JP5670432B2 - 食品の密封パッケージを生産するためのパッケージングユニットの保管ステーションから供給ステーションへの包装材料のリールの移動方法、及び、そのようなリールをクランプするためのクランプユニット - Google Patents

Description

本発明は、食品の密封パッケージを生産するためのパッケージングユニットの保管ステーションから供給ステーションへの包装材料のリールの移動方法に関する。

さらに、本発明は、包装材料のリールをクランプするためのクランプユニットに関する。

フルーツジュースや、低温殺菌又はＵＨＴ（超高温加熱処理）牛乳、ワイン、トマトソース等、多くの食品が、殺菌された包装材料から作られるパッケージで売られている。

この種のパッケージの代表的な例は、テトラ・ブリック・アセプティック（登録商標）として知られる、液体又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、積層ストリップ状の包装材料を折り曲げ、密封することによって作られる。

この包装材料は、剛性及び強度のためのベース層と、ベース層の両側を被覆する、ヒートシール性のプラスチック材料、例えばポリエチレンフィルムからなる多数の層とを実質的に含む多層構造を有する。ここで、ベース層は、繊維質の材料、例えば紙、又は、鉱物充てんポリプロピレンの層によって形成することができる。

ＵＨＴ牛乳といった長期保存品のための無菌パッケージの場合、包装材料は、ガス及び光バリア性材料の層、例えばアルミフォイル又はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムも備える。このガス及び光バリア性材料の層は、ヒートシール性のプラスチック材料の層に重ね合わされ、さらに、食品に最終的に接触することになるパッケージの内面を形成するヒートシール性のプラスチック材料の別の層によって被覆される。

周知のように、この種のパッケージは、包装材料のリールが供給される供給ステーションを有する全自動パッケージングユニットで生産される。

特に、パッケージングユニットでは、連続的なチューブを、ウェブで供給される包装材料から形成する。包装材料のウェブは、パッケージングユニットにおいて、例えば、過酸化水素溶液のような化学殺菌剤を塗布することによって、殺菌される。その後、化学殺菌剤は、包装材料の表面から、例えば過熱蒸発によって除去される。

殺菌されたウェブは、密閉された滅菌環境内に保持され、円筒状に折り畳まれ、長手方向に密封されて、チューブに形成される。

チューブは、その軸線に平行な第１の垂直方向に供給され、殺菌された又は滅菌処理された食品を連続的に充填され、そして、２組のジョーによって等間隔断面でヒートシールされてピローパックに形成される。各ピローパックは、上下に横断する密封バンド、すなわち、第１の方向に直交する第２の方向に沿って延在するバンドを有する。ピローパックは、各密封バンドを切断することによって分離され、そして折り曲げステーションに供給されて、そこで、各パッケージを形成するために折り曲げられる。

包装材料のリールは、通常、保管ステーションにてパレット上に保管され、そのようなパレットから順次取り出されて、パッケージングユニットの供給ステーションに装填される。

より正確には、第１マニピュレータが、保管ステーションからリールを取り出し、第２マニピュレータが、リールをその軸線が水平方向に沿った状態で受け取り、供給ステーションにそのリールを供給する。第２マニピュレータは、パッケージングユニットの供給ステーション内でリールを正確に配置するための装填装置を備える。

当産業では、リールのパレットからの取り出し、及び、リールの供給ステーション上への順次装填を、可能な限り効率化する必要性が感じられている。

さらに、当産業では、リールが供給ステーション上に装填される際に、包装材料の外層が傷つけられる恐れを可能な限り減らす必要性が感じられている。

最後に、供給ステーション内のスペースの制約上、当産業では、リールの供給ステーション上への装填を容易にする必要性が感じられている。

本発明の目的は、容易に且つ低コストで、上記した必要性のうち少なくとも１つを満たすように設計された、包装材料のリールの移動方法及びそのような包装材料のリールをクランプするためのクランプユニットを提供することである。

