JP6915081B2 - 食品材料吐出装置およびその運転方法、包被食品製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、肉スジや繊維質の野菜等の切断が困難な材料が混入する食品材料を切断し、間欠で吐出する装置に関する。

特許文献１に記載の製造装置は、外皮材で内材を包み込んだ構成の包被食品を製造するための包被食品製造装置である。該製造装置は、載置部材に載置された扁平状の外皮材に内材を吐出するノズルユニットを備える。ノズルユニットは、外筒と外筒に摺動可能に内嵌するノズル部材の二重構造で、ノズル部材の接続管と対向した部分には上下方向に長い長孔が形成してある。また、ノズル部材下端部の吐出口を開閉自在な開閉弁を下端に備えた昇降ロッドを、ノズル部材内に備える。

また、特許文献２に記載の充填装置は、カレー等の粘性食品を容器に充填する装置である。該充填装置は、上下動可能な可動ノズルを備える。可動ノズルは、下降端で可動ノズル側面の通孔と送出路末端が合致して流路が導通する構成である。押出装置は、可動ノズル下降端で粘性食品を押出し、容器に充填する。その後、ピストンが可動ノズル下端まで下降し、ピストン先端からエアーを噴出して附着粘性物を吹き落とす。ピストンの外周縁部には鋭利な刃部が形成され、通孔に跨って詰っている肉塊等を、ピストン外周縁部と通孔が切断する。

また、特許文献３に記載の充填装置は、固形物が混入したスープ等の液体を容器に充填する装置である。充填ノズル先端にはスプール弁が備えられ、弁本体の流入口と上下動するスプールによって、液体に混入した固形物を切断する。

特許文献１に記載の製造装置では、内材の吐出後に開閉弁が吐出口を閉止し、ノズル部材が上昇する際に開閉弁が回転して内材を切り離している。この時、内材に肉スジや繊維質の野菜等の切断困難材料が混入している場合、切断困難材料が開閉弁で切断されずに吐出口周辺に残留し、外皮材を封着した部分からはみ出したり、それにより封着部の結着が弱くなり内材が外から見えてしまい、製品不良につながるという問題がある。さらに、開閉弁昇降ロッドが内材の通過する配管内に備えられている為、切断困難材料がロッドに絡み付いて堆積し、吐出不良となる問題がある。

また、特許文献２に記載の充填装置は、可動ノズルを容器内に押入する為に固定ノズルの送出路より下方の長さを確保しようとすると、固定ノズルの送出路上端上方に待機していたピストンが、下降した可動ノズル下端まで移動しなければならず、工程時間が短縮できない構造である。また、該充填装置の構造では、可動ノズルが下降したときのみ通孔と送出路末端が合致する構造の為、ノズル下降端位置の調整ができないという問題がある。

また、特許文献３に記載の充填装置は、スプールを駆動するロッドが、液体が通過する配管内に備えられていて、更にスプール駆動部に液体が漏れないように該配管内にベローズが備えられている。その為、ロッドやベローズに液体内の切断困難材料が絡み付いて堆積し、吐出不良となる問題がある。また分解、清掃に大変手間がかかる構造であり、液体に異物が混入する虞があるという問題がある。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、切断困難材料が混入する食品材料を確実に切断し、間欠で吐出する装置を提供することを課題とする。
また、ピストンの上下動距離を短くすることで、生産性を向上することを課題とする。
更に、食品材料の吐出量や状態に応じて吐出口の下降端を容易に調整可能とすることで、食品材料の吐出状態を最適化すると共に、衛生的で清掃容易な装置を提供することを課題とする。

特許第５１４０４９２号公報 特公昭５２−２２６００号公報 実公平６−３７６３号公報

上記課題を解決するため、本発明は以下のような構成を有する。すなわち、中空状の外筒と、前記外筒に内嵌され、上下に往復動可能な中空状の内筒と、前記内筒に内嵌され、下端に食品材料を吐出する吐出口を有する中空部を備える中心筒と、前記中空部に内嵌され、上下に往復動可能なピストンを備えた食品材料の吐出装置であって、前記外筒は側面に前記食品材料を導入する筒状の導入部を備え、前記内筒は側面の前記導入部に対応する位置に軸方向の長孔が形成され、前記中心筒は側面の前記長孔に対応する位置に前記長孔より前記吐出口方向に長い窪部と、前記窪部に前記中空部と連通する連通孔が形成された、ことを特徴とする。

また、前記連通孔は、前記導入部と前記吐出口の間で前記吐出口側に形成されたことを特徴とする。

また、前記連通孔の前記中空部側の端面に、先端が鋭利に形成された食品材料切断部を備えたことを特徴とする。

また、前記中心筒の窪部と前記中空部は窪底部にて隔離されていることを特徴とする。

また、前記ピストンは先端の円周方向に凹凸形状の先端周縁部を備えたことを特徴とする。

また、前記ピストンは先端に圧縮空気を噴出する噴出孔が形成されたことを特徴とする。

また吐出装置は、前記外筒の周囲を囲う形状の押圧面を底部に有し、上下動する生地押圧部材を備えることを特徴とする。

また、前記外筒は、前記導入部と径方向反対側の側面に食品材料を導入する筒状の第二導入部を備え、前記内筒は側面の前記第二導入部に対応する位置に軸方向の第二長孔が形成され、前記中心筒は側面の前記第二長孔に対応する位置に前記第二長孔より前記吐出口方向に長い第二窪部と、前記第二窪部に前記中空部と連通する第二連通孔が形成されたことを特徴とする。

