JP6007054B2 - 食品類の切断加工装置 - Google Patents
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Description
具体的に本発明は,以下の構成を有する。
本発明の切断加工装置は,品類の切断点よりも上部を保持する上段チャック部3と,食品類の切断点よりも下部を保持する下段チャック部4と,食品類を切断する切断部6と,食品類に対して添加物質を添加する添加部7と,上段チャック部3と下段チャック部4を連結しつつ上段チャック部3と下段チャック部4を開閉するためのヒンジ機構10と,を有する。
切断部6は,食品類の上部が上段チャック部3により保持され,食品類の下部が下段チャック部4によって保持された状態で,食品類を上部と下部とに切断する。
添加部7は,上段チャック部3により保持されている食品類の上部,及び下段チャック部4により保持されている食品類の下部の両方,又はいずれか一方の切断面に対して添加物質を添加する。
ヒンジ機構10は,添加部7が添加物質を添加した後,上段チャック部3の状態は維持したまま,下段チャック部3を閉じて,上段チャック部3と下段チャック部4の位置を上下反転させ,食品類の上部の切断面と食品類の下部の切断面とを互いに対向させる。
特に,食品類がカビによる表面熟成軟質チーズ等である場合には,その切断前の熟成工程において,チーズの下部がチーズ上部の重みによって押圧され,チーズの下部の幅が上部の幅よりも膨れたり歪んだりすることがある。この点,上記構成のように,チーズを切断し添加物を添加した直後に,チーズの上部と下部とを反転させ,反転させた状態で互いの切断面を重ね合わせる構造を採用することにより,チーズ切断前の熟成過程で生じた歪みを,チーズ切断後の熟成過程にて解消することができる。これにより,製品として完成したときのチーズのバランスが良化され,その外観が美麗なものとなる。
移動制御手段5は,食品類を保持する上段チャック部3及び下段チャック部4を,切断部6が位置する方向に移動させる。
切断部6は,移動制御手段5により移動される上段チャック部3及び下段チャック部4に保持された食品類が押し付けられることにより,切断点において食品類を上部と下部とに切断する。
ヒンジ機構10は,切断部6が食品類を切断した後,下段チャック部4の状態は維持したまま,上段チャック部(3)を開いて,食品類の上部の切断面を上向きとする。
移動制御手段5は,ヒンジ機構10により上段チャック部3が開かれた後,上段チャック部3及び下段チャック部4を添加部7が存在する方向に移動させる。
添加部7は,上段チャック部3により保持されている食品類の上部,及び下段チャック部4により保持されている食品類の下部の両方,又はいずれか一方の切断面に対して添加物質を添加する。
ヒンジ機構10は,添加部7が添加物質を添加した後,上段チャック部3の状態は維持したまま,下段チャック部3を閉じて,上段チャック部3と下段チャック部4の位置を上下反転させ,食品類の上部の切断面と食品類の下部の切断面とを互いに対向させる。
まず,本発明に係る食品類の切断加工装置100の全体構成について説明する。
切断加工装置100により切断加工される「食品類」は,特に限定されるものでない。「食品類」の例は,カビによる表面熟成軟質チーズ,パン,饅頭,米菓子,餅菓子,チョコレート,ケーキ,アップルパイ,ハム,ソーセージ,又はかまぼこである。特に,切断加工装置の切断加工対象である食品類は,表面熟成軟質チーズであることが好ましい。表面熟成軟質チーズの例としては,カマンベール,ブリー,ブルソー,カプリス・デ・デュー,及びシュプレムが挙げられる。
図1及び図2に示されるように,本実施形態に係る切断加工装置100は,供給部1,受渡し部2,上段チャック部3,下段チャック部4,移動制御手段5,切断部6,添加部7,合せ部8,押え部9,及びヒンジ機構10を有している。このヒンジ機構10は,上段チャック部3及び下段チャック部4を連結しつつ,この連結点を基点として,上段チャック部3と下段チャック部4を自動的に開閉するための機能を持つ。
続いて,図を参照して,好ましい形態に係る切断加工装置の各部の構成について説明する。
図3は,図1のY1−Y1線における断面図に相当し,主として,供給部1,受渡し部2,上段チャック部3,及び下段チャック部4を示している。なお,図3においては,一点鎖線より右方と左方とで,受渡し部2及び上段チャック部3の異なる状態を描画している。一点鎖線右方側は,受渡し部2の受渡し用シリンダ21が作動してピストンロッド21aが延伸した状態である。他方,一点鎖線左方側は,受渡し用シリンダ21のピストンロッド21aが収縮して元の位置に戻った状態となり,かつ,上段チャック部3が上昇した状態を示している。
