シール装置
【課題】直動式ソレノイドを用いて２段階の挟持動作を可能とするシール装置を提供する。
【解決手段】直動式ソレノイドを駆動させる場合において、ノズルを待機位置から停止位置に移動させた後に、当該直動式ソレノイドを構成する可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつノズル部を停止位置から待機位置に復帰させた後に、可動部の移動停止を解除し可動部を終点に移動再開させるための停止機構部を備える。
【解決手段】直動式ソレノイドを駆動させる場合において、ノズルを待機位置から停止位置に移動させた後に、当該直動式ソレノイドを構成する可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつノズル部を停止位置から待機位置に復帰させた後に、可動部の移動停止を解除し可動部を終点に移動再開させるための停止機構部を備える。
【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、前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための直動式ソレノイドとを有するシール装置およびそのシール装置を用いたシール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被シール物内部から気体を吸引または供給可能にして、被シール物をシールするシール装置として、特許文献１が知られている。特許文献１は、ノズルを被シール物の開口部からその内部に挿入させた状態で、開口部及びノズルを一対の挟持体で挟持させ（第１挟持位置）、その内部空気を吸引またはその内部へ気体を供給し、その後、ノズルを開口部から引き抜いて、開口部を挟持体でさらに挟持させ（第２挟持位置）、ヒートシールする。この挟持体の挟持動作は、１個または２個のエアシリンダーの駆動によって行われる。
【０００３】
また、直動式ソレノイドを用いたシール装置として特許文献２が知られている。特許文献２は、直動ソレノイドの駆動に連動して上下動作する圧着レバーの圧着部と加熱部とで被シール物を挟持することを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３５５２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−５１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようにエアシリンダーを用いた駆動方式では、シリンダーに２系統のエア供給が必要である。また、エア供給の開始・停止を切り替えるための電磁弁を２系統それぞれに設置する必要があり、エア供給のためのコンプレッサーも必要である。
【０００６】
一方、特許文献２の直動式ソレノイドの場合、駆動時における可動鉄心のストロークは一定長であり、可動鉄心を移動途中で停止できない構造である。すなわち、特許文献１における上記第１挟持位置で可動鉄心を停止させ、次いで第２挟持位置まで可動鉄心を再び移動させるという２段階の挟持動作を行えない。
【０００７】
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、直動式ソレノイドを用いて２段階の挟持動作を可能とするシール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るシール装置は、
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、
前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、
前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、
前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、
前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための第１の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドを駆動させる場合において、前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させた後に、当該第１の直動式ソレノイドを構成する第１可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつ前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させた後に、前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開させるための停止機構部とを備える。
【０００９】
この構成によって、第１の直動式ソレノイドの第１可動部（例えば可動鉄心）の移動を任意の途中位置（途中位置）で停止させることが可能となり、２段階の挟持動作を簡単に行える。直動式ソレノイドをそのまま使用できるため、低コストで実現できると共に、エアシリンダーを用いるよりもそれに付随する装置（コンプレッサーや電磁弁等）が少なくなり、また駆動制御も簡単となる。
【００１０】
図２Ａ〜２Ｃを用いて第１の直動式ソレノイドの２段階動作（途中位置で停止する動作）の一例について説明する。シール装置は、圧着体７と加熱体３１とノズル部４１とノズル駆動部（不図示）と、第１の直動式ソレノイド１２と、停止機構部７０と、ノズル駆動部と第１の直動式ソレノイド１２と停止機構部７０の駆動（第２の直動式ソレノイド７３の駆動）とを制御するための制御部５とを備える。なお、制御部５はその他の各種駆動部や他構成部も制御してもよい。ここでは、停止機構部７０は、ピン部７１とバネ部７２と第２の直動式ソレノイド７３とを有する。ここで、ピン部７１が第２の直動式ソレノイド７３の第２可動部を構成している。第１の直動式ソレノイド１２の第１可動部１４を駆動させる場合に、ノズル部４１を図２Ａの待機（原）位置から図２Ｂの停止（突出）位置に移動させた後に、第１可動部１４の下先端部が初期位置２０１から移動し途中（中段）位置２０２で停止させる（図２Ｂ参照）。被シール物を圧着体７と加熱体３１との挟持部で挟み固定できる位置で、第１可動部１４が停止する。このとき第１可動部１４の下先端部がピン部７１の一方端部に当って第１可動部１４が停止することになる。次いで、図２Ｃに示すように、ノズル部４１を停止位置から待機位置に復帰させた後に、第１可動部１４の移動停止が解除され、第１可動部１４が終点２０３に移動する。第２の直動式ソレノイド７３のピン部７１が図面上下方に移動することで、第１可動部１４が下方に移動できるようになる。すなわち、第１可動部１４は移動停止している状態でも下方に移動する力が作用しており、ピン部７１によって移動できないようになっている。このとき、制御部５は、ノズル部４１の移動動作、第１の直動式ソレノイド１２の電源ＯＮ・ＯＦＦ制御（励磁制御）、停止機構部７０の第２の直動式ソレノイド７３の電源ＯＮ・ＯＦＦ制御（励磁制御）を行う。なお、本発明は図２Ａ〜２Ｃの構成例に限定されず、他の構成もでき、具体的な構成は後述する。
【００１１】
また、本発明において、前記圧着体は、前記シール部近傍を押圧する弾性押圧部を有し、前記加熱体は、前記押圧部とともに前記シール部近傍を挟持する弾性受部を有することが好ましい。弾性押圧部と弾性受部とでノズル部および被シール物を挟むことで、圧着部と加熱部とが直接にノズル部と接触することを避けることができ、圧着部および加熱部の損傷や変形、あるいはノズル部の損傷や変形を防止できる。
【００１２】
また、本発明の一実施形態として、前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドの前記第１可動部の先端部に接触するピン部と、
前記第１可動部の移動に応じて前記ピン部を移動可能とし、かつ前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止させるように前記ピン部の移動を停止可能とするピン移動機構部とを有する。簡単なピン移動機構部によって、ピン部の移動を自在に停止したり再開したりできるため、前記第１可動部の移動を簡単に途中位置で停止させることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態として、前記ピン移動機構部は、前記第１可動部の先端部と接触する前記ピン部の端部とは異なる端部方向側に配置されるばね部を有することが好ましい。これによって、第１可動部の移動によって移動したピン部をその原点位置に自動復帰させることが可能となる。
【００１４】
また、上記実施形態として、前記ピン移動機構部は、前記ピン部を可動部とする第２の直動式ソレノイドを有することが好ましい。これによって、ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦ切り替えでピン部（可動部）の停止および移動を自在に制御できるため、簡単な機構で２段階移動の直動式ソレノイドを実現できる。
【００１５】
また、上記実施形態として、前記ピン部は、第１径部と、当該第１径部より小さい径の第２径部とを有し、前記ピン移動機構部は、前記ピン部の前記２径部に係止する係止部をさらに有する。例えば、第１径部よりも大きい径の第１開口部と、第１径部よりも小さくかつ第２径部よりも大きい径の第２開口部（係止部）とを有し、ピン部の移動を可能にするときに第１開口部内で前記ピン部の移動を行わせ、ピン部の移動を停止させるときに前記第２開口部内に前記第２径部を配置させて、ピン部の移動を停止させる。また、別例として、第２径部にはめ込まれるフック部（係止部）を有し、ピン部の移動を可能にするときにフック部を前記第２径部から遠ざけておき、ピン部の移動を停止させるときに前記フック部を前記第２径部にはめ込んでピン部の移動を停止させる。上記の係止部の駆動に、直動式ソレノイド、回転式ソレノイド、ステッピングモーター等を用い、原点復帰にばねを用いることができる。
【００１６】
また、上記実施形態として、前記停止機構部は、前記第１可動部のプランジャーに当接して、当該第１可動部の移動を停止させるスライド部を有する。このスライド部は、第１可動部の外径より大きく、プランジャーよりも小さい開口サイズの開口部を有し、第１可動部の移動を停止させるときに、当該開口部を可動部に移動させて、プランジャーと当接させることで第１可動部の移動を途中位置で停止させ、スライド部を可動部から離すことで可動部の移動を再開させることができる。
【００１７】
また、上記実施形態として、前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドと隣り合って配置された第２の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部と一方端部が固定され、かつ前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を貫通する第１貫通部の内部を相対的に移動するピン部と、
前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部から前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部側へ延設され、かつ前記第１貫通部と連接した第２貫通部が形成された途中位置決め部と、
前記途中位置決め部の先端部に前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部の先端部を当接させて、当該第１の直動式ソレノイドの第１の可動部の移動を前記途中位置で停止させた場合に、前記ピン部の前記一方端部とは異なる他方端部に形成された凹部をロックして当該ピン部の移動を停止させるロック部と、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を前記終点まで移動させると共に前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を移動させた場合に、前記ロック部と前記ピン部との間に割り込むように挿入されて前記凹部のロックを解除するロック解除部と、をさらに有する。
【００１８】
この構成によれば、途中位置で移動を停止したピン部をロックさせることで、第１の直動式ソレノイド部に電源供給する必要がなくなるため、電気コストを低減できる。また、第1の直動式ソレノイドにかかる負荷を軽減でき、安定した動作が可能となる。
【００１９】
また、上記実施形態として、
前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止する場合に、前記第１可動部が前記始点から前記途中位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第２可動部を停止させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御し、
