ（５）がOFF時には、既述したように比較器
（３）は「Ｈ」信号を出していることからNOR回路（9
1）は「Ｌ」信号を出す。そして、電源（Ｅ）と直列に
挿入したヒータ（５）が断線したときには、増幅回路
（55）の出力が低下し且つ比較器（３）の出力が「Ｌ」
状態になるから、この場合にのみNOR回路（91）が
「Ｈ」信号を出す。よって、該「Ｈ」信号によってヒー
タ（５）の断線が検知できる。

次に、第３図の想像線で示す如く、第２比較器（92）
を設けると共に、該第２比較器（92）の基準電圧V3を既
述した比較器（３）のそれよりも低くすれば、ヒータ
（５）が目標温度に近付いたか否かを検出することがで
きる。

即ち、ヒータ（５）が目標温度に近付いて積分回路
（14）の出力が比較器（３）の基準電圧V2に近付くと、
これより低い基準電圧V3を具備する第２比較器（92）が
「Ｈ」信号を出し、これによってヒータ（５）が目標温
度に近付いたか否かを検知することができるのである。

最後に、同図のようにヒータ（５）を電源（Ｅ）と直
列に挿入すると共にランプ（Ｌ）を設けることによっ
て、ランプ（Ｌ）の点燈状態によってヒータ（５）の状
態が判断できる。即ち、ランプ（Ｌ）がONのままの場合
には、ヒータ（５）が加熱中でその温度が低いことが判
断でき、ランプ（Ｌ）がON・OFFするときはヒータは適
温に成っており、更に、ランプ（Ｌ）がOFFのままであ
ればヒータ（５）が断線していることが判断できるので
ある。

第４図に本願の考案の第２実施例を示すが、該第２実
施例は請求項２の考案に対応している。

このものでは、ヒータ（５）に流れる電流を監視する
ヒータ監視回路（１）とその出力を増幅する増幅回路
（55）によって請求項２の考案の技術的手段に記載した
発熱状態検知回路（13）が構成されている。そして、抵
抗（94）とダイオード（95）を介して積分回路（14）の
出力が前記発熱状態検知回路（13）側に放電されるよう
になっており、上記抵抗（94）とダイオード（95）によ
って放電回路回路（15）が形成されている。又、上記積
分回路（14）の出力は比較器（30）に印加されていると
共に、該比較器（30）の基準電圧は固定抵抗（69）と直
列接続された可変抵抗（68）で調節可能となっている。

このものでは、ヒータ（５）に電気供給されると、該
電流の大きさに応じた出力が発熱状態検知回路（13）か
ら積分回路（14）に印加されると共に、既述第１実施例
と同様に積分回路（14）の出力電圧が経時的に増加す
る。そして、該積分回路（14）の出力が比較器（30）の
基準電圧（可変抵抗（68）で設定した電圧）を越える
と、該比較器（30）が「Ｈ」信号を出力するから、制御
スイッチ（４）がOFF状態となってヒータ監視回路
（１）の出力が消失し、増幅回路（55）の出力も消失す
る。すると、コンデンサ（57）に蓄えられた電荷が上記
放電回路（15）を介して発熱状態検知回路（13）側に吸
収され、これにより、上記積分回路（14）の出力が低下
して比較器（30）が「Ｌ」信号を出す。すると、既述第
３図のものと同様にSSRで構成された制御スイッチ
（４）がON動作してヒータ（５）が発熱し始める。即
ち、上記第４図のものでは、制御スイッチ（４）がOFF
動作した時からコンデンサ（57）の放電が開始し、該放
電動作が間欠的に行なわれる。そして、上記したものの
場合、電源（Ｅ）の電圧が低い場合には、ヒータ（５）
に流れる電流が少なくてこれの発熱量が小さくなるが、
かかる場合には、既述第１実施例と同様に第２トランス
（52）の二次側の出力も小さくなり、積分回路（２）の
積分値は緩慢に増加する。従って、ヒータ（５）が通電
状態になってから比較的長い時間が経過した後に比較器
（30）が「Ｈ」信号を出して制御スイッチ（４）がOFF
動作する。即ち、電源（Ｅ）の電圧が低い場合には、ヒ
ータ（５）が発熱動作する際に於ける該発熱動作時間が
長くなるのである。又、上記とは逆に電源（Ｅ）の電圧
が高い場合は、積分回路（２）の積分値が急速に上昇し
てヒータ（５）が通電状態になった後比較的短時間で制
御スイッチ（４）がOFF動作する。これにより、上記し
たものでは、電源電圧が変動してもヒータ（５）の発熱
量は安定する。

尚、上記いずれの実施例に於いても、ヒータ（５）へ
の電気供給をON・OFF制御するようにしたが、第３図及
び第４図の想像線で示すように制御スイッチ（４）をバ
イパスするバイパス抵抗（49）を電源（Ｅ）の回路に設
け、これにより、ヒータ（５）が目標温度に到達して比
較器（３），（30）から「Ｌ」信号が出たときにはヒー
タ（５）への電気供給量を減少させるようにしても良
い。係る場合、ヒータ（５）の放電速度が緩慢に進むこ
とから、該ヒータ（５）の温度が安定する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に対応する技術的手段の概念説明図，
第２図は請求項２に対応する技術的手段の概念図，第３
図は第１実施例の説明図，第４図は第２実施例の説明図
であり、図中、 （１）……ヒータ監視回路 （２）……積分回路 （３）……比較器 （４）……制御スイッチ （５）……ヒータ （32）……放電回路 （13）……発熱状態検知回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被梱包物に捲回した熱可塑性梱包バンドの
   重合部を溶着すべく該梱包バンドを加熱溶融するヒータ
   の加熱装置に於いて、ヒータ（５）に流れる電流の減少
   に伴なって出力低下するヒータ監視回路（１）と、該ヒ
   ータ監視回路（１）の出力を積分する積分回路（２）
   と、この積分回路（２）の出力を上記積分速度よりゆっ
   くりと継続放電する放電回路（32）と、積分回路（２）
   の出力と基準値を比較して前者の出力が大きくなったと
   きに発熱停止信号を出す比較器（３）を設け、該比較器
   （３）が出す発熱停止信号でヒータ（５）への電気供給
   を停止又は減少させるようにした梱包機のヒータ加熱装
   置。
2. 【請求項２】被梱包物に捲回した熱可塑性梱包バンドの
   重合部を溶着すべく該梱包バンドを加熱溶融するヒータ
   の加熱装置に於いて、ヒータ（５）に流れる電流の減少
   に伴って出力が低下する発熱状態検知回路（13）と、該
   発熱状態検知回路（13）の出力を積分する積分回路（1
   4）と、該積分回路（14）の出力を前記発熱状態検知回
   路（13）の出力部に帰還させる放電回路（15）と、更に
   前記積分回路（14）の出力と基準値を比較して前者の出
   力が後者の基準値より大きくなったときに発熱停止信号
   を出す比較器（30）を設け、該比較器（30）が出力する
   発熱停止信号でヒータ（５）への電気供給を停止又は減
   少させるようにした梱包機のヒータ加熱装置。