(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を円筒状に締め込むための自動締込装置であって、
装置本体に長手方向の一端側が固定されており、前記対象物を巻き込んで締め付ける巻締ベルトと、
前記巻締ベルトの他端側を引っ張って張力を付与する緊張状態と、前記張力を解除して前記巻締ベルトの表面側に前記対象物を収容可能な長尺状凹部を持たせる緩和状態とに切り替えるベルト張力調節手段と、
前記巻締ベルトの裏面側であって前記長尺状凹部の両側に配置され、前記巻締ベルトを介して前記対象物を挟み込む一対の挟込ローラと、
前記一対の挟込ローラを互いに近接させて前記対象物を挟み込む挟込状態と、互いに離隔させて前記対象物を解放する解放状態とに切り替えるローラ開閉手段と、
前記一対の挟込ローラを挟込状態とし、かつ、前記巻締ベルトを緊張状態にしながら、前記一対の挟込ローラを軸線と垂直方向に沿って移動させるローラ移動手段と、
前記巻締ベルトの長尺状凹部に収容される前記対象物の両端外側位置に配置され、前記対象物の外径を規定する一対の円筒状型部材と、
を有する、自動締込装置。
【請求項２】
前記一対の挟込ローラを解放状態とするとともに前記巻締ベルトを緊張状態にする際、前記一対の円筒状型部材を前記巻締ベルトの表面側上方へ移動させる型部材移動手段を有する、請求項１に記載の自動締込装置。
【請求項３】
巻締ベルトを弛ませてその幅方向に形成された長尺状凹部に対象物を収容する対象物収容工程と、
収容した対象物を、前記巻締ベルトの裏面側であって前記長尺状凹部の両側に配置された一対の挟込ローラにより前記巻締ベルトを介して挟み込む対象物挟込工程と、
前記巻締ベルトを長手方向に引っ張って張力を付与し緊張状態にするベルト緊張工程と、
緊張状態の巻締ベルトで前記対象物を挟み込んだ状態のまま、前記一対の挟込ローラを軸線に対して垂直方向に沿って移動させることにより前記対象物を前記長尺状凹部内で回転させながら締め付ける対象物締付工程と、
を有し、
前記対象物挟込工程において、前記巻締ベルトの長尺状凹部に収容される対象物の両端外側位置に一対の円筒状型部材を配置して前記対象物の外径を規定する、自動締込方法。
【請求項４】
前記一対の挟込ローラを互いに離隔させて前記対象物を解放する対象物解放工程と、
前記一対の円筒状型部材を前記巻締ベルトの表面側上方へ移動させるとともに、前記巻締ベルトを長手方向に引っ張ることにより、前記長尺状凹部から前記対象物を取り出す対象物取出工程と、
を有する、請求項３に記載の自動締込方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生肉等の食品やおしぼり等の非食品からなる対象物を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むための自動締込装置および自動締込方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生肉を略円筒状に成形して串に刺した製品等を製造する場合、図１３に示すように、作業員が薄くスライスした生肉を寄せ集め、巻き簀によって一本ずつ手作業で略円筒状に巻き締めて成形している。
【０００３】
なお、食品等の対象物を成形するものとして、例えば、特開２０１７−１４８３６２号公報には、基台に基端部が固着され他端の先端縁部から巻き込むことができる巻締帯と、巻締帯の先端縁部に固着されていて巻締帯とともに巻き込むことができるとともに、巻き込むことによって生じる円弧に倣って反っているブレードと、を有する食品成形器具が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１４８３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明を含め、作業者の手作業によって対象物を成形する場合、製品として規定されているサイズに仕上げるのが難しく熟練を要するという問題がある。また、上述したような生肉を巻き締める作業は、相当の握力を要するにも関わらず、長時間に渡って何十本から何百本と加工しなければならない仕事もあるため、女性の割合が多いパートタイマー等の作業者にとっては肉体的な負担が極めて大きいという問題がある。