JP5616526B2 - トレーシール装置およびトレーシール方法 - Google Patents

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Description

本発明は、トレーシール装置に関する。本明細書において、「トレー」の語は、フィルムがヒートシールされる上向き開口部を有する、あらゆる容器をいう。
食品産業では、ヒートシールされるトレーに食品を包装することが一般的に行われており、これは、特に新鮮な果物では高い処理能力が要求されるので、高速で行われる必要がある。従来の装置においては、トレーは、コンベアに沿って送り出され、食品が詰められ、そして、通常は一群のトレーが、ヒートシール用のツールを有するトレーシール機へと供給される。前記ツールは、上部に、加熱プレートを有する。プレートは、ヒートシール可能なフィルム(ヒートシーラブルフィルム)と各トレーの縁部とに係合し、そのフィルムをトレーにヒートシールする。その後、トレーはトレーシール機から取り出される。
処理能力を向上するために、ツインレーン装置を提供することが知られている。その一例として、英国バーミンガムのイシダ・ヨーロッパで製造販売されているQX−1100が挙げられる。この装置は、2つのトレーシールレーンを実質的に形成する、1対のコンベアを備える。使用中に、トレーは、コンベアによって、それぞれのレーンに沿ってトレーシール機へと同期して送り出される。そして、複数組の複数のトレーが、それぞれの把持アームによって、トレーシール機へと同時に移送される。そして、フィルムが2組の複数のトレーに同時にシールされ、次にそれらのトレーは、トレーシール機から取り出される。理解される通り、これにより、事実上、シングルレーン装置の処理能力の2倍となる。
特に生鮮食品包装産業においては、様々な異なるタイプの被包装製品の注文に、迅速に応える必要があるという課題がある。したがって、包装会社は、高い処理能力に対するニーズはあまり重要でない程度の比較的少量の(トレーの)、1の生鮮食品製品の包装と、他の生鮮食品製品の包装と、を求められる場合がある。現在のところ、これを達成するために、包装会社は、上述のツインレーン装置を各製品に対して比較的短時間稼動させるか、又は、シングルレーン装置を比較的長い時間稼動させて、第1製品をまず処理してその後第2製品を処理する。どちらの場合においても、各製品および/またはフィルムごとにトレーの寸法が異なる可能性があるという事実から、2つの作業の間に、1つ以上のヒートシール用のツールまたは把持アームを変更することが必要な場合がある。
問題を軽減するためには、2台のシングルレーントレーシール機を用いることができる。しかしながら、これにより2人のオペレータが必要となるのでコストが著しく増加するだけではなく、2台のシングルレーントレーシール機は、既知のツインレーントレーシール機と比較して、かなりのスペースを要する。また、2台のシングルレーン機の使用により、コストが著しく増加する。
他にも、1台の高速シングルレーントレーシール機を用いることも可能であるが、これは必ずしも有用とはいえない。例えば、1羽丸ごとの鶏から始まって、その後解体されていく生産ラインの場合には、異なる部分を同時に処理するよりも、鶏の手羽を保管しておいて、胸肉をパックすることが必要となるであろう。
本発明にかかるトレーシール装置は、ヒートシール用のツールと、1対の横方向に間隔をあけて配置された移送機構と、フィルム供給装置と、を備える。移送機構は、横方向に間隔をあけて配置された対応するトレー送出レーンに沿って、ヒートシール用のツールに向かって、および、ヒートシール用のツールから離れるように、トレーを移送する。フィルム供給装置は、それぞれのヒートシール可能なフィルム(ヒートシーラブルフィルム)を、各トレー送出レーンに沿って、シール用のツールに供給する。シール用のツールは、1対の下部支持部材と、共通の上部プレートと、下部支持部材を選択的に移動させる手段と、を有する。下部支持部材のそれぞれは、トレー送出レーンのそれぞれに沿って配置され、その上に1つ以上のトレーを移送できる。上部プレートは、使用時に下部支持部材上の各トレーとそれぞれ並んで配置されるヒータを有する。下部支持部材を選択的に移動させる手段は、下部支持部材上のトレーを対応するフィルムと接触させることで、上部プレートがトレーにフィルムをヒートシールするように、上部プレートに向かって、下部支持部材を選択的に移動させる。
