JP5031121B1

JP5031121B1 - 食品成形装置及び方法

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Publication number: JP5031121B1
Application number: JP2012056343A
Authority: JP
Inventors: 将男小林; 博紀小林; 透吹上
Original assignee: Kobird Co Ltd
Current assignee: Kobird Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JP2013188167A

Abstract

【課題】本発明は、生地に不均一な圧力をほとんど与えることなくふっくらしたきれいな形状に成形することができる食品成形装置及び方法を提供することを目的とする。
【解決手段】食品成形装置１は、棒状に形成された可塑性食材からなる生地Ｍを巻き付ける芯体１０と、芯体１０を保持して芯体１０を回動及び移動させるロボットマニピュレータ４と、ロボットマニピュレータ４に取り付けられ生地Ｍの一端を芯体１０に密着するように把持する第一把持部１２と、生地Ｍの他端側を把持する第二把持部１１とを備え、第一及び第二把持部により生地Ｍを把持した状態で生地Ｍを張設して芯体１０を回動させることで生地Ｍを芯体１０に螺旋状に巻き付けるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パン生地等の食材を螺旋状に成形する食品成形装置及び方法に関する。

パン生地等の食材を用いた食品では、食材を様々な形状に成形した後加熱して製品に仕上げている。その中で、食材を細長い棒状に予備成形した後芯材の周囲に巻き付けて螺旋状に成形する方法が実用化されている。こうした方法により成形される食品として、代表的なものとしては、「コロネパン」（「コルネパン」とも称される）、「ウィンナーロール」といったものが挙げられる。コロネパンは、螺旋状に成形された外皮材の内側にクリーム等の内材を収容して仕上げられる。また、ウィンナーロールは、棒状のウィンナーの周囲に外皮材が螺旋状に巻き付けられて成形されている。

こうした螺旋状に成形する方法としては、手作業により芯材に巻き付けて成形する方向が一般的であるが、巻き付け作業を自動化する食品成形装置も提案されている。例えば、特許文献１では、可塑性食品材料から成る平行四辺形の帯状の生地テープを作出し、この平行四辺形の生地テープの一組の平行対辺を芯金に直交させた状態で、生地テープ同士を部分的に重ねながら生地テープを芯金の外周面上に螺旋状に巻き上げてゆく可塑性食品材料のロール成形方法が記載されている。

特許第２８９６９８３号公報

上述した特許文献では、生地を薄く圧延して薄いテープ状に切断して、螺旋状に重ねながら巻き上げるようにしているため、パイ、デニッシュ等のペストリー生地には対応できても円柱状に形成されたパン生地を取り扱うのは困難であった。そのため、パン生地で螺旋状に成形する場合には人間の手で行っているのが現状である。しかしながら、手作業で生地を巻き付ける場合には、円柱状に形成した生地に不均一な圧力が加わるのは避けられない。そのため、生地が部分的に伸びすぎたり、変形して成形後に発酵する際にムラが出やすく、いわゆる巻貝のようにきれいに膨出した凹凸形状に安定して形成することが難しい。

そこで、本発明は、生地に不均一な圧力をほとんど与えることなくふっくらしたきれいな形状に成形することができる食品成形装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明に係る食品成形装置は、細長く形成された可塑性食材からなる生地を巻き付ける芯体と、前記芯体を保持して前記芯体を回動及び移動させる動作手段と、前記動作手段に取り付けられるとともに前記生地の一端を前記芯体に密着するように把持する第一把持手段と、前記生地の他端側を把持する第二把持手段と、前記第一及び第二把持手段により前記生地を把持した状態で前記芯体を回動させることで前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付けるように前記動作手段を制御する制御手段とを備えている。

本発明に係る別の食品成形装置は、細長く形成された可塑性食材からなる生地を巻き付ける芯体と、前記芯体を保持して前記芯体を回動させて前記生地を巻き付ける巻き付け手段と、前記巻き付け手段に取り付けられるとともに前記生地の一端を前記芯体に密着するように把持する第一把持手段と、前記生地の他端側を把持する第二把持手段と、前記第二把持手段を移動させる動作手段と、前記第一及び第二把持手段により前記生地を把持した状態で前記芯体を回動させることで前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付けるように前記巻き付け手段及び前記動作手段を制御する制御手段とを備えている。

さらに、上記の食品成形装置において、前記芯体は、円錐状又は円筒状の型体である。さらに、前記芯体は、棒状の食材である。さらに、前記動作手段は、ロボットマニピュレータである。さらに、前記第二把持手段は、一対の把持体と、前記生地を把持した状態で前記生地に捻りを加えるように前記把持体を回動させる回動手段とを備えている。