ただし,供給検知光電スイッチ15とワーク検出用エリアセンサ16は,いずれか一方のみ設けられるものであってもよい。また,移載用ロッドレスシリンダ12は,外枠ケース101の外部に設けられた操作ボックス17を人手によって操作することにより,作動されるものであってもよい。
供給部1の装置下流側には受渡し部2が位置し,スライドテーブル11が水平移動されることにより,食品類が受渡し部2まで搬送される。図3に示されるように,受渡し部2は,受渡し用シリンダ21と,支持プレート22と,受渡し用ロッド部材23を有する。受渡し用シリンダ21は,切断加工装置100の基礎架台102の両側面のそれぞれに固定されており,供給用レール13よりも下方に位置する。受渡し用シリンダ21は,上方に向かって延伸するピストンロッド21aを備え,このピストン21aの上端部には,支持プレート22が固定されている。支持プレート22は,装置幅方向(Y方向)を長手とする板状部材であり,支持プレート22の長手方向の両端部は,基礎架台102の両側面に固定された受渡し用シリンダ21のピストンロッド21aのそれぞれに架けて固定されている。受渡し用ロッド部材23は,供給される食品類の数に応じて設けられ,装置の高さ方向に直立し,支持プレート22によって支持固定されている。各受渡し用ロッド部材23の先端部分23a(スライドテーブル11の上方に突出する部分)は,スライドテーブル11の食品載置部11bに形成された開口を挿通可能な形状となっており,例えば,食品載置部11bの開口の形状に応じて櫛状に形成される。また,受渡し部2は,上段チャック部3及び下段チャック部4の機械原点近傍に,原点復帰用近接スイッチ24を有することが好ましい。上段チャック部3及び下段チャック部4の機械原点とは,受渡し部2の高さ方向(Z方向)上方であって,切断部6によって食品類を上下に切断可能な切断加工レベルにあることを意味し,原点復帰用の近接スイッチ24は,上段チャック部3及び下段チャック部4が,機械原点にあるか否かを検知する光センサや磁気センサ等によって構成される。
図4及び図5は,上段チャック部3及び下段チャック部4の構成を説明するための図である。図4(a)は,閉じられた状態の上段チャック部の平面図,及びその左側面図を並べて示している。また,図4(b)は,開かれた状態の下段チャック部の平面図,その左側面図,及び背面図を並べて示している。また,図5は,食品類を保持するための保持要素を拡大した拡大平面図であり,図5(a)は閉じられた状態,図5(b)は開かれた状態を,それぞれ示している。
まず,ベース部材32,42は,食品類を挿入可能な直径を持つ円形の中央孔32a,42aと,中央孔32a,42aの周囲に形成された長細の複数のスライド孔32b,42bを有する形状となっている。ベース部材32,42の中央孔32a,42aが形成された位置においては,基板部材34,44にも中央孔32a,42aと同径又は大径の開口が形成されている。また,各スライド孔32b,42bは,中央孔32a,42aの中心に対して傾斜して形成され,各スライド孔32b,42bの一端から中央孔32a,42aの中心までの距離と,各スライド孔32b,42bの他端から中央孔32a,42aの中心までの距離は異なっている。以下,中央孔32a,42aの中心までの距離が近い各スライド孔32b,42bの一端を近端部といい,中央孔32a,42aの中心までの距離が遠い各スライド孔32b,42bの他端を遠端部ともいう。複数のスライド孔32b,42bそれぞれは,中央孔32a,42aの中心に対する傾斜角が等しい。また,複数のスライド孔32b,42bそれぞれは,近端部から中心までの距離,及び遠端部から中心までの距離も等しくなっている。また,ベース部材32,42は,180度反対の位置に突出部32c,42cを有し,この突出部32c,42cには,連結ピン用孔32d,42dが形成されている。
保持機構の駆動源であるチャック駆動用シリンダ33g,43gが作動し,例えば,シリンダ内の空気圧が高まることにより,ピストンロッド33h,43hが延伸する。ピストンロッド33h,43hが延伸すると,その先端に連結された短軸部材33b,43bの駆動起点部33f,43fが押圧されて,駆動起点部33f,43fを持つ短軸部材33b,43bが,支点ピン33e,43eを支点として,所定量回動する。これにより,短軸部材33b,43bの一端に連結された長軸部材33a,43aと,他端に連結された長軸部材33a,43aが,Y方向の正負反対方向にスライドする。一対の長軸部材33a,43aがスライドすると,一対の長軸部材33a,43aに連結されたベース部材32,42が,そのスライド量に応じて回動する。