(57)【要約】【課題】２つの架台と架台上に搬送装置を跨いで付け替え可能に設置された菓子製造ユニットを含み、菓子製造ユニットが所定の閉ループ動作を行う菓子製造システムを提供する。【解決手段】本発明による平行リンク機構を備えた菓子製造システムは、搬送装置の両側に設置される２つの架台と、架台の上に設置される菓子製造ユニットとを有し、少なくとも１つの架台は、２つのサーボモータと、２つのサーボモータ間を直列に連結する５つのアーム部を含む第１のリンク部と第１のリンク部の一部と略平行四辺形をなすように連結される２つのアーム部を含む第２のリンク部とからなる平行リンク機構と、を有し、２つのサーボモータにそれぞれ連結される第１と第５のアーム部は互いに離隔する方向に延在し、第１と第５のアーム部にそれぞれ連結される第２と第４のアーム部は互いに接近する方向に延在して第３のアーム部上の菓子製造ユニットを水平に保持しながら荷重を支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造中の菓子を一定方向に搬送する搬送装置の両側に、搬送装置の搬送方向と直交する方向に対向して設置される２つの架台と、架台の上に搬送装置を跨いで付け替え可能に設置される菓子製造ユニットとを有する平行リンク機構を備えた菓子製造システムであって、
前記２つの架台の少なくとも１つは、
前記搬送装置の搬送方向と直交する方向に回転軸を有し搬送方向に沿って離隔する２つのサーボモータと、
前記２つのサーボモータ間を直列に順に連結する第１〜第５の５つのアーム部と各アーム部同士を回動可能につなぐ第１〜第４の４つの節部とからなる第１のリンク部と、第２のアーム部及び第３のアーム部の一部と略平行四辺形をなすように連結される第６及び第７のアーム部と第６及び第７のアーム部をつなぐ第５の節部を第１のアーム部に連動しながら支持する第８のアーム部を含む第２のリンク部と、からなる平行リンク機構と、
前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つのサーボモータを制御する制御部とを有し、
前記２つのサーボモータにそれぞれ連結される第１と第５のアーム部は互いに離隔する方向に延在し、第１と第５のアーム部にそれぞれ連結される第２と第４のアーム部は互いに接近する方向に延在することにより第３のアーム部上に設置される前記菓子製造ユニットを水平に保持しながら荷重を支持することを特徴とする平行リンク機構を備えた菓子製造システム。
【請求項２】
前記制御部は、付け替え可能に設置される菓子製造ユニット毎に前記２つのサーボモータを制御するプログラムを保存し、前記制御部が備える表示パネルに付け替え可能に設置される菓子製造ユニットに合わせたプログラムを選択可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の平行リンク機構を備えた菓子製造システム。
【請求項３】
前記付け替え可能に設置される菓子製造ユニットは合わせ装置、消毒液滴下装置、充填機、整列装置、型抜き装置、切断装置、移載装置、重ね装置、ピッチ変換装置、焼き印装置、方向転換装置の内のいずれか１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の平行リンク機構を備えた菓子製造システム。
【請求項４】
前記２つの架台は各々が前記２つのサーボモータと前記平行リンク機構とを有し、前記制御部は前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つの架台の各々の２つのサーボモータを制御し、
前記菓子製造ユニットは前記充填機であり、
前記充填機は充填する生地を保持する生地ホッパと、前記所定の閉ループ動作に連動して一定量の生地を供給するためのバルブ及びピストンとを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の平行リンク機構を備えた菓子製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行リンク機構を備えた菓子製造システムに関し、特に２つの架台と架台上に搬送装置を跨いで付け替え可能に設置された菓子製造ユニットを含み、菓子製造ユニットが所定の閉ループ動作を行うことができる平行リンク機構を備えた菓子製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
量産型の菓子製造ラインでは、ベルトコンベア等の搬送装置で菓子の原料を搬送しながら、搬送装置に組付けられた各種の菓子製造装置で加工して菓子を作り上げていく。
量産型であっても、省スペースで効率よく量産できる設備であることが前提条件となるが、それに加えて、昨今、商品の販売寿命が短くなり、生産する商品のバリエーションの多さも求められるようになった。何十年という長期スパンで同一商品を量産するラインはごく一部であり、大多数の量産ラインは常に商品の切替えやラインの組み替えを考慮しておかなくては成り立たなくなっている。更に、人手不足やコンビニエンスストアなどへの２４時間の時間単位での異なる商品供給の要望など、切替えにかかる時間・手間の削減も菓子製造者の重要課題となっている。そして、食品製造のラインにおいては、どのような規模であろうとも安全衛生の対策は絶対条件であり、大量に製造することができても、省スペースであっても、使い勝手が良くても、安全衛生の配慮を欠くことはできない。
