JP7145835B2 - 食品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、煮豆、レーズン、一粒栗などの固形食品、スライスや細断したアーモンドなどの粒状の食品を食品生地やトレーなどに供給する食品供給装置に関する。

粒状の食品を食品生地やトレーなどに供給する食品供給装置として、円筒形のフイ－ダ－を含み、外周の窪みに傾斜面を備えたホッパから粒状の食品を入れ、コンベアにより食品を入れるモジユ－ル容器をフイ－ダ－の下まで運び、フイ－ダ－を回転させて食品を容器上に排出する供給装置がある（特許文献１）。

特許文献１に記載の食品供給装置は、円筒形のフイ－ダ－を覆うカバーが設けられ、窪みに収容された食品が回転運搬され排出されるまでフイ－ダ－から落下するのを防止している。

また、別の食品供給装置は、食品が投入されて貯留される貯留部と、貯留部の下部に配設されて貯留部から外部に延設されるとともに食品を所定量ずつ収容する区画領域が形成された搬送コンベアと、搬送コンベアを搬送制御して区画領域に充填された食品を所定量ずつ供給する搬送駆動部と、貯留部内において搬送コンベアの上方に近接して配設されるとともに搬送コンベアの搬送方向に沿って設けられたスクリュー部材と、食品を搬送方向とは逆方向に移動させるようにスクリュー部材を回転させる回転駆動部とを備えている（特許文献２）。

特許文献２に記載の食品供給装置は、供給された食品（スライスチーズ）を食品生地にトッピングし、また、食品生地で食品（煮豆）を包む食品成形装置に備えられている。

また、別の食品供給装置は、レーズンを収容する貯槽と、貯槽のレーズンを吸引するヘッドを有し菓子材料にレーズンを移送するボックスと、ヘッドの外周に摺動自在に設けられた筒状のレーズンガイドを備えている（特許文献３）。

特許文献３に記載の食品供給装置では、レーズンガイドを下降させて菓子材料の表面の少なくとも一部を囲んだ状態でヘッドで吸引したレーズンを菓子材料の上面に排気落下させる。

米国特許公開２００２－１４８３６４号公報 日本特許第４２９４７２５号公報 日本特開昭５６－０３３３１９号公報

特許文献1に記載の食品供給装置では、食品がカバーに接した状態で長い距離を移動するため、摺動により食品の表面が損傷するという問題がある。

特許文献２に記載の食品供給装置では、スクリュー部材の回転により食品を搬送コンベアの搬送方向とは逆方向に移動させるため、粒状の食品同士が衝突し、あるいは、スクリュー部材と搬送コンベアの隔壁部の間で食品を挟圧するなどして食品を損傷させるという問題がある。

特許文献３に記載の食品供給装置では、貯槽に収容されたレーズンを吸引によりヘッドに吸着させるため、定量の供給が安定しないという問題がある。また、レーズン以外の粒状の食品には不向きであるという問題がある。

したがって、本発明は、食品を損傷することなく、定量の食品を安定して供給することができる食品供給装置を提供することを目的とする。

本発明は前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、粒上の食品を収容する複数の貫通孔を回転部材の周方向に等間隔に有する前記回転部材と、前記回転部材の内側に同心状に配設され、芯部材の軸心を通り上下方向に貫通する連通孔を有する前記芯部材と、前記回転部材を前記芯部材の周りに回転駆動する第一駆動装置と、前記回転部材に隣接して配設され、前記食品を貯留するとともに前記貫通孔に送る食品送給部と、前記貫通孔の内２つの貫通孔が、それぞれ、前記連通孔の上端及び下端に同心状に位置合わせされるように前記第一駆動装置を間欠的に駆動制御する制御部を備える。

例えば、前記回転部材の回転が停止され、前記2つの貫通孔と前記連通孔が同心状に位置合わせされたときに、前記貫通孔と前記連通孔の内側を上下動するピストン部材を構成する押し込み機構部を備える。

例えば、前記食品送給部は、前記食品を前記回転部材に向かって搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの上部に配設され、前記食品を囲うホッパを備える。

