JP6041414B1

JP6041414B1 - リング状食品成形装置及び方法

Info

Publication number: JP6041414B1
Application number: JP2016103068A
Authority: JP
Inventors: 小林　将男; 将男小林; 小林　博紀; 博紀小林; 吹上　透; 透吹上
Original assignee: Kobird Co Ltd
Current assignee: Kobird Co Ltd
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2036-05-24
Also published as: JP2017209034A

Abstract

【課題】本発明は、シート状の外皮材により内材を確実に包み込んでリング状にスムーズに成形することができるリング状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】リング状食品成形装置１は、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部４と、成形位置の下方に配置された内側成形部材５０を備えるとともにリング状の内材の内側を通過するように内側成形部材５０を移動させて前皮材の中央部分を内材の内周面に沿うように成形する内側成形部５と、内材の内側に通過した状態の前側成形部材の周囲に配置されたシャッタ６０及び６１を備えるとともに内側成形部材５０に向かってシャッタ片を移動させることで外皮材の周縁部分を寄せ集めて内側成形部材５０の周囲の外皮材の中央部分に封着して内材を外皮材で包み込む封着部６とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、シート状の外皮材により内材を包み込んでリング状に成形するリング状食品成形装置及び方法に関する。

従来より、ドーナツ菓子等のリング状食品が製造販売されており、リング状食品として、外皮材で内材を包み込むように成形した包被食品が提案されている。こうしたリング状食品の包被成形方法としては、例えば、特許文献１では、環状に配置した詰め具の上下両面に円形に成形したパン生地をそれぞれ配置するとともに、その周囲を閉じ合わせて該詰め具を全体的に被覆し、次いで該詰め具の内郭形状に合わせて上面側パン生地と下面側パン生地とが後から閉じ合わさるようにその中心部をくり抜き穴部を開けて環状に成形する点が記載されている。また、特許文献２では、吐出部に内側成形部材を備え、その周囲に環状吐出口から内材を間欠吐出するとともにその周囲に外皮材を連続吐出して筒状成形体を形成し、吐出部の周囲に配列された複数のシャッタ片を動作させて筒状成形体をドーナツ状に分割成形する点が記載されている。また、特許文献３では、外皮材吐出口からリング状に吐出された外皮材の内部に内材吐出口から内材をリング状に吐出し、リング状に形成された外皮材を封着部材により切断して封着することでリング状食品を成形する点が記載されている。

特開平１０−９９０２４号公報特開２０１１−６２１０２号公報特開２０１３−３０号公報

上述した特許文献１に記載された方法では、生地を重ね合せて成形するため機械化が難しく量産化の点で課題がある。また、特許文献２及び３に記載された方法では、吐出ノズルより外皮材を吐出して成形するため、パン生地等の発酵生地を外皮材として用いる場合に供給及び吐出の際に生地がダメージを受けるようになり、成形品がうまく膨らまずに不良品となる課題がある。

そこで、本発明は、シート状の外皮材により内材を確実に包み込んでリング状にスムーズに成形することができるリング状食品成形装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明に係るリング状食品成形装置は、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部と、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材を備えるとともにリング状の前記内材の内側を通過するように当該内側成形部材を移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形する内側成形部と、前記内材の内側に通過した状態の前記内側成形部材の周囲に配置された封着部材を備えるとともに前記内側成形部材に向かって当該封着部材を移動させることで前記外皮材の周縁部分を寄せ集めて前記内側成形部材の周囲の前記外皮材の中央部分に封着して前記内材を前記外皮材で包み込む封着部とを備えている。さらに、前記内側成形部材は、前記封着部材に対応して封着面が形成されている。さらに、前記外皮材の中央部分に前記内側成形部材が通過可能となる脆弱部分を形成する脆弱処理部を備えている。さらに、前記吐出部は、内材を吐出する吐出口を開閉する開閉部材を備えており、前記開閉部材を前記吐出口との間に所定間隔を空けた状態で開くように設定することで、両者の間に形成された隙間から内材をリング状に吐出する。

本発明に係る別のリング状食品成形装置は、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部と、前記外皮材の周囲に配置された外側成形部材を前記外皮材の周縁部分を寄せ集めるように移動させることで前記内材を前記外皮材で包み込むように成形する外側成形部と、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形するとともに寄せ集められた前記外皮材の周縁部分と封着させる内側成形部とを備えている。

本発明に係るリング状食品成形方法は、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出し、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形し、前記内材の内側に通過した状態の前記内側成形部材の周囲に配置された封着部材を前記内側成形部材に向かって移動させることで前記外皮材の周縁部分を寄せ集めて前記内側成形部材の周囲の前記外皮材の中央部分に封着して前記内材を前記外皮材で包み込むように成形する。さらに、前記外皮材の中央部分に前記内側成形部材が通過可能となる脆弱部分を形成する。

