JP4913532B2 - 食品製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品製造装置に係り、特に、内容物を食品生地で包み込むものに関する。

従来、一組の揺動アームのそれぞれに回転体を設け、これらの回転体を回転しつつ前記揺動アームを揺動して、食品生地内に内容物を封じ込める構成の食品製造装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。
特許第２６９１３９４号公報

ところで、前記従来の食品製造装置では、揺動アームを揺動する機構、揺動アームに設けられている回転体を回転する機構が設けられているので、装置の構成が煩雑になっている。

さらに、揺動アームに、回転体が設けられていることに加えて、前記揺動機構と前記回転機構とが設けられているので、揺動アームの揺動中心軸まわりの慣性モーメントが大きくなり、高速運転が困難になっているという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で高速運転が可能な食品製造装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、対向して設けられた第１の回転体と第２の回転体とを回転し、前記各回転体の協働によって、食品生地内に内容物を封じ込める食品製造装置において、前記各回転体は、所定の各自転軸を中心にして自転しつつ、前記各自転軸が所定の各公転軸を中心にして公転するように構成されており、前記各回転体が前記自転と前記公転とをするときに、前記各回転体にまたがって前記各回転体に載置されている板状の前記食品生地であってこの上部に前記内容物が置かれている食品生地を、前記各回転体の間に挟み込むことによって、前記食品生地内に前記内容物を封じ込めるように構成されている食品製造装置である。

請求項２に記載の発明は、対向して設けられた第１の回転体と第２の回転体とを回転し、前記各回転体の協働によって、食品生地を成形する食品製造装置において、前記各回転体は、所定の各自転軸を中心にして自転しつつ、前記各自転軸が所定の各公転軸を中心にして公転するように構成されており、前記各回転体が前記自転と前記公転とをするときに、前記各回転体にまたがって前記各回転体に載置されている前記食品生地を、前記各回転体の間に挟み込むことによって、前記食品生地を成形するように構成されている食品製造装置である。

請求項３に記載の発明は、水平方向に延びている第１の自転軸を中心にして所定の方向に自転すると共に、前記第１の自転軸と平行に延びている第１の公転軸を中心にして、前記第１の自転軸が前記自転方向と同方向に公転する第１の回転体と、前記第１の自転軸が上方から下方に向かって前記第１の公転軸のまわりを回る側で、前記第１の自転軸と平行に延びている第２の自転軸を中心にして、前記第１の回転体とは逆方向に自転すると共に、前記第２の自転軸と平行に前記第１の公転軸とほぼ同じ高さで延びている第２の公転軸を中心にして、前記第２の自転軸が前記自転方向と同方向に公転する第２の回転体と、上部に内容物がおかれている板状の食品生地を載置するために、前記第１の回転体の側面に設けられた第１の載置部と、前記食品生地を載置するために、前記第２の回転体の側面に、第１の載置部と対向するように設けられた第２の載置部とを有する食品製造装置である。

請求項４に記載の発明は、フレームと、中心軸が水平方向に延びるようにして、前記フレームに一体的に設けられた第１の外歯車と、中心軸が前記第１の外歯車の中心軸と一致し、少なくとも一部の部位が前記第１の外歯車の内側に位置するようにして、前記第１の外歯車の中心軸を中心に回転自在に設けられた長手方向の一端部側の部位と、中心軸が前記一端部側の部位の中心軸から偏心し前記一端部側の部位の中心軸と平行に延びるようにして、前記一端部側の部位に一体的に設けられた長手方向の他端部側の部位とを備えて構成された第１の回転軸部材と、中心軸が前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、内側に前記第１の回転軸部材の他端部側の部位が位置するようにして、前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸を中心にして前記第１の回転軸部材に回転自在に設けられた第１の回転体と、中心軸が前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、前記第１の外歯車と噛合するようにして、前記第１の回転体に一体的に設けられた第１の内歯車と、食品生地を載置するために、前記第１の回転体の側面に設けられた第１の載置部と、前記第１の外歯車と同じ形状に形成され、中心軸が、前記第１の外歯車の中心軸から所定の距離だけ離れ前記第１の外歯車の中心軸と平行で同じ高さになるように延びて、前記フレームに一体的に設けられた第２の外歯車と、前記第１の回転軸部材と同じ形状に形成され、中心軸が前記第２の外歯車の中心軸と一致し、少なくとも一部の部位が前記第２の外歯車の内側に位置するようにして、前記第２の外歯車の中心軸を中心に回転自在に設けられた長手方向の一端部側の部位と、中心軸が前記一端部側の部位の中心軸から偏心し前記一端部側の部位の中心軸と平行に延びるようにして、前記一端部側の部位に一体的に設けられた長手方向の他端部側の部位とを備えて構成された第２の回転軸部材と、中心軸が前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、内側に前記第２の回転軸部材の他端部側の部位が位置するようにして、前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸を中心にして前記第２の回転軸部材に回転自在に設けられた第２の回転体と、前記第１の内歯車と同じ形状に形成され、中心軸が前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、前記第２の外歯車と噛合するようにして、前記第２の回転体に一体的に設けられた第２の内歯車と、前記食品生地を載置するために、前記第２の回転体の側面に、第１の載置部と対向するように設けられた第２の載置部と、前記第１の回転軸部材の回転方向と前記第２の回転軸部材の回転方向とが互いに逆になるように、前記各回転体を回転させるアクチュエータとを有する食品製造装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の食品製造装置において、前記フレームは、第１のフレームと、第２のフレームとによって構成されており、前記各フレームは、お互いが接近・離反するように基台に設けられており、前記各フレームの接近・離反によって、前記各回転体の間の距離が変化するように構成されている食品製造装置である。