【０００３】
幸いにして、製造する商品の需要が高まり、量産規模を大きくしようとしても、前述したように昨今は商品の寿命は短く、人手不足も有り、また、いつまで需要が続くのかわからない。また、製造後に短いスパンで商品を供給しているため、改造の為に長期間ラインを止めることもままならず、結果的に限られた時間・空間効率で能力を上げるために、兼用要素を削ぎ落として、その特定商品に特化した専用ラインにせざるを得ないが、すべての条件を満たしたラインの組み換えは容易ではない。
【０００４】
ところで、菓子製造装置の中には、菓子の中にクリームを充填する充填機のように、菓子の上部で一定時間留まって処理することが必要な装置がある。
通常、充填機はホッパと呼ばれる容器に充填用の材料を保持し、充填機の下に搬送された菓子に対し一定量の充填用の材料を充填するが、その際に、充填用の材料の粘弾性が高い場合などは材料を充填した段階で菓子と充填機を引き離し、充填用の材料を切る等の余分な動作が必要になることもある。
【０００５】
そのような場合、生産能率を考えると本来は充填機を搬送スピードに同期して動作させながら充填動作を行うことが好ましいが、装置の製作規模やコスト的な観点から、多くの場合、製品材料の充填の間、一時的に搬送を止め、充填が終わると次の列の菓子を充填機の下にくるように搬送する間欠送りが行われる。
この場合は菓子の１列を加工する毎に充填機の充填部を上下するか、重量のある充填機を固定しておいてベルトコンベアを上下させるかなどの対応が必要となる場合もあるが、このような間欠送りを行うと、加工を行う菓子１列ごとに停止動作が行われる分、菓子製造のスループット（生産能力）は低下する。
【０００６】
また、商品価値を高めるため、複雑な充填動作を行う場合もあるが、動作が複雑になるにつれ、搬送を止める時間は長くなり、更に生産効率は下がる傾向にある。
搬送を停止せず菓子を連続して搬送した状態で加工ができれば、商品価値の高い商品も生産効率が向上し、より効率的に生産数を増やすことができる。
【０００７】
特許文献１は充填機ではなく、搬送中の菓子を整列させるための整列装置に関するものであるが、菓子の後方側に整列板を下降させてから搬送方向に押し出し、菓子を整列させた後、整列板を上昇させ元の位置に戻すことで、菓子を搬送させながら整列させる菓子類の整列装置が開示されている。このような２次元的な動作はボックスモーションと呼ばれる。
【０００８】
特許文献１の整列装置では、整列板の上下動作はエアシリンダで行われ、搬送方向への送り出しは、ロータリーアクチュエータの回動を、クランクを介して直線動作に変えることにより行われている。整列装置のように比較的軽量な整列板を動作させる場合は、上記のような簡単な駆動装置で実現できるが、重量の大きい充填機を上下及び搬送方向に移動するのは容易ではない。
【０００９】
上下方向動作と搬送方向動作をそれぞれボールねじなどの直線動作の駆動系を組み合わせてボックスモーションを実現することもできるが、重量の大きい充填機に適用しようとすると、構成部品の精度が求められるが、それでも、がたつきや振動が多く部品寿命は短く、長時間の安定稼働には好ましくない。また、装置の複雑さゆえに、調整も複雑になりがちで、清掃もやりづらいものが多く、安全衛生の担保も困難になっている。その上、高価であり、多くの生産者が手軽に投資に踏み切れるものではない。
また充填機にボックスモーションを適用するにしても、整列装置の整列板に求められる動作と充填機の動作は必ずしも同一ではなく、商品にあわせて動作を変えなければならない。
【００１０】
このように、量産規模が大きくなると、特定商品専用のラインになり、複数の商品を兼用して生産しにくくなるが、たとえそうであっても、安全衛生対策が充分に施された状態で、搬送装置を中心としながらも、製造装置は容易に付け替え可能で、且、設定の容易な量産菓子製造システムの実現が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１６−４４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記従来の菓子製造システムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、大規模な菓子製造装置も含めた多様な菓子製造装置に対応し、それぞれの最適な動作を実現できる機構を備え、設置や組み換えが容易であり、清掃・メンテナンスも含めた取り扱いを容易にする、２つの架台と架台上に搬送装置を跨いで付け替え可能に設置された菓子製造ユニットを含み、菓子製造ユニットが所定の閉ループ動作を行うことができる平行リンク機構を備えた高能力の菓子製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