本発明に係る別のリング状食品成形方法は、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出し、前記外皮材の周囲に配置された外側成形部材を前記外皮材の周縁部分を寄せ集めるように移動させることで前記内材を前記外皮材で包み込むように成形し、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形するとともに寄せ集められた前記外皮材の周縁部分と封着させる。

本発明は、上記のような構成を有することで、シート状の外皮材の中央部分を囲むようにリング状に吐出された内材を配置した状態で、外皮材の周縁部分を寄せ集めて内材を包み込むように成形するとともに、外皮材の中央部分に内側成形部材を通過させて内材の内周面に沿うように成形し、外皮材の周縁部分と外皮材の中央部分を封着するようにしているので、リング状の内材を外皮材により確実に包み込んで封着することができ、外皮材がダメージをほとんど受けることなくリング状にスムーズに成形することが可能となる。

本発明に係る実施形態に関する正面図である。本発明に係る実施形態に関する上面図である。上段シャッタの一例を示す概略構成図である。各シャッタ片が閉じる方向に動作した状態に関する概略図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図である。図１１から図１３に示す工程における外皮材の状態を上方から見た平面図及び断面図である。図１６に示す工程で成形された成形品に関する外観斜視図及び図１７に示す工程で載置された成形品に関する外観斜視図である。封着部に上下動機構を取り付けて上下動させる変形例に関する側面図である。４連タイプの装置構成例を示す概略断面図である。外皮材の周縁部分を寄せ集めた後に外皮材の中央部分と封着する別の実施形態に関する動作説明図である。

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正面図であり、図２は、図１に示す実施形態に関する概略側面図である。リング状食品成形装置１は、成形位置にシート状の外皮材を搬入する搬入部２、内材を吐出部４に供給する供給部３、成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部４と、成形位置の下方に配置された内側成形部材５０を備えるとともにリング状の内材の内側を通過するように内側成形部材５０を移動させて外皮材の中央部分を内材の内周面に沿うように成形する内側成形部５と、外皮材の中央部分を通過した状態の内側成形部材５０の周囲に配置された封着部材である上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を備えるとともに内側成形部材５０に向かって上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を閉じる方向に動作させることで外皮材の周縁部分を寄せ集めて内側成形部材５０の周囲の外皮材の中央部分に封着して内材を外皮材で包み込む封着部６、及び、成形されたリング状食品を内側成形部５から移送して搬出する搬出部７を備えている。この例では、後述するように、下段シャッタ６１上にシート状の外皮材を載置して成形するようにしており、下段シャッタ６１上が成形位置となっている。

成形に用いる内材としては、例えば、粒餡や漉し餡等の豆類の餡、カスタードクリーム、ジャム、チョコレートクリーム、肉ペースト、スポンジ生地、すり身、豆腐ペースト、野菜ペースト、カレーペースト、クリームチーズ等のペースト状の食材が挙げられる。こうしたペースト状の食材には、粒状の固形食材を混ぜ込んで構成することもできる。混ぜ込む粒状の固形食材としては、例えば、大栗、アーモンド、マカダミア・ナッツ、ブルーベリー等の果実類、リンゴやオレンジ等の果肉の角切り、甘納豆、乾燥フルーツ、金時豆、ナッツ類の粒状物、ウィンナ、角切り肉、角切りジャガイモ、角切りニンジン等の加工食材といったものが挙げられる。また、成形に用いる外皮材としては、例えば、菓子パン生地、食パン生地、中華饅頭生地、デニッシュパン生地、ドーナツ生地、ピザ生地、ベーグル生地といった発酵生地が挙げられる。発酵生地以外でも、パイ生地、餃子・小龍包生地、団子・餅生地等の生地を使用することもできる。

搬入部２は、シャトルコンベヤからなり、シート状の外皮材を搬送する搬送ベルト２０、搬送ベルト２０を移動させる駆動プーリ２１、並びに、シャトル動作を行う一対の従動プーリを備えている。一対の従動プーリは、搬送ベルト２０の搬送方向に移動して、搬送ベルト２０を吐出部４の下方まで延長させるように動作する。そして、搬送ベルト２０を吐出部４の下方に延長した状態で外皮材を搬送して、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の開口領域に設定された成形位置に搬入するようになっている。

なお、搬入部２の搬送方向上流側には、外皮材を所定の厚さで略円形状に整形する整形機構が配置されており、整形されたシート状の外皮材が搬入部２に移送されるようになっている。

供給部３は、筺体１０の上部に設けられており、ペースト状の食材等からなる内材を収容するホッパ３０、ホッパ３０内の内材を供給管３２に圧送するベーンポンプ３１を備えている。供給管３２は、吐出部４に接続されており、可撓性を有する管材が用いられ、後述する吐出部４の上下動に対して柔軟に対応することができるようになっている。