前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開する場合に、前記第１可動部が前記途中位置から前記終点位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第１可動部の移動方向に前記第２可動部を移動させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御する、ソレノイド制御部を備える。
【００２０】
また、上記実施形態として、前記ソレノイド制御部は、前記第１可動部が前記途中位置で移動を停止している時に、前記第１および第２の直動式ソレノイドへの電源供給を停止する。
【００２１】
また、他の発明は、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、前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための直動式ソレノイドとを有するシール装置を用いたシール方法であって、
前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させ、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入し、
次いで、前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ（第１段階目の挟持動作）、
次いで、前記ノズル部によって前記被シール物内部から気体を吸引または供給し、
次いで、前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させ、
次いで、前記第１可動部を前記途中位置から前記終点に移動させ（第２段階目の挟持動作）、
次いで、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を加熱して溶着し、
次いで、前記第１可動部を前記終点から前記始点に復帰させる、工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１のヒートシーラーの構成を示す側断面図
【図２Ａ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図２Ｂ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図２Ｃ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図３】実施形態１の別例１の停止機構部の一例を示す図
【図４Ａ】実施形態１の別例1の停止機構部の一例を示す図
【図４Ｂ】実施形態１の別例1の停止機構部の一例を示す図
【図５Ａ】実施形態１の別例2の停止機構部の一例を示す図
【図５Ｂ】実施形態１の別例2の停止機構部の一例を示す図
【図６】実施形態２のヒートシーラーの構成を示す側断面図
【図７Ａ】停止機構部の一例（始点）を示す図
【図７Ｂ】停止機構部の一例（途中位置で停止した状態）を示す図
【図７Ｃ】停止機構部の一例（終点）を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るシール装置の一例として、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。）を用いて説明する。なお、本発明においてシール装置は、インパルス式ヒートシーラーに限定されず、例えば、超音波式シール装置、高周波式シール装置等が挙げられる。図１は、ヒートシーラーの構成を示す側断面図である。図２Ａ〜２Ｃは、停止機構を詳細に説明するための図である。
【００２４】
＜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（制御部を内臓している）、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１０として機能する。
【００２５】
下部枠体３には、冷却ファン１１と第1の直動式ソレノイド１２が設けられている。第1の直動式ソレノイド１２は、可動鉄心１４（第1可動部に相当する。）と、電磁コイル１５と、ボビン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。第1の直動式ソレノイド１２は、上下一対のカバー部材（不図示）によりカバーされ、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。
【００２６】
可動鉄心１４は、ボビン１６の内径部に沿って摺動可能に構成されおり、先端面１４ａが後述するピン部７１の先端部７１ａ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が固定部２２（図ではボルト−ナット固定）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、固定部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。
【００２７】
圧着レバー７の横幅方向の中央位置に第1の直動式ソレノイド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に外嵌した押え部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。
【００２８】
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。
【００２９】
さらに、下部枠体３には、加熱体３１が取付けられている。加熱体３１は、シリコンゴムの圧着部１０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線等が備えられている。
【００３０】
また、圧着レバー７には、圧着部１０よりも前方側に、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）を押圧するための弾性押圧部５１が備えられている。この弾性押圧部５１と対になって、被シール物のシール部近傍を挟むために、下部枠体３には加熱部３１ａよりも前方側に弾性受部５２が備えられている。弾性押圧部５１と弾性受部５２とによって、被シール物のシール部近傍が挟持される。なお、弾性押圧部５１と弾性受部５２とが、圧着部１０と加熱部３１ａよりも前方側に配置している形態に限定されず、圧着部１０と加熱部３１ａよりも後方側（装置本体内側）に配置していてもよい。
【００３１】
また、被シール物のシール部の開口部から被シール物の内部に挿入可能に配置され、被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部４１を備える。図１において、ノズル部４１の先端は待機位置４１ａに配置され、シール部の開口部から被シール物の内部に挿入する場合にノズル部４１の先端が停止位置４１ｂに突出する。このようにノズル部４１を待機位置４１ａと停止位置４１ｂとの間で移動可能にするためにノズル駆動部４２が備えられている。ノズル駆動部４２は、例えば、ロータリーソレノイド、ステッピングモーター、油圧シリンダー、エアシリンダー等の駆動源とノズル部４１を直線移動させるための機構、例えばラックアンドピニオン、歯車機構、直動アクチュエータ等を有して構成できる。
【００３２】
また、第1の直動式ソレノイド１２の可動鉄心１４を途中（中段）位置で停止させて、シール部の挟み込み動作を２段階で行わせるために、停止機構部７０を備える。停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド１２を駆動させる場合において、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させた後に、第1の直動式ソレノイド１２を構成する可動鉄心１４の移動を、その下先端部が位置する始点２０１から終点２０３までの間の所定の途中位置２０２で停止させ、かつノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａに復帰させた後に、可動鉄心１４の移動停止を解除し可動鉄心１４を終点２０３に移動再開させる。
【００３３】
図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド１２の可動鉄心１４の先端面１４ａに接触可能なピン部７１と、可動鉄心１４の移動に応じてピン部７１を移動可能とし、かつ途中位置２０２で可動鉄心１４の移動を停止させるようにピン部７１の移動を停止可能とするピン移動機構部（７２、７３）を備える。このピン移動機構部は、ピン部７１が可動鉄心１４の先端面１４ａと接触するピン部軸方向側と異なるピン部軸方向側に配置されるばね部７２と、ピン部７１を可動部（可動鉄心）とする第２の直動式ソレノイド７３を有する。ばね部７２は、圧縮コイルスプリングで構成してもよく、板ばねで構成してもよい。ばね部７２の周囲にはピン部７１の移動方向を規制し、収納するためのガイド部７４が設けられている。
【００３４】
図２Ａは、可動鉄心１４が初期位置２０１に位置していることを示す。図２Ｂは、第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）としてピン部７１がスライドしないように固定している状態を示す。このときに第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態（電磁コイル１５に通電した状態）にすると、可動鉄心１４の下方への移動が、その先端面１４ａがピン部７１の先端部７１ａに当接して途中位置２０２で停止することになる。図２Ｃは、第２の直動式ソレノイド７３をＯＦＦ状態としてピン部７１が下方に自由にスライドできる状態を示す。第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えたとき、第1の直動式ソレノイド１２がＯＮ状態（通電状態）のままであるので、可動鉄心１４の移動が再開され、その先端面１４ａでピン部７１の先端部７１ａを当接したまま、先端面１４ａが終点２０３まで移動することになる。
【００３５】
＜２段階の挟持動作を含むシール処理工程の説明＞
まず、被シール物のシール部を開口させた状態で、圧着レバー７の圧着部１０と加熱体３１の加熱部３１ａとの間に配置させる（ステップＳ１）。次いで、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させ、ノズル部４１を被シール部の内部へ挿入する（ステップＳ２）。なお、ノズル部４１を停止位置４１ｂに移動させた後に、被シール物をセットしてもよい。
【００３６】
次いで、第１段階目の挟持動作を行う（ステップＳ３）。ノズル部４１が停止位置４１ｂに移動した後（またはその前あるいは同時に）、直動式ソレノイド７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にし、ピン部７１がスライドしないように固定する。次いで、第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態（電磁コイル１５に通電した状態）にする。この通電のタイミングは、手動（またはフット）スイッチまたはシール部がセットされたことを検出するセンサーからの検出信号に基づいて自動的に行うことができる。
【００３７】
この第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態にしたことで、可動鉄心１４が下方へ移動し、これに連動して圧着レバー７が下方に移動する。そして、可動鉄心１４の先端面１４ａがピン部７１の先端部７１ａに当接して、可動鉄心１４が途中位置２０２で停止し、かつ圧着レバー７が停止する。このとき、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）が、弾性押圧部５１および弾性受部５２によって挟まれた状態となる（第１挟持状態）。ノズル部４１も同時に挟まれるが、弾性押圧部５１および弾性受部５２が弾性部材で構成されているため、ノズル部４１やシール装置本体の損傷等は生じない。次いで、被シール物の内部の空気をノズル部４１から吸引（または気体を供給）する（ステップＳ４）。ノズル部４１は不図示の吸引機（バキューマー）、供給装置（コンプレッサー）等に接続されている。
【００３８】
次いで、吸引（または供給）が所定の期間実行されて終了した後、第２段階目の挟持動作を行う（ステップＳ５）。ノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａへ移動する。このとき、ノズル部４１が移動した後の隙間を弾性押圧部５１、弾性受部５２が素早く埋める。その後、第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。このとき、第1の直動式ソレノイド１２がＯＮ状態（通電状態）のままであるので、可動鉄心１４の移動が再開され、その先端面１４ａでピン部７１の先端部７１ａを下方に押しこみ、先端面１４ａが終点２０３まで移動して停止する。このとき、ばね部７２がピン部７１の底面で押されて圧縮する。
【００３９】