本発明に係る食品成形方法は、細長く形成された可塑性食材からなる生地の一端を芯体に密着させて把持するとともに他端側を把持し、前記生地の一端を移動させて前記生地を張設し、前記生地を張設した状態で前記芯体を回動させて前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付ける。さらに、前記芯体として棒状の食材を用いる。さらに、把持された前記生地の他端側を回転させて前記生地に捻りを加える。さらに、前記生地の他端側を一対の把持体で把持し、前記生地を巻き付けた前記芯体を一方の前記把持体に押し付けるように回動させて前記生地の他端側を前記芯体に止着する。

本発明は、上記のような構成を有することで、生地に不均一な圧力をほとんど与えることなくふっくらしたきれいな形状に成形することができる。

本発明に係る実施形態に関する概略平面図及び概略正面図である。第一把持部に関する拡大断面図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。食品成形装置の成形工程に関する説明図である。円筒状の芯体を用いた例に関する説明図である。芯体としてウィンナーを用いた例に関する概略平面図及び概略正面図である。保持機構に関する概略平面図及び概略正面図である。芯体としてウィンナーを用いた成形品に関する説明図である。芯体としてウィンナーを用いた別の成形品に関する説明図である。図１に示す装置の変形例に関する概略平面図及び概略正面図である。図１２に示す装置の変形例に関する概略平面図及び概略正面図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態に関する概略平面図（図１（ａ））及び概略正面図（図１（ｂ））である。食品成形装置１は、生地Ｍを細長い棒状に整形する生地整形部２、整形された生地Ｍを搬送するベルトコンベヤ３、芯体１０を保持して回動及び移動させるロボットマニピュレータ４、及び、生地Ｍを両側から挟持するように把持する第二把持部１１を備えている。

生地Ｍは、細長い棒状に形成可能な可塑性食材であればよく、特に限定されることはない。この例では、コルネパン等に使用するパン生地を用いており、小麦粉、卵、砂糖、膨張剤、水等を混合して公知の方法で調製したものを用いる。

生地整形部２は、ベルトコンベヤ２０、ベルトコンベヤ２０の上方に配置されたシート状の押え部材２１、及び、ベルトコンベヤ３の端部とベルトコンベヤ２０の端部との間に配置された移送機構２２を備えている。パン生地を所定量ずつ分割した生地玉をベルトコンベヤ２０と押え部材２１との間に搬入して転動させながら棒状に形成する。この例では、ベルトコンベヤ２０と押え部材２１との間の幅方向の間隔が一方の側から他方の側にいくに従い若干狭くなるように設定されており、そのため整形された生地Ｍは、一方の側が太く他方の側にいくに従い細くなるように形成される。図１（ａ）では、生地Ｍは左側が太く右側に行くに従い細くなるように形成されている。なお、成形する食品形状に応じて生地Ｍの形状は変更すればよく、同じ太さにすることもでき、特に限定されない。

なお、生地の整形は、成形する食品形状に合わせて同じ太さの棒状に整形することもできる。また、棒状以外にも麺帯のように細幅の帯状に整形するようにしてもよく、巻き付け可能な形状であれば特に限定されない。

棒状に整形された生地Ｍは、ベルトコンベヤ２０から移送機構２２に搬出され、移送機構２２によりベルトコンベヤ３に移送される。その際に、生地Ｍは、ベルトコンベヤ３の搬送面のほぼ中央に搬送方向に沿うように載置される。ベルトコンベヤ３は、第二把持部１１の下方を通過してロボットマニピュレータ４の側部に沿うように配置されており、ベルトコンベヤ３に載置された生地Ｍを第二把持部１１に向かって搬送する。

ロボットマニピュレータ４は、載置台の上面に固定された基台部４０に６個の作動部材４１〜４６を連結して構成されている。基台部４０の上部に底部が連結された作動部材４１は、基台部４０の上下方向の中心軸を中心に回転可能に連結されている。作動部材４１の上部に基端側が連結された作動部材４２は、作動部材４１に揺動可能に軸支されており、作動部材４２の先端側に連結された作動部材４３は、作動部材４２に揺動可能に軸支されている。作動部材４３の先端側に連結された作動部材４４は、作動部材４３の中心軸を中心に回転可能に連結されており、作動部材４４の先端側に連結された作動部材４５は、作動部材４４に揺動可能に連結されている。作動部材４５の先端側には中心軸に沿って作動部材４６が回転可能に連結されている。そして、各作動部材の連結部分には、それぞれモータ等の駆動手段が取り付けられており、各駆動手段を図示せぬ制御装置により駆動制御することで、各作動部材を連結した先端部の作動部材４６を回動させたり、様々な角度で傾斜させたり、様々な方向に移動させることができる。こうしたロボットマニピュレータは公知のものである。そして、作動部材４６の先端部には芯体１０を保持する保持体が固定されており、保持体に芯体１０を保持することで、芯体１０を回動させたり、様々な角度に傾斜させたり、様々な方向に移動させることが可能となる。

