JP7340873B2

JP7340873B2 - スライス食品生産システム

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Publication number: JP7340873B2
Application number: JP2021146585A
Authority: JP
Inventors: 博志今浦; 郷将岩▲崎▼; 充根来
Original assignee: Takumi Giken Corp
Current assignee: Takumi Giken Corp
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2041-09-09
Also published as: JP2023039473A

Description

本発明は、食品の原木をスライスした後、包装用フィルムのポケットに投入する等の処理を施してスライス食品を生産するスライス食品生産システムに関する。

例えば、スライスされたハムを包装用フィルムに形成された凹型のポケットに投入・封止してスライス食品を生産する場合、１～２ｍの長さの円柱状のハム原木を、一定速度で回転する切断刃に対して移送することにより、一定の厚さにスライスして所定枚数積み重ねた後、自動投入装置のコンベアに送り出している。

コンベアに送り出された未包装のスライス食品は、包装機まで搬送された後、包装用フィルムのポケットに投入され、更にカバーフィルムで封止されて商品の形態となる。

近年では、上述の工程によってスライス食品を生産する場合、生産性を高めるために、複数本（例えば４本）のハム原木を１つの切断刃でスライスしている。またスライスされたハムを包装用フィルムのポケットに正確に投入できるように、搬送方向およびそれと直交する方向の位置を調節して整列させた後、包装機まで搬送している。

上述したスライス食品生産システムにおいて、発明者等は先に、スライサーにおけるスライス食品の生産能力と、包装機におけるスライス食品の生産能力との違いを利用することによって、包装機の連続運転を可能にすることを提案した（特許文献１参照）。

具体的には、第１に、スライサーにおけるスライス食品の生産能力を、包装機におけるスライス食品の生産能力よりも高く設定することにより、自動投入装置においてスライス食品の搬送とコンベア上へのスライス食品のアキューム（貯め）を並行して行い、コンベア上をスライス食品で満たす。

第２に、コンベア上がスライス食品で満たされた後は、スライサーにおけるスライス食品の生産能力を、包装機におけるスライス食品の生産能力と等しくすることにより、コンベア上がスライス食品で満たされた状態を維持しながら、スライス食品を包装機まで搬送する。

そして、食品原木の取り換えに伴って、スライサーからのスライス食品の供給が中断される間、コンベア上にアキュームされたスライス食品を包装機まで搬送し、包装機へのスライス食品の供給が途絶えることによって包装機の運転が停止するのを防止している。

特開2020-66441号公報

上述した特許文献１に記載の生産システムでは、自動投入装置を、搬送方向に配列した複数台のコンベアで構成している。このような構成を採用した場合、コンベア間でスライス食品を移載する際に、水平面内における食品原木の配列が乱れ、また移載の回数が多い程ずれの程度が大きくなり、包装機におけるスライス食品の円滑な投入が妨げられる。

このような場合、包装機に作業者を配置し、ポケットへの投入に失敗したスライス食品を、作業者の手でポケットに押し込む必要があり、コンベアのアキューム機能を活用して稼働率を向上させる意図が十分生かされない。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、コンベアのアキューム機能を活かしつつ、コンベア間の移載に伴うスライス食品の配列の乱れを最小限に留めることができるスライス食品生産システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係るスライス食品生産システムは、並列に配置された複数本の食品原木を移送しながらスライスした後、スライス片を積層して未包装の複数個のスライス食品を作製するスライサーと、
前記複数個のスライス食品を、包装用フィルムに形成された複数個のポケットのそれぞれに収納した後、カバーフィルムで封止する包装機と、
前記スライサーと前記包装機との間に配置された複数個のコンベアで構成され、前記スライサーで作製された複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムのポケットの位置に合わせて整列させた後、前記包装機まで搬送して前記各ポケットに投入する自動投入装置と、を備え、
前記自動投入装置は、前記スライサーから単位時間当たり一定の数量で受け取った複数個のスライス食品を前記複数本の原木と同数だけ搬送方向に垂直な方向に配列してアキュームすると共に、前記包装機に向けて搬送する第１のコンベアを含み、
当該第１のコンベアは、前記包装機に向けて送り出されるスライス食品の数が増えるにつれて搬送速度が低下し、最終的に、コンベア上が最小ピッチで配列されたスライス食品で満たされており、
前記自動投入装置は、第１のコンベアから移載された前記複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムのポケットに、一度に投入する数だけ整列させる第２のコンベアと、前記第２のコンベアで整列された複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムの移動に同期して個々のポケットに投入する第３のコンベアと、を含み、
第２のコンベアが空のとき、第１のコンベアが最高速度でスライス食品を搬送し、第２のコンベアに、所定の数だけスライス食品が移載されると、第１のコンベアが最高速度より遅い所定の一定速度に減速されることを特徴とする
。
また、第１のコンベアが最高速度から最高速度より遅い前記所定の一定速度に減速されたのち、第２のコンベアから第３のコンベアに前記所定の数のスライス食品が移載されたのち、再び第２のコンベアに所定の数だけスライス食品が移載されると、第１のコンベアがさらに遅い所定の一定速度に減速されることが好ましい。