ベース部材32,42が回動すると,ベース部材32,42のスライド孔32b,42bに挿通されたスライドピン31a,41aが,スライド孔32b,42bの遠端部から近端部に向かってスライドする。スライドピン31a,41aがスライド孔32b,42bをスライドすることで,各爪部材31,41は,ガイド枠体35,45におけるガイド部35a,45aの延在方向に従って摺動し,ベース部材32,42の中央孔32a,42aの中心に向かって進行する。このとき,ベース部材32,42の中央孔32a,42aには,食品類が挿入されているため,各爪部材31,41の先端に形成されたた面当接部31b,41bが,食品類の周側面全体に当接し,食品類に適度な押圧力を掛けて,これを保持する。
他方,上段チャック部3と下段チャック部4による食品類の保持を解除する際には,チャック駆動用シリンダ33g,43gのピストンロッド33h,43hを収縮させる。これにより,上記した動作と逆の動作によって,食品類の周側面から各爪部材31,41の先端が離間して,食品類が解放される。
上段チャック部3及び下段チャック部4は,移動制御手段5により,移動制御されている。図1及び図2において,上段チャック部3及び下段チャック部4の水平方向の移動範囲は,両矢印3´(4´)により示される。
図1及び図2に示されるように,受渡し部2の装置下流側には,切断部6が位置し,食品類を保持する上段チャック部3及び下段チャック部4が,移動制御手段5によって,切断部6に向かって水平移動される。本実施形態において,切断部6には,極細で強靱なワイヤ61が用いられる。ワイヤ61の例は,ピアノ線や鋼線である。ワイヤ61の直径は,100μm〜130μm程度であることが好ましい。ワイヤ61は,基礎架台102の幅方向(Y方向)両端部に設けられたワイヤテンション用シリンダ62によりテンションが負荷されて弛まぬように維持されている。ワイヤ61は,ワイヤテンション用シリンダ62によって,上段チャック部3が保持する食品類の上部と下段チャック部4が保持する食品類の下部と境界である切断点において,食品類を切断可能な高さで張架されている。
図1及び図2に示されるように,添加部7は,本実施形態において,搬送方向(X方向)の最下流側に位置する。添加部7は,切断部6のワイヤ61によって水平に切断された食品類の下部又は上部の切断面に対して添加物質を添加する機能を持つ。本実施形態において,添加部7は,食品類の上部の切断面に対して添加物質を所定量添加する。本実施形態において,添加部7は,添加物質を添加するためのホッパー71が,基礎架台102の幅方向(Y方向)渡って取り付けられたホッパー用架台72上に設けられている。このためホッパー71は,食品類の下部を保持する下段チャック部4の水平移動レベルよりも上方に位置し,ホッパー71から食品類の下部の切断面に対して,重力に従って添加物質を添加できるようになっている。
図1及び図2に示されるように,本実施形態において,合せ部8は,X方向において,切断部6と添加部8の間に位置する。食品類の添加後,移動制御手段5は,上段チャック部3及び下段チャック部4を装置上流側(X軸負方向)に向かって後退させる。移動制御手段5は,上段チャック部3が合せ部8に相当する位置に到達した段階で,上段チャック部3及び下段チャック部4を停止させる。両チャック部が停止すると,図示しない制御装置からの指令に応じて,ヒンジ機構10が,下段チャック部4を持ち上げて上段チャック3の上方に重ね合わせる。
図7(a)は,図1のY3−Y3線における断面図に相当し,主として,切断部6,合せ部8,及び押え部9を示している。なお,図7(a)においては,一点鎖線より左方と右方とで,合せ部8の異なる状態を描画している。一点鎖線左方側は,合せ部8の上部の合せ用シリンダ81と,下部の合せ用シリンダ82が作動する前の状態である。他方,一点鎖線右方側は,上部の合せ用シリンダ81と下部の合せ用シリンダ82が作動して,ピストンロッドが延伸した状態である。
また,図7(b)は,合せ部8の有する丸ベルトコンベア83と,押え部9の有する平ベルトコンベア91を抽出して示した平面図である。
上方の合せ用シリンダ81は,基礎架台102の幅方向(Y方向)の両側部に渡って取り付けられた上方の合せ用シリンダ架台81b上に備えられている。図2に示されるように,上方の合せ用シリンダ架台81bは,支柱部から延びる腕部において,上部の合せ用シリンダ81を備えている。上方の合せ用シリンダ81は,切断加工対象である食品類の数に応じて複数箇所に設けられ,本実施形態において,上方の合せ用シリンダ81は,上方の合せ用シリンダ架台81bの幅方向(Y方向)に並んで,6箇所に位置している。各上方の合せ用シリンダ81は,ピストンロッド81aを備え,各上方の合せ用シリンダ81を作動させることで,ピストンロッド81aは装置下方に向かって延伸する。合せ部8に到達した段階で,上段チャック部3と下段チャック部4の上下の位置は反転しているため,上方の合せ用シリンダ81のピストンロッド81aが延伸すると,下段チャック部4の基板部材44に設けられた開口と,ベース部材42の中央孔42aを通って,下段チャック部4に保持されている食品類に当接するようになっている。
