JP3481942B2 - フレンチフライ用真空包装機 - Google Patents

フレンチフライ用真空包装機

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スティーヴン シー マグレシック
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ジェイ アール シンプロット カンパニー
スティーヴン シー マグレシック
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    • B65B31/045—Evacuating, pressurising or gasifying filled containers or wrappers by means of nozzles through which air or other gas, e.g. an inert gas, is withdrawn or supplied the nozzles being combined with a filling device of Vertical Form-Fill-Seal [VFFS] machines

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、広くは、特にフレンチフライのような細長
い製品を包装するための改良された包装機及び包装方法
に関する。より詳しくは、本発明は、一連の密封袋内で
フレンチフライが実質的に整合した状態に配置され、実
質的に最大の嵩（かさ）密度が得られるように袋内にフ
レンチフライを真空包装する包装機に関する。
カートン（ボール箱）及び袋等に製品を充填するため
の自動包装機及び包装システムは従来技術において広く
知られている。例えば、食品産業では、特定の食品品目
をばら（bulk quanties）で加工し、次に、この加工さ
れた品目を、自動包装充填を行う適当な包装装置に搬送
することが良く知られている。もちろん、個々の包装内
に収容される製品の量を最大にすることが非常に好まし
い。或いは、前述のように、単位重量当たりの包装サイ
ズを最小にして包装コストを最小にすると同時に、輸送
空間及び／又は倉庫空間の最高使用を達成することが非
常に好ましい。しかしながら、パーフライ（parfried）
及び冷凍のフレンチフライポテト片のような或る品目の
場合には、細長い製品形状のため、一般に、製品がラン
ダムすなわち不規則な方向を向いてしまい、包装嵩密度
を最大にすることはできない。この結果、多数の製品包
装を大きな輸送ケース内に入れる取扱い時に、しばしば
大きな製品破壊が生じる。また、輸送及び／又は保管中
に製品の沈下が生じ易く、このため、しばしば、スタッ
ク形すなわちパレット形輸送ケースの圧縮、更には製品
の破壊が生じる。更に、製品の嵩密度を最大にできない
ということは、製品の輸送コスト及び最終消費者への関
連コストを本質的に増大させる。
これまで、各包装内の製品嵩密度を増大させるため、
特にパーフライ冷凍フレンチフライに使用するための種
々の包装システム及び方法が提案されている。この点に
関しては、厚紙又は板紙の箱（これらの箱は慣用的な段
ボール輸送ケース内に配置されるサイズを有する）内に
フレンチフライ片を整合させる試みにおいて、種々の振
動及び／又は重力自由落下システムが示唆されている
（例えば、米国特許第4,351,141号参照）。或いは、適
当なクラフトベース紙又はプラスチック包装材料から形
成された一連の密封袋内に供給されるフレンチフライを
整合させる努力が関連包装システムになされている（例
えば、米国特許第4,514,959号、第4,586,313号、4,843,
795号及び第4,607,478号参照）。
上記形式の種々のフレンチフライ整合包装システムは
製品嵩密度に幾つかの改善をもたらすものであるが、体
積効率が非常に悪い未使用包装空間が依然として残され
る。例えば、フレンチフライ片を板紙カートン内に包装
する場合、カートンは、大きな製品沈下が生じる輸送コ
ンテナの体積サイズを形成し、これが大きな未使用包装
空間をもたらす。これに対し、シール形の可撓性袋内に
製品を包装する場合には、後で、実質的に剛性の厚紙輸
送ケース内に包装すべく可撓性袋を取り扱う間に、製品
の整合の大部分が喪失される。この結果、袋が最終的に
輸送ケース内に包装されるとき、袋詰めされた製品は、
大きな沈下及びこれによる破壊を受ける。
従って、輸送包装内の製品の嵩密度を実質的に最大に
し且つこれにより製品の沈下及びこれに付随する破壊を
大幅に低減させると同時に、利用可能な倉庫及び／又は
輸送体積空間の最大限の使用を可能にする態様で、パー
フライ冷凍フレンチフライ等の細長い製品を包装する包
装機及び包装方法を更に改良することに対する大きな要
望が存在する。本発明はこれらの要望を満足させ且つ別
の関連長所を提供する。
発明の要約 本発明によれば、フレンチフライ等の細長い製品を一
連の袋内に真空包装するための改善された包装機及び包
装方法であって、フレンチフライが各袋内で実質的に整
合され、実質的に最大の製品嵩密度が得られる包装機及
び包装方法が提供される。整合されたフレンチフライ
は、輸送ケース内に多数の袋を詰める（包装する）間及
びこの後の輸送及び取扱いの間に、真空袋内で実質的な
剛性形態に維持され、これにより、製品の沈下及びこの
沈下による製品の破損が実質的に低減され又は無くな
る。また、袋の材料を適当に選択することにより、真空
包装製品（真空詰込み製品）は周囲の雰囲気との接触か
ら有効に遮断され、これにより、保管及び／又は輸送中
の霜の発生が防止され又は最小限になる。
包装機は長い垂直カラムを有し、該カラムを通り、予
め重量計量された製品充填物が落下し、垂直カラムの下
端部に位置する充填ステーションに配置された袋内に自
由落下する。袋は、垂直カラムの回りで下方に変位でき
る定形シュラウドすなわち成形肩部上に供給されるフィ
ルム材料の連続シートで形成され、閉ループ断面すなわ
ち管状の断面形状を形成するため、長手方向シームが形
成される。引下げ機構は、各袋を、充填ステーションか
ら、製品嵩密度を更に増大させるための振動駆動手段を
備えた沈下ステーションへと連続的に移送する。真空手
段は、充填された袋内を真空引きし、シールジョー組立