さらに作業効率性や衛生維持上の観点からも自動化のニーズが高かった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、対象物を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むことができる自動締込装置および自動締込方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る自動締込装置は、対象物を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むという課題を解決するために、対象物を円筒状に締め込むための自動締込装置であって、装置本体に長手方向の一端側が固定されており、前記対象物を巻き込んで締め付ける巻締ベルトと、前記巻締ベルトの他端側を引っ張って張力を付与する緊張状態と、前記張力を解除して前記巻締ベルトの表面側に前記対象物を収容可能な長尺状凹部を持たせる緩和状態とに切り替えるベルト張力調節手段と、前記巻締ベルトの裏面側であって前記長尺状凹部の両側に配置され、前記巻締ベルトを介して前記対象物を挟み込む一対の挟込ローラと、前記一対の挟込ローラを互いに近接させて前記対象物を挟み込む挟込状態と、互いに離隔させて前記対象物を解放する解放状態とに切り替えるローラ開閉手段と、前記一対の挟込ローラを挟込状態とし、かつ、前記巻締ベルトを緊張状態にしながら、前記一対の挟込ローラを軸線と垂直方向に沿って移動させるローラ移動手段と、を有する。
【０００８】
また、本発明の一態様として、対象物の外径を正確に仕上げるという課題を解決するために、前記巻締ベルトの長尺状凹部に収容される前記対象物の両端外側位置に配置され、前記対象物の外径を規定する一対の円筒状型部材を有していてもよい。
【０００９】
また、本発明の一態様として、締め込み後の対象物を取りやすくするという課題を解決するために、前記一対の挟込ローラを解放状態とするとともに前記巻締ベルトを緊張状態にする際、前記一対の円筒状型部材を前記巻締ベルトの表面側上方へ移動させる型部材移動手段を有していてもよい。
【００１０】
本発明に係る自動締込方法は、対象物を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むという課題を解決するために、巻締ベルトを弛ませてその幅方向に形成された長尺状凹部に対象物を収容する対象物収容工程と、収容した対象物を、前記巻締ベルトの裏面側であって前記長尺状凹部の両側に配置された一対の挟込ローラにより前記巻締ベルトを介して挟み込む対象物挟込工程と、前記巻締ベルトを長手方向に引っ張って張力を付与し緊張状態にするベルト緊張工程と、緊張状態の巻締ベルトで前記対象物を挟み込んだ状態のまま、前記一対の挟込ローラを軸線に対して垂直方向に沿って移動させることにより前記対象物を前記長尺状凹部内で回転させながら締め付ける対象物締付工程と、を有する。
【００１１】
また、本発明の一態様として、対象物の外径を正確に仕上げるという課題を解決するために、前記対象物挟込工程において、前記巻締ベルトの長尺状凹部に収容される対象物の両端外側位置に一対の円筒状型部材を配置して前記対象物の外径を規定してもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様として、締め込み後の対象物を取りやすくするという課題を解決するために、前記一対の挟込ローラを互いに離隔させて前記対象物を解放する対象物解放工程と、前記一対の円筒状型部材を前記巻締ベルトの表面側上方へ移動させるとともに、前記巻締ベルトを長手方向に引っ張ることにより、前記長尺状凹部から前記対象物を取り出す対象物取出工程と、を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る自動締込装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１において巻締ベルトを省略した図
【図３】図１の３Ａ−３Ａ線断面図である。
【図４】図１の４Ａ−４Ａ線断面図である。
【図５】本実施形態の自動締込装置の初期位置を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図６】本実施形態の自動締込装置に対象物をセットした状態を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図７】本実施形態において、巻締ベルトの長尺状凹部に対象物を収容した状態を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図８】本実施形態において、一対の挟込ローラにより巻締ベルトを介して対象物を挟み込んだ状態を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図９】本実施形態において、巻締ベルトを緊張状態にさせながら一対の挟込ローラを移動させ、対象物を締め付ける様子を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図１０】本実施形態において、巻締ベルトを緊張状態にさせながら一対の挟込ローラを初期位置まで戻し、対象物を締め付ける様子を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図１１】本実施形態において