また、前記吐出装置の運転方法であって、前記ピストンを前記連通孔より上方に上昇させ、前記導入部より前記中心筒の内部に前記食品材料を導入する工程と、前記ピストンを下降させ、前記中心筒に導入された食品材料と前記連通孔に留まる食品材料とを切断する工程と、前記ピストンをさらに下降させ、前記中心筒に導入された食品材料を前記吐出口から押し出す工程と、前記押し出された食品材料を前記吐出装置から切り離す工程とを有することを特徴とする。

また、前記運転方法であって、前記ピストンの先端に圧縮空気を噴出する噴出孔が形成され、前記食品材料を前記吐出装置から切り離す工程では、前記噴出孔から圧縮空気が噴出されることを特徴とする。

また、前記運転方法であって、前記内筒を下降する下降端位置を調整することを特徴とする。

また、前記運転方法であって、前記切り離す工程の後に、前記ピストンを前記連通孔が閉鎖される位置に停止する工程を備えたことを特徴とする。

また、前記吐出装置と、前記吐出装置の下方に扁平状の食品生地を搬送する搬送装置と、前記吐出装置から吐出された食品材料が載置された前記食品生地の周縁部を中央へ押圧することにより、前記食品材料を前記食品生地で包む、包み込み装置と、前記食品材料を前記食品生地で包んだ包被食品を前記包み込み装置から搬出する搬出装置と、前記吐出装置に前記食品材料を供給する供給装置と、これらの装置のいずれかの運転を制御する制御装置と、を備えた包被食品製造装置である。

本発明の吐出装置、または、吐出装置の運転方法によれば、切断困難材料が混入する食品材料であっても、それらの切断困難材料をピストンと中心筒の連通孔で確実に切断するため、吐出口周辺に切断困難材料が残留することなく吐出することが可能になる。
さらに、内筒は導入部に対応する位置に軸方向の長孔を備え、中心筒は長孔に対応する位置に長孔より吐出口方向に長い窪部と、窪部に中空部と連通する連通孔が形成されるので、ピストンを吐出口に近い位置で上下することになり、上下動する生産性距離を短くできるので、工程時間が短縮され生産性が向上する。
さらに、内筒が上下に往復動可能であるので、食品材料の吐出状態を最適化できる。
さらに、ピストンは中心筒の中空部に収容され、食品材料の流路と隔離されている為、衛生的で清掃容易な装置を提供できる。

本発明の包被食品製造装置によれば、内包材としての食品材料を吐出口付近に残留することなく、良好な吐出状態で吐出できるので、内包材が包被食品の外側にはみ出すことがなく、外観のきれいな包被食品を製造することが可能になる。

この出願は、日本国で２０１７年１１月９日に出願された特願２０１７−２１６０１３号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明の第一の実施形態に係る包被食品の製造装置の全体的構成を概念的、概略的に示した正面説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る包被食品の製造装置の全体的構成を概念的、概略的に示した側面説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の構成を概念的、概略的に示した一部断面を用いた正面説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の先端部分の構成を概念的、概略的に示した断面を用いた正面説明図で、（ａ）は食品材料切断部が直角の場合の図であり、（ｂ）は食品材料切断部が鋭角の場合の図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の図３におけるＺ−Ｚ断面の説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第一の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る包被食品の製造装置の全体的構成を概念的、概略的に示した正面説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る吐出装置の構成を概念的、概略的に示した一部断面を用いた正面説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る吐出装置の製造工程を概念的、概略的に示した断面を用いた説明図である。 本発明の第三の実施形態に係る包被食品の製造装置の全体的構成を概念的、概略的に示した正面説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る吐出装置の構成を概念的、概略的に示した一部断面を用いた正面説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る吐出装置の図１８におけるＷ−Ｗ断面の説明図である。

以下、本発明の第一の実施形態に係る食品材料吐出装置２を備えた包被食品製造装置１について、図１乃至図５を参照して説明する。

包被食品製造装置１は、フレーム９に吐出装置２、搬送装置３、包み込み装置４、搬出装置５、供給装置６、制御装置７を備える。なお、吐出装置２、搬送装置３、包み込み装置４、搬出装置５、供給装置６、制御装置７をフレーム９に備える必要はなく、個別の基台、個別のフレーム等に備えても、他の構造としてもよい。
包被食品製造装置１は、外皮材Ｄ上に内包材Ｆを吐出し、外皮材Ｄで内包材Ｆを包み込んだ包被食品Ｐを製造する装置として説明する。外皮材Ｄは、扁平状の食品生地であって、パン生地や中華饅頭生地等であり、内包材Ｆは、吐出装置２から吐出される食品材料であって、肉スジや繊維質の野菜等の切断困難材料Ｓ（図６参照）が混入される中華フィリングが例示できる。なお、公知の技術で構成される装置の説明は省略する。

搬送装置３は、扁平状の外皮材Ｄを搬送するコンベヤであり、第１コンベヤ３０と第２コンベヤ３２を備える。
第１コンベヤ３０は、無端ベルト３４、センサ３５、無端ベルト３４を回動する駆動手段（図示なし）を備える。無端ベルト３４の搬送面には、外皮材Ｄを載置するための目印が描かれている。
第２コンベヤ３２は、コンベヤプレート３６、無端ベルト３７、センサ３８、無端ベルト３７を回動するサーボモータ等の駆動手段（図示なし）、エンコーダ（図示なし）を備える。コンベヤプレート３６は、搬送方向に沿って進出位置と待機位置との間で往復動可能に備えられる。なお、コンベヤプレート３６が進出位置に進出する際には、プーリが移動することで、無端ベルト３７が張られた状態を維持する（図１中に二点鎖線で示す）。