本発明に係るスライス食品生産システムにおいて、前記スライサーにおけるスライス食品の生産能力を、前記包装機におけるスライス食品の生産能力よりも高く設定し、前記第１のコンベアにおいてスライス食品の搬送とアキュームを並行して行うことによりコンベア上をスライス食品で満たし、
前記第１のコンベア上がスライス食品で満たされた後は、前記スライサーの生産能力を前記包装機の生産能力と等しくすることにより、前記第１のコンベア上がスライス食品で満たされた状態を維持しながら、前記スライス食品を前記包装機まで搬送することが好ましい。

また、前記食品原木の取り換えに伴って前記スライサーからのスライス食品の供給が中断される間、前記第１のコンベア上にアキュームされたスライス食品を前記包装機まで搬送し、前記包装機へのスライス食品の搬送が途絶えることによって前記包装機の運転が停止するのを防止することが好ましい。

また前記第１のコンベアの下流側には、当該第１のコンベアから移載された複数のスライス食品のそれぞれの搬送方向の位置を調整する複数の小コンベアが、搬送方向と直交する方向に並置され、かつそれぞれの小コンベアの上方には、当該小コンベアで搬送されるスライス食品の位置を検出する位置センサが設置されていることが好ましい。

また前記包装機に向けて送り出されるスライス食品の数は、前記位置センサの出力信号に基づいて算出されることが好ましい。

また前記スライサーは、少なくとも、スライス片を受け取ると共に、それを積み重ねてスライス食品を作製する第４のコンベア、および当該スライス食品の搬送方向と直交する方向の位置を調節する第５のコンベアを備えることが好ましい。

本発明に係るスライス食品生産システムでは、基本的に、アキューム機能を備えた搬送路を、搬送速度が可変の１台のコンベアで構成しており、スライス食品を移載する際の配列の乱れを最小限に留めることができる。結果として、包装機におけるスライス食品のポケットへの円滑な投入が可能となるため、投入作業における作業者の補助を大幅に減らすことができる。

本発明の実施の形態に係るスライス食品生産システムのうち自動投入装置と包装機の概略正面図である。同概略平面図である。同スライス食品生産システムのうちスライサーの概略正面図である。同スライサーの原木移送ステーションを上方から見た平面図である。同スライス食品生産システムの制御系の構成を示すブロック図である。スライス食品の包装用フィルムのポケットへの投入動作を説明する図である。自動投入装置の搬送動作を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態に係るスライス食品生産システムについて、図面を参照して説明する。以下の説明では、円柱状の食品原木をスライスしてスライス食品を生産するものとする。

本実施の形態に係るスライス食品生産システムは、スライサー１、自動投入装置２および包装機３の３つの装置で構成されている。図１および図２に自動投入装置２および包装機３の概略構成を示し、図３および図４にスライサー１の概略構成を示す。また図５にスライス食品生産システムの制御系の構成を示す。

スライサー１は、食品原木Ｗ（以降、「原木Ｗ」と略す。）をスライスした後、スライス片を積み重ねてスライス食品Ｓを作製すると共に、スライス食品の搬送方向と直交する方向の位置を調整する。包装機３は、スライス食品Ｓを包装用フィルムのポケットに収納した後、表面をフィルムで封止する。自動投入装置２は、スライサー１と包装機３との間に配置された複数のコンベアで構成され、スライサー１で作製されたスライス食品の搬送方向の位置を調整した後、包装機３まで搬送し、包装用フィルムのポケットに自動投入する。

図５に示すように、スライサー１、自動投入装置２および包装機３には、それぞれの動作を制御するコントローラ１７、２４および３４が設置されており、位置センサや回転センサで検出した信号に基づいてモータやアクチュエータの動作を制御して、コンベアやその他の部材を駆動する。

またコントローラ１７とコントローラ２４、コントローラ２４とコントローラ３４は相互に交信を行ない、コンベアやその他の駆動部材の動作タイミングを調節して、スライサー１で作製されたスライス食品Ｓが包装機３まで円滑に搬送されるよう制御している。

＜スライサーの構成と機能＞
最初に、スライサーの構成と各部材の機能を説明する。図３に、原木Ｗを所定の幅でスライスするスライサー１の全体構成を示す。

スライサー１は、ベース１０上に設置された原木移送ステーション１１、スライスステーション１５および整列・計量ステーション１６で構成されている。本実施の形態で用いるスライサー１は、４本の原木Ｗを同時にスライスする機能を備えている。以下、原木移送ステーション１１、スライスステーション１５および整列・計量ステーション１６の順に、それぞれの構成と各部の機能を説明する。

図４は、原木移送ステーション１１を上方から見た図である。原木移送ステーション１１は、ガイド部１１１と、その上に設置され、４本の原木Ｗを、当該原木の軸方向に移送する原木移送機構１１０とで構成されている。

このうち原木移送機構１１０は、並列に配置された４本の原木Ｗのそれぞれを移送する第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄと、４台の第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄをまとめて移送する第２移送手段１３０とで構成されている。