、一対の挟込ローラを互いに離隔させ、対象物を解放した状態を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図１２】本実施形態において、一対の円筒状型部材を上昇させるとともに、巻締ベルトを緊張状態にさせ、対象物を取り出す様子を示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図１３】従来の生肉を略円筒状に成形する様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る自動締込装置および自動締込方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の自動締込装置１は、対象物１０を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むためのものであり、図１に示すように、主として、装置本体２と、対象物１０を巻き込んで締め付ける巻締ベルト３と、当該巻締ベルト３の張力を調節するベルト張力調節手段４と、対象物１０の外径を規定する一対の円筒状型部材５，５と、当該円筒状型部材５を移動させる型部材移動手段６と、巻締ベルト３を介して対象物１０を挟み込む一対の挟込ローラ７，７と、当該挟込ローラ７を開閉させるローラ開閉手段８と、挟込ローラ７を移動させるローラ移動手段９とを有している。以下、各構成手段について説明する。
【００１７】
なお、本発明において、対象物１０とは、生肉、魚肉、米飯等の食品に限らず、おしぼり等のように、所定の外径を有する円筒状に締め込むことを要求され得る全ての物品を含む概念である。
【００１８】
装置本体２は、自動締込装置１の骨組みとなるものである。本実施形態において、装置本体２は、図１から図４に示すように、アルミフレーム等によって略長方体形状に形成された外枠フレーム２１と、当該外枠フレーム２１を支持する四本の支持脚２２とを有している。また、外枠フレーム２１の互いに向かい合う二辺には、図２に示すように、二本のスライドレール２３が架け渡されており、当該スライドレール２３に沿って矩形状のスライドフレーム２４がスライド自在に設けられている。
【００１９】
巻締ベルト３は、対象物１０を巻き込んで締め付けるものである。本実施形態において、巻締ベルト３は、樹脂加工が施されたコンベヤベルト材料等によって略長方形状に形成されている。また、巻締ベルト３は、図１および図３に示すように、長手方向の一端側が装置本体２を構成する外枠フレーム２１の一辺に固定されているとともに、長手方向の他端側がベルト張力調節手段４に接続されている。
【００２０】
ベルト張力調節手段４は、巻締ベルト３の張力（テンション）を調節するものである。本実施形態において、ベルト張力調節手段４は、伸縮自在なピストンロッド４１を有する油圧シリンダー等のアクチュエータによって構成されており、図１から図３に示すように、巻締ベルト３の一端側が固定された外枠フレーム２１の対辺位置にある外枠フレーム２１に固定されている。また、ベルト張力調節手段４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御装置（図示せず）によって制御されており、巻締ベルト３の他端側に接続されたピストンロッド４１を伸縮させることにより、巻締ベルト３の張力を調節する。
【００２１】
具体的には、ベルト張力調節手段４は、図６に示すように、ピストンロッド４１を縮めることにより、巻締ベルト３の他端側を引っ張って張力を付与し緊張状態にする。一方、ベルト張力調節手段４は、図７に示すように、ピストンロッド４１を伸ばすことにより、前記張力を解除して巻締ベルト３を緩和し緩和状態にする。すなわち、ベルト張力調節手段４は、巻締ベルト３を緊張状態と緩和状態とに切り替えるように制御され、当該緩和状態では、図７に示すように、巻締ベルト３の表面側に対象物１０を収容可能な長尺状凹部３１を形成させる。
【００２２】
一対の円筒状型部材５，５は、対象物１０の外径を正確に規定するものである。本実施形態において、円筒状型部材５は、外径が数ｃｍ程度の円筒状に形成された鋼材等によって構成されており、図１から図４に示すように、ベアリング５１によって空転可能に支持されている。また、一対の円筒状型部材５，５は、図７に示すように、巻締ベルト３の長尺状凹部３１に収容される対象物１０の両端外側位置に配置され、対象物１０とともに巻締ベルト３に挟み込まれるようになっている。なお、円筒状型部材５の外径は、締め込もうとする対象物１０の最終的な外径に合わせて適宜選択される。また、円筒状型部材５の素材は、鋼材に限定されるものではなく、巻締ベルト３による締め付けによって変形しにくい材料であれば他の材料であってもよい。
【００２３】