芯体１０は、円錐状に形成された筒体からなり、作動部材４６の先端側に固定された円錐状の保持体を覆うように装着されている。この例では、芯体１０は、型体として使用される円錐状の筒体であるが、円筒状に形成した型体を使用することもできる。この場合には、作動部材４６の先端側に固定した保持体は円柱状又は円筒状に形成すればよい。また、後述するように、芯体として型体以外に棒状の食材を使用してもよく、その場合には保持体の代わりに棒状の食材を固定して使用すればよい。

作動部材４６の先端側の保持体の取付部分には、生地Ｍの一端を芯体１０に密着させるように把持する第一把持部１２が取り付けられている。図２は、第一把持部１２に関する拡大断面図である。作動部材４６の先端側の取付部分４６ａに第一把持部１２が取り付けられており、第一把持部１２は、把持片１２ａ、把持片１２ａに連設された作動バー１２ｂ及び作動バー１２ｂを駆動するエアシリンダ１２ｃを備えている。取付部分４６ａは、中心部が回転軸となる回転側になっており、回転軸には保持体４７が一体形成されている。回転軸には固定側となる筒状の枠体が設けられている。そして、把持片１２ａ及び作動バー１２ｂは、取付部分４６ａの回転側に取り付けられており、エアシリンダ１２ｃは、取付部分４６ａの固定側に取り付けられている。

作動バー１２ｂは、取付部分４６ａの回転側に形成された貫通孔に挿着されており、貫通孔に内蔵された圧縮バネ１２ｄにより常時エアシリンダ１２ｃ側に向かって付勢されている。作動バー１２ｂが圧縮バネ１２ｄに付勢されて貫通孔内に引き込まれるように移動するため、把持片１２ａは取付部分４６ａの回転側及び保持体４７の基端側に圧接した状態に設定されている。そして、エアシリンダ１２ｃが駆動して駆動ロッド１２ｅが突出すると、駆動ロッド１２ｅの先端が作動バー１２ｂの端部に突き当り、作動バー１２ｂを貫通孔内に押し込むように作用する。そのため、把持片１２ａが取付部分４６ａの回転側及び保持体４７から離間して所定の間隔が空けられるようになっている。

この例では、作動バー１２ｂを外方に突出させてエアシリンダ１２ｃを外付けで取り付けているが、エアシリンダ１２ｃを取付部分４６ａの回転側に内蔵させることもできる。エアシリンダ１２ｃを内蔵することで、保持体４７の任意の回動位置で把持片１２ａを作動させることができる。

保持体４７は、芯体１０の形状に合わせて略円錐状に形成されており、基端部分に形成された段差部分の周囲に筒体４７ａが嵌め込まれている。筒体４７ａと保持体４７との間には隙間が形成されてリング状の空気口４７ｂが設けられている。空気口４７ｂは、保持体４７及び作動部材４６の内部に形成された通気路（図示せず）を介して外部の空気ポンプに接続している。

芯体１０を保持体４７に装着する場合には、図示せぬ芯体供給装置から保持体４７に芯体１０が差し込まれ、空気口４７ｂから吸気することで芯体１０を保持体４７に密着して装着する。芯体１０を保持体４７から取り外す場合には、空気口４７ｂから噴気することで芯体１０を保持体４７から確実に取り外すことができる。

第二把持部１１は、図１に示すように、ベルトコンベヤ３の幅方向に沿って配列された一対の把持体１１ａ及び１１ｂを備えている。把持体１１ａは、枠体１１ｃに取り付けられており、把持体１１ｂは、エアシリンダ１１ｄを介して取り付けられている。枠体１１ｃは、一方の端部側が搬送方向に沿うように折り曲げられており、その内側に把持体１１ａが把持面を搬送方向に沿うように取り付けられている。また、枠体１１ｃの他方の端部側は、搬送方向に沿うように折り曲げられてエアシリンダ１１ｄが取り付けられている。エアシリンダ１１ｄの駆動ロッドは、搬送方向と直交する方向に外方に向かって延設されており、その先端部に搬送方向に沿うように支持部材が固定され、支持部材の内側に把持体１１ｂが把持面を搬送方向に沿うように取り付けられている。そして、エアシリンダ１１ｄを駆動することで、駆動ロッドが外方に前進して把持体１１ｂが把持体１１ａから離間するようになり、エアシリンダ１１ｄの駆動を停止することで、駆動ロッドが後退して把持体１１ｂが把持体１１ａに向かって接近し、把持体１１ａ及び１１ｂの把持面が対向配置されるように設定される。