するためになされた本発明による平行リンク機構を備えた菓子製造システムは、製造中の菓子を一定方向に搬送する搬送装置の両側に、搬送装置の搬送方向と直交する方向に対向して設置される２つの架台と、架台の上に搬送装置を跨いで付け替え可能に設置される菓子製造ユニットとを有する平行リンク機構を備えた菓子製造システムであって、前記２つの架台の少なくとも１つは、前記搬送装置の搬送方向と直交する方向に回転軸を有し搬送方向に沿って離隔する２つのサーボモータと、前記２つのサーボモータ間を直列に順に連結する第１〜第５の５つのアーム部と各アーム部同士を回動可能につなぐ第１〜第４の４つの節部とからなる第１のリンク部と、第２のアーム部及び第３のアーム部の一部と略平行四辺形をなすように連結される第６及び第７のアーム部と第６及び第７のアーム部をつなぐ第５の節部を第１のアーム部に連動しながら支持する第８のアーム部を含む第２のリンク部と、からなる平行リンク機構と、前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つのサーボモータを制御する制御部とを有し、前記２つのサーボモータにそれぞれ連結される第１と第５のアーム部は互いに離隔する方向に延在し、第１と第５のアーム部にそれぞれ連結される第２と第４のアーム部は互いに接近する方向に延在することにより第３のアーム部上に設置される前記菓子製造ユニットを水平に保持しながら荷重を支持することを特徴とする。
【００１４】
前記制御部は、付け替え可能に設置される菓子製造ユニット毎に前記２つのサーボモータを制御するプログラムを保存し、前記制御部が備える表示パネルに付け替え可能に設置される菓子製造ユニットに合わせたプログラムを選択可能に表示することが好ましい。
前記付け替え可能に設置される菓子製造ユニットは合わせ装置、消毒液滴下装置、充填機、整列装置、型抜き装置、切断装置、移載装置、重ね装置、ピッチ変換装置、焼き印装置、方向転換装置の内のいずれか１つであることが好ましい。
【００１５】
前記２つの架台は各々が前記２つのサーボモータと前記平行リンク機構とを有し、前記制御部は前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つの架台の各々の２つのサーボモータを制御し、前記菓子製造ユニットは前記充填機であり、前記充填機は充填する生地を保持する生地ホッパと、前記所定の閉ループ動作に連動して一定量の生地を供給するためのバルブ及びピストンとを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムによれば、既設の搬送装置を改造することなく、搬送装置に被せるように、後から様々な機能の菓子製造ユニットを選択して容易に設置・移動・撤去することができ、また設置した菓子製造ユニットに最適な動作を与える制御プログラムを選択可能に提供することができるため、菓子製造ラインの管理者は製造ラインの組み直しと設定を容易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムは、前述した通り、搬送装置とは独立して設置できる構造であり、搬送装置に覆い被せるように設置することが可能であるため、通常の菓子製造システムと比較して、搬送装置及び装置下面を遮る構造物が少なく、清掃・点検を容易に行うことができる。
【００１８】
本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムによれば、菓子製造ユニットは搬送装置の搬送方向に沿った動作と上下動を組み合わせた動作を行えるので、搬送装置のベルトコンベアを間欠送りしたり、ベルトコンベアの高さを周期的に変更したりする必要がなく、効率よく菓子製造の工程を処理することができる。
【００１９】
また、本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムを充填機として使用する場合、能力を落とすことなく、独特の形状や美しさが求められる充填動作（例えば、ビスケットの形状を出すための星型の回転絞り、クリームなどのリング状・波型絞り、充填しながら大きく上下動するデコレーション充填、等）も行うことができ、切替えも容易なので、大規模でありながら特定商品専用ではなく、また、さまざまな商品に転用でき、商品サイクルが短くなっても、製造装置システムは長く使用することができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムによれば、サーボモータの回動を制御して直線往復運動に変換せずボックスモーションを実現できるため、菓子製造ユニットとして充填機のような重量（実施形態では６５０ｋｇ）のあるものを選択しても動作が円滑で振動が少ない装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムの架台と菓子製造ユニットとを概略的に示す図である。
