JP2024077264A

JP2024077264A - 容器充填シール装置

Info

Publication number: JP2024077264A
Application number: JP2022189251A
Authority: JP
Inventors: 守斎藤; Mamoru Saito
Original assignee: Shibuya Packaging System Corp
Current assignee: Shibuya Packaging System Corp
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-06-07
Also published as: CN118083287A; US12325548B2; US20240174390A1

Abstract

【課題】処理能力が異なる上流側の装置と下流側の装置をそれぞれ適正な処理能力で運用する。
【解決手段】第１搬送コンベヤ１２で麺塊Ｎをｍ列で搬送する。麺塊Ｎに容器Ｃを被せて容器Ｃを反転させることにより麺塊Ｎを容器Ｃ内に収容する。第１搬送コンベヤ１２の下流に、麺塊Ｎが収容された容器Ｃをｎ（＜ｍ）列で搬送する第２搬送コンベヤ１６を設ける。第１搬送コンベヤ１２と第２搬送コンベヤ１６の間に、麺塊Ｎが収容された容器Ｃを、ｍ個を単位に上流から受け取って、ｎ個を単位に下流に受け渡すリニア搬送コンベヤ１４を配置する。第２搬送コンベヤ１６によって搬送される容器Ｃの口部をシール装置でシールする。
【選択図】図２

Description

本発明は、多列で搬送される物品を処理能力の異なる複数の装置で処理する装置に関し、特に、麺機からの麺塊を容器に収容し、各種具材を充填後、容器口部をシールする容器充填シール装置に関する。

例えば、即席麺を製造する即席麺製造装置は、上流側に麺機（原材料をこねて、伸ばして、切断して、まとめて、揚げる等の処理を行う機械）が、その下流に充填シール装置（容器への具材の充填、蓋のシール、検査等を行う）が配置される（特許文献１、２）。従来の即席麺製造装置では、上流側の麺機から下流側の容器充填シール装置まで、麺機の連数（列数）に合わせた搬送コンベヤが用いられる。

特許第４４９２９７０号公報特許第７０３９９２０号公報

特許文献１、２の構成では、麺機と充填シール装置において連数が同じである。そのため各装置における処理能力（搬送速度）が異なる場合、高い方の処理能力を低い方に合わせる必要がある。麺機における麺を揚げる油の温度と揚げ時間は決まっているため、麺機の処理能力はフライヤーの長さによって制限される。フライヤーの設置スペースにはコスト的な限界があるため麺機の１連当たりの処理能力（搬送速度）は、一般に充填シール装置の１連当たりの処理能力よりも低い。そのため容器充填シール装置の処理能力を麺機に合わせて抑制する必要があり、充填シール装置の能力が無駄となる。

本発明は、処理能力が異なる上流側の装置と下流側の装置をそれぞれ適正な処理能力で運用することを課題としている。

本発明の第１の発明である容器充填シール装置は、物品をｍ列で搬送する第１搬送手段と、物品に容器を被せる容器供給手段と、物品に容器を被せた状態で容器を反転させることにより物品を容器内に収容する容器反転手段と、上記第１搬送手段の下流に設けられ、物品が収容された容器を前記ｍ列よりも少ないｎ列（ｎは２以上の自然数）で搬送する第２搬送手段と、上記第１搬送手段と第２搬送手段の間に設けられ、物品が収容された容器をｍ個を単位に上流から受け取って、ｎ個を単位に下流に受け渡す受渡手段と、上記第２搬送手段によって搬送される容器の口部をシールするシール手段とを備えることを特徴としている。

本発明の第２の発明である容器充填シール装置は、第１の発明において、上記受渡手段が、物品が収容された容器を上記第１搬送手段と第２搬送手段間で循環搬送するリニア搬送装置であることを特徴としている。

本発明によれば、処理能力が異なる上流側の装置と下流側の装置をそれぞれ適正な処理能力で運用することができる。

本発明の一実施形態である容器充填シール装置の配置を模式的に示す側面図である。第１搬送コンベヤ、リニア搬送コンベヤ、第２搬送コンベヤの配置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である容器充填シール装置の配置を模式的に示す側面図である。

