省電力モードを備えた製袋充填包装機
【課題】作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合に、効果的な省電力を図る処置を行い、不要な電力を抑制する機能を持つとともに、速やかに通常の状態に復帰し生産の再開ができる製袋充填包装機を提供する。
【解決手段】ただちに運転再開を行なうのに必要な装置、即ち機械の制御装置１０、表示・入力装置１８、ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置１６に電源供給を継続し、その他の装置、即ち制御装置１０に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えた。
【解決手段】ただちに運転再開を行なうのに必要な装置、即ち機械の制御装置１０、表示・入力装置１８、ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置１６に電源供給を継続し、その他の装置、即ち制御装置１０に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力機能を備えた製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
製袋充填包装機は、帯状の包装材が、紙送り機構により原反ロールから引き出され下流方向に送られ、製筒器により筒状に成形される。筒状に成形された包装材は、幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールが施され、被包装品が投入又は送り込まれ、被包装品と被包装品の間の位置で、筒状に成形された包装材を横切る方向に横シールを施し、該横シールの中間で切断することにより、被包装品が包装袋内に包まれた袋包装体が製作される。製袋充填包装機には、包装材が製筒器より下流は垂直方向に送られる縦型製袋充填機と、製筒器より下流は水平方向に送られる横型製袋充填包装機がある。
【０００３】
製袋充填包装機においては、縦型、横型、包装材の連続送り、包装材の間欠送り等の形態を問わず、縦シール、横シールともシーラが包装材を挟持して、加熱、押圧することで包装材をシールするヒートシールが用いられることが一般的である。ヒートシールを施すヒートシーラは、縦シーラ、横シーラとも、包装材と接触しヒートシールを実行する蓄熱体であるヒータブロック、蓄熱体を加熱する電気ヒータ、ヒータブロックの包装材との接触面の温度分布を均一にするためのヒートパイプ、ヒータブロックの温度を測定する温度センサから構成される（例えば特許文献１参照のこと）。ヒートシーラは、温度センサが測定したヒータブロックの温度が、設定温度と等しくなるように温度制御装置により制御されている。また、ヒータブロックは、包装材をシールするときの熱低下を防止するために、可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計される（例えば特許文献２参照のこと）。これはヒートシーラが動作したとき、即ちヒータブロックが包装材を挟持して、加熱、押圧し包装材を溶着したときにヒータブロック表面から包装材のシール面に熱が奪われ、シーラの表面温度は低下するが、ヒータブロックの容積が大きくければ蓄熱されている熱も多くあり、そこからヒータブロック表面に熱が供給されることで、低下した温度を回復させることができるからである。蓄熱量が大きいほど、ヒートシール時の温度低下が小さく、また低下した温度の回復も早い。表面温度の低下が少なく、回復も早いということは、シール不良の発生する可能性も少ないということである。また、ヒートシーラが動作しない場合、例えば製袋充填包装機が停止している場合でも、ヒータブロックの容積が大きいほど、容積にたいして表面積が占める割合が低くなるので、蓄熱量に対する放熱によって失われる熱の割合も小さくて済む。よって、電気ヒータによる熱の補充も小さくて済む。しかしながら、設定温度とヒータブロックの温度に差がある場合、容積が大きいほど電気ヒータが投入しなければならない熱量が大きく、蓄熱するまでの時間もかかる。
【０００４】
製袋充填包装機において、作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止することがある。このような場合、休止する時間が数時間以上にわたる場合を除いて、包装機を停止状態にして電源は入れたままにしておくことが多い。これは、包装機のヒートシーラの温度を保持し、すぐに生産再開が可能な状態にしておくためである。上述のように、ヒートシーラは可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計されるので、冷えてしまうと、安定した状態になるまでかなりの時間を要する場合が多いためである。この場合、必要なのは、ヒートシーラの温度保持だけであるが、製袋充填包装機が通常の停止状態にあるときには、サーボモータに代表される制御可能なモータ類への電力供給は行なわれており、不要なエネルギー消費がされていることになる。また無駄に通電していることで該モータ類の製品寿命を短くする要因にもなる。この作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合の省電力を図る方法として、予め定められた時間の間、サーボモータに代表される制御可能なモータ類への電源遮断、並びにヒートシーラへの電源遮断または低い温度設定へ変更する省電力モードが提案されている（例えば特許文献３参照のこと）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１０２１０号公報 段落５から段落６
【特許文献２】特開２０１０−２３８４２号公報 段落６及び段落１０
【特許文献３】特開２００２−１６６９０４号公報 段落５から段落１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献3の省電力モードでは、省電力モードが終了したとき、即ち通常モードに復帰し、通常使う温度設定への復帰を図る場合に、電気ヒータが投入しなければならない熱量が大きく、蓄熱するまでの時間もかかる。通常モードへ復帰した時点でヒータブロックの温度を設定温度に達するようにするためには多大な熱の投入が必要となり、時間も要することとなり、作業員の休息や品種切り替え作業などで生産を休止する時間の省電力対策としては効果的な方法ではない。また、サーボモータへの電源遮断は効果的な方法ではあるが、電力を消費しているのは、サーボモータだけではない、例えば、出力ランプのＬＥＤやセンサ類は、一つ一つは、低消費電力であるが、数量が多くなれば、それなりの消費電力になってしまう。また、月単位、年単位の時間単位で考えれば、累積した値は決して小さいものではない。
