(57)【要約】成型品の単位時間当たりに得られる個数を多くすることができる食品成型装置及び食品成型設備を提供する。食品成型装置の本体部１４は、底板２５の上に回動自在に配されたモールド板１５を備えている。底板２５には、１２０°間隔で排出孔３４が設けられている。モールド板１５は、それぞれ３個の第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとが周方向に６０°間隔で設けられている。モールド板１５は、６０°ずつ間欠的に回転され、第１成型孔３１ａが排出孔３４に連接し、第２成型孔３１ｂの下部開口を底板２５の上面で塞ぐ第１回転位置と、第２成型孔３１ｂが排出孔３４に連接し、第１成型孔３１ａの下部開口を底板２５の上面で塞ぐ第２回転位置との間で回転される。排出孔３４に連接した第１または第２成型孔３１ａ、３１ｂ内の食材がプッシャ１７によって押し出され、成型品として排出孔３４から排出され、底板２５で下部開口が塞がれた第１または第２成型孔３１ａ、３１ｂ内に食材が充填される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周上にｎ（ｎは２以上）個の排出孔が設けられた底板と、
前記底板上に回動自在に配され、周方向にそれぞれｎ個の第１成型孔と第２成型孔とが交互に設けられ、前記第１成型孔のそれぞれが前記排出孔に連接するとともに前記第２成型孔のそれぞれの下部開口が前記底板に塞がれた第１回転位置と、前記第２成型孔のそれぞれが前記排出孔に連接するとともに前記第１成型孔のそれぞれの下部開口が前記底板に塞がれた第２回転位置とに間欠的に回転するモールド板と、
前記排出孔と周方向にずらした位置に配され、前記第１回転位置のときに前記第２成型孔の上部開口にそれぞれ接続され、前記第２回転位置のときに前記第１成型孔の上部開口にそれぞれ接続されて、接続された前記第１成型孔または前記第２成型孔内に食材を充填する複数の充填口と、
各前記排出孔の上方に上下動自在にそれぞれ設けられ、前記モールド板が間欠的に回転するごとに、前記第１成型孔または前記第２成型孔内から前記食材を押し出して成型品として前記排出孔から排出する複数のプッシャと
を備えることを特徴とする食品成型装置。
【請求項２】
複数の前記プッシャは、前記充填口からの充填中に前記第１成型孔または前記第２成型孔内から前記食材を押し出すことを特徴とする請求項１に記載の食品成型装置。
【請求項３】
前記排出孔、前記第１成型孔、及び前記第２成型孔は、それぞれ３個設けられ、
前記排出孔は、１２０°間隔で設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の食品成型装置。
【請求項４】
前記モールド板は、前記第１成型孔ごと及び前記第２成型孔ごとに、前記第１成型孔または前記第２成型孔に連通して内部から外部に空気を抜く空気抜き孔を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の食品成型装置。
【請求項５】
前記充填口にそれぞれ設けられ、前記食材を切断する切断刃を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の食品成型装置。
【請求項６】
前記モールド板上に配され、下部に前記充填口が設けられた入力ポートと前記プッシャを収容するプッシャポートとが形成された上板を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の食品成型装置。
【請求項７】
前記上板は、円周状の第１の段差を有し、
前記モールド板は、前記第１の段差に噛み合う円周状の第２の段差を有し、前記第１の段差と前記第２の段差とを互いに噛み合わせた状態で回転する
ことを特徴とする請求項６に記載の食品成型装置。
【請求項８】
前記モールド板の外周に配され、前記モールド板を囲むスペーサを備えることを特徴とする請求項６または７に記載の食品成型装置。
【請求項９】
前記プッシャポートの上部開口を塞ぐ蓋部材を備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の食品成型装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の食品成型装置と、
前記底板の下方に配され、前記成型品を間欠的にまたは連続して移動する搬送ベルトと
を備えることを特徴とする食品成型設備。
【請求項１１】
前記搬送ベルトの幅方向に並べて配された複数の前記食品成型装置を有することを特徴とする請求項１０に記載の食品成型設備。
【請求項１２】
前記排出孔は、１２０°間隔で３個設けられ、
前記第１成型孔及び前記第２成型孔は、６０°間隔で交互にそれぞれ３個設けられ、
前記食品成型装置は、前記排出孔を頂点とする正三角形のいずれかの一辺が前記搬送ベルトの移動方向に対して直交するように設置され、
複数の前記プッシャは、前記正三角形の高さの２／３の長さだけ前記搬送ベルトが移動するごとに、前記第１成型孔または前記第２成型孔内から前記食材を押し出すこと
を特徴とする請求項１１に記載の食品成型設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品成型装置及び食品成型設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンバーグ等の食品の調合された食材を所定の型を有する成型孔に充填し、その成型孔から食材を抜くことによって、食材を所定の形状に成型した成型品を得る食品成型装置が知られている。また、複数の成型孔のそれぞれから成型品を同時に抜くことにより、短時間に多くの成型品を作製できるようにした食品成型装置が特許文献１により知られている。【０００３】