一方、ガイド部１１１は、支柱１０１および１０２によってベース１０上に傾斜して設置され、ガイド部１１１には、円柱状の４本の原木Ｗのそれぞれを収容する、断面が船底状の４本の支持レーン１１２が形成されている。

第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄ、およびそれぞれの先端に取り付けられたグリッパ１４０の構成と機能を説明する。なお、第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄの構成と機能は変わらないため、以後、これらを代表して第１移送手段１２０Ａについて説明する。

第１移送手段１２０Ａの筐体１２１から突き出たロッド１２２は、筐体１２１内に収容されたリニアアクチュエータによって前進および後退が可能である。ロッド１２２は金属製の棒で作製され、内部には、グリッパ１４０に内蔵されたエアーシリンダにエアーを供給する空気孔が軸方向に形成されている。

ロッド１２２は、エアー供給用のコネクタ（図示せず）を介してグリッパ１４０と連結され、ロッド１２２の空気孔を介して筐体１２１側から供給されたエアーは、グリッパ１４０内のエアーシリンダに供給される。

図示しないが、グリッパ１４０の前部には、対向する２対のツメが直交する状態で配置されており、内部に収容されたエアーシリンダを駆動することで爪を旋回させ、原木Ｗの後端部を把持する。第１移動手段１２０Ａは、コントローラ１７（図５参照）によって筐体１２１内のリニアアクチュエータを駆動してロッド１２２を前進または後退させる。

一方、第２移送手段１３０は、図４に示すように、ガイド部１１１の両側部に設置されたボールねじ１３１とリニアガイド１３２、およびこれらを跨ぐように設置された平板状のテーブル１３３で構成されている。テーブル１３３は、ボールねじ１３１のナット（図示せず）と連結されており、モータ１３４によってボールねじ１３１が回転すると、テーブル１３３が切断刃１５１に向けて（図４の紙面に向かって左側）移動する。

４台の第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄは、テーブル１３３の下面に取付部材（図示せず）を介して固定されており、テーブル１３３が切断刃１５１に向けて移送されると、第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄも、テーブル１３３と一体となって移送される。

第２移送手段１３０に対して第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄの位置を調節できるようにした理由は、原木Ｗの長さの違いを吸収するためである。一般に原木Ｗの長さは不揃いであり、第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄがない場合、長さの違いを吸収できない。

原木Ｗのスライスを開始する際、第２移送手段１３０に対する第１移送手段１２０Ａ～１２０Ｄの位置を調節して、スライスされる４本の原木Ｗの先端位置を一致させる。その後、第２移送手段１３０を前進させながら、切断刃１５１によるスライスを繰り返せば、原木を無駄なくスライスできる。第２移送手段１３０の移送量、すなわちスライス片の厚みは、コントローラ１７（図５参照）によって調節が可能である。

次に、スライスステーション１５の構成と機能を説明する。図３において、支柱１０２に支持されたスライスステーション１５は、原木Ｗをスライスする円板状の切断刃１５１、および切断刃１５１を自転させながら公転させる切断刃駆動部材１５２を備えている。

切断刃駆動部材１５２を用いて、切断刃１５１を自転させながら公転させることにより、支持レーン１１２上を移送されてきた原木Ｗは一定の厚さにスライスされる。そのため、切断刃１５１の回転軸１５３は、回転板１５４の一端に、切断刃駆動部材１５２の回転軸より所定距離離した状態で、回転自在に支承されている。原木Ｗの移送に同期して、上述の動作を繰り返すことにより、スライス片が連続して作製される。

なお、切断に同期した原木の移送には、連続した移送と間欠的な移送がある。一般的に、スライス片の厚みが薄いときは連続した移送が採用され、スライス片の厚みが所定の値を超えると間欠移送が採用される。

切断刃１５１でスライスされたスライス片が落下する位置には、スライス片を受け取ると共に、それを下流側の自動投入装置２まで搬送する整列・計量ステーション１６が設置されている。

整列・計量ステーション１６は、整列用コンベア１６１、搬送用コンベア１６２および位置調整用コンベア１６３で構成されている。コンベア１６１～１６３は、所定の間隔を隔てて配置された一対のプーリに平ベルトが捲回されて構成されており、一方のプーリの軸に駆動用モータの回転力が伝達される。

前述したように円柱状の原木Ｗを４本用意し、原木移送機構１１０を用いて原木Ｗを連続して、または間欠的に移送すると、原木Ｗが先端から順次所定の厚さでスライスされ、円形のスライス片が作製される。原木Ｗは、紙面に向って右側が上、左側が下になるように傾斜しており、切断刃１５１によってスライスされたスライス片は、整列用コンベア１６１上に落下する。

整列用コンベア１６１を静止させた状態でスライスを繰り返せば、コンベア上に複数枚のスライス片が重なった状態で積層される。一方、整列用コンベア１６１を若干移動させながらスライスを繰り返すと、コンベア上にスライス片がずらした状態で（鱗列して）積層される。スライス片をいずれの形態で整列させるかは、包装用フィルムへの実装状態にあわせて決定される。