可動鉄心１４の下方移動に連動して圧着レバー７が下方に移動し、弾性押圧部５１、弾性受部５２が互いに圧縮し、被シール物のシール部が圧着部１０と加熱部３１ａとで挟まれる。このように、圧着レバー７が作動して圧着部１０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、ニクロム線に通電を行う。これにより、圧着部１０と加熱部３１ａとで挟持された被シール物のシール部を溶融しシールする（ステップＳ６）。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、ニクロム線への通電時間や、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。
【００４０】
次いで、シール工程が終了すると、電磁コイル１５への通電がＯＦＦとなり、可動鉄心１４がフリー状態となるため圧縮コイルスプリング３０の作用によって上方に移動し、先端面１４ａが終点２０３から始点２０１に戻る。それに連動して圧着レバー７も上方の初期位置に復帰する（ステップＳ７）。また、ピン部７１もばね部７２の戻り力によって初期位置に復帰する。そして、シール部が適切にシールされた被シール物を取り出す。
【００４１】
＜実施形態１の別例１＞
図３、４Ａ、４Ｂは、他例の停止機構部である。停止機構部は、ピン部６７１と、可動鉄心１４と接触するピン部６７１の軸方向端面と異なる軸方向端面側に配置されるばね部６７２と、ばね部６７２を収納するガイド部６７４とを有する。ピン部６７１は、第１径部６７１ａと、第１径部６７１ａより小さい径の第２径部６７１ｂとを有する。ピン部６７１の移動を停止するために、停止機構部は、スライドプレート６７５と、スライドプレート６７５をスライドさせるためのソレノイド６７３を有する（ピン移動機構部に相当する）。スライドプレート６７５は、第１径部６７１ａよりも大きい開口サイズの第１開口部６７５ａと、第１径部６７１ａよりも小さくかつ第２径部６７１ｂよりも大きい開口サイズの第２開口部６７５ｂ（係止部に相当する。）とを有する。ピン部６７１の移動を可能にするとき、第１開口部内でピン部６７１の移動を行わせ、ピン部６７１の移動を停止させるとき、第２開口部内に第２径部６７１ｂを配置させて、ピン部６７１の移動を停止させる。図４Ａはソレノイド６７３をＯＦＦ状態とし、ピン部６７１を紙面で垂直に移動可能としている。図４Ｂは、ソレノイド６７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）とし、スライドプレート６７５をばね６７７の引っ張り力に抗して紙面上左にスライドさせ、第２開口部内に第２径部６７１ｂを配置させる。このとき、第１径部６７１ａがスライドプレート６７５に当接するためピン部６７１が下方に移動しない。ソレノイド６７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にしたとき、ばね６７７の戻り力でスライドプレート６７５が初期位置に復帰し、ピン部６７１の移動が可能になって可動鉄心１４が終点まで移動する。可動鉄心１４が復帰するとき、ばね部６７２の戻り力によって自動的にピン部６７１が初期位置に復帰する。
【００４２】
＜実施形態１の別例２＞
図５Ａ、５Ｂは、他例の停止機構部である。停止機構部は、上記のピン部を有さない構成である。停止機構部は、可動鉄心１４のプランジャー１４１に当接して、可動鉄心１４の移動を停止させるために一方がＵ字状に開口したスライド部１４７５と、このスライド部１４７５を移動させるためのソレノイド１４７３を有する。スライド部１４７５のＵ字状開口部１４７５ａのサイズは、プランジャー１４１よりも小さくかつ可動鉄心１４の外径よりも大きい開口サイズである。Ｕ字状開口部１４７５ａが係止部に相当する。図５Ｂで動作を説明する。ソレノイド１４７３のＯＦＦ状態には、スライド部１４７５が可動鉄心１４から離れた場所に待機している。ソレノイド１４７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にしたとき、スライド部１４７５を紙面上で左側に移動させて、Ｕ字状開口部１４７５ａを可動鉄心１４にはめ込む。このとき、プランジャー１４１がスライド部１４７５に当接するため可動鉄心１４が下方に移動しない。ソレノイド１４７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にしたとき、スライド部１４７５が初期位置に復帰し、可動鉄心１４の移動が可能になって、終点まで移動する。
【００４３】
＜実施形態２のシール装置＞
上記実施形態のシール装置は、第１の直動式ソレノイドが略上下方向に配置された構成であったが、本実施形態のシール装置は、第１の直動式ソレノイドが横方向に配置された構成である。図６にシール装置側面断面図を示す。
【００４４】
＜ヒートシーラーの全体構成＞
ヒートシーラーの本体１０００は、圧着レバー７（圧着体に相当する）、第1制御部７７１、第２制御部７７２、真空ポンプＰ、トランス（不図示）を備える。圧着レバー７は、左右一対のアーム８が回転軸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１０として機能する。
【００４５】
第1の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４（第１可動部に相当する）の先端には、プランジャー７１４３が連結され、このプランジャー７１４３には作動ロッド７１４１の一方端部が連結され、この作動ロッド７１４１の他方端部は装置筐体に、作動ロッドが左右に移動可能なように取り付けられている。この作動ロッド７１４１に、断面矩形の棒状の連結部７１４２が固定されている。
【００４６】
装置を正面視して左右一対のアーム８は、その軸９よりさらに図面下方に延設されており、連結部７１４２の両端部にアーム８の下端部８０２（左右の下端部）がそれぞれ固定されている。また、アーム８の回転軸９から図面左側の筐体壁に向かって伸びる支持部８０１に連結されたスプリング（不図示）が筐体と固定されていてアーム８を引っ張っている。
【００４７】
第1の直動式ソレノイド１２は、第１可動鉄心７１４と、電磁コイル７１５と、ボビン７１６とを備えている。第１の直動式ソレノイド７１０は、後述する第２の直動式ソレノイド７２０と共に支持部材（２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）で支持され、筐体下部３０１に対して取付けられている。
【００４８】
第１可動鉄心７１４は、ボビン７１６の内径部に沿って摺動可能に構成されている。第１可動鉄心７１４の一方先端面７１４ａが後述するピン部７２４１の先端面７２４１ａに当接可能に構成されている。第１可動鉄心７１４の左右の直線運動は、第１可動鉄心７１４と順次連結されたプランジャー７１４ａ、作動ロッド７１４１および連結部７１４２を介してスムーズに圧着レバー７の回転運動に変換される。
【００４９】
圧着レバー７の圧着部１０に対向配置されるように、加熱体３１が設けられている。加熱体３１は、シリコンゴムの圧着部１０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線等が備えられている。
【００５０】
また、圧着レバー７には、圧着部１０よりも前方側に、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）を押圧するための弾性押圧部５１が備えられている。この弾性押圧部５１と対になって、被シール物のシール部近傍を挟むために、加熱部３１ａよりも前方側に弾性受部５２が備えられている。弾性押圧部５１と弾性受部５２とによって、被シール物のシール部近傍が挟持される。なお、弾性押圧部５１と弾性受部５２とが、圧着部１０と加熱部３１ａよりも前方側に配置している形態に限定されず、圧着部１０と加熱部３１ａよりも後方側（装置本体内側）に配置していてもよい。
【００５１】
また、被シール物のシール部の開口部から被シール物の内部に挿入可能に配置され、被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部４１を備える。図６において、ノズル部４１の先端は待機位置４１ａに配置され、シール部の開口部から被シール物の内部に挿入する場合にノズル部４１の先端が停止位置４１ｂに突出する。このようにノズル部４１を待機位置４１ａと停止位置４１ｂとの間で移動可能にするためにノズル駆動部４２が備えられている。ノズル駆動部４２は、例えば、ロータリーソレノイド、ステッピングモーター、油圧シリンダー、エアシリンダー等の駆動源とノズル部４１を直線移動させるための機構、例えばラックアンドピニオン、歯車機構、直動アクチュエータ等を有して構成できる。
【００５２】
また、第1の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４を途中位置で停止させて、シール部の挟み込み動作を２段階で行わせるために、停止機構部７０を備える。停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド７１０を駆動させる場合において、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させた後に、第１可動鉄心７１４の移動を始点２０１から終点２０３までの間の所定の途中位置２０２で停止させ、かつノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａに復帰させた後に、第１可動鉄心７１４の移動停止を解除し第１可動鉄心７１４を終点２０３に移動再開させる。
【００５３】
図７Ａ〜７Ｃにおける停止機構部７０は、第１の直動式ソレノイド７１０と隣り合って配置された第２の直動式ソレノイド７２０を備える。第１支持部材２０は、第１の直動式ソレノイド７１０側の一方側を支持し、第２支持部材２０ａは、第２の直動式ソレノイド７２０の一方側を支持し、第３支持部材２０ｂは、第１支持部材２０と第２支持部材２０ａを固定支持し、第３支持部材２０ｃは、第１の第１の直動式ソレノイド７１０と第２の直動式ソレノイド７２０との間に介在してお互いを支持する（図７Ａ参照）。
【００５４】
ピン部７３０は、第１の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４と一方端部が固定され、かつ第２の直動式ソレノイド７２０の第２可動鉄心７２４を貫通する第１貫通部７２４ａの内部を相対的に移動する。
【００５５】
途中位置決め部７２４１は、第２の直動式ソレノイド７２０の第２可動鉄心７２４から第１可動鉄心７２４側へ延設され、かつ第１貫通部７２４ａと連接した第２貫通部７２４ｂが形成されている。停止している状態の途中位置決め部７２４１の先端７２４１ａに第１可動鉄心７１４の先端部７１４ａが当ることで、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止する（図７Ｂ参照）。
【００５６】
第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で停止したとき、ロック部７４０は、ピン部７３０の、第１可動鉄心７１４と固定された一方端部とは異なる他方端部７３１に形成された凹部７３２をロックして当該ピン部７３０の自由移動を停止させる（図７Ｂ参照）。本実施形態においてロック部７４０は、ピン部７３０が戻る方向へ移動することを防止する。ロック部７４０は、ラチェット機構７４１を有して構成されている。本実施形態においてロック部７４０は、第２支持部材２０ａに取り付けられているがこれに制限されず、装置筐体に取り付けられていてもよい。
【００５７】
ロック解除部７２４ｄは、第２可動鉄心７２４の一方端部側に筒状に突設して形成され、その内部をピン部７３０が移動する。第１可動鉄心７１４が終点２０３まで移動すると共に第２可動鉄心７２４も移動する時に、ロック解除部７２４ｄは、ロック部７４０のラチェット機構７４１とピン部７３０との間に割り込むように挿入されて、凹部７３２のロックを解除する（図７Ｃ参照）。
【００５８】
また、第１制御部７７１（ソレノイド制御部に相当する）は、途中位置２０２で第１可動鉄心７１４の移動を停止する場合に、第１可動鉄心７１４が始点２０１から途中位置２０２まで移動するように、第１の直動式ソレノイド７１０を駆動制御し（電磁コイル７１５に通電したＯＮ状態）、かつ第２可動鉄心７２０をスライドしないように第２の直動式ソレノイド７２０を駆動制御する（電磁コイル７２５に通電したＯＮ状態）。なお、第１制御部７７１、後述する第２制御部７７２の回路、各要素との配線等は不図示であるが、当業者であれば当然に理解できる。
【００５９】
次いで、第１制御部７７１は、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止している時に、第１の直動式ソレノイド７１０への電源供給を停止する。
【００６０】