本実施形態の容器充填シール装置１０は、上流側に配置された図示しない麺機から第１搬送コンベヤ（第１搬送手段）１２により１２列で搬送される麺塊Ｎを容器Ｃに収容し、循環式のリニア搬送コンベヤ（受渡手段）１４を介して、８列の第２搬送コンベヤ（第２搬送手段）１６へと受け渡し、粉末スープや具材を容器Ｃ内に充填した後、容器Ｃの口部を蓋Ｌでシールする装置である。なお、麺機では所定重量（製品）ごとに纏められた生麺が１２列で所定温度、所定時間フライヤーで揚げられ、１２列の麺塊Ｎとして第１搬送コンベヤ１２に移載される。また、第１搬送コンベヤ１２により１２列の麺塊Ｎが搬送され、第２搬送コンベヤ１６により８列の麺塊Ｎが収容された容器Ｃが搬送されているが、これらの列数は一例であって、それぞれ変更することができる。

第１搬送コンベヤ１２の下流側には、第１搬送コンベヤ１２の幅方向に沿って反転ブロック（容器反転手段）１８が配置される。反転ブロック１８は第１搬送コンベヤ１２の横幅と略同じ長さを有する横長の正方形断面形状を有する直方体であり、長手方向の中心軸を中心に９０度ずつ各面を垂直方向および水平方向に順次向けながら回転される。反転ブロック１８の上方に向けられた面は、第１搬送コンベヤ１２の搬送面と略同じ高さに配置され、第１搬送コンベヤ１２の下流端と反転ブロック１８の上面の間には、第１搬送コンベヤ１２上の麺塊Ｎを反転ブロック１８上へと受け渡すための受渡プレート２０が配置される。

反転ブロック１８の上方には、カートリッジ２２Ａから容器Ｃの底面を吸着して１個ずつ抜き取り、反転ブロック１８の上面に移載された麺塊Ｎの上に被せる容器供給装置（容器供給手段）２２が配置される。反転ブロック１８の上方に向けられた面には、第１搬送コンベヤ１２から１２列の麺塊Ｎの先頭１行分（１２個）の麺塊Ｎが図示しない移載手段により略同時に移載される。容器Ｃが各麺塊Ｎに被せられると反転ブロック１８の各側面に設けられた容器ロック機構１８Ａにより、容器Ｃが反転ブロック１８に伏せられた状態で固定される。その後、反転ブロック１８は、上面が受渡プレート２０から離隔する方向に９０°回転され、第１搬送コンベヤ１２の次の先頭１行の麺塊Ｎが、次に上向きとされた反転ブロック１８の側面に移載され、同様の処理が繰り返される。

反転ブロック１８の下方の受取位置には、リニア搬送コンベヤ１４に多数設けられるリテーナ２４を備えたキャリアの搬送経路が位置する。リテーナ２４は、リニア搬送コンベヤ１４の循環軌道上の一部から外側に延出する板部材であり、各リテーナ２４には、麺塊Ｎを収容した容器Ｃを保持する穴が設けられる。反転ブロック１８の下方に位置するリテーナ２４の下には、リテーナ２４の各穴に対応して昇降可能な第１の昇降装置２６が配置される。また、第１の昇降装置２６を挟んでリニア搬送コンベヤ１４の反対側には、反転ブロック１８の容器Ｃをリテーナ２４に受け渡す第１の容器移載装置２８が配置される。

第１の昇降装置２６は、１２個の容器Ｃが載置される載置台と、この載置台を昇降させる駆動手段を備える。第１の容器移載装置２８は、反転ブロック１８の下側の面に容器ロック機構１８Ａにより保持される容器Ｃの開口部下を把持するグリッパ２８Ａを備える。グリッパ２８Ａは図示しない駆動手段により昇降可能かつリニア搬送コンベヤ１４方向に向けて水平移動可能であり、容器ロック機構１８Ａ解除後にグリッパ２８Ａで把持した容器Ｃをリテーナ２４の各穴の真上から下降させる。グリッパ２８Ａに把持される１２個の容器Ｃは、下降されて上昇状態の第１の昇降装置２６の載置台の上に移載される。１２個の容器Ｃが第１の昇降装置２６の載置台の上に移載されると、グリッパ２８Ａは、把持した容器Ｃを開放し、第１の昇降装置２６が下降されて下降状態となると、１２個の容器Ｃは１２個のリテーナ２４の各穴に完全に嵌装され保持される。１２個の容器Ｃが１２個のリテーナ２４の各穴に保持されると、容器Ｃを保持した１２個のキャリアが受取位置から受渡位置の上流側に向けて移動するとともに、受取位置の上流側で待機していたリテーナ２４に容器Ｃを保持していないキャリアの内、１２個のキャリアが受取位置に移動する。また、第１の昇降装置２６の載置台が上昇して上昇状態となり、同様の処理が繰り返される。