体は真空引きされた袋の頂部と、これに連続する次の袋
の底部とをシールする。好ましい形態では、成形肩部
が、真空引き工程の前に袋を引き上げ、これにより、袋
の形状を四角形にし且つ遊離した製品を袋のシール領域
から除去する目的で、充填された袋の頂部がシールジョ
ー組立体を通して引っ張られる。真空引きされ且つ袋が
シールされると、ナイフ手段は、沈下ステーションから
配給し、更に例えば厚紙の輸送ケース等内に包装するた
め、充填された袋を切断する。
予め重量計量された製品充填物は、重量計量ステーシ
ョンにより垂直カラムの上端部に供給される。好ましい
形態では、各製品充填物は、垂直カラムを長い断面形状
の１対の通路に分割する仕切りベーンの両側で垂直カラ
ムに供給される実質的に等しい1/2充填量（half−charg
es）の形態で供給される。かくして、これらの長い通路
は水平平面内の比較的長い通路長さ及び比較的狭い通路
幅を有し、フレンチフライ片を、関連するカラム通路の
長い寸法とほぼ平行に効率良く整合させることに寄与す
る。製品はカラム通路を通って自由落下し、かくして、
充填ステーションにある袋を仕切りベーンの両側で充填
する。
垂直カラムは、該カラムの最下端部に充填ステーショ
ンを形成し、充填ステーションは、充填された各袋の所
望の形状に近似するサイズ及び形状をもつ製品充填チャ
ンバを形成するほぼ矩形の構造からなる。仕切りベーン
は垂直カラムを通り、更に充填チャンバを通って延び、
充填チャンバの内部を幅狭で長い長さの通路対に分割す
る。各袋は、引下げ機構の作動による袋形成フィルムの
下方への前進と同時に仕切りベーン及び充填チャンバを
下方に変位させることにより、袋の充填中に沈下ステー
ションに移送される。仕切りベーン及び充填チャンバ
は、袋が沈下ステーションに供給されるときに、充填さ
れた袋から有効に且つ相対的に引き出される。仕切りベ
ーン内に形成された真空ポートは、沈下ステーションに
おいて充填された袋内の真空引きを行うための適当な真
空源に連結されている。シールジョー組立体は、この真
空引き工程中に、充填された袋の上部を仕切りベーンに
押しつけてクランプする。適当に真空引きが行われる
と、仕切りベーンがシールジョー組立体から更に引き出
され、袋は、前述のようにして適当にシール及び切断さ
れる。
好ましい形態では、重量計量ステーションは、細長い
製品の選択された充填物を受け入れることができる複数
の重量計量バケットを有する。実質的に等しい重量の1/
2充填量の重量計量バケットの選択された組合せからの
製品を、仕切りベーンの両側に取り付けられた１対の螺
旋状流出シュートに供給するための制御手段が設けられ
ている。流出シュートは、製品を分配する特定の重量計
量バケットの如何に係わらず実質的に同じ供給位置で、
対応する対の分配ファンネルに供給するための、充填物
の流れを流出させる少なくとも２つの垂直方向にオフセ
ットした旋回部をもつように設計されている。分配ファ
ンネル（湾曲した偏向壁構造にすることができる）は、
カラム通路の開放領域上で実質的に均一に1/2充填量を
拡大し、これにより、充填チャンバ内の仕切りベーンの
両側で袋に実質的に均一に分配されるように、長片の製
品が最終的に垂直カラムを通って供給される。
本発明の他の態様によれば、沈下ステーションが、充
填された袋を受け入れ且つ除去（ストリッピング）、真
空引き、シーリング及び切断中に、充填された袋の形状
を維持するための手段を有する。沈下ステーションにお
ける振動駆動手段は、整合した製品を袋のシーリングの
前に更に沈下させると同時に、充填された袋の沈下ステ
ーションへの引下げを補助すべく沈下チャンバの両側に
配置された偏心駆動される複数のローラを有する。沈下
チャンバの下端部の排出通路には、製品を更に沈下させ
ると同時に、充填された袋の底部を四角形にするための
往復駆動される振動板を設けることができる。振動板
は、シーリング及び切断の後に袋を下方に排出できるよ
うにするため、開放位置に変位される。
本発明の他の特徴及び長所は、本発明の原理を例示す
る添付図面に関連して述べる以下の詳細な説明から明ら
かになるであろう。
好ましい実施例の詳細な説明 例示図面に示すように、一連の真空密封袋14内にパー
フライ冷凍フレンチフライ片12のような細長い製品を包
装するための、第１図に参照番号10で全体を示す包装機
が提供される。包装機10は、予め重量計量されたフレン
チフライ片の充填物を垂直な自由落下カラム16に供給
し、フレンチフライ片は、自由落下カラム16を通って、
充填ステーション18における部分成形された袋（部分成
形された袋を参照番号14Aで便宜的に示す）内に落下す
る。垂直カラム16を通って中央仕切りベーン20が延びて
おり、該仕切りベーン20は垂直カラム16と協働して、袋
14A内でフレンチフライ片を実質的に整合させ、これに
より各袋内の製品嵩密度を実質的に最大にする。充填さ
れた袋は沈下ステーション22に連続的に移送され、ここ
で真空引きされ且つシールされて、後で製品の輸送及び
／又は保管を行うための実質的に剛性のある真空包装構
造となる。
本発明の改良された包装機10は、特にパーフライ冷凍
フレンチフライ片又は他の食品のような広範囲の細長い
物品を、一連の真空密封袋14内に包装するように設計さ
れている。包装機10は、予め重量計量された細長い製品
の充填物を、各充填袋内で実質的な製品整合をもたらす
態様で供給する。各充填袋は、沈下ステーション22に連
続的に移送される。好ましくは、沈下ステーション22
は、包装内での製品の嵩密度を一層増大させるための振
動沈下手段を備えている。各真空密封袋14は、真空引き
により実質的に剛性のある形状を有する（第21図）。こ
の剛性形状は、実質的に均一なサイズ及び形状と相まっ
て、例えば所定数の真空密封袋14を板紙等からなる大き
な輸送ケース26（第22図）内に包装することにより、輸
送空間の効率的使用に貢献する。この輸送ケース26は、
標準形トラック及び／又は鉄道車両の体積を最大限に使
用できるサイズをもつ最適サイズのパレット又は輸送ケ
ースを設けることにより、利用する保管及び輸送空間を
最適化するサイズ及び形状をもつように設計できる。
第１図及び第２図に全体的に示すように、垂直な自由
落下カラム16は、オーバヘッド重量計量ステーション28