次いで、第１制御部７７１は、第１可動鉄心７２４の移動停止を解除し当該第１可動鉄心７２４を終点２０３に移動させる場合に、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２から終点位置２０３まで移動するように第１の直動式ソレノイドを駆動制御し（電磁コイル７１５に通電したＯＮ状態）、かつ第１可動鉄心７１４の移動方向に第２可動鉄心７２４を移動させるように第２の直動式ソレノイドを駆動制御する（電磁コイル７２５に通電しないＯＦＦ状態）。
【００６１】
また、第２制御部７７２は、ヒートシールの基本動作、ノズル部４１の駆動、真空ポンプＰの駆動制御を行う。
【００６２】
＜２段階の挟持動作を含むシール処理工程の説明＞
まず、被シール物のシール部を開口させた状態で、圧着レバー７の圧着部１０と加熱体３１の加熱部３１ａとの間に配置させる（ステップＳ１１）。次いで、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させ、ノズル部４１を被シール部の内部へ挿入する（ステップＳ１２）。なお、ノズル部４１を停止位置４１ｂに移動させた後に、被シール物をセットしてもよい。
【００６３】
次いで、第１段階目の挟持動作を行う（ステップＳ１３）。ノズル部４１が停止位置４１ｂに移動した後（またはその前あるいは同時に）、第２の直動式ソレノイド７２０をＯＮ状態（電磁コイル７２５に通電した状態）にし第２可動鉄心７２４がスライドしないようにする。次いで、第１の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にし、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（電磁コイル７１５に通電した状態）にする。この通電のタイミングは、手動（またはフット）スイッチまたはシール部がセットされたことを検出するセンサーからの検出信号に基づいて自動的に行うことができる。
【００６４】
この第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態にしたことで、第１可動鉄心７１４が図面上右側へ移動し、これに連動して圧着レバー７が下方に移動する。そして、第１可動鉄心７１４の先端面７１４ａが途中位置決め部７２４１の先端７２４１ａに当り、第１可動鉄心７１４が終点２０３に至る途中の途中位置２０２で停止し、かつ圧着レバー７が停止する。このとき、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）が、弾性押圧部５１および弾性受部５２によって挟まれた状態となる（第１挟持状態、図７Ｂ）。
【００６５】
また、ピン部７３０の先端部７３１がラチェット機構７４１より突出し、凹部７３２がラチェット機構７４１でロックされる。そして、第１制御部７２１は、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止している時に（ロックされている状態で）、第１の直動式ソレノイド７１０への電源供給を停止する。ピン部７３０がロックされているため、第１可動鉄心７１４は動けない状態であり、始点２０１へ戻ることはない。
【００６６】
次いで、被シール物の内部の空気をノズル部４１から吸引（または気体を供給）する（ステップＳ1４）。ノズル部４１は真空ポンプＰに接続されている。
【００６７】
次いで、吸引（または供給）が所定の期間実行されて終了した後、第２段階目の挟持動作を行う（ステップＳ１５）。ノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａへ移動する。このとき、ノズル部４１が移動した後の隙間を弾性押圧部５１、弾性受部５２が素早く埋める。
【００６８】
次いで、第２の直動式ソレノイド７２０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替え、かつ、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（通電状態）に切り替える。これにより、第１可動鉄心７１４の移動が再開され、その先端面７１４ａで途中位置決め部７２４１の先端部７２４１ａを右方向へ押しこみ、先端面７１４ａが終点２０３まで移動して停止する。
【００６９】
このとき、第２可動鉄心７４２に形成されたロック解除部７２４ｄが、ラチェット機構７４１とピン部７３０との間に割り込むように挿入され、凹部７３２のロックを解除する（図７Ｃ参照）。
【００７０】
第１可動鉄心７１４の移動再開に連動して圧着レバー７が下方に移動し、弾性押圧部５１、弾性受部５２が互いに圧縮し、被シール物のシール部が圧着部１０と加熱部３１ａとで挟まれる。このように、圧着レバー７が作動して圧着部１０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をオンにし、ニクロム線に通電を行う。これにより、圧着部１０と加熱部３１ａとで挟持された被シール物のシール部を溶融しシールする（ステップＳ６）。第２制御部７２２に対応した位置には、電源スイッチとサイクルタイム調整つまみが設けられている。
【００７１】
次いで、第１可動鉄心７１４を終点２０３から始点２０１へ戻る時には、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＦＦ状態（通電しない状態）に切り替え、第１可動鉄心７１４がフリー状態となる。不図示のスプリングの作用によって、ロック解除されたピン部４３０と共に、第１可動鉄心７１４が左側へ移動し、先端部７１４ａが終点２０３から始点２０１へ戻る。それに連動して圧着レバー７も上方の初期位置に復帰する（ステップＳ７）。一方、第２可動鉄心７４２は、その一方端部７２４ａに連結されたスプリング７２４ｂによる引っ張り力が作用して、左側へ移動し初期位置に復帰する。そして、シール部が適切にシールされた被シール物を取り出す。
【００７２】
上記実施形態では、第1の直動式ソレノイドの第1可動鉄心７１４のプランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上左側に配置され、右から左へ移動することで、アーム８の下端部８０２を図面上左から右へ押して圧着レバー７を原位置から下方へ移動させる動作、動作機構の配置であったが、特にこれに制限されない。例えば、第１の直動式ソレノイドおよび第２の直動式ソレノイドの配置を左右反転させて配置し、第1の直動式ソレノイドの第1可動鉄心７１４のプランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上右側へ配置が替わり、プランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上右から左へ移動させるようにしてもよい。この作動ロッド７１４１の移動に連動してアーム８が回転軸９で回転して圧着レバー７が下方に移動する。
【００７３】
＜その他の実施形態＞
また、上記各実施形態において、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。また、シール装置を構成する圧着体、加熱体、ノズル部、ノズル駆動部、直動式ソレノイドは、上記の構成に限定されない。また、シール装置１台につき、上記直動式ソレノイドおよび停止機構部が複数個設置されていてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態の直動式ソレノイドおよび停止機構部は、上記シール装置に限定されず、他タイプのシール装置の駆動用に用いることができる。かかる場合に、シール装置１台につき、上記直動式ソレノイドおよび停止機構部が複数個設置されていてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
７ 圧着レバー（圧着体）
１０ 圧着部
１２、７１０ 第１の直動式ソレノイド
１４ 可動鉄心（可動部）
３１ 加熱体
３１ａ 加熱部
４１ ノズル部
４２ ノズル駆動部
５１ 弾性押圧部
５２ 弾性受部
７０ 停止機構部
７１、７３０ ピン部
７２ ばね部
７３、７２０ 第２の直動式ソレノイド
【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、前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための直動式ソレノイドとを有するシール装置およびそのシール装置を用いたシール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被シール物内部から気体を吸引または供給可能にして、被シール物をシールするシール装置として、特許文献１が知られている。特許文献１は、ノズルを被シール物の開口部からその内部に挿入させた状態で、開口部及びノズルを一対の挟持体で挟持させ（第１挟持位置）、その内部空気を吸引またはその内部へ気体を供給し、その後、ノズルを開口部から引き抜いて、開口部を挟持体でさらに挟持させ（第２挟持位置）、ヒートシールする。この挟持体の挟持動作は、１個または２個のエアシリンダーの駆動によって行われる。
【０００３】
また、直動式ソレノイドを用いたシール装置として特許文献２が知られている。特許文献２は、直動ソレノイドの駆動に連動して上下動作する圧着レバーの圧着部と加熱部とで被シール物を挟持することを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３５５２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−５１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようにエアシリンダーを用いた駆動方式では、シリンダーに２系統のエア供給が必要である。また、エア供給の開始・停止を切り替えるための電磁弁を２系統それぞれに設置する必要があり、エア供給のためのコンプレッサーも必要である。
【０００６】
一方、特許文献２の直動式ソレノイドの場合、駆動時における可動鉄心のストロークは一定長であり、可動鉄心を移動途中で停止できない構造である。すなわち、特許文献１における上記第１挟持位置で可動鉄心を停止させ、次いで第２挟持位置まで可動鉄心を再び移動させるという２段階の挟持動作を行えない。
【０００７】
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、直動式ソレノイドを用いて２段階の挟持動作を可能とするシール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るシール装置は、
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、
前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、
前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、
前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、
前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための第１の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドを駆動させる場合において、前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させた後に、当該第１の直動式ソレノイドを構成する第１可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつ前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させた後に、前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開させるための停止機構部とを備える。
【０００９】
この構成によって、第１の直動式ソレノイドの第１可動部（例えば可動鉄心）の移動を任意の途中位置（途中位置）で停止させることが可能となり、２段階の挟持動作を簡単に行える。直動式ソレノイドをそのまま使用できるため、低コストで実現できると共に、エアシリンダーを用いるよりもそれに付随する装置（コンプレッサーや電磁弁等）が少なくなり、また駆動制御も簡単となる。
【００１０】