特許文献１に記載された食品成型装置は、上下に貫通する複数の成型孔が設けられた型枠部材と、上下に貫通する複数の取出し孔が設けられ型枠部材が載せられる底板等とを有し、同時に複数の成型品を搬送ベルト上に取り出す。型枠部材は、複数の成型孔が２列に設けられ、底板には、取出し孔が２列に設けられるとともに、取出し孔の各列の間に平坦部が設けられている。型枠部材は、成型品の搬送方向（搬送ベルトの移動方向）に沿ってスライド自在にされており、一方の列の各成型孔が一方の列の取出し孔にそれぞれ連接するとともに、他方の列の各成型孔の下部開口が平坦部で塞がれた第１位置と、他方の列の各成型孔が他方の列の取出し孔にそれぞれ連接するとともに、一方の列の各成型孔の下部開口が平坦部で塞がれた第２位置とに交互に移動する。【０００４】
上記の食品成型装置では、型枠部材が第２位置から第１位置へ移動した後、平坦部で下部開口が塞がれた一方の列の各成型孔に食材の充填を行い、取出し孔に連接した他方の列の各成型孔から食材をプッシャでそれぞれ押し出す。食材を押し出した後、型枠部材を第１位置から第２位置へ移動し、第１位置で食材が取り出されて空になり平坦部で下部開口が塞がれた一方の列の各成型孔に食材の充填を行い、取出し孔に連接した他方の列の各成型孔から第１位置で充填された食材をプッシャでそれぞれ押し出す。この後に型枠部材は、第２位置から第１位置へ移動する。このようにして、複数の成型品が列状に並んだ状態で順次に搬送ベルト上に取り出される。【０００５】
一方、円周上に複数の成型孔が形成された回転板または周面に複数の成型孔が形成されたドラムを回転させ、回転板またはドラムが１周する間に成型孔への食材の充填から取り出しまでを順次に行う食品成型装置が各種知られている（例えば、特許文献２〜４、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１６３１６３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２８８７３号公報
【特許文献３】特開２００７−３１９１４９号公報
【特許文献４】特許４９３８７０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】有限会社山中食品機製作所、［online］、［平成２８年１０月２１日検索］、インターネット〈URL：http://yamanaka-syokuhinki.co.jp/Machines.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように特許文献１の食品成型装置は、第１位置と第２位置との間で型枠部材を成型品の搬送方向に沿って往復動するが、第１位置と第２位置との相互間での型枠部材の移動距離が大きく移動時間が長くなる。このため、単位時間当たりに得られる成型品の個数が少ないという問題があった。また、特許文献２〜４、非特許文献１の食品成型装置においても、単位時間当たりに得られる成型品の個数が少ないという問題があった。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成型品の単位時間当たりに得られる個数を多くすることができる食品成型装置及び食品成型設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の食品成型装置は、円周上にｎ（ｎは２以上）個の排出孔が設けられた底板と、底板上に回動自在に配され、周方向にそれぞれｎ個の第１成型孔と第２成型孔とが交互に設けられ、第１成型孔のそれぞれが排出孔に連接するとともに第２成型孔のそれぞれの下部開口が底板に塞がれた第１回転位置と、第２成型孔のそれぞれが排出孔に連接するとともに第１成型孔のそれぞれの下部開口が底板に塞がれた第２回転位置とに間欠的に回転するモールド板と、排出孔と周方向にずらした位置に配され、第１回転位置のときに第２成型孔の上部開口にそれぞれ接続され、第２回転位置のときに第１成型孔の上部開口にそれぞれ接続されて、接続された第１成型孔または第２成型孔内に食材を充填する複数の充填口と、各排出孔の上方に上下動自在にそれぞれ設けられ、モールド板が間欠的に回転するごとに、第１成型孔または第２成型孔内から食材を押し出して成型品として排出孔から排出する複数のプッシャとを備えるものである。【００１１】
また、本発明の食品成型設備は、上記食品成型装置と、底板の下方に配され、成型品を間欠的にまたは連続して移動する搬送ベルトとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１成型孔と第２成型孔とをそれぞれ複数設けたモールド板を回転させる構成としたので、第２成型孔に食材を充填し第１成型孔から成型品を取り出す第１回転位置と第１成型孔に食材を充填し第２成型孔から成型品を取り出す第２回転位置とに短時間で切り替えられるため、単位時間当たりに得られる成型品の個数を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の食品成型設備を示す斜視図である。
【図２】食品成型装置の本体部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】第１回転位置にモールド板が回転した直後の状態を示す断面図である。
【図４】第１回転位置のモールド板から成型品を取り出した状態を示す断面図である。
【図５】蓋部材をプッシャポートの上部に取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】第２実施形態の食品成型設備を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態の食品成型装置のレイアウトの例を模式的に示す説明図である。
【図８】第３実施形態のプッシャポート内に配した漏出防止部材を示す分解斜視図である。
【図９】第４実施形態の食品成型装置の本体部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