と、カラム16の下端部に配置された充填ステーション18
との間で実質的に干渉することなく配置される長さを有
する。重量計量ステーション28は、より詳細に説明する
ように、正確に重量計量された製品充填物を垂直カラム
16の上端部に供給できるようになっている。製品は、カ
ラム16を通って該カラム16の下端部に自由落下し、充填
ステーション18で部分成形され且つ上方が開口した袋14
A内に堆積する。本発明の一態様によれば、カラム16の
垂直寸法は袋14A内に落下する製品の実質的な整合を達
成するのに充分な長さであり、好ましいカラム高さは約
３〜４フィート（約0.9〜1.2m）である。袋14A内での製
品片の充分な整合を達成する目的での最小カラム高さ
は、1.5〜２フィート（約0.45〜0.6m）である。
充填ステーション18で部分成形される袋14Aは、本願
に援用する米国特許第2,969,627号に開示されているよ
うに、適当なロール支持／張力制御手段（図示せず）に
より垂直カラム16の一方の側に支持されたロール32から
供給されるポリエチレンプラスチックフィルムのような
不通気性包装フィルム材料30のシートにより形成され
る。フィルム材料30は、該フィルム材料30を、カラム16
を包囲する外側チューブすなわちガイドスリーブ17の回
りで閉ループすなわち管状の横断面形状に包み込むよう
に構成された輪郭シュラウドすなわち成形肩部34上に供
給される。この点に関し、垂直カラム16及びこれを包囲
する外側ガイドスリーブ17は、全体として矩形の横断面
形状（約３×12インチ（約7.6×30cm）の寸法が好まし
い）をもつものが示されている。フィルム材料を間欠的
に充填ステーション18に引き出す目的で、カラム16及び
スリーブ17の回りで下方に延びたフィルム材料と係合す
る１対の駆動ベルトユニット36を備えたフィルム引下げ
機構が設けられている。垂直方向に長いヒートシールユ
ニット38が、フィルム材料30のオーバーラップする側縁
部すなわち縁部上に配置され、且つ連続的な長手方向シ
ーム40を形成し、これによりフィルム材料を所望の閉ル
ープ形状に形成する機能を有する。
充填ステーション18は、シールジョー組立体24の上方
に近接して、垂直カラム16の下端部に配置されている。
シールジョー組立体は、垂直カラム16から短い距離だけ
下の位置でフィルム材料30を閉鎖及びシールし、これに
より充填ステーションで部分成形される各袋14Aにシー
ルされた下端部を形成する手段を有する。矩形のカラム
16は、最終的な真空密封袋の所望の矩形形状にほぼ一致
し、従って、製品充填物が充填ステーションで上方が開
放した袋内に自由落下する袋充填中に、フィルム材料を
ほぼ所望の袋形状に形成し且つ保持する機能を有する。
整合した自由落下製品が袋に充填されると、駆動ベルト
ユニット36が、袋をシールジョー組立体24に通して沈下
ステーション22に前進させる。沈下ステーション22で
は、区別を容易化するため、部分成形され且つ充填され
た袋を参照番号14Bで表すものとする。
沈下ステーション22では、詳細に後述するようにし
て、充填された袋14B内が真空引きされ、この後、シー
ルジョー組立体24を作動し、充填された袋の上端部を閉
鎖及びシールする。同時に、上方の充填ステーション18
において連続的に配置された次の袋14Aの下端部も、シ
ールジョー組立体24により閉じられ且つシールされる。
沈下ステーション22で真空包装された袋14Bは、充填ス
テーション18において上方の袋14Aから切断される。こ
れにより、切断された袋14は包装機10から排出され、第
22図に示すように、複数の真空密封袋14を板紙の輸送箱
すなわち輸送ケース26内に包装すること等の次の取扱い
及び包装が行なわれる。重要なことは、第21図に最も良
く示すように、各真空密封袋14が袋の真空引きにより実
質的に剛性のある構造を有し、このため、整合された製
品が、実質的に最大の製品嵩密度の密着配列に保持され
る。より詳しくは、約６ポンド（約2.7kg）の重量をも
つパーフライ冷凍フレンチフライ12の標準包装の場合に
は、本発明の包装機10は、包装体積サイズを30％まで縮
小する。真空密封袋の次の取扱いによっても、袋の変形
又は袋内の製品の混乱が生じることはない。にも係わら
ず、真空引きされた剛性袋は、包装後の取扱い中の製品
の相対沈下及び破壊から製品を有効に保護する。また、
一連の真空密封袋は高度の統一性のあるサイズ及び形状
を有し、このため、袋を、最適のコンパクトサイズ及び
形状をもつ輸送ケース26内にぴったりと詰めることがで
きる。更に、プラスチックフィルム袋は、製品を冷凍機
の霜又は袋内に発生する霜から製品を保護すると同時
に、袋を開封することなく視覚品質検査を行う目的で包
装された製品を視認可能な透明袋を形成するリサイクル
可能な材料で形成できる。
第３図及び第４図には、好ましい一形態の重量計量ス
テーション28がより詳細に示されている。図示のよう
に、例示の重量計量ステーション28は全体として半円形
の１対のファンネル状受容器46を有し、これらの受容器
46は、これらの間に共通仕切り壁48を介し、互いに対面
して配置されている。これらの半円形受容器46の各々は
個々の重量計量バケット50の対応する半円形配列と関連
しており、該重量計量バケット50は、製品コンベア（図
示せず）又は他の適当な手段により該バケット50に搬送
されるフレンチフライ片12等を受け入れるようになって
いる。各重量計量バケット50は、コントローラ56（第３
図）に応答して開放位置と閉鎖位置との間を枢動できる
下方ゲート54（第４図）を有する。各バケットゲート54
は、各重量計量バケット内の製品の質量を表す信号をコ
ントローラ56に供給するスケール58（第４図）と関連し
ている。コントローラ56は、正確に重量計量された充填
物を複式（デュアル）受容器46に確実に供給できるよう
に、１つ又は多数の重量計量バケット50と関連したゲー
ト54を作動させる。後述のように、各受容器46に供給さ
れた製品の量は、カラム16を通り充填ステーション18の
袋14A内に通じる自由落下通路の1/2充填量を形成する。
一般的なフレンチフライ包装装置では、例えば、バケッ
トゲート54は、各袋14Aにつき約６ポンド（約2.7kg）の
全製品充填物となるように、各受容器に約３ポンド（1.