図２は、第１搬送コンベヤ１２、リニア搬送コンベヤ１４、第２搬送コンベヤ１６の配置を示す平面図である。リニア搬送コンベヤ１４の各キャリアは循環軌道上を独立して移動可能であり、反転ブロック１８の下の受取位置には１２個のリテーナ２４を備えるキャリアが待機される。同状態において、反転ブロック１８に保持され、麺塊Ｎを収容した１２個（１行分）の容器Ｃが、第１の容器移載装置２８と第１の昇降装置２６により反転ブロック１８下に待機する１２個のキャリアに同時に移載される。

図２に示されるように、リニア搬送コンベヤ１４は、長円形の軌道を有し、一対の直線部と、一対の直線部の一方側の端部および他方側の端部との間を接続する一対の半円状の湾曲部とで循環搬送経路が形成される。長円の一方の直線部は反転ブロック１８の長手方向（第１搬送コンベヤ１２下流端幅方向）に沿って配置される。一方、他方の直線部は第２搬送コンベヤ１６の上流端幅方向に沿って配置される。一方の直線部の受取位置において反転ブロック１８から容器Ｃを受け取った１２個のキャリアは、長円軌道上を他方の直線部の受渡位置へと搬送される。リニア搬送コンベヤ１４には、循環搬送経路に沿って多数の電磁石が並んで埋設され、各キャリアには永久磁石が埋設される。各キャリアはそれぞれがリニアモータ駆動により移送され、図示しない制御手段によって搬送経路に埋設された電磁石に供給される電流が調整されて、この電流に応じて各キャリアの位置や移送速度が調整されるようになっている。

他方の直線部の受渡位置において第２搬送コンベヤ１６の上流端に隣接するリテーナ２４の上方には、第２の容器移載装置３０が配置される。第２の容器移載装置３０は、リテーナ２４に保持される容器Ｃの開口部下を把持するグリッパ３０Ａを備え、グリッパ３０Ａは昇降可能かつ第２搬送コンベヤ１６側へ向けて水平移動可能である。また、第２搬送コンベヤ１６の上流端に隣接する８個のリテーナ２４の下方には、リテーナ２４の各穴に対応して昇降可能な第２の昇降装置３２が配置される。

第２の昇降装置３２は、８個の容器Ｃが載置される載置台と、この載置台を昇降させる駆動手段を備える。第２の昇降装置３２が上昇されると容器Ｃの底面が第２の昇降装置３２の載置台により支持され、各容器Ｃはリテーナ２４から持ち上げられる。この状態で、第２の容器移載装置３０のグリッパ３０Ａが８個の容器Ｃの開口部下を把持し、第２搬送コンベヤ１６の上方へと移動する。

第２搬送コンベヤ１６は、一対のチェーンに１行分（８個）の容器Ｃを保持するリテーナ３４が複数架け渡されたコンベヤである。各リテーナ３４には、容器Ｃを収容する８個の穴が設けられ、容器Ｃは８列で第２搬送コンベヤ１６上を搬送される。

第２搬送コンベヤ１６の上流端に位置するリテーナ３４の下方には、第３の昇降装置３６が配置される。第３の昇降装置３６は、上流端に位置するリテーナ３４の下方に配置される載置台と、第２搬送コンベヤ１６の側方に設けられ、載置台を昇降させる駆動手段を備える。第２の容器移載装置３０のグリッパ３０Ａによりｎ個の容器Ｃが上流端に位置するリテーナ３４の各穴の真上に移送された後に下降されると、各容器Ｃは上昇状態の第３の昇降装置３６の載置台の上に載置される。その後、第３の昇降装置３６の載置台は下降されて下降状態となり、８個の容器Ｃが上流端に位置するリテーナ３４の各穴に同時に嵌装され、容器Ｃの第２搬送コンベヤ１６への移載が完了する。８個の容器Ｃが第２の容器移載装置３０のグリッパ３０Ａにより把持されてリテーナ２４から移送されると、容器Ｃを受け渡した８個のキャリアが受渡位置から受取位置の上流側に向けて移動するとともに、第２の昇降装置３２の載置台は下降されて下降状態となる。また、受渡位置の上流側で待機するリテーナ２４に容器Ｃを保持したキャリアの内、８個のキャリアが受渡位置に移動し、同様の処理が繰り返される。