図１において、食品成型設備１０は、食品成型装置（以下、単に「成型装置」という）１１、搬送系１２、食材供給部１３を備えている。成型装置１１は、本体部１４、本体部１４内のモールド板１５（図２参照）を回転するモータ１６、プッシャ１７を上下動するアクチュエータ１８などで構成されている。モータ１６としては、例えばステッピングモータやサーボモータ等が用いられており、これによりモールド板１５の回転位置を正確に制御する。搬送系１２は、搬送ベルト１２ａと、駆動部１２ｂとで構成されており、成型装置１１から取り出された成型品Ｆを搬送する。搬送ベルト１２ａは、駆動部１２ｂによって駆動されて所定の速度で連続的に移動し、成型品Ｆを矢印Ａで示す搬送方向に搬送する。搬送ベルト１２ａの速度は、成型品Ｆが搬送ベルト１２ａ上で重ならないように決められている。成型装置１１は、図示しない支持部材によって搬送ベルト１２ａの上方に固定されている。
【００１５】
食材供給部１３は、パイプ１９を通して本体部１４の上部に設けた３個の入力ポート２１にそれぞれ接続されている。この食材供給部１３から、パイプ１９、入力ポート２１を介して、例えばミンチや刻まれた野菜等の食材Ｆ０（図３参照）が所定の圧力で本体部１４の内部に供給される。後述するように、入力ポート２１を介して供給される食材Ｆ０は、本体部１４の内部で成型される。プッシャ１７は、本体部１４の上部に設けた３個のプッシャポート２２内にそれぞれ配されている。各プッシャ１７は、それぞれアクチュエータ１８の軸１８ａに連結されており、アクチュエータ１８によって上下動される。アクチュエータ１８としては、特に限定されず、例えばエアシリンダやリニアモータ等を用いることができる。また、アクチュエータ１８をモータとリンク機構、例えばモータの回転軸に連結されたレバー及び一端がレバーに他端が軸１８ａにそれぞれ回動自在に連結された連結板から構成されるリンク機構とで構成し、モータの一方向の回転や正転と逆転の繰り返しによりプッシャ１７を上下動してもよい。
【００１６】
本体部１４の内部で成型された食材Ｆ０は、プッシャ１７によって下方に押し出されて、搬送ベルト１２ａ上に成型品Ｆとして取り出される。この実施形態では、３個のプッシャ１７が同時に下降することにより、同時に３個の成型品Ｆを搬送ベルト１２ａ上に取り出す。なお、この成型品Ｆの取り出しに同期して、搬送ベルト１２ａを間欠的に移動してもよい。この場合、搬送ベルト１２ａの１回の移動長は、順次取り出される成型品Ｆが搬送ベルト１２ａ上で重ならないように決めればよい。
【００１７】
図２に示すように、成型装置１１の本体部１４は、モールド板１５、底板２５、スペーサ２６、上板２７、中筒２８、刃部２９等で構成されている。モールド板１５、底板２５、上板２７は、いずれも円板形状であり、またスペーサ２６はリング形状であって、これらは互いに同軸に組み付けられる。これらのうち底板２５、スペーサ２６、上板２７、中筒２８、刃部２９は、金属製であり、モールド板１５は、樹脂製である。なお、モールド板１５を金属製としてもよい。
【００１８】
モールド板１５は、その中心を回転中心にして回動自在に底板２５上に配される。モールド板１５の外周にスペーサ２６が配される。上板２７は、モールド板１５の上方に配され、スペーサ２６によって底板２５との間隔が一定に保たれる。スペーサ２６は、その高さがモールド板１５の厚みに応じたものが用いられており、モールド板１５を厚みの異なるものに交換する際には、スペーサ２６についても、交換されるモールド板１５の厚みに応じたものに交換される。なお、上板２７にスペーサ２６を一体に設けてもよい。
【００１９】
上板２７は、モールド板１５を下方に押さえる機能を有する。また、上記のように配されたスペーサ２６と上板２７とは、本体部１４から外部への食材Ｆ０の漏出を抑制している。すなわち、モールド板１５の上面や下面に漏れ出た食材Ｆ０がモールド板１５の径方向に漏出することをスペーサ２６は抑制し、本体部１４の上部へ漏出することを上板２７は抑制する。なお、スペーサ２６は、上記形状に限定されるものではない。スペーサ２６は、モールド板１５を囲むようにモールド板１５の外周に配されるものであればよく、モールド板１５との間に隙間があってもよい。例えば、スペーサ２６は、板部材にモールド板１５が配される孔を形成したものや、モールド板１５が配される孔の形状がモールド板１５に外接する多角形（例えば６角形）の形状であってもよい。
【００２０】
モールド板１５には、食材Ｆ０を所定の形状に成型するための第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとがそれぞれ３個（＝ｎ個）設けられている。これら第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとは、交互に周方向に沿って設けられており、第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとの間隔は６０°になっている。なお、第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとは、食材Ｆ０の充填タイミングと取り出しタイミングによって便宜上分類したものであり、形状等において特に区別されるもではない。以下の説明では、第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとを区別しない場合には、成型孔３１と総称する。
【００２１】
各成型孔３１は、モールド板１５をその厚み方向に貫通する孔となっている。成型孔３１の内部には、入力ポート２１からの食材Ｆ０が充填され、この成型孔３１内の食材Ｆ０が、モールド板１５の回転にともなって入力ポート２１内の食材Ｆ０と切り離されることによって成型される。
【００２２】
上記モールド板１５は、交換可能であり、成型品Ｆの形状に応じた成型孔３１が形成されたものが用いられる。また、上述のように、モールド板１５とともにスペーサ２６を交換することによって、異なる厚みのモールド板１５を用いることができ、成型品Ｆの厚みを変えることができる。