例えば、前記回転部材の下方に前記食品を載置する食品生地を搬送する搬送装置を備える。

例えば、前記回転部材の回転が停止されたときに最下方に位置する前記貫通孔と前記搬送装置の搬送面との間に前記食品が通過する筒状のガイド部材を備える。

例えば、食品供給装置を備えた食品成形装置である。

本発明によれば、芯部材の周りを回転する回転部材を備え、回転部材の周方向に形成される貫通孔と、芯部材の軸心を通る連通孔を上下に位置合わせし、貫通孔に収容された粒状の食品を上方から下方に落下させて供給することにより、食品の損傷を防止することができる。

貫通孔と芯部材の外周面で食品を収容する収容室を形成することにより、定量の食品を安定して供給することができる。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３を備えた食品成形装置１を概略的に示した正面図である。 図２は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３を、一部断面を用いて概略的に示した正面図である。 図３は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３を、一部断面を用いて概略的に示した、図２における右側面図である。 図４は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３による食品Ｆの供給工程を概念的に示す正面図である。 図５は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３による食品Ｆの供給工程を概念的に示す正面図である。 図６は、本発明の第一の実施の形態に係る食品供給装置３による食品Ｆの供給工程を概念的に示す正面図である。

本発明の第一の実施形態に係る食品供給装置３を備えた食品成形装置１について図１乃至図３を用いて説明する。食品成形装置１は、円盤状の食品生地Ｄで食品Ｆを包み込んだ包被食品Ｐを成形するものであり、例えば、食品生地Ｄを菓子パン生地、内材Ｆを煮豆として豆パンを成形するものとして説明する。図１を参照するに、食品成形装置１は食品供給装置３、搬送装置２、包み込み成形装置８及び各装置の駆動を制御する制御装置９を備える。

食品供給装置３は、架台４に食品供給部５、食品送給部６及び押し込み機構部７を備える。食品供給部５は、芯部材５１、回転部材５３及び回転部材５３を芯部材５１の周りに回転駆動する第一駆動装置としての制御モータＭ１を備える。

架台４は、互いに平行に配設された第一側板４１と第二側板４２とを複数のスパン４３を介して枠体を構成する。第一側板４１と第二側板４２の間に円板状の芯部材５１と円筒状の回転部材５３が配設される。また、回転部材５３に対し第一側板４１の反対側（図３における右側）には制御モータＭ１が取り付けられる。

芯部材５１には、芯部材５１の軸心を通り上下方向に貫通する円形の連通孔５２が設けられる。また、芯部材５１は、結合部材５１Ａを介して第二側板４２に取り付けられる。

回転部材５３は、芯部材５１の外側に同心状に配設され、芯部材５１と接しない程度の僅かな隙間を有するように内周面が円形に形成される。回転部材５３には、円形の貫通孔５４が１２個、回転部材５３の周方向に等間隔に設けられる。また、回転部材５３の第一側板４１に面する一方の端面には、端板５５が取り付けられる。

端板５５の上面には、回転部材５３の貫通孔５４に対応する位置に六角ボルトで構成される近接体５９が１２個取り付けられる。第一側板４１の回転部材５３に対向する側には、近接スイッチＳ１が取り付けられる。近接スイッチＳ１は、回転部材５３の回転とともに移動する近接体５９を感知し、その感知信号を制御装置９に送信する。

端板５５には、連結部材５６が取り付けられる。連結部材５６のフランジ部５６Ａから第一側板４１側に突出する軸部５６Ｂは、回転部材５３の軸心と一致しており、軸部５６Ｂの端部は、第一側板４１を貫通して制御モータＭ１の駆動軸に連結される。

このように構成された食品供給部５は、制御装置９の制御のもと、近接スイッチＳ１から送信される感知信号に基づき、制御モータＭ１を駆動制御し、回転部材５３の上下に位置する２つの貫通孔５４が芯部材５１の連通孔５２の上端及び下端と同心状に位置合わせされるように回転部材５３の回転（図２において右回転）を断続的に繰り返す。また、食品供給部５は、回転部材５３の下部に、筒状のガイド部材５７を備える。ガイド部材５７は、最下方に位置し停止する貫通孔５４と同心となるよう第一側板４１に取り付けられる。ここでは、上下の貫通孔５４、連通孔５２及びガイド部材５７の内周面で直線的に形成される内周面を落下通路と称す。また、回転部材５３の回転方向をＲ１とする。

芯部材５１の連通孔５２と位置合わせされた上下２個の貫通孔５４以外の１０個の貫通孔５４は、芯部材５１の外周面を底面とする凹部を形成する。この凹部は、食品送給部６から送られる食品Ｆを収容する収容室５８である。