吐出部４は、供給管３１が接続された吐出管４０、吐出管４０を支持する支持フレーム４１、吐出管４１の円形の吐出口を開閉する円板状の開閉部材４２を備えている。開閉部材４２の上端部には、開閉部材４２の中心軸に沿って駆動ロッド４３が固定されており、駆動ロッド４３は、駆動モータ４４に接続されている。駆動モータ４４は、載置板４５上に固定されており、載置板４５に形成された開口を通して駆動ロッド４３が取り付けられている。そして、回転手段である駆動モータ４４を回転駆動することで、開閉部材４２を吐出管４０内で回転させることができる。回転手段としては、駆動モータ以外に回転エアシリンダ等のアクチュエータを用いることができる。

支持フレーム４１には、エアシリンダ４６が固定されており、エアシリンダ４６の駆動ロッドは、上方に延設されて載置板４５の端部に接続されている。そのため、エアシリンダ４６を駆動することで、載置板４５を上下方向に移動させるようになり、載置板４５の上下方向の移動に伴って駆動モータ４４、駆動ロッド４３及び開閉部材４２が上下方向に移動するようになる。したがって、エアシリンダ４６を動作させることで、吐出管４０の吐出口を開閉部材４２が開閉するようになり、また、開閉部材４２を吐出口との間に所定間隔を空けた状態で開くように設定することで、両者の間に形成された円環状の隙間から内材をリング状に吐出することができる。

なお、吐出部４において、内材をリング状に吐出する場合、上述した例以外の方法で行うこともできる。例えば、小径の複数の吐出口をリング状に配列しておき、複数の吐出口から同時に吐出することで、吐出した内材が外皮材の上面にリング状に配列されてリング状に吐出することもできる。

図１に示す例では、吐出部４は、吐出管４０を上下動させる移動機構を備えている。支持フレーム４１の筐体１０側に延設された作動部４１ａが筺体２の内面に取り付けられており、作動部４１ａは、筺体２の内面に上下方向に沿って固定されたレールに摺動可能に取り付けられている。作動部材４１ａの側面にはラックが固定されており、作動部４１ａの上下方向の移動範囲に対応して筺体２には開口部が形成されており、開口部を作動部４１ａが貫通して支持フレーム４１が上下方向に移動可能に取り付けられている。筺体２の内面には、駆動モータ４７を固定する固定台が設けられており、駆動モータ４７の駆動ギアが作動部４１ａのラックに噛み合うように設定されている。そして、駆動モータ４７を回転駆動することで、駆動ギアと噛み合うラックが上下動するようになり、ラックとともに作動部４１ａ及び支持フレーム４１が上下動することで吐出部４全体が上昇及び下降の動作を行うようになる。

吐出管４０の吐出口の周囲には、成形位置にセットされた外皮材を押える押え部材４８が軸方向に摺動可能に取り付けられている。この例では、押え部材４８は、リング状でフランジ状に外方に突出するように形成されており、吐出管４０の外周面が小径に形成された段差部に嵌め込まれて軸方向に摺動可能に取り付けられている。そして、吐出管４０の周囲には、押え部材４８を吐出口に向かって付勢するバネ部材が設けられており、後述するように、吐出管４０が下方に移動する際に押え部材４８を外皮材に圧接した状態でバネ部材が圧縮されるようになり、押え部材４８により外皮材を押えた状態で保持するようになっている。

開閉部材４２の下面には、成形位置にセットされた外皮材の中央部分に切込みを形成する刃部材８が取り付けられている。刃部材８は、後述するように、開閉部材４２が上下動することで、外皮材の中央部分に切込みを形成して内側成形部材５０が通過しやすくする脆弱処理部として機能するようになっている。

なお、脆弱処理部は、外皮材の中央部分に内側成形部材が通過しやすくするように脆弱部分を形成することができればよく、脆弱部分としては、上述した切込みを形成する以外に、例えば、孔部を形成したり、厚さを薄くした部分を形成するようにしてもよい。また、脆弱部分を形成する場合に、吐出部４とは別体に脆弱処理部を設けることもできる。例えば、内側成形部材５０の上面に刃部材を取り付けておき、開閉部材４２が刃部材に当接することで、外皮材の中央部分に切込みや孔部を形成することもできる。また、成形位置に外皮材を搬入する前の外皮材の整形工程で脆弱処理を行うようにしてもよい。

内側成形部５は、吐出部４の下方に吐出口と対向配置された内側成形部材５０、内側成形部材５０を支持固定する基台５１、内側成形部材５０の周囲に配置されたリング状の受け部材５２を備えている。内側成形部材５０は、外周面に内側成形面とともに封着部６の上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１が封着する際の開口領域の形状に合わせて封着面が形成されている。この例では、内側成形部材５０の上部に上側封着面及び下側封着面が段差状に形成されており、上側封着面が上段シャッタ６０の封着時の開口領域に対応し、下側封着面が下段シャッタ６１の封着時の開口領域に対応して形成されている。そして、下側封着面の下側部分に内側成形面が形成されている。