本発明により、従来のツインレーン装置に高い柔軟性を導入することができる。したがって、2つのレーンは、同期して動く代わりに、独立的にまたは半独立的に動作できる。特に、同期することなく動作可能な2つの下部支持部材をヒートシール用のツールに設けることによって、ヒートシール用のツールを通って延びる2つのラインにおいて、異なるトレーを異なる速度で扱うことができる。
本発明は、生鮮食品包装において、特に利点がある。例えば、所望の目標重量に対応するように複数の個体からなる生鮮食品を包装することはより困難である。本発明では、速度は通常異なるものの、異なる目標重量に対応する2つの異なるトレーサイズに、同時に食品を包装することができる。また、一方のレーンでは一定重量で、他方のレーンではランダムな重量で包装することもできる。具体例として、包装会社は、400gのパックを20000個と、700gのパックを30000個といった注文を受けることもできる。製品は同じであって、目標重量は異なる。製品が生鮮製品であるので、同じ日に包装しなければならないが、注文品は異なる顧客へと発送される。現在、オペレータは、この要求を満たすために一日に何回もツールを変更しなければならず、その度に、生産時間が浪費される。同じ機械に両方のツールを同時に備えることによって、生産を中断することなく継続することができる。他方のツールの運転中にも、一方のツールを変更することができる。このことは、同じ製品を同じ目標重量で包装する場合であって、2つの異なる顧客に対して、異なるフィルムが用いられる場合にも当てはまる。生産運転を分ける代わりに、両方を同時に行うことができる。
本発明を用いることによって、毎分120〜180個の負荷のトレーを包装することができる。
1の実施例では、下部支持部材を選択的に移動させる手段は、下部支持部材のそれぞれ毎に、独立して制御可能なリフト機構を有する。
あるいは、下部支持部材を選択的に移動させる手段は、シングルリフト機構と、下部支持部材の一方または両方にシングルリフト機構を連結するための連結部材と、を有する。
本発明にかかる装置は、2台のシングルレーン機よりはるかに安価で、しかも2台のシングルレーン機の「設置面積」よりはるかに小さいので、上述の問題を克服できることが理解されるであろう。
搬送ロボット等を用いてトレーシール装置にトレーを供給することも可能であるが、通常は、本発明にかかる装置は、ヒートシール用のツールの下部支持部材のそれぞれに沿って配置される、1対の独立して動作可能なコンベアを有するトレー供給装置、を更に備える。
1の態様では、上部プレートは、使用時に、各下部支持部材上の各トレーとそれぞれ並んで配置されるヒータが設けられた、1対の独立して動作可能なプレートを有する。
他の態様では、前記上部プレートは、単体として動作可能な共通の上部プレートである。
更なる1の態様では、トレーシール装置は、1対の独立して動作可能なコンベアを有するトレー供給装置を更に備える。コンベアは、ヒートシール用のツールの下部支持部材のそれぞれと直線上に配置される。
別の態様では、移送機構は、1つ以上のトレーを把持し、それらをヒートシール用のツールの対応する下部支持部材に移送する機械式の把持部を有する。各把持部は、異なる寸法のトレーを扱うよう構成される。
別の態様では、ヒートシール用のツールは個別に動作可能なヒータを複数有する。各ヒータは、使用時に、ツールにおいて、それぞれのトレーと並んで配置される。
本発明のさらなる観点として、トレーシール装置を用いるトレーシール方法を提供する。トレーシール方法は、トレーを移送するステップと、ヒートシール可能なフィルム(ヒートシーラブルフィルム)を供給するステップと、下部支持部材を選択的に移動するステップと、を備える。トレーを移送するステップでは、横方向に間隔をあけて配置された対応するトレー送出レーンに沿って、ヒートシール用のツールに向かって、および、ヒートシール用のツールから離れるように、少なくとも1つのトレーを移送する。フィルムを供給するステップでは、それぞれのヒートシール可能なフィルムを、各トレー送出レーンに沿って、シールツールに供給する。下部支持部材を選択的に移動するステップでは、トレーを対応するフィルムと接触させることで、上部プレートがトレーにフィルムをヒートシールするように、共通の上部プレートに向かって下部支持部材を選択的に移動させる。