なお、第２の容器移載装置３０がリニア搬送コンベヤ１４からｎ（８）個の容器Ｃを第２搬送コンベヤ１６へ移載する速度は、制御手段により第１の容器移載装置２８が反転ブロック１８からｍ（１２）個の容器Ｃをリニア搬送コンベヤ１４へ移載する速度の略ｍ／ｎ倍に制御される。また、第２搬送コンベヤ１６の搬送速度Ｖ２は、第１搬送コンベヤ１２の搬送速度Ｖ１の略ｍ／ｎ（＞１）倍に設定される（Ｖ２＝ｍ／ｎ×Ｖ１）。この場合、受取位置の上流側には、第１の容器移載装置２８の処理数（１２個）以上のキャリアがアキュームされているのが望ましい。同様に、受渡位置の上流側には、第２の容器移載装置３０の処理数（８個）以上のキャリアがアキュームされているのが望ましい。すなわち、受取位置において１２個の容器Ｃが１２個のキャリアのリテーナ２４の各穴に保持されるまでの間に、受取位置の上流側にリテーナ２４に容器Ｃを保持していない１２個のキャリアが待機されるように制御されると、直ちに次の１２個の容器Ｃの受け取りを行うことができる。同様にリニア搬送コンベヤ１４の８個のキャリアから８個の容器が移載されるまでの間に、受渡位置の上流側に少なくとも８個のキャリアが待機されるように制御されると、直ちに次の８個の容器Ｃの受け渡しを行うことができる。

第２搬送コンベヤ１６は、麺塊Ｎが収容された容器Ｃを搬送しながらスープや具材を投入し、その後容器Ｃの開口部を蓋Ｌでシールし、シール状態の検査するコンベヤである。図１に示されるように、第２搬送コンベヤ１６の上方には、上流側から粉末スープ充填装置３８、具材充填装置４０、蓋供給装置４２、蓋シール装置（シール手段）４４、検査装置４６がこの順番でｎ台ずつ配置される。

第２搬送コンベヤ１６は間欠駆動され、上記各装置３８、４０、４２、４４、４６の直下に容器Ｃが位置するタイミングで一定期間停止する。粉末スープ充填装置３８、具材充填装置４０の下では、１行分（８個）の容器に粉末スープおよび具材がそれぞれ充填される。蓋供給装置４２は、積層された蓋Ｌを保持するカートリッジ４２Ａと、カートリッジ４２Ａと第２搬送コンベヤ１６の間に設けられる回転アーム４２Ｂとを備える。回転アーム４２Ｂはその先端に吸着盤を備え、カートリッジ４２Ａに保持される蓋Ｌを１枚ずつ吸着して取り出し、１８０度回転後、各容器Ｃの開口部に蓋Ｌを載置する。

開口部に蓋Ｌが載せられた容器Ｃは、第２搬送コンベヤ１６により蓋シール装置４４下まで搬送される。蓋シール装置４４は、例えばヒートシーラや超音波シーラであり、蓋シール装置４４のヘッド部は、蓋Ｌが被せられた容器Ｃの開口部に上方から押し当てられる。これにより蓋Ｌの外周は容器Ｃの開口部の縁に貼着される。蓋シール装置４４により蓋Ｌが貼着された容器Ｃは、検査装置４６の下方において蓋Ｌの貼着状態の良否が検査される。検査装置４６は、例えばカメラ４６Ａとリング照明４６Ｂとからなり、撮影画像から容器Ｃからの蓋Ｌの位置ずれ等を検出し、その良否を判断する。

麺塊Ｎ、粉末スープ、具材等の充填、蓋Ｌによる密封、製品としての良否が検査された容器Ｃは、第２搬送コンベヤ１６により更に下流側の処理装置に向けて搬送され、途中、不良と判断された容器Ｃは不図示の排出装置によりライン外へと排出される。