本発明によれば、請求項１に記載されているような、食品の密封パッケージを生産するためのパッケージングユニットの保管ステーションから供給ステーションへの包装材料のリールの移動方法が提供される。

本発明はまた、請求項９に記載されているような、包装材料のリールをクランプするためのクランプユニットにも関する。

本発明の非限定的な好ましい実施例について、以下の添付の図面を参照しながら、例を用いて説明する。

本発明に係るクランプユニットの斜視図を示す。 ある動作位置での、図１のクランプユニットの斜視図を示す。 別の動作位置での、図１のクランプユニットの斜視図を示す。 別の動作位置での、図１のクランプユニットの斜視図を示す。 別の動作位置での、図１のクランプユニットの斜視図を示す。 さらに別の動作位置での、図１〜５のクランプユニット及びパッケージングユニットのクランプユニットの縮尺した側面図を示す。 スピンドルと連結した時の、図１〜６のクランプユニットの斜視図を示す。

図１〜７における符号１は、シート状包装材料のチューブから食品の密封パッケージを生産するためのパッケージングユニット５の、保管ステーション３（図２に概略的にのみ示す）から供給ステーション４（図６）へ、包装材料のリール２を移動するためのクランプユニットの全体を示す。

特に、リール２は、周縁部６と、周縁部６に対して径方向内側に存在する中央貫通孔７と、互いに反対側を向くとともに孔７から周縁部６に延在する一対のヘッド表面９とを備える。孔７はまた、リール２と同軸である（図２）。

さらに、リール２は、保管ステーション３、好ましくはパレット上に積載され、その際、その軸線は垂直方向に沿って延在する（図２）。

それとは異なり、各リール２は、その軸線が水平方向に沿って延在した状態で、供給ステーション４に供給される（図６）。

図６を参照して、供給ステーション４は、リール２が取り付けられるコンパートメント１２を形成するフレーム１１を、実質的に備える。

より正確には、リール２は、スピンドル１８によって、その軸線周りに回転可能な状態で、コンパートメント１２内に支持される。

特に、スピンドル１８（図４及び５）は、リール２の孔７内に同軸状に収容される一対の円柱状の中央部分２０（図７ではそのうちの一方のみ示す）と、部分２０の対向する側面からそれぞれ延出する一対の円柱状突起２３とを備える。

各突起２３は、部分２０の直径よりも小さい直径を有し、環状溝２４と、溝２４の、対応する部分２０に対して反対側に配置された端部２６とを備える。

パッケージングユニット５は、好ましくは、低温殺菌又はＵＨＴ牛乳や、フルーツジュース、ワイン等の注入可能な食品の密封パッケージを生産する。

パッケージングユニット５は、また、パッケージの生産時にチューブに注入可能で且つパッケージの密封後に固化する食品の密封パッケージを生産してもよい。このような食品の一例としては、パッケージの生産時に溶融されパッケージの密封後に固化するチーズがある。

包装材料は、多層構造（不図示）を有し、ヒートシール性のプラスチック材料、例えばポリエチレンの層によってその両側がそれぞれ被覆される、繊維質の材料、通常は紙の層を備える。ＵＨＴ牛乳といった長期保存品のための無菌パッケージの場合、包装材料はまた、ガス及び光バリア性材料の層、例えばアルミフォイル又はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムも備える。このガス及び光バリア性材料の層は、ヒートシール性のプラスチック材料の層に重ね合わされ、さらに、食品に最終的に接触することになるパッケージの内面を形成するヒートシール性のプラスチック材料の別の層によって被覆される。

チューブは、周知の方法で、ヒートシール性のシート材料のウェブ（不図示）を長手方向に折り畳んで密封することによって形成され、充填パイプ（不図示）によって、包装のために殺菌又は滅菌処理された食品を充填し、不図示の周知の方法で垂直経路に沿って供給され、ヒートシールされ、そして、等間隔断面で切断される。

