食品材料の成形装置
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- 【要約】
【課題】 食品材料を成形用の型に充填する際、空気の介在を抑制する。
【解決手段】 本願発明に係る食品材料の成形装置は、成形用型と、成形用型に食品材料を運ぶ通路２２１と、通路２２１内を摺動して通路内の食品材料を成形用型内へ押し込むことにより食品材料を成形用型内へ充填する充填用ピストン２２２とを備え、充填用ピストン２２２は、通路２２１内を成形用型の型面に向けて摺動することにより、成形用型１の型面に食品材料を押し込む。成形用型１の型面には、食品材料が押し込まれた際に、食品材料と当該成形用型１の型面との間に介在する空気を、他へ排出する空気抜き孔１４が設けられている。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用型と、当該成形用型内へ成形する食品材料を充填する充填手段とを備えた食品材料の成形装置において、
上記の成形用型は、食品材料を受容し成形する凹部を型面として備え、
上記型面と当該型面に充填される食品材料との間に介在する空気を、他へ排出する空気抜き孔が、当該型面に設けられたことを特徴とする食品材料の成形装置。
【請求項２】
上記空気抜き孔は、空気抜き孔の開閉を担う開閉弁を備え、
上記開閉弁の先端は、空気抜き孔を閉鎖した状態において、上記型面の一部を構成するものであり、空気抜き孔内から食品材料側へ変位して、空気抜き孔を開放するものであることを特徴とする請求項１記載の食品材料の成形装置。
【請求項３】
上記空気抜き孔は、上記型面の最深部の２／３の深さよりも、成形用型の奥に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の食品材料の成形装置。
【請求項４】
上記成形用型の型面は、奥に向かって狭くなる凹面を呈するものであり、
当該型面の奥に、上記空気抜き孔が設けられたものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の食品材料の成形装置。
【請求項５】
上記空気抜き孔は、コンプレッサに接続され、充填後の食品材料が成形された後、型抜きされる際に、この食品材料と上記成形用型の型面との間に他より空気を導入するものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の食品材料の成形装置。
【請求項６】
上記の開閉弁は、食品材料の型抜きの際に、食品材料を押圧し、食品材料の離型を促すものであることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の食品材料の成形装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、食品材料の成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公昭６２−４３６６０号公報
【特許文献２】特開平１３−６１４６２号公報
【０００３】
練物状である食品材料、例えば加熱調理前のハンバーグを、自動的に成形する装置として、本願発明の発明者は以前に、上記特許文献１に示す装置を提案している。
上記特許文献１の図１へ示す通り、この装置において、専ら中空型部材２（シリンダ部）と、中間筒部材４及び作動軸部材５（ピストン部）とにて構成される押し出し用型を用いて、中空型部材２内に収容された食品材料に対して、中間筒部材４及び作動軸部材５とを上方から下方へ押圧し食品材料を中空型部材２から、押出し成形していた。
そして、この特許文献１に示す成形装置では、上型（押し出し用型）のみで、食品材料の上部のみを成形し、成型後は、作動軸部材５を中間筒部材４より下方に突出させて、下方に食品材料を落とすものである。
【０００４】
従って、上記にて押し出された食品材料の先端部について、逐次カッターで水平にカットするか、或いは、上記の中空型部材２の下端を平らな板面或いは受け型（下型）に当てると共に、当該板面又は受け型に対し、上記中間筒部材４及び作動軸部材５の作動にて、食品材料を押し付けることで、食品の下部について形を整える必要がある。
【０００５】
一方、練物状である食品材料を、適切に成形するには、食品材料を型へ充填する際、型面への密着を確実に行わせる必要がある。型面と食品材料とが密着していないと、成形後、その部分が巣となって食品表面に残ったり、また、型内において食品が偏ったり、また食品材料の表面が正確に成形されないなどの問題が生ずるからである。
しかし、特許文献１に示すものは、成形後に食品材料の型抜きを確実に行うために、型内へ空気を導入するためのものであり、上記の食品材料の充填時に、食品材料と型面との間の空気を排除するものではなく、食品材料と型面との間の密着性を向上しようとするものではない。即ち、型に押し込んだ中間筒部材４及び作動軸部材５を型から抜く際に円滑に食品材料から引き離させるように、中間筒部材４に空気導入用の溝部３を形成したものであり、食品材料の充填に際して型（中空型部材２）と食品材料との密着性を高めて、成形をより的確に行おうとするものではない。このように、型（中空型部材２）自身は、そのような密着性を高めるための手段を何ら備えていないのである。