食品供給装置３は、回転部材５３の斜め上部に隣接して食品送給部６を備える。食品送給部６は、食品Ｆを貯留するとともに回転部材５３の貫通孔５４に送る。食品送給部６は、食品Ｆを回転部材５３に向かって搬送するベルトコンベア６１、ベルトコンベア６１の先端から回転部材５３の間の仕切り板６２、ベルトコンベア６１の上部に配設され食品Ｆを囲うホッパ６３、アジテータ６５、回転スイーパ６７及びセンサＳ２を備える。

ベルトコンベア６１は、第二駆動装置である制御モータＭ２により駆動され、その上面である搬送面６１Ａが回転部材５３に向かって上昇するように傾斜して設けられている。ベルトコンベア６１の先端部の上方には、搬送される食品Ｆを所要の高さで均すアジテータ６５が回転自在に備えられている。アジテータ６５は回転軸６５Ａの半径方向に延伸する棒部材６５Ｂを回転軸６５Ａの軸方向に所要の間隔で設けている。

回転軸６５Ａは第三駆動装置である制御モータＭ３に連結され、アジテータ６５の回転方向Ｒ３は、対向する下側においてベルトコンベア６１の搬送方向Ｒ２と逆の方向であり、食品Ｆをベルトコンベア６１の上流側に押し戻す。アジテータ６５は、棒部材６５Ｂで構成されるため、食品Ｆを損傷させることはない。

ベルトコンベア６１で搬送された食品Ｆは、仕切り板６２と回転部材５３の間に一時的に貯留され、最上端に停止する貫通孔５４の隣に位置する２つの収容室５８に流れ込む。

回転部材５３の最上端より少しベルトコンベア６１側に寄った位置に六角棒の回転スイーパ６７が第四駆動装置である制御モータＭ４に連結されて備えられる。回転スイーパ６７は、最上端で停止する貫通孔５４と次に到来する別の貫通孔５４との間に配設され、回転部材５３と同方向の回転方向Ｒ４に回転する。つまり、対向する側で、互いに反対の方向に移動するよう回転する。回転スイーパ６７は、回転部材５３の外周面と僅かな隙間を設けている。回転スイーパ６７は、その下を通過する収容室５８から溢れた食品Ｆを掃うことで、収容室５８に収容される食品Ｆの量を一定にする。

ベルトコンベア６１の先端部とアジテータ６５の間の上方に、センサＳ２が配設される。センサＳ２は、例えば、光学的な距離センサであり、食品Ｆが設定された高さ位置まで堆積する場合には、制御装置９に検出信号を送信する。センサＳ２が検出信号を送信しているときには、ベルトコンベア８１は駆動されない。

食品送給部６は、制御装置９の制御のもと、回転部材５３の駆動に同調して、ベルトコンベア６１、アジテータ６５及び回転スイーパ６７を間欠的に駆動する。しかし、センサＳ２が設定高さ以上の食品Ｆを検出した場合には、食品送給部６は、回転部材５３の駆動に連動せず、駆動しない。

食品供給装置３は、食品供給部５の上方に押し込み機構部７を備えている。押し込み機構部７は、押し込み部材７１と、押し込み部材７１を上下動させる第五駆動装置としての流体圧シリンダ７３を備えている。押し込み部材７１は、流体圧シリンダ７３の上下動するスライダ７３Ａにシャフト７５を介して着脱交換可能に取り付けられる。押し込み機構部７は、制御装置９の制御のもと、回転部材５３の回転が停止しているときに流体圧シリンダ７３を駆動制御し、押し込み部材７１を上下に連通した落下通路（２つの貫通孔５４、連通孔５２及びガイド部材５７の内周面で構成）の中で上下動させる。

食品供給装置３の食品供給部５の下方に、食品生地Ｄを間欠的に搬送方向Ｒ５に搬送する搬送装置２が備えられる。搬送装置２は、第一ベルトコンベア２１及び第二ベルトコンベア２２を連設する。第二ベルトコンベア２２は、食品供給部５のガイド部材５７の下方に配設され、ガイド部材５７に対し接近離反するように昇降自在に備えられている。第一ベルトコンベア２１は、第二ベルトコンベア２２が下降した際に両方の搬送面が同じ高さとなるよう配設される。