4kg）の1/2充填量の製品を供給すべく適宜開放される。
半円形受容器46に供給された1/2充填量の製品は、全
体として螺旋状の流出シュート60の対応対の上端部に落
下する。これらの流出シュートは、第１図及び第５図に
示すように、受容器46から垂直カラム16の上端部の分配
ファンネル62まで全体として下方に延びた管状導管から
なる。各流出シュート60は、普通のフレンチフライの包
装にとって充分な直径サイズをもち、製品充填物がシュ
ート内で詰まらないようにする充分な断面サイズを有す
る。本発明の一態様によれば、各流出シュート60は垂直
方向にオフセットした（すなわち垂直方向に整合しな
い）少なくとも２つの旋回部（ターン）を形成するオフ
セット形状を有し、前記旋回部は約45゜以上の角度に亘
って延び且つ約45゜の角度で関連の分配ファンネル62に
向かって下方且つ内方を向いたシュート排出端に終端し
ている。作動に際し、流出シュート60は、1/2充填量の
製品を長手方向の流れに拡大する機能を有し、これによ
り、製品が垂直な自由落下カラム16に供給されるとき
に、製品が塊状化すなわち集合化することが実質的に防
止される。各シュート60の下流側端部には子午線方向仕
切り壁63（第５図）を設け、落下製品の分配ファンネル
62への狙いを定めた供給を補助することが望ましい。
分配ファンネル62は、第５図〜第７図の好ましい形態
に示されている。図示のように、分配ファンネル62は垂
直方向に開放したハウジング64を有し、該ハウジング64
は、カラム16の上端部に案内される1/2充填量の製品の
それぞれの流れのための全体として矩形で且つ垂直方向
に開口した１対の通路66を形成する。これらの各通路66
は、垂直方向に延びた偏向壁68により形成された内側側
面と、下方に凸状に湾曲したガイド壁67により形成され
た外側側面を有する。通路66と関連する両偏向壁68は、
協働して、垂直カラム16を通すための中央開口70をこれ
らの偏向壁68間に形成する。より詳細に後述するよう
に、中央の仕切りベーン20は、カラム16の内部を、細長
い横断面形状及び比較的狭い幅をもつ１対のカラム通路
72、74に分割する。重要なことは、ファンネル通路66の
ほぼ矩形の形状がカラム通路72、74の矩形形状に近似し
ており、該カラム通路72、74の矩形形状が、充填及びシ
ールすべき袋14の矩形横断面サイズ及び形状に近似して
いることである。
作動に際し、流出シュート60を出る1/2充填量の製品
は、ファンネル62の偏向壁68にそれぞれ当たり、ファン
ネル通路66を通って、仕切りベーン20の両側のカラム通
路72、74内に向かって下向きに偏向されて流れる。第７
図に最も良く示すように、好ましい形態では、偏向壁68
は凸状に湾曲した中央セグメント69を有する。該中央セ
グメント69は、関連する湾曲ガイド壁67と協働して、1/
2充填量の製品を、下に位置するカラム通路72、74の全
横断面領域に亘って実質的に均一に拡大する。この構造
により、落下する製品は、充填ステーション18の部分成
形された袋14Aの開口領域を横切って実質的に均一に分
配されて袋14Aに供給される。カラム通路72、74は実質
的に同一の横断面サイズ及び形状を有し、水平平面内の
通路の長い寸法は互いに全体として平行に配向されるの
が好ましい。仕切りベーン20は、カラム通路を分離する
共通壁を形成する。
仕切りベーン20は、カラム16を通って充填ステーショ
ン18まで垂直に延びている。この点に関し、仕切りベー
ン20及び自由落下カラム16の好ましい構造が一体構造か
らなることが第６図、第８図及び第９図に示されてお
り、ベーン20は、垂直方向に長い矩形のカラムハウジン
グに固定され且つ該ハウジングと共に垂直方向に移動で
きる。このカラムハウジングは、仕切りベーン20の上端
部（該上端部で、仕切りベーン20の両側の開放窓75（第
８図）は、1/2充填量の製品がカラム通路72、74内に入
り得るようにする）から、充填ステーション18における
ベーン20の下端部まで延びている。第２図に示すよう
に、カラム16と仕切りベーン20との組合せが、フィルム
成形シュラウド34と、外側の矩形ガイドスリーブ17（該
ガイドスリーブ17は、引下げ機構の両駆動ベルトユニッ
ト36の間に延びている）とを通って垂直方向に延びてい
る。かくして、仕切りベーン20は、カラム16と協働し
て、充填ステーション18における部分成形された袋14A
まで中断することなく連続する別々のカラム通路72、74
を形成する。これらのカラム通路72、74を通って自由落
下する製品は、カラムを通過する間に垂直方向に容易に
配向され、これにより、製品は、仕切りベーン20の両側
で、端部が最先になるようにして袋内に到着する。通路
72、74の横断面が幅狭であることは、長い通路の水平平
面内の長さ寸法と相まって、水平平面内での袋の長手方
向寸法と平行な整合配列をなすように配向される実質的
な製品整合状態で袋内の製品を落下させる。この製品整
合は、製品が垂直カラム16に供給されるときの製品の流
出分散と組み合わせて、袋内部を２つの別々の体積に分
割するベーン20を用いることにより大幅に向上される。
第８図に示すように、仕切りベーン20の下縁部は、充
填ステーション18における垂直カラム16の最下端部を超
えて僅かな距離だけ突出している。この構造により、仕
切りベーン20の突出下縁部が、充填ステーション18にあ
るとき及び下に位置する沈下ステーション22に移動する
間に、部分成形された袋14Aの形状を保持する補助をす
る。この点に関し、仕切りベーン20及び該仕切りベーン
上に支持されたカラム16は、仕切りベーン20の上端部に
配置された、これらの構成部品を所定の垂直ストローク
で変位させるための垂直アクチュエータ78（第１図）と