基台５１は、支持フレーム５３に一端部が回動可能に軸支されており、支持フレーム５３に取り付けられた回動モータ５４により反転動作を行うようになっている。受け部材５２は、バネ部材５５を介して基台５１に取り付けられており、内側成形部材５０に対して上下動可能となるよう設定されている。

支持フレーム５３は、筐体１０側に延設されて、筺体２の内面において上下方向に沿って固定されたレールに摺動可能に取り付けられている。支持フレーム５３の筐体１０内の部分にはラックが固定されており、支持フレーム５３の上下方向の移動範囲に対応して筺体２には開口部が形成されており、開口部を支持フレーム５３が貫通して上下方向に移動可能に取り付けられている。筺体２の内面には、駆動モータ５６を固定する固定台が設けられており、駆動モータ５６の駆動ギアが支持フレーム５３のラックに噛み合うように設定されている。そして、駆動モータ５６を回転駆動することで、駆動ギアと噛み合うラックが上下動するようになり、ラックとともに支持フレーム５３が上下動することで内側成形部５全体が上昇及び下降の動作を行うようになる。また、内側成形部５が上昇する際に、受け部材５２を所定位置の高さで停止させるストッパ部材が筐体１０に固定されている。

封着部６は、封着部材である複数のシャッタ片を有する上下２段の上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を備えている。上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の間には、必要に応じて中心部に円形の開口が形成された平板状の受け部材を挿入してもよい。上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１は、吐出管４０の下方に配置されており、後述するシャッタ片により形成される開口領域の中心が吐出管４０の中心軸とほぼ一致するように筺体２に取り付けられている。

上段シャッタ６０を駆動する駆動ロッド６３は、筺体２に形成された開口を貫通して筺体２の内部に固定された駆動モータ６４に連結されている。同様に、下段シャッタ６１を駆動する駆動ロッド６５は、筺体２に形成された開口を貫通して筺体２の内部に固定された駆動モータ６６に連結されている。

図３は、上段シャッタ６０の一例を示す概略構成図であり、図３（ａ）は、シャッタ片側からみた概略図を示しており、図３（ｂ）は、シャッタ片側とは反対側からみた概略図を示している。上段シャッタ６０は、六角形のプレート状に形成され中央部分が開口している枠体６０ａを備えており、枠体６０ａの一方の面側の各角部には、６枚のシャッタ片６０ｂが回動可能にそれぞれ軸支されている。シャッタ片６０ｂが取り付けられた側とは反対側の他方の面側には、各シャッタ片６０ｂの回動軸に対応して６枚のフランジ６０ｃがそれぞれ取り付けられている。６枚のフランジ６０ｃは、リンク部材６０ｄによりそれぞれ直列に連結されており、１枚のフランジ６０ｃには駆動ロッド６３が連結されている。そして、駆動ロッド６３を駆動モータ６４により軸方向に移動させることで、各フランジ６０ｃが連動して回動するようになる。図３では、各シャッタ片６０ｂが開いた状態となっており、各シャッタ片６０ｂに囲まれた開口領域が形成されるようになる。

図４は、各シャッタ片６０ｂが閉じる方向に回動した状態に関する概略図である。駆動モータ６３の駆動回転により各シャッタ片６０ｂが反時計回りに回動することで、各シャッタ片６０ｂに囲まれた開口領域が縮小して、後述するように、内側成形部材５０の外周面に形成された内側成形面との間で、外皮材の中央部分と周縁部分とを封着するようになる。下段シャッタ６１についても上段シャッタ６０と同様の構成を備えており、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１は、互いのシャッタ片側が対向するように重ね合わせて配置されるとともに互いに連結されており、筺体２に設けられた取付部材６２に支持固定されている。

上述した例では、６枚のシャッタ片を有するシャッタについて説明したが、シャッタ片の枚数に特に制限はなく、成形するリング状食品の形状に合わせて適宜設定することができる。また、シャッタ片の開閉動作については、シャッタ片の回動動作以外の例えば直進動作によって開閉動作を行うこともでき、外皮材の周縁部分の寄せ集め及び封着ができればよく特に限定されない。また、シャッタ片の形状及びシャッタ片の駆動機構についても、外皮材の周縁部分を寄せ集めて内材を包み込むように成形することができ、内側成形部材との間で外皮材の中央部分及び周縁部分を封着することが可能であれば、上述した例以外の公知の形状及び駆動機構を用いることができ、特に限定されない。

搬出部７は、成形品を搬出する搬送ベルト７０を備えており、搬送ベルト７０は、内側成形部５で成形された成形品が移送されて載置される載置台７１及び成形品が搬出される搬出台７２の間に張架されるとともに駆動プーリ７３に巻回されて張設されている。そして、載置台７１に張架された搬送ベルト７０上に成形品が載置された後駆動プーリ７３を駆動することで、成形品を搬出台７２に搬送し、次の工程に成形品を搬出することができる。