【００２３】
底板２５は、その上面が平坦にされるとともに、３（＝ｎ）個の排出孔３４が形成されている。底板２５の上面は、成型孔３１の下部開口を密に塞ぐことで、成型用の型の一部として機能する。排出孔３４は、成型孔３１の成型された食材Ｆ０を本体部１４の底部から排出するための孔であり、底板２５の厚み方向に貫通している。これら排出孔３４は、食材Ｆ０の排出を容易にするために、その内径が下方に向かってわずかに大きくなるテーパ形状にされている。この例では、排出孔３４をテーパ形状にしているが、排出孔３４は、成型された食材Ｆ０を排出することができる大きさ及び形状であればよく、例えば成型孔３１よりも大きく、軸心方向に内径が一定なものであってもよい。
【００２４】
上記排出孔３４は、周方向に沿って１２０°間隔で形成され、モールド板１５の回転中心からの径方向における各排出孔３４の位置は、成型孔３１の位置と一致する。これにより、モールド板１５の回転で、成型孔３１を排出孔３４に連接することができ、成型孔３１内の食材Ｆ０を排出孔３４から排出することができる。排出孔３４は、入力ポート２１の直下の位置から周方向に６０°ずれ、プッシャポート２２の直下に配される。
【００２５】
底板２５の上のモールド板１５は、モータ１６の回転軸１６ａが係合しており、モータ１６によって、６０°ずつ間欠的に回転され、第１回転位置と第２回転位置とに交互に回転する。第１回転位置は、第１成型孔３１ａが排出孔３４に連接し、第２成型孔３１ｂの下部開口を底板２５の上面で塞ぐ位置であり、第２回転位置は、第２成型孔３１ｂが排出孔３４に連接し、第１成型孔３１ａの下部開口を底板２５の上面で塞ぐ位置である。また、第１回転位置では、第２成型孔３１ｂが入力ポート２１の直下に位置し、第２回転位置では、第１成型孔３１ａが入力ポート２１の直下に位置する。この例では、モールド板１５を６０°ずつ間欠的に一方向に回転することで、交互に第１回転位置と第２回転位置とにする。なお、モールド板１５を第２回転位置から一方向、例えば時計方向に６０°回転して第１回転位置とし、第１回転位置から反時計方向に６０°回転して第２回転位置とするように回転方向を切り替えてもよい。
【００２６】
上板２７には、３個の入力ポート２１と３個のプッシャポート２２とが設けられている。入力ポート２１とプッシャポート２２は、いずれも円筒形状のスリーブ２１ａ、２２ａの中空な内部の空間として形成されており、本体部１４の内部に繋がっている。入力ポート２１とプッシャポート２２は、周方向に沿って６０°間隔で交互に並べられ、各プッシャポート２２が排出孔３４の上方になるように設けられている。また、上板２７には、入力ポート２１ごとに、減圧孔３７が設けられている。
【００２７】
各入力ポート２１内には、それぞれ中筒２８が固定されている。また、各入力ポート２１（スリーブ２１ａ）の上端には、それぞれパイプ１９が装着部材１９ａ（図３参照）を介して固定されている。中筒２８の下端には、刃部２９が取り付けられている。刃部２９は、板状部材の中央に形成された円形の孔の内周に切断刃２９ａを設けた構造になっている。パイプ１９から供給される食材Ｆ０は、中筒２８内を通り、入力ポート２１の下部の充填口としての中筒２８の下端の開口（刃部２９の孔）から成型孔３１に充填される。刃部２９は、上板２７の下面に設けた凹部内に配され、モールド板１５の上面に密着した状態とされる。なお、中筒２８を省略し、食材Ｆ０を入力ポート２１内に直接に通して成型孔３１に食材Ｆ０を充填してもよい。また、刃部２９の孔の形状や切断刃２９ａの形状は、上記のものに限られず、食材Ｆ０の種類や成型孔３１の形状等に応じて適宜決めることができる。さらに、刃部２９を配置することに代えて、下端に切断刃２９ａを一体に形成した中筒２８を用いてもよい。
【００２８】
各プッシャ１７は、図３に示すように、成型孔３１内から退避しプッシャポート２２内に収容された退避位置と、図４に示すように、退避位置から排出孔３４まで下降して成型孔３１から食材Ｆ０を押し出す押出位置との間で移動する。この例では、プッシャ１７は、上部が塞がった円筒形状である。プッシャ１７の下端の形状は、食材Ｆ０の種類に応じて選択することができ、例えば直線状や、のこぎり状等であってもよく、プッシャ１７の下端が水平面に対して角度をもった形状等でもよい。また、プッシャ１７の形状は、上記のものに限定されるものではなく、例えばプッシャ１７を円柱形状とし、その下面で成型孔３１内の食材Ｆ０を押すようにしてもよい。さらには、空気圧で成型孔３１内から食材Ｆ０を押し出してもよい。
【００２９】
プッシャ１７は、軸１８ａに着脱自在とされており、食材Ｆ０の種類や成型孔３１の形状、サイズに応じたものに交換することができる。プッシャ１７は、その水平断面の形状及びサイズが成型孔３１に進入できるものが用いられる。また、食材Ｆ０の種類、結着の程度に応じて、成型孔３１の水平断面の形状及びサイズに対するプッシャ１７の水平断面の形状及びサイズを決めることが好ましい。
【００３０】
例えば、結着が弱い食材Ｆ０の場合には、プッシャ１７と成型孔３１との水平断面の形状及びサイズをほぼ一致させ、プッシャ１７の外周面と成型孔３１の内周面との間に可能な限り隙間ができないようにすることが好ましい。これにより、プッシャ１７の外周面とスリーブ２２ａの内周面との間に成型孔３１からの食材Ｆ０が入り込まないようにすることができ、押し出しの際の食材Ｆ０の崩れを防止できるとともに、プッシャポート２２を介して本体部１４の外部への食材Ｆ０の漏出を抑制できる。一方、結着が強い食材Ｆ０の場合には、プッシャ１７と成型孔３１との水平断面の形状及びサイズが一致せず、プッシャ１７の外周面と成型孔３１の内周面との間に隙間が形成されてもよい。これは、プッシャ１７の外周面と成型孔３１の内周面との間に隙間が形成されていても、結着が強いため、押し出しの際の食材Ｆ０を崩すことがなく、また食材Ｆ０が隙間に入り込まないからである。