枠体１１ｃの中央部分には回動軸部１１ｇが固定されており、回動軸部１１ｇは、回動装置１１ｅに連結されている。回動装置１１ｅは、支持部１１ｆに取り付けられており、その駆動軸が支持部１１ｆの内部を貫通して回動軸部１１ｇと接続している。支持部１１ｆは、ベルトコンベヤ３に隣接配置された作動装置１１ｈの作動軸１１ｉに固定されてベルトコンベヤ３の搬送面の上方に配置されるようになっている。

回動装置１１ｅは、回動軸が搬送方向に沿うように設定されており、回動装置１１ｅを駆動することで、枠体１１ｃが回動して把持体１１ａ及び１１ｂを所定の回動位置に設定することができる。例えば、把持体１１ａ及び１１ｂが幅方向に配置された水平状態に設定したり、上下方向に配置された垂直状態に設定することができる。また、後述するように、把持体１１ａ及び１１ｂにより生地の他端側を把持した状態で枠体１１ｃを複数回回動させることで、生地の他端側を軸回りに回転させて生地に対して捻りを加えることができる。

作動装置１１ｈは、作動軸１１ｉを回転駆動することで、支持部１１ｆを回動させることができ、支持部１１ｆの回動に伴い把持体１１ａ及び１１ｂの把持位置を搬送面上の位置から上方の位置に移動させて位置決めすることができる。

図３から図１０は、上述した食品成形装置の成形工程に関する説明図である。図３では、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して、芯体１０を装着した作動部材４６を芯体１０がベルトコンベヤ３の上方に配置するように位置決めする。また、第二把持部１１は、把持体１１ａ及び１１ｂの把持位置がベルトコンベヤ３の搬送面上に位置決めされて、把持体１１ｂが後退して把持体１１ａとの間が開いた状態に設定されている。第一把持部１２は、駆動制御されて把持片１２ａを芯体１０から離間させてベルトコンベヤ３の搬送面にほぼ接地した状態に設定される。生地Ｍは、生地整形装置により棒状に整形され、径の太い方の端部を前側にしてベルトコンベヤ３に載置され搬送される。

図４では、第二把持部１１の下方に生地Ｍが搬入されて把持体１１ａ及び１１ｂの間を通過する。生地Ｍの前端が第二把持部１１の下方に到来した際に図示せぬ検知装置により生地Ｍの前端が検知されると、その検知信号に基づいてロボットマニピュレータ４が駆動制御され、第一把持部１２の把持片１２ａが生地Ｍの通過領域と交差する位置にセットされるように作動部材４６を位置決めする。そのため、把持体１１ａ及び１１ｂの間を通過した生地Ｍの前端部分が把持片１２ａと芯体１０との間に挿入されるようになる。図５では、第一把持部１２の駆動が停止され、把持片１２ａが圧縮バネの付勢力により芯体１０に向かって移動し、生地Ｍの前端部分を芯体１０に密着させた状態で把持するようになる。

図６では、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して、生地Ｍの前端部分を芯体１０に密着させた状態で作動部材４６を上昇させるように動作させる。生地Ｍは、ベルトコンベヤ３により搬送されているので、生地Ｍの前端部分が把持されたことで芯体１０の下方で生地Ｍが滞留するようになるが、生地Ｍの搬送に合わせて作動部材４６により生地Ｍの前端部分が持ち上げられるので、生地Ｍが曲がって付着することなく吊り下げられていき、ほとんどダメージを受けることはない。また、生地Ｍが搬送されていき、生地Ｍの後端部分が把持体１１ａ及び１１ｂの間を通過するのを検知装置が検知すると、その検知信号に基づいて第二把持部１１のエアシリンダ１１ｄが駆動制御されて把持体１１ｂを把持体１１ａに向かって接近し、把持体１１ａ及び１１ｂの把持面の間に生地Ｍの後端部分が挟持される。