【０００７】
近年、生産効率や性能を落とすことなく、省エネルギー化が実現できる機械が要望されており、製袋充填包装機も例外ではない。作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合に、効果的な省電力を図る処置を行い、不要な電力を抑制する機能を持つとともに、速やかに通常の状態に復帰し生産の再開ができる製袋充填包装機が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項1の発明は、帯状包装材を原反ロールから引き出し下流方向に送る紙送り機構と、帯状包装材を筒状包装材に成形する製筒器と、前記筒状包装材の幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールを施すヒートシーラと、前記筒状包装材を横切る方向に横シールを施すヒートシーラと、製袋充填動作を制御する制御手段と、表示・入力手段とを備えた製袋充填包装機において、
前記表示・入力装置により設定された省電力停止時間内は、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置に電源供給を継続し、その他の装置への電源供給を中止する機能を持つことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【０００９】
請求項2の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記ただちに運転再開を行なうのに必要な装置が、前記制御装置、前記表示・入力装置、前記ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置であることを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記省電力停止時間が終了したら、電源供給を中止していた装置への電源供給を再開し、通常モードへ復帰する機能を備えたことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記省電力モード中であっても、通常モードへ復帰する操作が可能であることを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製袋充填包装機は、作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合に、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置、即ち機械の制御装置、表示・入力装置、ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置に電源供給を継続し、その他の装置、即ち制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えている。これにより、省電力化を図るとともに、速やかに通常の状態に復帰し生産の再開を行うことができる。
【００１３】
ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置への電源供給を継続し温度を維持するのは、製袋充填包装機の場合、可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計されたヒータブロックを用いたヒートシーラが一般的であり、製袋充填包装機が停止している場合、シールの実行によって熱が奪われることはなくヒータブロック表面からの放熱による損失だけなので、電気ヒータによる熱の補充も小さくて済むからである。ヒートシーラへの電源遮断または低い温度設定へ変更した場合と比べて、作業員の休息や品種切り替え作業などで生産を休止する時間の省電力対策としては、より効果的な省電力が図れる。
【００１４】
本発明の製袋充填包装機は、省電力停止モードの間は、制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えているので、電力消費の大きいサーボモータを含むアクチュエータ類はもちろんのこと、一つ一つは低消費電力であるが、数量が多くなれば、それなりの消費電力になってしまう多くのセンサ類などすべての電力を抑制することができる。
【００１５】
本発明の製袋充填包装機は、省電力停止モードの間にヒートシーラは通常の状態が保たれているので、通常の状態に復帰した際は、サーボモータなどの一部のアクチュエータ類の原点復帰作業を行うだけで、通常の運転が再開できるので、運転再開に要する時間が短時間で済む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】縦型製袋充填包装機の概略斜視図である。
【図２】縦型製袋充填包装機の電気的構成を説明する図である。
【図３】表示・入力装置、制御装置及びヒートシーラの電源供給を説明する図である。
【図４】制御装置に接続される各種装置の電源供給を説明する図である。
【図５】省電力モードの動作を説明する図である。
【図６】省電力モードと通常モードの切替え操作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の製袋充填包装機の実施例を説明する。本実施例の製袋充填包装機は、包装材が製筒器より下流は垂直方向に送られる縦型製袋充填包装機である。図1を用いて本実施例の縦型製袋充填包装機の動作を説明する。帯状の包装材Ｆｗが、紙送り装置４により送られて、製筒器１において縁部が略閉じた筒状に成形された後、重ね合わされた縁部に縦シール装置３によって縦シールが施さて筒状包装材Ｆｔに成形される。被包装物が上方より製袋充填筒２の内部を通じて筒状包装材Ｆｔの内部に充填され被包装品と被包装品の間の位置で、筒状包装材Ｆｔを横切る方向に横シール装置５により横シールを施し、該横シールの中間で横シール装置に設けられた切断刃(図示せず)により切断することにより、被包装品が包装袋内に包まれた袋包装体Ｂｐが製作される。本実施例の縦型製袋充填包装機は、縦シール及び横シール時にも包装筒Ｆｔの降下を停止せずに包装筒降下中にシーラが近接し、包装筒の降下に同期してシーラも降下しつつ加熱、押圧しシールを実施し後離間する連続型のものである。縦シール装置３及び横シール装置５は、それぞれ開閉、昇降を別々のサーボモータにより駆動され、ボックスモーション動作をおこなう。紙送り装置４は左右それぞれを別々のサーボモータにより駆動される。
【００１８】
