JP4584424B2 - 注入可能な食品製品の密封パッケージを連続的に製造するための包装ユニット - Google Patents

注入可能な食品製品の密封パッケージを連続的に製造するための包装ユニット Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注入可能な食品製品の密封パッケージを、チューブ状の包装材料から連続的に製造するための包装ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
フルーツ・ジュースや、低温殺菌またはUHT(超高温処理)牛乳、ワイン、トマトソース等のような多くの注入可能な食品製品は、滅菌された包装材料からできているパッケージに入れて販売される。
【0003】
このようなパッケージの代表的な例は、テトラブリック・アセプチック(登録商標)と呼ばれる液体または注入可能な食品用の平行六面体のパッケージである。このパッケージは、積層包装材料ストリップ(帯材)を折り曲げ、密封することにより形成される。積層包装材料は、両面を、熱可塑性の材料(例えば、ポリエチレン)で覆われた繊維質の材料(例えば、紙)の複数の層から作られている。アセプチック・パッケージの場合には、最終的にパッケージ内の食品に触れることになる包装材料の側面も、アルミニウム・シートのようなバリヤ材料の層で覆われていて、このアルミニウム・シートは、熱可塑性材料の層で覆われている。
【0004】
周知のように、そのようなパッケージは、全自動包装ユニットで製造されるが、このユニット上においては、ストリップの形で供給される包装材料から連続したチューブが形成され;包装材料のストリップが、例えば、過酸化水素溶液のような化学的滅菌剤を塗布することにより包装ユニット上で滅菌され;滅菌処理後に、滅菌剤が、包装材料の表面から、例えば、加熱蒸発により除去され;そのように滅菌された包装材料のストリップが、密閉した滅菌環境内に保持され、チューブを形成するために縦方向に折り曲げられ、密封される。
【0005】
その後、チューブは、滅菌した、または無菌処理した食品で満たされ、一組のジョーにより密封され、次に、ピロー・パックを形成するために、等間隔の横方向のバンドの形に切断され、次いで、例えば、平行六面体のパッケージのような完成パッケージを形成するために機械的に折り曲げられる。
【0006】
上記タイプの包装ユニットは、例えば、EP−A−0 887 273が開示しているように、周知である。この包装ユニットは、各エンドレス経路を形成していて、多数の関節付きのジョーおよび対向ジョーにより形成されている一組の形成チェーンを備える。これら二つの経路は、相互に対面し、平行なほぼ直線状の各分岐経路を持ち、その間に包装材料のチューブが送り込まれ、これによって、ジョーは、対応する対向ジョーと、各経路の分岐経路に沿って協力して、チューブを横方向に加熱密封する多数の連続した横方向のバンド部分のところでチューブを把握する。このように形成されたピロー・パックは、切断ステーションにて切り離され、同ステーションは形成チェーンの下流に位置していて、一方が多数のカッターを備えた一組の対向回転ローラを含んでいる。
【0007】
上記方法によって、非常に速い生産速度で、高品質で信頼性の高いパッケージを製造することができる。
【0008】
しかし、例えば、1リットルまたはそれ以上の大型のパッケージの場合には特に、形成チェーンおよび切断ステーションの間で宙づりになっているパッケージ自身の重量によって、回転カッターに対して密封バンドが不正確に位置付けられて低下する恐れのある切断精度を改善する必要がある。
【0009】
理論的には、例えば、CD−A−592 747およびUS−A−3 300944が記載しているように、ジョーにカッターを内蔵させることにより、上記問題を解決することができる。この場合、機械構造体に固定されているカムにより、ジョーの内部に摺動状に設置され、且つ各カム・フォロワ・ローラを持つカッターを、直接作動することができる。しかし、そうすると、カム・フォロワは、固定カムに衝突した場合、横方向の構成部材からの力を受け、その結果、カッターに異常な応力が掛かり、カッターが急速に摩耗する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、既知のユニットに通常伴う上記欠点をなくすように設計された包装ユニットを提供することである。