整列用コンベア１６１上に積層された未包装のスライス食品Ｓは、次のスライスに備えてコンベア上を空けるため、搬送用コンベア１６２に移載される。整列用コンベア１６１と搬送用コンベア１６２の搬送速度は等しく、かつ隣接して設置され、搬送面の高さがほぼ等しいため、スライス食品Ｓの円滑な移載が可能である。

スライス食品Ｓは、更に、搬送方向と直交する方向の位置を調整するため、位置調整用コンベア１６３に移載される。下流に設置された包装機３において、スライス食品Ｓは搬送方向と直交する方向に４列並んだ状態で包装される。そのため、包装用フィルムには、搬送方向と直交する方向にスライス食品Ｓを収納する４列のポケットが、均等な位置に形成されている。

スライサー１で４本の原木Ｗをスライスする際には、単一の切断刃１５１を用いて４本の原木Ｗを切断する制約上、整列用コンベア１６１に落下し、積層された４個のスライス食品間のピッチは、フィルムに形成されたポケットのピッチより狭い。このため、位置調整用コンベア１６３で、スライス食品Ｓ間のピッチを拡げると共に、フィルムのポケットの位置と一致させる必要がある。

本実施の形態では、位置調整用コンベア１６３を、搬送方向と直交する方向に分割された４台の小コンベアで構成し、小コンベアで搬送する間に、スライス食品Ｓの各位置を、搬送方向と直交する方向にずらして、フィルムのポケットの位置と一致させている。

コンベア１６３を構成する４台の小コンベアの下部には、それぞれ計量器１６４が設置されており、小コンベア上に載置されたスライス食品Ｓの重さを、小コンベアの重量と共に計量する。計量器１６４の計量データはコントローラ１７に送信される。小コンベアの重量は既知であるため、計量した値から小コンベアの重量を引くことにより、搬送されるスライス食品Ｓの重さを計量できる。

スライス食品Ｓは、長尺円柱状の原木Ｗを一定の厚みでスライスすることにより得られる。ハム原木Ｗの太さは殆ど変わらないが、両端部近傍では若干細くなっている。従って、この部分をスライスした場合、直径が小さく、かつ重量が規格から外れたスライス食品が作製される。このような規格外のスライス食品は、自動投入装置２に引き渡された後、排出ボックスに回収される。

なお、サポートステーション１１、スライスステーション１５および整列・計量ステーション１６の各部材の動作は、コントローラ１７のメモリに格納されたプログラムによって制御される。図５に示すように、コントローラ１７は、各部材に設置された位置センサ１８１や回転センサ１８２の出力信号に基づいて、各部材を駆動するモータ１９１やアクチュエータ１９２の動作タイミングを調節して、上述の動作を実現する。

上述した処理により作製された４個の未包装のスライス食品Ｓは、自動投入装置２のコンベア２１１他（図１参照）に移載されて包装機３まで搬送された後、それぞれ、包装用フィルムＦの４つのポケットＰに投入され、その後、カバーフィルムで密閉される。

＜自動投入装置および包装機の構成と機能＞
次に、図１、図２および新たな図６を参照して、自動投入装置２および包装機３の構成と機能を説明する。図６は、自動投入装置２による包装用フィルムＦのポケットＰへのスライス食品Ｓの投入動作を説明する図である。

自動投入装置２は、７台のコンベア２１１～２１７で構成されている。各コンベアの構成は、スライサー１のコンベア１６１～１６３と同様である。

図２において、コンベア２１１～２１７に沿うように配置された筐体２２内には、これらのコンベアを回転駆動するモータ、並びにコンベア２１５の端部を上下に旋回させるアクチュエータが収容されている。煩雑さを避けるため図では省略しているが、コンベア２１１～２１７のプーリと筐体２２の間には、モータの回転をプーリに伝達する部材およびコンベア２１５の端部を上下動させる部材が配置されている。

自動投入装置２を構成する各コンベアの役割を、スライス食品Ｓの流れに沿って説明する。コンベア２１５は、スライサー１のコンベア１６３から引き渡されたスライス食品Ｓを、コンベア２１１または２１６のいずれかに振り分けるために用いられる。コンベア２１１を選択した場合は、スライス食品Ｓは包装機３まで搬送される。

ベース２０上に設置されたコンベア２１６および２１７は、規格外のスライス食品Ｓを搬送路から排出するために用いられる。スライサー１の計量器１６４による計量で規格外と判定されたスライス食品Ｓは、コンベア２１５を下方に旋回させることによりコンベア２１６に引き渡される。コンベア２１６に引き渡されたスライス食品Ｓは、図２に示すように、搬送方向と直交する方向に搬送されてコンベア２１７に移載された後、排出ボックス（図示せず）に収容される。

自動投入装置２を構成するコンベアのうち長尺のコンベア２１１は、スライス食品Ｓを包装機３に搬送する機能と、スライス食品Ｓをコンベア上にアキュームする（貯める）機能を兼ね備えている。

前述したように、本実施の形態では、スライサー１におけるスライス食品の生産能力と、包装機３におけるスライス食品の生産能力との違いを利用することによって、包装機３の連続運転を可能にしている。