型部材移動手段６は、一対の円筒状型部材５，５を同期しながら移動させるものである。本実施形態において、型部材移動手段６は、伸縮自在なピストンロッド６１を有する油圧シリンダー等のアクチュエータによって構成されており、図２および図４に示すように、スライドフレーム２４の両端外側位置にそれぞれ一つずつ固定されている。また、型部材移動手段６のそれぞれは、図４に示すように、ピストンロッドの先端に円筒状型部材５を軸支したベアリング５１が固定されている。そして、型部材移動手段６は、制御装置によって制御され、ピストンロッド６１を伸縮させることにより、一対の円筒状型部材５，５を上下動させる。
【００２４】
具体的には、型部材移動手段６は、対象物１０を収容する際、図７に示すように、ピストンロッド６１を縮めることにより、一対の円筒状型部材５，５を下降させ、巻締ベルト３に長尺状凹部３１を形成させる。一方、型部材移動手段６は、対象物１０を取り出す際、図１２に示すように、ピストンロッド６１を伸ばすことにより、一対の円筒状型部材５，５を巻締ベルト３の表面側上方へ移動させ、巻締ベルト３を展張しうる状態にさせる。
【００２５】
一対の挟込ローラ７，７は、巻締ベルト３を介して対象物１０を挟み込むものである。本実施形態において、一対の挟込ローラ７，７は、図２に示すように、スライドフレーム２４に対して開閉可能に構成されている。具体的には、図２および図４に示すように、スライドフレーム２４の互いに向かい合う二辺には、スライドレール２３と同じ方向に沿って二本の開閉レール７１，７１が架け渡されており、当該開閉レール７１，７１に沿って一対の開閉フレーム７２，７２がスライド自在に設けられている。そして、開閉フレーム７２のそれぞれには、開閉レール７１と直交するように挟込ローラ７が空転可能に軸支されている。
【００２６】
ローラ開閉手段８は、一対の挟込ローラ７，７を開閉させるものである。本実施形態において、ローラ開閉手段８は、伸縮自在なピストンロッド８１を有する油圧シリンダー等のアクチュエータによって構成されており、図２および図３に示すように、その一端と他端のそれぞれが各開閉フレーム７２に接続されている。そして、ローラ開閉手段８は、制御装置によって制御され、ピストンロッド８１を伸縮させることにより、一対の挟込ローラ７，７を開閉させる。
【００２７】
具体的には、ローラ開閉手段８は、対象物１０を収容または解放する際、図７および図１１に示すように、ピストンロッド８１を伸ばすことにより、一対の挟込ローラ７，７を互いに離隔させ、長尺状凹部３１の開口を開放する。一方、ローラ開閉手段８は、対象物１０を挟み込んで締め付ける際、図８から図１１に示すように、ピストンロッド８１を縮めることにより、一対の挟込ローラ７，７を互いに近接させ、長尺状凹部３１の開口を狭める。
【００２８】
ローラ移動手段９は、一対の挟込ローラ７，７を移動させるものである。本実施形態において、ローラ移動手段９は、伸縮自在なピストンロッド９１を有する油圧シリンダー等のアクチュエータによって構成されており、図２から図４に示すように、外枠フレーム２１の略中央に架け渡された中央フレーム２５に固定されている。そして、ローラ開閉手段８は、制御装置によって制御され、スライドフレーム２４に接続されたピストンロッド９１を伸縮させることにより、スライドフレーム２４に設けられた一対の挟込ローラ７，７を軸線と垂直方向に沿って移動させる。
【００２９】
具体的には、ローラ移動手段９は、図９および図１０に示すように、一対の挟込ローラ７，７を挟込状態とし、かつ、巻締ベルト３を緊張状態にしながら、スライドフレーム２４に接続されたピストンロッド９１を伸縮させる。これにより、スライドフレーム２４に設けられた一対の挟込ローラ７，７が軸線に対して垂直方向に沿って往復動するため、対象物１０が長尺状凹部３１内で回転されながら締め付けられる。
【００３０】
つぎに、本発明に係る自動締込装置１および自動締込方法の作用について、対象物１０を締め込む際の各工程に沿って説明する。
【００３１】
本実施形態の自動締込装置１を用いて、対象物１０を所望の外径を有する円筒状に締め込む場合、まず、図５に示すように、ベルト張力調節手段４のピストンロッド４１を縮めることにより、巻締ベルト３に張力を付与し緊張状態にする。これにより、巻締ベルト３が略平面状に展張された初期位置状態となる。つぎに、図６に示すように、一対の円筒状型部材５の間に締め込む前の対象物１０をセットする。
【００３２】
つづいて、図７に示すように、ベルト張力調節手段４のピストンロッド４１を伸ばして巻締ベルト３を弛ませるとともに、型部材移動手段６のピストンロッド６１を縮めて一対の円筒状型部材５，５を下降させる。これにより、巻締ベルト３の幅方向に長尺状凹部３１が形成され、当該長尺状凹部３１に対象物１０が収容される（対象物収容工程）。
【００３３】