【0011】
本発明は、垂直供給経路に沿って送られて、食品により満たされる熱密封包装材料のチューブから注入可能な食品製品の密封パッケージを連続的に製造するための包装ユニットを提供する。このユニットは、
−多数の関節付きの第一のジョーを有し、それに沿って前記第一のジョーが給送される第一のエンドレス経路を形成している第一の形成チェーンと、
−多数の関節付きの第二のジョーを有し、それに沿って前記第二のジョーが給送される第二のエンドレス経路を形成している第二の形成チェーンとを備え、
前記第一および第二の経路は、それぞれ、包装材料のチューブの上記供給経路に隣接した第一および第二の作業エリアを備え、前記第一のジョーおよび前記第二のジョーが、それぞれ、等しい間隔を持つ横方向のバンドのところで、上記チューブを圧力により把握するように、前記供給経路の両側にほぼ対称状に延在し、
上記形成チェーンのうちの少なくとも一方のチェーンのジョーが、チューブの横方向のバンドのところに、包装材料を加熱密封するための各加熱素子を有し、−また、上記横方向の各バンドに沿って横方向に切断することにより上記チューブから形成したパッケージを取り出すための切断手段とを備え、該切断手段が、各ジョーの内部に収容された静止位置と、前記各ジョーから前方に突出している前進位置との間を切断方向に向かって摺動するように、上記形成チェーンのうちの一方の各ジョー内に収容されている多数のカッターと、これらカッターの動きを制御するための制御装置とを備え、
上記カム制御装置が、上記ユニットの支持構造体により固定位置に担持された制御部材と、各カッターと一体に構成されていて、前記制御部材と相互に作用して該カッターを上記静止位置から上記前進位置に移動させる、各ジョーについて、少なくとも一つのタペット部材と、上記カッターを上記停止位置に復帰させるための手段とを備え、
その特徴は、上記カム制御装置が、ヒンジによりジョーに接続していて、上記制御部材と協働する制御面と、上記切断方向にて上記タペット部材に対向している推力面とを有する、各ジョーについて、少なくとも一つの伝達部材を備えることである。
【0012】
本発明によると、制御部材と、切断方向に垂直な伝達部材との間で取りかわす力の分力は、ヒンジの拘束反応によりバランスが取れていて、切断方向だけに直接作動力が働いているカッターには伝わらない。
【0013】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら、本発明の好適な、しかしながら限定するものではない実施形態を例として説明する。
【0014】
図1の参照番号1は、包装材料のチューブ3から、低温殺菌またはUHT牛乳、フルーツ・ジュース、ワイン等の注入可能な食品製品の密封パッケージ2を連続的に製造するための包装ユニット全体を示す。
【0015】
チューブ3は、加熱密封シート材料のストリップを縦方向に折り曲げ、密封することにより、ユニット1の上流側で既知の方法で形成され、そして上流側で、その中に包装用の滅菌したまたは無菌処理した食品が注入される。
【0016】
包装ユニット1は、二つの側面5(図には、一方の側面のみを示す)および側面5と一緒にコンパートメント8を形成するように側面5の間にしっかりと固定されている二つの平行な横方向の壁6,7により形成されるフレーム4と;フレーム4により支持されていて、以後単に「ジョー12」と呼ぶ第一のジョー12、および垂直経路Aに沿ってコンパートメント8を通して送られる包装材料のチューブ3と相互作用する第二のジョー、すなわち、対向ジョー13をそれぞれ備えた二つの形成チェーン10,11とを有する。
【0017】
チェーン10,11は、各エンドレス経路P,Qを形成し、これら経路に沿ってジョー12および対向ジョー13が給送される。エンドレス経路P,Qは、それぞれフレーム4の壁部6および7の周りに延在し、ほぼ直線状の各作業エリアP1,Q1を有する。これら作業エリアは互いに平行で、チューブ3の供給経路Aに沿って延びていて、そして、この経路に沿って、ジョー12および対向ジョー13が相互に作用してチューブを圧力把握する。
【0018】
ジョー12および対向ジョー13は、一体に形成されており、各チェーン10,11の交互のリンクを形成していて、複数の組のロッド17により関節でつながっているように接続されている。