そして、作動装置１１ｈを駆動制御して、生地Ｍの後端部分を把持した状態の把持体１１ａ及び１１ｂを上昇させる。また、回動装置１１ｅを駆動制御して把持体１１ａ及び１１ｂが生地Ｍを把持したまま枠体１１ｃを複数回回動させる。枠体１１ｃの回動により生地Ｍの後端部分が軸回りに回転して生地Ｍの全体に捻りが加わるようになる。枠体１１ｃの回動動作の後、図７に示すように、把持体１１ｂが把持体１１ａの上側となる回動位置に枠体１１ｃを位置決めする。

把持体１１ａ及び１１ｂが生地Ｍの後端部分を挟持するタイミングに合わせて作動部材４６をさらに上昇するようにロボットマニピュレータ４が駆動制御され、第二把持部１１及び第一把持部１２により生地Ｍの両端部分を把持した状態で生地Ｍが上下方向に張設されるように作動部材４６を上昇させて停止する。この場合、生地Ｍは、下方が弛んだ状態とならずに引き伸ばされた状態で直線状に張設された状態となる。生地Ｍを引き上げる長さ及び方向は生地Ｍの特性に応じてダメージができるだけ少なくなるように調整すればよく、また複数回に分けて引き上げるようにすることで生地Ｍの受けるダメージをさらに小さくすることができる。なお、生地Ｍを張設する間に回動装置１１ｅを駆動して生地Ｍに適宜捻りを加えるようにすることもできる。

図８では、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して、作動部材４６を回転しながら下降させるように動作させる。作動部材４６の回転により芯体１０の周囲に生地Ｍが巻き付けられていく。その際に、生地Ｍの巻き付け量に応じて作動部材４６を下降させて生地Ｍが張設された状態を保持しながら、作動部材４６を基台部４０側に引き込むように移動させる。作動部材４６の移動により生地Ｍが芯体１０に巻き付く位置は第二把持部１１の把持位置に対して少しずつずれていき、芯体１０に対して螺旋状に巻き付いていくようになる。このように巻き付け動作を行うことで、生地Ｍに対して不均一な圧力がほとんど加わらずに巻き付けることができる。

そして、生地Ｍを後端部分の近くまで芯体１０に巻き付けたタイミングで第二把持部１１のエアシリンダ１１ｄを駆動制御して把持体１１ｂを後退させて把持体１１ａとの間を開いた状態にする。この状態では、生地Ｍの後端部分が把持体１１ａの上側の把持面に載置されており、芯体１０に把持面上の生地Ｍの後端部分を巻き付けながら押さえ付けるように作動部材４６を動作させることで、生地Ｍの後端部分を芯体１０に止着させることができる。こうして芯体１０に生地Ｍを螺旋状に巻き付けて形成された成形品Ｈが得られる。

そして、図９に示すように、芯体１０をベルトコンベヤ３の搬送面に接近する位置に下降させるように作動部材４６を移動させ、作動装置１１ｈを駆動制御して把持体１１ａ及び１１ｂをベルトコンベヤ３の搬送面に接地するように下降させ、回動装置１１ｅを駆動制御して把持体１１ａ及び１１ｂを回動させてベルトコンベヤ３の搬送面に接地させた状態に設定する。

図１０では、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して、作動部材４４を回転させるとともに保持体４７をベルトコンベヤ３の搬送方向に沿うように作動部材４５を移動させるように動作させる。そして、保持体４７の空気口から噴気することで、保持体４７に装着された芯体１０を離脱させて、成形品Ｈをベルトコンベヤ３に移送する。

以上説明したように、細長く形成した生地を張設した状態で芯体を回転させながら巻き付けて螺旋状に成形するので、生地に不均一な圧力が加わることがなくほとんどダメージを与えずに成形することができる。そのため、成形品をふっくらと仕上げることができ、巻貝のようにきれいな凹凸形状でムラのない食品を得ることが可能となる。また、生地を巻き付ける際に生地に軸回りの捻りを加えることで、生地を張設した場合に円柱形状が扁平状に潰れないようにすることができる。

なお、生地があまり伸びない場合には、生地を面状に形成した後細幅状に切断して細幅状に形成することができる。そして、巻き付け可能な程度に生地を長手方向に延びるように両側を把持して上述したように巻き付け処理すればよく、巻き付け処理の際に生地がベルトコンベヤに接触していてもかまわない。

また、生地の特性に応じて回動装置１１ｅによる回動動作及び作動装置１１ｈによる移動動作を適宜行えばよく、必要に応じて停止状態としてもよい。例えば、麺帯等の扁平状の生地の場合には、回動装置１１ｅの回動動作による生地への捻りは不要となる。