なお、本実施形態では、巻締ベルト３を略平面状に展張した状態を初期位置としているが、この構成に限定されるものではなく、常に巻締ベルト３に長尺状凹部３１が形成された状態としてもよい。この構成の場合、型部材移動手段６は不要となり、対象物１０は手動等によって長尺状凹部３１に収容すればよい。
【００３４】
つぎに、図８に示すように、ローラ開閉手段８のピストンロッド８１を縮めることにより、巻締ベルト３の裏面側であって長尺状凹部３１の両側に配置された一対の挟込ローラ７，７を互いに近接させる。これにより、長尺状凹部３１の開口が狭められ、対象物１０が巻締ベルト３を介して挟み込まれた状態となる（対象物挟込工程）。
【００３５】
つづいて、ベルト張力調節手段４のピストンロッド４１を縮めることにより、巻締ベルト３を長手方向に引っ張って張力を付与する（ベルト緊張工程）。これにより、巻締ベルト３が長尺状凹部３１に収容された対象物１０を締め付け、所望の外径を有する円筒状に圧縮する。また、このとき、対象物１０の両端外側位置に一対の円筒状型部材５，５が配置されているため、長尺状凹部３１が円筒状型部材５の外径よりも縮径されることがなく、対象物１０の外径が円筒状型部材５の外径と正確に一致される。
【００３６】
なお、本実施形態では、対象物１０の両端外側位置に一対の円筒状型部材５，５を配置しているが、この構成に限定されるものではなく、対象物１０の外径をある程度の精度で担保しうるのであれば、必ずしも円筒状型部材５を設ける必要はない。例えば、セットする対象物１０の重量と、ベルト張力調節手段４によって付与する張力とを一定にすることにより、締め込まれる対象物１０の外径をほぼ一定にすることが可能となる。
【００３７】
つづいて、上記のように、対象物１０を挟込状態とし、かつ、巻締ベルト３を緊張状態にしながら、ローラ移動手段９のピストンロッド９１を伸縮させる。これにより、図９および図１０に示すように、スライドフレーム２４に軸支された一対の挟込ローラ７，７が軸線と垂直方向に沿って往復動する。このため、対象物１０は長尺状凹部３１内で回転されながら締め付けられ、自動的に所望の外径を有する円筒状に成形される（対象物締付工程）。
【００３８】
対象物１０を円筒状に締め付けた後、図１１に示すように、ローラ開閉手段８のピストンロッド８１を伸ばすことにより、一対の挟込ローラ７，７を互いに離隔させる。これにより、長尺状凹部３１の開口が広げられるため、対象物１０が巻締ベルト３による挟込状態から解放される（対象物解放工程）。
【００３９】
そして、図１２に示すように、型部材移動手段６のピストンロッド６１を伸ばして一対の円筒状型部材５，５を巻締ベルト３の表面側上方へ移動させる。また、ベルト張力調節手段４のピストンロッド４１を縮めて巻締ベルト３を引っ張る。これにより、巻締ベルト３が展張されて長尺状凹部３１が略平面状に引き伸ばされるため、締め込み後の対象物１０が取り出しやすくなる（対象物取出工程）。
【００４０】
以上のような本実施形態の自動締込装置１および自動締込方法によれば、以下のような作用効果を奏する。
１．対象物１０を自動的に所望の外径を有する円筒状に締め込むことができる。
２．対象物１０の外径を正確に仕上げることができる。
３．締め込み後の対象物１０を取りやすくすることができる。
４．巻き締め作業が効率的かつ衛生的に行え、歩留まりやコスト削減に寄与できる。
【００４１】
なお、本発明に係る自動締込装置１および自動締込方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００４２】
例えば、上述した本実施形態では、巻締ベルト３を略水平方向に沿って張設する横向きタイプの自動締込装置１について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、巻締ベルト３を略垂直方向に沿って張設する縦向きタイプとしてもよい。これにより、設置に必要なスペースが節約されるとともに、巻締ベルト３を長尺にすることにより、投入位置から締込完了位置の間で対象物１０を搬送することも可能になる。
【符号の説明】
【００４３】
１  自動締込装置
２  装置本体
３  巻締ベルト
４  ベルト張力調節手段
５  円筒状型部材
６  型部材移動手段
７  挟込ローラ
８  ローラ開閉手段
９  ローラ移動手段
１０  対象物
２１  外枠フレーム
２２  支持脚
２３  スライドレール
２４  スライドフレーム
２５  中央フレーム
３１  長尺状凹部
４１  ピストンロッド（ベルト張力調節手段）
５１  ベアリング
６１  ピストンロッド（型部材移動手段）
７１  開閉レール
７２  開閉フレーム
８１  ピストンロッド（ローラ開閉手段）
９１  ピストンロッド（ローラ移動手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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