1の態様では、トレーシール方法は、一方の動作を停止するステップと、トレーツールを交換するステップと、を更に備える。一方の動作を停止するステップでは、2つのトレー送出レーンのうちの一方の動作を停止する。トレーツールを交換するステップでは、動作中のトレー送出レーンにおける生産を維持しながら、停止しているトレー送出レーンに対応するトレーツールを交換する。トレーツールは、いずれかの態様の下部支持部材、上部プレートのヒータ、又は、独立して制御可能なリフト機構を含む。
動作中のトレー送出レーンにおける生産の維持には、トレーを移送するステップと、ヒートシール可能なフィルムを供給するステップと、下部支持部材を選択的に移動させるステップと、を備えることが好ましい。トレーを移送するステップでは、動作中のトレー送出レーンに沿って、ヒートシール用のツールに向かって、および、ヒートシール用のツールから離れるように、少なくとも1つのトレーを移送する。ヒートシール可能なフィルムを供給するステップでは、それぞれのヒートシール可能なフィルムを、動作中のトレー送出レーンに沿って、シールツールに供給する。下部支持部材を選択的に移動させるステップでは、トレーを対応するフィルムと接触させることで、上部プレートがトレーにフィルムをヒートシールするように、共通の上部プレートに向かって、動作中のトレー送出レーンの下部支持部材を選択的に移動させる。
本発明の更なる観点として、添付の図面および明細書を参照して以下に説明する方法または装置を提供する。
本発明の実施の態様を、添付の図面を参照して説明し、従来技術と対比する。
本発明の一実施形態にかかるトレーシール機を備える食品包装システムの概略図である。 異なるトレーサイズがそれぞれのレーンにおいて用いられている、本発明の一実施形態に係るデュアルレーントレーシール機の斜視図である。 レーンのリフターが、第レーンのリフターとは独立して上昇している、シール装置の拡大図である。
まず、図1には、ツイントレーデネスター(トレー分配器)1と、ツインレーンコンベア2と、を有する食品包装システム100が図示されている。2台のコンピュータ組合せ計量器(CCW)3aおよび3bと、トレーシール機とが搬送経路に沿って配置される。CCW3aおよび3bは、製品を計量し分配するよう動作可能である。トレーシール機は、搬送経路に沿って搬送されたトレーをシールするよう動作可能である。トレーは、ツインレーンコンベア2から搬送経路へと搬送され、シールされる。
食品包装システム100は、2つのレーンを有する。2つのレーンに沿って、トレーは搬送され、充填され、シールされる。トレーは、通常は、ネストに供給され、ツイントレーデネスター1のそれぞれのトレーカセット内に配置される。トレーデネスターとしては、トレー表面との接触を最小化するために、スクロールデネスターが用いられるが、当該技術分野において既知の他の従来のデネスターを用いることも可能であることは理解されるであろう。トレーは、デネスターの第1および第2トレーカセット1aおよび1bから取り出され、一定間隔でコンベアaおよびb上に供給される。取り出されたトレーは、コンベアaおよびbに沿って互いに均等に間隔をあけて配置される。ツイントレーデネスター1は、トレーを第1および第2トレーカセットに保持する。第1カセット内のトレーと、第2カセット内のトレーとは、同一寸法、あるいは、異なる寸法である。
デネスター1によって配置されたトレーは、ツインレーンコンベア2によってそれぞれのCCW3aおよび3bに向かって搬送される。コンベア2のレーンは、それぞれのCCW3aおよび3bの下方を通過する。各CCW3a、3bは、所定量の製品を計量するよう構成される。製品の所定量は、各CCW3a、3bが上方に配置されるレーンの、トレーの寸法に対応するように選択される。CCW3aおよび3bの下方には、それぞれ往復動分配システム4aおよび4bが配置される。各分配システムは、対応するCCW3a、3bの下方に位置し、CCW3a、3bから供給された製品が、分配システムの配送ヘッド5a、5bに受け付けられるように配置されている。分配システムは、通過するトレーの上方で、ヘッド5a、5bの位置を往復動させるよう揺動させることが可能であり、これにより、製品がトレー全体に均一に分配される。このように、ツインレーン上を通過する各トレーには、それぞれのレーンにおいて用いられているトレーサイズに対応する量の製品が均一に詰められる。
CCW3aおよび3bの下方を通過した後に、食品が詰められたトレーは、トレーシール機6に向かって搬送される。図2に、トレーシール機6をより詳細に示す。