【０００６】
また、特許文献２において、その図１３に示す通り、成形の際の加圧時に空気を抜くために、ピストン１１２側に空気を抜く手段即ち空気抜き溝１３４を備えたものが見受けられる。これは、この溝１３４によって、食品材料の加圧成形時に、ピストン１１２の加圧のための摺動を利用して、ピストン１１２と食品材料との間に介在する空気を排除しようとするものである。
しかし、この特許文献２へ示す装置においても、型１１４と当該型１１４に充填される食品材料との間に介在する空気を排除して、型１１４と食品材料との密着性を向上しようとするものではなく、この特許文献２の図１３に示す型１１４においても、そのような空気を排除するための手段を何ら備えていない。
従って、上記特許文献の何れにおいても、食品材料を成形する型と食品材料と間における密着性を高めることはできず、上述の巣の発生などの問題を低減するには至っていない。
尚、上記において、用いた図番及び部材番号は、この特許文献１及び特許文献２の説明のみに用いるものであり、本明細書の他の記載と無関係である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本願発明は、成形型を用いて成形する食品材料の成形装置において、充填手段（ピストン）に対向する型面へ、加圧前食品材料を充填するに際して、食品材料と当該型面との間に空気が介在するのを抑制して、食品材料と型面との間の密着性を向上し、食品材料の表面への巣の発生や、食品材料の偏りを低減することにより上記の課題の解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願第１の発明は、成形用型１と、当該成形用型１内へ成形する食品材料を充填する充填手段とを備えた食品材料の成形装置について、次の構成を採るものを提供する。
即ち、上記の成形用型１は、食品材料を受容し成形する凹部を型面として備える。上記型面と当該型面に充填される食品材料との間に介在する空気を、他へ排出する空気抜き孔１４が、当該型面に設けられている。
【０００９】
本願第２の発明では、上記本願第１の発明にあっては、次の構成を採る食品材料の成形装置を提供する。
即ち、上記空気抜き孔１４は、空気抜き孔１４の開閉を担う開閉弁１５を備える。上記開閉弁１５の先端は、空気抜き孔１４を閉鎖した状態において、上記型面の一部を構成するものであり、空気抜き孔１４内から食品材料側へ変位して、空気抜き孔１４を開放する。
【００１０】
本願第３の発明では、上記本願第１又は第２の発明にあって、次の構成を備えた食品材料の成形装置を提供する。
即ち、上記空気抜き孔１４は、上記型面の最深部の２／３の深さよりも、成形用型１の奥に設けられたものである。
【００１１】
本願発明４の発明では、上記本願第１乃至第３の何れかの発明にあって、次の構成を備えた食品材料の成形装置を提供するものである。
即ち、上記成形用型１の型面は、奥に向かって狭くなる凹面を呈するものであり、当該型面の奥に、上記空気抜き孔１４が設けられたものである。
【００１２】
本願発明５の発明では、上記本願第１乃至第４の何れかの発明にあって、次の構成を備えた食品材料の成形装置を提供するものである。
即ち、上記空気抜き孔１４は、コンプレッサに接続され、充填後の食品材料が成形された後、型抜きされる際に、この食品材料と上記成形用型１の型面との間に他より空気を導入するものである。
【００１３】
本願発明６の発明では、上記本願第２乃至第５の何れかの発明にあって、上記の開閉弁１５が、食品材料の型抜きの際に、食品材料を押圧して型面から遠ざけるものである食品材料の成形装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本願の第１〜６の各発明は、成形型を用いて成形する食品材料の成形装置において、食品材料を受容する、凹部を呈する型面に空気抜き孔を設けることにより、成形用型へ食品材料の充填を行うに際して、食品材料が充填される型面と、当該食品材料との間に介在する空気を型面より他へ排除することを可能とした。これによって、食品材料の型への充填時に、食品材料と型面との密着性を向上し、空気の介在が原因で生じる巣の発生や、型内での食品材料の偏り、成形後の食品材料表面の乱れを、抑制した。
【００１５】
また、本願第２の発明により、空気抜きのための空気抜き孔の開閉を担う開閉弁を設け、空気抜き孔を閉鎖することにより、空気抜き孔周囲の食品材料が、空気抜き孔によって成形を阻害され難いものとした。
本願第３の発明により、型内において、空気が滞留しやすい部に、空気抜き孔を設けることによって、上記の型面と食品材料との間の空気をより効果的に排除することを可能とした。