請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の食品製造装置において、前記第１の回転体は、柱状に形成されており、軸に垂直な平面による側面の断面が、円弧や曲線を外側に凸になるように組み合わせた正多角形状に形成されており、前記第２の回転体も、柱状に形成されており、軸に垂直な平面による側面の断面が、円弧や曲線を外側に凸になるように組み合わせた正多角形状に形成されており、前記各載置部は、前記多角形状の断面の角部とこの付近に設けられており、前記各回転体の間の最短距離をほぼ一定な値に保ちつつ、前記各回転体が自転し公転するように、前記外歯車の歯数と前記内歯車の歯数との比が決められている食品製造装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の食品製造装置において、前記各回転体に前記食品生地を供給するための食品生地供給装置を有し、この食品生地供給装置は、前記各載置部に前記板状の食品生地を載置する前に、前記食品生地をこの厚さに対してほぼ直交する方向に延ばす機能を備えて構成されている食品製造装置である。

本発明によれば、簡素な構成で高速運転が可能な食品製造装置を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る食品製造装置１の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。

以下、説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、上下方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。

食品製造装置１は、可塑性を備えた食品生地（小麦粉と水等を混ぜて練る等して生成されたパン生地、軟らかい餅等）に、内容物（食品生地で包まれる内容物、たとえば、ジャム、クリーム、チョコレート等の菓子パンの内容物やカレーパン等の内容物）を封じ込める（食品生地で内容物を包み込む）ときに使用される装置である。

食品生地の供給は、図３に示すように、食品生地供給装置３から行われ、内容物の供給は、内容物供給装置５から行われるようになっている。

食品製造装置１は、第１の回転体７と第２の回転体９とを備えて構成されている。第１の回転体７は、この中心を通りＹ軸方向に延びている軸（自転軸）ＣＬ２を中心にして所定の方向（図２の矢印ＡＲ１の方向）に自転するようになっている。また、自転軸ＣＬ２が、Ｙ軸方向に延びている軸（公転軸）ＣＬ１を中心にして、第１の回転体７の自転方向と同方向（図２の矢印ＡＲ１の方向）に公転するようになっている。自転軸ＣＬ２と公転軸ＣＬ１とは僅かに（図２に示す距離Ｌ１だけ）離れている。

第２の回転体９は、第１の回転体７とほぼ同形状に形成されており、第２の回転体９は、この中心を通りＹ軸方向に延びている軸（自転軸）ＣＬ４を中心にして所定の方向（第１の回転体７とは逆方向；図２の矢印ＡＲ２の方向）に自転するようになっている。また、自転軸ＣＬ４が、Ｙ軸方向に延びている軸（公転軸）ＣＬ３を中心にして、第２の回転体９の自転方向と同方向（図２の矢印ＡＲ２の方向）に公転するようになっている。

なお、自転軸ＣＬ４と公転軸ＣＬ３とは僅かに（図２に示す距離Ｌ１と等しい距離Ｌ２だけ）離れている（偏心している）。また、自転軸ＣＬ４と公転軸ＣＬ３とは、第１の回転体７の自転軸ＣＬ２が上方から下方に向かって公転軸ＣＬ１のまわりを回る側で、第１の回転体７の自転軸ＣＬ２や公転軸ＣＬ１から離れて設けられている（偏心している）。

各回転体７、９の各公転軸ＣＬ１、ＣＬ３は、ほぼ同じ高さに位置しており、各回転体７、９が自転や公転をしても、各回転体７、９の各公転軸ＣＬ１、ＣＬ３の間の距離Ｌ３は一定であるが、各回転体７、９の各自転軸ＣＬ２、ＣＬ４の間の距離は変化するようになっている。また、各回転体７、９の側面の形状を適宜の形状にしてあることによって、各回転体７、９が自転や公転をしても、各回転体７、９の間の最短距離Ｌ４はほぼ一定になるように構成されている。さらに、たとえば、各公転軸ＣＬ１、ＣＬ３間の距離Ｌ３は、第１の回転体７の自転軸ＣＬ２と公転軸ＣＬ１との距離Ｌ１を２倍した距離よりも大きくなっている。

第１の回転体７の側面には、上部中央に内容物がおかれている板状の食品生地（食品生地の一端部）を載置するための第１の載置部（凹部を含む載置部）１１が設けられており、第２の回転体９の側面にも、上部中央に内容物がおかれている前記板状の食品生地（前記食品生地の他端部）を載置するための第２の載置部（凹部を含む載置部）１３が設けられている。

各載置部１１、１３は、ほぼ同形状に形成されており、また、各載置部１１、１３は、各回転体７、９が回転（自転、公転）するときに、対向するように設けられている。なお、食品生地の成形品の形状に応じて、各回転体７、９や各載置部１１、１３の形状が、異なっている構成であってもよい。

