JPWO2016133034A1 - 包被食品の成形方法および装置 - Google Patents

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Abstract

本発明による包被食品の成形装置(1)は、内材(F)が載置された偏平状の外皮材(D)が移載され且つ中央に開口(44)を有する載置部材(43)と、密封された内部空間を形成するように、外皮材の周縁部を載置部材に押さえる押さえ部材(63)と、外皮材の中央付近を内材とともに前記開口内側で下方に窪ませ、ついには外皮材を椀状に形成するよう押さえ部材の内部空間の空気圧を高める空気圧上昇装置と、押さえ部材を上方に移動させた後で内材を包むように外皮材の周縁部を集める複数のシャッタ片(45)からなるシャッタ(47)を備える。

Description

本発明は、偏平状の食品生地で内材を包み込む包被食品を成形する方法及び装置に関する。
従来よりあんパンのような菓子パンや中華饅頭などの包被食品を成形する装置は種々提案されてきた。特許文献1に開示された成形装置は、受け部材の開口部に相対的に下方から進入して内材を載置した外皮材を保持し、開口部から相対的に下方へ退出することによって外皮材を開口部に引き込んで椀状に形成する引き込み手段と、内材を包むように外皮材の周縁部を封着する複数のシャッタ片から成るシャッタを備えている。さらに、前記成形装置は、外皮材の周縁部を受け部材上に保持する保持手段を備えている。
この従来の成形装置では、保持手段にて外皮材の周縁部を受け部材上に保持するとともに引き込み手段にて外皮材の中央部分を開口部から相対的に下方へ引っ張ることによって外皮材を椀状に形成する。そして、シャッタを閉じ動作させることにより外皮材の周縁部を、内材を包み込むように集めて封着し成形品を成形する(特許文献1)。
また、特許文献2に開示された成形装置は、モルダーから複数列で移送される丸形状生地片を受け取り、これをカップ上に移載するパン生地片受入れ移載部、深さが外部から調整可能なバネ機構付き生地支えを備えたカップ、カップを定間隔で複数個送り方向に取り付けたエンドレスコンベア、同コンベアを間欠駆動する定位置送り駆動装置、同コンベアの移送経路に順次、配置されたデポジッターのアン類吐出部、アン類押し込み部、封止ゲートを備えたアン類封入部、製品排出部および排出コンベアを備えている。
この従来の成形装置では、上昇させた生地支えとカップ上に生地片を移載し、カップを定間隔移動して、生地片上にデポジッターからアン類が定量吐出される。その後、カップは押し込み部まで定間隔で進み、生地抑えリングが下降して生地片周縁をカップ上に抑えると同時にカップ内の生地支えが所定位置まで下がる。次に、押し込み棒が下降してアン類を押圧し、アン類と生地片の中央部をカップ内に押し込み生地片を椀状に形成する。そして、シャッタを閉じ動作させることにより生地片周縁を、アン類を包み込むように集めて封着し製品を成形する(特許文献2)。
さらに、特許文献3に開示された成形装置は、上面が開口した所定形状の空所を有する雌型と、雌型上に供給された外包材の周縁部を雌型の上面に抑える環状の生地抑えと、前記生地抑えの開口を塞ぐ蓋部材を備えている。この蓋部材は加圧パイプに接続されている。また、雌型は多数小気孔を有する材料にて形成されるとともに、インデックステーブルに取り付けられ、該インデックステーブルを所要角度回転させることにより、各位置にて各工程を処理する。
この成形装置では、生地抑えリングで周縁部が押さえられた外包材の上面に蓋部材から空気を噴出することにより、外包材は雌型の内壁面に押付けられ、外包材の中央部分が雌型の内壁面に沿った椀状に形成される。椀状に形成された外包材は、次の位置で内材供給装置から外包材の内部に内材が供給され、さらに、雌型は次の位置に移動され、複数のシャッタ片からなるシャッタにより外包材の周縁部が封着され、外包材で内材が包み込まれて成形品が成形される(特許文献3)。
特開2003−088350号公報 実開平06−070577号公報 特開2000−050854号公報
特許文献1に開示された従来の成形装置は、外皮材の中央部分を引き込み手段で吸引しながら下方へ引っ張るため、この吸引する部分の外皮材が伸び難く、受け部材と引き込み手段との間の外皮材が他の部分の外皮材より極端に薄くなるという問題がある。また、引き込み手段が外皮材を吸引する場合には、外皮材に付着した手粉や生地滓などを装置内へ吸引するため目詰まりを起こす可能性がある。また、引き込み手段が外皮材の粘着性を利用する場合には、外皮材を下方に引っ張るほどの粘着性を実現することは難しく、外皮材を椀状に形成することはできないでいた。
特許文献2に開示された従来の成形装置は、押し込み棒が下降してアン類(内材)を直接押圧するため、押し込み棒に粘着したアン類が順次送られてくる生地片(外皮材)や装置の上に落下し、結果として製品(包被食品)を汚すという問題がある。具体的には、押し込み棒がアン類(内材)を押し始めるときにアン類が横方向に広がり、押し込み棒の先端部分の周りにもアン類が粘着して、その一部分が生地片(外皮材)や装置の上に落下して、製品(包被食品)を汚してしまう。
特許文献3に開示された従来の成形装置は、カップ状の雌型を用いて外包材(外皮材)を椀状に形成し、その後、その内部に内材を供給して包み込み成形品(包被食品)を成形しているため、成形品のサイズ変更や成形品の外包材と内材の割合の変更の要望に十分に対応できないでいた。また、成形品をカップ状の雌型から上方へ引き上げる際に外包材と雌型の内周面が粘着し安定した生産ができないでいた。
本発明は、上記課題を解決するためのもので、偏平状の外皮材上に内材を供給した後、外皮材で内材を包み込む際に、外皮材の周縁部が集合した封着部から内材が漏出し、あるいは、成形装置を汚すなどして包被食品を不良にすることなく、安定した包被食品の成形ができる包被食品の成形方法および装置を提供することを目的とする。