搬送装置２は、制御装置９の制御のもと、食品生地Ｄがガイド部材５７と同心となるよう第二ベルトコンベヤ２２の搬送を停止し、食品供給部５からの食品Ｆの供給に先立って第二ベルトコンベア２２を上昇させて待機する。そして、押し込み部材７１が下降して食品Ｆを食品生地Ｄの中央に落下させた後、第二ベルトコンベア２２が下降し、所要量の食品Ｆを載置した食品生地Ｄを包み込み装置８に搬送する。

包み込み装置８は、基台８１に供給コンベア８２、シャッタ装置８３、押さえ装置８４、支持装置８５、搬出コンベア８６を備える。包み込み装置８は、食品生地Ｄで粒状の食品Ｆを包み込み包被食品Ｐを成形する装置である。包み込み装置８は、例えば、本出願人が特許出願した特許第６４５３４３５号に開示された装置でよく、また、特許文献２に開示された食品成形装置であってもよく、ここでは詳細な説明は省略する。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る食品供給装置３を備えた食品成形装置１による包被食品Ｐの成形工程について、さらに、図４乃至図６を用いて説明する。円形で偏平状に形成された食品生地Ｄ（菓子パン生地）は、搬送装置２の第一ベルトコンベア２１から第二ベルトコンベア２２に搬送される。第二ベルトコンベア２２は、食品生地Ｄが食品供給装置３のガイド部材５７と同心となる位置で搬送駆動を停止する（図２参照）。そして、第二ベルトコンベア２２が上昇し、食品生地Ｄがガイド部材５７に接近した状態で待機する。

制御モータＭ１が駆動され回転部材５３が１ピッチ分回転し、最上端に位置していた貫通孔５４の隣の貫通孔５４が最上端に移動して停止する（図４参照）。そして、押し込み機構部７の流体圧シリンダ７３が駆動され押し込み部材７１が下降する。この貫通孔５４が形成した収容室５８に収容されていた食品Ｆ（煮豆）は、押し込み部材７１とともに、最上端の貫通孔５４から連通孔５２、最下端の貫通孔５４及びガイド部材５７で形成される落下通路の中を落下し、食品生地Ｄの中央に載置される（図５参照）。押し込み部材７１は、食品Ｆがガイド部材５７に囲まれた状態で食品生地Ｄに押圧し、複数の食品Ｆを軽度に押し固める。第二ベルトコンベア２２が下降し、所要量の食品Ｆを載置した食品生地Ｄは包み込み装置８に搬送される（図６参照）。

食品生地Ｄは、包み込み装置８の供給コンベア８２からシャッタ装置８３に供給される。押え装置８４が下降して食品生地Ｄの周縁部を押さえ、さらに、押え装置８４に圧縮空気を供給し食品生地Ｄの中央部を下方に椀状に成形する。食品生地Ｄの底部が上昇して待機していた支持装置８５に支持される。押え装置８４が上昇し、シャッタ装置８３が作動し、食品生地Ｄの周縁部が食品Ｆの上部で中央に集められて結着し、食品Ｆを内包する包被食品Ｐ（豆パン）が成形される。支持装置８５が下降し、包被食品Ｐを搬出コンベア８６に移送して搬出する。

上述のとおり、回転部材５３が回転を始めると、食品送給部６が駆動され、ホッパ６３に貯留された食品Ｆが食品供給部５に搬送される。仕切り板６２の下端から上昇する新たな収容室５８に食品Ｆが流れ込み収容される。食品送給部６は、設定された時間駆動された後停止される。そして、回転部材５３の間欠駆動に連動して駆動を繰り返す（図４参照）。

本発明の第一の実施形態に係る食品供給装置３を備えた食品成形装置１の説明は概ね上記のとおりであるが、これに限らず特許請求の範囲において種々の変更が可能である。上記説明では、１列で搬送される食品生地Ｄに食品Ｆを供給するよう説明したが、搬送方向に直交する幅方向に複数の食品供給装置を配設することにより、複数列で搬送される複数の食品生地Ｄにそれぞれ食品Ｆを供給することができる。

食品送給部６にベルトコンベア６１を備え、食品供給部５の収容室５８に食品Ｆを送るように説明したが、例えば、特許文献１に記載されたような傾斜面を備えたホッパを用いてもよく、送り込む食品Ｆの性状に合わせて適する機構を選択することができる。