関連しており、これにより、仕切りベーン20及び垂直カ
ラム16が一体として移動し、袋14Aを充填ステーション1
8から沈下ステーション22へと移送する。また、仕切り
ベーン20を通って長手方向に複数の真空ポート80が形成
されており、該真空ポート80は、仕切りベーンの上端部
の管状マニホルドパイプ82と流体連通して終端してい
る。マニホルドパイプ82は、弁83を介して適当な真空源
84（第１図）に連結されるようになっている。所望なら
ば、弁83は、ベーンの真空ポート80を、正圧下のフラッ
シュガス（例えば窒素ガス）の源85に連結するのにも使
用できる。
第10図は充填ステーション18における部分成形された
袋14Aを示すものであり、袋14A内に落下する製品片12
は、仕切りベーン20の両側の狭いカラム通路72、74内で
実質的に製品整合している。この位置で、部分成形され
た袋14Aの下端部は、シールジョー組立体24の作動によ
り以前に形成されたシーム86により閉鎖されている。袋
14Aに製品片が充填されると、第11図に示すように、垂
直アクチュエータ78の作動に応答して仕切りベーン20及
び矩形カラム16が下方に変位するのと同時に、袋のフィ
ルム材料が駆動ベルトユニット36（第１図）により下方
に前進される。下方に変位した袋は、現在開放している
シールジョー組立体24を通り、沈下ステーション22にお
ける全体として矩形チャンバ87内に移送される。仕切り
ベーン20の下降移動は、ベーンがチャンバ87の体積内に
僅かな距離だけ進入した位置に到達すると停止するけれ
ども、袋の下降前進は継続する。このステップに関連す
るタイミングシーケンスは、袋に製品充填物が充填され
るまで仕切りベーン20の下縁部を任意の未使用包装空間
（unoccupied bag volume）より下に保持したまま、移
送された袋の内部からの仕切りベーン20の相対引込めす
なわち後退を達成するように選択される。次に、第13図
に示すように、仕切りベーン20及びカラム16が、所定位
置まで部分ストロークだけ上方に後退される。
本発明の一態様によれば、アクチュエータ88（第１
図）の作動及びベルトの駆動変位に応答して駆動ベルト
ユニット36が適当に内方変位すると、袋材料30の下降変
位が生じる。第12図に最も良く示すように、駆動ベルト
36は、外側カラムハウジング17の両端部上に当接して、
袋のフィルム材料30を駆動するようになっている。好ま
しい形態では、カラムハウジング17は、孔穿き導管91に
より加圧空気が供給されるプレナムチャンバ90を有す
る。この構成により、加圧空気が多孔板92を通ってプレ
ナムチャンバ90から外方に流出し、フィルム材料30の空
気支持（エアベアリング）を形成する。この空気支持構
成は、駆動ベルトユニット36とフィルム材料との間に確
実な摩擦駆動係合を与えると同時に、袋のフィルム材料
の下降駆動前進に対する低摩擦抵抗が容易に得られる。
第10図及び第11図に示すように、沈下ステーション22
は、袋を閉鎖及びシールする前に、製品片12を更に沈下
整合させるための振動手段を有する。好ましい振動手段
は、支持端壁96の間に位置するように、沈下チャンバ87
の両側で垂直方向に間隔を隔てた関係に配置された複数
の偏心ローラ94を有する。ローラ94は、モータ97（第１
図）から、端取付け形（end−mounted）駆動プーリ100
（第10図）と係合する共通の駆動ベルト98を介して駆動
される。駆動ベルト98は、第11図に矢印102で示すよう
にローラ94を回転させ、進入してくる袋に対し全体的な
下向きの牽引力を付与する。また、ローラ94は偏心軸
（第11図）上に取り付けられ、袋に対し強い振動付与／
除去作用を与える。好ましい形態では、垂直方向に並べ
られたローラが、各袋に交互振動付与／除去作用すなわ
ち脈動付与／除去作用を付与すべく、約180゜の位相を
ずらして配向されている。また、沈下チャンバ87の底部
は、袋内容物に更に沈下作用を付与すべく、往復移動す
る振動板104により上方に閉鎖される。
第13図に示すように、シールジョー組立体24は、柔ら
かいジョーストリッパユニット106と、シールユニット1
08とを有する。ストリッパユニット（除去器ユニット）
106及びシールユニット108は、第１図にアクチュエータ
109で示すように別々に作動され、上に位置する充填ス
テーション18と下に位置する沈下ステーション22との間
の位置において袋のフィルム材料30上に閉鎖し且つ該フ
ィルム材料30と係合する。
より詳しくは、第13図〜第17図に示すように、ストリ
ッパユニット106は、上に位置するシールユニット108と
下に位置する沈下ステーション22との間で互いに間隔を
隔てた常開（常時開放）関係をなして配置された１対の
柔らかいジョー部材110を有する。開放した柔らかいジ
ョー部材110は、前述のように、袋の充填工程中に、仕
切りベーン20及び垂直カラム16の下端部と同時に、袋が
妨げられることなく下降変位することを可能にする。次
に、仕切りベーン20及びカラム16が第13図に示す中間位
置へと上方に引っ込められ、仕切りベーン20の下縁部が
柔らかい両ジョー部材110の間に配置される。次に、第1
5図〜第18図に示すように、柔らかいジョー部材110が、
仕切りベーン20とのクランプ関係をなすように互いに近
づく方向に変位すべく作動される。
柔らかい両ジョー部材110の対向端部は、枢動リンク1
12（第14図及び第17図）を介して１対のガセットブレー
ド114に連結されている。枢動リンク112は、柔らかいジ
ョー部材110が閉じられるときに、ガセットブレード114
が袋の端部に向かって内方に前進するように構成されて
いる。第14図及び第17図に示すように、ガセットブレー