すなわち、原木Ｗの取り換えに伴って、スライサー１からのスライス食品Ｓの供給が中断される間、コンベア上にアキュームされたスライス食品Ｓを包装機３まで搬送し、包装機３へのスライス食品の供給が途絶えることによって包装機３の運転が停止するのを防止している。

本実施の形態では、コンベア２１１として、原木Ｗの取り換えの間、アキュームされたスライス食品Ｓを、途切れることなく包装機３に供給できるコンベアを用い、かつコンベアの搬送速度を可変とすることで、スライス食品を搬送する時間を短縮化して、稼働率の低下を防止している。なお、コンベア２１１のアキューム機能については、後に図面を参照して詳述する。

コンベア２１１の下流には、４台の小コンベア２１２が搬送方向と直交する方向に並置されており、上方に設置された位置センサ２３の検出信号に基づいて、それぞれのスライス食品Ｓの位置を調節して、４列のスライス食品Ｓが搬送方向と直交する方向に揃うように並べた後、下流側のコンベア２１３に引き渡している。

本実施の形態では、コンベア２１４上に５列に配列された計２０個のスライス食品Ｓを１セットとして、１回の動作で包装用フィルムＦのポケットＰに投入する。そのための準備動作として、上流側のコンベア２１３上にポケットＰと同じ配列の２０個のスライス食品Ｓを用意し、それを投入用のコンベア２１４に移し替えている。

コンベア２１２とコンベア２１３の相互の速度を調整することにより、コンベア２１３上に、包装用フィルムのポケットと搬送方向およびそれと直行する方向のピッチが一致した２０個のスライス商品Ｓが配列される。

コンベア２１３で搬送方向に５列、搬送方向と直交する方向に４列並んだスライス食品Ｓは、それぞれの姿勢および相互のピッチを保持したまま、下流側のコンベア２１４に引き渡され、コンベア２１４の下方を移動する包装用フィルムＦの移動に同期してポケットＰに投入される。

図６を参照して、スライス食品Ｓの包装用フィルムＦのポケットＰへの投入動作を説明する。図６（ａ）～（ｃ）に示すように、コンベア２１４の下流側端部は、直径の小さいプーリを用いることによってくさび状に形成されており、コンベア２１４によって搬送されるスライス食品Ｓが、フィルムＦのポケットＰに投入されやすいように構成されている。

図６（ａ）に示すように、フィルムＦの搬送方向の位置が調節された状態で、コンベア２１４とフィルムＦを同期して移動させると、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、コンベア２１４の端部から送り出されたスライス食品ＳがフィルムＦのポケットＰに投入され、ポケット内に収納される。

自動投入装置２を構成するコンベア２１１～２１７の動作は、コントローラ２４のメモリに格納されたプログラムによって制御される。図５に示したように、コントローラ２４は、各コンベアに配置された位置センサ２５１や回転センサ２５２の出力信号に基づいて、各コンベアを回転駆動するモータ２６１や上下左右に移動するアクチュエータ２６２の動作タイミングを調節して、上述した動作を実現する。

次に、包装機３の構成と機能を説明する。なお、包装機３の構成は本発明の生産システムとは直接的に関係しないため、必要最小限の説明に留める。

図１に示したように、ベース３０上に包装用フィルムＦの搬送部材３１が設置され、上部に成形部材３２が設置されている。成形部材３２は、図示しないローラから送り出される合成樹脂製のフィルムを加熱成形して、スライス食品Ｓを収容するポケットＰを形成する。なお、成形部材３２の前後に配置された部材３２１および３２２は、フィルムを覆う保護カバーである。

ポケットＰが形成され、更にその中にスライス食品Ｓが収納されたフィルムＦは、搬送部材３１によって下流側（紙面に向って左側）に搬送され、封止部材３３によって、脱気された状態で、ポケットＰの上面が図示しないフィルムにより封止される。その後、フィルムの表面に製造年月日等の印刷がされ、更にフィルムを切断して個々のスライス食品Ｓに分離され、最終製品となる。

包装機３を構成する搬送部材３１、成形部材３２および封止部材３３の動作は、コントローラ３４のメモリに格納されたプログラムによって制御される。図５に示すように、コントローラ３４は、搬送部材３１、成形部材３２および封止部材３３に設置された位置センサ３５１および回転センサ３５２の出力信号に基づいて各部材を駆動するモータ３６１やアクチュエータ３６２の動作タイミングを調節して、上述の動作を実現する。

＜コンベアのアキューム機能＞
次に、コンベア２１１におけるアキューム機能について説明する。

前述したように、本発明に係るスライス食品生産システムは、スライサー１におけるスライス食品の生産能力と包装機３におけるスライス食品の生産能力との違いを利用することにより、包装機の連続運転を可能にして、生産システムの稼働率を大幅に向上させている。

ここで、「スライサーにおけるスライス食品の生産能力」は、食品原木をスライスした後、それを積み重ねてスライス食品を作製する単位時間当たりの個数と定義する。また「包装機におけるスライス食品の生産能力」は、未包装のスライス食品を包装用フィルムのポケットに投入した後、フィルムで封止する単位時間当たりの個数と定義する。