クランプユニット１は、好ましくは、図６に示すリフトトラック８によって運搬される。

クランプユニット１は、有利には、一対のクランプアーム１０を備える。クランプアーム１０は、リール２から脱着される開位置と、互いに第１の距離だけ離れて、リール２の周縁部６と協働する第１クランプ位置（図２〜５）と、互いに前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れて、リール２の孔７と係合するスピンドル１８を把持する第２クランプ位置（図６）とのいずれかに、Ｘ方向（図１，２，６，及び７では水平方向、図３〜５では垂直方向）に沿って、互いに相対移動可能である。クランプアーム１０はまた、Ｘ方向に対して横断するＹ方向周りに、互いに一体的に回転可能である。

特に、第１の距離は、リール２の直径と等しい。

クランプアーム１０は、開位置にある時、第１の距離よりも大きい第３の距離だけ互いに離れている。

クランプアーム１０は、互いに略平行である。さらに、クランプアーム１０は、使用時には垂直で且つＸ及びＹ方向の両方に対して横断するＺ方向に沿って、互いに一体的に移動可能である。

Ｙ及びＺ方向は、開位置、第１クランプ位置、及び第２クランプ位置間のクランプアーム１０の移動に対して、固定されている。

Ｘ方向は、クランプアーム１０と一体的であり、クランプされたリール２の軸線が水平の時には（図２及び６）Ｙ及びＺ方向に対して直交する一方、クランプされたリール２の軸線が垂直の時には（図３〜５）、Ｘ方向は、Ｚ方向に対して平行且つＹ方向に対して直交する。

より詳細には、クランプユニット１は、
リフト車両８に取り付けられる一対の垂直ガイド１５と、
ガイド１５上でＺ方向に沿って摺動可能なスライド１６と、
スライド１６に対してＹ方向周りに回転可能であるとともに、ガイド１５及びスライド１６の反対側でクランプアーム１０を突出状に支える支持台１７と
を実質的に備える。

各クランプアーム１０は、台１７に隣接する略台形状部１３と、台１７に対して台形状部１３の反対側にある自由部１４とを備える。

自由部１４は、スピンドル１８の対応する溝２４と連結するように構成された座部１９を有する略矩形状である。好ましくは、座部１９は貫通するとともにＵ字状である。

各クランプアーム１０の自由部１４はまた、リール２の周縁部６と協働するようになっている弾性パッド２１を備える。

特に、パッド２１は、各クランプアーム１０の自由部１４の、他方のクランプアーム１０に対面する側に位置している。

各クランプアーム１０のパッド２１はまた、Ｙ方向に沿って各台形状部１３と各座部１９との間に配置されている。

クランプユニット１はまた、各台形状部１３の、台１７に隣接する端部間に配置された一対の可変長アクチュエータ２２を備える。

アクチュエータ２２は、台１７に対して平行且つクランプアーム１０に対して直交する方向に、実質的に延在し、Ｘ方向に沿ったクランプアーム１０間の距離を変化させるように動作する。

より正確には、アクチュエータ２２の長さが長くなると、クランプアーム１０は、Ｘ方向に沿って互いに離間する方向に移動する。逆に、アクチュエータ２２の長さが短くなると、クランプアーム１０は、Ｘ方向に沿って互いに接近する。

クランプユニット１の動作を、図２に示す構成から、以下に説明する。図２では、リフトトラック８によって運搬されるクランプユニット１が、保管ステーション３からリール２を取り出す。

より正確には、リール２は、それら自身の軸線が垂直の状態で、保管ステーション３に保管されている。

クランプユニット１が、保管ステーション３からリール２を取り出す際、クランプアーム１０が、開位置から第１クランプ位置に移動して、リール２の周縁部６と協働する。

この位置で、Ｘ方向は水平且つＹ及びＺ方向に対して直交している（図２）。

その後、クランプアーム１０を、互いに一体的に且つリール２と共に、Ｙ軸周りに９０度、第１の方向に回転させる。回転を終えると、リール２の軸線は水平となり、Ｘ方向はＺ方向に対して平行且つＹ方向に対して直交する。言い換えれば、Ｘ方向は垂直になっている。