【００３１】
図３にモールド板１５が第１回転位置に回転した直後の状態を示すように、第１回転位置では、各第１成型孔３１ａにプッシャポート２２及び排出孔３４が連接するとともに、各第２成型孔３１ｂの上部開口が充填口に接続、すなわち各第２成型孔３１ｂが入力ポート２１に挿入されている中筒２８に連接され、これら第２成型孔３１ｂの下部開口が底板２５の上面で塞がれる。この第１回転位置に回転した直後では、直前の第２回転位置のときに供給された食材Ｆ０が第１成型孔３１ａに充填された状態であり、第２成型孔３１ｂは空の状態である。
【００３２】
図４に示すように、モールド板１５の第１回転位置への回転後に、各第２成型孔３１ｂに中筒２８から供給される食材Ｆ０が充填される。また、各プッシャ１７が退避位置から押出位置に下降することによって、各第１成型孔３１ａ内に充填されていた食材Ｆ０が第１成型孔３１ａから押し出され、排出孔３４を通って成型品Ｆとして搬送ベルト１２ａに排出される。
【００３３】
モールド板１５が第２回転位置に回転した場合には、第１成型孔３１ａと第２成型孔３１ｂとが逆になる他は上記と同様であるから、その図示及び詳細な説明を省略する。
【００３４】
上記のように食材Ｆ０の充填される成型孔３１及び成型品Ｆが取り出される成型孔３１の切り替えは、モールド板１５の回転により行うため、特許文献１の食品成型装置のように型枠部材をスライドさせる構成に比べて短時間で行うことができる。したがって、単位時間当たりに得られる成型品の個数を多くすることが可能になる。
【００３５】
また、特許文献１の食品成型装置では、型枠部材が搬送方向に沿って往復動する。このため、型枠部材を搬送方向と同方向に移動させた位置で取り出した成型品の列とこの後に型枠部材を搬送方向と逆方向に移動させた位置で取り出した成型品の列との間隔と、型枠部材を搬送方向と逆方向に移動させた位置で取り出した成型品の列とこの後に型枠部材を搬送方向と同方向に移動させた位置で取り出した成型品の列との間隔とは、成型品の取り出しの時間間隔と搬送速度とに応じて決まる。そして、これらの列の間隔（搬送方向における成型品の間隔）を同じにする搬送速度は、型枠部材の各位置での成型品の取り出しの時間間隔に対して一意に決まるので、その食品成型装置を含む製造ラインの設定の自由度が制限される。換言すれば、型枠部材の各位置での成型品の取り出しの時間間隔を考慮することなく、搬送速度を設定した場合に、搬送方向についての成型品の間隔に広狭が生じ、例えば搬送方向についての成型品の間隔が狭くなり過ぎる場合もあり、後工程の処理での不具合の原因となるおそれもある。結果として、型枠部材が搬送方向に沿って往復動する構成は、生産効率の向上を図るうえでの制限になる。これに対して、実施形態の成型装置１１は、そのような制限がなく、生産効率の向上を図ることが可能である。
【００３６】
さらに、各プッシャ１７の１回の下降によって、成型品Ｆは、排出孔３４の配置と同じ配置で搬送ベルト１２ａ上に取り出されるので、搬送ベルト１２ａの速度と、排出孔３４の配列に応じた周期でプッシャ１７による成型品Ｆの取り出しを行うことによって、搬送ベルト１２ａ上における成型品Ｆの単位面積当たりの個数をより多くすることができる。特に排出孔３４を３個とした場合は、その効果が顕著になる。
【００３７】
上記のように３個の排出孔３４を設けた場合には、排出孔３４の配置に対応した正三角形の各頂点となるように３個の成型品Ｆが取り出される。この場合、３個の排出孔３４を頂点とした正三角形のいずれかの一辺（以下、基準辺という）が搬送ベルト１２ａの移動方向に対して直交するように本体部１４を設置し、基準辺を底辺とする正三角形の高さの２／３の長さだけ搬送ベルト１２ａが移動するごとに、成型品Ｆの取り出しが行われるようにする。このようにすれば、図１に二点鎖線で示すように、各成型品Ｆは、１辺が３個の排出孔３４を頂点とした正三角形の高さの２／３の長さの正六角形の各頂点及びその重心のいずれかになるように配置した状態で取り出され、隣接する成型品Ｆを等間隔にしながら、成型品Ｆの単位面積当たりの個数を最大にすることができる。
【００３８】
図３、図４に示すように、モールド板１５の中央部は、成型孔３１の設けられた部分よりも高くなった凸部１５ａとされ、上板２７の下面の中央部には凹部２７ａが形成されている。このように凸部１５ａを形成することで、モールド板１５には円周状の段差１５ｂを設け、凹部２７ａを形成することで上板２７には円周状の段差２７ｂを設けている。モールド板１５の上に上板２７を組み付けた状態では、凸部１５ａが凹部２７ａに入り込む。なお、凹部２７ａの内径は、凸部１５ａの外径と同じまたはわずかに大きい程度にされている。モールド板１５は、段差１５ｂと上板２７の段差２７ｂとが互いに噛み合った状態で回転する。これにより、刃部２９とモールド板１５との境界から漏れ出た食材Ｆ０がモールド板１５の中心に向かって広がらないようにし、上板２７に設けられた孔や上板２７と他の部材との間に形成された隙間などから食材Ｆ０が外部に漏出しないようにしている。
【００３９】
なお、モールド板１５の上面に凹部を設け、この凹部に上板２７の下面に設けた凸部を嵌合させてもよい。また、モールド板１５の上面と上板２７の下面とのいずれか一方に設けた円周状の凹部として設けた円周状の溝に、他方に円周状の凸部として設けた円周状の突条を嵌め込んでもよい。これにより、溝及び突条がそれぞれ形成する段差同士が噛み合った状態でモールド板１５が回転するようにしてもよい。上板２７と回転軸１６ａとの間は、食材Ｆ０が本体部１４の上面に漏れ出ないように密に塞がれている。なお、上板２７と回転軸１６ａとの間にシール部材を配してもよい。
【００４０】
モールド板１５には、成型孔３１ごとに、成型孔３１に連通した空気抜き孔３８が設けられている。この空気抜き孔３８は、その一方の端部がモールド板１５の中央部上面に開口３８ａとして露呈し、他方の端部が成型孔３１の内に開口している。空気抜き孔３８は、食材Ｆ０の充填時に成型孔３１の内部から空気を抜くためのものである。
