JP6558548B2 - 製品包装システム - Google Patents

Description

本発明は、２つ以上の包装機械からの製品が単一包装ロケーションに送達される製品包装システムに関する。

ポテトクリスプス（チップス）等のスナック食品は、通常、製造直後に、パケット又は袋に入れてシールされて、新鮮さを保持する。異なる風味の（クリスプスが、別個のラインで製造され包装されることになる。そして、より大きな袋又はパケット内に全体を包装するため各風味の所定の数のパケットの振り分け体（ｃｏｌｌａｔｉｏｎ）にまとめることが一般的な慣行である。代替的に、同じ風味の製品のパケットが、同じ方法で振り分けられ、複数の製品ラインからのパケットが最終的な１つの振り分け体包装ラインにおいてまとめられて、十分な送達レートを保証することができる。

従来の振り分け体包装ラインにおいて、パケットは、個々の製品ラインから共通コンベア上に送達され、共通コンベアから、パケットが、ロボットデバイスによって、個々に選択され、振り分けラインに入るよう持上げられる。この選択及び持上げ動作が比較的ゆっくりであるため、複数のロボットデバイスが必要であり、大量の食品包装工場空間がその動作のために必要とされ、このことはコストを増加させる。

したがって、よりコンパクトでかつ柔軟性のある振り分け及び包装システムについての必要性が存在する。

本発明によれば、製品包装システムにおいて、複数の製品供給源を備え、それぞれの製品供給源はそれぞれの搬送手段によって包装ステーションに製品を送達し、包装ステーションは、製品の振り分け体を包装ラインに次に送達する振り分けコンベア（ｃｏｌｌａｔｉｎｇ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）を備え、振り分けコンベアは、複数のコンパートメントを保持するエンドレスコンベアを備え、各コンパートメントは、前記搬送手段から、包装される製品を受取る、製品包装システムであって、コンパートメントは、コンパートメントのサイズが変更されることを可能にするように構成され、エンドレスコンベアは、垂直ループで配列されたトラック、及び、トラックに沿って移動するために取付けられた複数の製品支持部材を備え、各支持部材は、トラックに沿って駆動され、かつ、他の支持部材と独立に制御可能である。

好ましくは、包装ラインに送達される振り分け体は、２つ以上のコンパートメントの内容物を備える。

コンパートメントは、コンパートメントのサイズが変更されることを可能にするように構成される。これは、垂直ループで配列されたトラック、及び、トラックに沿って移動するために取付けられた複数の製品支持部材を備えるエンドレスコンベアを使用することにより達成され、各支持部材は、トラックに沿って駆動され、かつ、他の支持部材と独立に制御可能である。この型のトラック及びドライブシステムは、Ｂｅｃｋｈｏｆｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ＧｍｂＨによって開発され販売されたＸＴＳリニア輸送システムである。

本発明の更なる特徴は、特許請求の範囲において述べられる。

本発明の包装システムは、振り分け時の製品混合物の精密な制御によって動作のかなりの柔軟性を提供し、また、従来の包装ラインと比較してかなり小さな量の床空間を必要とし、資本コスト及び動作コストを節約する。

図面は本発明の例示的な実施形態を示す。

図１は製品包装システムの線図的側立面図である。 図２は図１のシステムの線図的平面図である。 図３は図１及び２のシステムの一部を形成する包装機械の斜視図である。 図４は図２の図に対応するが、システムが、より多くの数の製造機械からの出力を振り分け包装するためにどれほど容易に適合する可能性があるかを示す線図的平面図である。 図５はパケットを垂直に配置して振り分けるように構成される振り分けコンベアの側面図である。 図６は図５の図と同様であるが、振り分けコンベアが水平に整列したパケットを積重ねるように構成される図である。 図７は図６に示す図に対する、代替の振り分けコンベア構成の斜視図である。

