食品トレーの金型交換

食品トレーの金型交換装置に
求められる要件

• 【環境要件】樹脂粉や食品包装材の端材が発生する環境でも安定して動作できる構造や、有人・無人運転時を問わず接触事故を防止するための安全柵・安全センサーの整備
• 【生産要件】頻繁な品種切り替えに対応するための短時間交換機能と、複数種類の金型に対応できる柔軟な搬送機構や位置決め機構
• 【精度要件】繰り返し交換を行っても成形品質へ影響を与えにくい高い位置決め再現性と、安定した型合わせ性能

食品トレーの製造現場では、弁当容器や惣菜パックなどの多品種少量生産が進み、1日に複数回の金型交換を行うケースもあります。そのため、金型交換に伴う成形機の停止時間をいかに短縮するかが、生産性を左右する重要な要素となっています。

また、食品トレー用の金型には、大型多キャビティ化や自動化設備への対応に伴い、重量が増加するケースもあります。クレーンを用いた交換作業では、金型の揺れや落下による労働災害リスクへの対策が欠かせません。人手不足が深刻化するなか、熟練作業者だけに依存しない運用体制を構築するためにも、金型交換の標準化や自動化を前提とした設備選定が求められています。

さらに、小ロット生産への対応を進めるためには、段取り替えの短縮によって在庫量を抑え、必要な数量を必要なタイミングで生産できる体制を整えることも重要です。多品種少量生産の現場では、安全性、生産性、品質安定性のバランスを考慮した設備選定が求められています。

食品トレーへの活用イメージ

• 【設置・レイアウト】成形機の配置や工場内の通路幅に合わせて、レール式や無軌道式（自走式）の金型交換装置を選定し、限られたスペースでも複数設備をカバー
• 【作業手順の変化】次に使用する金型を事前に準備する外段取りを進めることで、成形機停止後の交換作業を短時間化
• 【システム連携】成形機の稼働状況と金型交換作業を連携させ、段取り時間を考慮した生産計画を立案

従来の食品トレー製造では、クレーンによる金型交換や配管の接続作業に時間を要し、成形機の停止時間が長くなるケースがありました。また、クレーンの手配待ち時間や金型の横揺れを抑えるための作業が発生し、生産効率を低下させる要因にもなっています。

近年では、外段取りの考え方を取り入れ、次に使用する金型の準備や配管接続の簡素化を進める取り組みが増えています。例えば、両路開閉式カプラを採用することで、配管着脱時の流体漏れやエア混入の低減につながり、段取り作業の簡素化に寄与する場合があります。また、金型の待機場所を工夫してクレーンの移動距離を短くすることで、段取り時間の短縮を図る事例も見られます。

さらに、金型交換装置を活用することで、重量金型の位置合わせ作業を削減できる場合があります。作業手順の標準化を進めることで、経験の浅い作業者でも作業品質のばらつきを抑えながら段取り替えを行いやすい環境を構築できます。安全性の向上と生産効率の改善を両立しやすい点は、食品トレー製造における大きなメリットといえるでしょう。

現場の課題に即した
金型交換装置の選定

食品トレーの金型交換では、重量金型を安全に搬送しながら、短時間で次の生産へ移行することが求められます。そのため、装置選定においては、金型重量や交換頻度だけでなく、工場のレイアウトや運用体制も含めて総合的に検討する必要があります。

段取り時間の短縮と作業安全性の向上を両立するためには、自社の課題に適した方式を選定することが重要です。例えば、クレーン作業を削減したい場合は無軌道式（自走式）、狭いスペースで運用したい場合はコンパクトな横方向搬送タイプなど、現場条件によって適したシステムは異なります。

また、将来的な品種増加や生産計画の変更を見据えると、複数の成形機へ対応できる柔軟性や、メンテナンスのしやすさも重要な判断材料になります。初期投資だけではなく、運用コストや保守性を含めた長期的な視点で設備を評価することが、生産性向上につながる設備導入のポイントです。

当メディアでは、通路が狭い、配管が複雑、独自の特注設計を依頼したいなどといった現場の課題に合わせて、おすすめの金型交換装置・システムを紹介しています。製品選びの参考に活用してください。

食品トレーに限らず、さまざまなモノづくりの現場が抱える課題に応じた金型交換システムも展開しています。
他業界における具体的な改善実例については、下記の業界別に紹介記事を参考にしてください。