【図２】図１の架台と菓子製造ユニットとを平面的に示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態による平行リンク機構の閉ループ動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムのタッチパネルの表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明に係る平行リンク機構を備えた菓子製造システムを実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムの架台と菓子製造ユニットとを概略的に示す図であり、図２は、図１の架台と菓子製造ユニットとを平面的に示す概略図である。
【００２３】
図１、２をともに参照すると、本発明の実施形態による菓子製造システム１は、菓子５５を搬送するための搬送ベルト５１を備えた搬送装置５０の搬送方向と直交する両側に互いに対向する２つの架台（１０、１５）と、２つの架台（１０、１５）の上に搬送装置５０を跨いで付け替え可能に設置される菓子製造ユニット４０とを有する。
【００２４】
架台（１０、１５）は、上部に菓子製造ユニット４０を搭載する台としての役割の他、駆動機構を備え、搭載した菓子製造ユニット４０を所定の閉ループ動作させるための駆動装置の役割を果たす。このため２つの架台（１０、１５）の内、少なくとも一方の架台１０には２つのサーボモータ（１１、１２）を備える。２つのサーボモータ（１１、１２）は搬送装置５０の搬送方向と直交する方向に回転軸を有し、搬送方向に沿って離隔する。この２つのサーボモータ（１１、１２）間を直列に順に第１〜第５の５つのアーム部（２１、２２、２３、２４、２５）と各アーム部同士を回動可能につなぐ第１〜第４の４つの節部（３１、３２、３３、３４）で連結する。第１〜第５の５つのアーム部（２１、２２、２３、２４、２５）と第１〜第４の４つの節部（３１、３２、３３、３４）とは第１のリンク部を構成する。
【００２５】
第１のリンク部を、より詳細に説明すると、第１のアーム部２１は一端が第１のモータ１１に連結され、第１のアーム部２１の他端にある節部３１には第２のアーム部２２の一端が連結される。第２のアーム部２２の他端にある節部３２には第３のアーム部２３の一端が連結され、第３のアーム部２３の他端にある節部３３には第４のアーム部２４の一端が連結される。さらに第４のアーム部２４の他端にある節部３４には第５のアーム部２５の一端が連結され、第５のアーム部２５の他端は第２のサーボモータ１２に連結される。
【００２６】
このように連結されたアーム部の内、サーボモータ（１１、１２）に直接連結される第１のアーム部２１と第５のアーム部２５とはサーボモータ（１１、１２）を起点としてそれぞれが互いに離隔する方向に延在され、第１のアーム部２１と第５のアーム部２５に連結される第２のアーム部２２と第４のアーム部２４とは、それぞれが連結される節部３１および３４を起点として互いに接近する方向に延在する。第２のアーム部２２と第４のアーム部２４に連結される第３のアーム部２３は、上に菓子製造ユニット４０を搭載する台となる部分である。
【００２７】
第３のアーム部２３の上に菓子製造ユニット４０が搭載され、菓子製造ユニット４０の荷重が鉛直下方に付加されると、第２のアーム部２２には第１の節部３１を中心として時計回りに回転力が加わり、第４のアーム部２４には第４の節部３４を中心として反時計回りに回転力が加わるが、第３のアーム部２３により回転が拘束されるため、結果的に第１のリンク部により菓子製造ユニット４０の荷重を支持することができる。
【００２８】
また、架台１０は、第１のリンク部の動作範囲を拘束する第２のリンク部をさらに有する。具体的には第２のリンク部は、第３のアーム部２３を水平に保つ役割を果たすものであり、第２のアーム部２２及び第３のアーム部２３の一部と略平行四辺形をなすように連結される第６及び第７のアーム部（２６、２７）と、第６のアーム部２６と第７のアーム部２７とをつなぐ第５の節部３５を第１のアーム部２１に連動しながら支持する第８のアーム部２８とを含む。
【００２９】
第６のアーム部２６の一端は、第１の節部３１により第１のアーム部２１と第２のアーム部２２とに連結され、第６のアーム部２６の他端にある第５の節部３５には第７のアーム部２７の一端と第８のアーム部２８の一端が連結される。第７のアーム部２７の他端は第３のアーム部２３の両端に位置する２つの節部（３２、３３）の略中央に位置する第６の節部３６に連結される。この時第１の節部３１、第２の節部３２、第６の節部３６、及び第５の節部３５を頂点とする四辺形が平行四辺形となるよう構成する各アーム部の長さを調整する。尚アーム部は必ずしも直線状の形状に限る必要はなく、湾曲した形状や屈曲した形状でも同様の機能を果たすことができる。
【００３０】
第８のアーム部２８の他端は２つのサーボモータ（１１、１２）の略中央に位置する節部３７に回動可能に連結される。第８のアーム部２８は、第６のアーム部２６を介して第１のアーム部２１に連結されることから、サーボモータ１１の回動動作に伴う第１のアーム部２１の回動動作に連動して回動する。これにより第６のアーム部２６はサーボモータ１１が回動しても水平を維持することができ、第６のアーム部２６と平行四辺形の対辺をなす第３のアーム部２３も水平を維持することができる。