図に示すように、トレーシール機6は、(ツインコンベア2の第1および第2レーンにそれぞれ対応する)第1および第2リフター61および61bと、リフター61および61bの上方に位置する共通プレートを有するシングルシールツールと、を備える。リフター61aおよび61bは、それぞれのリフターを他方とは独立して上昇/下降できる独立した機構を有する。独立した機構は、ソフトウェアまたはハードウェアコントローラを介してコンピュータ制御されて動作可能である。共通の上部プレートは、第1または第2リフターによって運ばれるトレーと並ぶように配置される、第1セットおよび第2セットのインプレッション(型)を備える。第1および第2セットのインプレッション(型)は、対応するレーンによって搬送される所定のトレーサイズの寸法に適合するカッターを有する。第1および第2フィルム送出システムは、対応するフィルムロールからフィルムのリーム(ream)を独立して受け取り、送出システムからのフィルムがそれぞれ第1および第2リフターに沿って並んで配置されるように、受け取ったフィルムをシールツールの下方に送出する。本実施形態において、送出システムは1組の機械式ローラを備える。機械式ローラは、フィルムロールから、フィルムのリーム(ream)をシール機の下の所望位置へと送り、そして使用済みフィルムロールへと巻き取るよう配置される。
次に、図2および図3を参照して、トレーシール機6の動作を説明する。食品が詰められたトレーは、コンベアの第1および第2レーンに沿って、スペーシングコンベア66の対応するレーン66aおよび66b上を搬送される。スペーシングコンベアは、コンベアに沿って所定の間隔でトレーを停止させるために停止する。スペーシングコンベアは、それに対応するトレーリフター61aまたは61bのそれぞれと同じトレー容量を有するサイズである。ある一定の時間が経過した後、スペーシングコンベア66のレーン66aおよび66bのそれぞれは、メインコンベア2から搬送されたトレーで満たされる。スペーシングコンベアがトレーで満たされると、第1および第2把持アーム(図示せず)は、トレーで満たされたスペーシングコンベアのレーン66aおよび66bからトレーを同時に持ち上げ、それぞれ第1および第2リフター61aおよび61b上へと動かす。同時に、把持アームは、第1および第2リフター61aおよび61b上にあるすべてのトレーを、搬出コンベア67のそれぞれのレーン67aおよび67b上へと同時に移送する。
トレーがそれぞれのリフターに配置されると、トレーシール工程が行われる。本実施形態では、リフターは、(独立したリフト機構を有しているものの、)シールサイクルにおいて、シールツール62に向かって同期して上昇するよう連結されている。こうして、トレーは、フィルムロール64aおよび64bからのフィルムのリーム(ream)と接触するよう前進させられ、そして、トレーとフィルムとのアセンブリが、シールツール62の下面の対応するインプレッション(型)に向かって押し付けられる。インプレッション(型)は、トレーの縁部の周囲のフィルムを加熱してフィルムをトレーの縁部にシールするとともに、カッターにより周辺のフィルムを切り取ってフィルムをフィルムのリーム(ream)から切り離す。こうしてシールされたトレーが配置されたリフターは、その後、元の位置へと下降させられる。トレーシール工程が実行される間に、スペーシングコンベア66のレーン66aおよび66bは、新たなトレーで満たされる。こうして、把持アームによって、シールされたトレーが搬出コンベア67に移動されることによって、サイクルが完了するとともに、把持アームによって、新たなシールされていないトレーがスペーシングコンベア66からトレーリフター61aおよび61bへと同時に移送される。
例示の実施形態において、第1レーン2には、第2レーン2bのトレーより小さな寸法のトレーが配置されており、同じサイズのリフター61aおよび61bにトレーが配置されると、第1リフター61aには5つトレーが横方向に間隔をあけて配置され、第2リフター61bには4つのトレーが配置される。リフター61aおよび61bへのトレーの送出バランスを保つために、例えば、第1レーン2aは50トレー/分の速度で運転させ、第2レーン2bを40トレー/分で運転させることができる。こうして、トレーリフターは、トレーが連続的にシールされ、中断することないよう、毎分10回のシールサイクルを実行するように構成される。