図1及び図7に示されるように,押え部9は,丸ベルトコンベア83による排出方向(Y方向負方向)の下流側に位置する。また,図8は,押え部9の側面図を示している。
押え部9は,平ベルトコンベア91と複数の押え用シリンダ92を有し,これらの平ベルトコンベア91と複数の押え用シリンダ92は,押え部用架台93に備えられている。押え部用架台93には,平ベルトコンベア91の上方の位置に,複数の押え用シリンダ92が取り付けられている。
続いて,上記切断加工装置を用いた食品類の切断加工方法及びその製造方法について,食品類が,カビによる表面熟成軟質チーズ(以下,単にチーズという)である場合を例に説明する。
図9は,切断加工されるチーズの各工程における状態を概念的に示したものである。図9では,左側に,上段チャック部3,下段チャック部4,及びヒンジ機構10の構成のみを概念的に抽出した図が示されており,その右側に,上段チャック部3及び下段チャック部4に保持された食品類の状態を対応して示している。
一般的なカマンベールチーズの製造方法に従って製造して,熟成途中で白カビが生育したチーズを用意し,切断点を基準に上部と下部のそれぞれを,図5(b)の開放されている上段チャック部及び下段チャック部に合わせた。その後,チーズカードを同じタイミングで上段チャック部及び下段チャック部の4つの爪部材を内側に押し込むことで保持した。上段チャック部及び下段チャック部の駆動はエアシリンダで行った。保持後に水平に搬送し,切断点と同レベルの高さで且つ搬送方向と水平に張ったワイヤに当てることで略水平方向に切断することができた。切断後のカマンベールチーズカードの保持による傷跡はわずかであり,更なる熟成によりその傷跡は全く目立たないものであった。
実施例1で略水平方向に切断されたカマンベールチーズの切断後の下部のチーズカードをさらに搬送し,加水後に滅菌されたブラックペッパーを無菌的に充填したホッパーよりブラックペッパー0.5g相当となる量を機械的に均一に散布した。散布後に当該下部のチーズカードを更に搬送し,保持していた上部のカードと合わせて,ブラックペッパーを挟んだカマンベールチーズカードを製造した。当該カマンベールチーズカードを1日間で熟成し,その後6等分となるようポーションカットを行い,個包装されたチーズ片をポリプロピレンのカップに入れ,追加熟成を行った。追加熟成の終了後にレトルト加熱殺菌処理を施した後に冷蔵温度まで冷却し,製品とした。
製品の形状を確認すると,チーズカード保持による傷跡は熟成により全く目立たないものとなった。また,ポーションカット時および個包装時にチーズの漏れや変形などが生じることはなく,通常のポーションカット品と同様に機械によりカット及び個包装することが可能であった。さらに,得られた製品は,加熱殺菌時にチーズ及び/又はペッパーが個包装フィルムから漏れ出すことなく,またチーズの形状が変形することもなかった。
30,40…保持要素 31,41…爪部材 31a,41a…スライドピン 31b,41b…面当接部 32,42…ベース部材 32a,42a…中央孔 32b,42b…スライド孔 32c,42c…突出部 32d,42d…連結ピン用孔 33,43…チャック駆動機構 33a,43a…長軸部材 33b,43b…短軸部材 33c,43c…四隅ピン 33d,43d…連結ピン 33e,43e…支点ピン 33f,43f…駆動起点部 33g,43g…チャック駆動用シリンダ 33h,43h…ピストンロッド 33i,43i…起点ピン 34,44…基板部材 35,45…ガイド枠体 35a,45a…ガイド部
100…切断加工装置
Claims (4)
- 食品類を切断して加工する切断加工装置であって,
前記食品類の切断点よりも上部を保持する上段チャック部(3)と,
前記食品類の切断点よりも下部を保持する下段チャック部(4)と,
前記食品類を切断する切断部(6)と,
前記食品類に対して添加物質を添加する添加部(7)と,
前記上段チャック部(3)と前記下段チャック部(4)を連結しつつ,前記上段チャック部(3)と前記下段チャック部(4)を開閉するためのヒンジ機構(10)と,を有し,
前記切断部(6)は,
