JP6387473B1 - ねじ型チョコレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全体を小型化して一口サイズとしつつ、製造歩留まりを向上することができるねじ型チョコレートの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ねじ山の形状が微分可能な曲線で構成され、かつ、当該形状における山と谷の部分が円弧で構成され、ボルト型チョコレートとナット型チョコレートとの間の引っかかり高さＨと、製造歩留まりとのトレードオフの関係に基づいて円弧の半径Ｒを決定する。続いて、円弧の半径Ｒが決定されたボルト型チョコレートのボルト成形型又はナット型チョコレートのナット成形型に液状のチョコレートを流し込んで成形を行う。続いて、ボルト型チョコレート又はナット型チョコレートを取り出すために、ボルト成形型又はナット成形型を変形させる。さらに、ボルト成形型又はナット成形型から、ボルト型チョコレート又はナット型チョコレートを引き抜く。
【選択図】図１２

Description

本発明は、ねじ型チョコレートの製造方法に関する。

所望の形状にチョコレートを成形するためには、型に設けられたその形状の空間にチョコレート液を流し込んで固め、その型から固められたチョコレートを押し出したり、引き抜いたりするのが一般的である（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１０−４２７８８号公報 特開平５−１６８４１３号公報

成形されるチョコレートの形状には様々なものがあるが、中には型から押し出したり、引き抜いたりするのが難しいものがある。ボルトやナットなどのねじ型のチョコレートはその最たる例である。チョコレートを押し出したり、引き出したりする時に、ねじ山が欠け、引いては全体が破損するおそれがあるためである。このような難しさは、製造歩留まりの低下をもたらす。

この場合、チョコレートをねじ軸まわりに回転させながら型から抜き出すことも考えられるが、この方法では、時間がかかりすぎる。また、分割可能な型を用いて、成型後に型を分割して固化したチョコレートを取り出すことも考えられるが、型を分割した場合に、中のチョコレートがどちらの型にくっつくかはまちまちである。一度に成形されるチョコレートは多数であるため、チョコレートがくっつく型がまちまちである場合には、チョコレートの回収に時間がかかり、やはり大量生産には向かない。

チョコレートを成形する型は、可撓性のある素材（例えば樹脂）で構成されている。そこで、多数のチョコレートを一度に成形する場合には、型を変形してチョコレートを押し出し、それを引き抜くのが最も簡便で迅速な方法になる。

チョコレートを軸方向に安全に押し出したり、引き抜いたりするためには、ボルトのねじ山とナットのねじ山との引っかかり高さ、すなわちねじ山の高さを低くするのが望ましい。しかしながら、ねじ山の高さを低くしすぎれば、ボルトにナットをはめ込んで指で回したりすることが困難になる。チョコレートの形状がボルトやナットである場合の魅力の１つが、ボルトにナットをはめ込んで緩みなく回して遊ぶことができる点である。このため、ナットをボルトに嵌めて回すことができる点を無視することはできない。

さらに、ボルトやナット型のチョコレートについては、その大きさを食べやすい１口サイズのものにしたいという要請がある。この場合、ねじの有効径や肉厚なども小さくなり、破損しやすくなるため、ボルトをナットに嵌めて回転することができるねじ型チョコレートを製造するのはさらに困難となる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、全体を小型化して一口サイズとしつつ、製造歩留まりを向上することができるねじ型チョコレートの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るねじ型チョコレートの製造方法は、
ねじ山の形状が微分可能な曲線で構成され、かつ、当該形状における山と谷の部分が円弧で構成されたボルト型チョコレートとナット型チョコレートとで構成されるねじ型チョコレートの製造方法であって、
前記ボルト型チョコレートと前記ナット型チョコレートとの間の引っかかり高さと、製造歩留まりとのトレードオフの関係に基づいて前記円弧の半径を決定する決定工程と、
前記円弧の半径が決定されたボルト型チョコレートのボルト成形型又はナット型チョコレートのナット成形型に液状のチョコレートを流し込んで成形を行う成形工程と、
前記ボルト型チョコレート又は前記ナット型チョコレートを取り出すために、前記ボルト成形型又は前記ナット成形型を変形させる変形工程と、
前記ボルト成形型又は前記ナット成形型から、前記ボルト型チョコレート又は前記ナット型チョコレートを引き抜く引き抜き工程と、
を含む。