前述したように、スライサー１におけるスライス食品の生産能力は、包装機３におけるスライス食品の生産能力よりも高く設定（例えば１０％程度）されている。従って、この状態でスライス食品の生産を続けると、自動投入装置２のコンベア上がスライスハムＳであふれるため、スライサー１の駆動を停止せざるを得なくなる。

そこで、本実施の形態では、コンベアのアキューム（貯める）機能に着目し、コンベア２１１上に、スライサー１の余分の生産能力によって作製されたスライス食品をアキュームしている。すなわち、コンベア２１１において未包装のスライス食品の搬送とコンベア上へのアキュームを並行して行い、コンベア上をスライス食品で満たしている。

そして、コンベア上がスライス食品で満たされた後は、スライサー１におけるスライス食品の生産能力を、包装機３におけるスライス食品の生産能力と等しくすることにより、コンベア上がスライス食品で満たされた状態を維持しながら、スライス食品を包装機３まで搬送している。

更に、原木Ｗの取り換えに伴って、スライサー１からのスライス食品の供給が中断される間、コンベア上にアキュームされたスライス食品を包装機３まで搬送し、包装機３へのスライス食品の供給が途絶えることによって包装機３の運転が停止するのを防止している。

本実施の形態では、上述の動作を実現する手段として、搬送速度が可変のコンベア２１１を用い、包装機３に送り出されるスライス食品の数が少ないときには、コンベア２１１の搬送速度を速めることによって、搬送時間の短縮を図っている。

すなわち、コンベア２１３上が、１セット２０個のスライス食品Ｓで満たされるまでは、コンベア２１１を最速の速度で駆動し、その後は、コンベア２１１の速度を徐々に減速させることによって、コンベア２１１へのスライス食品のアキューム数を増やし、最終的には、コンベア２１１上をスライス食品で満たしている。

以下、自動投入装置２の動作について、図７を参照して説明する。図７（ａ）～（ｆ）は、コンベア２１５から包装機３の搬送部材３１までの間のスライス食品Ｓの搬送動作を説明する図である。図中、コンベア上の○はスライス食品Ｓを示す。また搬送部材３１上の内部が灰色の〇は、包装用フィルムＦのポケットＰにスライス食品Ｓが収納された状態を示している。

生産システムが稼動してスライス食品Ｓの生産が開始されると、スライサー１によりスライスされ、コンベア１６１上に積層されたスライス食品Ｓは、コンベア１６３で搬送方向と直交する方向に整列（位置が調節）された後、自動投入装置２のコンベア２１５に引き渡される。

この際、スライス食品Ｓの重さが計量器１６４で計測される。前述したように、原木Ｗの先端部は直径が若干小さく、作製されたスライス食品の重量が規格値を下回る。計量器１６４の計量結果は、コントローラ１７を介して自動投入装置２のコントローラ２４に通知される。

コントローラ１７からの通知を受け取ったコントローラ２４は、スライス食品Ｓが、コンベア１６３からコンベア２１５に引き渡されたときに、コンベア２１５の後端部を下方に旋回し、スライス食品Ｓをコンベア２１６に引き渡す。コンベア２１６に引き渡された規格外のスライス食品は、更にコンベア２１７に引き渡され、最終的に排出ボックス（図示せず）に収容される。

スライサー１における原木Ｗのスライスが進み、原木の直径が太くなると、計量器１６４での計量でスライス食品Ｓは規格値を満たす。計量器１６４の計量結果は、コントローラ１４を介してコントローラ２４に通知され、スライス食品Ｓはコンベア２１５からコンベア２１１に移載され、下流側に搬送される。

自動投入装置２のコントローラ２４は、コンベア２１２の上方に設置された位置センサ２３の出力信号を常時監視し、出力信号に基づいて４列のスライス食品Ｓを横方向に整列させると共に、コンベア２１３を通過したスライス食品Ｓの数を数える。

なお、スライス食品の位置を検出する手段として、位置センサの代わりにコンベア２１２の上方にカメラを設置してもよい。その場合、コントローラ２４においてカメラの撮影画像からスライス食品の位置データを抽出し、そのデータに基づいて位置の調節やスライス食品の計数を行う。

図７を参照して、スライス食品Ｓの搬送過程を説明する。図７（ａ）に示すように、コンベア２１１によるスライス食品Ｓの搬送当初、コンベア２１３より下流側にスライス食品Ｓが存在しない。その状態においては、コントローラ２４は、搬送時間を削減するためにコンベア２１１を最高速度で駆動し、スライス食品Ｓを下流側に搬送する。この時点では、コンベア２１１上のスライス食品Ｓ間のピッチは最大の値Ｐ１となる。

図７（ｂ）に示すように、位置センサ２３で２０個のスライス食品Ｓの通過を確認した時点において、コントローラ２４は、コンベア２１１の速度を１／２に減速する。この時点では、スライス食品Ｓ間のピッチはＰ１を維持している。