そして、各回転体７、９が対向する内側において上方から下方に向かって回転し、第１の載置部１１が第２の回転体９側に位置し、第２の載置部１３が第１の回転体７側に位置して、各載置部１１、１３が互いに向かい合うときに、各載置部１１、１３で食品生地と内容物とを挟み込んで食品生地内に内容物を封じ込めるように（食品生地で内容物を包み込めるように）構成されている。

食品製造装置１についてより詳しく説明する。

食品製造装置１には、図示しない基台が設けられており、この基台に各フレーム１５、１６が設けられている。各フレーム１５、１６は、Ｙ軸方向でお互いが相対的に接近・離反するように、シリンダー等のアクチュエータで移動し位置決め可能になっている。なお、各フレーム１５、１６を一体とした構成であってもよい。

フレーム１５には、第１の外歯車１７がボルト等の締結具を用いて一体的に設けられている。第１の外歯車１７の中心軸は、第１の回転体７の公転軸（自転軸ＣＬ２の公転軸）ＣＬ１と一致している。

フレーム１５には、第１の回転軸部材１９が回転自在に設けられている。第１の回転軸部材１９は、この長手方向の一端部側部位２１と、前記長手方向の他端部側部位２３とで構成されている。一端部側部位２１は円柱状に形成されており、長手方向の一部（他端部側部位２３側の部位）が、第１の外歯車１７の内側に位置するようにしベアリングを介して第１の外歯車１７に支持されている。そして、第１の外歯車１７の中心軸ＣＬ１を中心にして、第１の外歯車１７（フレーム１５）に対して回転（自転）自在になっている。

他端部側部位２３も円柱状に形成されて、一端部側部位２１の他端部側で一端部側部位２１に一体的に設けられている。他端部側部位２３の中心軸は、第１の回転体７の自転中心軸ＣＬ２と一致している。したがって、一端部側部位２１の中心軸ＣＬ１と他端部側部位２３の中心軸ＣＬ２とは、Ｙ軸方向に延びており図２に示す距離Ｌ１だけ離れ、軸ＣＬ１に対して軸ＣＬ２が偏心していることになる。

第１の回転体７は、内側に第１の回転軸部材１９の他端部側の部位２３が位置するようにし、ベアリングを介し、他端部側部位２３に軸ＣＬ２を中心にして回転（自転）自在に支持されている。

第１の回転体７の長手方向の一端部側には、第１の外歯車１７と噛合している第１の内歯車２５が一体的に設けられている。第１の内歯車２５の歯数は、第１の外歯車１７の歯数よりも多くなっている。第１の内歯車２５の中心軸は、第１の回転体７の中心軸ＣＬ２と一致している。

また、第１の回転軸部材１９の長手方向の一端部側部位２１は、アクチュエータの例であるサーボモータ（筐体がフレーム１５に一体的に設けられているサーボモータ）Ｍ１の回転出力軸に連結されている。

そして、サーボモータＭ１によって、第１の回転軸部材１９が、軸ＣＬ１を中心にして図２に示す矢印ＡＲ１の方向に回転すると、第１の回転体７が、軸ＣＬ２を中心にして図２に示す矢印ＡＲ１の方向に自転し、軸ＣＬ２（他端部側の部位２３、第１の回転体７）が軸ＣＬ１を中心にして図２に示す矢印ＡＲ１の方向に公転するようになっている。

また、フレーム１６には、第１の外歯車１７と同様に構成された第２の外歯車２７が一体的に設けられており、第２の外歯車２７には、第１の回転軸部材１９と同様に構成された第２の回転軸部材２９が同様にして回転自在に設けられており、第２の回転軸部材２９には、第１の回転体７と同様に構成された第２の回転体９が同様にして回転自在に設けられており、第２の回転体９には、第１の内歯車２５と同様に構成された第２の内歯車３１が同様にして一体的に設けられている。さらに、第２の回転軸部材２９の長手方向の一端部側部位２１は、アクチュエータの例であるサーボモータ（筐体がフレーム１５に一体的に設けられ前記サーボモータＭ１と同様に構成されているサーボモータ）Ｍ２の回転出力軸に連結されている。

そして、サーボモータＭ２によって、第２の回転軸部材２９が、軸ＣＬ３を中心にして図２に示す矢印ＡＲ２の方向に回転すると、第２の回転体９が、軸ＣＬ４を中心にして図２に示す矢印ＡＲ２の方向に自転し、軸ＣＬ４（他端部側の部位２３、第２の回転体９）が軸ＣＬ３を中心にして図２に示す矢印ＡＲ２の方向に公転するようになっている。

なお、各サーボモータＭ１、Ｍ２は、図示しない制御装置の制御の下、第１の回転軸部材１９の回転（自転や公転）方向と第２の回転軸部材２９の回転（自転や公転）方向とが互いに逆になり、また、第１の回転軸部材１９の回転速度と第２の回転軸部材２９の回転速度とが互いに等しくなるように、前記各回転体７、９を回転させるようになっている。