【００１６】
本願第４の発明により、成形する食品の形状に合わせて型面が奥に向かって狭くなる凹部を呈する、空気の滞留しやすい成形用型について、その最も空気の滞留しやすい部位に空気抜き孔を設けることにより、より一層効果的に当該空気を排除できるものとした。
本願第５の発明により、空気抜き孔が、型抜き時上記とは逆に、食品材料と型面との間に空気の導入して、離型を促進することができる。即ち、空気抜き孔が、食品材料の型抜きを促す空気の導入手段を兼ねるものであり、食品材料の充填時の食品材料と型面との密着性の向上と、成形後の食品材料の離型のしやすさという、相反する効果を得ることを可能とした。
【００１７】
本願第６の発明により、開閉弁が、食品材料の型抜き時に、食品材料を押圧し、食品材料の離型をより一層円滑に行えるものとした。
上記の本願の各発明の実施によって、特に、ハンバーグやコロッケ、魚肉練り製品など、練物状である食品材料について、円滑で、正確な成形を行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。図１〜図９へ本願発明の一実施の形態を示す。図１は、上型（第１型構成部材１）が食品材料を充填される位置にある、本願発明に係る装置の略側面図である。図２は、食品材料が充填された後の上型の移動先を示す、上記装置の略側面図である。図３は、上型を下型（第２型構成部材２）へ押圧する配置（上型の移動先）を示す、上記装置の略側面図である。図４は、図１に示す装置の要部略斜視図である。図５は、図２に示す移動先に上記上型を移動させた後の、上記装置の要部略斜視図である。図６は、上記上型と下型とを対面させた状態の、上記装置の要部略斜視図である。図７は、上型を下型へ押圧して食品材料の成形を行う状態を示す上記装置の要部斜視図である。図８（Ａ）は図１及び図４に示す状態の上記装置において、上型の下方に食品材料が移送されて来る状態を示す説明図（要部略縦断面図）であり、図８（Ｂ）はこの食品材料が上型内に充填される様子を示す説明図である。図９（Ａ）は食品材料充填後の上型が下型と対面した状態を示す説明図（要部略縦断面図）であり、図９（Ｂ）は上型が下型に押圧され食品材料を成形している状態を示す説明図であり、図９（Ｃ）は成形後食品材料の型抜きの状態を示す上記装置の説明図であり、図９（Ｄ）は型抜きされた食品材料が型から移動する状態を示す説明図である。図１０は、上記の上型の更に詳細を示す説明図である。
【００１９】
各図において、説明の便宜上、Ｕは上方を、Ｓは下方を、Ｆは食品材料の移送方向の前方を、Ｂは食品材料の移送方向の後方を、夫々示している。
この食品製造装置は、投入部１００と、成型部２００と、抜型部３００とを備える。
以下、加熱調理される前のハンバーグの成型を例に採り、成形の順を追って、各部の構成について詳しく説明する。
【００２０】
図１〜図３へ示す通り、上記の投入部１００に、成型する食品材料ｍ即ちペースト状のハンバーグの素材が投入される。投入部１００は、食品材料を受けるホッパ１０１と、ホッパ１０１に投入された食品材料を練りながら成型部２００へ移送するスクリューコンベア１０２とを備える。
【００２１】
上記の成型部２００において、食品材料ｍが成型される。即ち、ハンバーグ表面の各部が滑らかな曲面となるように成型される。
成形部２００において、成形用型は、先行技術１に示されるような押し出し型のみ、即ち１つの型で構成されるものであってもよいが、押出し型と受け型といった、複数の型構成部材にて構成されるものであってもよい。
この実施の形態では、１つの成形用型を構成する第１及び第２の少なくとも２つの型構成部材１，２を備え、両型構成部材１，２により加圧して食品材料を成形する食品材料の成形装置を例に採って説明する。
【００２２】
即ち、この成型部２００は、図１〜図３及び図４へ示す通り、基台２１０と、第１型構成部材１と、第２型構成部材２と、充填部２２０と、型合せ部２３０とを備える。
第１型構成部材１と第２型構成部材２とは、割型として、双方合されることにより、一つの型を構成し、食品材料ｍの表面全体を成型することができる。
この実施の形態において、第１型構成部材１は、ハンバーグの上部を成型し、第２型構成部材２は、ハンバーグの下部を成型する。
具体的には、第１型構成部材１は、ハンバーグの上部表面の曲面を模る凹状に形成された型面を備え、当該型面を下方に向ける。第２型構成部材２は、ハンバーグ下部表面の曲面を模る凹状に形成された型面を備え、当該型面を上方に向ける。
【００２３】
図１〜図３へ示す通り、上記の基台２１０は、投入部１００の前方に配置される。また、上記の基台２１０には充填部２２０と、第２型構成部材２とが固定されている。充填部２２０は、基台２１０の後部内部に設けられている。第２型構成部材２は、基台２１０の上面において、充填部２２０より前方に設けられている。尚、図２及び図３中の一点鎖線は、第１型構成部材１の移動先を示す。
【００２４】