本発明は、包被食品の成形方法であって、偏平状の外皮材に内材を配置する工程と、前記外皮材を中央に開口を有する載置部材上に移載する工程と、前記外皮材の周縁部を押さえ部材で前記載置部材に押さえる工程と、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する工程と、複数のシャッタ片からなるシャッタを閉動作することにより前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を中心に集めて封着する工程を含むことを特徴とする。
また、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する前記工程は、好ましくは、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、引き続いて前記高めた空気圧によって外皮材を椀状に形成することを特徴とする。
さらに、内材を押し部材によって下方に押すことを特徴とする。
また、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する前記工程は、好ましくは、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、次いで、内材を押し部材によって下方に押し込んで、外皮材を椀状に形成することを特徴とする。
また、前記押さえ部材の内部空間に圧縮空気を供給することにより内部空間の空気圧を高めることを特徴とする。
また、前記押さえ部材の内側に備えた相対的に昇降するピストン部材を下降することにより内部空間の空気圧を高めることを特徴とする。
また、前記外皮材を載置部材上に移載した後、前記載置部材上に前記外皮材の周縁部が残るようシャッタの囲まれた領域を閉じて一時停止させ、その後に前記押さえ部材にて前記周縁部を前記載置部材に押さえることを特徴とする。
また、前記載置部材の開口の内周面にて椀状の外皮材の周面を形成することを特徴とする。
また、前記載置部材の下方に配置された支持装置にて椀状に形成された前記外皮材の底部を支持することを特徴とする。
また、前記載置部材の上面に配置された前記シャッタ片の押圧面にて前記周縁部を押圧して前記載置部材の上面で集めることを特徴とする。
また、包被食品の成形装置であって、内材が載置された偏平状の外皮材が移載され且つ中央に開口を有する載置部材と、密閉された内部空間を形成するように、前記外皮材の周縁部を前記載置部材に押さえる押さえ部材と、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、ついには前記外皮材を椀状に形成するよう、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高める空気圧上昇装置と、前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を集める複数のシャッタ片からなるシャッタを備えたことを特徴とする。
更に、内材を下方に押す押し部材を備えたことを特徴とする。
また、包被食品の成形装置であって、内材が載置された偏平状の外皮材が移載され且つ中央に開口を有する載置部材と、密閉された内部空間を形成するように、前記外皮材の周縁部を前記載置部材に押さえる押さえ部材と、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませるよう、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高める空気圧上昇装置と、前記内材と共に下方に窪ませた外皮材を椀状に形成するよう、前記内材を下方に押し込む押し部材と、前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を集める複数のシャッタ片からなるシャッタと、を備えたことを特徴とする。
また、前記載置部材の開口は、椀状の外皮材の周面を形成する内周面を有することを特徴とする。
また、前記載置部材の下方に椀状に形成された前記外皮材の底部を支持する支持装置が配置されたことを特徴とする。
また、前記シャッタが前記載置部材の上面に配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、外皮材の中心に内材を配置することができるため、外皮材の周縁部を載置部材上に均等に配置することができる。また、内材を載置した外皮材を内材に接触することなく空気圧にて窪ませてから椀状に形成することができるため内材が包み込み成形装置に付着することが軽減される。特に、空気圧だけで外皮材を椀状に形成する場合には、内材が包み込み成形装置に付着することがなく包み込み成形できる。さらに、外皮材を椀状成形する際に載置部材の上面位置に対する内材の頭部位置を調整できるため、外皮材の周縁部がシャッタにより集められ内材を包み込むよう封着される際に、この封着部から内材が漏出することが防止でき、包被食品を安定して製造することができる。