図７（ｃ）に示すように、１セット目の２０個のスライス食品Ｓがコンベア２１３からコンベア２１４に移載された後、コンベア２１３において２セット目の２０個のスライス食品Ｓの整列が開始される。この時点では、コンベア２１１の速度は最大速度の１／２であり、スライス食品をアキュームする機能はほとんど発揮されない。

図７（ｄ）に示すように、整列用コンベア２１３において２セット目の２０個のスライス食品Ｓの整列が終了した時点で、コンベア２１１の速度は最大速度の１／４に減速する。この時点では、スライス食品Ｓ間のピッチはＰ１／２であり、コンベアのアキューム機能より搬送時間の短縮が優先される。

図７（ｅ）に示すように、コンベア２１１の速度が最大速度の１／４に減速した後、コンベア上のスライス食品Ｓ間のピッチはＰ１／４で最小となり、その後コンベア２１１は最大速度の１／４の速度を維持する。この時点では、コンベア上のスライス食品Ｓ間のピッチはＰ１／２とＰ１／４が混在し、アキューム機能が高まってきている。

図７（ｆ）に示すように、コンベア２１１の速度が最大速度の１／４に減速した後、コンベア上は、最小ピッチであるＰ１／４のスライス食品Ｓで満たされ、アキューム機能は最大となる。

図７（ｆ）に示す状態において、スライサーの生産能力が包装機の生産能力よりも高いと、コンベア２１５からコンベア２１１へスライス食品を移載する際にスライス食品が衝突して正常な搬送が妨げられる。

コンベア２１１の上がスライス食品Ｓで満たされると、自動投入装置２のコントローラ２４は、そのことをスライサー１のコントローラ１７に通知する。通知信号を受信したコントローラ１７は、スライス食品の生産能力を落として、包装機３の生産能力と一致させる。

スライス食品の生産能力が包装機３の生産能力と一致した場合、コンベア２１５からコンベア２１１への移載の際にスライス食品Ｓが衝突することはないため、自動投入装置２は、コンベア２１１を最低速度で駆動しながら、スライス食品Ｓの包装機３への搬送を継続する。

スライサー１におけるスライス食品Ｓの作製が進んで、スライスが原木Ｗの後端部に近づくと、スライス片の直径が小さくなるために、作製されたスライス食品Ｓの重量が規格値よりも軽くなる。

そのスライス食品Ｓがコンベア１６３で搬送されるときに計量器１６４によってスライス食品の重量が規格値よりも軽いことが検出され、コントローラ１７を介して自動投入装置２のコントローラ２４に通知される。

原木Ｗの前端部の場合と同様に、コンベア２１５は下段の位置に切り換えられ、スライス食品Ｓはコンベア２１６に引き渡され、最終的に排出ボックス（図示せず）に収容される。

その後、スライサー１の原木Ｗが支持レーン１１２から取り外され、新たな原木Ｗが支持レーン１１２に取り付けられる（図３参照）。現状、原木Ｗの交換は自動化されており、１０秒強で交換は終了する。原木Ｗが交換される間、スライサー１の運転は停止する。

コンベア２１５および２１６を用いて規格外のスライス食品Ｓを廃棄した後、スライサー１からのスライス食品の供給が停止する。そのままでは、スライサー１から新たなスライス食品Ｓが供給されるまで、包装機３へのスライス食品の供給が停止することになる。これを避けるため、自動投入装置２は、コンベア２１１上にアキュームされたスライス食品Ｓを包装機３まで搬送する。

コンベア２１１の長さを調節してコンベア上にアキュームされるスライス食品の数を増やせば、スライサー１からのスライス食品Ｓの供給が途絶えている間、包装機３にスライス食品Ｓを供給し続けることができるため、包装機３の運転が停止するのを防止できる。

従ってコンベア２１１の長さは、コンベア上にアキュームされたスライス食品Ｓが包装機３に搬送される時間が、スライサー１における原木Ｗを取り換える時間よりも長くなるように設定すればよい。スライサー１において原木Ｗが交換された後、図７（ａ）～（ｆ）に示したコンベア２１１によるスライス食品のアキュームと搬送が繰り返される。

上述したように、本発明に係るスライス食品生産システムでは、スライサー１におけるスライス食品の生産能力を、包装機３におけるスライス食品の生産能力よりも高く設定し、自動投入装置２においてスライス食品の搬送とアキュームを並行して行うことにより、原木の取り換え時に包装機３の運転が停止するのを防止しており、スライス食品生産システムの稼働率を向上させることができる。

更に、アキューム機能を備えた搬送路を、基本的に、搬送速度が可変の１台のコンベアで構成しており、搬送路を複数台のコンベアで構成した場合のように、原木を移載する際に、食品原木の配列が乱れることがない。結果として、包装機におけるスライス食品の円滑な投入が可能となるため、投入作業における作業者の補助を大幅に減らすことができる。

なお、上述した実施の形態では、自動投入装置を構成するコンベアの搬送速度を、包装機に向けて送り出されるスライス食品の数に応じて、最高速度から１／２ずつ低減するように制御したが、この値に限定されない。実験結果に基づいて、高速搬送とアキューム機能とを両立させる搬送速度を選択すればよい。