【0019】
チェーン10,11の支持、作動および案内装置は、例えば、EP−A−O 887 263が開示していて、既知であるので、詳細には説明しない。ジョー12および対向ジョー13の運動が、壁部6,7に取り付けたカム14,15によって定まると述べるだけで十分であろう。
【0020】
各ジョー12および対向ジョー13(図2)は本体20を有し、この本体は経路Aに対して垂直な方向に細長く、フレーム4の壁部6,7に平行である。各本体20は、各軸が離れていて、本体の大部分に対して平行な第一および第二の突出ピン23,24を各々が有する各端部突出部21,22と;一つのジョー/対向ジョーのピン23を隣接したジョー/対向ジョーのピン24に接続するために、ジョー12および対向ジョー13のピン23,24上を旋回するロッド17とをそれぞれ備える。ジョー12および対向ジョー13は各組の案内ローラ31,32も有し、これら案内ローラは、ピン23,24と同軸に突出部21,22内に取り付けられ、カム14,15(図1)に沿って回転する。
【0021】
各ジョー12(図2)は誘導加熱素子29を備え、この素子はチューブ3の供給経路Aを横断して、本体20に取り付けられており、一組の平行で直線状の前部能動面30を有する。
【0022】
各対向ジョー13(図4および図5)は、加熱素子29の代わりに、圧力バー35を備え、各ジョー12の加熱素子29および対応した対向ジョー13のバー35は、相互に協力して、チューブの横方向のバンド33のところで、チューブ3(図2)を圧力で把握し、包装材料を加熱密封する。使用中の対応したジョー12に対向する前面46上に、バー35は、比較的柔軟な弾性材料でできている一組のパッド36を取り付けており、これらパッドは、加熱素子29の能動面30に抗して、包装材料と協力する。各対向ジョー13の圧力バー35は、例えば、EP−O 887 259に記載のタイプの一組の弾性端部接続装置40(図3)により、各本体20に取り付けられている。弾性端部接続装置は方向Xに限られた量だけ湾曲することができ、この方向は、ピン23,24の軸により画定され、そして使用中には、チューブ3上の各ジョーと対向ジョーとの対による圧力が加わる方向、および包装材料の切断方向を画定している面に垂直である。
【0023】
各対向ジョー13はカッター50を有し、これは、密封バンド33のところでチューブ3を切断し、チューブから、形成チェーン10,11から出てくる形成されたパッケージを取り出すためのものである。以下の説明においては、一つの対向ジョー13に言及する。すべての対向ジョー13および各カッター50は明らかに同じだからである。
【0024】
図3から図5を参照すると、カッター50は、平らで、長方形で、対向ジョー13の主要部分に沿って平行に細長く、切断動作中、対向ジョー13から外れる前部ブレード51を備える。より詳細に説明すると、カッター50は、圧力バー35の中央スロット55内に摺動できるように収容され、対向ブレード51の縁部52に近い端部が各タペット部材53に固定されていて、各タペット部材53は、方向Xに平行な方向に摺動するように本体20を貫通して各ブッシング56内に取り付けられ、以下に詳細に説明するカム制御装置54の一部を形成している。
【0025】
各タペット部材53は円筒形のロッド57を含み、同ロッドは凸状の制御ヘッド58と、ヘッド58に対向するロッド57の自由端部47内に形成されている直径方向のスロット59とを備え;自由端部47は、本体20から軸線方向に突出していて、圧力バー35のミリング加工した部分49内にゆったりと収容されていて;スロット59は、カッター50の縁部52と係合し;カッター50は、ネジ60により、各タペット部材にしっかりと固定されていて、このネジは、ロッド57内に形成されていてスロット59と交差する半径方向の孔部61にねじ込まれて、カッター50の各貫通孔部62と係合する。
【0026】