【００３１】
このように架台１０は、第１のリンク部により菓子製造ユニット４０の荷重を支持し、第２のリンク部により菓子製造ユニット４０の水平を維持しながら菓子製造ユニット４０を駆動することができる。即ち第１のリンク部と第２のリンク部とを組み合わせて所定の動作を実現することができ、ここでは第１のリンク部と第２のリンク部との組み合わせを平行リンク機構と称す。
架台１０は、平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つのサーボモータを制御する制御部を有する。
搬送装置５０を挟んで対向するもう一方の架台１５は、上記に説明した架台１０と同一のものでもよいし、搭載する菓子製造ユニット４０の重量が重くない場合はサーボモータを節部に変更した構成でも構わない。架台１５にも２つのサーボモータ（１３、１４）を有する場合、制御部は平行リンク機構を介して菓子製造ユニットが搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように２つの架台の各々の２つのサーボモータを制御する。
【００３２】
図１、２は搭載する菓子製造ユニット４０が充填機４１の場合の実施形態を示す。図１を参照すると充填機４１は充填する生地を保持する生地ホッパ４２、一定量の生地を供給するためのバルブ４３、及びピストン４４を備える。充填機４１は焼き上がって搬送されてくる菓子５５の１列おきに菓子５５に挟み込むためのクリームなどの充填生地を供給する。図２に示すように、搬送されてくる菓子５５は、通常前の処理工程で整列され、規則正しく配列されて搬送されてくるが、搬送ベルト５１の振動などにより搬送中に位置が僅かにずれることも起こり得る。そのため、充填機４１は図示しないが、充填前に搬送される菓子５５の位置を修正する位置決めピンを備える。実施形態では位置決めピンは菓子５５の後に降下してから搬送方向に押し出して位置修正するように、充填機４１が備えるモータにより閉ループ動作機構を行うようにしてもよい。
【００３３】
充填機４１には図１に示すようなオープンホッパー型のピストン充填機と、容器に入れた生地を加圧しバルブの開閉制御で生地を充填するマニホールド型充填機がある。マニホールド型充填機は生地をチューブ搬送できるため、容器を固定台に設置することができ、その分稼働部を軽量化できるが、生地を容器に投入してから、充填量が安定するまで時間がかかり、生地のロスが大きいというデメリットがある。これに対し、ピストン充填機はピストンケースに充填生地を定容積分ピストンで引き込み、分割した後ピストンを押して充填生地を吐出させるため充填動作を始めてすぐに充填量が安定する。しかし生地を加圧しないためチューブ搬送は困難であり、生地ホッパ４２は菓子５５の上部に位置する必要がある。大量生産を行う場合、生地ホッパ４２に投入する生地の量も多く、生地を投入した状態での充填機４１の総重量は６００ｋｇを超えることが有り、例えば一実施形態では６５０ｋｇとなる。
このように重量のあるものを搬送ベルト５１のスピードに合わせて高速で動作するには強い駆動力が必要であるため、実施形態では２つの架台（１０、１５）はいずれも２つのサーボモータを備える。即ち合計４つのサーボモータ（１１、１２、１３、１４）で充填機４１に所定の閉ループ動作を与える。架台（１０、１５）と充填機４１との組み合わせ動作については図３を用いて後述する。
【００３４】
２つの架台（１０、１５）の上に搭載する菓子製造ユニット４０は、製造する菓子５５の種類に応じて様々なものを選択できる。菓子製造ユニット４０の種類としては合わせ装置、消毒液滴下装置、充填機、整列装置、型抜き装置、切断装置、移載装置、重ね装置、ピッチ変換装置、焼き印装置、方向転換装置などが挙げられる。菓子製造ユニット４０は、付け替え可能に設置されるため、製造する菓子５５の種類を変更する場合一度設置した菓子製造ユニット４０を新たに製造する菓子５５に必要な別の菓子製造ユニット４０に変更することができる。このような製造ラインの構成を変更する場合も架台（１０、１５）の部分は共通に使えるので製造ライン変更のための投資費用を抑制することができる。
【００３５】
また架台（１０、１５）と菓子製造ユニット４０とを組み合わせた菓子製造システム１は搬送装置５０を跨ぐ形に構成されるため、設置位置も自由に調整が可能である。さらに従来設備のように菓子製造装置を駆動するための機構を搬送ベルト５１の下に設置する必要もないため、搬送ベルト５１の洗浄なども容易に行うことができメンテナンスも行いやすい。
菓子製造装置では、安全衛生上清浄度を保つことは最重要な管理項目の１つであり、搬送ベルト５１の洗浄性やメンテナンス性を確保することは、こうした管理を行う上で非常に有効である。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態による平行リンク機構の閉ループ動作を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に動作位置と動作の内容を示す図である。