本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置を示す概略的な平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えたシャッタの要部を示す概略的な平面図であり、複数のシャッタ片により囲まれた領域を開いた状態を示す。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えたシャッタの要部を示す概略的な平面図であり、複数のシャッタ片により囲まれた領域を閉じた状態を示す。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置による成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第2の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における押さえ装置よる成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第2の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における押さえ装置よる成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えたシャッタの要部を示す概略的な平面図であり、複数のシャッタ片により囲まれた領域を開いた状態を示す。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えたシャッタの要部を示す概略的な平面図であり、複数のシャッタ片により囲まれた領域を閉じた状態を示す。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における押え装置を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る包被食品の成形装置に備えた包み込み成形装置における成形工程を示す概略的な正面図である。
本発明の第1の実施形態に係る包被食品の成形装置1について図1乃至図13にて説明する。当該成形装置1は、外皮材Dで内材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、外皮材Dを菓子パン生地、内材Fを餡としてあんパンを成形するものとして説明する。図1及び図2を参照するに、成形装置1は内材供給装置3と包み込み成形装置5を備えている。内材供給装置3は、偏平状の外皮材Dを搬送するベルトコンベア7、内材Fを外皮材Dの上面に供給する吐出部9及び吐出部9に内材Fを送給する送給装置11を備えている。また、成形装置1の上流側には、調整された生地玉DBを外皮材Dに偏平化する対向ローラ式の延展装置101、及び外皮材Dの幅方向の中心位置を後続する吐出部9に位置合わせする整列装置103が備えられている。
ベルトコンベア7は、外皮材Dの搬送を感知する光電式のセンサ13を備えている。センサ13は、ベルトコンベア7の入口側である上流側で、ベルトコンベア7の上方に配置されている。ベルトコンベア7はエンコーダを備え、制御装置33がエンコーダからの信号とセンサ13からの感知信号に基づき外皮材Dの移動位置を算出するとともに外皮材Dの搬送方向Rに沿った長さを算出している。
吐出部9は、ノズル15が昇降可能に備えられている。また、ノズル15の下端には吐出口17が形成され、ノズル15内に備えられた開閉弁の上下動により吐出口17が開閉される。吐出部9は、内材Fを間欠的に送給する送給装置11と吐出口17を開閉する開閉弁を連動させることにより、吐出口17から所要量の内材Fを間欠的に吐出する。また、開閉弁には、吐出された内材Fをノズル15から離すため圧縮空気A1を噴出する空気噴出口を備えている。
包み込み成形装置5は、基台39に供給コンベア23、シャッタ装置25、押さえ装置27、支持装置29、搬出コンベア31及びこれらの各装置を制御する制御装置33を備えている。供給コンベア23は、内材Fが載置された外皮材Dをシャッタ装置25に供給するためのベルトコンベアである。供給コンベア23の先端部35は、搬送方向R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ている。供給コンベア23の先端側の側方には、外皮材Dの搬送を感知する光電式のセンサ37が基台39に取り付けられている。供給コンベア23はエンコーダを備え、制御装置33がエンコーダからの信号とセンサ37からの感知信号に基づき外皮材Dの移動位置を算出する。また、先端部35は、センサ37からの感知信号に基づき往復動が制御される。
図3及び図4を参照するに、シャッタ装置25は、基台39に着脱可能なベースプレート41、外皮材Dを支持するための載置部材としてのホールプレート43、その中心を囲むべく中心周りに等間隔に配置された6個のシャッタ片45からなるシャッタ47を備えている。ホールプレート43は、ベースプレート41に着脱自在であり、その中心に円形の開口44が開口している。この開口44は、孔の中心軸方向に沿って所要の厚さに形成されている。この開口44の径の大きさ及び厚さ(高さ)は、成形する包被食品Pに応じて適宜選択できる。なお、開口44が形成する内周を円管状に示したが、内周が上方から下方に向かって径が大きくなるように変化する錐形状を有する開口44’であってもよい(図19参照)。このとき、包被食品Pが下方に抜け易くなる。
複数のシャッタ片45は、ベースプレート41上にその中心周りの円周上に等間隔に配置された複数の枢軸49に回動可能に軸支されている。各シャッタ片45は、リンク機構51により連結されており、適宜の駆動装置により同期して揺動する。シャッタ片45は、前記円周の中心に面した押圧面55が設けられている。押圧面55は、前記円周の中心に向けて張り出した曲面となっている。また、シャッタ片45の下縁付近には、先端53から押圧面55の基端に亘り、凹状の溝58が備えられており、その溝58の下部には外皮材Dの周縁部DEを掬い上げるべく寸法づけられた掬い面59が備えられている。
シャッタ47は、各シャッタ片45の押圧面55によって囲まれた領域61を拡大、縮小するよう開閉動作する。また、シャッタ47が開閉動作する際、シャッタ片45の先端53は、隣接するシャッタ片45の押圧面55に常に接した状態を保ちつつ、これに摺動する。シャッタ47は、その囲まれた領域61を閉じるよう各シャッタ片45が中心に向かって揺動する際、その途中の位置にて一時的に閉動作が停止される。その停止位置は、制御装置33に予め設定された値に基づき調整可能である。