カム制御装置54は、各対向ジョー13について、各タペット部材53と協力する一組のロッカー・アーム伝達部材63を備える。各伝達部材63は、カッター50の面に平行で且つX方向に対して垂直な軸を有するピン64を中心に、対向ジョー13の本体にヒンジにより接続されていて、各タペット部材を制御するための第一のアーム65と、第一アーム65にほぼ垂直な第二のアーム66とを持つ正方形をしている。第一のアーム65は端部48を備え、この端部は、アーム65の中間部分がタペット部材53のヘッド58と協力するように、タペット部材53のピン64とは反対側に延在する。端部48は、ヘッド58に面する平らな面67と、反対側の凸状のカム制御面68とによって画定され;第二のアーム66は、対向ジョー13の本体20に取り付けた停止部材70に面する平らな停止面69を備え、停止部材70と協働して部材63(図4)の停止位置を定める。
【0027】
ロッド57と同軸のスプリング71は、タペット部材53のヘッド58と、本体20に固定されていて、都合のよいことに、ブッシング56のフランジにより形成されている肩部72との間で圧縮され、軸方向圧力を働かせて、タペット部材53を部材63の第一のアーム65と接触状態に維持し、外部からの干渉がない場合に、部材63の第二のアーム66を上記ストップ位置の停止部材70と接触状態に維持する。
【0028】
伝達部材63およびタペット部材53が上述のように位置付けられている場合、カッター50は引っ込んだ位置、すなわち、静止位置におかれ、その位置では、ブレード51が対向ジョー13(図4)の圧力バー35内に収容される。スプリング71の弾力は、部材63により対向ジョー13の本体上に伝達され、その結果、カッター50には弾性応力が働かない。静止位置にある場合でも、タペット部材53にカッター50を固定しているネジ60は、対向ジョー13の本体20の外側に位置しているために、接触することができる。
【0029】
カム制御装置54は一対の制御ローラ74を備え、これらは、対向ジョーの各伝達部材63と相互に作用するように、対向ジョー13の経路Qの作業エリアQ1の端部のところで、固定位置にあるフレーム4に固定されている。より詳細に説明すると(図5)、ローラ74は、支持ブラケット76によりフレーム4にしっかりと固定された各水平軸ピン75を中心にして回転することができ、各部材63のカム面68と相互に作用する。
【0030】
ジョー12および対向ジョー13は、形成の途中のパッケージ2の容積を制御する各装置37を備えるが、これらの装置は、本発明を構成するものではないので、詳細には説明しない。
【0031】
パッケージの形成および密封に関するユニット1の作動は既知であり、詳細には説明しない。
【0032】
極く簡単に説明すると、ジョー12および対向ジョー13は、カム14,15が課す運動により、包装材料のチューブ3と周期的に相互に作用する。チューブ3に最初の接触が行われ、チューブが次第に圧縮され、その間に、包装材料の一部が折り曲げられて平らな横方向の密封バンド33を形成した後に、ジョー12および対向ジョー13は、最大の把握圧力がチューブ3に加えられる各経路P,Qの一部P1,Q1に達し、包装材料を熱により密封するために、ジョー12の加熱素子29が作動し、そのため、加熱素子29(図4)の能動面30が画定する二つの密封ラインに沿って包装材料が密封される。上記の過程中、カッター50は、スプリング70により図4に示す引っ込んだ位置に維持される。
【0033】
同時に、容積制御装置37は形成途中のパッケージの内面と相互作用し、包装材料上の折り目を利用して、予め定めた形状を与える。
【0034】
ジョー12および各対向ジョー13が包装材料から離れる前に、伝達部材63のカム面68は、各制御ローラ74に達し;面68とローラ74との間の接触が、アーム65の端部48にて、すなわち、面67とタペット部材53との間の接触のそれよりも大きなレバー・アームをもって始まり、タペット部材53に伝送する力を何倍にも大きくする。
【0035】
ローラ74との回転接触に入ると、部材63は、面68の輪郭が定める運動により、図4および図5の時計方向および反時計方向にそれぞれ回転して、作動ストロークおよび戻りストロークを行う。伝達部材63の第一のアーム65の平らな面67は、純然たる軸方向の力をタペット部材53に伝達し、タペット部材53は、スプリング71に抗して、カッター50を前進位置(図5)に移動させる。その結果、包装材料は、包装材料を横切る方向で且つ二つの密封ライン(図5)間の中間の切断ラインに沿って切断される。包装材料を切断する際には、カッター50のブレード51が、ジョー12内の対応するスロット77内に受け入れられる。
【0036】