この段階で、部分２０を、突起２３が孔７の反対側に延出するように、リール２の孔７内に手作業で挿入する（図３）。

そして、クランプアーム１０を、リール２がスタンド３０によって支持されるまで（図５）、Ｚ方向に沿ってリール２と共に下降させる（図４）。

より正確には、スタンド３０は、水平ベース３５と、ベース３５から上方に突出する一対の突起３６とを実質的に備える。突起３６には、それぞれ溝３７が形成されている。

リール２が、スタンド３０によって支持されると、溝３７には、スピンドル１８の端部２６が係合する。

そして、クランプアーム１０を、開位置に移動し、リール２に対して、Ｙ軸周りに９０度、上記第１の方向とは反対の第２の方向に回転させる。回転を終えると、Ｘ方向は水平になっている。

さらに、クランプアーム１０を、第２クランプ位置に移動すると、座部１９は、スピンドル１８の溝２４と協働する。

その後、クランプアーム１０を、Ｚ方向に沿って上昇させて、スピンドル１８と共にリール２を持ち上げる。リフトトラック８が、リール２を、パッケージングユニット５の供給ステーション４に移動し、そして、コンパートメント１２内に挿入する（図６）。

最後に、リール２を、スピンドル１８と一緒に、コンパートメント１２内の支持台に載置し、クランプアーム１０を開位置に移動し、そして、リフトトラック８は、供給ステーション４から離れる。

本発明に係るクランプユニット１及びリールの移動方法の利点は、上記説明から明らかであろう。

特に、クランプユニット１は、保管ステーション３からリール２を取り出すため、また、供給ステーション４にそのようなリール２を供給するため、それら両方のために同じクランプアーム１０を用いる。

その結果、保管ステーション３から供給ステーション４へのリール２の移動が、非常に効率化される。

さらに、リール２を供給ステーション４に供給する時には、スピンドル１８をクランプアーム１０によってクランプする一方、リール２の周縁部６はクランプされない。

よって、リール２の挿入中に、周縁部６を形成する包装材料の外層を傷つける恐れが実質的に無い。

さらに、スピンドル１８が、リール２の孔７内に挿入されるため、コンパートメント１２内における、リール２の中心への位置決めが容易である。

最後に、クランプユニット１は、コンパートメント１２内にリール２を正確に配置するための装填装置の存在が不要である。

ここに記載且つ例示したようなクランプユニット１及びリールの移動方法に対して、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変更を行ってもよいことは明らかである。

Claims (14)