上述した例では、円錐状の芯体を用いて成形しているが、円筒状の芯体を用いて成形することもできる。図１１は、円筒状の芯体１０’を用いた例に関する説明図である。この例では、図１１（ａ）に示すように作動部材４６に円柱状の保持体４７’を固定しておき、図１１（ｂ）に示すような円筒状の芯体１０’を装着する。そして、上述したように芯体１０’の周囲に生地を螺旋状に巻き付けることで、図１１（ｃ）に示すように、円筒状で外周がきれいな凹凸形状に形成された成形品Ｈ’を成形することができる。

また、芯体として棒状の食材を用いて成形することもできる。図１２は、食材として棒状のウィンナーを用いた例に関する概略平面図（図１２（ａ））及び概略正面図（図１２（ｂ））である。この例では、ウィンナーＳを保持する機構以外は、図１に示す装置と同一の構成であるので、図１に示す符号と同一の符号を付した構成に関しては説明を省略する。

ウィンナーＳの保持機構５０は、作動部材４６’にウィンナーＳの一端側を挟持して保持する第一保持部５１が取り付けられている。そして第一保持部５１に第一把持部１２’が取り付けられており、第一把持部１２’の把持片１２ａ’が第一保持部５１から突出するように設けられている。ウィンナーＳの他端側には、作動部材４６’に固定された連結部５３を介して第二保持部５２が取り付けられており、第二保持部５２は、第一保持部５１と同様にウィンナーＳの他端側を挟持して保持するようになっている。

図１３は、保持機構５０に関する概略平面図（図１３（ａ））及び概略正面図（図１３（ｂ））である。第一保持部５１は、作動部材４６’に回動可能に取り付けられた取付部５１ｅを備えており、取付部５１ｅには、先端部側に貫通した取付孔に一対の駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄが互いに反対方向に移動するように挿着されている。駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄの先端部には、それぞれ支持バーを介して一対の保持体５１ａ及び５１ｂが取り付けられており、保持体５１ａ及び５１ｂは対向するように配置されている。駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄには、それぞれ圧縮バネが設けられて互いに接近する方向に付勢されている。

取付部５１ｅの先端部には、第一把持部１２’が取り付けられており、第一把持部１２’に形成された取付孔内に駆動ロッド１２ｂ’が挿着されている。駆動ロッド１２ｂ’の先端部には把持片１２ａ’が固定されており、駆動ロッド１２ｂ’に設けられた圧縮バネにより把持片１２ａ’が取付部５１ｅに接近する方向に付勢されている。

取付部５１ｅは、中心部に回転軸部４６ａ’が挿入されて固定されており、回転軸部４６ａ’が回転駆動されることで、取付部５１ｅが回動するようになっている。回動軸部４６ａ’の内部には、第一把持部１２’の駆動ロッド１２ｂ’及び第一保持部５１の駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄに圧縮空気を供給する空気通路が形成されており、空気通路は、回転軸部４６ａ’に取り付けられたロータリジョイントを介して外部の空気供給装置に接続されている。

回転軸部４６ａ’の空気通路より駆動ロッド１２ｂ’に圧縮空気を供給することで駆動ロッド１２ｂ’が駆動されて、把持片１２ａ’が取付部５１ｅから離間するようになる。また、回転軸部４６ａ’の空気通路より駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄの中心側の端部の間に圧縮空気を供給することで、駆動ロッド５１ｃ及び５１ｄが互いに離間するように反対方向に移動して、保持体５１ａ及び５１ｂも互いに離間するように反対方向に移動するようになる。

連結部５３は、回転軸部４６ａ’に設けられた歯車部４６ｂ’に噛合する伝達歯車５３ａ、伝達歯車５３ａに噛合する歯車部５３ｂが一方の端部に設けられた伝達軸部５３ｃ、伝達軸部５３ｃの他方の端部に設けられた歯車部５３ｄに噛合する伝達歯車５３ｅを備えている。

第二保持部５２は、連結部５３に回動可能に取り付けられた取付部５２ｅを備えており、取付部５２ｅには、先端部側に貫通した取付孔に一対の駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄが互いに反対方向に移動するように挿着されている。駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄの先端部には、それぞれ支持バーを介して一対の保持体５２ａ及び５２ｂが取り付けられており、保持体５２ａ及び５２ｂは対向するように配置されている。駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄには、それぞれ圧縮バネが設けられて互いに接近する方向に付勢されている。