上記の充填部２２０は、特許請求の範囲の充填手段に対応するものであり、この実施の形態において、基台２１０内部に設けられている。この充填部２２０は、図８（Ａ）へ示す通り、通路２２１と、充填用ピストン２２２と、副通路２２３とを備える。この通路２２１の後端は、スクリューコンベア１０２の前方に接続されており、この通路２２１の先端は、基台２１０上面にて開口する。副通路２２３は、充填用ピストン２２２を収容すると共に通路２２１下方から通路２２１に連絡する。
上記の型合せ部２３０は、第１型構成部材１を保持するものであり、上記通路２２１の基台２１０上面の開口部を、型合せ部２３０に保持された第１型構成部材１の型面が塞いでいる。
上記の充填用ピストン２２２は、上方へ変位することにより、副通路２２３から通路２２１内へ突出して、スクリューコンベア１０２にて成型部２００の上記通路２２１へ送られてきた食品材料ｍを、図８（Ｂ）へ示す通り、通路２２１の先端を封じている上記第１型構成部材１の型面１ａに、下方より押し込むものである。
【００２５】
充填用ピストン２２２は、流体圧にて作動する周知のアクチュエータを採用して実施することができる。
充填用ピストン２２２と対向する第１型構成部材１の型面には、型面内の空気を他へ排出する空気抜き孔１４と、この空気抜き孔１４を開閉する開閉弁１５とが設けられている。上記の空気抜き孔１４は、第１型構成部材１の型面と他とを連絡する孔である。この空気抜き孔１４の孔内に、上記の開閉弁１５が、設けられており、第１型構成部材１の型面より、（下方に）開閉弁１５の先端（下端）が突出することにより、空気抜き孔１４を開放する。
図８（Ｂ）へ示す通り、上記の空気抜き孔１４は、第１型構成部材１の型面１ａに向けて、当該型面に対向する上記の充填用ピストン２２２が押し込めてくる食品材料ｍの移動先、即ち上記型面の、食品材料ｍの移動方向（図８において下方から上方）の突き当りとなる部位（図８において型の下方を臨む部位）に、設けられている。
【００２６】
図１０へ示す通り、第１型構成部材１は、上記の開閉弁１５の開閉を制御する開閉制御部１６を備える。開閉制御部１６には、周知の機構を採用して実施することができる。この実施の形態において、開閉制御部１６は、その先端（下端）にて開閉弁１５を支持する軸１６ａと、軸１６ａの後端を収容するエアシリンダ１６ｂと、エアシリンダ１６ｂ内へ空気を導入し或いは排出して上記軸の１６ａを変位させる駆動部１６ｃと、駆動部１６ｃの動作のタイミングを計るタイマ１６ｄと、タイマ１６ｄからタイミングを検出して駆動部１６ｃの作動の指令を出す制御回路１６ｅとを備える。上記の駆動部１６ｃとしては、エアコンプレッサを用いて実施することができる。
制御回路１６ｅがタイミングを検出し、駆動部１６ｃを駆動させることにて、駆動部１６ｃを駆動することにより、上記開閉弁１５の開閉を行うことができる。
【００２７】
詳しくは、上記のタイマ１６ｄは、充填用ピストン２２２の作動を検出するセンサを備え、当該充填用ピストン２２２の作動の開始を、開始時刻として時間のカウントを始める。制御回路１６ｅは、上記のタイマ１６ｄにおいてカウント開始から所定時間カウントしたことを検出することにより、上記駆動部１６ｃを駆動させて開閉弁１５を作動させ空気抜き孔１4 を閉鎖する。上記の所定時間として、食品材料ｍが第１回構成部材１内へ充填されるに必要な時間が、制御回路１６ｅにセットされており、制御回路１６ｅは、当該時間と、タイマ１６ｄがカウントした時間とを比較して、当該時間の経過を検出する。そして、上記の通り、駆動部１６ｃを動作させるのである。
充填用ピストン２２２に設ける上記のセンサは、充填用ピストン２２２の作動に連動して、タイマ１６ｄのカウント開始時刻を報せるものとしたが、タイマ１６ｄのカウントを開始させる時刻を他の方法によって検出するものとしても実施可能である。
また、開閉弁１５の閉鎖動作のタイミングを上記のタイマ１６ｄの使用に代え、別途のセンサを用いて、検出するものとしても実施可能である。
上記のセンサとしては、例えば、充填用ピストン２２２の位置（上死点）を検出する位置センサを採用することができる。上記の充填部２２０は、充填用ピストン２２２に代えて、例えばスクリューコンベアを採用することができる（図示しない）。このようなスクリューコンベアを用いた場合、上記のセンサとして、ロータリーエンコーダを採用して、スクリューの回転を検出するものとしてもよい（図示しない）。
【００２８】
上記の空気抜き孔１４は、型面１ａにおいて、充填されてくる食品材料ｍと対向する位置に設けるのが好ましい。
具体的には、この第１型構成部材１の型面１ａは、食品材料ｍを充填する凹部として形成されたものであり、当該型面１ａにおいて、その最深部Ｐの深さｄの２／３より型面１ａの奥（深さｄの２／３よりも深い位置、即ち、図１０において当該２／３の位置より上方）に上記空気抜き孔１４を設けるのが好ましい。図１０へ示す通り、この実施の形態において、型面１ａが呈する凹部は、ハンバーグの上面の形状に合わせ、型の奥即ち上記最深部ｐに向かって狭くてなっており（即ち型面１ａは、ドーム状に凹んでおり）、特に、このドームの頂部（最深部ｐ）に上記空気抜き孔１４を形成するのが好ましい。