次に、本実施例の縦型製袋充填包装機の電気的構成について図２を用いて説明する。本実施例の縦型製袋充填包装機は、表示・入力装置１８によって設定された数値に基づき制御装置１０が各種装置を制御する。表示・入力装置１８によって設定された数値は、制御装置１０の記憶部１２に運転データとして記憶される。制御装置１０は内部に、中央制御部１１、記憶部１２、紙送り制御部１３、縦シーラ制御部１４、横シーラ制御部１５、ヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７を備えている。中央制御部１１は、表示・入力装置１８によって設定され記憶部１２に記憶されている運転データと、入出力制御部１７に入力される入力信号７０に基づいて、紙送り制御部１３、縦シーラ制御部１４、横シーラ制御部１５、ヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７の出力信号８０を制御する。紙送り制御部１３は、紙送り装置４の左紙送りサーボモータ４１と右紙送りサーボモータ４２を紙送り制御信号４０により制御している。縦シーラ制御部１４は、縦シール装置３の縦シーラ上下サーボモータ３２と縦シーラ開閉サーボモータ３３を縦シーラ上下制御信号３０と縦シーラ開閉制御信号３１により制御する。横シーラ制御部１５は、横シール装置５の横シーラ上下サーボモータ５２と横シーラ開閉サーボモータ５３を横シーラ上下制御信号５０と横シーラ開閉制御信号５１により制御する。ヒータ温度制御部１６は、縦シール装置３及び横シール装置５がそれぞれ備えているヒートシーラのヒータブロックの温度を一定の値に保つように、各ヒータブロックに設けられた温度センサ６１からの測定温度信号６３基づきヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２を制御して、各ヒータブロックの電気ヒータ６０をＯＮ・ＯＦＦさせる。入出力制御部１７は、複数の入力信号７０と複数の出力信号７１が接続されている。入力信号７０には、各種のセンサからの信号や、各種のスイッチからの信号、関連装置からの信号などがある。出力信号７１には、各種のアクチュエータや、リレー、関連装置への信号などがある。
【００１９】
本発明の省電力停止モードは、制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を一定の時間の間中止するものであるが、その具体的方法について、図３及び図４を用いて説明する。図３、図４は、電源の供給について説明した図である。本実施例の縦型製袋充填包装機が使用する電源は、ＤＣ５Ｖ電源８５、ＤＣ２４Ｖ電源８６、ＡＣ２００Ｖ電源８８の３系統が存在する。図３に示すようにＤＣ５Ｖ電源８５は、ＤＣ５Ｖパワーサプライ８４により、ＡＣ２００Ｖ電源８８を変換して作り出され、制御装置１０に供給される。制御装置１０の内部はすべてＤＣ５Ｖ電源８５により動作している。
【００２０】
図３に示すようにＤＣ２４Ｖ電源８６は、ＤＣ２４Ｖパワーサプライ８３により、ＡＣ２００Ｖ電源８８を変換して供給され、制御装置１０内部のヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７、紙送り制御部１３（図３においては図示せず）、縦シーラ制御部１４（図３においては図示せず）、横シーラ制御部１５（図３においては図示せず）と省電力モードリレーの接点８２の一次側に供給される。制御装置１０内部のヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７などにＤＣ２４Ｖ電源８６を供給するのは、外部とのインターフェース用にＤＣ２４Ｖ電源８６を使用しているためである。省電力モードリレーの接点８２の二次側は、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７となり、図４に示すように、各種センサ、リレー、ＤＣ電源のアクチュエータなどの電源として使用される。図３に示すように省電力モードリレーの接点８２は、省電力モードリレーのコイル８１の励磁で閉じ、消磁で開く。省電力モードリレーのコイル８１は、入出力制御部１７からの省電力モード出力信号８０がＯＮであればＤＣ２４Ｖ電源８６が通電し励磁され、ＯＦＦであればＤＣ２４Ｖ電源８６が遮断され消磁される。
【００２１】
図３に示すようにＡＣ２００Ｖ電源８８は、表示・入力装置１８、ＤＣ２４Ｖパワーサプライ８３、ＤＣ５Ｖパワーサプライ８４、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の一次側、省電力モード用マグネットリレー９０の接点９１の一次側に供給される。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の二次側は、電気ヒータ６０に接続され、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５により電気ヒータの加熱が制御される。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の開閉は、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲのコイル６４の励磁で閉じ、消磁で開く。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲのコイル６４は、ヒータ温度制御部１６のヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２がＯＮであればＤＣ２４Ｖ電源８６が通電し励磁され、ＯＦＦであればＤＣ２４Ｖ電源８６が遮断され消磁される。ヒータ温度制御部１６は、温度センサ６１からの測定温度信号６３基づきヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２を制御する。図３に示すように省電力モード用マグネットリレー９０は、接点９１とコイル９２から構成されており、省電力モード用マグネットリレーの接点９１の二次側は、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９に接続されている。図４に示すように、サーボモータやＡＣ電源のアクチュエータの電源として供給される。省電力モード用マグネットリレーの接点９１は、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２の励磁で閉じ、消磁で開く。省電力モード用マグネットリレーのコイル９２は省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されていれば励磁され、供給されなければ消磁される。