図２Ａ〜２Ｃを用いて第１の直動式ソレノイドの２段階動作（途中位置で停止する動作）の一例について説明する。シール装置は、圧着体７と加熱体３１とノズル部４１とノズル駆動部（不図示）と、第１の直動式ソレノイド１２と、停止機構部７０と、ノズル駆動部と第１の直動式ソレノイド１２と停止機構部７０の駆動（第２の直動式ソレノイド７３の駆動）とを制御するための制御部５とを備える。なお、制御部５はその他の各種駆動部や他構成部も制御してもよい。ここでは、停止機構部７０は、ピン部７１とバネ部７２と第２の直動式ソレノイド７３とを有する。ここで、ピン部７１が第２の直動式ソレノイド７３の第２可動部を構成している。第１の直動式ソレノイド１２の第１可動部１４を駆動させる場合に、ノズル部４１を図２Ａの待機（原）位置から図２Ｂの停止（突出）位置に移動させた後に、第１可動部１４の下先端部が初期位置２０１から移動し途中（中段）位置２０２で停止させる（図２Ｂ参照）。被シール物を圧着体７と加熱体３１との挟持部で挟み固定できる位置で、第１可動部１４が停止する。このとき第１可動部１４の下先端部がピン部７１の一方端部に当って第１可動部１４が停止することになる。次いで、図２Ｃに示すように、ノズル部４１を停止位置から待機位置に復帰させた後に、第１可動部１４の移動停止が解除され、第１可動部１４が終点２０３に移動する。第２の直動式ソレノイド７３のピン部７１が図面上下方に移動することで、第１可動部１４が下方に移動できるようになる。すなわち、第１可動部１４は移動停止している状態でも下方に移動する力が作用しており、ピン部７１によって移動できないようになっている。このとき、制御部５は、ノズル部４１の移動動作、第１の直動式ソレノイド１２の電源ＯＮ・ＯＦＦ制御（励磁制御）、停止機構部７０の第２の直動式ソレノイド７３の電源ＯＮ・ＯＦＦ制御（励磁制御）を行う。なお、本発明は図２Ａ〜２Ｃの構成例に限定されず、他の構成もでき、具体的な構成は後述する。
【００１１】
また、本発明において、前記圧着体は、前記シール部近傍を押圧する弾性押圧部を有し、前記加熱体は、前記押圧部とともに前記シール部近傍を挟持する弾性受部を有することが好ましい。弾性押圧部と弾性受部とでノズル部および被シール物を挟むことで、圧着部と加熱部とが直接にノズル部と接触することを避けることができ、圧着部および加熱部の損傷や変形、あるいはノズル部の損傷や変形を防止できる。
【００１２】
また、本発明の一実施形態として、前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドの前記第１可動部の先端部に接触するピン部と、
前記第１可動部の移動に応じて前記ピン部を移動可能とし、かつ前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止させるように前記ピン部の移動を停止可能とするピン移動機構部とを有する。簡単なピン移動機構部によって、ピン部の移動を自在に停止したり再開したりできるため、前記第１可動部の移動を簡単に途中位置で停止させることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態として、前記ピン移動機構部は、前記第１可動部の先端部と接触する前記ピン部の端部とは異なる端部方向側に配置されるばね部を有することが好ましい。これによって、第１可動部の移動によって移動したピン部をその原点位置に自動復帰させることが可能となる。
【００１４】
また、上記実施形態として、前記ピン移動機構部は、前記ピン部を可動部とする第２の直動式ソレノイドを有することが好ましい。これによって、ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦ切り替えでピン部（可動部）の停止および移動を自在に制御できるため、簡単な機構で２段階移動の直動式ソレノイドを実現できる。
【００１５】
また、上記実施形態として、前記ピン部は、第１径部と、当該第１径部より小さい径の第２径部とを有し、前記ピン移動機構部は、前記ピン部の前記２径部に係止する係止部をさらに有する。例えば、第１径部よりも大きい径の第１開口部と、第１径部よりも小さくかつ第２径部よりも大きい径の第２開口部（係止部）とを有し、ピン部の移動を可能にするときに第１開口部内で前記ピン部の移動を行わせ、ピン部の移動を停止させるときに前記第２開口部内に前記第２径部を配置させて、ピン部の移動を停止させる。また、別例として、第２径部にはめ込まれるフック部（係止部）を有し、ピン部の移動を可能にするときにフック部を前記第２径部から遠ざけておき、ピン部の移動を停止させるときに前記フック部を前記第２径部にはめ込んでピン部の移動を停止させる。上記の係止部の駆動に、直動式ソレノイド、回転式ソレノイド、ステッピングモーター等を用い、原点復帰にばねを用いることができる。
【００１６】
また、上記実施形態として、前記停止機構部は、前記第１可動部のプランジャーに当接して、当該第１可動部の移動を停止させるスライド部を有する。このスライド部は、第１可動部の外径より大きく、プランジャーよりも小さい開口サイズの開口部を有し、第１可動部の移動を停止させるときに、当該開口部を可動部に移動させて、プランジャーと当接させることで第１可動部の移動を途中位置で停止させ、スライド部を可動部から離すことで可動部の移動を再開させることができる。
【００１７】
また、上記実施形態として、前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドと隣り合って配置された第２の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部と一方端部が固定され、かつ前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を貫通する第１貫通部の内部を相対的に移動するピン部と、
前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部から前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部側へ延設され、かつ前記第１貫通部と連接した第２貫通部が形成された途中位置決め部と、
前記途中位置決め部の先端部に前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部の先端部を当接させて、当該第１の直動式ソレノイドの第１の可動部の移動を前記途中位置で停止させた場合に、前記ピン部の前記一方端部とは異なる他方端部に形成された凹部をロックして当該ピン部の移動を停止させるロック部と、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を前記終点まで移動させると共に前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を移動させた場合に、前記ロック部と前記ピン部との間に割り込むように挿入されて前記凹部のロックを解除するロック解除部と、をさらに有する。
【００１８】
この構成によれば、途中位置で移動を停止したピン部をロックさせることで、第１の直動式ソレノイド部に電源供給する必要がなくなるため、電気コストを低減できる。また、第1の直動式ソレノイドにかかる負荷を軽減でき、安定した動作が可能となる。
【００１９】
また、上記実施形態として、
前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止する場合に、前記第１可動部が前記始点から前記途中位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第２可動部を停止させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御し、
前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開する場合に、前記第１可動部が前記途中位置から前記終点位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第１可動部の移動方向に前記第２可動部を移動させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御する、ソレノイド制御部を備える。
【００２０】
また、上記実施形態として、前記ソレノイド制御部は、前記第１可動部が前記途中位置で移動を停止している時に、前記第１および第２の直動式ソレノイドへの電源供給を停止する。
【００２１】
また、他の発明は、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、前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための直動式ソレノイドとを有するシール装置を用いたシール方法であって、
前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させ、前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入し、
次いで、前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ（第１段階目の挟持動作）、
次いで、前記ノズル部によって前記被シール物内部から気体を吸引または供給し、
次いで、前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させ、
次いで、前記第１可動部を前記途中位置から前記終点に移動させ（第２段階目の挟持動作）、
次いで、前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を加熱して溶着し、
次いで、前記第１可動部を前記終点から前記始点に復帰させる、工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１のヒートシーラーの構成を示す側断面図
【図２Ａ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図２Ｂ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図２Ｃ】実施形態１の2段階動作を説明するための図
【図３】実施形態１の別例１の停止機構部の一例を示す図
【図４Ａ】実施形態１の別例1の停止機構部の一例を示す図
【図４Ｂ】実施形態１の別例1の停止機構部の一例を示す図
【図５Ａ】実施形態１の別例2の停止機構部の一例を示す図
【図５Ｂ】実施形態１の別例2の停止機構部の一例を示す図
【図６】実施形態２のヒートシーラーの構成を示す側断面図
【図７Ａ】停止機構部の一例（始点）を示す図
【図７Ｂ】停止機構部の一例（途中位置で停止した状態）を示す図
【図７Ｃ】停止機構部の一例（終点）を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るシール装置の一例として、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。）を用いて説明する。なお、本発明においてシール装置は、インパルス式ヒートシーラーに限定されず、例えば、超音波式シール装置、高周波式シール装置等が挙げられる。図１は、ヒートシーラーの構成を示す側断面図である。図２Ａ〜２Ｃは、停止機構を詳細に説明するための図である。
【００２４】
＜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（制御部を内臓している）、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１０として機能する。
【００２５】
下部枠体３には、冷却ファン１１と第1の直動式ソレノイド１２が設けられている。第1の直動式ソレノイド１２は、可動鉄心１４（第1可動部に相当する。）と、電磁コイル１５と、ボビン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。第1の直動式ソレノイド１２は、上下一対のカバー部材（不図示）によりカバーされ、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。
【００２６】
可動鉄心１４は、ボビン１６の内径部に沿って摺動可能に構成されおり、先端面１４ａが後述するピン部７１の先端部７１ａ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が固定部２２（図ではボルト−ナット固定）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、固定部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。
【００２７】
圧着レバー７の横幅方向の中央位置に第1の直動式ソレノイド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に外嵌した押え部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。
【００２８】
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。
【００２９】
さらに、下部枠体３には、加熱体３１が取付けられている。加熱体３１は、シリコンゴムの圧着部１０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線等が備えられている。
【００３０】
また、圧着レバー７には、圧着部１０よりも前方側に、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）を押圧するための弾性押圧部５１が備えられている。この弾性押圧部５１と対になって、被シール物のシール部近傍を挟むために、下部枠体３には加熱部３１ａよりも前方側に弾性受部５２が備えられている。弾性押圧部５１と弾性受部５２とによって、被シール物のシール部近傍が挟持される。なお、弾性押圧部５１と弾性受部５２とが、圧着部１０と加熱部３１ａよりも前方側に配置している形態に限定されず、圧着部１０と加熱部３１ａよりも後方側（装置本体内側）に配置していてもよい。