取付部５２ｅは、中心部に回転軸部５２ｆが挿入されて固定されており、回転軸部５２ｆは、連結部５３に固定された軸支部５２ｇに回動可能に軸支されている。回動軸部５２ｆの内部には、駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄに圧縮空気を供給する空気通路が形成されており、空気通路は、回転軸部５２ｆに取り付けられたロータリジョイントを介して外部の空気供給装置に接続されている。

回転軸部５２ｆの空気通路より駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄの中心側の端部の間に圧縮空気を供給することで、駆動ロッド５２ｃ及び５２ｄが互いに離間するように反対方向に移動して、保持体５２ａ及び５２ｂも互いに離間するように反対方向に移動するようになる。

回転軸部５２ｆに設けられた歯車部５２ｈは、連結部５３の伝達歯車５３ｅに噛合しており、回転軸部４６ａ’が回転駆動することで、連結部５３の伝達歯車５３ａ、伝達軸部５３ｃ及び伝達歯車５３ｅに回転が伝達されて回転軸部５２ｆが回転軸部４６ａ’と同期して回転するようになる。そのため、第一保持部５１及び第二保持部５２は、同期して回動動作を行う。

保持機構５０によりウィンナーＳの保持動作を行う場合には、ウィンナーＳを載置台６０に供給して所定の供給位置にセットする。保持機構５０は、予め第一保持部５１の一対の保持体５１ａ及び５１ｂ並びに第二保持部５２の一対の保持体５２ａ及び５２ｂを互いに離間した開いた状態に設定しておく。そして、把持片１２ａ’が保持体５１ａ及び５１ｂよりも上方の位置となるように第一保持部５１及び第二保持部５２を回動させる。

そして、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して供給位置にセットされたウィンナーＳの上方に保持機構５０を移動させた後保持機構５０を下降させて、ウィンナーＳの両端が保持体５１ａ及び５１ｂ並びに保持体５２ａ及び５２ｂのそれそれの間にセットされるように位置決めする。

保持体５１ａ及び５１ｂ並びに保持体５２ａ及び５２ｂを位置決めした後、各保持体を互いに接近させてウィンナーＳを挟持して両端部を保持するように設定する。そして、第一保持部５１及び第二保持部５２を回動させて、把持片１２ａ’がウィンナーＳの下方の位置となるようにセットする。そして、ロボットマニピュレータ４を駆動制御して、ウィンナーＳを保持した保持機構５０を生地を巻き付けるための初期位置に移動する。

保持機構５０を初期位置にセットした後、図３から図９で説明した生地の巻き付け動作と同様の動作を行う。作動部材４６’が回動して生地をウィンナーＳに巻き付ける場合には、作動部材４６’とともに第一保持部材５１及び第二保持部５２が回動してウィンナーＳが回動するようになる。

そして、図１４に示すように、ウィンナーＳの周囲に生地を螺旋状に巻き付けることで、ウィンナーＳの周囲が生地によりきれいな凹凸形状に形成された成形品Ｔを成形することができる。ソーセージ以外の食材でも棒状に成形された食材であれば使用することができ、特に限定されない。また、生地の形状は、細長く巻き付け可能に形成されていればよく、例えば、図１５に示すように、ウィンナーＳの周囲に薄板状の細長い形状の生地を螺旋状に巻き付けて成形品Ｔ’に形成することもできる。

以上説明した例では、作動部材４６を上昇させて上下方向に生地Ｍを張設するようにしているが、生地Ｍの長さが短い場合には、作動部材４６を搬送方向に横移動させて生地Ｍを張設して芯体に巻き付けるようにすることもできる。したがって、生地を芯体に螺旋状に巻き付けるように生地を張設した状態に設定することができれば、作動部材をどの方向に移動させてもよく、特に限定されない。また、作動部材４６を移動させる際には、複数回に分けて移動させたり、移動する毎に移動方向を変えることも可能で、生地の特性や巻き付けて成形する形状に応じて作動部材４６の移動制御を行うようにすることができる。なお、作動部材４６に第二把持部１１を取り付けて把持位置を移動させて回転する芯体に巻き付けるように構成することもできる。また、保持体４７に空気口を設けて噴気による空気圧で芯体を取り外すようにしているが、芯体を内部から押し出す機構を保持体４７に設けて機械的に芯体を保持体４７から外すようにすることもできる。