ド114は袋のフィルム材料30と係合し、且つ、各ガセッ
トブレード114が仕切りベーン20の隣接端部と接触する
方向に移動するとき、折り畳まれたガセット（まち）11
6（第17図）を形成すべくフィルム材料30を整形（re−s
hape）する。この点に関し、第２図及び第８図に示すよ
うに、仕切りベーン20の両端部は、ガセットブレードの
変位に適合できるように、僅かな距離だけ除去すなわち
差し込まれている。
第16図に示すように、柔らかいジョー部材110の閉鎖
後に、充填された袋14Bの上端部を沈下ステーション22
で四角形にし、且つ、更に、充填された袋の頂部に形成
すべき閉鎖シールの近くから任意の製品片12を取り除く
べく、袋のフィルム材料30が短いストロークに亘って上
方に引っ込められる。袋のフィルム材料の上方への移動
は、第２図に示すように、アクチュエータ120の作動時
に直線移動するように支持プラットホーム118上に取り
付けられた成形シュラウド34の上方への短い変位により
達成される。かくしてフィルム材料は、閉じられた柔ら
かいジョー部材110（該ジョー部材は弾性ピンチストリ
ップ122（第16図）を備えている）を介して上方に引っ
張られる。ピンチストリップ122は、図示のように、袋
の頂部領域を四角形にすると同時に、充填された袋の頂
部で遊離した任意のフレンチフライ片12を強制的に他の
製品片に詰め込み整合させる機能を有する。この結果、
実質的に最適化された製品嵩密度が、高度の統一性のあ
る形状の充填袋内に達成される。フィルム材料のこの上
方への変位の間、フィルム材料がガセットブレード114
を通って引っ張られて、ガセット116（第17図）が有効
に伸ばされ、これによりガセット116は、下に位置する
充填された袋14Bの上方領域から、次の袋14Aの下方領域
まで連続的に配置される。
第18図は、前述のように、充填された袋のストリッピ
ング及び四角化の後に、仕切りベーン20の下端部及びガ
セットブレード114に対してシールする目的のための別
の特徴を示す。より詳しくは、弾性可撓ブラダ124の１
つの壁により、柔らかい各ジョー部材110の内向きの力
が形成される。２つの柔らかいジョー部材110のブラダ
は、仕切りベーン20及び隣接するガセットブレード114
に対して有効に結合すなわちシールすべく、適当な空気
源126を介して膨張される。コントローラ56により作動
される制御弁127は、ブラダ124への加圧空気の供給及び
排出を調節する。
次に、仕切りベーンの真空ポート80を通して真空引き
すべく真空源84が作動され、これにより、沈下ステーシ
ョン22において、充填された袋14Bの内部から実質的な
真空引きが行われる。真空は、閉じられた柔らかいジョ
ー部材110を通って突出する仕切りベーンの下縁部を介
して袋の内部と連通する。好ましい態様では、真空ポー
ト80が仕切りベーンの縁部の長さに亘って設けられてお
り、これにより、真空ポートは、袋の事実上全頂縁部に
沿って袋の内部と連通する。この実質的な真空引きが行
われると、柔らかいジョー部材110の直ぐ上の位置で袋
のフィルム材料に対して閉じるべく、シールユニット10
8の１対のシールジョー部材128が作動され、同時に、仕
切りベーン20が、第10図及び第20図で見てその最初の位
置まで上方に引っ込められる。シールジョー部材128
は、充填ステーション18にける次の袋14Aの下端部のシ
ーム86に加え、沈下ステーション22における充填された
袋の上端部をシールするシーム131を形成するためのヒ
ートシール手段130を有する。次に、ナイフ部材132が、
これらの両袋14A、14Bを互いに切断する。沈下チャンバ
87内で、充填された袋に伝達される振動作用は、切断さ
れた袋14を、今開放している下方の振動板104を通して
排出するのに有効である。最終的に真空引きされた袋14
は、次の取扱い（例えば、第22図に示すような厚紙輸送
ケース26等内に一群として配置すること）を行うため、
適当なコンベア装置（図示せず）等に供給される。
所望ならば、真空引き工程に先行してガスフラッシュ
工程を行うことができ、この場合には、最初から真空ポ
ート80を、窒素ガス等のフラッシュガス源85に連結させ
ておく。ガスフラッシュ工程は、例えば各袋に製品片を
充填するのと同時に行うことができ、これにより、軽い
空気と重い窒素ガスとが置換される。その後各袋内の真
空引きを行うことにより、各袋内の最少酸素含有量が有
効に保証され、これにより、製品の鮮度特性を維持する
と同時に製品の商品寿命（シェルフライフ）の向上が促
進される。
真空包装袋は、袋のサイズ及び形状の実質的な均一性
が得られると共に、袋内の真空引きに寄与できる剛性形
態が得られる利益を有する。かくして、一連の真空密封
袋を、有効保管空間及び／又は有効輸送空間を実質的に
最大にして輸送ケースすなわち輸送カートン内に包装で
き、未使用包装体積を実質的に無くすことができる。ま
た、真空密封袋は、整合した製品を実質的に剛性のある
形態に維持し、輸送及び取扱い中の製品の破損の機会を
低減する。更に、密封包装材料は、完全にリサイクルで
き且つ長期保管期間中に生じる空気及び関連する氷晶と
の接触及び破壊から製品を保護する。
当業者には、本発明の改善された真空包装機に対する
種々の変更及び改良が明白であろう。従って、上記説明
及び添付図面は、請求の範囲の記載を除き、本発明にい