包み込み装置４は、第２コンベヤ３２の下流端付近に配置される。包み込み装置４は、押さえ装置４０、シャッタ装置４２、支持装置４４を備える。
押さえ装置４０は、シャッタ装置４２の上方に配置される。押さえ装置４０は、押さえ部材４６と、押し部材４８を備える。
押さえ部材４６は昇降可能であり、下方に開口しているカップ形状で、外皮材Ｄの周縁部ＤＥ（図１０参照）を押圧可能な環状の底面４６Ａを有する。
押し部材４８は、押さえ部材４６の内部で昇降可能であり、内包材Ｆを押圧可能な底壁４８Ａを有する中空形状で、底壁４８Ａには圧縮空気を噴出させる複数の小孔４８Ｂが穿設されている。
シャッタ装置４２は、複数のシャッタ片５１、シャッタ片５１を揺動する駆動装置５２、ホールプレート５４を備える。ホールプレート５４は、中空の円盤形状で上面５４Ａと開口５４Ｂを備える。
支持装置４４は、シャッタ装置４２の下方に配置される。支持装置４４は無端ベルト４５、無端ベルト４５を回動させる駆動手段（図示なし）を備える。

搬出装置５は、支持装置４４の搬送下流側（図１の図面右側）で、搬送装置３の下方に配置される。搬出装置５は、無端ベルト５５、無端ベルト５５を回動させる駆動手段（図示なし）を備える。本実施形態では、搬出装置５は、支持装置４４の搬送下流側に向かって包被食品Ｐを搬出する。なお、搬出装置５を支持装置４４の左側に備え、包被食品Ｐを搬送装置３の搬送方向と同方向に搬出することも可能である。

供給装置６は、ホッパー５６、ベーンポンプ５７、配管５８を備える。ホッパー５６は、底部にスクリューを内蔵する。ベーンポンプ５７は、ホッパー５６に隣接して備えられる。配管５８はステンレス材等の鋼管であり、ベーンポンプ５７の搬出口に接続される。
制御装置７は、センサ３８とエンコーダからの信号に基づいて外皮材Ｄの搬送方向長さを算出し、外皮材Ｄの搬送方向の中心位置を算出する。また、制御装置７は、算出結果に基づいて外皮材Ｄを所定の位置へ移動させるべく、第２コンベヤ３２の駆動手段を作動させる。制御装置７は、さらに、包被食品製造装置１の運転を制御してもよい。

吐出装置２は、外筒部１０、内筒部２０、駆動部６０を備える。
外筒部１０は外筒１１を備える。外筒１１は、本体部１１Ａ、導入部１１Ｂを含んで構成される。本体部１１Ａは中空形状であり、外周面１１Ｄと中空部（内面）１１Ｅを有する。導入部１１Ｂは、筒状であり、外周面１１Ｄに備えられ、供給装置６の配管５８に連通している。また、本体部１１Ａの外周面１１Ｄ上部にクランプ部１１Ｃを備える。

内筒部２０は、内筒２１、中心筒２３、ピストン２５、ピストン駆動部２７を備える。
内筒２１は中空形状で、外周面２１Ａと中空部（内面）２１Ｃを有する。内筒２１は、外筒１１の中空部１１Ｅに内嵌され、上下動可能に備えられている。内筒２１は外筒１１の導入部１１Ｂに対応する位置に軸方向の長孔２１Ｂが貫設されている。外周面２１Ａの上部には環状の溝部２１Ｄが形成される。

中心筒２３は中空形状で、外周面２３Ａと中空部（内面）２３Ｃを有する。中心筒２３は、内筒２１に内嵌している。中空部２３Ｃは下端に吐出口２３Ｆを備えている。外周面２３Ａには、内筒２１の長孔２１Ｂに対応する位置に窪部２３Ｂが穿設されている。窪部２３Ｂは軸方向に長い形状で、長孔２１Ｂより吐出口２３Ｆ方向に長く、横断面形状では中心から外周面２３Ａに向かって扇形に広がる形状をしている。窪部２３Ｂは窪底部２３Ｇを有し、窪底部２３Ｇによって中空部２３Ｃと窪部２３Ｂは隔離されている（図５参照）。

窪部２３Ｂには、中空部２３Ｃに通じる連通孔２３Ｄが穿設されている。連通孔２３Ｄは、窪部２３Ｂの吐出口側に形成されるのが好ましく、吐出口側下端部に形成されるのがさらに好ましい。連通孔２３Ｄの中空部２３Ｃ側の端面、すなわち、連通孔２３Ｄと中空部２３Ｃの接合部の稜線下部には、食品材料切断部２３Ｅが形成されている。食品材料切断部２３Ｅは先端が鋭利に形成されている。本実施形態では、食品材料切断部２３Ｅは断面形状が先端の鋭利な直角に形成されている（図４ａ参照）が、これに限らず、先端の鋭利な鋭角に形成されても良いものである（図４ｂ参照）。また、本実施形態では、食品材料切断部２３Ｅは円弧として説明しているが、下方向の凸形状や、直線形状、または凹凸形状でも良いものである。

また、中心筒２３の連通孔２３Ｄは、外筒１１の導入部１１Ｂより下方の吐出口２３Ｆ付近に設けられている。その為、ピストン２５は内包材Ｆの流路を確保する為に導入部１１Ｂの上部まで上昇する必要がなく、ピストン２５の上下動の距離を短くすることが可能な構成となっている。