この場合、前記引き抜き工程では、
前記ボルト型チョコレート及び前記ナット型チョコレートを下方に引き抜く、
こととしてもよい。

本発明によれば、ボルト型チョコレートとナット型チョコレートにおけるねじ山の形状が微分可能な曲線で構成されている。このようにすれば、成形されたチョコレートを軸方向に押し出し、引き抜く際に、ねじ山が型のねじ山部分を摺動し易くなるので、チョコレートを型から押し出し、抜き出し易くすることができる。この結果、全体を小型化して一口サイズとしつつ、製造歩留まりを向上することができる。

図１（Ａ）は、ボルト型チョコレートの形状を示す上面図である。図１（Ｂ）はその側面図である。 図２（Ａ）は、ナット型チョコレートの形状を示す上面図である。図２（Ｂ）は、その側面図である。 ボルト型チョコレートとナット型チョコレートとが嵌合した様子を示す図である。 ねじ山の拡大断面図である。 図５（Ａ）は、ボルト型チョコレートのボルト成形型を示す図である。図５（Ｂ）は、ナット型チョコレートのナット成形型を示す図である。 ねじ型チョコレートの製造工程のフローチャートである。 ボルト成形型の変形を示す図である。 成型された状態を示す図である。 押し当てる際にねじ山に生じる力を示す図である。 引き抜く際にねじ山に生じる力を示す図である。 図１１（Ａ）は、円弧の半径が小さい場合のねじ山の形状の一例を示す図である。図１１（Ｂ）は、円弧の半径が大きい場合のねじ山の形状の一例を示す図である。 ねじ山の円弧の半径と歩留まり及びボルト−ナットの引っかかり高さとの関係を示すグラフである。 ねじ山の形状の他の例である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、ボルト型チョコレート１は、ボルトねじの形状を有している。すなわち、ボルト型チョコレートは、ねじ山４が設けられたおねじ部１Ａと、おねじ部１Ａより径が大きい六角形状の頭部１Ｂとで構成されている。ボルト型チョコレート１は、そのまま口に入れることができる一口サイズのチョコレートである。ここで、一口サイズとは、一般的な成人が形を崩すことなく口に入れることができるサイズであり、一般には、３ｃｍ立方以下のものをいうが、一方向のサイズが３ｃｍを超え４．５ｃｍ以下のものであってもよい。４．５ｃｍは日本人の平均的な口幅であるとされている。

例えば、ボルト型チョコレート１の頭部１Ｂの最大直径は、２３ｍｍ程度であり、全長は１４ｍｍ程度である。また、ボルト型チョコレート１の頭部１Ｂの厚みは、８ｍｍであり、おねじ部１Ａのねじ山４の部分の長さは１４ｍｍである。ねじの谷径は、１３．３６ｍｍであり、山径は、１４．９６ｍｍである。しかしながら、ボルト型チョコレート１のサイズは、これに制限されない。

一方、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ナット型チョコレート２は、ナットねじの形状を有している。すなわち、ナット型チョコレート２は、ねじ山４が設けられためねじ部２Ａが形成され、外径が六角形である。ナット型チョコレート２は、そのまま口に入れることができる一口サイズのチョコレートである。

例えば、ナット型チョコレート２の最大直径は、２３ｍｍ程度であり、めねじ部２Ａの軸方向の厚みは８ｍｍ程度である。また、めねじ部２Ａのねじの谷径は、１４．０６ｍｍであり、山径は、１５．６６ｍｍである。しかしながら、ナット型チョコレート２のサイズは、これに制限されない。

ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２とは、ねじ山４のピッチや形状が同じであり、図３に示すように、ボルト型チョコレート１のねじ山にナット型チョコレート２を嵌めてナット型チョコレート２を回転させることができる。ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２とで、ねじ型チョコレート３が構成される。なお、例えば、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２のねじ山４のピッチは、２．８２ｍｍである。

図４に示すねじ山４の断面形状は、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２のねじ山４の形状を模式的に表している。図４に示すように、ねじ山４の形状は、微分可能な曲線で構成されている。ここで、「微分可能な曲線」とは、その曲線上に角となる部分が設けられていないことを示す。この場合、折れ曲がった部分に設けられた角の面取りのための丸み、Ｒ寸法公差による丸み又は標準公差、加工公差については、前後のねじ山の線分との接線を考慮せずに設けられたものであり、微分不可能であるものとする。本実施の形態に係る微分可能な曲線とは、その曲線上の各点において曲線に接する接線が１つに決まる曲線であり、Ｒ寸法公差による丸みを有するねじ山は、微分可能な曲線で構成されたねじ山から除かれる。