【００２２】
以上のように、表示・入力装置１８、制御装置１０、電気ヒータ６０には、電源が常時供給されるが、それ以外の装置への電源供給は、制御装置１０の入出力制御部１７から出力される省電力モード出力信号８０により、供給の有無を制御可能できる。省電力モード出力信号８０と各電源の関係について図５を用いて説明する。ＡＣ２００Ｖ電源８８、ＤＣ２４Ｖ電源８６、ＤＣ５Ｖ電源８５は、省電力モード切替え９３が通常モードであっても、省電力モードであっても、常に供給されている。省電力モード切替え９３が通常モードであった場合、省電力モード出力信号８０はＯＮ状態であり、省電力モードリレーのコイル８１が励磁されるので、省電力モードリレーの接点８２は閉じているので、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されている。また、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されているので、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２が励磁されており、省電力モード用マグネットリレーの接点９１は閉じている。これにより、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９は供給されている。
【００２３】
省電力モード切替え９３が省電力モードとなった場合、省電力モード出力信号８０はＯＦＦ状態となり、省電力モードリレーのコイル８１が消磁されるので、省電力モードリレーの接点８２が開くので、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７は遮断される。また、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が遮断されているので、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２が消磁されるので、省電力モード用マグネットリレーの接点９１は開く。これにより、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９は遮断される。これにより、省電力モード中は、表示・入力装置１８、制御装置１０、電気ヒータ６０の制御以外の装置や機器に対する電源供給が中止され省電力化される。
【００２４】
省電力モード切替え９３は本実施例では、表示・入力装置１８から行われる。図６を用いて、省電力モード切替え９３について説明する。図６（ａ）は、通常モード中に表示される省電力モード切替え９３の画面の図である。省電力モードに切替える場合、この画面を表示させ、省電力モード実行ボタン９４を押すことで、省電力モードが開始される。本実施例の場合、省電力モードは設定された一定の時間継続された後、自動的に解除されるよう構成されているが、その省電力モードの実行時間は、省電力時間設定ボタン９５を押すことで設定することができる。省電力モード中は、図６（ｂ）の画面が表示され、省電力モード解除ボタンを押すことで、途中解除ができるように構成してある。
【００２５】
本実施例では、省電力モードは設定された一定の時間継続された後、自動的に解除されるよう構成したが、時間設定を設けず、実行、解除とも手動で行うようにすることも可能である。また、実行または解除を表示・入力装置１８から行わず、入出力制御部１７に接続した切替えスイッチから行うようにすることも、もちろん可能である。
【００２６】
以上、縦型製袋充填包装機における本発明の実施例を説明したが、横型製袋充填包装機でも実施可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２７】
１ 製筒器 ２ 製袋充填筒
３ 縦シール装置 ４ 紙送り装置
５ 横シール装置
１０ 制御装置 １１ 中央制御部
１２ 記憶部 １３ 紙送り制御部
１４ 縦シーラ制御部 １５ 横シーラ制御部
１６ ヒータ温度制御部 １７ 入出力制御部
１８ 表示・入力装置
３０ 縦シーラ上下制御信号 ３１ 縦シーラ開閉制御信号
３２ 縦シーラ上下サーボモータ ３３ 縦シーラ開閉サーボモータ
４０ 紙送り制御信号 ４１ 左紙送りサーボモータ
４２ 右紙送りサーボモータ
５０ 横シーラ上下制御信号 ５１ 横シーラ開閉制御信号
５２ 横シーラ上下サーボモータ ５３ 横シーラ開閉サーボモータ
６０ 電気ヒータ ６１ 温度センサ
６２ ヒータＯＮ・ＯＦＦ信号 ６３ 測定温度信号
６４ ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲ ６５ ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点
７０ 入力信号 ７１ 出力信号
８０ 省電力モード出力信号 ８１ 省電力モードリレーのコイル
８２ 省電力モードリレーの接点 ８３ ＤＣ２４Ｖパワーサプライ
８４ ＤＣ５Ｖパワーサプライ ８５ ＤＣ５Ｖ電源
８６ ＤＣ２４Ｖ電源 ８７ 省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源
８８ ＡＣ２００Ｖ電源 ８９ 省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源
９０ 省電力モード用マグネットリレー
９１ 省電力モード用マグネットリレーの接点
９２ 省電力モード用マグネットリレーのコイル
９３ 省電力モード切替え ９４ 省電力モード実行ボタン
９５ 省電力時間設定ボタン ９６ 省電力モード解除ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力機能を備えた製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
製袋充填包装機は、帯状の包装材が、紙送り機構により原反ロールから引き出され下流方向に送られ、製筒器により筒状に成形される。筒状に成形された包装材は、幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールが施され、被包装品が投入又は送り込まれ、被包装品と被包装品の間の位置で、筒状に成形された包装材を横切る方向に横シールを施し、該横シールの中間で切断することにより、被包装品が包装袋内に包まれた袋包装体が製作される。製袋充填包装機には、包装材が製筒器より下流は垂直方向に送られる縦型製袋充填機と、製筒器より下流は水平方向に送られる横型製袋充填包装機がある。