尚、上記において、空気抜き孔１４は、上記の開閉制御部１６にて、タイマ１６ｄ或いは別途のセンサを用いて、食品材料ｍの充填完了時に、開閉弁１５にて空気抜き孔１４を閉じるものした。この他、開閉弁１５は、バネやエアといった弾性体によって、空気抜き孔１４を開放する方向（下方）へ常時付勢を受けるものとし、そして、型内へ充填されてくる食品材料ｍが、当該付勢に抗して開閉弁１５を閉ざす方向に押圧して、徐々に空気抜き孔１４を閉じさせるものとし、食品材料ｍの型面への充填完了と共に開閉弁１５を完全に閉ざすものとしても実施可能である。この場合上記の弾性体の調整や設定により、上記開閉弁１５の制御を行うことができるので、前述の開閉制御１６を別途用意する必要がない（特に、この場合、タイマ作動の開始点を検出する必要がないので構成を簡略化するのに有利である）。
【００２９】
図８（Ａ）へ示す通り、充填用ピストン２２２が、食品材料ｍを第１型構成部材１の型面１ａに押し込む間、開閉弁１５は、空気抜き孔１４を開放しており、上記の空気抜き孔１４より、他へ第１型構成部材１内の空気が抜かれる。そして、上記の開閉制御部１６の働きにて、図８（Ｂ）へ示す通り、第１型構成部材１への食品材料ｍの充填が完了すると、上記充填用ピストン１５が空気抜き孔１４を閉じる。上述の通り充填用ピストン２２２による食品材料ｍの第１型構成部材１への充填完了のタイミングを上記のタイマ１６ｄによって検出し、この開閉弁１５の作動を行わせればよい。このように、第１型構成部材１への食品材料ｍ充填時、空気抜き孔１４を開放して、第１型構成部材１の型面内から空気を抜くことにより、食品材料ｍに巣や偏りや表面の乱れが生じにくくなり、成形をより的確に行うことができる。
【００３０】
型合せ部２３０は、第１型構成部材１の型面と第２型構成部材２の型面とを合せるものである。図４〜図７へ示す通り、型合せ部２３０は、基台２１０に固定された第２型構成部材２に対して、第１型構成部材１を移動して上記の型合せを行うものであり、図４へ示すように、第１型構成部材１の当該移動を担う、移動部２４０と、変位部２５０とを備える。
移動部２４０は、支持板２４１と、支持板２４１を前後に摺動するアクチュエータ２４２と、横ガイド部２４３とを備える。この実施の形態において、アクチュエータ２４２は、流体圧シリンダと、この流体圧シリンダに収容されたピストンとにて構成されており（図１〜図３において省略する。）、このピストンの先端に、上記支持板２４１が取り付けられている。上記支持板２４１は、上記ピストンの摺動にて、前後に移動することができる。
図示しないが、支持板２４１の底部に車輪を設けると共に、基台２１０の上面に充填部２２０上から第２型構成部材２にかけてガイドレールを設け、支持板２４１の移動に伴い、当該車輪を当該ガイドレールに沿って基台２１０上で転がすことにより、上記支持板２４１の移動を円滑に行うことができる。
【００３１】
上記の支持板２４１には、上記の第１型構成部材１が取り付けられている。
第１型構成部材１は、支持板２４１にて、上記充填部２２０の上方に配位される。そして、上記の支持板２４１の摺動によって、図５へ示す通り、第１型構成部材１を、充填部２２０（の上）から、第２型構成部材２の（上に）移動（前進）させることができる。
【００３２】
上記の支持板２４１は、当該支持板２４１を上下に貫通する筒状部２４４を備え、この筒状部２４４内に、第１型構成部材１が収容される。第１型構成部材１は、この筒状部２４４に対し上下へ変位可能に収容されている。
この実施の形態において、第１型構成部材１には、キャスタ１３，１３が設けられている。
移動部２４０が備える前記横ガイド部２４３は、支持板２４１の前後の移動に伴い、キャスタ１３，１３を乗せて前後の移動のガイドを行う２本のレールであり、基台２１０に固定されている。
【００３３】
上記の変位部２５０は、移動部２４０の横ガイド部２４３の前端に配置されており、図６へ示す通り、第１型構成部材１を、基台２１０上面の第２型構成部材２へ向け下方に案内する。
この変位部２５０は、キャスタ受部２５１，２５１と、受部作動部２５２と、縦ガイド部２５３，２５３と、押圧部２５４とを備える。
【００３４】
キャスタ受部２５１，２５１は、夫々上記の第１型構成部材１が備える上記キャスタ１３，１３を収容するものであり、横ガイド部２４３の先端に配置されている。受部作動部２５２は、キャスタ受部２５１，２５１を横ガイド部２４３より下方に移動させることが可能なアクチュエータである。この実施の形態において、受部作動部２５２は、軸方向を鉛直とするシリンダ部材と、当該シリンダ部材に収容されてシリンダ部材の上方にて出没するピストン部材とを備える。このシリンダ部材は流体圧によって、ピストン部材を上下に作動することができる。そして、上記ピストン部材の先端（上端）に上記キャスタ受部２５１，２５１が設けられている。上記ピストン部材の上下動にて、キャスタ受部２５１は、横ガイド部２４３と同じ高さから、下方の第２型構成部材２側へ、キャスタ１３，１３を移動させる。上記の縦ガイド部２５３，２５３は、キャスタ受部２５１，２５１の上記上下の移動をガイドする、鉛直に配置されたガイドレールである。