包装材料が切断されると、カッター50は、スプリング71によって静止位置に戻り、ジョー12および各対向ジョー13は別々に分離する。包装材料の連続チューブから切り離された、まだピロー・パック形態のパッケージ2は、例えば、折り曲げステーションのような後続の処理ステーションに案内され、そこで最終形状となる。
【0037】
上記説明から、本発明のユニット1の利点は明らかであろう。
【0038】
特に、対向ジョー13にヒンジで取り付けられていて、制御ローラ74およびタペット部材53との間に設置されている伝達部材63を使用することにより、ローラのピン75に切断方向Xを横切って作動力の分力を伝達することができ、その結果、タペット部材53に純然たる軸方向の力が加わり、カッター50には、横方向の力が加わらない。
【0039】
さらに、カッター50は、摩耗した場合には、迅速で、簡単で、絶対に安全な方法で交換できるよう組み立てられている。
【0040】
実際、ネジ60には、何時でも、容易に接触することができ、前部からカッターを取り外すために、簡単に外すことができる。さらに、各カッター50には弾力は加わらない。弾力は、伝達部材63により、対向ジョー13の本体に伝達される。その結果、操作者は安全にネジ60を取り外すことができる。
【0041】
容易に理解することができると思うが、上述したユニット1には、本発明の範囲から逸脱することなしに、変更を加えることができる。
【0042】
特に、固定制御部材は、ローラに対向するカムにより形成することができる。
各伝達部材63のカム面68の代わりに、伝達部材の第一のアームに担持したカム・フォロワ・ローラを用いることができる。カッター50を固定しているネジ60の代わりに、例えば、取付け簡単な固定部材のような任意の適当な固定部材を締着することができる。
【0043】
最後に、カッター50は、対向ジョー13に対向した形で、ジョー12に担持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による包装ユニットの概略側面図である。
【図2】図1のユニットのジョーおよび対応した対向ジョーの斜視図である。
【図3】図2の対向ジョーの下半分の断面図である。
【図4】異なる動作状態にある、図3のIV−IV線に沿った断面図である。
【図5】異なる動作状態にある、図3のIV−IV線に沿った断面図である。
【符号の説明】
A 供給経路
P,Q エンドレス経路
P1,Q1 作業エリア
1 包装ユニット
2 密封パッケージ
3 チューブ
10,11 形成チェーン
12,13 ジョー
20 本体
29 加熱素子
33 バンド
35 圧力バー
40 弾性接続手段
48 端部
50 カッター
52 縁部
53 タペット部材
54 制御装置
55 中央のスロット
57 ロッド
58 凸状ヘッド
60 固定手段
63 伝達部材
65,66 アーム
67 推力面
68 制御面
71 スプリング
72 肩部
74 制御ローラ
75 固定ピン

Claims (7)

  1. 垂直な供給経路(A)に沿って供給されて注入可能な食品製品を充填される熱密封シート包装材料のチューブ(3)から食品製品の密封パッケージ(2)を連続的に製造するための包装ユニット(1)であって、
    多数の関節付きの第一のジョー(12)を有し、それに沿って前記第一のジョー(12)が給送される第一のエンドレス経路(P)を形成している第一の形成チェーン(10)と、
    多数の関節付きの第二のジョー(13)を有し、それに沿って前記第二のジョー(13)が給送される第二のエンドレス経路(Q)を形成している第二の形成チェーン(11)とを備え、
    前記第一および第二の経路は、それぞれ、包装材料のチューブ(3)の前記供給経路(A)に隣接した第一および第二の作業エリア(P1,Q1)を備え、前記第一のジョー(12)および前記第二のジョー(13)が、それぞれ、等しい間隔を持つ横方向のバンド(33)のところで、前記チューブ(3)を圧力により把握するように、前記供給経路(A)の両側にほぼ対称状に延在し、
    前記形成チェーン(10,11)のうちの少なくとも一方(10)の前記ジョー(12)が、前記チューブ(3)の前記横方向のバンド(33)のところに、包装材料を加熱密封するための各加熱素子(29)を有し、
    包装ユニット(1)が、さらに、