より詳しく説明すると、各サーボモータＭ１、Ｍ２によって、第１の回転体７の第２の回転体９側の側面が上から下に移動し、第１の回転体７の第２の回転体９とは反対側の側面が下から上に移動するように、第１の回転体７が自転し、この自転方向と同方向に第１の回転体７（中心軸ＣＬ２）が公転し、第２の回転体９の第１の回転体７側の側面が上から下に移動し、第２の回転体９の第１の回転体７とは反対側の側面が下から上に移動するように、第２の回転体９が自転し、この自転方向と同方向に第２の回転体９（中心軸ＣＬ４）が公転するようになっている。また、各自転速度はお互いが等しく、各公転速度もお互いが等しくなっている。

そして、各回転体７、９が回転（自転や公転）し、第１の載置部１１が第２の回転体９側に位置し、第２の載置部１３が第１の回転体７側に位置して、各載置部１１、１３が互いに向かい合うときに、各載置部１１、１３で食品生地や内容物を挟み込んで食品生地内に内容物を封じ込めるようになっている。

なお、１つのサーボモータで、各回転体７、９等を回転させる構成であってもよい。また、歯車１７、２５、２７、３１等に代えて、リンク機構等の機構を採用し、各回転体７、９を回転させてもよい。

ここで、第１の回転体７やこの載置部１１について詳しく説明する。第２の回転体９やこの載置部１３は、第１の回転体７の場合とほぼ同様に構成されているが、前述したように、食品生地の成形品の形状に応じて、各載置部１１、１３の形状が異なるようにしてもよい。

第１の回転体７は、柱状に形成されており、軸ＣＬ２に垂直な平面による側面（外側の側面）の断面が、外径（図２における第１の回転体７や第２の回転体９のＸ軸方向の幅）よりも大きな半径の円弧を外側に凸となるように組み合わせた正多角形状（各辺が円弧状である正多角形状）に形成されている（図２参照）。

載置部１１は、Ｙ軸方向におけるほぼ中央部で、前記正多角形状の各頂点（角部）の部分からこの付近にかけて形成されている。

第１の回転体７は、本体部３３と、載置部１１が形成されている載置部形成部３５とで構成されており、載置部形成部３５は、本体部３３に対して着脱自在で交換可能になっている。したがって、食品生地や内容物の種類に応じて、載置部形成部３５を適宜交換し、適切な載置部１１の形状を容易に設定することができるようになっている。

そして、各回転体７、９の間の最短距離Ｌ４（Ｘ軸方向における距離；図２、図７（ｇ）参照）をほぼ一定な値に保ちつつ、かつ、各回転体７、９の回転角度の絶対値を等しく保ちつつ各回転体７、９が自転し公転するように、外歯車１７（２７）の歯数と内歯車２５（３１）の歯数との比が決められている。

すなわち、各回転体７、９の回転角度にかかわらず、各回転体７、９の間の最短距離Ｌ４がほぼ一定であると共に、第１の回転体７の多角形状の断面の角部が最も上側に位置しているときには、第２の回転体９の多角形状の断面の角部が最も上側に位置しており、第１の回転体７が所定の角度だけ回転し前記最も上側に位置していた角部（第１の回転体７の角部）が、所定量だけ下方に移動したときには、第２の回転体９も所定の角度だけ回転し前記最も上側に位置していた角部（第２の回転体９の角部）も、前記所定量だけ下方に移動するようになっている。

なお、各回転体７、９において、本体部３３と載置部形成部３５とを一体で形成し、各回転軸部材１９、２９の他端部側部位２３に着脱交換可能なようにしてもよい。

さらに具体的に説明すると、各回転体７、９の断面形状は、四角形状（各辺が半径の大きな外側に凸になっている円弧で形成された四角形状）で形成され（４葉形状に形成され）ており、載置部１１（１３）は、１つの回転体７（９）につき４箇所設けられている。

外歯車１７（２７）の歯数と内歯車２５（３１）の歯数との比は、３：４になっており、第１の回転軸部材１９がフレーム１５に対して１回転すると、第２の回転軸部材２９は、フレーム１６に対し第１の回転軸部材１９とは逆方向に１回転し、第１の回転体７は、フレーム１５に対し第１の回転軸部材１９と同じ方向に１／４回転し、第２の回転体９は、フレーム１６に対し第２の回転軸部材２９と同じ方向に１／４回転するようになっている。

なお、前記説明では、各回転体７、９として４葉のものを使用しているが、２葉、３葉、５葉等、複数の葉を備えたものを採用してもよい。そして、たとえば３葉のものであれば、外歯車１７（２７）の歯数と内歯車２５（３１）の歯数との比を２：３にすればよい。

また、前記説明では、各回転体７、９の断面形状が、正多角形状（各辺が円弧状である正多角形状）に形成されているとしたが、前記最短距離Ｌ４をほぼ一定に保つことできるのであれば、各回転体７、９の断面形状を、凸状や凹状の曲線、楕円、多角形の少なくともいずれかで形成してあってもよい。

ところで、食品製造装置１の上部には、図３に示すように、各回転体７、９に食品生地を供給するための食品生地供給装置３と内容物供給装置５とが設けられている。

内容物供給装置５は、図示しない制御装置の制御の下、図示しないアクチュエータを用いてＺ軸方向で移動位置決め自在になっていると共に、内容物の塊を所定のタイミングで下方に吐出することができるようになっている。