図１及び２を参照すると、スナックは、異なる型のスナック、例えば異なる風味のポテトクリスプスを包装することができる単一チューブ状袋製造機機械２、４、及び６において包装される。各機械２〜６は、その出力を個々のパケットの形態で、図３を参照してより詳細に以降で述べる包装機械１０に通じる３層コンベア８の各ベルトに送達する。３層コンベア８の各ベルト１２、１４、１６は、実際には、一連のシーケンシャルベルトとして形成され、その少なくとも一部のドライブは、相対ベルト速度を変更するよう速度制御されて、個々のパッケージをコンベアから機械に均一なギャップを持った状態でかつ正確な時間に送達し、それにより、正しい混合の製品が機械１０に送達されることを保証する。機械１０は、パケットの所定の振り分け体を形成し、次に、振り分け体の周りにパッケージ又は袋を形成して、通常、異なる風味のスナックの所定の選択物、例えば、３つの異なる風味のうちの２つのそれぞれの風味を収容する「マルチパック（ｍｕｌｔｉｐａｃｋ）」として販売する。しかし、例えば、単一袋製造機の出力が包装機械に供給するのに十分でない場合、システムが、単一型の製品を包装するために同様に使用される可能性があることが認識される。製品が、別のロケーションで製造され、バルクで輸送されて、格納ホッパ又は同様なものの中に保持される可能性があり、そこから、製品が、コンベア８の各ベルト上に分配される可能性があることが更に理解される。

図３は、本発明者等の係属中の英国特許出願第１３０５２７３．３号明細書において開示され特許請求される汎用型の包装機械１０を示すが、包装機械１０において、振り分け体は、ロボットアームによって選択され振り分けチャネルに入るよう持上げられる代わりに、袋製造機からの直接送達による袋詰めのために形成され送達される。包装機械１０において、パケットの振り分け体は、パケットの側部を把持する平行コンベアベルト１７によって直立して保持され、ベルトは、リール１８からウェブ材料を給送し、ウェブ材料を振り分け体及びコンベア１７の周りにチューブになるよう形成する巻付けステーションに入りかつ巻付けステーションを通過して延在し、シール及び切断ステーション１９は、チューブをシールし、結果として得られる袋を、袋がコンベアとコンベアとの間から出る地点で分離するために位置する。

振り分け体は、垂直ループで配置されかつ複数の製品支持部材２４を保持するエンドレストラック２２からなる振り分けステージ２０において形成され、複数の製品支持部材２４はそれぞれ、長方形ブレードの汎用形態で、Ｂｅｃｋｈｏｆｆ ＸＴＳ（ＲＴＭ）技術を使用して、制御可能な方法でリニアモータ原理に基づくトラックに沿って駆動されるキャリジ２６上に取付けられる。各キャリジ２６は、スピードアップ又はスローダウンしながらトラックに沿って位置制御されて、隣接するキャリジ間のギャップを変更する可能性がある。トラックループの上側部の一部分２８は、水平に対して鋭角で、通常約２０°〜約４５°で、適切には２２．５°で配置され、壁３０の間に位置決めされて、支持部材又はブレード２４の隣接する対の間に、コンベア８からのパケットを受取るための個々に可変のコンパートメントを画定する。振り分けコンベアの動作は、図５〜７を参照してより詳細に以降で述べられる。

図１〜３に示す実施形態において、振り分け体は、３つの生産機械の出力から１つにまとめられる可能性があるため、異なる風味のスナック製品が関係する場合、典型的なマルチパックは、各風味の２つのパケットからなるであろう。他の組合せが同様に可能であること、及び、図４に示すように、包装ラインに給送する生産機械の数を増加させることによって、パケットの異なる組合せ、例えば、１８パックの場合、６つの風味の３つのそれぞれのパケットが達成されることが可能になるであろうことが認識される。代替的に、生産機械が全て同じ製品を生産する場合、マルチパック動作がなお更に加速される可能性がある。図４に示す配置構成において、包装機械１０にコンベア８を介して給送する袋製造機機械２、４、及び６は、同じ包装機械１０に第２のコンベア８ａを介して給送する機械２ａ、４ａ、及び６ａと共に複製される。

特定の実施形態が、パケットの振り分け体を収容する袋からなるマルチパックの形成に関連するが、包装機械１０が、単純なボックス包装ステージと置換される可能性があり、ボックス包装ステージにおいて、異なる製品（例えば、異なる風味のスナック）の所望の組合せの又は単一の型の製品の所望の数のパケットが、各ボックスに入るよう計数されることが認識される。