【０００３】
製袋充填包装機においては、縦型、横型、包装材の連続送り、包装材の間欠送り等の形態を問わず、縦シール、横シールともシーラが包装材を挟持して、加熱、押圧することで包装材をシールするヒートシールが用いられることが一般的である。ヒートシールを施すヒートシーラは、縦シーラ、横シーラとも、包装材と接触しヒートシールを実行する蓄熱体であるヒータブロック、蓄熱体を加熱する電気ヒータ、ヒータブロックの包装材との接触面の温度分布を均一にするためのヒートパイプ、ヒータブロックの温度を測定する温度センサから構成される（例えば特許文献１参照のこと）。ヒートシーラは、温度センサが測定したヒータブロックの温度が、設定温度と等しくなるように温度制御装置により制御されている。また、ヒータブロックは、包装材をシールするときの熱低下を防止するために、可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計される（例えば特許文献２参照のこと）。これはヒートシーラが動作したとき、即ちヒータブロックが包装材を挟持して、加熱、押圧し包装材を溶着したときにヒータブロック表面から包装材のシール面に熱が奪われ、シーラの表面温度は低下するが、ヒータブロックの容積が大きくければ蓄熱されている熱も多くあり、そこからヒータブロック表面に熱が供給されることで、低下した温度を回復させることができるからである。蓄熱量が大きいほど、ヒートシール時の温度低下が小さく、また低下した温度の回復も早い。表面温度の低下が少なく、回復も早いということは、シール不良の発生する可能性も少ないということである。また、ヒートシーラが動作しない場合、例えば製袋充填包装機が停止している場合でも、ヒータブロックの容積が大きいほど、容積にたいして表面積が占める割合が低くなるので、蓄熱量に対する放熱によって失われる熱の割合も小さくて済む。よって、電気ヒータによる熱の補充も小さくて済む。しかしながら、設定温度とヒータブロックの温度に差がある場合、容積が大きいほど電気ヒータが投入しなければならない熱量が大きく、蓄熱するまでの時間もかかる。
【０００４】
製袋充填包装機において、作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止することがある。このような場合、休止する時間が数時間以上にわたる場合を除いて、包装機を停止状態にして電源は入れたままにしておくことが多い。これは、包装機のヒートシーラの温度を保持し、すぐに生産再開が可能な状態にしておくためである。上述のように、ヒートシーラは可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計されるので、冷えてしまうと、安定した状態になるまでかなりの時間を要する場合が多いためである。この場合、必要なのは、ヒートシーラの温度保持だけであるが、製袋充填包装機が通常の停止状態にあるときには、サーボモータに代表される制御可能なモータ類への電力供給は行なわれており、不要なエネルギー消費がされていることになる。また無駄に通電していることで該モータ類の製品寿命を短くする要因にもなる。この作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合の省電力を図る方法として、予め定められた時間の間、サーボモータに代表される制御可能なモータ類への電源遮断、並びにヒートシーラへの電源遮断または低い温度設定へ変更する省電力モードが提案されている（例えば特許文献３参照のこと）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１０２１０号公報 段落５から段落６
【特許文献２】特開２０１０−２３８４２号公報 段落６及び段落１０
【特許文献３】特開２００２−１６６９０４号公報 段落５から段落１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献3の省電力モードでは、省電力モードが終了したとき、即ち通常モードに復帰し、通常使う温度設定への復帰を図る場合に、電気ヒータが投入しなければならない熱量が大きく、蓄熱するまでの時間もかかる。通常モードへ復帰した時点でヒータブロックの温度を設定温度に達するようにするためには多大な熱の投入が必要となり、時間も要することとなり、作業員の休息や品種切り替え作業などで生産を休止する時間の省電力対策としては効果的な方法ではない。また、サーボモータへの電源遮断は効果的な方法ではあるが、電力を消費しているのは、サーボモータだけではない、例えば、出力ランプのＬＥＤやセンサ類は、一つ一つは、低消費電力であるが、数量が多くなれば、それなりの消費電力になってしまう。また、月単位、年単位の時間単位で考えれば、累積した値は決して小さいものではない。
【０００７】
近年、生産効率や性能を落とすことなく、省エネルギー化が実現できる機械が要望されており、製袋充填包装機も例外ではない。作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合に、効果的な省電力を図る処置を行い、不要な電力を抑制する機能を持つとともに、速やかに通常の状態に復帰し生産の再開ができる製袋充填包装機が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項1の発明は、帯状包装材を原反ロールから引き出し下流方向に送る紙送り機構と、帯状包装材を筒状包装材に成形する製筒器と、前記筒状包装材の幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールを施すヒートシーラと、前記筒状包装材を横切る方向に横シールを施すヒートシーラと、製袋充填動作を制御する制御手段と、表示・入力手段とを備えた製袋充填包装機において、
前記表示・入力装置により設定された省電力停止時間内は、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置に電源供給を継続し、その他の装置への電源供給を中止する機能を持つことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【０００９】