ピストン２５は、下部２５Ａと上部２５Ｂを含んで構成される。ピストン２５は中空形状で、下部２５Ａの外周面２５Ｃと中心孔２５Ｄを有する。ピストン２５は、前記中心筒２３の中空部２３Ｃに摺動可能に嵌合している。
図３及び図４に図示するように、ピストン２５の先端（図３及び図４における下端）の先端周縁部２５Ｆは、円周方向に凹部２５Ｇと凸部２５Ｈを交互に備えた鋸刃のような凹凸形状である。また、先端周縁部２５Ｆの内径部２５Ｉは下方に向かって広がる漏斗状とするのが好ましく、先端周縁部２５Ｆの先端は鋭利に形成されている。
ピストン２５の上端には、ジョイント部２５Ｊを備える。
本実施形態では、先端周縁部２５Ｆは凹凸形状として説明したが、切断困難材料が切断可能であれば、直線形状や円弧形状でも良いものである。
ピストン２５の先端部２５Ｅには先端チップ２６が螺合されている。先端チップ２６は中空形状で、複数の圧縮空気噴出孔２６Ａが穿設された底部２６Ｂを備える。なお、ピストン２５の先端は、一体で形成され、圧縮空気噴出孔２６Ａが形成されなくてもよい。

ピストン駆動部２７は、駆動装置２８と、フランジ２９、ジョイント２２を備える。駆動装置２８は、ピストン２５を往復動するエアシリンダのごとき装置である。駆動装置２８はフランジ２９を介して内筒２１の上部に取り付けられる。ジョイント２２は、駆動装置２８の駆動ロッド２８Ａに螺合され、ピストン２５のジョイント部２５Ｊと係合している。駆動装置２８は、ピストン２５を上昇端位置と下降端位置の間で往復動させると共に、両端の中間位置で停止させる。フランジ２９には、圧縮空気供給装置（図示なし）と連通する空気配管の管継ぎ手が備えられ、内筒２１の中空部２１Ｃとピストン２５の中心孔２５Ｄを介して、圧縮空気が圧縮空気噴出孔２６Ａから噴出される。
本実施形態では、駆動装置２８をエアシリンダとして説明したが、ピストン２５を上記説明のように作動させることが可能であれば、これに限らず、電動アクチュエータのごとき駆動装置でも良いものである。

駆動部６０は、クランプ部６１、上下部６３、調整部６５を備える。
クランプ部６１は、クランプベース７４、把持部材７３、固定部材７５、クランプ部材７７を備える。把持部材７３は、クランプベース７４を介してフレーム９に固定され、フレーム９の正面外側で外筒１１を把持する。固定部材７５は、把持部材７３に回動自在に軸支される。把持部材７３と固定部材７５は外筒１１のクランプ部１１Ｃを挟み込んで外筒１１を固定する。クランプ部材７７は、把持部材７３と固定部材７５を係止する。クランプ部材７７は例えばパチン錠等の固定部材である。

上下部６３は、把持部材７９、駆動手段８１を備える。
把持部材７９は、内筒２１の溝部２１Ｄに嵌合され、内筒部２０を把持する。把持部材７９は、エアシリンダのごとき駆動手段８１に固定される。駆動手段８１は、スライドベース７１に取り付けられ、把持部材７９を介して内筒部２０を上下方向に往復動する。

調整部６５は、調整ハンドル８３、チェーン・スプロケット機構８５、調整ネジ８７、スライダ８９を備える。調整ハンドル８３は、フレーム９の上面に回転自在に軸支され、調整ハンドル８３の回転シャフトを、チェーン・スプロケット機構８５を介して調整ネジ８７と連結している。スライダ８９は、調整ネジ８７と螺合するとともにスライドベース７１に固定されている。その為、調整ハンドル８３を正逆に回転することで、調整ネジ８７とスライドベース７１を介して内筒部２０の搬送装置３に対する上下位置を調整することが出来る。

次に、図６乃至図１０を用いて、第１の実施形態にて包被食品Ｐを製造する工程について説明する。

扁平状の外皮材Ｄを搬送装置３の第１コンベヤ３０上に無端ベルト３４の搬送面の目印に倣って順次載置する。第１コンベヤ３０と第２コンベヤ３２が駆動し、第１コンベヤ３０上に搬送方向に並んだ外皮材Ｄの先頭の１つが第２コンベヤ３２に移載される。そして、第１コンベヤ３０のセンサ３５が次の外皮材Ｄを検出すると、第１コンベヤ３０は停止する。
第２コンベヤ３２に備えられたセンサ３８の検出信号とエンコーダのパルス信号に基づいて、制御装置７は外皮材Ｄの搬送方向の長さ及び中心を算出し、吐出装置２の中心位置に外皮材Ｄの中心が一致する位置で第２コンベヤ３２を停止させる。

吐出装置２の動作工程について説明する。内筒部２０は上昇端に位置し、ピストン２５は中心筒２３に対し往復動の中間位置に停止した待機状態である。ピストン２５は連通孔２３Ｄを塞いで内包材Ｆの漏出を防止している。この待機位置では、導入部１１Ｂが内筒２１の側面の長孔２１Ｂの下端を介して中心筒２３の窪部２３Ｂに導通している（図６参照）。

駆動部６０の駆動手段８１が作動し、内筒部２０が下降端位置まで下降する。この下降端位置では、導入部１１Ｂが内筒２１の長孔２１Ｂを介して中心筒２３の窪部２３Ｂに導通した状態を維持する（図７参照）。なお、下降端位置は、吐出される内包材Ｆの量に応じて外皮材Ｄと吐出口２３Ｆとの間隔を調整すると共に、吐出口２３Ｆを外皮材Ｄに近づけて吐出された内包材Ｆの形状が安定するように、制御装置７により調整されてもよい。
その後、駆動装置２８が作動し、ピストン２５が連通孔２３Ｄの上端より上の上昇端位置まで上昇する。この上昇端位置では、連通孔２３Ｄと中空部２３Ｃが導通し、供給装置６から吐出装置２の吐出口２３Ｆまで、内包材Ｆの流路が導通する。
吐出装置２が上記の状態で、供給装置６のスクリュー及びベーンポンプ５７が作動して、内包材Ｆを所定の量だけ送り出す。内包材Ｆは、供給装置６の配管５８から導入部１１Ｂ、長孔２１Ｂ、窪部２３Ｂ、連通孔２３Ｄを介して、中心筒２３の中空部２３Ｃ内に導入される（図８参照）。