【００４１】
モールド板１５が、第１または第２回転位置にあるとき、中筒２８に連接する成型孔３１に連通した空気抜き孔３８の開口３８ａは、上板２７に設けた減圧孔３７に繋がった状態となる。減圧孔３７は、減圧器（図示省略）に繋がっている。これにより、減圧器は、減圧孔３７、空気抜き孔３８を介して成型孔３１の内部の空気を抜き、成型孔３１の内部への食材Ｆ０の充填を容易にするとともに、成型孔３１の内部に食材Ｆ０の未充填領域が形成されないようにしている。なお、成型孔３１の内での空気抜き孔３８の開口位置は、できるだけ成型孔３１の底に近い位置がよい。
【００４２】
この例においては、減圧器によって空気抜き孔３８を介して成型孔３１から空気を抜いているが、食材Ｆ０の充填時に空気抜き孔３８の一端を開放する構成として、成型孔３１内への食材Ｆ０の充填に伴って成型孔３１内の空気が空気抜き孔３８を介して外部に抜けるようにしてもよい。
【００４３】
次に、上記の構成の作用について説明する。食材供給部１３は、パイプ１９を介して中筒２８に食材Ｆ０を供給するように、パイプ１９内の食材Ｆ０に所定の圧力を連続的にかけている。モータ１６によりモールド板１５が、例えば第２回転位置から第１回転位置に回転すると、図３に示されるように、各第２成型孔３１ｂの下部開口が底板２５の上面で塞がれた状態になるとともに、各第２成型孔３１ｂが刃部２９を介して中筒２８にそれぞれ連接される。これにより、中筒２８からの食材Ｆ０が各第２成型孔３１ｂの内部に押し出され、図４に示されるように、各第２成型孔３１ｂが食材Ｆ０で充填される。このとき、空気抜き孔３８、減圧孔３７を介して、各第２成型孔３１ｂの内部の空気が抜かれるので、食材Ｆ０は各第２成型孔３１ｂを満たすように充填される。
【００４４】
一方、モールド板１５が第１回転位置に回転することにより、図３に示されるように、各第１成型孔３１ａには、プッシャポート２２及び排出孔３４が連接した状態になる。そして、上記のように各第２成型孔３１ｂに食材Ｆ０が充填されている間に、アクチュエータ１８によって各プッシャ１７が同時に退避位置から押出位置に下降される。この各プッシャ１７の押出位置への移動により、図４に示されるように、各第１成型孔３１ａ内に充填されている食材Ｆ０がプッシャ１７によって下方にそれぞれ押し出され、排出孔３４から排出される。これにより、３個の第１成型孔３１ａに対応して、３個の成型品Ｆが搬送ベルト１２ａ上に同時に取り出される。各プッシャ１７は、押出位置から上昇して退避位置に戻る。
【００４５】
第２成型孔３１ｂへの食材Ｆ０の充填が完了し、またプッシャ１７が押出位置から退避位置に戻ってから、モータ１６によりモールド板１５が第１回転位置から第２回転位置に回転する。この回転により、内部が空になった各第１成型孔３１ａは、その下部開口が底板２５の上面で塞がれた状態になるとともに、刃部２９を介して中筒２８に連接される。そして、中筒２８からの食材Ｆ０が各第１成型孔３１ａ内に押し出され、各第１成型孔３１ａ内に食材Ｆ０が充填される。このときに、各第１成型孔３１ａに連通した空気抜き孔３８、減圧孔３７を介して、各第１成型孔３１ａの内部の空気が抜かれるので、食材Ｆ０は各第１成型孔３１ａを満たすように充填される。
【００４６】
一方、第１回転位置のときに食材Ｆ０が充填された各第２成型孔３１ｂは、モールド板１５が第２回転位置に向けて回転を開始すると、刃部２９の切断刃２９ａによって食材Ｆ０がせん断され、第２成型孔３１ｂの食材Ｆ０が中筒２８内の食材Ｆ０から切り離される。そして、モールド板１５が第２回転位置に達することにより、食材Ｆ０が充填された各第２成型孔３１ｂにプッシャポート２２及び排出孔３４が連接した状態になる。この後、アクチュエータ１８によって各プッシャ１７が退避位置から押出位置に同時に下降される。
【００４７】
これにより、各第２成型孔３１ｂ内に充填されている食材Ｆ０がプッシャ１７によって下方にそれぞれ押し出され、排出孔３４を通って排出される。このタイミングは、先に第１成型孔３１ａから成型品Ｆが取り出された時点から、搬送ベルト１２ａが３個の排出孔３４を頂点とした正三角形の高さの２／３の長さだけ移動したタイミングである。
【００４８】
結果として、３個の成型品Ｆが同時に搬送ベルト１２ａ上に取り出される。搬送ベルト１２ａが所定の速度で移動しているため、第２成型孔３１ｂから取り出された３個の成型品Ｆは、先に第１成型孔３１ａから取り出された３個の成型品Ｆに重なることはない。
【００４９】
第１成型孔３１ａへの食材Ｆ０の充填が完了し、またプッシャ１７が押出位置から退避位置に戻ってから、モールド板１５は、第２回転位置から第１回転位置に回転する。この回転により、内部が空になった各第２成型孔３１ｂは、その下部開口が底板２５の上面で塞がれた状態になるとともに、刃部２９を介して中筒２８に連接されて、食材Ｆ０が充填される。また、このモールド板１５の回転により、切断刃２９ａによって食材Ｆ０がせん断され、第１成型孔３１ａ内の食材Ｆ０が中筒２８内の食材Ｆ０から切り離される。そして、モールド板１５が第１回転位置に達することにより、食材Ｆ０が充填された各第１成型孔３１ａにプッシャポート２２及び排出孔３４が連接した状態になる。そして、各第１成型孔３１ａから成型品Ｆが取り出される。
【００５０】
以降、同様な手順により、モールド板１５が第１回転位置から第２回転位置に回転するごと、第２回転位置から第１回転位置に回転するごとに、３個の成型孔３１への食材Ｆ０の充填と、別の３個の成型孔３１からの成型品Ｆの取り出しとを行う。
【００５１】
上記のようにモールド板１５は、その回転により第１回転位置と第２回転位置とに回転されて、短時間で第１回転位置と第２回転位置とに切り替えられ、各回転位置でそれぞれ成型品Ｆの取り出しと食材Ｆ０の充填とを行うので、単位時間当たりにより多くの成型品Ｆが得られる。