請求項2の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記ただちに運転再開を行なうのに必要な装置が、前記制御装置、前記表示・入力装置、前記ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置であることを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記省電力停止時間が終了したら、電源供給を中止していた装置への電源供給を再開し、通常モードへ復帰する機能を備えたことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明に係るものであり、前記省電力モード中であっても、通常モードへ復帰する操作が可能であることを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製袋充填包装機は、作業員の休息や品種切り替え作業などで、一定時間の間生産を休止する場合に、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置、即ち機械の制御装置、表示・入力装置、ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置に電源供給を継続し、その他の装置、即ち制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えている。これにより、省電力化を図るとともに、速やかに通常の状態に復帰し生産の再開を行うことができる。
【００１３】
ヒートシーラ及び該ヒートシーラを定められた温度に維持する温度制御装置への電源供給を継続し温度を維持するのは、製袋充填包装機の場合、可能な限り容積を大きくして、蓄熱量を大きくするように設計されたヒータブロックを用いたヒートシーラが一般的であり、製袋充填包装機が停止している場合、シールの実行によって熱が奪われることはなくヒータブロック表面からの放熱による損失だけなので、電気ヒータによる熱の補充も小さくて済むからである。ヒートシーラへの電源遮断または低い温度設定へ変更した場合と比べて、作業員の休息や品種切り替え作業などで生産を休止する時間の省電力対策としては、より効果的な省電力が図れる。
【００１４】
本発明の製袋充填包装機は、省電力停止モードの間は、制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を中止する機能を備えているので、電力消費の大きいサーボモータを含むアクチュエータ類はもちろんのこと、一つ一つは低消費電力であるが、数量が多くなれば、それなりの消費電力になってしまう多くのセンサ類などすべての電力を抑制することができる。
【００１５】
本発明の製袋充填包装機は、省電力停止モードの間にヒートシーラは通常の状態が保たれているので、通常の状態に復帰した際は、サーボモータなどの一部のアクチュエータ類の原点復帰作業を行うだけで、通常の運転が再開できるので、運転再開に要する時間が短時間で済む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】縦型製袋充填包装機の概略斜視図である。
【図２】縦型製袋充填包装機の電気的構成を説明する図である。
【図３】表示・入力装置、制御装置及びヒートシーラの電源供給を説明する図である。
【図４】制御装置に接続される各種装置の電源供給を説明する図である。
【図５】省電力モードの動作を説明する図である。
【図６】省電力モードと通常モードの切替え操作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の製袋充填包装機の実施例を説明する。本実施例の製袋充填包装機は、包装材が製筒器より下流は垂直方向に送られる縦型製袋充填包装機である。図1を用いて本実施例の縦型製袋充填包装機の動作を説明する。帯状の包装材Ｆｗが、紙送り装置４により送られて、製筒器１において縁部が略閉じた筒状に成形された後、重ね合わされた縁部に縦シール装置３によって縦シールが施さて筒状包装材Ｆｔに成形される。被包装物が上方より製袋充填筒２の内部を通じて筒状包装材Ｆｔの内部に充填され被包装品と被包装品の間の位置で、筒状包装材Ｆｔを横切る方向に横シール装置５により横シールを施し、該横シールの中間で横シール装置に設けられた切断刃(図示せず)により切断することにより、被包装品が包装袋内に包まれた袋包装体Ｂｐが製作される。本実施例の縦型製袋充填包装機は、縦シール及び横シール時にも包装筒Ｆｔの降下を停止せずに包装筒降下中にシーラが近接し、包装筒の降下に同期してシーラも降下しつつ加熱、押圧しシールを実施し後離間する連続型のものである。縦シール装置３及び横シール装置５は、それぞれ開閉、昇降を別々のサーボモータにより駆動され、ボックスモーション動作をおこなう。紙送り装置４は左右それぞれを別々のサーボモータにより駆動される。
【００１８】
次に、本実施例の縦型製袋充填包装機の電気的構成について図２を用いて説明する。本実施例の縦型製袋充填包装機は、表示・入力装置１８によって設定された数値に基づき制御装置１０が各種装置を制御する。表示・入力装置１８によって設定された数値は、制御装置１０の記憶部１２に運転データとして記憶される。制御装置１０は内部に、中央制御部１１、記憶部１２、紙送り制御部１３、縦シーラ制御部１４、横シーラ制御部１５、ヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７を備えている。中央制御部１１は、表示・入力装置１８によって設定され記憶部１２に記憶されている運転データと、入出力制御部１７に入力される入力信号７０に基づいて、紙送り制御部１３、縦シーラ制御部１４、横シーラ制御部１５、ヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７の出力信号８０を制御する。紙送り制御部１３は、紙送り装置４の左紙送りサーボモータ４１と右紙送りサーボモータ４２を紙送り制御信号４０により制御している。縦シーラ制御部１４は、縦シール装置３の縦シーラ上下サーボモータ３２と縦シーラ開閉サーボモータ３３を縦シーラ上下制御信号３０と縦シーラ開閉制御信号３１により制御する。横シーラ制御部１５は、横シール装置５の横シーラ上下サーボモータ５２と横シーラ開閉サーボモータ５３を横シーラ上下制御信号５０と横シーラ開閉制御信号５１により制御する。ヒータ温度制御部１６は、縦シール装置３及び横シール装置５がそれぞれ備えているヒートシーラのヒータブロックの温度を一定の値に保つように、各ヒータブロックに設けられた温度センサ６１からの測定温度信号６３基づきヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２を制御して、各ヒータブロックの電気ヒータ６０をＯＮ・ＯＦＦさせる。入出力制御部１７は、複数の入力信号７０と複数の出力信号７１が接続されている。入力信号７０には、各種のセンサからの信号や、各種のスイッチからの信号、関連装置からの信号などがある。出力信号７１には、各種のアクチュエータや、リレー、関連装置への信号などがある。