ここで、図５を参照すると、各ベルト１２、１４、１６は、振り分けコンベアのトラックの角度付き部分２８にパケットを連続して送達する。この構成において、振り分け体は、パケットが基本的に垂直に配置された状態で形成され、各ベルト１２、１４、１６の端部は、湾曲ガイドプレート５２、５４、５６を備え、湾曲ガイドプレート５２、５４、５６は、２つの隣接するブレード２４の間に形成されたコンパートメント内に直立して降下するようコンベアの端部の周りでパケットを誘導するために配置される。振り分け体は、次の通りに徐々に形成される：
・ブレード２４は、機械のこのステージにおいて、対で移動するように配置される。第１の対は、単一のパケットを受取り、それを全体的に直立に保持するのに十分に離間して、ガイド５２の最も下の部分とベルト１２の端部との間に画定されたギャップに到着する。
・ブレード２４の対の下側ブレードは、その後、後進して、別のパケットを受取るのにちょうど十分になるよう対の間のコンパートメントを幅広化し、別のパケットは、その後、コンベア１２によって降下する。システム用のコントローラは、ブレードの移動と協調するよう（ベルトのシーケンシャルセクションの速度を選択的に変更することによって）ベルト１２、１４、１６上でのパケットの到着を制御するように構成される。
・別の２つのブレード２４は、その後、周回して、最も下の対に追従し、ここでは２つのパケットを収容する第１のコンパートメントから続く更に２つのコンパートメントを画定する。結果として得られる４つのブレードは、トラックの角度付き部分２８に沿って上方に移動するため、３つのコンパートメントのうちの最も上のコンパートメントの背後の空のコンパートメントが、ここでは、ガイド５４の最も下の部分と中央ベルト１４の端部との間の空間に整列する。
・このコンパートメントは、その後、第１のコンパートメントと同じ方法で２つのパケットを充填される。
・４つのブレード２４のセットは、ここでは、上方に移動するため、空の第３のコンパートメントは、ガイド５６の最も下のエッジと上側ベルト１６の端部との間の空間に整列する。
・更なる２つのパケットは、他の２つのパケットの場合と同様の方法でコンパートメント内に送達され、６つのパケットの振り分け体は、その後、包装セクションに移動することができる。

送達レート及びブレード２４の移動を変更すること、例えば各コンパートメントで２つのパケットの代わりに３つのパケットを受取ることによって、各振り分け体内に各ベルトからのより多いか又は少ない製品を有する異なる組合せの製品を、振り分けコンベアが振り分けるように容易に適合される可能性があることが理解される。

図５に示すように全体的に直立した構成でパケットを振り分けることが、或る製品提示のために望ましい場合があるが、他の場合には、包装機械への移動方向に全体的に平行に各パケットが延在するように、パケットを垂直に上下に積重ねることが所望される場合がある。図６は、こうしてパケットを振り分けるように構成される振り分けコンベアを示す。ガイドプレート５２、５４、５６は、アクチュエータ（図示せず）上に適切に取付けられて、ガイドプレートがパケットの経路にもはや影響を及ぼさない位置まで選択的に移動可能であり、それにより、パケットが、その長い軸が基本的にトラックに平行な状態でコンパートメント内に降下すことを可能にし、それにより、例えば３つのパケットの積重体を形成することができる。そのため、図６は、ガイド５２、５４、５６を示さない、しかし、ガイドが、存在するが、パケットを供給する搬送手段から離れた非動作位置まで単に回転する可能性があることが認識される。３つのブレードの間隔をあけたグループで移動して、グループの間に、他の配向でパケットを収容するのに十分な幅の２つのコンパートメントを形成するため、ブレード２４の移動の調整もまた必要とされる。この構成において、コンパートメントの幅は一定のままである可能性があり、ブレード２４は、ベルト１２、１４、１６のそれぞれからの１つのパケットが各コンパートメント内に連続して堆積するように移動し、コンパートメントはそれぞれの堆積動作の間に移動する。振り分け体内の充填済みコンパートメントが、空のコンパートメントによって次の振り分け体から分離されることが見てわかる。