1. パッケージングユニット（５）の保管ステーション（３）から供給ステーション（４）への包装材料のリール（２）の移動方法において、
   前記保管ステーション（３）から前記リール（２）を取り出すために、クランプユニット（１）の一対のクランプエレメント（１０）であって、前記一対のクランプエレメント（１０）は平行に互いに相対移動可能であって、前記一対のクランプエレメント（１０）のそれぞれが自由部（１４）を備え、前記リール（２）の周縁部（６）と協働することができる前記自由部（１４）を用いて、前記リール（２）の前記周縁部（６）をクランプする工程と、
   前記一対のクランプエレメント（１０）を、前記リール（２）に対して回転させる工程と、
   前記供給ステーション（４）に前記リール（２）を供給するために、前記リール（２）に収容されたスピンドル（１８）であって、前記一対のクランプエレメント（１０）のそれぞれが備える座部（１９）であって、前記スピンドル（１８）と前記座部（１９）とを係合することによって、前記一対のクランプエレメント（１０）に前記リール（２）を支持する工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記リール（２）の前記周縁部（６）をクランプする前記工程の後、且つ、前記一対のクランプエレメント（１０）を回転させる前記工程の前に、スタンド（３０）上に前記リール（２）を支持する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記リール（２）を前記保管ステーション（３）から取り出す工程と、前記供給ステーション（４）に前記リール（２）を供給する工程とを含み、
   前記リール（２）を取り出す前記工程は、前記周縁部（６）をクランプする前記工程を含み、
   前記供給する工程は、前記リール（２）が前記スピンドル（１８）と前記座部（１９）とを係合することによって支持された状態で行われる
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記周縁部（６）に対して径方向内側の前記リール（２）の孔（７）内に、前記スピンドル（１８）を挿入する工程を含み、
   前記挿入する工程は、前記スピンドル（１８）と前記座部（１９）とを係合することによって、前記リール（２）を支持する前記工程の前に行われ、
   前記スピンドル（１８）と前記座部（１９）とを係合することによって、前記リール（２）を支持する前記工程は、前記座部（１９）を用いて前記スピンドル（１８）を把持する工程を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記挿入する工程は、前記スタンド（３０）上に前記リール（２）を支持する前記工程の前に行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記スピンドル（１８）を挿入する前記工程は、手作業で行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記供給ステーション（４）に前記リール（２）を供給する前記工程は、前記供給ステーション（４）に、前記リール（２）を、前記スピンドル（１８）と共に供給する工程を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記周縁部（６）をクランプする前記工程の後、且つ、前記一対のクランプエレメント（１０）を、前記リール（２）に対して回転させる前記工程の前に、前記一対のクランプエレメント（１０）を前記リール（２）と一体的に回転させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 包装材料のリール（２）をクランプするためのクランプユニット（１）であって、
   一対のクランプエレメント（１０）を備え、
   前記一対のクランプエレメント（１０）のそれぞれは、
   前記リール（２）の周縁部（６）と協働することができる自由部（１４）と、
   前記リール（２）に収容されたスピンドル（１８）によって係合可能なように構成されている座部（１９）と
   を備え、
   前記一対のクランプエレメント（１０）は、
   前記一対のクランプエレメント（１０）が、前記リール（２）から脱着される開位置と、
   前記一対のクランプエレメント（１０）が、互いに第１の距離だけ離れて、保管ステーション（３）から前記リール（２）を取り出すための使用時には、前記自由部（１４）を使用することによって前記リール（２）の前記周縁部（６）をクランプする第１クランプ位置と
   前記一対のクランプエレメント（１０）が、互いに前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れて、供給ステーション（４）に前記リール（２）を供給するための使用時には、前記スピンドル（１８）と前記座部（１９）とを係合することによって、前記リール（２）を支持する第２クランプ位置と
   のいずれかに、第１の方向（Ｘ）に沿って、平行に互いに相対移動可能であり、
   前記一対のクランプエレメント（１０）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して横断する第２の方向（Ｙ）周りに、互いに一体的に回転可能であることを特徴とするクランプユニット。
10. 前記一対のクランプエレメント（１０）は、前記第２の方向（Ｙ）に対して横断する第３の方向（Ｚ）に沿って、互いに一体的に摺動することができることを特徴とする請求項９に記載のクランプユニット。
11. 前記自由部（１４）は、弾性パッド（２１）を備えることを特徴とする請求項１０に記載のクランプユニット。
12. 前記座部（１９）は、Ｕ字状であることを特徴とする請求項１１に記載のクランプユニット。
13. 少なくとも１つのガイド（１５）と、
    前記ガイド（１５）に対して、前記第３の方向（Ｚ）に沿って移動可能な少なくとも１つのスライド（１６）と、
    前記スライド（１６）に対して、前記第２の方向（Ｙ）周りに回転可能であるとともに、前記一対のクランプエレメント（１０）を、前記第１の方向（Ｘ）に対して移動可能に支持する支持台（１７）と
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載のクランプユニット。
14. パッケージングユニット（５）の前記保管ステーション（３）から前記供給ステーション（４）へ包装材料の前記リール（２）を移動するためのリフトトラック（８）において、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のクランプユニット（１）を備えることを特徴とするリフトトラック。

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