【００３１】
また、被シール物のシール部の開口部から被シール物の内部に挿入可能に配置され、被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部４１を備える。図１において、ノズル部４１の先端は待機位置４１ａに配置され、シール部の開口部から被シール物の内部に挿入する場合にノズル部４１の先端が停止位置４１ｂに突出する。このようにノズル部４１を待機位置４１ａと停止位置４１ｂとの間で移動可能にするためにノズル駆動部４２が備えられている。ノズル駆動部４２は、例えば、ロータリーソレノイド、ステッピングモーター、油圧シリンダー、エアシリンダー等の駆動源とノズル部４１を直線移動させるための機構、例えばラックアンドピニオン、歯車機構、直動アクチュエータ等を有して構成できる。
【００３２】
また、第1の直動式ソレノイド１２の可動鉄心１４を途中（中段）位置で停止させて、シール部の挟み込み動作を２段階で行わせるために、停止機構部７０を備える。停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド１２を駆動させる場合において、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させた後に、第1の直動式ソレノイド１２を構成する可動鉄心１４の移動を、その下先端部が位置する始点２０１から終点２０３までの間の所定の途中位置２０２で停止させ、かつノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａに復帰させた後に、可動鉄心１４の移動停止を解除し可動鉄心１４を終点２０３に移動再開させる。
【００３３】
図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド１２の可動鉄心１４の先端面１４ａに接触可能なピン部７１と、可動鉄心１４の移動に応じてピン部７１を移動可能とし、かつ途中位置２０２で可動鉄心１４の移動を停止させるようにピン部７１の移動を停止可能とするピン移動機構部（７２、７３）を備える。このピン移動機構部は、ピン部７１が可動鉄心１４の先端面１４ａと接触するピン部軸方向側と異なるピン部軸方向側に配置されるばね部７２と、ピン部７１を可動部（可動鉄心）とする第２の直動式ソレノイド７３を有する。ばね部７２は、圧縮コイルスプリングで構成してもよく、板ばねで構成してもよい。ばね部７２の周囲にはピン部７１の移動方向を規制し、収納するためのガイド部７４が設けられている。
【００３４】
図２Ａは、可動鉄心１４が初期位置２０１に位置していることを示す。図２Ｂは、第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）としてピン部７１がスライドしないように固定している状態を示す。このときに第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態（電磁コイル１５に通電した状態）にすると、可動鉄心１４の下方への移動が、その先端面１４ａがピン部７１の先端部７１ａに当接して途中位置２０２で停止することになる。図２Ｃは、第２の直動式ソレノイド７３をＯＦＦ状態としてピン部７１が下方に自由にスライドできる状態を示す。第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えたとき、第1の直動式ソレノイド１２がＯＮ状態（通電状態）のままであるので、可動鉄心１４の移動が再開され、その先端面１４ａでピン部７１の先端部７１ａを当接したまま、先端面１４ａが終点２０３まで移動することになる。
【００３５】
＜２段階の挟持動作を含むシール処理工程の説明＞
まず、被シール物のシール部を開口させた状態で、圧着レバー７の圧着部１０と加熱体３１の加熱部３１ａとの間に配置させる（ステップＳ１）。次いで、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させ、ノズル部４１を被シール部の内部へ挿入する（ステップＳ２）。なお、ノズル部４１を停止位置４１ｂに移動させた後に、被シール物をセットしてもよい。
【００３６】
次いで、第１段階目の挟持動作を行う（ステップＳ３）。ノズル部４１が停止位置４１ｂに移動した後（またはその前あるいは同時に）、直動式ソレノイド７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にし、ピン部７１がスライドしないように固定する。次いで、第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態（電磁コイル１５に通電した状態）にする。この通電のタイミングは、手動（またはフット）スイッチまたはシール部がセットされたことを検出するセンサーからの検出信号に基づいて自動的に行うことができる。
【００３７】
この第1の直動式ソレノイド１２をＯＮ状態にしたことで、可動鉄心１４が下方へ移動し、これに連動して圧着レバー７が下方に移動する。そして、可動鉄心１４の先端面１４ａがピン部７１の先端部７１ａに当接して、可動鉄心１４が途中位置２０２で停止し、かつ圧着レバー７が停止する。このとき、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）が、弾性押圧部５１および弾性受部５２によって挟まれた状態となる（第１挟持状態）。ノズル部４１も同時に挟まれるが、弾性押圧部５１および弾性受部５２が弾性部材で構成されているため、ノズル部４１やシール装置本体の損傷等は生じない。次いで、被シール物の内部の空気をノズル部４１から吸引（または気体を供給）する（ステップＳ４）。ノズル部４１は不図示の吸引機（バキューマー）、供給装置（コンプレッサー）等に接続されている。
【００３８】
次いで、吸引（または供給）が所定の期間実行されて終了した後、第２段階目の挟持動作を行う（ステップＳ５）。ノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａへ移動する。このとき、ノズル部４１が移動した後の隙間を弾性押圧部５１、弾性受部５２が素早く埋める。その後、第２の直動式ソレノイド７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。このとき、第1の直動式ソレノイド１２がＯＮ状態（通電状態）のままであるので、可動鉄心１４の移動が再開され、その先端面１４ａでピン部７１の先端部７１ａを下方に押しこみ、先端面１４ａが終点２０３まで移動して停止する。このとき、ばね部７２がピン部７１の底面で押されて圧縮する。
【００３９】
可動鉄心１４の下方移動に連動して圧着レバー７が下方に移動し、弾性押圧部５１、弾性受部５２が互いに圧縮し、被シール物のシール部が圧着部１０と加熱部３１ａとで挟まれる。このように、圧着レバー７が作動して圧着部１０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、ニクロム線に通電を行う。これにより、圧着部１０と加熱部３１ａとで挟持された被シール物のシール部を溶融しシールする（ステップＳ６）。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、ニクロム線への通電時間や、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。
【００４０】
次いで、シール工程が終了すると、電磁コイル１５への通電がＯＦＦとなり、可動鉄心１４がフリー状態となるため圧縮コイルスプリング３０の作用によって上方に移動し、先端面１４ａが終点２０３から始点２０１に戻る。それに連動して圧着レバー７も上方の初期位置に復帰する（ステップＳ７）。また、ピン部７１もばね部７２の戻り力によって初期位置に復帰する。そして、シール部が適切にシールされた被シール物を取り出す。
【００４１】
＜実施形態１の別例１＞
図３、４Ａ、４Ｂは、他例の停止機構部である。停止機構部は、ピン部６７１と、可動鉄心１４と接触するピン部６７１の軸方向端面と異なる軸方向端面側に配置されるばね部６７２と、ばね部６７２を収納するガイド部６７４とを有する。ピン部６７１は、第１径部６７１ａと、第１径部６７１ａより小さい径の第２径部６７１ｂとを有する。ピン部６７１の移動を停止するために、停止機構部は、スライドプレート６７５と、スライドプレート６７５をスライドさせるためのソレノイド６７３を有する（ピン移動機構部に相当する）。スライドプレート６７５は、第１径部６７１ａよりも大きい開口サイズの第１開口部６７５ａと、第１径部６７１ａよりも小さくかつ第２径部６７１ｂよりも大きい開口サイズの第２開口部６７５ｂ（係止部に相当する。）とを有する。ピン部６７１の移動を可能にするとき、第１開口部内でピン部６７１の移動を行わせ、ピン部６７１の移動を停止させるとき、第２開口部内に第２径部６７１ｂを配置させて、ピン部６７１の移動を停止させる。図４Ａはソレノイド６７３をＯＦＦ状態とし、ピン部６７１を紙面で垂直に移動可能としている。図４Ｂは、ソレノイド６７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）とし、スライドプレート６７５をばね６７７の引っ張り力に抗して紙面上左にスライドさせ、第２開口部内に第２径部６７１ｂを配置させる。このとき、第１径部６７１ａがスライドプレート６７５に当接するためピン部６７１が下方に移動しない。ソレノイド６７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にしたとき、ばね６７７の戻り力でスライドプレート６７５が初期位置に復帰し、ピン部６７１の移動が可能になって可動鉄心１４が終点まで移動する。可動鉄心１４が復帰するとき、ばね部６７２の戻り力によって自動的にピン部６７１が初期位置に復帰する。
【００４２】
＜実施形態１の別例２＞
図５Ａ、５Ｂは、他例の停止機構部である。停止機構部は、上記のピン部を有さない構成である。停止機構部は、可動鉄心１４のプランジャー１４１に当接して、可動鉄心１４の移動を停止させるために一方がＵ字状に開口したスライド部１４７５と、このスライド部１４７５を移動させるためのソレノイド１４７３を有する。スライド部１４７５のＵ字状開口部１４７５ａのサイズは、プランジャー１４１よりも小さくかつ可動鉄心１４の外径よりも大きい開口サイズである。Ｕ字状開口部１４７５ａが係止部に相当する。図５Ｂで動作を説明する。ソレノイド１４７３のＯＦＦ状態には、スライド部１４７５が可動鉄心１４から離れた場所に待機している。ソレノイド１４７３をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にしたとき、スライド部１４７５を紙面上で左側に移動させて、Ｕ字状開口部１４７５ａを可動鉄心１４にはめ込む。このとき、プランジャー１４１がスライド部１４７５に当接するため可動鉄心１４が下方に移動しない。ソレノイド１４７３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にしたとき、スライド部１４７５が初期位置に復帰し、可動鉄心１４の移動が可能になって、終点まで移動する。
【００４３】
＜実施形態２のシール装置＞
上記実施形態のシール装置は、第１の直動式ソレノイドが略上下方向に配置された構成であったが、本実施形態のシール装置は、第１の直動式ソレノイドが横方向に配置された構成である。図６にシール装置側面断面図を示す。
【００４４】
＜ヒートシーラーの全体構成＞
ヒートシーラーの本体１０００は、圧着レバー７（圧着体に相当する）、第1制御部７７１、第２制御部７７２、真空ポンプＰ、トランス（不図示）を備える。圧着レバー７は、左右一対のアーム８が回転軸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１０として機能する。
【００４５】
第1の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４（第１可動部に相当する）の先端には、プランジャー７１４３が連結され、このプランジャー７１４３には作動ロッド７１４１の一方端部が連結され、この作動ロッド７１４１の他方端部は装置筐体に、作動ロッドが左右に移動可能なように取り付けられている。この作動ロッド７１４１に、断面矩形の棒状の連結部７１４２が固定されている。
【００４６】
装置を正面視して左右一対のアーム８は、その軸９よりさらに図面下方に延設されており、連結部７１４２の両端部にアーム８の下端部８０２（左右の下端部）がそれぞれ固定されている。また、アーム８の回転軸９から図面左側の筐体壁に向かって伸びる支持部８０１に連結されたスプリング（不図示）が筐体と固定されていてアーム８を引っ張っている。
【００４７】