【００１９】
本発明の省電力停止モードは、制御装置に接続されているセンサ類およびアクチュエータ類への電源供給を一定の時間の間中止するものであるが、その具体的方法について、図３及び図４を用いて説明する。図３、図４は、電源の供給について説明した図である。本実施例の縦型製袋充填包装機が使用する電源は、ＤＣ５Ｖ電源８５、ＤＣ２４Ｖ電源８６、ＡＣ２００Ｖ電源８８の３系統が存在する。図３に示すようにＤＣ５Ｖ電源８５は、ＤＣ５Ｖパワーサプライ８４により、ＡＣ２００Ｖ電源８８を変換して作り出され、制御装置１０に供給される。制御装置１０の内部はすべてＤＣ５Ｖ電源８５により動作している。
【００２０】
図３に示すようにＤＣ２４Ｖ電源８６は、ＤＣ２４Ｖパワーサプライ８３により、ＡＣ２００Ｖ電源８８を変換して供給され、制御装置１０内部のヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７、紙送り制御部１３（図３においては図示せず）、縦シーラ制御部１４（図３においては図示せず）、横シーラ制御部１５（図３においては図示せず）と省電力モードリレーの接点８２の一次側に供給される。制御装置１０内部のヒータ温度制御部１６、入出力制御部１７などにＤＣ２４Ｖ電源８６を供給するのは、外部とのインターフェース用にＤＣ２４Ｖ電源８６を使用しているためである。省電力モードリレーの接点８２の二次側は、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７となり、図４に示すように、各種センサ、リレー、ＤＣ電源のアクチュエータなどの電源として使用される。図３に示すように省電力モードリレーの接点８２は、省電力モードリレーのコイル８１の励磁で閉じ、消磁で開く。省電力モードリレーのコイル８１は、入出力制御部１７からの省電力モード出力信号８０がＯＮであればＤＣ２４Ｖ電源８６が通電し励磁され、ＯＦＦであればＤＣ２４Ｖ電源８６が遮断され消磁される。
【００２１】
図３に示すようにＡＣ２００Ｖ電源８８は、表示・入力装置１８、ＤＣ２４Ｖパワーサプライ８３、ＤＣ５Ｖパワーサプライ８４、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の一次側、省電力モード用マグネットリレー９０の接点９１の一次側に供給される。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の二次側は、電気ヒータ６０に接続され、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５により電気ヒータの加熱が制御される。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点６５の開閉は、ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲのコイル６４の励磁で閉じ、消磁で開く。ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲのコイル６４は、ヒータ温度制御部１６のヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２がＯＮであればＤＣ２４Ｖ電源８６が通電し励磁され、ＯＦＦであればＤＣ２４Ｖ電源８６が遮断され消磁される。ヒータ温度制御部１６は、温度センサ６１からの測定温度信号６３基づきヒータＯＮ・ＯＦＦ信号６２を制御する。図３に示すように省電力モード用マグネットリレー９０は、接点９１とコイル９２から構成されており、省電力モード用マグネットリレーの接点９１の二次側は、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９に接続されている。図４に示すように、サーボモータやＡＣ電源のアクチュエータの電源として供給される。省電力モード用マグネットリレーの接点９１は、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２の励磁で閉じ、消磁で開く。省電力モード用マグネットリレーのコイル９２は省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されていれば励磁され、供給されなければ消磁される。
【００２２】
以上のように、表示・入力装置１８、制御装置１０、電気ヒータ６０には、電源が常時供給されるが、それ以外の装置への電源供給は、制御装置１０の入出力制御部１７から出力される省電力モード出力信号８０により、供給の有無を制御可能できる。省電力モード出力信号８０と各電源の関係について図５を用いて説明する。ＡＣ２００Ｖ電源８８、ＤＣ２４Ｖ電源８６、ＤＣ５Ｖ電源８５は、省電力モード切替え９３が通常モードであっても、省電力モードであっても、常に供給されている。省電力モード切替え９３が通常モードであった場合、省電力モード出力信号８０はＯＮ状態であり、省電力モードリレーのコイル８１が励磁されるので、省電力モードリレーの接点８２は閉じているので、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されている。また、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が供給されているので、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２が励磁されており、省電力モード用マグネットリレーの接点９１は閉じている。これにより、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９は供給されている。
【００２３】
省電力モード切替え９３が省電力モードとなった場合、省電力モード出力信号８０はＯＦＦ状態となり、省電力モードリレーのコイル８１が消磁されるので、省電力モードリレーの接点８２が開くので、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７は遮断される。また、省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源８７が遮断されているので、省電力モード用マグネットリレーのコイル９２が消磁されるので、省電力モード用マグネットリレーの接点９１は開く。これにより、省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源８９は遮断される。これにより、省電力モード中は、表示・入力装置１８、制御装置１０、電気ヒータ６０の制御以外の装置や機器に対する電源供給が中止され省電力化される。