図１６は、図１に示す装置の変形例に関する概略平面図である。この例では、ロボットマニピュレータ４の作動部材４６の作動軸４６ｃに第二把持部１１を取り付け、芯体１０を保持する保持体７１を巻き付け手段である回動装置７０の回動軸に取り付けている。保持体７１には、図１に示す第一把持部１２が装着されている。この例では、図１に示す装置と同様に、生地をベルトコンベヤ３で搬送して第一把持部１２により生地の一端側を芯体１０に密着するように把持する。そして、生地の他端側を第二把持部１１により把持した後、図示せぬ制御装置により回動装置７０及びロボットマニピュレータ４を駆動制御して、芯体１０を回動させながらロボットマニピュレータ４により第二把持部１１の把持位置を移動させることで、生地が芯体１０に巻き付く位置をずらして螺旋状に巻き付けていく。このように、第二把持部１１をロボットマニピュレータ４に取り付けるようにしても、図１に示す装置と同様の成形動作を行うことができる。

図１７は、図１２に示す装置の変形例に関する概略平面図である。この例では、ロボットマニピュレータ４の作動部材４６’の作動軸４６ｃ’に第二把持部１１を取り付け、ウィンナーＳを保持する保持機構５０を巻き付け手段である回動装置８０の回動軸８１に取り付けている。保持機構５０には、第一保持部５１及び第二保持部５２とともに第一把持部１２’が設けられている。この例では、図１２に示す装置と同様に、生地をベルトコンベヤ３で搬送して第一把持部１２’により生地の一端側をウィンナーＳに密着するように把持する。そして、生地の他端側を第二把持部１１により把持した後、図示せぬ制御装置により回動装置８０及びロボットマニピュレータ４を駆動制御して、保持機構５０を回動させながらロボットマニピュレータ４により第二把持部１１の把持位置を移動させることで、生地がウィンナーＳに巻き付く位置をずらして螺旋状に巻き付けていく。このように、第二把持部１１をロボットマニピュレータ４に取り付けるようにしても、図１２に示す装置と同様の成形動作を行うことができる。

以上説明した例では、動作手段としてロボットマニピュレータを用いているが、ロボットマニピュレータ以外の装置を用いてもかまわない。例えば、モータ、エアシリンダ等の駆動装置を組み合せて行うことができる場合には、これらの駆動装置を用いることもできる。

１・・・食品成形装置、２・・・生地整形部、３・・・ベルトコンベヤ、４・・・ロボットマニピュレータ、１０・・・芯体、１１・・・第二把持部、１２・・・第一把持部

Claims

細長く形成された可塑性食材からなる生地を巻き付ける芯体と、前記芯体を保持して前記芯体を回動及び移動させる動作手段と、前記動作手段に取り付けられるとともに前記生地の一端を前記芯体に密着するように把持する第一把持手段と、前記生地の他端側を把持する第二把持手段と、前記第一及び第二把持手段により前記生地を把持した状態で前記芯体を回動させることで前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付けるように前記動作手段を制御する制御手段とを備えている食品成形装置。
細長く形成された可塑性食材からなる生地を巻き付ける芯体と、前記芯体を保持して前記芯体を回動させて前記生地を巻き付ける巻き付け手段と、前記巻き付け手段に取り付けられるとともに前記生地の一端を前記芯体に密着するように把持する第一把持手段と、前記生地の他端側を把持する第二把持手段と、前記第二把持手段を移動させる動作手段と、前記第一及び第二把持手段により前記生地を把持した状態で前記芯体を回動させることで前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付けるように前記巻き付け手段及び前記動作手段を制御する制御手段とを備えている食品成形装置。
前記芯体は、円錐状又は円筒状の型体である請求項１又は２に記載の食品成形装置。
前記芯体は、棒状の食材である請求項１又は２に記載の食品成形装置。
前記動作手段は、ロボットマニピュレータである請求項１から４のいずれかに記載の食品成形装置。
前記第二把持手段は、一対の把持体と、前記生地を把持した状態で前記生地に捻りを加えるように前記把持体を回動させる回動手段とを備えている請求項１から５のいずれかに記載の食品成形装置。
細長く形成された可塑性食材からなる生地の一端を芯体に密着させて把持するとともに他端側を把持し、前記生地の一端を移動させて前記生地を張設し、前記生地を張設した状態で前記芯体を回動させて前記生地を前記芯体に螺旋状に巻き付ける食品成形方法。
前記芯体として棒状の食材を用いる請求項７の記載の食品成形方法。
把持された前記生地の他端側を回転させて前記生地に捻りを加える請求項７又は８に記載の食品成形方法。
前記生地の他端側を一対の把持体で把持し、前記生地を巻き付けた前記芯体を一方の前記把持体に押し付けるように回動させて前記生地の他端側を前記芯体に止着する請求項７から９のいずれかに記載の食品成形方法。