以上のように、本実施形態によれば、上流側の第１搬送コンベヤによりｍ列で搬送される麺塊が収容されたｍ個の容器が、循環式のリニア搬送コンベヤを介して、ｎ（＜ｍ）列で容器を搬送する下流側の第２搬送コンベヤへと受け渡すことができるため、第２搬送コンベヤの搬送速度Ｖ２を第１搬送コンベヤの搬送速度Ｖ１の略ｍ／ｎ（＞１）倍に設定することができる（Ｖ２＝ｍ／ｎ×Ｖ１）。これにより、上流側の処理能力が下流側よりも低い場合においても、上流側および下流側の列数の比を処理能力の比に合わせることで、上流側、下流側において適正な処理能力で各装置を運用することができる。

例えば、本実施形態の容器充填シール装置の下流側（第２搬送コンベヤ）では、フライヤーなどの制約により下流側の処理装置よりも処理能力が低い上流側のラインの連数に対して、下流側のラインの搬送速度を上げ、連数を少なくすることで、具材充填装置、シール装置、検査装置の数を少なくすることができ、製造コストを抑えることができる。

また、第２搬送コンベヤの機幅が狭くなるので、作業性・清掃性が向上する。更に、保管する予備部品も少なくて済むためメンテナンス性も向上する。また、リニア搬送装置を介在させることで、麺機で発生した麺カスが下流側に持ち込まれないので、清掃性が向上でき、ランニングコストも抑制できる。

なお、循環搬送するリニア搬送コンベヤ（リニア搬送装置）の各キャリアが独立に走行可能なため、キャリアの一部が搬送経路上でアキュームされて、上流側で供給されるｍ個と下流側で排出されるｎ個の差は、搬送経路上において吸収される。

なお、本実施形態では、リニア搬送コンベヤ１４の各キャリアは、リテーナ２４を備え、リテーナ２４に形成された穴に容器Ｃを収容して搬送しているが、各キャリアが容器Ｃを把持する一対のグリッパを備え、このグリッパが容器Ｃを把持して搬送するものであってもよい。

また、本実施形態では、リニア搬送コンベヤ１４の各キャリアのリテーナ２４には、容器Ｃを保持するための穴が１つ形成されて、１つのキャリアが１つの容器を保持して搬送しているが、リテーナ２４に容器を保持する穴が複数形成されて、１つのキャリアが複数の容器を保持して搬送するものであってもよい。この場合、リテーナ２４に形成される穴は、第１搬送手段と第２搬送手段の公約数であることが望ましい。

また、本実施形態では、第１搬送手段と第２搬送手段の間に設けられ、物品が収容された容器をｍ個を単位に上流から受け取って、ｎ個を単位に下流に受け渡す受渡手段としてリニア搬送コンベヤを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば循環経路が構成されたテーブルを可動として、循環経路を循環させるとともにテーブルを往復移動させるサーボテーブルを用いたり、他の公知手段を用いたりしてもよい。

１０容器充填シール装置
１２第１搬送コンベヤ（第１搬送手段）
１４リニア搬送コンベヤ（受渡手段）
１６第２搬送コンベヤ（第２搬送手段）
１８反転ブロック（容器反転手段）
２２容器供給装置（容器供給手段）
４４蓋シール装置（シール手段）

Claims

物品をｍ列で搬送する第１搬送手段と、
物品に容器を被せる容器供給手段と、
物品に容器を被せた状態で容器を反転させることにより物品を容器内に収容する容器反転手段と、
上記第１搬送手段の下流に設けられ、物品が収容された容器を前記ｍ列よりも少ないｎ列（ｎは２以上の自然数）で搬送する第２搬送手段と、
上記第１搬送手段と第２搬送手段の間に設けられ、物品が収容された容器をｍ個を単位に上流から受け取って、ｎ個を単位に下流に受け渡す受渡手段と、
上記第２搬送手段によって搬送される容器の口部をシールするシール手段とを備える
ことを特徴とする容器充填シール装置。
上記受渡手段が、物品が収容された容器を上記第１搬送手段と第２搬送手段間で循環搬送するリニア搬送装置であることを特徴とする請求項１に記載の容器充填シール装置。