押さえ装置27は、シャッタ装置25の上方に配置されている。押さえ装置27は、押さえ部材63と昇降装置65を備えている。押さえ部材63は、下方に開口63Aを備えたカップ形状であり、円環状の周壁63Bと周壁63Bの上部を塞ぐ天井部63Cを備えている。昇降装置65は、押さえ部材63をシャッタ装置25に接近及び離反するよう昇降させる直動式のアクチュエータ67を備えている。アクチュエータ67は、アクチュエータ67の筒状の本体67Aから下方に向かって伸縮するピストンロッド67Bを備えており、このピストンロッド67Bの下端に押さえ部材63の天井部63Cが着脱交換可能に装着されている。
アクチュエータ67のピストンロッド67Bは、伸縮する可動位置や可動速度を調整可能に制御されている。また、ピストンロッド67Bは中空状であり、この中空の管路67Cにコンプレッサなどから圧縮空気A2を送給することにより、押さえ部材63の内部空間63Dに圧縮空気A2送り出される。この場合、コンプレッサなどの圧縮空気供給装置が押さえ部材63の内部の空気圧を高める空気圧上昇装置となる。
支持装置29は、シャッタ装置25の下方に配置され、外皮材Dを支持し、さらには、包被食品Pを後述する搬出コンベア31へ搬送するベルトコンベアである。支持装置29は、無端状のコンベアベルト29Aが複数のローラに掛け回されて間欠駆動される。支持装置29は、押さえ部材27とは独立に、例えば、サーボモータのごとき駆動手段と連動連結することにより昇降可能に備えられている。支持装置29の昇降位置や昇降速度、また、ベルトコンベア29Aの駆動タイミングや駆動速度は調整可能に制御されている。
搬出コンベア31は、下降端位置に降下した支持装置29の下流側に連設されたベルトコンベアである。搬出コンベア31は、包被食品Pを支持装置29から受け取り、さらに、下流側へ搬出する装置である。なお、搬出コンベア31は、その上流端部31Aを搬送方向Rに沿って往復動可能に備えるとともに、搬出コンベア31の下流端部の駆動ローラ31Bを支点として搬出コンベア31が上下動可能に備えられている。搬出コンベア31の先端部31Aを下流側に移動させ(短縮状態)、その上流側を上方へ移動させて搬出コンベア31を水平に配置し、進出した供給コンベア23の先端部35と連設させることが可能になっている。
次に、本発明の第1の実施形態に係る成形装置1による包被食品Pの成形工程について説明する。生地玉DBは、食品生地の塊から所要重量に分割され、丸め成形された後、所要時間、室内にて寝かされ調整される。生地玉DBが延展装置101にて延展され、外皮材Dが円形で偏平状に形成される。外皮材Dは、延展装置101と内材供給装置3との間に配設された整列装置103にて外皮材Dの幅Wが計測され、幅方向の中心位置がノズル15の吐出口17の下方位置に一致するよう位置合わせされた後に内材供給装置3のベルトコンベア7に供給される。ベルトコンベア7は、制御装置33からの指令に基づき外皮材Dの長さLの中心が吐出口17の中心と一致する位置にて外皮材Dを位置合わせして一時的に停止する。
外皮材Dの搬送が停止すると、ノズル15が所要の位置まで下降するとともに送給装置11が内材Fをノズル15内に送給し、開閉弁がノズル15内を下降して吐出口17から所要量の内材Fを吐出する。そして、ノズル部材15が上昇するとともに、開閉弁はノズル15内を上昇する。このとき、開閉弁の空気噴出口から圧縮空気A1を噴出する。内材Fはノズル15から切り離され外皮材Dの上面に載置される(内材載置工程)。内材Fが載置された外皮材Dは、ベルトコンベア7により包み込み成形装置5の供給コンベア23に搬送される。
供給コンベア23の先端部35は、往復動する範囲において上流側へ縮んだ待機位置にある。外皮材Dがセンサ37に感知されると、先端部35は、搬送方向Rに沿って下流側に移動する。この移動速度は、供給コンベア23の搬送速度と同じか少し速くに設定されている。先端部35は、シャッタ47の上方を覆うように伸びた進出位置にて移動を停止する。そして、外皮材Dの中心がシャッタ47の囲まれた領域61の中心、つまりは、ホールプレート43の開口44の中心に一致する位置にて、ベルトコンベア7及び供給コンベヤ23は外皮材Dの搬送を停止する(図5参照)。
次いで、先端部35は一気に待機位置まで後退し、先端部35上に載置されていた外皮材Dは、シャッタ47の囲まれた領域61内を落下し、ホールプレート43の上面43Aに移載される(移載工程、図6参照)。このとき、内材Fが外皮材Dの中央から位置ずれした状態でホールプレート43上に移載された場合であっても、内材Fが開口44の縁側から中央側へ傾いて(転動して)平面視において開口44の内側に納まり、外皮材Dの中央に位置合わせされる。
そして、リンク機構51により複数のシャッタ片45が中心に向かって同期して回動される(囲まれた領域61が絞られる)と、シャッタ片45の押圧面55は外皮材Dの周縁部DEに接し、シャッタ片45は所要の位置まで閉動作して一時的に停止する(閉動作の一時停止工程、図7参照)。このシャッタ片45の閉動作の一時停止位置は、封着に必要な所要量の周縁部DEがホールプレート43上に均等に残るよう位置調整可能に制御される。シャッタ片45に押圧された外皮材Dは、外皮材D及び内材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43の開口44に没入する。このとき、外皮材Dはその中心がホールプレート43の開口44の中心に一致する。さらに、内材Fの中心も外皮材Dの中心と一致するよう移動するため外皮材Dの中心に内材Fを配置することができる。