【００２４】
省電力モード切替え９３は本実施例では、表示・入力装置１８から行われる。図６を用いて、省電力モード切替え９３について説明する。図６（ａ）は、通常モード中に表示される省電力モード切替え９３の画面の図である。省電力モードに切替える場合、この画面を表示させ、省電力モード実行ボタン９４を押すことで、省電力モードが開始される。本実施例の場合、省電力モードは設定された一定の時間継続された後、自動的に解除されるよう構成されているが、その省電力モードの実行時間は、省電力時間設定ボタン９５を押すことで設定することができる。省電力モード中は、図６（ｂ）の画面が表示され、省電力モード解除ボタンを押すことで、途中解除ができるように構成してある。
【００２５】
本実施例では、省電力モードは設定された一定の時間継続された後、自動的に解除されるよう構成したが、時間設定を設けず、実行、解除とも手動で行うようにすることも可能である。また、実行または解除を表示・入力装置１８から行わず、入出力制御部１７に接続した切替えスイッチから行うようにすることも、もちろん可能である。
【００２６】
以上、縦型製袋充填包装機における本発明の実施例を説明したが、横型製袋充填包装機でも実施可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２７】
１ 製筒器 ２ 製袋充填筒
３ 縦シール装置 ４ 紙送り装置
５ 横シール装置
１０ 制御装置 １１ 中央制御部
１２ 記憶部 １３ 紙送り制御部
１４ 縦シーラ制御部 １５ 横シーラ制御部
１６ ヒータ温度制御部 １７ 入出力制御部
１８ 表示・入力装置
３０ 縦シーラ上下制御信号 ３１ 縦シーラ開閉制御信号
３２ 縦シーラ上下サーボモータ ３３ 縦シーラ開閉サーボモータ
４０ 紙送り制御信号 ４１ 左紙送りサーボモータ
４２ 右紙送りサーボモータ
５０ 横シーラ上下制御信号 ５１ 横シーラ開閉制御信号
５２ 横シーラ上下サーボモータ ５３ 横シーラ開閉サーボモータ
６０ 電気ヒータ ６１ 温度センサ
６２ ヒータＯＮ・ＯＦＦ信号 ６３ 測定温度信号
６４ ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲ ６５ ヒータＯＮ・ＯＦＦ用ＳＳＲの接点
７０ 入力信号 ７１ 出力信号
８０ 省電力モード出力信号 ８１ 省電力モードリレーのコイル
８２ 省電力モードリレーの接点 ８３ ＤＣ２４Ｖパワーサプライ
８４ ＤＣ５Ｖパワーサプライ ８５ ＤＣ５Ｖ電源
８６ ＤＣ２４Ｖ電源 ８７ 省電力モード用ＤＣ２４Ｖ電源
８８ ＡＣ２００Ｖ電源 ８９ 省電力モード用ＡＣ２００Ｖ電源
９０ 省電力モード用マグネットリレー
９１ 省電力モード用マグネットリレーの接点
９２ 省電力モード用マグネットリレーのコイル
９３ 省電力モード切替え ９４ 省電力モード実行ボタン
９５ 省電力時間設定ボタン ９６ 省電力モード解除ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状包装材を原反ロールから引き出し下流方向に送る紙送り機構と、帯状包装材を筒状包装材に成形する製筒器と、前記筒状包装材の幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールを施すヒートシーラと、前記筒状包装材を横切る方向に横シールを施すヒートシーラと、製袋充填動作を制御する制御手段と、表示・入力手段とを備えた製袋充填包装機において、
前記表示・入力装置により設定された省電力停止時間内は、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置にのみ電源を供給し、その他の装置への電源供給を中止する機能を持つことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項２】
前記ただちに運転再開を行なうのに必要な装置が、前記制御装置、前記表示・入力装置、前記ヒートシーラであることを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項３】
前記省電力停止時間が終了したら、電源供給を中止していた装置への電源供給を再開し、通常モードへ復帰する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項４】
前記省電力モード中であっても、前記通常モードへ復帰する操作が可能であることを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項１】
帯状包装材を原反ロールから引き出し下流方向に送る紙送り機構と、帯状包装材を筒状包装材に成形する製筒器と、前記筒状包装材の幅方向の両端部を貼りあわせて縦シールを施すヒートシーラと、前記筒状包装材を横切る方向に横シールを施すヒートシーラと、製袋充填動作を制御する制御手段と、表示・入力手段とを備えた製袋充填包装機において、
前記表示・入力装置により設定された省電力停止時間内は、ただちに運転再開を行なうのに必要な装置にのみ電源を供給し、その他の装置への電源供給を中止する機能を持つことを特徴とする省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項２】
前記ただちに運転再開を行なうのに必要な装置が、前記制御装置、前記表示・入力装置、前記ヒートシーラであることを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項３】
前記省電力停止時間が終了したら、電源供給を中止していた装置への電源供給を再開し、通常モードへ復帰する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【請求項４】
前記省電力モード中であっても、前記通常モードへ復帰する操作が可能であることを特徴とする請求項１に記載の省電力モードを備えた製袋充填包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９６８３８（Ｐ２０１２−９６８３８Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７１３３（Ｐ２０１０−２４７１３３）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
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