(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の側型及び下型にて形成されるキャビティ内へ、でん粉質を主成分とするものであって所定の水分を有する粉体状の素材を投入する工程（投入工程）と、当該キャビティ内に投入された粉体状の素材を、上記下型及び上型にて所定の温度及び所定の圧力にて所定時間加熱圧縮する工程（加熱圧縮工程）と、このように加熱圧縮された素材の存在する上記キャビティ内を徐々に減圧することによって、当該キャビティ内に存在する上記素材を上記水分とともに沸騰及び流動化させる工程（沸騰・流動化工程）と、このようにキャビティ内の素材が沸騰及び流動化された状態において、当該キャビティの一部を形成する上記上型を瞬間的に所定量上方にストロークさせることによって、本キャビティ内を瞬間的に減圧し、これによって上記流動化した素材を上記上型の上昇方向に膨化させる工程（膨化工程）と、このような膨化の行なわれた上記キャビティ内を、更に徐々に減圧することによって、上記膨化の成された半製品状のものを所定の形態に成形する工程（成形工程）と、からなることを特徴とする膨化製品の製造方法。
【請求項２】
リング状の側型と、当該側型に嵌合するとともに当該側型の中心線方向に上下動をする上型と、同じく上記側型に嵌合するとともに当該側型内にて上下動をする下型とからなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ内にて、でん粉質を主成分とする粉体状素材を加熱圧縮し、更には膨張させることによって加工物を形成（製造）する膨化製品の製造装置において、上記上型を作動させるエアシリンダ及び上記下型を作動させるエアシリンダを設けるとともに、これら各エアシリンダの上下各シリンダ室へ高圧エアを導入するように切換作動をする切換バルブを設け、これら各切換バルブの切換作動を制御する制御手段を設け、更に、このような構成からなるものにおいて、上記上型の作動を制御するエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）の上型降下用シリンダ室側に、当該上型降下用シリンダ室内の高圧エアを適宜排出するものであって、その排出状態を変えることのできるようにした可変排出バルブを設けるとともに、本上型降下用シリンダ室内の圧力を検出する圧力センサを設け、また、一方、上記可変排出バルブの作動により、上記上型降下用シリンダ室内の圧力が所定値になったと上記圧力センサが感知したときに、上記上型作動用エアシリンダの、その上型上昇用シリンダ室側へ、所定の圧力を有するエアを瞬間的に導入するように作動をする切換バルブ（バランサバルブ）を設けるようにしたことを特徴とする膨化製品製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の膨化製品製造装置において、上記リング状の側型、及び下型にて形成されるキャビティの周りに、当該キャビティ内へ、でん粉質を主成分とする粉体状の素材を投入するためのものであって、所定の厚さを有するとともに、その一部に所定の大きさの貫通穴からなるポケット部を有するスライドプレートと、当該スライドプレートの下側に設けられるものであって上記ポケット部の下方部を適宜開閉させるように作動するシャッタプレートと、上記スライドプレートのスライド運動を駆動するものであってエアシリンダからなるパワーシリンダと、当該パワーシリンダの作動によって上記スライドプレートと一体的に駆動されるものであって、上記シャッタプレートの開閉作動を駆動するエアシリンダ（サブシリンダ）と、からなる素材投入装置を設けるとともに、当該素材投入装置の上記ポケット部のところに、ホッパに収納された上記粉体状の素材を供給するものであって、当該供給量が常に一定値になるように計量をするセンサ及び当該センサからの信号に基づき作動するものであって上記ホッパの下方部を適宜揺するように作動する加振装置からなる定容量供給装置を設けるようにしたことを特徴とする膨化製品製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小麦粉を初めとしたでん粉系の粉体状素材を、所定の条件下で加熱圧縮した後、これらを瞬間的に減圧状態下に置くことによって膨張させ、これによって所定の形態に成形するようにした、いわゆる膨化食品を含む膨化製品の製造方法、及びそれに用いられる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膨化製品、特に膨化食品に関する、その製造装置としては、例えば特公昭５８−８５４号公報に記載の如く、上型及び下型等にて形成される焼成室内に穀類等を投入するとともに、当該穀類等を所定の温度及び所定の圧力下にて加熱及び圧縮し、その後、急激に減圧することによって上記穀類等を膨張させ、これによって、いわゆる膨化食品を製造するようにしているものがある。