シャッタ片45が閉動作を一時的に停止すると、押さえ装置27のアクチュエータ67が作動し、押さえ部材63がホールプレート43に向かって下降する。押さえ部材63の下降停止位置は、外皮材Dの厚みや硬さなどに応じて適宜調整可能に制御される。押さえ部材63の円環状の下端は、中央に位置合わせされた内材Fと接することなく外皮材Dの周縁部DEをホールプレート43に押さえ、周縁部DEをホールプレート43との間で密閉する(押さえ工程、図8参照)。そして、押さえ部材63の内部空間63Dにコンプレッサ64から圧縮空気A2が所要時間Tだけ送給され、押さえ部材63の内部空間63D内の空気圧を高めるよう作用する。押さえ部材63の下端の内側にある(開口上端44Bから下方にある)外皮材Dは、圧縮空気A2の空気圧により開口44の内側で下方に膨張し(窪み)、ついには椀状に形成される(椀状形成工程、図9参照)。椀状に形成された外皮材Dは開口44の内周面44Aにより形成され、外皮材Dが径方向へ膨出されることが防止できる。また、内材Fの吐出位置と外皮材Dの包み込み成形位置とを別個に備えることにより生産性を向上させることができる。
支持装置29は、シャッタ装置25の下方にて、ホールプレート43の上面43Aから所要の間隔で待機している。支持装置29のコンベアベルト29Aの上面が下方に膨張する外皮材Dの底部を支持することにより、外皮材Dが必要以上に変形することを防止して、外皮材Dの形状を安定させている(支持工程、図9参照)。このとき、支持装置29の上昇停止位置は、ホールプレート43の上面43Aに対する内材Fの頭部の位置を決定することとなる。この内材Fの頭部の位置は、載置部材であるホールプレート43の上面43Aと同一、あるいは下方であることが望ましい。
押さえ部材63がアクチュエータ67により上昇され、次の外皮材Dが移載されるまで上昇停止位置にて待機する(図10参照)。各シャッタ片45は、再び閉動作し設定された閉位置まで移動し、シャッタ片45の押圧面55が外皮材Dの周縁部DEを中央へ押圧する。このとき、周縁部DEが内材Fの上面(頭部)を被い、中央へ集合した周縁部DEが封着される(封着工程、図11及び12参照)。シャッタ47は、シャッタ片45の溝58が掬い面59により掬い上げた外皮材Dの周縁部DEを保持して確実に周縁部DEを中央に寄せ集めることができるため、内材Fを封着部分から上方へ漏出することなく包み込みができ、包被食品Pが安定して成形される。
シャッタ片45が反対方向に回動されて包被食品Pの頭部の外皮材Dを開放し、包被食品Pを載せた支持装置29が下降停止位置まで下降する。そして、包被食品Pは、支持装置29から搬出コンベア31に移乗し、さらに、二次成形装置や熱処理装置などに搬出される(搬出工程、図13参照)。
次に、本発明の第2の実施形態に係る包被食品Pの成形装置1に備えた包み込み成形装置5について図14及び図15にて説明する。なお、第1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。包み込み成形装置5は、押さえ装置71を備えている。押さえ装置71は、押さえ部材72と、押さえ部材72の周壁72Bの内側にピストン部材74を備えている。押さえ部材72は、基台39に取り付けられた直動式のアクチュエータからなる昇降装置75に支持プレート73を介して取り付けられており、昇降自在かつ可動位置や可動速度を調整可能に制御されている。
ピストン部材74は、支持プレート73の上面に架設された架台76に取り付けられた直動式のアクチュエータからなる昇降装置77に着脱可能に取り付けられており、押さえ部材72の内側にて押さえ部材72に対し相対的に昇降自在かつ可動位置や可動速度を調整可能に制御されている。押さえ部材72の周壁72Bとピストン部材74の下面とにより内部空間72Cが形成される。この実施の形態に係る押さえ装置71においては、後述するようにピストン部材74が空気圧上昇装置となる。
押さえ装置71にて外皮材Dを椀状に形成する工程について説明する。内材Fを載置した外皮材Dは、ホールプレート43上に移載され(移載工程)、複数のシャッタ片45にて一時停止位置まで押圧される(一時停止工程)。押さえ部材72は、昇降装置75の本体75Aからピストンロッド75Bが下方に進出することにより予め設定された下降位置まで下降して外皮材Dの周縁部DEをホールプレート43に押さえる(押さえ工程、図14参照)。このとき、ピストン部材74も押さえ部材72とともに下降する。
そして、ピストン部材74が昇降装置77の本体77Aからピストンロッド77Bが下方に進出することにより押さえ部材72の内部を相対的に下降する。空気圧上昇装置としてのピストン部材74は、押さえ部材72の内部空間72Cの空気を押し下げ空気圧を高めるように作用する。その空気圧の上昇により、開口上端44Bから下方にある外皮材Dは開口44の内側で下方に膨張し、ついには椀状に形成される(椀状形成工程、図15参照)。このとき、ピストン部材74の移動距離を昇降装置77にて制御可能であるため外皮材Dの椀状の変形は安定する。したがって、外皮材Dを椀状に膨張させる際には外皮材Dの底部を支持装置29にて支持しなくともよく、シャッタ片45が閉動作を再開して外皮材Dの周縁部DEを中心に集める際に外皮材Dの底部を支持する(支持工程)よう支持装置29をホールプレート43の下方で所要の位置に配置してもよい。
その後、押さえ部材72及びピストン部材74は昇降装置75により上昇し、シャッタ47の閉動作により周縁部DEが中心に集められて封着され包被食品Pが成形される(封着工程)。包被食品Pは、支持装置29及び搬出コンベア31により次工程に搬出される(搬出工程)。
次に、本発明の第3の実施の形態に係る包被食品Pの成形装置1について説明する。なお、第1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。