図３（ａ）を参照すると、架台１０に設置された充填機４１が、搬送ベルト５１上を搬送される菓子５５の上に被さるように設置される。尚、わかりやすくするため架台１０は平行リンク部のみを記載し、本体部分は省略している。また符号は代表して図３（ａ）のみに示すが、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）も構成要素は図３（ａ）と同じであり図３（ａ）の符号を使用して説明する。
【００３７】
図３（ａ）は閉ループ動作の開始点となる位置の状態であり、具体的には搬送ベルト５１に対しては上昇位置であり、搬送ベルト５１の搬送方向に対しては上流側の位置での状態である。
生地ホッパ４２には充填生地が保持され、バルブ４３は新たな生地が供給されないよう上側の通路を閉じる位置に回動している。この位置では下側の通路が解放されるので、この状態でピストン４４を押し込めば充填生地の供給が可能な状態にある。ピストン４４は所定の量の充填生地を引き込むために引き下げられている。
【００３８】
矢印１６、１７はそれぞれサーボモータ１１、１２の次の動作を示し、矢印１８は第３のアーム部２３及び第３のアーム部２３に設置された充填機４１の次の動作を示す。充填生地を供給する菓子５５の搬送位置に合わせて、充填機４１は図３（ａ）の位置から矢印１８に示すように下降して図３（ｂ）に移行する。この時サーボモータ１１は矢印１６のように反時計回りに回動し、サーボモータ１２は矢印１７のように時計回りに回動する。
【００３９】
充填生地を供給する位置まで下降すると、図３（ｂ）に示すようにピストン４４が押し込まれ充填生地の供給が開始される。この時充填機４１はピストン４４による充填生地の供給を行いつつ、その高さを維持したままで、搬送ベルト５１の搬送スピードにあわせて搬送ベルト５１の搬送方向に移動する。これにより充填生地が供給される菓子５５が搬送中も菓子５５の上方にある位置を維持することができる。このため充填生地の供給開始から終了までに必要な時間も菓子５５の搬送を止める必要がなく、高い生産性が得られる。
【００４０】
図３（ｂ）の状態からサーボモータ１１、１２はそれぞれ矢印１６、１７のように時計回りに回動し、充填機４１を水平移動させる。充填生地の供給が終了した時点が図３（ｃ）である。この時点で充填機４１のバルブ４３は反時計回りに回動し下側の通路を閉じるとともに上側の通路を開く。この状態から図３（ａ）の状態に戻るためにまず上昇動作を行う。このためサーボモータ１１は矢印１６のように時計回りに回動し、サーボモータ１２は矢印１７のように反時計回りに回動する。図３（ａ）の状態と同じ高さまで上昇した状態が図３（ｄ）である。
【００４１】
図３（ｄ）の状態から搬送ベルト５１の搬送方向と逆方向に移動して閉ループ動作の開始点となる位置に戻るが、この間、次の充填生地の供給にそなえて、ピストン４４は所定の量の充填生地を引き込むために引き下げられる。
図３（ａ）〜（ｄ）のように閉ループ動作に連動してバルブ４３の回動及びピストン４４の前後動作が行われることで、菓子５５の搬送を止めることなく、菓子５５の搬送に対応した充填動作を行うことができる。
搬送ベルト５１の搬送方向と逆方向への水平移動は、図３（ｄ）の矢印１６、１７のようにサーボモータ１１、１２はともに反時計回りに回動する。
【００４２】
このように充填機４１の場合の閉ループ動作は、下降、水平移動、上昇、水平移動の４つの動作から構成される。この動作は軌跡が四角形を描くことからボックスモーションとも称される。
ここで説明したように、実施形態ではサーボモータの回動を制御して直線往復運動に変換せずボックスモーションを実現できるため、６００ｋｇをこえるような重量のある菓子製造ユニット４０でも動作が円滑で振動が少ない。
【００４３】
図３（ａ）〜（ｄ）のように閉ループ動作の間、サーボモータ（１１、１２）に直接連結される第１のアーム部２１と第５のアーム部２５とはサーボモータ（１１、１２）を起点としてそれぞれが互いに離隔する方向に延在され、第１のアーム部２１と第５のアーム部２５に連結される第２のアーム部２２と第４のアーム部２４とは、それぞれが連結される節部３１および３４を起点として互いに接近する方向に延在するという位置関係は維持される。
【００４４】
こうした動きは図示しない制御部により実現される。図１〜３は菓子製造ユニット４０が充填機４１の場合を実施形態として説明したが、前述のように菓子製造ユニット４０としては様々な菓子製造装置を適用することができる。菓子製造ユニット４０の種類によっては必ずしも充填機４１と同じボックスモーションが最適な動作とは限らない。また同様なボックスモーションを行うにしても高さや水平方向の可動範囲が異なる場合もあり得る。
そこで実施形態では、制御部は搭載する菓子製造ユニット４０の種類毎に２つのサーボモータ（１１、１２）を制御するプログラムを保存し、制御部が備える表示パネルに付け替え可能に設置される菓子製造ユニット４０に合わせたプログラムを選択可能に表示する。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムのタッチパネルの表示例を示す図である。