図５から図１６は、リング状食品成形装置の成形動作に関する説明図であり、装置の側面からみた各動作過程での概略断面図を示している。図５では、搬入部２によりシート状の外皮材Ｆが搬送ベルト２０に載置されて上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の開口領域に設定された成形位置に搬入される。吐出部４は、上方の待機位置に設定されており、開閉部材４２は、吐出管４０の吐出口を閉鎖した状態に設定されている。そのため、吐出管４０内に内材Ｇが充填した状態となっている。封着部６の上段シャッタ６０は、外皮材Ｆが収まるように開いた状態に開口しており、下段シャッタ６１は、外皮材Ｆを載置可能となるように開口領域を縮小した状態に設定されている。搬入部２は、上段シャッタ６０の開口領域まで搬送ベルト２０を延長させて外皮材Ｆを搬入して、外皮材Ｆが下段シャッタ６０の開口領域を覆うように載置する。内側成形部５は、下降した待機位置に設定されている。

図６では、上段シャッタ６０は、シャッタ片を閉じる方向に動作させて、外皮材Ｆの周縁部分を中心に向かって押圧するように位置調整する。こうしたシャッタ片による位置調整により、外皮材Ｆの中心が上段シャッタ６０の開口領域の中心とほぼ一致する外形に形成されるようになる。そのため、後述するように、外皮材Ｆの周縁部分を封着する際の生地量がほぼ均一になるように調整することができる。また、下段シャッタ６１は、シャッタ片を開く方向に動作させて、外皮材Ｆの中央部分を下段シャッタ６１の開口領域に落とし込むようにし、外皮材Ｆの周縁部分が下段シャッタ６１に配置された状態で中央部分が窪んだ状態に形成する。その際に、下段シャッタ６１の開口領域は、外皮材Ｆの中央部分の窪んだ部分の開口サイズが吐出管４０の外径サイズとほぼ一致するかわずかに大きくなるように設定される。

図７では、吐出部４全体が下降し、押え部材４８が下段シャッタ６１のシャッタ片上に載置された外皮材Ｆの周縁部分に当接して外皮材Ｆを挟持した状態になる。また、吐出管４０の先端部分が外皮材Ｆの中央部分の窪んだ部分に挿入して、開閉部材４２を下降させことで外皮材Ｆの窪んだ部分を押し拡げるようにする。その際に、開閉部材４２の下面に取り付けられた刃部材８が外皮材Ｆに当接した状態となる。

図８では、吐出部４がさらに下降して、内側成形部材５０の先端面が外皮材Ｆの中央部分の窪んだ部分に下方から当接した状態に設定される。押え部材４８は、外皮材Ｆの周縁部分に当接した状態で吐出管４０に対して摺動するようになり、吐出管４０がさらに下方に移動して挿入される。そのため、開閉部材４２の下面に取り付けられた刃部材８と内側成形部材５０との間に外皮材Ｆの中央部分が挟持された状態となり、刃部材８が外皮材Ｆに押し込まれて切込みが形成されるようになる。

図９では、開閉部材４２を下方に移動させて吐出管４０の吐出口から離間させることで、吐出口との間に円環状の隙間が形成されて吐出管４０内の内材Ｇがリング状に吐出されるようになる。そして、内材Ｇを吐出させながら吐出部４を上昇させることで、吐出された内材Ｇは、下段シャッタ６１のシャッタ片の下側で外方に向かって押し拡げるように作用して外皮材Ｆを膨出させるようになる。下段シャッタ６１のシャッタ片が吐出管４０の周囲の外皮材Ｆに近接した状態に設定されているので、内材Ｇがシャッタ片と吐出管４０の間を上昇することはほとんどない。吐出管４０が上昇する際に、押え部材４８は、外皮材Ｆの周縁部分に当接した状態のまま保持されるようになる。

図１０では、開閉部材４２が回転しながら上昇して吐出口を閉じるとともに吐出部４が上昇し、同時に内側成形部５が上昇するようになる。吐出部４を上昇させると、開閉部材４２に付着している内材Ｇが引き上げられて角（ツノ）状に突き出るようになるが、開閉部材４２を回転させながら上昇させることで、こうした内材Ｇの角状の突出を抑止することができる。

図１１では、吐出部４がさらに上昇して待機位置に戻るとともに、内側成形部５の上昇により外皮材Ｆの中央部分に内側成形部材５０の上部が当接して持ち上げるようになる。その際、リング状に吐出された内材Ｇの内側に内側成形部材５０の上部が挿入されるように持ち上げられる。そして、外皮材Ｆに形成された切込みｆに対応した部分が内側成形部材５０の上面に当接するようになる。