図16及び図17を参照するに、シャッタ装置25は、基台39に着脱可能なベースプレート41’と、外皮材Dを支持するための載置部材としてのホールプレート43’を有し、ホールプレート43’は、ベースプレート41’に着脱自在であり、その中心に円形の開口44’を有している。この開口44’は、中心軸方向に沿って所要の厚さに形成されている。この開口44’の径の大きさ及び厚さ(高さ)は、成形する包被食品Pに応じて適宜選択できる。なお、開口44’の内周は、上方から下方に向かって径が大きくなるように変化する錐形状である。このとき、包被食品Pが下方に抜け易くなる。
図16及び図17に示すように、シャッタセット47は、6つのシャッタ片45のうちの1つが、シャッタ47が閉じたときにシャッタ47の囲まれた領域61又はその中心を上から覆う蓋部材45Aを有している。蓋部材45Aは、シャッタ47が閉じたときに、シャッタ47の中心に位置するように、シャッタ片45の上面に取付けられる。
包み込み成形装置5は、押さえ装置150を備えている。押さえ装置150は、昇降可能な押さえ部材160と、押さえ部材160の内部で昇降可能な押し部材170を備えている。
押さえ部材160は、カップ形状の下側部分162と、中空シャフト形状の上側部分164を有している。下側部分162は、下方に開放し、環状の底面162Aは、外皮材Dの周縁部DEを押圧可能である。上側部分164は、その内部に圧縮空気を供給するための継手166が設けられ、継手166は、コンプレッサ等の圧縮空気供給装置64に接続されている。
押さえ部材160は、基台39に取り付けられた昇降装置168に取り付けられており、昇降自在かつ可動位置や可動速度を調整可能に制御されている。昇降装置168は、具体的には、押さえ部材160の上側部分164が取付けられるベース168Aと、ベース168Aを上下方向に案内するリニアベアリング168Bと、ベース168Aに取付けられたラック168Cと、ラック168Cに係合するギヤ168Dと、ギヤ168Dが取付けられたサーボモータ168Eを有している。
押し部材170は、内材Fよりも小さい横断面形状を有する中空の下側部分172と、中空シャフト形状の上側部分174を有している。下側部分172は、内材Dを押圧可能な底壁172Aを有し、底壁172Aは、圧縮空気を噴出させる複数の小孔172Bを有している。上側部分174は、押さえ部材160の上側部分164の中に延び、押さえ部材160に対して密閉式に且つ摺動可能に取付けられている。かくして、押さえ部材160の下側部分162及び上側部分164にそれぞれ、内部空間162B、164Bが形成される。押し部材170の上側部分174は、その内部と押え部材160の上側部分164の内部空間164Bとを連通させる孔176を有している。
押し部材170は、押さえ部材160の上に密閉式に取り付けられた直動式のアクチュエータからなる昇降装置178に取り付けられており、押さえ部材160に対し相対的に昇降自在かつ可動位置や可動速度を調整可能に制御されている。第3の実施形態に係る押さえ装置150においては、圧縮空気供給装置64が空気圧上昇装置となる。
次に、第3の実施形態に係る成形装置1の作動について説明する。
先端部35は、シャッタ47の上方を覆うように伸びた進出位置にて移動を停止する。そして、外皮材Dの中心がシャッタ47の囲まれた領域61の中心、つまりは、ホールプレート43’の開口44’の中心に一致する位置にて、ベルトコンベア7及び供給コンベヤ23は外皮材Dの搬送を停止する(図19参照)。
次いで、先端部35は一気に待機位置まで後退し、先端部35上に載置されていた外皮材Dは、シャッタ47の囲まれた領域61内を落下し、ホールプレート43’の上面43A’に移載される(移載工程、図20参照)。このとき、内材Fが外皮材Dの中央から位置ずれした状態でホールプレート43’上に移載された場合であっても、内材Fが開口44’の縁側から中央側へ傾いて(転動して)平面視において開口44’の内側に納まり、外皮材Dの中央に位置合わせされる。
そして、リンク機構51により複数のシャッタ片45が中心に向かって同期して回動される(囲まれた領域61が絞られる)と、シャッタ片45の押圧面55は外皮材Dの周縁部DEに接し、シャッタ片45は所要の位置まで閉動作して一時的に停止する(閉動作の一時停止工程、図21参照)。このシャッタ片45の閉動作の一時停止位置は、封着に必要な所要量の周縁部DEがホールプレート43’上に均等に残るよう位置調整可能に制御される。シャッタ片45に押圧された外皮材Dは、外皮材D及び内材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43’の開口44’に没入する。このとき、外皮材Dはその中心がホールプレート43’の開口44’の中心に一致する。さらに、内材Fの中心も外皮材Dの中心と一致するよう移動するため外皮材Dの中心に内材Fを配置することができる。
シャッタ片45が開動作を行い、押さえ部材160の昇降装置168が作動し、押さえ部材160がホールプレート43’に向かって下降する。押さえ部材160の下降停止位置は、外皮材Dの厚みや硬さなどに応じて適宜調整可能に制御される。押さえ部材160の環状の底面162Aは、中央に位置合わせされた内材Fと接することなく外皮材Dの周縁部DEをホールプレート43’に押さえ、周縁部DEをホールプレート43’との間で密閉する(押さえ工程、図22参照)。そして、コンプレッサ等の圧縮空気供給装置64から圧縮空気A2が継手166、内部空間164B、孔176、小孔172B通って、押さえ部材160の内部空間162Bに所要時間Tだけ送給され、押さえ部材160の内部空間162B内の空気圧を高めるよう作用する。押さえ部材160の環状の底面162Aの内側にある(開口上端44Bから下方にある)外皮材Dは、圧縮空気A2の空気圧により開口44’の内側で下方に膨張する(窪む)(図23参照)。
次いで、押し部材170を押さえ部材160の内部で相対的に下降させる。押し部材170は、内材Fの頭部に接して、内材Fを下方に押し下げる。それにより外皮材Dは開口44’の内側で椀状に形成される(椀状形成工程、図24参照)。