【００５２】
また、搬送ベルト１２ａ上では、成型品Ｆの単位面積当たりの個数が十分に多く、この例では最大となっている。したがって、例えば搬送ベルト１２ａで成型品Ｆを搬送しながら加熱処理などの後工程を行う場合の単位時間当たりの処理個数も多くなる。
【００５３】
なお、上記の例ではプッシャポート２２の上部の開口が露呈されているが、図５に示すように、プッシャポート２２の上端部を蓋部材４１で閉じてもよい。蓋部材４１には軸１８ａを通す孔４１ａが設けられている。このようにしても、プッシャポート２２から外部への食材Ｆ０の漏出を抑制できる。
【００５４】
上記の例では、入力ポート２１、プッシャポート２２、中筒２８、刃部２９の中空な内部の水平断面形状及び排出孔３４の水平断面形状が円形の場合の例について説明しているが、これらの水平断面形状は、これに限定されるものではなく、例えば略四角形や五角形等の多角形状であってもよい。
【００５５】
［第２実施形態］
第２実施形態の食品成型設備は、複数の成型装置を搬送ベルトの幅方向に並べることにより、単位時間当たりに得られる成型品の個数をより多くしたものである。なお、以下に詳細を説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
図６に示すように、第２実施形態の食品成型設備５１は、複数（この例では５台）の成型装置１１が搬送ベルト５２ａの幅方向（搬送方向と直交する方向）に並べられている。搬送ベルト５２ａは、複数の成型装置１１に対応して第１実施形態のものよりも幅広のものが用いられている。この例では、各成型装置１１は、作動タイミングが同期するように制御されており、成型品Ｆの取り出しやモールド板の回転は、互いに同じタイミングで行われる。なお、成型装置１１の台数は、５台に限るものではなく、２台〜４台、６台以上であってもよい。
【００５７】
成型装置１１は、上記に詳細を述べたように、食材の充填や成型品Ｆの取り出しのための機構やモールド板を回転する機構が成型装置１１の上側に設けられている。このため、成型装置１１と搬送ベルト５２ａ、成型装置１１同士が干渉することなく、図示のような配置を容易に実現できる。また、複数、この例では５台の成型装置１１によって、１５個の成型品Ｆを同時に取り出すことができるが、モールド板は、成型装置１１ごとに設けられており、それぞれがモータで回転される。例えば、特許文献１のような１つの型枠部材で多数の成型品Ｆを同時に取り出す場合では、型枠部材が長尺になることにより、型枠部材と底板との摩擦が増加する他、型枠部材の撓みによる型枠部材と底板との隙間からの食材の漏れを抑制するために、型枠部材を底板に押し付ける押圧力が長尺になるほど増大するため、型枠部材をスライドさせるのにかなり大きな力が必要となる。しかしながら、上記のように本実施形態の構成では、同時に取り出す個数が増加しても、成型装置１１ごとにモールド板１５をモータで回転するので、モータの負荷も大きくならない。
【００５８】
上記食品成型設備５１の成型装置１１のレイアウトの一例を図７に示す。このレイアウト例では、各成型装置１１の本体部１４は、３個の排出孔３４を頂点とした正三角形の一辺（以下、基準辺という）が搬送ベルト５２ａの移動方向に対して直交するように並べられている。各本体部１４における正三角形の向きは、隣接するもの同士で逆向きになるようにしている。幅方向についての本体部１４（モールド板１５）の中心間隔Ｌ１が、基準辺の長さＬ２の１．５倍となるようにしてある。また、搬送方向については、隣接する本体部１４の中心間隔Ｌ３が、基準辺を底辺とする正三角形の高さＬ４の１／３倍となるように、各本体部１４の位置がずらされている。なお、正三角形の向きが互いに同じになるように各本体部１４を設置してもよい。
【００５９】
各成型装置１１を上記のようにレイアウトした場合、基準辺を底辺とする三角形の高さの２／３の長さだけ搬送ベルト５２ａが移動するごとに、各成型装置１１から同時に成型品Ｆを取り出すように各成型装置１１を作動させる。このようにすることで、各成型装置１１から取り出される成型品Ｆは、成型装置１１ごとに取り出される各成型品Ｆが第１実施形態と同じ配置になっていることはもちろん、隣接した一対の成型装置１１から取り出される各成型品Ｆにおいても、図７に二点鎖線で示すように、各成型品Ｆは、１辺が３個の排出孔３４を頂点とした正三角形の高さの２／３の長さの正六角形の各頂点及びその重心のいずれかになるように配置した状態になる。したがって、隣接する成型品Ｆを等間隔にしながら、成型品Ｆの単位面積当たりの個数を最大することができる。
【００６０】
上記実施形態における各成型装置１１の作動タイミングやレイアウトは一例であり、上記のものに限定されるものではない。例えば、各成型装置１１を上記の配置から搬送方向にずらして配置し、各成型装置１１の配置に応じて各成型装置１１のそれぞれの作動タイミングを制御することにより、搬送ベルト５２ａ上に、上記のように１辺が３個の排出孔３４を頂点とした正三角形の高さの２／３の長さの正六角形の各頂点及びその重心のいずれかになるように各成型品Ｆを配置した状態で各成型装置１１から成型品Ｆを取り出してもよい。この場合、各々の成型装置１１は、基準辺を底辺とする三角形の高さの２／３の長さだけ搬送ベルト５２ａが移動するごとにプッシャ１７を作動させて成型品Ｆを排出する。
【００６１】
［第３実施形態］
第３実施形態は、プッシャの外周面とプッシャポートを形成する周面との隙間を塞ぐ漏出防止部材をプッシャポート内に設けることによって、食材がプッシャポートを通って本体部の外部に漏出することを抑制するものである。なお、以下に詳細を説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