したがって、ねじ山４には、三角ねじの頂点のような角の部分が設けられていない。角の部分を設けないようにすることにより、山形のねじ形状に比べて、内部の応力集中を緩和することができる。これにより、ねじ山４引いてはボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２が破損しにくくなっている。

より具体的には、図４に示すように、ねじ山４の形状は円弧を含んでいる。ねじ山４を円弧で繋いだ形状とすれば、ボルト型チョコレート１のねじ山４からナット型チョコレート２のねじ山４へ伝えられる力Ｆ又は逆の力の方向が分散される。ねじ山４に加わる力Ｆの方向を分散させることにより、ねじ山４の欠け又はボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２が破損しにくくなっている。

このように、ねじ山４を円弧でつないだ形状とすることにより、チョコレート全体を破損しにくくすることができるので、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２全体を小型化することができる。これにより、一口サイズのボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２を実現することができる。

ボルト型チョコレート１の成形には、図５（Ａ）に示すボルト成形型５が用いられる。ボルト成形型５は、例えばシリコン製の可撓性のある部材で構成されている。ボルト成形型５は上型５Ａと下型５Ｂと、を備える。下型５Ｂには、ボルト型チョコレート１が成形される空間が形成されている。

また、ナット型チョコレート２の成形には、図５（Ｂ）に示すナット成形型６が用いられる。ナット成形型６も、例えばシリコン製の可撓性のある部材で構成されている。ナット成形型６は、上型６Ａと下型６Ｂと、を備える。上型６Ａと下型６Ｂとで、ナット型チョコレート２が成形される空間が形成されている。

なお、実際には、ボルト成形型５及びナット成形型６には、複数のボルト型チョコレート１と、複数のナット型チョコレート２とが同時に成形されるように、複数の内部空間（型）が設けられている。

次に、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２の製造方法について説明する。図６には、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２の製造方法のフローチャートが示されている。

図６に示すように、まず、液状のチョコレート（チョコレート液）をボルト成形型５及びナット成形型６に流し込んで成形を行う（ステップＳ１；成形工程）。この成形において、ボルト成形型５内でボルト型チョコレート１が成形され、ナット成形型６内でナット型チョコレート２が成形される。この状態で、例えば、ボルト成形型５内のねじ山４とボルト型チョコレート１のねじ山４とは、図８に示すように、完全に噛み合った状態となっている。

続いて、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２を取り出すために、ボルト成形型５及びナット成形型６を変形させる（ステップＳ２；変形工程）。具体的には、例えば図７に示すように、押し出し棒１０を例えば下型５Ｂの底に押し当て、ボルト成形型５を変形させる。

この変形により、図９に示すように、例えばボルト成形型５のねじ山４は、変形してボルト型チョコレート１のねじ山４から離れる方向Ｆ１に移動するとともに、ねじ山４をＦ２の方向に押し出すようになる。これにより、図７に示すように、ボルト型チョコレート１は、ボルト成形型５から一部押し出される。ボルト成形型５は可撓性を有し、ねじ山４が微分可能な曲線で形成されているので、押し出しの力を受けても、ボルト型チョコレート１のねじ山４では、応力集中が緩和されている。

一方、ナット成形型６については、下型６Ｂのめねじ部分に空洞６Ｃが設けられており、この空洞６Ｃにより、下型６Ｂのめねじ部分が変形し易くなっているので、ナット成形型６が変形し、ナット型チョコレート２が取り出し易い状態となっている。例えば、この空洞６Ｃ内の空気を吸引することにより、下型６Ｂのめねじ部分を変形させて、ナット型チョコレート２を取り出し易くすることができる。

続いて、ボルト成形型５及びナット成形型６から、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２を引き抜く（ステップＳ３；引き抜き工程）。この状態で、ボルト型チョコレート１の頭部１Ｂは、図７に示すように、ボルト成形型５から飛び出している。この頭部１Ｂを不図示のロボットアームで把持して抜き出す。抜き出しの際に、図１０に示すように、ボルト型チョコレート１のねじ山４は、矢印Ｆ３に示すように、ボルト成形型５のねじ山に当接するようになる。しかしながら、可撓性のあるボルト成形型５の矢印Ｆ４に示す方向へのねじ山の変形により、ボルト型チョコレート１を、そのねじ山４が破損させることなく、引き抜くことができる。この場合、ねじ山４は、微分可能な曲線で形成されているため、引き抜きの際にボルト成形型５のねじ山の力を受けても、ボルト型チョコレート１のねじ山４では、応力集中が緩和されている。この点は、ナット型チョコレート２でも同様である。