前記食品類の上部が前記上段チャック部(3)により保持され,前記食品類の下部が前記下段チャック部(4)によって保持された状態で,前記食品類を上部と下部とに切断し,
前記ヒンジ機構(10)は,
前記切断部(6)が前記食品類を切断した後,前記下段チャック部(4)の状態は維持したまま,前記上段チャック部(3)を開いて,前記食品類の上部の切断面を上向きとし,
前記添加部(7)は,
前記上段チャック部(3)により保持されている前記食品類の上部,及び前記下段チャック部(4)により保持されている前記食品類の下部の両方,又はいずれか一方の切断面に対して添加物質を添加し,
前記ヒンジ機構(10)は,
前記添加部(7)が前記添加物質を添加した後,前記上段チャック部(3)の状態は維持したまま,前記下段チャック部(3)を閉じて,前記上段チャック部(3)と前記下段チャック部(4)の位置を上下反転させ,前記食品類の上部の切断面と前記食品類の下部の切断面とを互いに対向させる
切断加工装置。 - 前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)の移動を制御する移動制御手段(5)を,さらに有し,
前記移動制御手段(5)は,
前記食品類を保持する前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)を,前記切断部(6)が位置する方向に移動させ,
前記切断部(6)は,
前記移動制御手段(5)により移動される前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)に保持された前記食品類が押し付けられることにより,前記切断点において前記食品類を上部と下部とに切断し,
前記ヒンジ機構(10)は,
前記切断部(6)が前記食品類を切断した後,前記下段チャック部(4)の状態は維持したまま,前記上段チャック部(3)を開いて,前記食品類の上部の切断面を上向きとし,
前記移動制御手段(5)は,
前記ヒンジ機構(10)により前記上段チャック部(3)が開かれた後,前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)を前記添加部(7)が存在する方向に移動させ,
前記添加部(7)は,
前記上段チャック部(3)により保持されている前記食品類の上部,及び前記下段チャック部(4)により保持されている前記食品類の下部の両方,又はいずれか一方の切断面に対して添加物質を添加し,
前記ヒンジ機構(10)は,
前記添加部(7)が前記添加物質を添加した後,前記上段チャック部(3)の状態は維持したまま,前記下段チャック部(3)を閉じて,前記上段チャック部(3)と前記下段チャック部(4)の位置を上下反転させ,前記食品類の上部の切断面と前記食品類の下部の切断面とを互いに対向させる
請求項1に記載の切断加工装置。 - 前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)は,
前記食品類の上部及び/又は下部に当接する複数の爪部材(31,41)を有し,
前記複数の爪部材(31,41)を前記食品類の上部及び/又は下部の外表面に当接させることにより,前記食品類の上部及び/又は下部を保持する
請求項1又は請求項2に記載の切断加工装置。 - 前記上段チャック部(3)及び前記下段チャック部(4)は,
食品類の上部及び/又は下部に当接する複数の爪部材(31,41)と,
前記複数の爪部材(31,41)が連結されたベース部材(32,42)と,
前記爪部材(31,41)を進退させるチャック駆動機構(33,43)を有し,
前記ベース部材(32,42)は,
前記食品類が挿入される中央孔(32a,42a)と,前記中央孔(32a,42a)の周囲に形成された長細の複数のスライド孔(32b,42b)を有する形状であり,
前記爪部材(31,41)は,
前記スライド孔(32b,42b)のそれぞれに挿通されたスライドピン(31a,41a)を有し,前記スライドピン(31a,41a)を介して前記ベース部材(32,42)に連結され,前記スライドピン(31a,41a)が前記スライド孔(32b,42b)を進退することにより,前記食品類の外表面に対して当接又は離間し,
前記チャック駆動機構(33,43)は,
前記複数のスライドピン(31a,41a)が前記スライド孔(32b,42b)を進退するように,前記ベース部材(32,42)を駆動させ,
前記複数の爪部材(31,41)を前記食品類の上部及び/又は下部の外表面に当接させることにより,前記食品類の上部又は下部を保持する
請求項1又は請求項2に記載の切断加工装置。
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