ブレード２４のうちの少数のブレードを使用し、例えば、３つの型又は風味の製品の３つのそれぞれの製品の振り分け体を可能にする振り分けコンベアの代替の配置構成が、図７に示される。下側ベルト１２及び中央ベルト１４のために、垂直ヒンジ付きフラップ７０、７２が、壁３０の一方に取付けられ、フラップ７０、７２が壁３０と同一平面上にある休止位置と、フラップ７０、７２が壁の間の空間を横切って延在してパケットをその中に受取ることができるコンパートメントをブレード２４の一方と共に一時的に画定する動作位置との間でフラップ７０、７２を回転させるドライブ手段を備える。そのため、振り分け体を形成するときの動作のシーケンスは、
・第１のコンパートメントを形成する間隔をあけた一対のブレード２４は、ブレードのうちの下側ブレードが上側ベルト１６の端部に整列する位置まで移動する；
・第３及び第４のブレードは、同様に、トラックを周回して、中央ベルト１４及び下側ベルト１２の端部に整列する；
・ブレードはこれらの位置で一時的に休止し、フラップ７２及び７０は、中央及び下側ブレード２４から間隔をあけた動作位置まで、パケットの移動方向に対して基本的に水平に延在するパケットを収容するのに十分な距離だけそれぞれ回転する。
・ベルト１２、１４、及び１６は、必要とされる数のパケットをコンパートメントに、例えば３つのパケットを各コンパートメントに送達して、９つのパケットの振り分け体を達成する。フラップ７２及び７０は、その後、その休止位置に後退し、下側及び中央ブレード２４は、振り分け体が包装ステージに入るように移動するとき、振り分け体がたった４つのブレードによって収容されるように上側対との空間を閉鎖するように進み、ブレード２４の次のセットが所定位置に入るように移動する。
である。

本発明の包装システムは、製品の振り分け体を包装するときにかなりの柔軟性を可能にする。例えば、ガイドプレート５２、５４、５６を動的に制御することによって、直立したパケットと積重ねたパケットの組合せを有する、例えば、３つのパケットの２つの積重体であって、２つの積重体の間に１つの直立したパケットを有する、３つのパケットの２つの積重体を有する振り分け体を構成することが可能であり、奇数のパケット並びに偶数のパケットの振り分けを可能にする。より大きな振り分け体の袋詰めを可能にするため、単一袋詰めステーションに給送する複数の平行レーンと共に動作するよう振り分け器を構成することも可能である。これは、平行レーンにおいて動作し、かつ、単一トラックから駆動される分割式ブレードを有することによって達成される可能性がある。

例えば３つのパケットの２つの積重体として袋詰めするため、パケットが複数の積重体で振り分けられる場合、第２の積重体を推進するブレードは、１つの袋になるようフィルムが振り分け体の周りに形成されるときに、第２の積重体の前方の第１の積重体に向かって第２の積重体を「少しずつ押す（ｎｕｄｇｅ）」ように動作することができ、第１の積重体は、第１の積重体の前方の袋の閉鎖端によって動きが制限される。こうして、パッケットの間に、わずかな程度の交錯が達成される。これは、パケットのエッジが中心部分より薄い、スナック製品を収容する型のばら物（ｌｏｏｓｅ）パケットに適用可能である。交錯は、個々のパケットの内容物に悪い影響を与えることなく、完成した袋又はマルチパックの体積を減少させ、それにより、マルチパックのために使用される包装材料を減少させる点と、より多くの数のマルチパックが同じ体積を占めることを可能にする点の両方でかなりのコスト節約を達成し、輸送及び格納コストを減少させ、店のディスプレイ空間のより効率的な使用を可能にする。交錯が可能でないか又は望ましくない他の型の製品の場合、「少しずつ押す」動作は、単に、積重体間の不必要な空間をなくすために役立つ。

本発明の包装システムは、異なる製品種類を振り分けるだけでなく、複数の供給源から提供される同一の製品の送達を調節する能力を提供して、異なる供給源からの供給物のレートに対処し、それにより、袋詰めフィルム速度に合う一定レートで振り分け体を袋詰めステーションに送達し、それにより、速度を変更する必要性を回避する。異なる搬送手段における製品の流れが検出され、振り分けコンベアのブレードが個々に制御されて、袋詰めステーションへの振り分け体の一定送達レートを保証する可能性がある。これは、袋詰めステーションの構造及び動作を簡略化する。

本発明は、振り分けコンベアの移動軸に沿って製品が送達される状態で示されたが、送達が、同様に、移動方向を横断してコンパートメントに入る可能性があることが認識され、振り分けコンベアは、送達地点において全体的に水平に延在し、また、振り分け体が袋詰めステーション又は包装ライン内で包装されるための要件に応じて、コンパートメントが、ベルトのそれぞれの１つのベルトから個々に製品を受取るか又はベルトのそれぞれのベルトから幾つかの製品を受取るように構成される。