このキャスタ１３，１３の下方への移動に伴い、当該キャスタ１３，１３が設けられた第１型構成部材１は、支持板２４１に対し筒状部２４４内を下方へ変位することができる（図６）。
第１型構成部材１の下方への上記変位によって、図９（Ａ）へ示す通り、第１型構成部材１の型面を第２型構成部材２の型面へ対面させることができる。
【００３５】
上記の型合せによる食品の成形について、更に詳しく説明する。
上記の第１型構成部材１は、図８及び図９へ示す通り、シリンダ部１１と、先端がシリンダ部１１内へ収容されたピストン部１２と、付勢部とを備える。
シリンダ部１１は、軸方向を上下として配置されたものであり、ピストン部１２はシリンダ部１１内を上下に変位することができる。
また、上記の付勢部（図示せず。）により、ピストン部１２はシリンダ部１１内において上方へ付勢されている。付勢部には、バネを採用することができる。但し、バネの弾性を利用するものに限定するのではなく、電磁的な機構によって作動する周知の他の付勢手段を備えたものを採用することができる。
前述のキャスタ１３，１３は、上記シリンダ部１の外部（表面）に設けられている。
【００３６】
前記押圧部２５４は、第２型構成部材２の上方に配置され、図７及び図９（Ｂ）へ示す通り、第２型構成部材２の上に移動してきた第１型構成部材１の上記ピストン部１２の後端（上端）を押圧する。これにて、上記付勢部の付勢に抗して、シリンダ部１１に対してピストン部１２を下方へ変位させることができる。
押圧部２５４には、流体圧を利用して作動するピストンロッド２５５を備えた周知のアクチュエータを採用することができる。上記の通り、押圧部２５４は、当該ピストンロッド２５５の先端にて、第１型構成部材１のシリンダ部１１から上方に露出する、ピストン部１２の後端（上端）を、下方へ押し付けることにより、上記の通りピストン部１２を下方へ変位させる。押圧部２５４には、押圧の衝撃を緩和するための緩衝部材２５６を設けておくのが好ましい。緩衝部材として、バネを採用することができる。
【００３７】
尚、図８〜図１０へ示す通り、この実施の形態において、上記ピストン部１２の先端面（下面）とシリンダ部１１の内周面とが、第１型構成部材１の前記の型面１ａとして形成されている。従って、上記押圧部２５４にて、ピストン部１２の先端面が、下方の第２型構成部材２の型面へ押し付けられ、食品材料ｍが成形される（食品材料ｍの下部が成形される）。前述の深さｄとは、当該第２部材２への押し付け前の型面１ａの、型面１ａの最深部ｐとシリンダ部１１の先端（下端）との間の幅をいう（上記成形時のピストン部１２の変位前の状態を基準として上記の深さｄを決定している）。
また、他より上記型面に空気を導入する前述の空気抜き孔１４と、抜型時に食品材料を押圧する前述の開閉弁１５とは、上記のピストン部１２の先端面に設けられている。即ち、この実施の形態において、空気抜き孔１４は、ピストン部１２の先端面と、ピストン部１２のシリンダ部１１より露出する部分とを連絡する孔である。このように、この実施の形態において、ピストン部１２の先端面に空ク抜き孔１４の一端が開口するものとしたが、シリンダ部１１内周面において、食品材料と接触する部位に開口するものとしても実施可能である。但し、上記の通りピストン部１２の先端に設けるほうが好ましい。
前述の通り、この空気抜き孔１４の孔内に、上記の開閉弁１５が、空気抜き孔１４の開閉を担うべく、設けられている。
【００３８】
この空気抜き孔１４は、第１型構成部材１の外部即ち外気に連絡しており、前述の第１型構成部材１への食品材料ｍ充填に際しては、空気抜きとして、第１型構成部材１内の空気を外部へ導出（排出）するものであったが、型抜きに際しては、第１型構成部材１内に外部より空気を導入するものである。
この空気の導入に関して、上記開閉弁１５を開くことにより、食品材料の型抜きの際に、即ち、第１型構成部材１を第２型構成部材２から遠ざける際に、生じる負圧を利用して、自然に第１型構成部材１の型面内に、空気抜き孔１４から空気（外気）を引き込むものとして実施することができる。
この他、空気抜き孔１４は、開閉弁１５の前述のエアシリンダの駆動部１６ｃとは別に、空気を他から空気抜き孔１４内へ導入するコンプレッサ（図示しない。）を備えるものとし、当該コプレッサにて強制的に型内へ空気を導入するものとしても実施可能である。この場合、空気導入時のコンプレッサの連絡と、空気抜き時のコンプレッサの遮断及び空気の排気先との連絡を担う副開閉弁を、上記開閉弁１５とは別に空気導入孔１４に設けておく。但し、第１型構成部材１内への食品材料の充填時の上記空気の排気においても、コンプレッサにより強制的に食品材料と型面間の空気を他へ排出するものとしても実施可能である。