第1の直動式ソレノイド１２は、第１可動鉄心７１４と、電磁コイル７１５と、ボビン７１６とを備えている。第１の直動式ソレノイド７１０は、後述する第２の直動式ソレノイド７２０と共に支持部材（２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）で支持され、筐体下部３０１に対して取付けられている。
【００４８】
第１可動鉄心７１４は、ボビン７１６の内径部に沿って摺動可能に構成されている。第１可動鉄心７１４の一方先端面７１４ａが後述するピン部７２４１の先端面７２４１ａに当接可能に構成されている。第１可動鉄心７１４の左右の直線運動は、第１可動鉄心７１４と順次連結されたプランジャー７１４ａ、作動ロッド７１４１および連結部７１４２を介してスムーズに圧着レバー７の回転運動に変換される。
【００４９】
圧着レバー７の圧着部１０に対向配置されるように、加熱体３１が設けられている。加熱体３１は、シリコンゴムの圧着部１０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線等が備えられている。
【００５０】
また、圧着レバー７には、圧着部１０よりも前方側に、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）を押圧するための弾性押圧部５１が備えられている。この弾性押圧部５１と対になって、被シール物のシール部近傍を挟むために、加熱部３１ａよりも前方側に弾性受部５２が備えられている。弾性押圧部５１と弾性受部５２とによって、被シール物のシール部近傍が挟持される。なお、弾性押圧部５１と弾性受部５２とが、圧着部１０と加熱部３１ａよりも前方側に配置している形態に限定されず、圧着部１０と加熱部３１ａよりも後方側（装置本体内側）に配置していてもよい。
【００５１】
また、被シール物のシール部の開口部から被シール物の内部に挿入可能に配置され、被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部４１を備える。図６において、ノズル部４１の先端は待機位置４１ａに配置され、シール部の開口部から被シール物の内部に挿入する場合にノズル部４１の先端が停止位置４１ｂに突出する。このようにノズル部４１を待機位置４１ａと停止位置４１ｂとの間で移動可能にするためにノズル駆動部４２が備えられている。ノズル駆動部４２は、例えば、ロータリーソレノイド、ステッピングモーター、油圧シリンダー、エアシリンダー等の駆動源とノズル部４１を直線移動させるための機構、例えばラックアンドピニオン、歯車機構、直動アクチュエータ等を有して構成できる。
【００５２】
また、第1の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４を途中位置で停止させて、シール部の挟み込み動作を２段階で行わせるために、停止機構部７０を備える。停止機構部７０は、第1の直動式ソレノイド７１０を駆動させる場合において、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させた後に、第１可動鉄心７１４の移動を始点２０１から終点２０３までの間の所定の途中位置２０２で停止させ、かつノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａに復帰させた後に、第１可動鉄心７１４の移動停止を解除し第１可動鉄心７１４を終点２０３に移動再開させる。
【００５３】
図７Ａ〜７Ｃにおける停止機構部７０は、第１の直動式ソレノイド７１０と隣り合って配置された第２の直動式ソレノイド７２０を備える。第１支持部材２０は、第１の直動式ソレノイド７１０側の一方側を支持し、第２支持部材２０ａは、第２の直動式ソレノイド７２０の一方側を支持し、第３支持部材２０ｂは、第１支持部材２０と第２支持部材２０ａを固定支持し、第３支持部材２０ｃは、第１の第１の直動式ソレノイド７１０と第２の直動式ソレノイド７２０との間に介在してお互いを支持する（図７Ａ参照）。
【００５４】
ピン部７３０は、第１の直動式ソレノイド７１０の第１可動鉄心７１４と一方端部が固定され、かつ第２の直動式ソレノイド７２０の第２可動鉄心７２４を貫通する第１貫通部７２４ａの内部を相対的に移動する。
【００５５】
途中位置決め部７２４１は、第２の直動式ソレノイド７２０の第２可動鉄心７２４から第１可動鉄心７２４側へ延設され、かつ第１貫通部７２４ａと連接した第２貫通部７２４ｂが形成されている。停止している状態の途中位置決め部７２４１の先端７２４１ａに第１可動鉄心７１４の先端部７１４ａが当ることで、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止する（図７Ｂ参照）。
【００５６】
第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で停止したとき、ロック部７４０は、ピン部７３０の、第１可動鉄心７１４と固定された一方端部とは異なる他方端部７３１に形成された凹部７３２をロックして当該ピン部７３０の自由移動を停止させる（図７Ｂ参照）。本実施形態においてロック部７４０は、ピン部７３０が戻る方向へ移動することを防止する。ロック部７４０は、ラチェット機構７４１を有して構成されている。本実施形態においてロック部７４０は、第２支持部材２０ａに取り付けられているがこれに制限されず、装置筐体に取り付けられていてもよい。
【００５７】
ロック解除部７２４ｄは、第２可動鉄心７２４の一方端部側に筒状に突設して形成され、その内部をピン部７３０が移動する。第１可動鉄心７１４が終点２０３まで移動すると共に第２可動鉄心７２４も移動する時に、ロック解除部７２４ｄは、ロック部７４０のラチェット機構７４１とピン部７３０との間に割り込むように挿入されて、凹部７３２のロックを解除する（図７Ｃ参照）。
【００５８】
また、第１制御部７７１（ソレノイド制御部に相当する）は、途中位置２０２で第１可動鉄心７１４の移動を停止する場合に、第１可動鉄心７１４が始点２０１から途中位置２０２まで移動するように、第１の直動式ソレノイド７１０を駆動制御し（電磁コイル７１５に通電したＯＮ状態）、かつ第２可動鉄心７２０をスライドしないように第２の直動式ソレノイド７２０を駆動制御する（電磁コイル７２５に通電したＯＮ状態）。なお、第１制御部７７１、後述する第２制御部７７２の回路、各要素との配線等は不図示であるが、当業者であれば当然に理解できる。
【００５９】
次いで、第１制御部７７１は、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止している時に、第１の直動式ソレノイド７１０への電源供給を停止する。
【００６０】
次いで、第１制御部７７１は、第１可動鉄心７２４の移動停止を解除し当該第１可動鉄心７２４を終点２０３に移動させる場合に、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２から終点位置２０３まで移動するように第１の直動式ソレノイドを駆動制御し（電磁コイル７１５に通電したＯＮ状態）、かつ第１可動鉄心７１４の移動方向に第２可動鉄心７２４を移動させるように第２の直動式ソレノイドを駆動制御する（電磁コイル７２５に通電しないＯＦＦ状態）。
【００６１】
また、第２制御部７７２は、ヒートシールの基本動作、ノズル部４１の駆動、真空ポンプＰの駆動制御を行う。
【００６２】
＜２段階の挟持動作を含むシール処理工程の説明＞
まず、被シール物のシール部を開口させた状態で、圧着レバー７の圧着部１０と加熱体３１の加熱部３１ａとの間に配置させる（ステップＳ１１）。次いで、ノズル部４１を待機位置４１ａから停止位置４１ｂに移動させ、ノズル部４１を被シール部の内部へ挿入する（ステップＳ１２）。なお、ノズル部４１を停止位置４１ｂに移動させた後に、被シール物をセットしてもよい。
【００６３】
次いで、第１段階目の挟持動作を行う（ステップＳ１３）。ノズル部４１が停止位置４１ｂに移動した後（またはその前あるいは同時に）、第２の直動式ソレノイド７２０をＯＮ状態（電磁コイル７２５に通電した状態）にし第２可動鉄心７２４がスライドしないようにする。次いで、第１の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（電磁コイルに通電した状態）にし、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（電磁コイル７１５に通電した状態）にする。この通電のタイミングは、手動（またはフット）スイッチまたはシール部がセットされたことを検出するセンサーからの検出信号に基づいて自動的に行うことができる。
【００６４】
この第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態にしたことで、第１可動鉄心７１４が図面上右側へ移動し、これに連動して圧着レバー７が下方に移動する。そして、第１可動鉄心７１４の先端面７１４ａが途中位置決め部７２４１の先端７２４１ａに当り、第１可動鉄心７１４が終点２０３に至る途中の途中位置２０２で停止し、かつ圧着レバー７が停止する。このとき、被シール物のシール部近傍（シール部より袋中心方向の位置）が、弾性押圧部５１および弾性受部５２によって挟まれた状態となる（第１挟持状態、図７Ｂ）。
【００６５】
また、ピン部７３０の先端部７３１がラチェット機構７４１より突出し、凹部７３２がラチェット機構７４１でロックされる。そして、第１制御部７２１は、第１可動鉄心７１４が途中位置２０２で移動を停止している時に（ロックされている状態で）、第１の直動式ソレノイド７１０への電源供給を停止する。ピン部７３０がロックされているため、第１可動鉄心７１４は動けない状態であり、始点２０１へ戻ることはない。
【００６６】
次いで、被シール物の内部の空気をノズル部４１から吸引（または気体を供給）する（ステップＳ1４）。ノズル部４１は真空ポンプＰに接続されている。
【００６７】
次いで、吸引（または供給）が所定の期間実行されて終了した後、第２段階目の挟持動作を行う（ステップＳ１５）。ノズル部４１を停止位置４１ｂから待機位置４１ａへ移動する。このとき、ノズル部４１が移動した後の隙間を弾性押圧部５１、弾性受部５２が素早く埋める。
【００６８】
次いで、第２の直動式ソレノイド７２０をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替え、かつ、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＮ状態（通電状態）に切り替える。これにより、第１可動鉄心７１４の移動が再開され、その先端面７１４ａで途中位置決め部７２４１の先端部７２４１ａを右方向へ押しこみ、先端面７１４ａが終点２０３まで移動して停止する。
【００６９】
このとき、第２可動鉄心７４２に形成されたロック解除部７２４ｄが、ラチェット機構７４１とピン部７３０との間に割り込むように挿入され、凹部７３２のロックを解除する（図７Ｃ参照）。
【００７０】
第１可動鉄心７１４の移動再開に連動して圧着レバー７が下方に移動し、弾性押圧部５１、弾性受部５２が互いに圧縮し、被シール物のシール部が圧着部１０と加熱部３１ａとで挟まれる。このように、圧着レバー７が作動して圧着部１０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をオンにし、ニクロム線に通電を行う。これにより、圧着部１０と加熱部３１ａとで挟持された被シール物のシール部を溶融しシールする（ステップＳ６）。第２制御部７２２に対応した位置には、電源スイッチとサイクルタイム調整つまみが設けられている。
【００７１】
次いで、第１可動鉄心７１４を終点２０３から始点２０１へ戻る時には、第1の直動式ソレノイド７１０をＯＦＦ状態（通電しない状態）に切り替え、第１可動鉄心７１４がフリー状態となる。不図示のスプリングの作用によって、ロック解除されたピン部４３０と共に、第１可動鉄心７１４が左側へ移動し、先端部７１４ａが終点２０３から始点２０１へ戻る。それに連動して圧着レバー７も上方の初期位置に復帰する（ステップＳ７）。一方、第２可動鉄心７４２は、その一方端部７２４ａに連結されたスプリング７２４ｂによる引っ張り力が作用して、左側へ移動し初期位置に復帰する。そして、シール部が適切にシールされた被シール物を取り出す。
【００７２】
上記実施形態では、第1の直動式ソレノイドの第1可動鉄心７１４のプランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上左側に配置され、右から左へ移動することで、アーム８の下端部８０２を図面上左から右へ押して圧着レバー７を原位置から下方へ移動させる動作、動作機構の配置であったが、特にこれに制限されない。例えば、第１の直動式ソレノイドおよび第２の直動式ソレノイドの配置を左右反転させて配置し、第1の直動式ソレノイドの第1可動鉄心７１４のプランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上右側へ配置が替わり、プランジャー７１４ａおよび作動ロッド７１４１が図面上右から左へ移動させるようにしてもよい。この作動ロッド７１４１の移動に連動してアーム８が回転軸９で回転して圧着レバー７が下方に移動する。
【００７３】
＜その他の実施形態＞