上記工程の完了後、駆動装置２８が作動し、ピストン２５が下降する。この時に、連通孔２３Ｄと中空部２３Ｃを跨いで存在する切断困難材料Ｓは先端周縁部２５Ｆと中心筒２３の切断部２３Ｅの交差で切断される。
詳述すると、切断困難材料Ｓは、ピストン２５の下降に伴って、先端周縁部２５Ｆの凹部２５Ｇに入り込み、先端周縁部２５Ｆの円周方向への移動が規制された状態で切断部２３Ｅとで挟まれ、凹部２５Ｇと切断部２３Ｅとで形成される略三角形の領域が徐々に狭まることで切断される（図９参照）。

さらに、ピストン２５は、先端周縁部２５Ｆが吐出口２３Ｆより下方に突出する下降端位置まで下降する。このようにピストン２５が下降することで、中空部２３Ｃ内の内包材Ｆは吐出口２３Ｆから押し出される。この下降端位置で、先端チップ２６の圧縮空気噴出孔２６Ａより圧縮空気を噴射して、ピストン２５の底部２６Ｂに附着している内包材Ｆを切り離す（図１０参照）。
内包材Ｆを切り離すと内筒部２０は上昇端位置まで上昇する。切り離された内包材Ｆとピストン２５の底部２６Ｂおよび中心筒２３の吐出口２３Ｆとの距離は、一般的に近接しているので、その後に第２コンベヤ３２で内包材Ｆおよび外皮材Ｄを搬送するときに、内包材Ｆとピストン２５あるいは中心筒２３とが接触することを防ぐために、内筒部２０を上昇させる。ピストン２５は中心筒２３に対し中間位置まで上昇し、吐出装置２は待機状態に戻る。なお、ピストン２５から圧縮空気を噴出するタイミングは、ピストン２５が下降端位置に到達した瞬間でも良いし、内筒部２０の上昇開始後でも良い。

上記の内包材Ｆの吐出時に、内包材Ｆの吐出量や内包材Ｆの硬さ、粘度、流動性等の状態によって、内筒部２０の下降端位置での搬送装置３に対する高さを、調整ハンドル８３を回転させることで容易に調整可能な構成なので、最適な形状で内包材Ｆを吐出することが可能である。

上記工程の完了後、第２コンベヤ３２を駆動し、押さえ装置４０の中心位置に外皮材Ｄの搬送方向中心位置が一致する位置で第２コンベヤ３２を停止させる。
第２コンベヤ３２を停止後、コンベヤプレート３６を進出位置から待機位置まで一気に後退させ、外皮材Ｄを第２コンベヤ３２からホールプレート５４上に移載させる。

内包材Ｆを載置した外皮材Ｄは、無端ベルト３７上からシャッタ片５１に囲まれた領域内に落下し、ホールプレート５４の上面５４Ａに移載される。
そして、駆動装置５２によってシャッタ片５１が中心に向かって同期して回動される（囲まれた領域が絞られる）と、シャッタ片５１の押圧面５１Ａ（図１６参照）は外皮材Ｄの周縁に接し、所要の位置まで閉動作して一時的に停止する。シャッタ片５１に押圧された外皮材Ｄは、外皮材Ｄと内包材Ｆの自重も作用して、外皮材Ｄの中央付近がホールプレート５４の中央の開口５４Ｂに没入する。

その後、押さえ装置４０が下降し、押さえ部材４６の環状の底面４６Ａは外皮材Ｄの周縁部ＤＥをホールプレート５４の上面５４Ａに押さえ、周縁部ＤＥをホールプレート５４との間で密閉する。そして、圧縮空気供給装置（図示なし）から圧縮空気が供給され、押し部材４８の底壁４８Ａの小孔４８Ｂから押さえ部材４６の内部空間４６Ｂ（図１参照）に噴出される。
圧縮空気の噴出により内部空間４６Ｂ内の空気圧が上昇し、外皮材Ｄの中心部がホールプレート５４の開口５４Ｂの内部で下方に膨張する。そして、押し部材４８が下降し、底壁４８Ａが内包材Ｆの頭部に接して、内包材Ｆを下方に押し下げる。これにより、外皮材Ｄは開口５４Ｂの内側で椀状に形成される。このとき、支持装置４４はホールプレート５４の下方に所要の間隔で待機している。外皮材Ｄは支持装置４４に下方より支持されるので、必要以上に変形せず、形状が安定して形成される。
押さえ装置４０が上昇し、シャッタ片５１が閉動作を再開する。シャッタ片の押圧面５１Ａは周縁部ＤＥを中央へ押圧する。周縁部ＤＥは内包材Ｆの上面を覆い、中央へ集合して封着される。

このとき内包材Ｆに混入する切断困難材料Ｓは、前記吐出装置２にて外皮材Ｄ上に吐出される際に、完全に切断されている為、切断困難材料Ｓが内包材Ｆの塊から糸状にはみ出す様なことがない。その為、切断困難材料Ｓが包被食品Ｐの封着部分からはみ出したりすることなく、完全に外皮材Ｄに包まれた包被食品Ｐが成形される。
封着後、シャッタ片５１は開動作を開始し、支持装置４４は下降停止位置まで下降し、無端ベルト４５と無端ベルト５５が回動して包被食品Ｐは搬出装置５に移載される。

次に、本発明の第二の実施形態に係る食品材料吐出装置１０２を備えた包被食品製造装置１０１について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第一の実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略し、図示を省略するものもある。