図８に示すように、この例の成型装置では、モールド板１５に形成された成型孔３１Ａの水平断面形状が五角形であり、例えば成型孔３１Ａと水平断面の形状及びサイズが同じプッシャ１７Ａを用いることによって、五角形の成型品が得られるようになっている。プッシャポート２２は、水平断面形状が円形である。このプッシャポート２２の下端部には、プッシャ１７Ａの外周面とプッシャポート２２を形成するスリーブの内周面との隙間を塞ぐ漏出防止部材６１が設けられている。漏出防止部材６１は、その中央部に開口６１ａが形成されたリング状である。開口６１ａは、その水平断面形状及びサイズがプッシャ１７Ａと同じである。なお、プッシャ１７Ａ、成型孔３１Ａの水平断面サイズは、プッシャポート２２の水平断面サイズよりも小さい。
【００６３】
上記の漏出防止部材６１は、例えばプッシャポート２２の下側からその内部に嵌め込まれることによって、プッシャポート２２の下端内部に組み付けられる。漏出防止部材６１は、その下面が上板の下面と同一平面をなすように組み付けられる。例えば、漏出防止部材６１には、その外周面に１または複数の位置決め突起（図示省略）が設けられ、また上板の下面には、位置決め突起が嵌合する位置決め溝（図示省略）が形成されている。位置決め溝に位置決め突起を嵌合することによって、漏出防止部材６１は、その開口６１ａの向きを排出孔３４に連接した状態の成型孔３１Ａに合わせるようにプッシャポート２２内に位置決めされる。なお、漏出防止部材６１は、プッシャポート２２の内部から脱落しないように固定、例えばネジ止めされる。漏出防止部材６１は、成型孔３１Ａに応じた水平断面形状のものがプッシャポート２２内に取り付けられる。
【００６４】
上記の構成によれば、プッシャ１７Ａは、漏出防止部材６１の開口６１ａを通って、押出位置に移動、すなわち成型孔３１Ａ内に進入して、成型孔３１Ａから食材Ｆ０を押し出す。このときに、プッシャポート２２の下端では、プッシャ１７Ａの外周面とプッシャポート２２の内周面との間に漏出防止部材６１が配された状態になる。このため、プッシャ１７Ａの外周面と成型孔３１Ａの内周面との隙間から食材Ｆ０が漏れ出たとしても、その食材Ｆ０のプッシャポート２２内への進入が漏出防止部材６１によって抑制される。結果として、食材Ｆ０がプッシャポート２２を通って本体部１４の外部に漏出することが抑制される。特に、食材Ｆ０の結着が弱い場合に有効である。
【００６５】
なお、漏出防止部材６１は、少なくとも上記のようにプッシャポート２２の下端部にあればよいが、例えばプッシャポート２２の下端部から上端部にわたって設けられてもよい。
【００６６】
上記各実施形態では、ｎ＝３の場合、すなわち排出孔、第１成型孔３１ａ、第２成型孔３１ｂがそれぞれ３個の場合について説明したが、排出孔、第１成型孔３１ａ、第２成型孔３１ｂのそれぞれは２個（ｎ＝２）以上であればよい。また、上板２７がなくてもよい。
【００６７】
［第４実施形態］
第４実施形態は、パイプを入力ポートに接続する装着部材とプッシャポートの上端部を閉じる蓋部材とを上板の上方に配したカバー部材で連結した構成としたものである。なお、以下に詳細を説明する他は、第１実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
図９において、この例における成型装置１１Ａは、モールド板１５、底板２５、スペーサ２６、上板２７、カバー部材７１、中筒２８Ａ等で本体部１４が構成され、モールド板１５の上に上板２７、カバー部材７１が順番に配されている。カバー部材７１には、装着部材１９ａ及び蓋部材４１が固定されている。回転軸１６ａは、カバー部材７１、上板２７に設けた各孔にそれぞれ通されて、その一端がモールド板１５に係合している。なお、図９では、第１成型孔３１ａが排出孔３４に連接した第１回転位置にモールド板１５が位置する状態を描いている。
【００６９】
上板２７とカバー部材７１とは、それぞれ上下方向に移動可能であり、清掃の際やモールド板１５の交換の際には、上方向に移動される。装着部材１９ａ及び蓋部材４１は、カバー部材７１と一体に上下方向に移動する。カバー部材７１の上下方向の移動により、入力ポート２１に対するパイプ１９の着脱と、プッシャポート２２の上部の閉塞及び開放とを同時に行うことができる。なお、モールド板１５の回転とともに上板２７とカバー部材７１とが回転することがないように上板２７とカバー部材７１は、それぞれ支持されている。この例では、入力ポート２１内には、下端に切断刃２９ａが一体に形成された中筒２８Ａが配されている。
【００７０】
上板２７の各入力ポート２１の近傍部分には、厚み方向（上下方向）に貫通した貫通孔７２がそれぞれ形成されている。各貫通孔７２の下端は、モールド板１５が第１または第２回転位置にあるときに、入力ポート２１と連接する成型孔３１に繋がった空気抜き孔３８の一端に接続される。図示されるように、使用状態においては、上板２７の中央部の上方に上板２７とカバー部材７１等とで囲まれた気密な空間７３が形成され、この空間７３を介して各貫通孔７２は、カバー部材７１に設けた１個の減圧孔３７に連通する。これにより、１個の減圧孔３７から各空気抜き孔３８を通して成型孔３１の空気を抜くことができる。
【００７１】
上記のように構成された成型装置１１Ａにおいても、第１実施形態のものと同様に、モールド板１５を第１回転位置と第２回転位置とに回転し、各回転位置でそれぞれ成型品の取り出しと食材の充填とを行う。これにより、単位時間当たりにより多くの成型品を得ることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０、５１  食品成型設備
１１、１１Ａ  食品成型装置
１２ａ、５２ａ  搬送ベルト
１５  モールド板
１７  プッシャ
２５  底板
２７  上板
２８、２８Ａ  中筒
３１  成型孔
３４  排出孔
６１  漏出防止部材
７１  カバー部材
Ｆ０  食材
Ｆ  成型品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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