この実施の形態においては、上述の通り、空気抜き孔１４について、コンプレッサを用いずに、自然吸排気により、空気抜きと空気の導入とを行うものとする。
この型抜き時の、空気抜き孔１４を利用した、空気の型内への導入については、後に具体的に説明する。
【００３９】
一方、前記の抜型部３００は、図１〜図７へ示す通り、上記の第２型構成部材２の型面の上方に配されたシート３と、当該シート３を第２型構成部材２から前方に変位させるシート移動部４とを備える。シート３には、シリコンゴムに代表されるゴム或いはビニールに代表される軟質プラスチックといった、弾力性を有するものを採用する。
【００４０】
シート３は、第２型構成部材２の型面を覆う寸法を備える。更に、シート３は、型合せ時、第１型構成部材１のシリンダ部１１と第２型構成部材２とにて挟まれる部分を備える。即ち、シート３は、平面視において、上記ピストン部１２と第２型構成部材２との間より、周囲にはみ出す広さを有する。
この実施の形態において、シート３は、環状のベルトとして形成され、そして、上記のシート移動部４は、複数のローラ４０…４０にて構成される。これらのローラ４０…４０の少なくとも一部は、電動機といった周知の動力源（図示せず。）から回転力を得て回転する。上記環状のベルトであるシート３は、これらのローラ４０…４０に掛けられ、シート３とこのシート移動部４（ローラ群）は、第２型構成部材２から成形後の食品材料を他へ搬出するコンベアを構成する。
即ち、ローラ４０…４０に掛けられ、駆動されることによって、環状のベルトであるシート３は、循環する。その循環経路の途中に上記の第２型構成部材２が配置されているのである。成形時ローラ４０…４０は、作動を止め、シート３の上記循環を停止させる。即ち、上記の循環は、型合せ時停止し、型抜き後開始するよう、断続的に行われる。
弾力性を有する上記シート３は、加圧されることによって、平らな状態から変形して第２型構成部材２の型面に沿う。シート３は、皺が生じず、当該型面の形状を損なわない程度の厚みを有するものが好ましい。
【００４１】
既述の通り受部作動部２５２の動作により第１型構成部材１が支持板２４１の筒状部２４４内にて下方に移動した際、第１型構成部材１のシリンダ部１１の先端（下端）と第２型構成部材２とが、上記シート３の、第２型構成部材２の上に位置する部位を挟む（図９（Ａ））。この状態において、前述の通り、押圧部２５４の押圧にて、ピストン部１２の先端面が、下方の第２型構成部材２の型面へ押し付けられて第１型構成部材１（ピストン部１２）の型面に充填されている食品材料ｍが、第２型構成部材２の型面に押し込まれ、ビストン部１２の型面と、第２型構成部材２の型面とが合わされる。このとき、押圧部２５４の押圧にて、シート３の、上記シリンダ部１１の先端と第２型構成部材２とに挟まれた部分の内側の部分が、食品材料ｍに押されて伸び、第２型構成部材２の型面に沿う（図９（Ｂ））。
このように、食品材料ｍは、上記シリンダ部１１と、シート３にて型面が覆われた第２型構成部材２とにて成形される。
【００４２】
成型後、受部作動部２５２は、キャスタ１３，１３を上方に変位させ、第１型構成部材１が、第２型構成部材２から上方へ、離される。このとき、図９（Ｃ）へ示す通り、上記の開閉弁１５の先端は、空気抜き孔１４内から下方に移動して、成型後の食品材料を下方に押すと共に、空気抜き孔１４を開放して外部より第１型構成部材１の型面に空気を導入する。この開閉弁１５の押圧と空気の導入により、成形後の食品材料ｍが、上記の抜型時、第１型構成部材１から確実に離され、第２型構成部材２の上に残される。
一方、受部作動部２５２にて第１型構成部材１が、第２型構成部材２から上方へ、離されることによって、食品材料ｍが押し付けられて変形していたシート３は、当該押圧から開放されて、元の平らな状態に復元する。これによって、食品材料２は、シート３と共に第２型構成部材２の型面から抜かれる。
上記の型抜き後、図９（Ｄ）へ示す通り、ローラ４０…４０の駆動によって、シート３は、第２型構成部材２から前方へ成型後の食品材料を搬出する。そしてシート３の循環によって、当該シート３の、次に成形される食品材料に対応する部分が、第２型構成部材２の上に移動してくる。
【００４３】
第１型構成部材１は、受部作動部２５２の上記動作にて上方に移動し、再び元の高さに戻る。そして、キャスタ１３，１３が、横ガイド部２４３と同じ高さに戻ると、アクチュエータ２４２が、支持板２４１を後方へ移動させ、充填部２２０の上に戻す。
このような動作を繰り返して、食品材料を順次自動的に成形して行く。
【００４４】