包被食品製造装置１０１は、食品材料吐出装置１０２、搬送装置１０３、包み込み装置１０４、搬出装置５、供給装置１０６、制御装置７を備える。搬出装置５、制御装置７は第一の実施形態と同様の構成である。また、包み込み装置１０４は、シャッタ装置１４２、支持装置４４を備える。供給装置１０６は、縦軸スクリューとポンプで構成される。これらは公知の装置であるので、詳細な説明は省略する。

本発明の第二の実施形態に係る包被食品製造装置１０１は、例えば、扁平状のパン生地や中華饅頭生地等の外皮材Ｄに肉や繊維質の野菜等の切断困難材料Ｓが混入する内包材Ｆを吐出し、内包材Ｆの吐出圧で外皮材Ｄを椀状成形し、外皮材Ｄで内包材Ｆを包み込んだ包被食品Ｐを製造する装置として説明する。

搬送装置１０３は、コンベヤプレート１３６、無端ベルト１３７、センサ１３８、無端ベルト１３７を回動するサーボモータ等の駆動手段（図示なし）、エンコーダ（図示なし）を備える。コンベヤプレート１３６は、搬送方向に沿って進出位置と待機位置との間で往復動可能に備えられる。

吐出装置１０２は、外筒部１０、内筒部２０、駆動部６０、生地押圧部材１１１、駆動部１１４を備える。生地押圧部材１１１は、外筒部１０の外筒１１を囲むように配置される。生地押圧部材１１１は、底部に、中心筒２３の吐出口２３Ｆを囲む平面状の押圧面１１１Ａを有し、後述するように、外皮材Ｄの周縁部ＤＥを押圧する。駆動部６０は内筒部２０を上下動し、駆動部１１４はエアシリンダまたは電動アクチュエータのごとき駆動装置を備え、生地押圧部材１１１を上下動する。内筒部２０と生地押圧部材１１１は、個別に上下動することが可能である。

次に、図１３乃至図１６を用いて、第二の実施形態にて包被食品を製造する工程について説明する。

扁平状の外皮材Ｄを搬送装置１０３の無端ベルト１３７上に載置し、搬送する。センサ１３８が外皮材Ｄを検出する検出信号とエンコーダのパルス信号に基づく制御装置７の指令により、コンベヤプレート１３６が進出位置から待機位置まで一気に後退し、吐出装置１０２の下方に搬送された外皮材Ｄは、無端ベルト１３７上からホールプレート５４上に移載される。その後、シャッタ片５１が僅かに開閉して外皮材Ｄの芯出しを行う。
生地押圧部材１１１が下降し、押圧面１１１Ａで外皮材Ｄの周縁部ＤＥをホールプレート５４に押圧固定する（図１３参照）。その後、内筒２１が下降端位置まで下降する。下降端位置は、ホールプレート５４上に載置された外皮材Ｄに中心筒２３の吐出口２３Ｆが僅かに接触する程度の位置である。すなわち、中心筒２３の下端が、ホールプレート５４の上面５４Ａより上方の近傍位置からホールプレート５４の下面より下方の近傍位置までの間に調整するのが好ましい。

ピストン２５が待機位置から上昇端位置まで上昇し、連通孔２３Ｄが中空部２３Ｃに開き、中空部２３Ｃ内と連通する。内包材Ｆが供給装置１０６から中空部２３Ｃ内に送られる（図１４参照）。所要量の内包材Ｆが送り出された後、ピストン２５が下降してピストン２５の先端周縁部２５Ｆと連通孔２３Ｄの切断部２３Ｅの交差により内包材Ｆを切断する。内包材Ｆは吐出口２３Ｆから吐出される。外皮材Ｄは、吐出された内包材Ｆに押されて下方に膨張し、開口５４Ｂの内側で椀状に形成されていく（図１５参照）。さらに、ピストン２５は下降端位置まで下降して内包材Ｆを吐出口２３Ｆから押し出す。このとき、支持装置４４はホールプレート５４の下方に所要の間隔で待機している。膨張する外皮材Ｄは支持装置４４に下方より支持されるので、必要以上に変形せず、椀状に安定して形成される。その後、内筒部２０の上昇とともに、ピストン２５は先端から圧縮空気を噴出して内包材Ｆを切り離し、内包材Fは外皮材Dに載置される（図１６参照）。

生地押圧部材１１１が上昇し、シャッタ片５１は中央へ閉動作する。シャッタ片５１の押圧面５１Ａは外皮材Ｄの周縁部ＤＥを中央へ押圧する。周縁部ＤＥは内包材Ｆの上面を覆い、中央へ集合して封着される。
封着後、シャッタ片５１が開動作を開始し、支持装置４４が下降停止位置まで下降し、無端ベルト４５と無端ベルト５５が回動し、包被食品Ｐは搬出装置５に移載される。

次に、本発明の第三の実施形態に係る食品材料吐出装置２を備えた食品製造装置２０１について、図１７を参照して説明する。なお、第一及び第二の実施形態と同様な構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

食品製造装置２０１は、吐出装置２、供給装置６、制御装置７、搬送装置２０４を備える。
吐出装置２及び供給装置６は、搬送装置２０４の搬送面上方に配置される。

食品製造装置２０１は、例えば、連続で搬送されるパン生地や中華饅頭生地等の生地帯ＤＬ上に、肉や繊維質の野菜等の切断困難材料Ｓが混入する内包材Ｆを間欠吐出する装置として説明する。