図１２では、内側成形部５がさらに上昇して内側成形部材５０の上部が切込みｆを拡げるように外皮材Ｆの中央部分を持ち上げるようになり、同時に上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１のシャッタ片を閉じる方向に動作させて外皮材Ｆの周縁部分を中心に向かって寄せ集めるように移動させる。

図１３では、内側成形部５がさらに上昇して内側成形部材５０の上部が拡がった切込みｆを通過して突出させることで、外皮材Ｆの中央部分を拡径してリング状の内材Ｇの内周面に密着するように持ち上げる。その際に、受け部材５２がストッパ部材５７に当接して所定位置に停止した状態となり、内側成形部材５０が上昇して受け部材５２から突出するようになる。その際に、受け部材５２を支持するバネ部材５５は圧縮した状態に設定される。

そして、内側成形部材５０の外周面に形成された上側封着面５０ａ及び下側封着面５０ｂがそれぞれ上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１のシャッタ片に対向する位置に配置される。そのため、内側成形部材５０に向かって上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１のシャッタ片を閉じる方向に動作させることで、上側封着面５０ａ及び下側封着面５０ｂの外周に持ち上げられた外皮材Ｆの中央部分に各シャッタ片の押圧面により寄せ集められた外皮材Ｆの周縁部分を確実に重ね合わせることができる。

そして、上側封着面５０ａは、上段シャッタ６０の封着時の開口領域に合わせた形状に形成されており、下側封着面５０ｂは、下段シャッタ６１の封着時の開口領域に合わせた形状に形成されているため、上側封着面５０ａと上段シャッタ６０の各シャッタ片との間に外皮材Ｆの中央部分及び周縁部分を隙間なく密着させることができ、下側封着面５０ｂと下段シャッタ６１の各シャッタ片との間に外皮材Ｆの中央部分及び周縁部分を隙間なく密着させることができる。

図１４では、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の各シャッタ片の押圧面を内側成形部材５０の上側封着面５０ａ及び下側封着面５０ｂに向かって押圧させることで、外皮材Ｆの中央部分及び周縁部分が確実に封着され、リング状の内材Ｇを外皮材Ｆで包み込む封着動作が行われる。受け部材５２は、封着動作の際に内材Ｇを包み込んだ外皮材Ｆを下方から支持して安定した封着動作が行われるようになる。こうして、外皮材Ｆの封着部分以外の部分がダメージをほとんど受けることなく内材Ｇを外皮材Ｆで確実に包み込むことができる。

図１５では、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を開く方向に動作して各シャッタ片を上側封着面５０ａ及び下側封着面５０ｂから離間させるとともに内側成形部５をさらに上昇させる。内側成形部５の上昇に伴い内側成形部材５０がさらに内材Ｇの内側に突出して内側成形面５０ｃが挿入されて押し拡げられる。その際に、下段シャッタ６１の開口領域を内側成形面５０ｃに合わせて開いた状態に設定しておくことで、リング状食品の内側の穴部の形状を内側成形面５０ｃに沿った形状に安定して成形することができる。

図１６では、内側成形部５が下降して受け部材５２がストッパ部材５７から離間するようになり、受け部材５２はバネ部材５５により上方に移動するように付勢される。そのため、成形品Ｈを支持しながら内側成形部材５０に対して受け部材５２が上昇し、成形品Ｈを内側成形面５０ｃから離間させて受け部材５２上に載置した状態に設定する。

図１７では、内側成形部５の回転モータ５４を回転駆動して、基台５１を回動させて反転させることで、受け部材５２が上下逆となるように反転して成形品Ｈが下方の搬出部７に落下する。その際に、成形品Ｈも反転して載置台７１上に落下し、封着部分が下側となるように載置された状態となる。その後、搬送ベルト７０を搬送動作させて成形品Ｈを搬出する。

図１８は、図１１から図１３に示す工程における外皮材Ｆの状態を上方から見た平面図及び断面図である。この例では、刃部材８は、開閉部材４２の中心から放射状に板状の刃片が複数立設して構成されており、図１１に示す工程に対応する図１８（ａ）では、刃部材８により中心から放射状に複数の切込みｆが形成されている。図６に示すように、外皮材Ｆの位置調整を行っているため、切込みｆの集中する中心が位置調整された外皮材Ｆのほぼ中心となる。図１２に示す工程に対応する図１８（ｂ）では、切込みｆの中心に内側成形部材１５が挿入されるように外皮材Ｆが持ち上げられるため、１つ１つの切込みｆが開くように押し拡げられて持ち上げられるようになる。図１３に示す工程に対応する図１８（ｃ）では、内側成形部材１５が拡げられた切込みｆに挿入されてさらに拡げられていき、切込み部分が内側成形部材１５の外周面に密着した状態で持ち上げられるようになる。こうして、外皮材Ｆの切込みｆ以外の部分が強制的に引き伸ばされることなく拡げられるようになり、外皮材Ｆが受けるダメージを最小限に抑えることができる。なお、脆弱部分となる切込みの形状、位置及び数は、外皮材の材料特性、形状、厚さ等に応じて適宜設定することができる。