上述の通り、各トレーリフター61a,61bは、リフターをシールツール62に向かって上昇させる独立した機構を有する。この結果、エラー時、あるいは、オペレータが異なる容量のトレーもしくは容器を受け入れるために1のレーンでツールを変更しようとする時に、トレーシール機6の一方のレーンを停止しながら、他方のレーンにおいては動作を継続することができる。したがって、一方のレーンにおいてトレーシールを継続しながら、他方のレーンではツールを変更することができ、結果として、機械の生産性および処理能力を向上できる。
上述の実施形態においては、同期して上昇するよう連結された2つのリフターを説明したので、リフターへのトレーの送出をバランスさせる必要があった。特にそれぞれのレーンにおいてトレーのサイズが異なる場合、それぞれのリフターへのトレーの送出速度を注意深くバランスさせなければならない。しかしながら、他の実施形態においては、トレーリフターは、そのようには連結されておらず、互いに独立して上昇するよう制御される。このように動作させるために、シール機は、レーン毎に独立した把持アームを有するように構成され、把持アームは、それぞれのレーンにおいて、トレーを、それらに対応するリフター61aおよび61bに向かって、あるいは、リフター61aおよび61bから離れるように独立して移送する。さらに、フィルム補給器63aおよび63bと、トレーシールツール62のインプレッション(型)とは独立して制御され、各レーンで要求されるようにシールを行うために、新たなフィルムが供給され、熱が供給されるように、適切なタイミングで駆動される。
この構成には、デュアルコンベアレーン2aおよび2bから、それぞれのリフター61aおよび61bに供給されるトレーの送出をバランスさせなくてもよいという利点がある。この動作モードにおいては、トレーシール機は、2つの独立した機械として実質的に機能でき、しかも、共通のトレーシールツールを用いるため、例えば工場の床に2台の別々の機械を隣接して設置する場合と比較して、設置面積を大幅に低減できる。
2つのリフターを連結している場合であっても、それぞれのリフターの上昇機構および制御機構が独立しているので、ツールの変更やメンテナンスのために、リフターの連結を解除し、一方あるいは他方のレーンのスイッチをオフにすることができる。これにより、他方のレーンの動作を継続しながら、他方のレーンにおいて例えば異なるトレーサイズ用のツールに変更することができる。その後、生産運転の要求に応じて、リフターを再度連結してまたは別々に動作させることができる。
また、それぞれのリフターが異なる速度でシールサイクル実行するよう、リフターを独立して動作させることもできる。したがって、他方はまだトレーを受け取っている状態であっても、一方のリフターを上昇させてシールを行うことができる。図3は、このような実施形態を示しており、第2リフター61bがシールツールに向かって上昇させられており、第1リフター61aは下降した状態のままである。この構成では、トレーサイズおよび処理能力の観点から、最大限に柔軟性を発揮できる。

Claims (11)

  1. ヒートシール用のツール(6)と、
    横方向に間隔をあけて配置された対応するトレー送出レーン(2a,2b)に沿って、ヒートシール用の前記ツール(6)に向かって、および、ヒートシール用の前記ツール(6)から離れるように、トレーを移送する、1対の横方向に間隔をあけて配置された移送機構と、
    それぞれのヒートシール可能なフィルムを、各前記トレー送出レーン(2a,2b)に沿って、シール用の前記ツール(6)に供給するフィルム供給装置(64a,64b)と、
    を備えるトレーシール装置であって、
    シール用の前記ツール(6)は、
    それぞれが、前記トレー送出レーン(2a,2b)のそれぞれに沿って配置され、その上に1つ以上のトレーを移送することのできる、1対の下部支持部材(61a,61b)と、
    使用時に、前記下部支持部材(61a,61b)上の各トレーとそれぞれ並んで配置されるヒータを有する上部プレート(62)と、
    前記下部支持部材(61a,61b)のトレーを対応する前記フィルムと接触させることで、前記上部プレート(62)がトレーに前記フィルムをヒートシールするように、前記上部プレート(62)に向かって、前記下部支持部材を選択的に移動させる手段と、を有する、
    トレーシール装置。