食品生地供給装置３は、各載置部１１、１３に板状（たとえば、円板状）の食品生地を載置する前に、前記食品生地をこの厚さに対してほぼ直交する方向に延ばす機能を備えて構成されている。なお、各回転体７、９は、前記延ばされた前記食品生地が縮みきる前に、各回転体７、９で前記食品生地を挟み込んで前記食品生地内に前記内容物（内容物供給装置５から吐出された内容物の塊）を封じ込めるように構成されている。

食品生地供給装置３についてより詳しく説明する。

食品生地供給装置３は、たとえば、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１と第２の下側ベルトコンベヤＣＶ２と、第１の上側ベルトコンベヤＣＶ３と第２の上側ベルトコンベヤＣＶ４とを備えて構成されている。前記各コンベヤＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４は、Ｙ軸方向で所定の幅をもった平ベルトを備えて構成されており、これらの各平ベルトは、図示しない制御装置の制御の下、図示しないサーボモータで、Ｘ軸の正逆方向に移動するようになっている。

第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１、第２の下側ベルトコンベヤＣＶ２は、板状の食品生地をこの厚さ方向が上下方向になるように載置して、各回転体７、９（各載置部１１、１３）まで搬送するために設けられている。第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１は、第１の回転体７の上方で第１の回転体７から離れ、各回転体７、９の境界の上部から、第１の回転体７の上部を通って、第２の回転体９とは反対側（図３の右側）に位置している所定の部位までＸ軸方向に延びている。

また、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１は、第２の回転体９とは反対側（図３の右側）に位置している所定の部位の近傍に位置している軸（図示せず）を中心にして、図示しない制御装置の制御の下、図示しないシリンダー等のアクチュエータで揺動自在になっている。この揺動によって、各回転体７、９の境界の上部側に位置する第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１の部位は、下方向（第１の回転体７側）に僅かに移動するように構成されている。さらに、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１は、図３に示す位置に対し、図示しない制御装置の制御の下、図示しないシリンダー等のアクチュエータで、第２の回転体９から離れる方向（図３の右方向）に退避可能になっている。

第２の下側ベルトコンベヤＣＶ２は、各回転体７、９の境界でＹ軸方向およびＺ軸方向に展開している平面を間にして、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１に対して、ほぼ対称に設けられ、ほぼ対称に揺動しＸ軸方向に移動するようになっている。

第１の上側ベルトコンベヤＣＶ３は、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１の上方で、第１の下側ベルトコンベヤよりも短く設けられており、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１に対し接近・離反をするよう、図示しないシリンダー等のアクチュエータで上下方向に移動するように設けられている。そして、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１と協働して食品生地を挟み込み搬送等することができるように構成されている。また、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１と協働して食品生地を挟み込み込んだまま、第１の下側ベルトコンベヤＣＶ１と一体的に揺動することができるように構成されている。さらに、食品生地を挟み込む位置から上方に退避することより、挟み込んだ食品生地を開放することができるように構成されている。

なお、第１の上側ベルトコンベヤＣＶ３において、後述する第２の上側ベルトコンベヤＣＶ４と対向する先端側を揺動するように設けてもよく、食品生地との接触面を狭くすることにより、粘着を抑制することもできる。

第２の上側ベルトコンベヤＣＶ４も、各回転体７、９の境界でＹ軸方向およびＺ軸方向に展開している平面を間にして、第１の上側ベルトコンベヤＣＶ３に対して、ほぼ対称に設けられ、ほぼ対称に上下方向に移動すると共に、第２の下側ベルトコンベヤＣＶ２と一体的に揺動するようになっている。

なお、図３から理解できるように、前記各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２は、各回転体７、９の上部で、互いが接する程度に近接するようになっているが、前記各上側ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４は、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２と協働して、下方に搬送された食品生地の両端部を挟み込むために、また、内容物を食品生地の上に載せるために、所定の距離だけ離れて設けられている。

また、各回転体７、９の下側には、斜面を備えた受け部材３７が設けられている。この受け部材３７の斜面に、内容物を包み込んだ食品生地（各回転体７、９の間から下方に出てきた食品生地）が当接し、この当接後、前記食品生地は、製品搬出コンベヤ（コンベヤＣＶ１と同様に平ベルトを備えて構成されたコンベヤ）ＣＶ５上に排出され、搬出されるようになっている。

なお、前記受け部材３７を、たとえば、カム機構を用いて、前記回転体７の回転に同期させて、たとえば軸ＣＬ１を中心にして揺動するように構成し、各回転体７、９から出てきた食品生地の姿勢を適宜な姿勢にすると共に、各回転体７、９から食品生地が下方向に落下してきたときに、下方に揺動するようにして、食品生地と受け部材３７との衝突のエネルギーを緩和するようにしてもよい。また、受け部材３７を、ベルトコンベヤで構成してもよい。

次に、食品製造装置１の動作について説明する。

図３〜図７は、食品製造装置１の動作について説明する図である。

初期状態として、図３に示すように、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２はそれぞれが水平になっておりお互いが接近しているものとする。各上側ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４はそれぞれが水平になっており上昇しているものとする。内容物供給装置５は上昇しているものとする、各回転体７、９の各軸ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４は、所定の高さに位置する同一平面上に存在しており、断面が四角形状の各回転体７、９は、円弧状の各辺がほぼ水平方向もしくはほぼ上下方向に延びているものとする。