椀状に形成された外皮材Dは開口44’の内周面44A’により形成され、外皮材Dが径方向へ膨出されることが防止できる。また、内材Fの吐出位置と外皮材Dの包み込み成形位置とを別個に備えることにより生産性を向上させることができる。
支持装置29は、シャッタ装置25の下方にて、ホールプレート43’の上面43A’から所要の間隔で待機している。支持装置29のコンベアベルト29Aの上面が下方に膨張する外皮材Dの底部を支持することにより、外皮材Dが必要以上に変形することを防止して、外皮材Dの形状を安定させている(支持工程、図24参照)。このとき、支持装置29の上昇停止位置は、載置部材であるホールプレート43’の上面43A’に対する内材Fの頭部の位置を決定することとなる。
押さえ部材160が昇降装置168により上昇され、次の外皮材Dが移載されるまで上昇停止位置にて待機する(図25参照)。各シャッタ片45は、再び閉動作し設定された閉位置まで移動し、シャッタ片45の押圧面55が外皮材Dの周縁部DEを中央へ押圧する。このとき、周縁部DEが内材Fの上面(頭部)を被い、中央へ集合した周縁部DEが封着される(封着工程、図26及び27参照)。シャッタ47は、シャッタ片45の溝58が掬い面59により掬い上げた外皮材Dの周縁部DEを保持して確実に周縁部DEを中央に寄せ集めることができるため、内材Fを封着部分から上方へ漏出することなく包み込みができ、包被食品Pが安定して成形される。
シャッタ片45が反対方向に回動されて包被食品Pの頭部の外皮材Dを開放し、包被食品Pを載せた支持装置29が下降停止位置まで下降する。そして、包被食品Pは、支持装置29から搬出コンベア31に移乗し、さらに、二次成形装置や熱処理装置などに搬出される(搬出工程、図28参照)。
上記説明から理解できるように、本発明によれば、押さえ部材63、72、160にて内材Fを載置した外皮材Dの周縁部DEを載置部材43に押さえて周縁部DEをホールプレート43との間で密閉し、この密閉された空間(押さえ部材63、72、160の内部空間63D、72C、162B)の空気圧を上昇させることにより外皮材Dの中央付近を載置部材43、43’の開口44、44’の内側で開口上端44B、44B’から下方に膨張させ(窪ませ)てから外皮材Dを椀状に形成することができるものである。したがって、第1及び第2の実施形態では、従来の成形装置のごとく押し込み棒が内材に接し、押し込み棒に付着した内材が落下して装置を汚す、また、包被食品Pを不良にするという問題を生じることがない。また、外皮材Dの周縁部DEを密閉した状態で空気圧を高めるため、確実に外皮材Dを椀状に形成することができる。さらに、椀状に形成された外皮材Dの内部の内材Fの頭部の位置を所要の高さに制御できるため、外皮材Dの周縁部DEが集合した封着部から内材Fが漏出することなく、安定して包被食品の成形ができるものである。
第3の実施形態では、押さえ部材160の内部空間162Bの空気圧を上昇させることにより外皮材Dの中央付近を載置部材43’の開口44’の内側で開口上端44B’から下方に膨張させ(窪ませ)てから、内材Fを押し部材170によって押し込んで外皮材Dを椀状に成形する。押し部材170で外皮材Dを押し込む前に、外皮材が開口44’の内側で窪んでいるので、外皮材が下方に移動しやすくなり、内材Fを押し部材170で押すとき、内材Fが横方向に広がることが防止され、押し部材の先端部分の周りに内材Fが粘着することが防止される。その結果、内材の一部分が外皮材Dや包み込み装置1の上に落下して、包被食品Pを汚してしまうことが防止される。
また、粘着性の内材Fを外皮材Dに供給したときに内材の頭部に角のような出張りが生じた場合、押し部材170によって内材の頭部を押して出張りを小さくし、外皮材Dの周縁部DEが集合した封着部から内材Fの出張りが漏出することを防止する。それにより、安定して包被食品の成形を安定して行うことができる。
本発明の実施の形態に係る包被食品Pの成形装置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、シャッタ装置25を昇降させることなく、押さえ装置27及び支持装置29をそれぞれシャッタ装置25に接近離反するよう昇降可能に設けたが、これらは、相対的なものであり、何れの装置を固定し、他の装置を昇降させてもよいものである。
また、一組のシャッタ47をホールプレート43の上面に配置するよう説明したが、載置部材としてのホールプレート43の下面にシャッタ47を設けることも可能である。さらには、ホールプレート43の下面に別の組のシャッタを配置することも可能である。あるいは、ホールプレート43を備えることなくシャッタ47の下面に別のシャッタを配置し、上下2段のシャッタを設けることも可能である。このとき、下側のシャッタの複数のシャッタ片による囲まれた領域を所要の大きさに開口した状態でシャッタの上面に外皮材Dを移載させるようにすれば、下側のシャッタを載置部材として利用することも可能である。
また、シャッタ47は、枢軸49にシャッタ片45を回動自在に支持する揺動型として説明したが、複数のシャッタ片45による囲まれた領域が拡大縮小する構成であればよく、多角形のケースの周壁に沿って滑動するスライド型のシャッタや枢軸に回転自在に支持された回転型のシャッタなど公知のシャッタに変更することが可能である。
また、第1〜第3の実施形態の任意の部分を任意に組合せてもよい。例えば、第3の実施形態において、空気圧を上昇させることだけで、外皮材Dを椀状に成形してもよい。すなわち、押し部材170は、内材Fを押し込まずに、内材Fの頭部の出張りを小さくするだけであってもよい。また、第3の実施形態に、第2の実施形態のピストン部材74を組合せてもよい。
1 包被食品の成形装置
29 支持装置
43、43’ ホールプレート(載置部材)
43A、43A’ 上面
44、44’ 開口
44A、44A’内周面