吐出装置２と供給装置６は、あらかじめ制御装置７に設定された時間間隔で内包材Ｆを生地帯ＤＬ上に吐出する。吐出装置２からの吐出時間を変更することで、吐出される内包材Ｆの搬送方向に沿った長さを変更することも可能である。吐出された内包材Ｆは、吐出装置２の内部で確実に切断されている為、生地帯ＤＬ上に載置された棒状の内包材Ｆの表面から切断困難材料Ｓが、例えば、糸状にはみ出すことがない。
食品製造装置２０１の下流側に配置される装置（図示なし）にて、生地帯ＤＬ、あるいは、生地帯ＤＬ及び内包材Ｆの上面に別の生地帯を重ね合わせ、所定長さで切断され、食品生地である外皮材と食品材料である内包材の積層された食製品が製造される。この食製品から切断困難材料Ｓが漏出することがなく、品質の良い食製品を製造することが可能である。

本発明の実施の形態に基づく食品材料吐出装置の説明は概ね上記の通りであるが、これに限ることなく、様々な変更が可能である。

例えば、図１８および図１９に図示するような構成とすることも可能である。食品材料吐出装置３０２は外筒部３１０、内筒部３２０を備える。外筒部３１０の外筒３１１は、本体部３１１Ａ、第一導入部３１１Ｂ、第二導入部３１１Ｋを含んで構成される。本体部３１１Ａは中空形状であり、外周面３１１Ｄと中空部３１１Ｅ（内面）を有する。外周面３１１Ｄは、食品材料を導入する筒状の第一導入部３１１Ｂと、その反対側に食品材料を導入する筒状の第二導入部３１１Ｋを備える。導入部３１１Ｂ、３１１Ｋはそれぞれ第一供給装置（図示なし）の配管５８、第二供給装置（図示なし）の配管３５８と連通している。第一供給装置は、切断困難材料ＳＢを混入する第一の内包材ＦＢを供給し、第二供給装置は、切断困難材料ＳＫを混入する第二の内包材ＦＫを供給する。

内筒部３２０は、内筒３２１、中心筒３２３、ピストン２５、ピストン駆動部２７を備える。内筒部３２０の内筒３２１は中空形状で、外周面３２１Ａと中空部３２１Ｃ（内面）を有する。内筒３２１は、外筒３１１の中空部３１１Ｅに内嵌され、上下動可能に備えられている。内筒３２１は外筒３１１の第一導入部３１１Ｂ及び第二導入部３１１Ｋに対応する位置に軸方向の第一長孔３２１Ｂと、第二長孔３２１Ｋが穿設されている。

内筒３２１に内嵌される中心筒３２３は、外周面３２３Ａと中空部３２３Ｃ（内面）を有する。中空部３２３Ｃは下端に吐出口３２３Ｆを備えている。外周面３２３Ａには、内筒３２１の第一長孔３２１Ｂ及び第二長孔３２１Ｋに対応する位置に第一窪部３２３Ｂ及び第二窪部３２３Ｋが穿設されている。第一窪部３２３Ｂ、第二窪部３２３Ｋは軸方向に長い形状で、第一長孔３２１Ｂ、第二長孔３２１Ｋより下方まで長く延在し、横断面形状では中心から外周面３２３Ａに向かって扇形に広がる形状をしている。第一窪部３２３Ｂ、第二窪部３２３Ｋは第一窪底部３２３Ｇ、第二窪底部３２３Ｈを有し、第一窪底部３２３Ｇ及び第二窪底部３２３Ｈによって中空部３２３Ｃと第一窪部３２３Ｂ、第二窪部３２３Ｋは隔離されている。さらに、第一窪部３２３Ｂと第二窪部３２３Ｋは外周面３２３Ａの穿設されていない部分が壁となり、連通しない構造になっている（図１９参照）。第一窪部３２３Ｂ、第二窪部３２３Ｋの吐出口側には、中空部３２３Ｃに通じる第一連通孔３２３Ｄ及び第二連通孔３２３Ｌが穿設されている。第一連通孔３２３Ｄ及び第二連通孔３２３Ｌと中空部３２３Ｃの接合部の稜線下部には、第一食品材料切断部３２３Ｅ及び第二食品材料切断部３２３Ｍが形成されている。第一食品材料切断部３２３Ｅ及び第二食品材料切断部３２３Ｍは先端が鋭利に形成されている。なお、内包材ＦＢまたは内包材ＦＫに切断困難材料が含まれていないときには、その内包材が導入される第一連通孔３２３Ｄまたは第二連通孔３２３Ｌに第一食品材料切断部３２３Ｅまたは第二食品材料切断部３２３Ｍが形成されなくてもよい。
このような構成とすることで、左右で異なる内包材を供給することが可能になる。この場合でも、ピストン２５の先端周縁部２５Ｆと中心筒３２３の食品材料切断部により内包材に含まれる切断困難材料は完全に切断されて外皮材上に吐出される。

また、上記説明では、ピストン２５が中心筒２３の下端から突出した状態で内包材Ｆを切り離すように説明したが、例えば、ピストン２５の先端周縁部２５Ｆが連通孔２３Ｄを通過し、内包材Ｆを切断した位置（図９参照）で下降を停止し、ピストン２５から圧縮空気を噴出することで内包材Ｆを吐出装置２から切り離すことも可能である。これにより、更にピストン２５の上下動距離を短くし、作業効率を向上させることが出来る。

また、内包材切断（図９参照）後の工程で、外筒１１に対するピストン２５の位置を維持しながら、内筒２１と中心筒２３を上昇させて内包材Ｆを押し出し、ピストン２５が中心筒２３の下端から突出した位置で圧縮空気を噴出して内包材Ｆを吐出装置２から切り離すことも可能である。これにより、更にピストン２５の上下動距離を短くし、作業効率を向上させることが出来る。