図１９は、図１６に示す工程で成形された成形品Ｈに関する外観斜視図（図１９（ａ））及び図１７に示す工程で載置された成形品Ｈに関する外観斜視図（図１９（ｂ）である。成形品Ｈは、外皮材Ｆの周縁部分及び中央部分が確実に封着されて内材Ｇを包み込んで成形されており、外皮材Ｆの内部に含まれる空気がほとんどない状態で成形される。パン生地等を外皮材Ｆに用いた成形品Ｈの場合、成形後に焼成されてドーナツ等に仕上げられるが、成形品Ｈの内部に空気が含まれていると焼成の段階で内部の空気が膨張して外皮材Ｆが破裂して不良品となってしまう。そして、ほぼ同じ厚さの外皮材Ｆで内材Ｇが包み込まれているため、内材Ｇが内部で偏った位置に内蔵されることがなく、均一な品質に仕上げることができる。

また、パン生地等の発酵生地では、発酵処理により生地が膨張するため、成形品の内側の穴部が小さいと、発酵により埋まってしまうが、内側成形部材により内側の穴部を無理なく大きくきれいに仕上げることができるので、発酵処理後においても確実にリング状となった食品に成形することが可能となる。また、成形品Ｈは、封着部分が底面となるように成形されるので、内材Ｇの吐出により膨出した外皮材Ｆの綺麗な外表面が表出した状態に仕上げることができる。

以上説明した例では、吐出部４全体を上下動させて、吐出管４０の吐出口を成形位置の外皮材Ｆに対して接近又は離間するようにしているが、封着部６を上下動させて、成形位置の外皮材Ｆを吐出管４０の吐出口に接近又は離間させるようにすることもできる。

図２０は、吐出部４を筐体１０に固定するとともに封着部６に上下動機構を取り付けて上下動させる変形例に関する側面図である。この例では、吐出部４を支持する支持フレーム４１が筺体１０に固定されている。また、封着部６の上下二段シャッタを支持する取付部材６２は、筺体２の内面に上下方向に沿って固定されたレールに摺動可能に取り付けられた作動部材６７に固定されており、作動部材６７の側面にはラックが固定されている。作動部材６７には、シャッタを駆動する駆動モータ６４及び６６を固定した支持板６９が連結部材を介して取り付けられており、上下二段シャッタ及び駆動モータが一体で上下動するようになっている。筺体２の内面には、駆動モータ６８を固定する固定台が設けられており、駆動モータ６８の駆動ギアが作動部材６７のラックに噛み合うように設定されている。そして、駆動モータ６８を回転駆動することで、駆動ギアと噛み合うラックが上下動するようになり、ラックとともに作動部材６７が上下動して上下二段シャッタ及び駆動モータが上昇又は下降動作を行うようになる。こうして、封着部６を上下に移動させて成形位置の外皮材Ｆを吐出管４０の吐出口に対してに接近又は離間させるように動作させることができる。

また、上述した例では、封着部６のシャッタとして上下二段シャッタを用いているが、成形位置で外皮材を載置する受け部材を設けることで上段又は下段に１段のシャッタのみを配置して封着動作を行うようにすることもできる。シャッタとしては、複数の成形品を同時に成形することができる多連タイプのシャッタを用いることもできる。例えば、図２１に示すように、吐出部４Ａ〜４Ｄ、内側成形部５Ａ〜５Ｄ及び封着部６Ａ〜６Ｄを並列配置して成形位置を４箇所設定し、シャッタ片や駆動モータ等の部品を共通化して４つの成形品を同時に成形する４連タイプの装置構成とすることもできる。４連タイプ以外にも、２連を並列した２連ダブルタイプ、４連を並列した４連ダブルタイプ、６連を並列した６連ダブルタイプといったように、様々な多連タイプに簡単に増設することができる。こうした多連タイプの装置を用いることで、複数の成形品を同時に成形して生産性を格段に向上させることが可能となる。

上述した実施形態では、内側成形部材５０をリング状の内材Ｇの内側に突出させて上段シャッタ６０及び６１により外皮材Ｆの周縁部分を寄せ集めて内側成形部材５０の周囲の外皮材Ｆの中央部分と封着するようにしているが、上段シャッタ６０及び６１により外皮材Ｆの周縁部分を寄せ集めた後に内側成形部材５０を内材Ｇの内側に突出させて外皮材の中央部分を寄せ集められた周縁部分と封着させることで、成形することもできる。