図４を参照すると、入力装置を兼ねた表示パネルであるタッチパネル９０には装置を選択する装置選択ボタン９１、選択した装置の動作を選択する動作選択ボタン９２、及びそれぞれの動作設定を必要に応じて調整可能な調整ボタン９３を備える。
【００４６】
図４の実施形態では選択可能な装置としては合わせ装置、消毒液滴下装置、充填機、整列装置の４つを表示するが、これに限らず搭載可能な菓子製造ユニット４０をすべて表示するようにしてもよいし、適用する可能性のある菓子製造ユニット４０のみを選択的に表示できるようにしてもよい。
動作選択では選択可能な装置に合わせて、合わせ動作、充填動作、水平往復動作、整列動作の４つが表示されるが、同じ充填動作でも充填生地の特性によって動作が異なる場合は例えば高粘度充填動作、低粘度充填動作などのように分けて選択可能に表示してもよい。
【００４７】
装置選択ボタン９１と動作選択ボタン９２からそれぞれ所望するボタンが選択されると、動作設定欄にはプログラムされた基本動作の設定値が表示される。このような予め設定された設定値を変更する場合は調整ボタン９３にて調整が可能である。
ここで装置選択ボタン９１と動作選択ボタン９２で装置と動作を選択するとしたが、装置によって動作が確定されているときは、動作選択ボタン９２は単なる動作表示ランプであってもよく、例えば装置選択ボタン９１の中から充填機を選択すると充填動作の動作表示ランプが点灯し、併せて充填動作に必要な動作設定値が動作設定欄に表示されるようにしてもよい。さらには菓子製造ユニット４０毎に２次元コードなどの固有の識別コードを設け、架台（１０、１５）に菓子製造ユニット４０を設置する際に、架台（１０、１５）に備えるリーダーなどの識別手段により識別コードを識別し、識別した菓子製造ユニット４０に対応したプログラムや設定値をタッチパネル９０に表示するようにしてもよい。
【００４８】
また、同じ菓子製造ユニット４０でも製造する菓子５５の種類毎に閉ループ動作の設定が異なるような場合には、菓子５５の種類毎に設定値を登録できるようにしておき、タッチパネル９０に菓子５５の選択ボタンを併せて選択可能に表示するようにしてもよい。
尚、菓子製造ユニット４０に加える閉ループ動作は、搬送装置５０の搬送スピードに合わせることが基本であるため、動作設定欄に表示する設定値は、基準となる搬送スピードに対する設定値又は現状の設定された搬送スピードに合わせた換算された設定値のいずれかとすることが好ましい。
【００４９】
図５は、本発明の実施形態による平行リンク機構を備えた菓子製造システムの構成を示す図である。
図５を参照すると、搬送装置５０の搬送方向に沿ってそれぞれ異なる菓子製造ユニット４０を設置した４つの菓子製造システムが順に配置されている。焼き上がった菓子５５は搬送ベルト５１により図５の左から右に搬送される。搬送の最上流にある菓子製造システムには菓子製造ユニット４０として整列装置８０が設置される。
【００５０】
整列装置８０は、搬送される菓子５５の後方に略半円形状の開口を有する整列板を降下させてから搬送方向に押し出すことで、一定のピッチに菓子５５を整列させる装置である。整列装置８０の場合も、閉ループ動作は下降、水平移動（押し出し）、上昇、水平移動（戻り）を繰り返すボックスモーションとなる。充填機４１のボックスモーションと異なり、水平移動（押し出し）は搬送ベルト５１の搬送スピードよりも速い速度で移動するように制御する。
【００５１】
整列された菓子５５はさらに搬送ベルト５１により、消毒液滴下装置７０の設置された菓子製造システムに搬送される。消毒液滴下装置７０は消毒用のアルコールを滴下する装置であり、搬送される菓子５５の直上まで下降し、菓子５５とともに移動しながら菓子５５に消毒用のアルコールを滴下し、滴下が終了すると上昇して元の位置まで水平移動して戻る動作を行う。
【００５２】
消毒が終了した菓子５５は、次に充填機４１に搬送される。充填機４１の動作は図１〜３で説明したとおりである。
最後に設置されているのは合わせ装置６０である。充填機４１の処理を終了した菓子５５は１列おきに挟み込むためのクリームなどの充填生地が供給されている。合わせ装置６０は充填生地が供給されていない菓子５５をピックアップして、充填生地が供給された菓子５５の上に載置して充填生地が挟み込まれた菓子の形状に仕上げる装置である。そこで例えば図５に示すように、下降して充填生地が供給されていない菓子５５に追随しながらピックアップを行い、充填生地が供給された菓子５５の上に移動して充填生地の分を考慮した下降量で下降して移動しながらピックアップした菓子５５を載置するため複雑な閉ループ動作となる。
図５の例では充填機４１の処理を終了した菓子５５はそのまま合わせ装置６０に搬送されるように説明したが、合わせを行う前に、充填した生地の上を消毒するために充填機４１と合わせ装置６０との間に消毒液滴下装置７０を追加してもよい。
充填機４１で生地を充填の際、生地の特性により充填機が上昇するときに菓子がずれることが起こり得る。そこで、消毒液滴下装置７０にも充填機４１について前述したような菓子５５の位置を修正する位置決めピンを備えてもよい。