図３に示す初期状態において、右方向からたとえば略円形（略円板状）の食品生地Ｆ１を図４（ａ）に示す位置まで搬送する。図４（ａ）に示すように、各上側ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４と内容物供給装置５とが所定の位置まで下降する。食品生地Ｆ１は、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２と各上側ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４とで挟み込まれており、各回転体７、９の上方に位置しており、食品生地Ｆ１の長さは「Ｌ５」になっている。

続いて、図４（ｂ）に示すように、各コンベヤＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４のベルトを移動し、食品生地Ｆ１を主にＸ軸方向に引っ張って略小判型（略長円型）に成形し、その長さが「Ｌ６」になるまで延ばし、内容物供給装置５から内容物Ｆ２を供給する（図５（ｃ）参照）。

次に、各コンベヤＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４を、図５（ｄ）に矢印で示すように揺動させ、内容物供給装置５を上昇し、図６（ｅ）に示すように、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２を退避させると、内容物Ｆ２と延ばされた食品生地Ｆ１とが各回転体７、９の上に落下する。なお、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２が退避する際には、各コンベヤＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４のベルトの回動（搬送動作）は停止し、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２の退避によって、食品生地Ｆ１が変形することを防止している。

続いて、図６（ｆ）に示すように、各コンベヤＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３、ＣＶ４を水平状態に戻すと共に、各下側ベルトコンベヤＣＶ１、ＣＶ２を接近させ、図７（ｇ）に示すように、各上側ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４を上昇させて、各回転体７、９を回転し、内容物Ｆ２と延ばされた食品生地Ｆ１とを、各回転体７、９の間に挟み込みつつ、食品生地Ｆ１で内容物Ｆ２を包み込むように、食品生地Ｆ１を二つに折り略半円形に成形する（図７（ｈ）参照）。内容物Ｆ２を包み込んだ食品生地Ｆ１は、受け部材３７に当接して適宜の姿勢になった後、製品搬出コンベヤＣＶ５に載置され搬出される。

なお、図６（ｆ）から図７（ｇ）まで、各回転体７、９が回転する場合においては、軸ＣＬ１のまわりを軸ＣＬ２が１８０°回るわけであるが、この場合、軸ＣＬ２は、軸ＣＬ１の下側を回るようになっている。軸ＣＬ４も同様にして軸ＣＬ３の下側をまわるようになっている。

一方、図７（ｇ）から図７（ｈ）まで、各回転体７、９が回転する場合においては、軸ＣＬ２は、軸ＣＬ１の上側を回るようになっており、軸ＣＬ４も軸ＣＬ３の上側をまわるようになっている。

食品製造装置１によれば、従来の食品製造装置のように揺動アームを用いることなく、自転と回転とをする各回転体７、９で食品を製造するように構成されているので、構成が簡素になっている。また、揺動アームに比べて、自転軸ＣＬ２（ＣＬ４）や公転軸ＣＬ１（ＣＬ３）まわりにおける回転体７（９）の慣性モーメントが小さくなっていると共に、各回転体７、９が正逆方向に回転することなく所定の一方向に回転して食品を製造するように構成されているので、従来よりも高速運転をすることができる。

また、従来の食品製造装置では、各揺動アームの揺動を、カムを用いておこなっているので、装置の運転中に発生する騒音が大きくなってしまうおそれがある。しかし、食品製造装置１によれば、カムを用いておらず、各回転体７、９が回転することによって稼動する構成であるので、運転時の騒音の発生を抑制することができると共に、運転効率を高めること（従来の食品製造装置に比べて少ない消費電力で食品製造装置を稼動すること）ができる。

さらに、食品生地Ｆ１で内容物Ｆ２を包み込む際、各回転体７、９の公転によって各回転体７、９が下方向に移動しつつ、各回転体で挟み込んで前記内容物を包み込むので（図６（ｆ）〜図７（ｇ）の間の動作を参照）、食品生地や内容物を回転体７、９の間に引き込みつつ内容物の包み込みが行われ、食品生地で内容物を的確に包み込むことができ、さらに、前記包み込みの際に二つ折り成形される食品生地Ｆ１の周辺部同士が一様に押圧されて結着されるのではなく、二つ折り成形された食品生地Ｆ１が最小距離Ｌ４を形成する各回転体７、９の間を下方（折り曲げ側）から上方に向かって徐々に移動するように結着するので、食品生地で記内容物を包み込んだ後に、食品生地が開いて内容物が出てしまうという事態を回避することができる。

また、食品製造装置１によれば、外歯車１７（２７）を太陽歯車とし内歯車２５（３１）を遊星歯車とした遊星歯車装置を用いて、回転体７（９）を自転させかつ公転させるように構成してあるので、装置の簡素化と運転時の騒音の低減がなされている。

また、食品製造装置１によれば、食品生地を延ばしておいて、内容物を包み込むようになっているので、内容物を包み込んだ後の食品生地の表面に張りを持たせることができ、引き締まった性状の生成品を得ることができる。

さらに、各回転体７、９の間の最短距離Ｌ４は、各回転体７、９が設けられた各フレーム１５、１６をお互いに接近させもしくは離反させるように移動することで変更可能である。したがって、二つ折りされた食品生地Ｆ１の周縁部の厚みを所要の厚みに調整することができる。