かなる制限をもたらすものではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６５Ｂ 39/00 Ｂ６５Ｂ 39/00 Ｃ (72)発明者 マグレシック スティーヴン シー アメリカ合衆国 アイダホ州 83642 メリディアン クリア クリール ドラ イヴ 65 (72)発明者 ヴァンダー コールク テリー アメリカ合衆国 アイダホ州 83644 ミドルトン ガロウェイ 10754 (72)発明者 バーティラ ディヴィッド エム アメリカ合衆国 アイダホ州 83702 ボイズ ハーリソン ブールヴァード 1704 (56)参考文献 特開 昭52−112489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−154494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−53191（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−3403（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−27104（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−161804（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65B 35/32 B65B 9/00 B65B 19/34 B65B 31/04 B65B 35/54 B65B 39/00

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フレンチフライのような細長い製品ストリ
    ップ（12）を包装するための機械（10）であって、 垂直方向自由落下カラム（16）を有し、該自由落下カラ
    ム（16）が、開放上方端及び開放下方端と、前記カラム
    の内部を複数のカラム通路（72、74）に再分するように
    前記カラムを通って延びる少なくとも１つの内部分割ベ
    ーン（20）とを有し、前記カラム通路が、水平平面にお
    いて、比較的狭い幅と、該幅と比較して長い長さとを持
    った垂直方向開放領域を有し、 可撓性袋（14A）の形態の上方開放製品包装体を前記カ
    ラム（16）の下方端に位置決めするための手段（18）
    と、 前記カラム通路（72、74）を自由落下させ、前記カラム
    の前記下方端の製品包装体（14A）に導くことができる
    ように、製品ストリップを前記カラム（16）の上方端に
    供給するための手段（28）とを有し、これによって、前
    記製品ストリップ（12）は、前記カラム通路を自由落下
    する際、製品包装体（14A）を実質的に整合されたアレ
    イで充たすように向き、 前記包装体を閉じ、密封するための手段（24）とを有す
    る機械において、前記製品包装体（14A）に製品ストリ
    ップを充填することに続いて、前記製品包装体（14A）
    を実質的に真空引きするための手段（84、80）を備え、
    前記真空引手段が、真空源（84）と、前記分割ベーン
    （20）に形成された、前記真空源（84）を前記包装体内
    部と連通させるための少なくとも１つの真空ポート（8
    0）とを有し、 前記包装体の閉じ及び密封が前記包装体に真空を維持す
    る、 ことを特徴とする前記機械。
  2. 【請求項２】前記複数のカラム通路（72、74）が、これ
    らの長さがほぼ平行な関係で、向いている、請求の範囲
    第１項記載の機械。
  3. 【請求項３】前記少なくとも１つの内部分割ベーン（2
    0）が、前記カラムの内部を、実質的に均等な断面寸法
    及び形状を有する一対のカラム通路に再分する、請求の
    範囲第２項記載の機械。
  4. 【請求項４】前記少なくとも１つの内部分割ベーン（2
    0）が、前記カラム（16）の前記下方端に位置決めされ
    た上方開放包装体（14A）の内部の中に垂直方向に延
    び、これによって、前記カラム通路（72、74）が前記包
    装体内部に延び、更に、前記包装体への製品ストリップ
    の充填時に、前記包装体を前記カラムの前記下方端から
    分離させるための手段（132）を有する、請求の範囲第
    １項記載の機械。
  5. 【請求項５】前記包装体位置決め手段（18）が、次々の
    製品包装体（14A、14B）を前記カラム（16）の前記下方
    端に位置決めするための手段を有する、請求の範囲第１
    項記載の機械。
  6. 【請求項６】前記製品ストリップを前記袋内で沈下させ
    るための手段（87）を有する、請求の範囲第１項記載の
    機械。
  7. 【請求項７】前記沈下手段（87）が、前記袋の閉じ及び
    密封に先立って、前記袋内で製品ストリップを沈降させ
    るための振動手段（104）を有する、請求の範囲第６項
    記載の機械。
  8. 【請求項８】前記沈下手段（104）が、前記袋の閉じ及
    び密封に先立って、前記袋の少なくとも前記上方端を四
    角形にするための手段（120）を有する、請求の範囲第
    ７項記載の機械。
  9. 【請求項９】前記袋の閉じ及び密封に先立って、フラッ
    シャガスを前記袋内部に供給するための手段（85、83）
    を有する、請求の範囲第１項記載の機械。
  10. 【請求項１０】前記製品ストリップ供給手段（28）が、
    前記カラム通路（72、74）の各々に個々的に所定量の製
    品ストリップ充填物を供給するための手段を有する、請
    求の範囲第１項記載の機械。
  11. 【請求項１１】前記製品ストリップ供給手段（28）は、
    ストリップが前記カラム通路（72、74）の各々に実質的
    に密集することなしに、製品ストリップの細長い流れ流
    を提供するための、前記カラム通路（72、74）と夫々関