なお、図７では、ボルト成形型５からボルト型チョコレート１を上方に引き抜くようになっているが、実際の引き抜き工程では、ボルト成形型５をひっくり返し、ボルト型チョコレート１を下方に引き抜くようにしてもよい。このようにすれば、重力を利用して、ボルト型チョコレート１を引き抜く易くすることができる。これは、ナット成形型６からナット型チョコレート２を引き抜く際も同様である。

本実施の形態では、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２のねじ山４の形状を、円弧で繋いだ形状とした。しかしながら、本発明はこれには限られない。ボルト型チョコレート１のねじ山４は、例えば、図１１（Ａ）に示すように、円弧と直線とを繋いだ形状であってもよい。

ここで、ねじ山４の円弧の半径をＲとし、ねじのピッチをＰとする。なお、図１１（Ａ）に示すように、円弧の半径ＲがねじのピッチＰよりも十分に小さい場合に、円弧の半径Ｒを徐々に大きくした場合について考える。この場合、半径Ｒの円弧がねじ山の山と谷の中点に達するまでは、ねじ山４の形状は、円弧と直線とを繋いだ形状となる。このようなパターンでは、一般的に引っかかり高さＨは高いが、その分、ねじ山４が欠ける可能性が高い。円弧の半径Ｒが長くなるにつれて、引っかかり高さＨは低くなる。なお、図１１（Ａ）では、図の錯綜を防ぐために、便宜的に、ねじ山の山と谷との高低差を引っかかり高さＨとして示している。

一方、図１１（Ｂ）に示すように、円弧の半径Ｒが大きくなり、ねじ山４の形状は、円弧をつないだ形状となった場合について考える。このようなパターンでは、円弧の半径Ｒが大きくなればなるほど、一般的に引っかかり高さＨは低くなるが、その分だけ、ねじ山４が欠ける可能性は低くなる。

円弧の半径Ｒについては、製品の歩留まりと引っかかり高さＨとを考慮して決定するのが望ましい。図１２には、同一ピッチＰで、円弧の半径Ｒを変化させたときの歩留まりの変化と引っかかり高さＨの変化の様子が示されている。なお、このグラフにおいて、製品の歩留まりは、製造される製品数に対して、不良品を除く製品数の割合で示されている。

図１２に示すように、円弧がねじ山の山と谷の中点に達する半径Ｒｃを境界として左側の領域では、ねじ山４の形状は、図１１（Ａ）に示す形状となり、右側の領域では、ねじ山４の形状は、図１１（Ｂ）に示す形状となるので、Ｒ＝Ｒｃで、引っかかり高さＨの変化の割合が変化している。また、円弧の半径Ｒが０．１ｍｍから長くなるにつれて、点線で示される引っかかり高さＨは低くなっていき、実線で示される製品の歩留まりも０．５上昇する。円弧の半径Ｒがある一定値より大きくなると、製品の歩留まりは、１．００に収束する。

ここで、製造歩留まりに求められる閾値をＬ１とする。また、引っかかり高さＨに求められる閾値をＬ２とする。本実施の形態では、円弧の半径Ｒが、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２との間の引っかかり高さＨが閾値Ｌ２以上であり、かつ、可撓性を有するボルト成形型５及びナット成形型６とで成形されるボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２の製造歩留まりが、閾値Ｌ１以上である範囲内に規定される。図１２に示す例では、円弧の半径Ｒの規定範囲は、Ｒ１以上Ｒ２以下となる。

なお、この規定範囲は、チョコレートの材質などによって変化するため、チョコレートの材質が変われば、異なる範囲となる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２におけるねじ山４の形状が微分可能な曲線で構成されている。このようにすれば、成形されたボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２を軸方向に押し出し、引き抜く際に、ねじ山４が型のねじ山部分を摺動し易くなるので、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２を型から押し出し、抜き出し易くすることができる。この結果、全体を小型化して一口サイズとしつつ、製造歩留まりを向上することができる。