ところで、食品製造装置１では、回転体７（９）に４つの載置部１１（１３）が設けられているので、各回転体７、９が１回転する間に、内容物を包み込んだ４つの食品生地が生成されるようになっているが、たとえば、４種類の載置部１１を設け、各回転体７、９の１回転で１つの食品生地が生成されるように動作させれば、４種類の生成品（内容物を包み込んだ食品生地）を、たとえば、動作プログラムを変更するだけで、容易に得ることができる。また、各回転体７、９の各載置部１１、１３の形状を相違させることにより、非対称形の生成品を成形することができる。

さらに、図６（ｅ）に示すように、ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４の上方に圧縮空気を下方に向かって噴き出すエアーノズルＮＺを設けることによって、食品生地Ｆ１がベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４に粘着することを抑制できると共に、各回転体７、９の各載置部１１、１３の上に、食品生地Ｆ１が傾いたり折れ曲がったりして載置されることを抑制することができる。なお、ベルトコンベヤＣＶ３、ＣＶ４のベルトは、圧縮空気を食品生地Ｆ１に直接噴射することができるようにするために、複数の無端状のひも状ベルトを、幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて備えた構成であることが望ましい。

なお、食品製造装置１は、互いが対向して設けられた第１の回転体と第２の回転体とを回転し、前記各回転体の協働によって、食品生地内に内容物を封じ込める食品製造装置であって、前記各回転体は、所定の各自転軸を中心にして自転しつつ、前記各自転軸が所定の各公転軸を中心にして公転するように構成されており、前記各回転体が前記自転と前記公転とをするときに、前記各回転体にまたがって前記各回転体に載置されている板状の前記食品生地であってこの上部のほぼ中央に前記内容物が置かれている食品生地を、前記各回転体の間に挟み込むことによって、前記食品生地内に前記内容物を封じ込める（前記食品生地で前記内容物を包み込む）ように構成されている食品製造装置の例である。

なお、上述した実施形態においては、食品生地で内容物を包み込む場合を説明したが、内容物を用いること無く、食品製造装置１で、食品生地のみを二つ折り成形してもよい。

ここで、載置部１１、１３の凹部が深い場合には、内部に空洞を有する食品生地が成形される。そして、前記空洞部に１種類もしくは複数種類の内容物を別途注入してもよい。

また、載置部１１、１３の凹部が浅い場合には、空洞が存在しないかもしくは小さい空洞を備えた食品生地が成形される。このように形成された食品生地としてたとえば中華饅頭などの食品生地を採用し、この食品生地の蒸成後に、食品生地の合わせ部分に、ハンバーグ等を挟んでもよい。

さらに、各回転体７、９を同時に回転させるのではなく、両方の回転体を同時に所定の短い時間回転させる動作、一方の回転体を停止しておいて他方の回転体を短い時間回転させる動作、他方の回転体を停止しておいて一方の回転体を短い時間回転させる動作を適宜組み合わせた動作を実行してもよい。たとえば、図２に示す状態から各回転体７、９を同時に４５°回転させ、この後、第２の回転体９を停止し第１の回転体７のみを回転させ、第１の回転体７が３６０°回転した状態で、第１の回転体７を停止し、第２の回転体９を３６０°まで回転させるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る食品製造装置の概略構成を示す断面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。 食品製造装置の動作を示す図である。 食品製造装置の動作を示す図である。 食品製造装置の動作を示す図である。 食品製造装置の動作を示す図である。 食品製造装置の動作を示す図である。

符号の説明

１ 食品製造装置
３ 食品生地供給装置
７ 第１の回転体
９ 第２の回転体
１１ 第１の載置部
１３ 第２の載置部
１５、１６ フレーム
１７ 第１の外歯車
１９ 第１の回転軸部材
２１ 一端部側部位
２３ 他端部側部位
２５ 第１の内歯車
２７ 第２の外歯車
２９ 第２の回転軸部材
３１ 第２の内歯車
ＣＬ１ 第１の公転軸
ＣＬ２ 第１の自転軸
ＣＬ３ 第２の公転軸
ＣＬ４ 第２の自転軸
Ｆ１ 食品生地
Ｆ２ 内容物
Ｌ４ 各回転体間の最短距離

Claims (7)