本明細書または図面で用いた主な符合を、以下にまとめて示す。
１ 包被食品製造装置
２ 食品材料吐出装置
３ 搬送装置
４ 包み込み装置
５ 搬出装置
６ 供給装置
７ 制御装置
１０ 外筒部
１１ 外筒
１１Ｂ 導入部
２０ 内筒部
２１ 内筒
２１Ｂ 長孔
２３ 中心筒
２３Ｂ 窪部
２３Ｃ 中空部
２３Ｄ 連通孔
２３Ｅ 食品材料切断部
２３Ｆ 吐出口
２３Ｇ 窪底部
２５ ピストン
２５Ｂ 上部
２５Ｃ 外周面
２５Ｄ 中心孔
２５Ｆ 先端周縁部
２６ 先端チップ
２６Ａ 圧縮空気噴出孔
４２ シャッタ装置
４４ 支持装置
４６ 押さえ部材
４８ 押し部材
５１ シャッタ片
５４ ホールプレート
６０ 駆動部
１０１ 包被食品製造装置（第２実施形態）
１０２ 食品材料吐出装置（第２実施形態）
１１１ 生地押圧部材
１１１Ａ 押圧面
２０１ 食品製造装置（第３実施形態）
３０２ 食品材料吐出装置（その他の実施形態）
３１１Ｋ 第二導入部
３２１Ｋ 第二長孔
３２３Ｈ 第二窪底部
３２３Ｋ 第二窪部
３２３Ｌ 第二連通孔
Ｄ 外皮材（食品生地）
Ｆ 内包材（食品材料）
Ｐ 包被食品
Ｓ 切断困難材料（肉スジ、繊維質の野菜等）

Claims (13)

1. 中空状の外筒と、
   前記外筒に内嵌され、上下に往復動可能な中空状の内筒と、
   前記内筒に内嵌され、下端に食品材料を吐出する吐出口を有する中空部を備える中心筒と、
   前記中空部に内嵌され、上下に往復動可能なピストン
   を備えた食品材料の吐出装置であって、
   前記外筒は側面に前記食品材料を導入する筒状の導入部を備え、
   前記内筒は側面の前記導入部に対応する位置に軸方向の長孔が形成され、
   前記中心筒は側面の前記長孔に対応する位置に前記長孔より前記吐出口方向に長い窪部と、前記窪部に前記中空部と連通する連通孔が形成された、
   ことを特徴とする食品材料吐出装置。
2. 請求項１に記載の吐出装置であって、前記連通孔は、前記導入部と前記吐出口の間で前記吐出口側に形成されたことを特徴とする食品材料吐出装置。
3. 請求項１に記載の吐出装置であって、前記連通孔の前記中空部側の端面に、先端が鋭利に形成された食品材料切断部を備えたことを特徴とする食品材料吐出装置。
4. 請求項１に記載の吐出装置であって、前記中心筒の窪部と前記中空部は窪底部にて隔離されていることを特徴とする食品材料吐出装置。
5. 請求項１に記載の吐出装置であって、前記ピストンは先端の円周方向に凹凸形状の先端周縁部を備えたことを特徴とする食品材料吐出装置。
6. 請求項１に記載の吐出装置であって、前記ピストンは先端に圧縮空気を噴出する噴出孔が形成されたことを特徴とする食品材料吐出装置。
7. 請求項１に記載の吐出装置であって、
   前記外筒の周囲を囲う形状の押圧面を底部に有し、上下動する生地押圧部材を備えることを特徴とする食品材料吐出装置。
8. 請求項１に記載の吐出装置であって、
   前記外筒は、前記導入部と径方向反対側の側面に食品材料を導入する筒状の第二導入部を備え、
   前記内筒は側面の前記第二導入部に対応する位置に軸方向の第二長孔が形成され、
   前記中心筒は側面の前記第二長孔に対応する位置に前記第二長孔より前記吐出口方向に長い第二窪部と、前記第二窪部に前記中空部と連通する第二連通孔が形成された、
   ことを特徴とする食品材料吐出装置。
9. 請求項１に記載の吐出装置の運転方法であって、
   前記ピストンを前記連通孔より上方に上昇させ、前記導入部より前記中心筒の内部に前記食品材料を導入する工程と、
   前記ピストンを下降させ、前記中心筒に導入された食品材料と前記連通孔に留まる食品材料とを切断する工程と、
   前記ピストンをさらに下降させ、前記中心筒に導入された食品材料を前記吐出口から押し出す工程と、
   前記押し出された食品材料を前記吐出装置から切り離す工程とを有することを特徴とする、
   運転方法。
10. 請求項９に記載の運転方法であって、
    前記ピストンの先端に圧縮空気を噴出する噴出孔が形成され、
    前記食品材料を前記吐出装置から切り離す工程では、前記噴出孔から圧縮空気が噴出されることを特徴とする運転方法。
11. 請求項９に記載の運転方法であって、
    前記内筒を下降する下降端位置を調整することを特徴とする運転方法。
12. 請求項９に記載の運転方法であって、
    前記切り離す工程の後に、前記ピストンを前記連通孔が閉鎖される位置に停止する工程を備えたことを特徴とする運転方法。
13. 請求項１に記載の吐出装置と、
    前記吐出装置の下方に扁平状の食品生地を搬送する搬送装置と、
    前記吐出装置から吐出された食品材料が載置された前記食品生地の周縁部を中央へ押圧することにより、前記食品材料を前記食品生地で包む、包み込み装置と、
    前記食品材料を前記食品生地で包んだ包被食品を前記包み込み装置から搬出する搬出装置と、
    前記吐出装置に前記食品材料を供給する供給装置と、
    これらの装置のいずれかの運転を制御する制御装置と、
    を備えた包被食品製造装置。

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