本発明のシステムは、スナック食品のパケットを参照して特に述べられたが、本発明のシステムが広い範囲の異なる製品の包装に適用される可能性があることが認識される。

Claims (15)

1. 製品包装システムにおいて、複数の製品供給源を備え、それぞれの製品供給源はそれぞれの搬送手段によって包装ステーションに製品を送達し、前記包装ステーションは、製品の振り分け体を包装ラインに送達する振り分けコンベアを備え、前記振り分けコンベアは、複数のコンパートメントを保持するエンドレスコンベアを備え、各コンパートメントは、前記搬送手段から、包装される製品を受取る、製品包装システムであって、
   前記エンドレスコンベアは、垂直方向にループを形成するように配置されたトラック、及び、前記トラックに沿って移動するために取付けられた複数の製品支持部材を備え、
   前記トラックは、前記複数の製品支持部材と共にリニア電気モータを形成し、前記複数の製品支持部材は、前記トラックに沿って隣接する２つの製品支持部材が対で移動するように駆動され、かつ、各製品支持部材は後進可能に独立に制御可能であり、
   前記コンパートメントは、前記隣接する２つの製品支持部材の間に画定され、前記隣接する２つの製品支持部材の一方が他方に対して相対的に移動することによって、それぞれそのコンパートメントのサイズが変更されることを可能にする
   ことを特徴とする、製品包装システム。
2. 前記包装ラインに送達される前記振り分け体は、２つ以上の製品供給源からの内容物を備える、請求項１に記載の製品包装システム。
3. 前記複数の製品支持部材は、それぞれ、前記トラックに沿って駆動されるキャリジ上に取付けられ、各キャリジは、スピードアップ又はスローダウンしながら前記トラックに沿って位置制御されて、隣接するキャリジ間のギャップが変更される、請求項１又は２に記載の製品包装システム。
4. 前記振り分けコンベアは、１つの振り分け体内で前記製品を互いに整列させるように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の製品包装システム。
5. 前記トラックの上側部の少なくとも一部分は水平に対して鋭角で延在する、請求項４に記載の製品包装システム。
6. 前記鋭角は２０°〜５０°である、請求項５に記載の製品包装システム。
7. 前記鋭角は２２．５°である、請求項６に記載の製品包装システム。
8. 各搬送手段に連結しかつ前記振り分けコンベアの上に位置付けられたガイドプレートを更に備え、前記ガイドプレートは、前記製品を、前記トラックに対して全体的に垂直な直立配向で前記搬送手段から出るようまた前記振り分けコンベアのコンパートメントに入るよう誘導するように構成され、取外し可能である、請求項１から７のいずれか１項に記載の製品包装機械。
9. 各ガイドプレートは、動作位置であって、前記ガイドプレートが前記製品を誘導するのに役立つ動作位置と、前記製品と接触しない位置との間で前記ガイドプレートを移動させるように動作可能な作動手段によって保持され、前記ガイドプレートが前記製品と接触しない位置に移動することにより、前記製品が、前記トラックに対して全体的に平行に延在するように前記コンパートメント内に降下する、請求項８に記載の製品包装機械。
10. 前記製品供給源は製品製造機械である、請求項１から９のいずれか１項に記載の製品包装システム。
11. 前記製品供給源は製品格納ホッパである、請求項１から９のいずれか１項に記載の製品包装システム。
12. 前記搬送手段は、それぞれ搬送コンベアを備え、前記搬送コンベアの少なくとも一部のドライブは、相対ベルト速度を変更するよう速度制御される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の製品包装システム。
13. 前記包装ステーションにおける各搬送手段上での製品の到着を検出するための検出器、及び、制御手段であって、前記検出器及び前記搬送手段を駆動するための手段に接続され、かつ、前記ステージの速度を変化させ、それにより、各搬送手段上での前記製品の前記包装ステーションへの送達を、前記製品間に所定の間隔がある状態で達成するように構成される、制御手段を更に備える、請求項１２に記載の製品包装システム。
14. 前記複数の製品供給源の各搬送手段は、それぞれ前記振り分けコンベアの移動軸に沿って製品が送達されるように配置される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の製品包装システム。
15. 前記複数の製品供給源の各搬送手段は、それぞれ前記振り分けコンベアの移動軸を横断するように製品が送達されるように配置される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の製品包装システム。

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