図２２は、外皮材の周縁部分を寄せ集めた後に外皮材の中央部分と封着する別の実施形態に関する動作説明図である。本実施形態では、図１に示す装置構成で外皮材の脆弱処理を行わないため、刃部材８は設けられていない。そして、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１が外側成形部として機能し、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の各シャッタ片が外皮材の周囲に配置された外側成形部材として、外皮材の周縁部分を寄せ集めるように移動させることで内材を外皮材で包み込むように成形する。内側成形部５は、成形位置の下方に配置された内側成形部材５０をリング状の内材の内側を通過するように移動させて外皮材の中央部分を内材の内周面に沿うように成形するとともに寄せ集められた外皮材の周縁部分と封着させる。

この例では、図５から図１０に示す動作工程と同様に、内材Ｇをリング状に吐出して、図１１に示すように外皮材の中央部分に配置する（図２２（ａ））。次に、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を閉じる方向に動作させて外皮材Ｆの周縁部分を中心に寄せ集めて内材を包み込むように成形し、周縁部分を集めて密着させた状態に設定する（図２２（ｂ））。そして、上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１を開く方向に動作させながら、内側成形部５を上昇させて内側成形部材５０が内材Ｇの内側に突出するように移動させる（図２２（ｃ））。内側成形部材５０が上方に移動することで、外皮材Ｆの中央部分が押し上げられて、寄せ集められた外皮材Ｆの周縁部分に密着した状態となる。そして、下段シャッタ６１を内側成形部材５０の外周面に近接した状態となるように閉じる方向に動作させ、内側成形部材５０をさらに上昇させることで、内側成形部材５０と下段シャッタ６１のシャッタ片との間に挟持された外皮材の周縁部分と密着した状態の中央部分が封着されるようになり、外皮材の封着部分より内側部分が切断される。上段シャッタ６０及び下段シャッタ６１の開口領域内に突出するように内側成形部材５０を上昇させることで、外皮材の中央部分と周縁部分を封着した状態で内側成形を行う（図２２（ｄ））。このように、外皮材の種類によっては、脆弱処理を行うことなく内側成形部材５０で孔部を内側成形して封着することでリング状食品を確実に成形することができる。

図２２で説明した実施形態についても図１に示す実施形態と同様に、図２０及び図２１に示すように、装置構成を変更して機能の追加及び変更が可能であり、様々な用途や食材に対応可能な汎用性を備えている。

１・・・リング状食品成形装置、２・・・搬入部、３・・・供給部、４・・・吐出部、５・・・内側成形部、６・・・封着部（外側成形部）、７・・・搬出部、８・・・刃部材、１０・・・筐体

Claims

成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部と、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材を備えるとともにリング状の前記内材の内側を通過するように当該内側成形部材を移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形する内側成形部と、前記内材の内側に通過した状態の前記内側成形部材の周囲に配置された封着部材を備えるとともに前記内側成形部材に向かって当該封着部材を移動させることで前記外皮材の周縁部分を寄せ集めて前記内側成形部材の周囲の前記外皮材の中央部分に封着して前記内材を前記外皮材で包み込む封着部とを備えているリング状食品成形装置。
前記内側成形部材は、前記封着部材に対応して封着面が形成されている請求項１に記載のリング状食品成形装置。
前記外皮材の中央部分に前記内側成形部材が通過可能となる脆弱部分を形成する脆弱処理部を備えている請求項１又は２に記載のリング状食品成形装置。
前記吐出部は、内材を吐出する吐出口を開閉する開閉部材を備えており、前記開閉部材を前記吐出口との間に所定間隔を空けた状態で開くように設定することで、両者の間に形成された隙間から内材をリング状に吐出する請求項１から３のいずれかに記載のリング状食品成形装置。
成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出する吐出部と、前記外皮材の周囲に配置された外側成形部材を前記外皮材の周縁部分を寄せ集めるように移動させることで前記内材を前記外皮材で包み込むように成形する外側成形部と、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形するとともに寄せ集められた前記外皮材の周縁部分と封着させる内側成形部とを備えているリング状食品成形装置。
成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出し、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形し、前記内材の内側に通過した状態の前記内側成形部材の周囲に配置された封着部材を前記内側成形部材に向かって移動させることで前記外皮材の周縁部分を寄せ集めて前記内側成形部材の周囲の前記外皮材の中央部分に封着して前記内材を前記外皮材で包み込むように成形するリング状食品成形方法。
前記外皮材の中央部分に前記内側成形部材が通過可能となる脆弱部分を形成する請求項６に記載のリング状食品成形方法。
成形位置に配置されたシート状の外皮材の中央部分を囲むように内材をリング状に吐出し、前記外皮材の周囲に配置された外側成形部材を前記外皮材の周縁部分を寄せ集めるように移動させることで前記内材を前記外皮材で包み込むように成形し、前記成形位置の下方に配置された内側成形部材をリング状の前記内材の内側を通過するように移動させて前記外皮材の中央部分を前記内材の内周面に沿うように成形するとともに寄せ集められた前記外皮材の周縁部分と封着させるリング状食品成形方法。