また、上述した実施の形態では、アキューム機能を備えた搬送路を、搬送速度が可変の１台のコンベアで構成したが、アキューム機能を高めたい場合、搬送路を、上下２段に配置された２台のコンベアで構成し、上流側および下流側に配置されたコンベアを上下に旋回させることで、いずれかの搬送路を選択できるようにしてもよい。

また上述した実施の形態においては、円柱状の食品原木をスライスして円形のスライス食品を生産する場合について説明したが、生産される食品の形状や材料は、これに限定されない。例えば、円柱状の食品原木を斜めにスライスして楕円状のスライス食品を生産したり、角柱状の食品原木をスライスして四角形のスライス食品を生産することもできる。

Ｆ包装用フィルム
Ｐポケット
Ｓスライス食品
Ｗ原木
１スライサー
２自動投入装置
３包装機
１１原木移送ステーション
１５スライスステーション
１６整列・計量ステーション
１７、２４、３４コントローラ
２２筐体
２３位置センサ
３１搬送部材
３２成形部材
３３封止部材
１１０原木移送機構
１２０Ａ～１２０Ｄ第１移送手段
１３０第２移送手段
１４０グリッパ
１５１切断刃
１５２切断刃駆動部材
１６１～１６３、２１１～２１７コンベア
１６４計量器

Claims

並列に配置された複数本の食品原木を移送しながらスライスした後、スライス片を積層して未包装の複数個のスライス食品を作製するスライサーと、
前記複数個のスライス食品を、包装用フィルムに形成された複数個のポケットのそれぞれに収納した後、カバーフィルムで封止する包装機と、
前記スライサーと前記包装機との間に配置された複数個のコンベアで構成され、前記スライサーで作製された複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムのポケットの位置に合わせて整列させた後、前記包装機まで搬送して前記各ポケットに投入する自動投入装置と、を備え、
前記自動投入装置は、前記スライサーから単位時間当たり一定の数量で受け取った複数個のスライス食品を前記複数本の原木と同数だけ搬送方向に垂直な方向に配列してアキュームすると共に、前記包装機に向けて搬送する第１のコンベアを含み、
当該第１のコンベアは、前記包装機に向けて送り出されるスライス食品の数が増えるにつれて搬送速度が低下し、最終的に、コンベア上が最小ピッチで配列されたスライス食品で満たされており、
前記自動投入装置は、第１のコンベアから移載された前記複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムのポケットに、一度に投入する数だけ整列させる第２のコンベアと、前記第２のコンベアで整列された複数個のスライス食品を、前記包装用フィルムの移動に同期して個々のポケットに投入する第３のコンベアと、を含み、
第２のコンベアが空のとき、第１のコンベアが最高速度でスライス食品を搬送し、第２のコンベアに、所定の数だけスライス食品が移載されると、第１のコンベアが最高速度より遅い所定の一定速度に減速されることを特徴とするスライス食品生産システム。
第１のコンベアが最高速度から最高速度より遅い前記所定の一定速度に減速されたのち、第２のコンベアから第３のコンベアに前記所定の数のスライス食品が移載されたのち、再び第２のコンベアに所定の数だけスライス食品が移載されると、第１のコンベアがさらに遅い所定の一定速度に減速される請求項1に記載のスライス食品システム
前記スライサーにおけるスライス食品の生産能力を、前記包装機におけるスライス食品の生産能力よりも高く設定し、前記第１のコンベアにおいてスライス食品の搬送とアキュームを並行して行うことによりコンベア上をスライス食品で満たし、
前記第１のコンベア上がスライス食品で満たされた後は、前記スライサーの生産能力を前記包装機の生産能力と等しくすることにより、前記第１のコンベア上がスライス食品で満たされた状態を維持しながら、前記スライス食品を前記包装機まで搬送する、請求項１に記載のスライス食品生産システム。
前記食品原木の取り換えに伴って前記スライサーからのスライス食品の供給が中断される間、前記第１のコンベア上にアキュームされたスライス食品を前記包装機まで搬送し、前記包装機へのスライス食品の搬送が途絶えることによって前記包装機の運転が停止するのを防止する、請求項２に記載のスライス食品生産システム。
前記第１のコンベアの下流側には、当該第１のコンベアから移載された複数のスライス食品のそれぞれの搬送方向の位置を調整する複数の小コンベアが、搬送方向と直交する方向に並置され、
かつそれぞれの小コンベアの上方には、当該小コンベアで搬送されるスライス食品の位置を検出する位置センサが設置されている、請求項１に記載のスライス食品生産システム。
前記包装機に向けて送り出されるスライス食品の数は、前記位置センサの出力信号に基づいて算出される、請求項５に記載のスライス食品生産システム。
前記スライサーは、少なくとも、スライス片を受け取ると共に、それを積み重ねてスライス食品を作製する第４のコンベア、および当該スライス食品の搬送方向と直交する方向の位置を調節する第５のコンベアを備える、請求項１乃至６のいずれかに記載のスライス食品生産システム。