44B、44B’開口上端
45 シャッタ片
47 シャッタ
55 押圧面
63、72、160 押さえ部材
63D、72C、152B 内部空間
64 圧縮空気供給装置(空気圧上昇装置)
74 ピストン部材(空気圧上昇装置)
170 押し部材
D 外皮材(生地)
DE 周縁部
F 内材
P 包被食品

Claims (16)

  1. 包被食品の成形方法であって、
    偏平状の外皮材に内材を配置する工程と、
    前記外皮材を中央に開口を有する載置部材上に移載する工程と、
    前記外皮材の周縁部を押さえ部材で前記載置部材に押さえる工程と、
    前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する工程と、
    複数のシャッタ片からなるシャッタを閉動作することにより前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を中心に集めて封着する工程と、を含むことを特徴とする包被食品の成形方法。
  2. 前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する前記工程は、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、ついには前記高めた空気圧によって外皮材を椀状に形成することを特徴とする請求項1に記載の成形方法。
  3. さらに、内材を押し部材によって下方に押すことを特徴とする請求項2に記載の成形方法。
  4. 前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませてから外皮材を椀状に形成する前記工程は、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高め、前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、次いで、内材を押し部材によって下方に押し込んで、外皮材を椀状に形成することを特徴とする請求項1に記載の成形方法。
  5. 前記押さえ部材の内部空間に圧縮空気を供給することにより内部空間の空気圧を高めることを特徴とする、請求項1乃至4の何れか1項に記載の成形方法。
  6. 前記押さえ部材の内側に備えた相対的に昇降するピストン部材を下降することにより内部空間の空気圧を高めることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の成形方法。
  7. 前記外皮材を載置部材上に移載した後、前記載置部材上に前記外皮材の周縁部が残るようシャッタの囲まれた領域を閉じて一時停止させ、その後に前記押さえ部材にて前記周縁部を前記載置部材に押さえることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の成形方法。
  8. 前記載置部材の開口の内周面にて椀状の外皮材の周面を形成することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の成形方法。
  9. 前記載置部材の下方に配置された支持装置にて椀状に形成された前記外皮材の底部を支持することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の成形方法。
  10. 前記載置部材の上面に配置された前記シャッタ片の押圧面にて前記周縁部を押圧して前記載置部材の上面で集めることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の成形方法。
  11. 包被食品の成形装置であって、
    内材が載置された偏平状の外皮材が移載され且つ中央に開口を有する載置部材と、
    密閉された内部空間を形成するように、前記外皮材の周縁部を前記載置部材に押さえる押さえ部材と、
    前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませ、引き続いて前記外皮材を椀状に形成するよう、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高める空気圧上昇装置と、
    前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を集める複数のシャッタ片からなるシャッタと、を備えたことを特徴とする成形装置。
  12. 更に、内材を下方に押す押し部材を備えたことを特徴とする請求項11に記載の成形装置。
  13. 包被食品の成形装置であって、
    内材が載置された偏平状の外皮材が移載され且つ中央に開口を有する載置部材と、
    密閉された内部空間を形成するように、前記外皮材の周縁部を前記載置部材に押さえる押さえ部材と、
    前記外皮材の中央付近を前記内材とともに前記開口の内側で下方に窪ませるよう、前記押さえ部材の内部空間の空気圧を高める空気圧上昇装置と、
    前記内材と共に下方に窪ませた外皮材を椀状に形成するよう、内材を下方に押し込む押し部材と、
    前記内材を包むように前記外皮材の周縁部を集める複数のシャッタ片からなるシャッタと、を備えたことを特徴とする成形装置。
  14. 前記載置部材の開口は、椀状の外皮材の周面を形成する内周面を有することを特徴とする請求項11乃至13の何れか1項に記載の成形装置。
  15. 前記載置部材の下方に椀状に形成された前記外皮材の底部を支持する支持装置が配置されたことを特徴とする請求項11乃至14の何れか1項に記載の成形装置。
  16. 前記シャッタが前記載置部材の上面に配置されたことを特徴とする請求項11乃至15の何れか1項に記載の成形装置。
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