この実施の形態において、シート３は、環状のベルト全体を構成するものとしたが、この他、カット（平面視矩形状或いは他の形状にカット）された複数のシート３…３を連結して、上記の環状に形成するものとしても実施可能である。その場合、隣接するシート３，３間には、シート３のような弾力性を持たない別途の素材を介して、シート３，３同士を連結するものとしても実施可能である。但し、このように、一本のベルトをシート３とそうでない部分とにて形成するものとすると、成形時に、各シート３を第２型構成部材２へ位置決めする手段が必要となる。この点、上述の通り、ベルト全体をシートとすれば、このような位置決めの手段を講ずる必要がない。
また、抜型時、適当な張力をシート３に与えて平らな状態に戻すものとすれば、シート３を弾力性のない素材にて形成することも可能である。但し、皺を生じさせないように、型面に沿わすために、シート３を、上記の通り弾力性を有する素材にて形成するのが好ましい。
【００４５】
上記の実施の形態において、第１型構成部材１を移動させて第２型構成部材２との型合せを行うものとしたが、第２型構成部材２を第１型構成部材１側へ移動して型合せするものとしても実施可能である。また、第１及び第２の型構成部材１，２の双方を移動させて型合せするものとしても実施可能である。
また、上記の実施の形態において、第１型構成部材１を上型（食品材料の上部を成型する型）とし、第２他構成部材２を下型（食品材料の下部を成型する型）とした。この他、各型構成部材がこのような上下の位置関係をとるのではなく、右型（食品材料の右部を成型する型）や左型（食品材料の左部を成型する型）としても実施可能である。
上記の実施の形態では、型は、第１及び第２の２つの型構成部材１，２にて構成されるものとしたが、第３型構成部材或いはそれ以上の数の型構成部材を用いて一つの型を構成するものとしても実施可能である。
更に、上記のシート３は、第２型構成部材２に設けるものに限定するものではなく、他の型構成部材に設けるものとしても実施可能である。
上記の充填用ピストン２２２や他の作動部において示した、アクチュエータの夫々については、シリンダとピストン、シリンダ部とピストン部、シリンダ部材とピストン部材、或いはピストンロッド２５５を備え、油圧その他の流体圧で作動するものとした。しかし、上記の各アクチュエータは、このような流体圧にて作動するものに限定するものではなく、他の、周知である機械的或いは電磁気的手段によって作動するものとしても実施可能である。
上記において、ハンバーグを例に採って説明したが、ハンバーグ以外の他の食品材料にも、本願の装置を利用することができる。
【００４６】
上記の実施の形態において、成形後の食品材料を第２型構成部材２から取り出すのに、シート３を利用したが、成形の精度が多少落ちても問題ないのであれば、このようなシート３を用いずに実施することも可能である。また、上記の実施の形態において、受け型として凹部を備えた第２型構成部材２を採用するものを示したが、ハンバーグの下部について手作りのような曲面を求めないのであれば、上記の受け型に代え、図１１（Ａ）〜（Ｃ）へ示すように、凹部のない板面を備えた受け台２０を用いて実施することができる。
この図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示す各動作は、前述の実施の形態の図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す各動作に対応している。このように、凹部のない受け台２０を用いた場合、上記のシート３を用いる必要はない（従って図１１において、図９（Ｄ）に対応する図はない。）が、成形された食品材料ｍを他へ搬出するのに周知のコンベアを採用することは可能である。
またハンバーグに手作りのような曲面をハンバーグの下部と共に上部に求めないのであれば、既述の実施の形態の第１型構成部材１のピストン部１２のように凹部を備えない、例えば、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、先端が平らなピストン部１２０を用いて実施することも可能である。
尚、図１１及び図１２に示す実施の形態夫々においても、特に言及しない事項（特に空気抜き孔１４や開閉弁１５）については、上記図１〜図１０へ示す実施の形態と同様である。
- 【公開番号】特開２００７−１４２０３（Ｐ２００７−１４２０３Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【発明の名称】食品材料の成形装置
【発明者】
【氏名】下川 克介
- 【出願番号】特願２００５−１９５６２８（Ｐ２００５−１９５６２８）
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【出願人】
【識別番号】３９１０１７４４７
【氏名又は名称】サン・プラント工業株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１０００８６３４６
【弁理士】
【氏名又は名称】鮫島 武信
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