    連した複数の流出シュート（60）を有し、該流出シュー
    ト（60）の各々が、垂直方向にオフセットした少なくと
    も２つの旋回部を有する全体的に螺旋形態を有する、請
    求の範囲第10項記載の機械。
  12. 【請求項１２】前記製品ストリップ供給手段（28）が、
    各製品ストリップ充填物を、関連した前記カラム通路の
    前記垂直方向開放領域（66）に亘って実質的に均等に分
    配するための分配手段（62）を更に有する、請求の範囲
    第10項記載の機械。
  13. 【請求項１３】前記カラムが、少なくとも約50cm（約20
    インチ）の垂直方向長さを有する、請求の範囲第１項記
    載の機械。
  14. 【請求項１４】次々の製品包装体を前記カラムの下方端
    に位置決めするための前記手段が、 細長い袋形成フィルム材料（30）を、側方周縁部同士を
    全体的に部分重複させて、前記カラム（16）を包む関係
    で供給するための手段（32、34）と、 前記フィルム材料を前記カラムの周囲で下方に進めるた
    めの手段（36）と、 前記フィルム材料（30）を閉鎖ループ断面形状に形成す
    るため、前記フィルム材料を、全体的に前記側方周縁部
    で、長手方向に継ぎ合わせるための手段（38）と、 前記カラムから下方に短い距離間隔を隔てられた位置
    で、前記フィルム材料を閉じ、密封するためのシール手
    段（24）とを有し、これによって、前記カラム通路と開
    放連通をなして前記カラムの下方端に配置された、部分
    的に形成された上方開放袋（14A）を構成し、該部分的
    に形成された上方開放袋（14A）及び前記カラムの下方
    端が、協働して、袋充填ステーション（18）を構成し、 前記フィルム材料進め手段（36）が、充填された部分的
    に形成された袋を前記充填ステーション（18）から下方
    に変位させるように、前記フィルム材料を前記カラムの
    周囲で下方に進めるのに有効であり、 前記シール手段（24）が、前記充填ステーション（18）
    からの充填された袋（14B）の下方移送に続いて、該充
    填された袋（14B）の上方端を閉じ、密封し、更に、前
    記充填ステーション（18）に配置された引き続く袋（14
    A）の下方端を閉じ、密封するのに有効であり、 前記シール手段（24）が、充填された袋（14B）の上方
    端を、前記充填ステーション（18）の引き続く袋（14
    A）の下方端から分離させるため、前記フィルム材料を
    切断するためのカッター手段（132）を更に有する、 請求の範囲第５項記載の機械。
  15. 【請求項１５】前記分配手段（28）が分配ファンネル
    （62）を有し、該分配ファンネルが、前記カラム通路
    （72、74）の夫々のほぼ上に配置された全体的に矩形の
    ファンネル開口（66）を構成し、前記分配ファンネル
    （62）が、入射された製品充填物を、前記ファンネル開
    口（66）の開放領域に亘って実質的に均一に、分配する
    ための少なくとも１つの凸状に湾曲された偏向壁（67）
    のセグメントを有する、請求の範囲第12項記載の機械。
  16. 【請求項１６】前記分割ベーン（20）が、前記袋への前
    記製品ストリップの充填中、前記充填ステーション（1
    8）の前記部分的に充填された袋（14A）の中に少なくと
    も一部延びている、請求の範囲第14項記載の機械。
  17. 【請求項１７】前記充填ステーション（18）からの前記
    部分的に充填された袋（14A）の下方移動時に、前記分
    割ベーン（20）を短いストローク下方に変位させるため
    の手段（78）を有する、請求の範囲第16項記載の機械。
  18. 【請求項１８】前記シール手段（24）が、更に、充填さ
    れた袋の真空引きの際、前記フィルム材料を前記分割ベ
    ーン（20）の下方縁部に当接させて閉じるための手段
    と、前記真空引きに引き続いて前記充填された袋から前
    記分割ベーン（20）を引っ張るための手段（78）とを有
    し、前記シール手段（24）が、前記充填された袋を、実
    質的に、閉じたままにし、前記充填された袋の上方端の
    密封時に該袋に保持された前記真空で密封したままにす
    る、請求の範囲第14項記載の機械。
  19. 【請求項１９】前記分割ベーン（20）には、前記袋の上
    方端の長さに実質的に沿って前記充填された袋の前記上
    方端と連通するように、複数の真空ポート（80）が形成
    されている、請求の範囲第18項記載の機械。
  20. 【請求項２０】前記シール手段（24）が、前記フィルム
    材料を前記分割ベーン（20）の下方縁部に当接させて密
    封的に閉じるための膨張可能部材（124）と、該膨張可
    能部材を膨張させるための手段とを有する、請求の範囲
    第18項記載の機械。
  21. 【請求項２１】前記シール手段の閉じに続いて、且つ、
    前記袋フィルム材料を密封し、切断するのに先立って、
    前記フィルム材料（30）を前記カラム（16）の周囲で上
    方に短いストローク引っ込めるための手段（120）を有
    し、該フィルム材料引っ込め工程が、前記充填された袋
    （14B）の上方端を前記シール手段（24）に当接させて
    引き、袋の形状をその上方端で四角形にするのに有効で
    ある、請求の範囲第14項又第18項記載の機械。
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