  2. 前記下部支持部材(61a,61b)を選択的に移動させる前記手段は、シングルリフト機構と、前記下部支持部材(61a,61b)の一方または両方に前記シングルリフト機構を連結するための連結部材と、を有する。
    請求項1に記載のトレーシール装置。
  3. 前記下部支持部材(61a,61b)を選択的に移動させる前記手段は、前記下部支持部材(61a,61b)のそれぞれ毎に、独立して制御可能なリフト機構を有する
    請求項1に記載のトレーシール装置。
  4. 前記上部プレート(62)は、使用時に、各前記下部支持部材(61a,61b)上の各トレーとそれぞれ並んで配置されるヒータが設けられた、1対の独立して動作可能なプレートを有する、
    請求項1からのいずれか1項に記載のトレーシール装置。
  5. 前記上部プレート(62)は、単体として動作可能な共通の上部プレートである、
    請求項1から3のいずれかに記載のトレーシール装置。
  6. ヒートシール用の前記ツール(6)の前記下部支持部材(61a,61b)のそれぞれに沿って配置される、1対の独立して動作可能なコンベア(66a,66b)を有するトレー供給装置(66)、を更に備える、
    請求項1から5のいずれか1項に記載のトレーシール装置。
  7. 前記移送機構は、1つ以上のトレーを把持し、それらをヒートシール用の前記ツール(6)の対応する前記下部支持部材(61a,61b)に移送する機械式の把持部を有し、
    各前記把持部は、異なる寸法のトレーを扱うよう構成されている、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のトレーシール装置。
  8. ヒートシール用の前記ツール(6)は、個別に動作可能なヒータを複数有し、
    各前記ヒータは、使用時に、前記ツール(6)において、それぞれのトレーと並んで配置される、
    請求項1から7のいずれか1項に記載のトレーシール装置。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載のトレーシール装置を用いたトレーシール方法であって、
    横方向に間隔をあけて配置された対応する前記トレー送出レーン(2a,2b)に沿って、ヒートシール用の前記ツール(6)に向かって、および、ヒートシール用の前記ツール(6)から離れるように少なくとも1つのトレーを移送するステップと、
    それぞれのヒートシール可能な前記フィルムを、各前記トレー送出レーン(2a,2b)に沿って、シール用の前記ツール(6)に供給するステップと、
    トレーを対応する前記フィルムと接触させることで、前記上部プレート(62)がトレーに前記フィルムをヒートシールするように、共通の前記上部プレート(62)に向かって前記下部支持部材(61a,61b)を選択的に移動させるステップと、
    を備える、トレーシール方法。
  10. 請求項9に記載のトレーシール方法であって、請求項3に記載のトレーシール装置を用いたトレーシール方法であって、
    2つの前記トレー送出レーン(2a,2b)のうちの一方の動作を停止するステップと、
    動作中の前記トレー送出レーン(2a,2b)における生産を維持しながら、停止している前記トレー送出レーン(2a,2b)に対応する、いずれかの態様の前記下部支持部材(61a,61b)、前記上部プレート(62)の前記ヒータ、または、独立して制御可能な前記リフト機構を含むトレーツールを交換するステップと、
    を備える、トレーシール方法。
  11. 動作中の前記トレー送出レーン(2a,2b)における生産の維持には、
    動作中の前記トレー送出レーン(2a,2b)に沿って、ヒートシール用の前記ツール(6)に向かって、および、ヒートシール用の前記ツール(6)から離れるように、少なくとも1つのトレーを移送するステップと、
    それぞれのヒートシール可能な前記フィルムを、動作中の前記トレー送出レーン(2a,2b)に沿って、シール用の前記ツール(6)に供給するステップと、
    トレーを対応する前記フィルムと接触させることで、前記上部プレート(62)がトレーに前記フィルムをヒートシールするように、共通の前記上部プレート(62)に向かって、動作中の前記トレー送出レーン(2a,2b)の前記下部支持部材(61a,61b)を選択的に移動させるステップと、を含む、
    請求項10に記載のトレーシール方法。

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