また、収容室５８の容積を変更する場合には、貫通孔５４より小径の孔を備えた筒状のアダプタを貫通孔５４に嵌合させることができる。このとき、押し込み部材も変更された孔の直径に対応するよう変更することが望ましい。

食品供給装置３に押し込み機構部７を備えるよう説明したが、例えば、ローストしたアーモンドのような乾燥した硬質の食品Ｆを供給する場合には、押し込み機構部７を備えなくともよく、アーモンドは食品供給部５に粘着することなく自重により円滑に落下できる。

また、押し込み部材７１の下端面および／または側面に圧縮空気の排気孔を設け、シャフト７５を介して圧縮空気を排気することで、例えば、貫通孔５４、連通孔５２及びガイド部材５７の内周面で形成される落下通路に粘着するレーズンなどの食品Ｆを下方に吹き出すことができ、下降する押し込み部材７１と落下通路の間で食品Ｆを挟み損傷させることを防止できる。

食品供給装置３及び搬送装置２を構成することで、例えば、食品生地Ｄの上面に食品Ｆを載置したトッピング装置としての食品成形装置とすることもできる。

また、食品供給装置３の下方に缶やトレーなどの食品容器を間欠的に搬送することで食品Ｆを容器詰めすることもできる。この場合、昇降する搬送装置を構成しなくともよく、さらには、ガイド部材５７を用いなくとも良い。上下の２つの貫通孔５４と連通孔５２により落下通路が形成される。

また、食品送給部６のアジテータ６５及び回転スイーパ６７は、食品Ｆを掃い、均す作用があればよく、回転ブラシなど食品Ｆの性状に合わせて種々選択可能である。

１ 食品成形装置
２ 搬送装置
３ 食品供給装置
４ 架台
５ 食品供給部
５１ 芯部材
５２ 連通孔
５３ 回転部材
５４ 貫通孔
５７ ガイド部材
６ 食品送給部
６１ ベルトコンベア
６２ 仕切り板
６３ ホッパ
６５ アジテータ
６７ 回転スイーパ
７ 押し込み機構部
７１ 押し込み部材
７３ 駆動装置、流体圧シリンダ
８ 包み込み装置
８３ シャッタ装置
Ｄ 食品生地、菓子パン生地
Ｆ （粒状の）食品、煮豆
Ｐ 包被食品、豆パン
Ｍ１ 第一駆動装置、制御モータ

Claims (6)

1. 粒上の食品を収容する複数の貫通孔を回転部材の周方向に等間隔に有する前記回転部材と、
   前記回転部材の内側に同心状に配設され、芯部材の軸心を通り上下方向に貫通する連通孔を有する前記芯部材と、
   前記回転部材を前記芯部材の周りに回転駆動する第一駆動装置と、
   前記回転部材に隣接して配設され、前記食品を貯留するとともに前記貫通孔に送る食品送給部と、
   前記貫通孔の内２つの貫通孔が、それぞれ、前記連通孔の上端及び下端に同心状に位置合わせされるように前記第一駆動装置を間欠的に駆動制御する制御部を備えたことを特徴とする食品供給装置。
2. 請求項１に記載の食品供給装置であって、
   前記回転部材の回転が停止され、前記2つの貫通孔と前記連通孔が同心状に位置合わせされたときに、前記貫通孔と前記連通孔の内側を上下動するピストン部材を構成する押し込み機構部を備えたことを特徴とする食品供給装置。
3. 請求項１に記載の食品供給装置であって、
   前記食品送給部は、前記食品を前記回転部材に向かって搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの上部に配設され、前記食品を囲うホッパを備えたことを特徴とする食品供給装置。
4. 請求項１乃至３の何れか1つの請求項に記載の食品供給装置であって、
   前記回転部材の下方に前記食品を載置する食品生地を搬送する搬送装置を備えたことを特徴とする食品供給装置。
5. 請求項４に記載の食品供給装置であって、
   前記回転部材の回転が停止されたときに最下方に位置する前記貫通孔と前記搬送装置の搬送面との間に前記食品が通過する筒状のガイド部材を備えたことを特徴とする食品供給装置。
6. 請求項１乃至５の何れか1つの請求項に記載の食品供給装置を備えた食品成形装置。

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