【００５３】
このように異なる種類の菓子製造ユニット４０を組み合わせて一連の製造ラインを構成するが、ベースとなる架台は、いずれも図１〜３に示した架台（１０、１５）を共通に使用することができる。
また、図５のように構成したラインを組み替える場合でも架台（１０、１５）はそのまま転用できるので菓子製造ユニット４０を交換するだけで容易に構成を変更することができる。
【００５４】
実施形態による菓子製造システムは、既存の搬送装置５０に後付けで設置することができるが、搬送ベルト５１の搬送スピードに同期した動作が必要になる。図５の実施形態では搬送ベルト５１の上方にベルトスピード検出器１００を備え、搬送スピードを検出する。検出した搬送スピードは、各菓子製造システムの制御部にフィードバックされ、フィードバックされた搬送スピードに合わせてそれぞれの架台（１０、１５）のサーボモータの制御が行われる。
【００５５】
図５ではベルトスピード検出器１００から直接各菓子製造システムの制御部にフィードバックされるように示したが、複数の菓子製造システムを組み合わせた製造ラインを構成する場合、複数の菓子製造システムを統括する制御コンピュータをさらに備え、ベルトスピード検出器１００からの検出信号は、制御コンピュータによって複数の菓子製造システムでタイミング制御に共通に使用する電子カムの回転速度に変換してから、各菓子製造システムにフィードバックするようにしてもよい。
他の実施形態では、搬送装置５０の制御部から直接ベルトスピードの設定情報又は制御信号を抽出して各菓子製造システムにフィードバックするようにしてもよい。
【００５６】
このように本発明の実施形態では、既存の搬送装置５０に後付けでき、搬送装置５０の搬送スピードと同期を取る必要はあるが、それ以外は搬送装置５０に加工を加える必要もなく簡単に設置ができる菓子製造システムを提供可能である。これにより搬送装置５０の清掃やメンテナンスの作業性を損なうことはない。
またベースとなる架台（１０、１５）は共通であり、架台（１０、１５）に付け替え可能に設置される菓子製造ユニット４０を選択することで様々な菓子製造ラインを構築でき、その動作設定も予め設定されたプログラムが選択可能に表示されるので、熟練者でなくても容易に設定することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１    菓子製造システム
１０、１５    架台
１１、１２、１３、１４    （第１〜第４の）サーボモータ
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８    （第１〜第８の）アーム部
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７    （第１〜第７の）節部
４０    菓子製造ユニット
４１    充填機
４２    生地ホッパ
４３    バルブ
４４    ピストン
５０    搬送装置
５１    搬送ベルト
５５    菓子
６０    合わせ装置
７０    消毒液滴下装置
８０    整列装置、
９０    タッチパネル
９１    装置選択ボタン
９２    動作選択ボタン
９３    調整ボタン
１００    ベルトスピード検出器
【図１】
2019154328.tif 000003
【図２】
2019154328.tif 000004
【図３】
2019154328.tif 000005
【図４】
2019154328.tif 000006
【図５】
2019154328.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月13日(2018.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記２つの架台は各々が前記２つのサーボモータと前記平行リンク機構とを有し、前記制御部は前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つの架台の各々の２つのサーボモータを制御し、
前記菓子製造ユニットは充填機であり、
前記充填機は充填する生地を保持する生地ホッパと、前記所定の閉ループ動作に連動して一定量の生地を供給するためのバルブ及びピストンとを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の平行リンク機構を備えた菓子製造システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記２つの架台は各々が前記２つのサーボモータと前記平行リンク機構とを有し、前記制御部は前記平行リンク機構を介して前記菓子製造ユニットが前記搬送装置の搬送速度に対応した所定の閉ループ動作を行うように前記２つの架台の各々の２つのサーボモータを制御し、前記菓子製造ユニットは充填機であり、前記充填機は充填する生地を保持する生地ホッパと、前記所定の閉ループ動作に連動して一定量の生地を供給するためのバルブ及びピストンとを備えることが好ましい。