    前記横方向の各バンドに沿って横方向に切断することにより、前記チューブ(3)から形成したパッケージ(2)を切り離すための切断手段(50)を備え、該切断手段が多数のカッター(50)と、これらカッター(50)の動きを制御するためのカム制御装置(54)とを有し、カッター(50)は、各ジョー(13)の内部に収容された静止位置と、前記各ジョー(13)から前方に突出している前進位置との間を切断方向(X)に向かって摺動するように、前記形成チェーン(10,11)のうちの一方(11)の各ジョー内に収容され、
    前記カム制御装置(54)が、前記ユニット(1)の支持構造体(4)により固定位置に支持された制御部材(74)と、各カッター(50)と一体に構成されていて、前記制御部材(74)と相互に作用して該カッター(50)を前記静止位置から前記前進位置に移動させる、各ジョー(13)に少なくとも一つ設けられたタペット部材(53)と、前記カッター(50)を前記静止位置に復帰させるための手段(71)とを備える包装ユニットにおいて、
    前記カム制御装置(54)が、ヒンジ(64)によりジョー(13)に接続していて、前記制御部材(74)と協働する制御面(68)と、前記切断方向(x)にて前記各タペット部材(53)に対向している推力面(67)とを有する、各ジョー(13)に少なくとも一つ設けられた伝達部材(63)を備え、前記伝達部材(63)が、前記制御面(68)および前記推力面(67)を有する第一のアーム(65)を備え、前記第一のアーム(65)が、前記タペット部材(53)に対して前記ヒンジとは反対側に位置していて前記制御面(68)の少なくとも一部が形成されている端部(48)を備えており、前記制御面(68)がカム輪郭を有し、前記制御部材(74)が固定ピン(75)を中心にして回転するローラ(74)であることを特徴とする包装ユニット。
  2. 請求項に記載のユニットにおいて、前記伝達部材(63)が、ロッカー・アームの形をしていて、第二のアーム(66)を備え、該第二のアームが、前記ジョー(13)と協働して前記弾力性手段(71)により前記タペット部材(53)の停止位置を定める停止面(69)を持つことを特徴とする包装ユニット。
  3. 請求項1または請求項2に記載のユニットにおいて、前記タペット部材(53)がロッド(57)を備え、このロッドが前記切断方向(X)に摺動するように前記ジョー(13)を貫いて取り付けられていて、前記伝達部材(63)の前記推力面(67)と協働する凸状ヘッド(58)を有し、前記カッター(50)を復帰させるための前記手段がスプリング(71)を有し、このスプリングは前記ロッド(57)と同軸であり、前記ヘッド(58)と前記ジョー(13)に固定されている肩部(72)との間で圧縮されることを特徴とする包装ユニット。
  4. 請求項に記載のユニットにおいて、前記ジョー(13)が本体(20)と、弾性接続手段(40)によって前記本体(20)に接続している圧力バー(35)とを備え、前記タペット部材(53)が、前記本体(20)を貫いて摺動するように取り付けられていて、前記カッター(50)が、前記圧力バー(35)の中央のスロット(55)内に摺動するように収容されていることを特徴とする包装ユニット。
  5. 請求項に記載のユニットにおいて、前記カッター(50)を、前記ジョー(13)の本体(20)から軸線方向に突出している前記ロッド(57)の端部(47)に固定するための固定手段(60)を備える包装ユニット。
  6. 請求項に記載のユニットにおいて、前記ロッド(57)が、前記端部(47)内に中央の軸方向スロット(59)を備え、前記カッター(50)が縁部(52)を有し、この縁部が、前記ロッド(57)の前記中央の軸方向スロット(59)内に収容され、前記固定手段(60)によりロックされることを特徴とする包装ユニット。
  7. 請求項から請求項の何れか一項に記載のユニットにおいて、前記カム制御装置(54)が、一組の制御ローラ(74)と、前記各カッター(50)の対向端部の近くに設置されている、各ジョー(13)について二つ設けられたタペット部材(53)と、前記タペット部材(53)と協働する二つの各伝達部材(63)とを備えることを特徴とする包装ユニット。
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