1. 対向して設けられた第１の回転体と第２の回転体とを回転し、前記各回転体の協働によって、食品生地内に内容物を封じ込める食品製造装置において、
   前記各回転体は、所定の各自転軸を中心にして自転しつつ、前記各自転軸が所定の各公転軸を中心にして公転するように構成されており、前記各回転体が前記自転と前記公転とをするときに、前記各回転体にまたがって前記各回転体に載置されている板状の前記食品生地であってこの上部に前記内容物が置かれている食品生地を、前記各回転体の間に挟み込むことによって、前記食品生地内に前記内容物を封じ込めるように構成されていることを特徴とする食品製造装置。
2. 対向して設けられた第１の回転体と第２の回転体とを回転し、前記各回転体の協働によって、食品生地を成形する食品製造装置において、
   前記各回転体は、所定の各自転軸を中心にして自転しつつ、前記各自転軸が所定の各公転軸を中心にして公転するように構成されており、前記各回転体が前記自転と前記公転とをするときに、前記各回転体にまたがって前記各回転体に載置されている前記食品生地を、前記各回転体の間に挟み込むことによって、前記食品生地を成形するように構成されていることを特徴とする食品製造装置。
3. 水平方向に延びている第１の自転軸を中心にして所定の方向に自転すると共に、前記第１の自転軸と平行に延びている第１の公転軸を中心にして、前記第１の自転軸が前記自転方向と同方向に公転する第１の回転体と；
   前記第１の自転軸が上方から下方に向かって前記第１の公転軸のまわりを回る側で、前記第１の自転軸と平行に延びている第２の自転軸を中心にして、前記第１の回転体とは逆方向に自転すると共に、前記第２の自転軸と平行に前記第１の公転軸とほぼ同じ高さで延びている第２の公転軸を中心にして、前記第２の自転軸が前記自転方向と同方向に公転する第２の回転体と；
   上部に内容物がおかれている板状の食品生地を載置するために、前記第１の回転体の側面に設けられた第１の載置部と；
   前記食品生地を載置するために、前記第２の回転体の側面に、第１の載置部と対向するように設けられた第２の載置部と；
   を有することを特徴とする食品製造装置。
4. フレームと；
   中心軸が水平方向に延びるようにして、前記フレームに一体的に設けられた第１の外歯車と；
   中心軸が前記第１の外歯車の中心軸と一致し、少なくとも一部の部位が前記第１の外歯車の内側に位置するようにして、前記第１の外歯車の中心軸を中心に回転自在に設けられた長手方向の一端部側の部位と、中心軸が前記一端部側の部位の中心軸から偏心し前記一端部側の部位の中心軸と平行に延びるようにして、前記一端部側の部位に一体的に設けられた長手方向の他端部側の部位とを備えて構成された第１の回転軸部材と；
   中心軸が前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、内側に前記第１の回転軸部材の他端部側の部位が位置するようにして、前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸を中心にして前記第１の回転軸部材に回転自在に設けられた第１の回転体と；
   中心軸が前記第１の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、前記第１の外歯車と噛合するようにして、前記第１の回転体に一体的に設けられた第１の内歯車と；
   食品生地を載置するために、前記第１の回転体の側面に設けられた第１の載置部と；
   前記第１の外歯車と同じ形状に形成され、中心軸が、前記第１の外歯車の中心軸から所定の距離だけ離れ前記第１の外歯車の中心軸と平行で同じ高さになるように延びて、前記フレームに一体的に設けられた第２の外歯車と；
   前記第１の回転軸部材と同じ形状に形成され、中心軸が前記第２の外歯車の中心軸と一致し、少なくとも一部の部位が前記第２の外歯車の内側に位置するようにして、前記第２の外歯車の中心軸を中心に回転自在に設けられた長手方向の一端部側の部位と、中心軸が前記一端部側の部位の中心軸から偏心し前記一端部側の部位の中心軸と平行に延びるようにして、前記一端部側の部位に一体的に設けられた長手方向の他端部側の部位とを備えて構成された第２の回転軸部材と；
   中心軸が前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、内側に前記第２の回転軸部材の他端部側の部位が位置するようにして、前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸を中心にして前記第２の回転軸部材に回転自在に設けられた第２の回転体と；
   前記第１の内歯車と同じ形状に形成され、中心軸が前記第２の回転軸部材の他端部側の部位の中心軸と一致し、前記第２の外歯車と噛合するようにして、前記第２の回転体に一体的に設けられた第２の内歯車と；
   前記食品生地を載置するために、前記第２の回転体の側面に、第１の載置部と対向するように設けられた第２の載置部と；
   前記第１の回転軸部材の回転方向と前記第２の回転軸部材の回転方向とが互いに逆になるように、前記各回転体を回転させるアクチュエータと；
   を有することを特徴とする食品製造装置。
5. 請求項４に記載の食品製造装置において、
   前記フレームは、第１のフレームと、第２のフレームとによって構成されており、前記各フレームは、お互いが接近・離反するように基台に設けられており、前記各フレームの接近・離反によって、前記各回転体の間の距離が変化するように構成されていることを特徴とする食品製造装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の食品製造装置において、
   前記第１の回転体は、柱状に形成されており、軸に垂直な平面による側面の断面が、円弧や曲線を外側に凸になるように組み合わせた正多角形状に形成されており、
   前記第２の回転体も、柱状に形成されており、軸に垂直な平面による側面の断面が、円弧や曲線を外側に凸になるように組み合わせた正多角形状に形成されており、
   前記各載置部は、前記多角形状の断面の角部とこの付近に設けられており、
   前記各回転体の間の最短距離をほぼ一定な値に保ちつつ、前記各回転体が自転し公転するように、前記外歯車の歯数と前記内歯車の歯数との比が決められていることを特徴とする食品製造装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の食品製造装置において、
   前記各回転体に前記食品生地を供給するための食品生地供給装置を有し、この食品生地供給装置は、前記各載置部に前記板状の食品生地を載置する前に、前記食品生地をこの厚さに対してほぼ直交する方向に延ばす機能を備えて構成されていることを特徴とする食品製造装置。

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