また、本実施の形態によれば、ねじ山４が微分可能な曲線で構成されているので、ねじ山４に発生する応力を緩和することができる。このため、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２の破損するおそれを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、ボルト型チョコレート１及びナット型チョコレート２をボルト成形型５及びナット成形型６から押し出すために、ねじ山４が型のねじ山に当接して押し上げられたときに、ねじ山４同士が当接する領域の面積を大きくすることができ、かつ、受ける力の方向を分散することができるので、ねじ山４の欠けを生じないようにすることができる。

また、本実施の形態によれば、ねじ山４の形状が円弧の部分を含んでいる。円弧は、外部と当接する法線方向を最も分散させることができる形状であるため、応力集中緩和がし易い形状となる。ねじ山４を円弧のみでつないだ場合には、応力集中緩和の効果を最も大きくすることができる。

また、本実施の形態によれば、ねじ山４の引っかかり高さＨが求められる高さであり、歩留まりが一定以上となる条件で、ねじ型チョコレート３を製造することができる。

また、本実施の形態では、ねじの有効径を１４ｍｍとしたが、本発明はこれには限られない。ねじの有効径は、１４ｍｍ以下であってもよい。また、本実施の形態では、ナット型チョコレート２の肉厚を２ｍｍとしたが、本発明はこれには限られない。肉厚は２ｍｍ以下であってもよい。しかしながら、本発明では、ねじ型チョコレート３のサイズは、一口で食べることができるサイズであればよい。

なお、ボルト型チョコレート１と、ナット型チョコレート２とは、味が異なっていてもよい。例えば、ボルト型チョコレート１を通常のチョコレートとし、ナット型チョコレート２をホワイトチョコとするようにしてもよい。このようにすれば、ボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２とを嵌合して食べることにより、２つの味を同時に味わうことができる。組み合わせが可能な味には、他に例えばフルーツ味や抹茶味などがあり、多様な味のチョコレートを食べることができる。ボルト型チョコレート１だけ食べたり、それとは味が違うナット型チョコレート２だけ食べたり、あるいはボルト型チョコレート１とナット型チョコレート２とを組み合わせて食べたりすれば、２つの味で、３種類の味わいを得ることができる。味の種類を増やせば増やすほど、多種多様な味わいを得ることができる。

なお、ねじ山４の形状は、上記実施の形態のものには限られない。例えば、図１３に示すように、ねじ山４の形状を、円弧としての半円をつなげた形状としてもよい。さらには、２次曲線をつないだような形状としてもよい。このように、ねじ山、曲率が変化するような曲線で構成されていても構わない。このようにしても、ねじ部分に生じる応力集中が緩和され、全体の破損のおそれが低減される。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本発明は、ボルト型チョコ−レートとナット型チョコレートとから構成されるねじ型チョコレートに適用することができる。

１ ボルト型チョコレート、１Ａ おねじ部、１Ｂ 頭部、２ ナット型チョコレート、２Ａ めねじ部、３ ねじ型チョコレート、４ ねじ山、５ ボルト成形型、５Ａ 上型、５Ｂ 下型、６ ナット成形型、６Ａ 上型、６Ｂ 下型、６Ｃ 空洞、１０ 押し出し棒

Claims (2)

1. ねじ山の形状が微分可能な曲線で構成され、かつ、当該形状における山と谷の部分が円弧で構成されたボルト型チョコレートとナット型チョコレートとで構成されるねじ型チョコレートの製造方法であって、
   前記ボルト型チョコレートと前記ナット型チョコレートとの間の引っかかり高さと、製造歩留まりとのトレードオフの関係に基づいて前記円弧の半径を決定する決定工程と、
   前記円弧の半径が決定されたボルト型チョコレートのボルト成形型又はナット型チョコレートのナット成形型に液状のチョコレートを流し込んで成形を行う成形工程と、
   前記ボルト型チョコレート又は前記ナット型チョコレートを取り出すために、前記ボルト成形型又は前記ナット成形型を変形させる変形工程と、
   前記ボルト成形型又は前記ナット成形型から、前記ボルト型チョコレート又は前記ナット型チョコレートを引き抜く引き抜き工程と、
   を含むねじ型チョコレートの製造方法。
2. 前記引き抜き工程では、
   前記ボルト型チョコレート又は前記ナット型チョコレートを下方に引き抜く、
   請求項１に記載のねじ型チョコレートの製造方法。

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