また、上記各実施形態において、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。また、シール装置を構成する圧着体、加熱体、ノズル部、ノズル駆動部、直動式ソレノイドは、上記の構成に限定されない。また、シール装置１台につき、上記直動式ソレノイドおよび停止機構部が複数個設置されていてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態の直動式ソレノイドおよび停止機構部は、上記シール装置に限定されず、他タイプのシール装置の駆動用に用いることができる。かかる場合に、シール装置１台につき、上記直動式ソレノイドおよび停止機構部が複数個設置されていてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
７ 圧着レバー（圧着体）
１０ 圧着部
１２、７１０ 第１の直動式ソレノイド
１４ 可動鉄心（可動部）
３１ 加熱体
３１ａ 加熱部
４１ ノズル部
４２ ノズル駆動部
５１ 弾性押圧部
５２ 弾性受部
７０ 停止機構部
７１、７３０ ピン部
７２ ばね部
７３、７２０ 第２の直動式ソレノイド
【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、
前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、
前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、
前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、
前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための第１の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドを駆動させる場合において、前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させた後に、当該第１の直動式ソレノイドを構成する第１可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつ前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させた後に、前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開させるための停止機構部と、を備えるシール装置。
【請求項２】
前記圧着体は、前記シール部近傍を押圧する弾性押圧部を有し、
前記加熱体は、前記弾性押圧部とともに前記シール部近傍を挟持する弾性受部を有する、請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドの前記第１可動部の先端部に接触するピン部と、
前記第１可動部の移動に応じて前記ピン部を移動可能とし、かつ前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止させるように前記ピン部の移動を停止可能とするピン移動機構部と、を有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記ピン移動機構部は、
前記第１可動部の先端部と接触する前記ピン部の端部とは異なる端部方向側に配置されるばね部を有する請求項３に記載のシール装置。
【請求項５】
前記ピン移動機構部は、
前記ピン部を可動部とする第３の直動式ソレノイドを有する請求項３または４に記載のシール装置。
【請求項６】
前記ピン部は、第１径部と、当該第１径部より小さい径の第２径部とを有し、
前記ピン移動機構部は、前記ピン部の前記２径部に係止する係止部をさらに有する請求項３に記載のシール装置。
【請求項７】
前記停止機構部は、前記第１可動部のプランジャーに当接して、当該第１可動部の移動を停止させるスライド部を有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項８】
前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドと隣り合って配置された第２の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部と一方端部が固定され、かつ前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を貫通する第１貫通部の内部を相対的に移動するピン部と、
前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部から前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部側へ延設され、かつ前記第１貫通部と連接した第２貫通部が形成された途中位置決め部と、
前記途中位置決め部の先端部に前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部の先端部を当接させて、当該第１の直動式ソレノイドの第１の可動部の移動を前記途中位置で停止させた場合に、前記ピン部の前記一方端部とは異なる他方端部に形成された凹部をロックして当該ピン部の移動を停止させるロック部と、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を前記終点まで移動させると共に前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を移動させた場合に、前記ロック部と前記ピン部との間に割り込むように挿入されて前記凹部のロックを解除するロック解除部と、をさらに有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項９】
前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止する場合に、前記第１可動部が前記始点から前記途中位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第２可動部を停止させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御し、
前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開する場合に、前記第１可動部が前記途中位置から前記終点位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第１可動部の移動方向に前記第２可動部を移動させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御する、ソレノイド制御部を備える請求項８に記載のシール装置。
【請求項１０】
前記ソレノイド制御部は、
前記第１可動部が前記途中位置で移動を停止している時に、前記第１および第２の直動式ソレノイドへの電源供給を停止する請求項９に記載のシール装置。
【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、
前記シール部を加熱する加熱部を有する加熱体と、
前記シール部の開口部から前記被シール物の内部に挿入可能に配置され、当該被シール物内部から気体を吸引または供給するためのノズル部と、
前記ノズル部を待機位置と停止位置との間で移動可能にするノズル駆動部と、
前記圧着体と前記加熱体とで前記シール部を挟み込むように、前記圧着体を駆動するための第１の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドを駆動させる場合において、前記ノズル部を前記待機位置から前記停止位置に移動させた後に、当該第１の直動式ソレノイドを構成する第１可動部の移動を始点から終点までの間の所定の途中位置で停止させ、かつ前記ノズル部を前記停止位置から前記待機位置に復帰させた後に、前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開させるための停止機構部と、を備えるシール装置。
【請求項２】
前記圧着体は、前記シール部近傍を押圧する弾性押圧部を有し、
前記加熱体は、前記弾性押圧部とともに前記シール部近傍を挟持する弾性受部を有する、請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドの前記第１可動部の先端部に接触するピン部と、
前記第１可動部の移動に応じて前記ピン部を移動可能とし、かつ前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止させるように前記ピン部の移動を停止可能とするピン移動機構部と、を有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記ピン移動機構部は、
前記第１可動部の先端部と接触する前記ピン部の端部とは異なる端部方向側に配置されるばね部を有する請求項３に記載のシール装置。
【請求項５】
前記ピン移動機構部は、
前記ピン部を可動部とする第３の直動式ソレノイドを有する請求項３または４に記載のシール装置。
【請求項６】
前記ピン部は、第１径部と、当該第１径部より小さい径の第２径部とを有し、
前記ピン移動機構部は、前記ピン部の前記２径部に係止する係止部をさらに有する請求項３に記載のシール装置。
【請求項７】
前記停止機構部は、前記第１可動部のプランジャーに当接して、当該第１可動部の移動を停止させるスライド部を有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項８】
前記停止機構部は、
前記第１の直動式ソレノイドと隣り合って配置された第２の直動式ソレノイドと、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部と一方端部が固定され、かつ前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を貫通する第１貫通部の内部を相対的に移動するピン部と、
前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部から前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部側へ延設され、かつ前記第１貫通部と連接した第２貫通部が形成された途中位置決め部と、
前記途中位置決め部の先端部に前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部の先端部を当接させて、当該第１の直動式ソレノイドの第１の可動部の移動を前記途中位置で停止させた場合に、前記ピン部の前記一方端部とは異なる他方端部に形成された凹部をロックして当該ピン部の移動を停止させるロック部と、
前記第１の直動式ソレノイドの第１可動部を前記終点まで移動させると共に前記第２の直動式ソレノイドの第２可動部を移動させた場合に、前記ロック部と前記ピン部との間に割り込むように挿入されて前記凹部のロックを解除するロック解除部と、をさらに有する請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項９】
前記途中位置で前記第１可動部の移動を停止する場合に、前記第１可動部が前記始点から前記途中位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第２可動部を停止させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御し、
前記第１可動部の移動停止を解除し当該第１可動部を前記終点に移動再開する場合に、前記第１可動部が前記途中位置から前記終点位置まで移動するように前記第１の直動式ソレノイドを駆動制御し、かつ前記第１可動部の移動方向に前記第２可動部を移動させるように前記第２の直動式ソレノイドを駆動制御する、ソレノイド制御部を備える請求項８に記載のシール装置。
【請求項１０】
前記ソレノイド制御部は、
前記第１可動部が前記途中位置で移動を停止している時に、前記第１および第２の直動式ソレノイドへの電源供給を停止する請求項９に記載のシール装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公開番号】特開２０１３−３９９７５（Ｐ２０１３−３９９７５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２４６７６（Ｐ２０１２−１２４６７６）
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【出願人】（０００２３６９６４）富士インパルス株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【出願人】（０００２３６９６４）富士インパルス株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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