そして、この場合、上記加圧状態から減圧状態への圧力差を大きく採ることが、質の良い膨化食品を得ることのできる条件であるところから、上記従来のものにおいては、加圧時の圧力を大きくするために、各型間の嵌合精度を上げる等の工夫が成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら従来のものは、その素材が穀類等の、いわゆる粒状体からなるものである。しかしながら、最近においては、これら粒状体のものに代わって、小麦粉等のでん粉系の粉状体からなる素材を基に、膨化食品（製品）を、大量に機械にて生産させようとする動きがある。このような要求に応えるために、小麦粉を主とした粉体状素材を基礎に、膨化製品を効率良く形成（製造）させるようにした膨化製品の製造方法及びそれに用いられる製造装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、小麦粉等からなるでん粉質を主成分とする粉体状の素材を基に、当該粉体状素材を膨化させることによって形成される膨化製品の製造方法に関して、リング状の側型、及び下型にて形成されるキャビティ内へ、でん粉質を主成分とするものであって所定の水分を有する粉体状の素材を投入する工程（投入工程）と、当該キャビティ内に投入された粉体状の素材を、上記下型及び上型にて所定の温度及び所定の圧力にて所定時間加熱圧縮する工程（加熱圧縮工程）と、このように加熱圧縮された素材の存在する上記キャビティ内を徐々に減圧することによって、当該キャビティ内に存在する上記素材を、水分とともに沸騰及び流動化させる工程（沸騰・流動化工程）と、このようにキャビティ内の素材が沸騰及び流動化された状態において、当該キャビティの一部を形成する上記上型を瞬間的に所定量上方にストロークさせることによって、本キャビティ内を瞬間的に減圧し、これによって上記流動化した素材を上記上型の上昇方向に膨化させる工程（膨化工程）と、このような膨化の行なわれた上記キャビティ内を、更に徐々に減圧することによって、上記膨化の成された半製品状のものを所定の形態に成形する工程（成形工程）と、からなるようにした。
【０００５】
このような工程を採ることにより、本発明においては、小麦粉を初めとしたでん粉質を主体とする粉体状の素材が効率良く膨化され、形状の優れた膨化製品（食品）が形成（製造）されることとなる。すなわち、まず、所定の水分を有する粉体状の素材が所定時間、加熱圧縮工程にて加熱圧縮されるとともに、このような状態において、上記キャビティ内を徐々に減圧して、内部に充満した水蒸気を少しづつ排出させる。これによって、キャビティ内の素材は上記沸騰した水分と良く混じり合って煮えた状態となるとともに、全体が流動化して、上記キャビティ内に均一に存在するようになる。このような状態において、ほんの一瞬間だけ、上記キャビティ内を急減圧する。これによって、流動状態に熱せられたでん粉質からなる各素材は、上型の上昇方向である上方に針状に膨化することとなる。
【０００６】
次に、このように素材の各粒子がそれぞれ膨化した状態において、上記キャビティ内の急激な減圧を停止させて、徐々に減圧を進める。すなわち、キャビティ内に残留している水蒸気等を上型と側型との間に形成されるわずかな隙間から、徐々に排出させる。これによって、上記膨化した各素材どうしは、水蒸気（水分）と熱とによって相互に融着し合い、その全体が上記キャビティ内の容積及び形態に応じて、所定の形態に成形されることとなる。そして、このように成形されたものは、上記上型を型開きするとともに、下型をも上昇させることによって、上記キャビティ内から取り出され、膨化製品の形成（製造）が完了することとなる。このように、本発明においては、小麦粉等のでん粉質を主成分とする粉体状の素材をベースに膨化製品の製造が、効率良く、かつ、安定的に行なわれることとなる。
【０００７】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は、上記請求項１記載のものと同じであり、上記請求項１記載の膨化製品の製造方法に用いられる製造装置に関するものである。すなわち、本発明においては、リング状の側型と、当該側型に嵌合するとともに当該側型の中心線方向に上下動をする上型と、同じく上記側型に嵌合するとともに当該側型内にて上下動をする下型と、からなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ内にて、でん粉質を主成分とする粉体状素材を加熱圧縮し、更には膨張させることによって加工物を形成（製造）する膨化製品の製造装置に関して、上記上型を作動させるエアシリンダ及び上記下型を作動させるエアシリンダを設けるとともに、これら各エアシリンダの上下各シリンダ室へ高圧エアを導入するように切換作動をする切換バルブを設け、これら各切換バルブの切換作動を制御する制御手段を設け、更に、このような構成からなるものにおいて、上記上型の作動を制御するエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）の上型降下用シリンダ室側に、当該上型降下用シリンダ室内の高圧エアを適宜排出するものであって、その排出状態を変えることのできるようにした可変排出バルブを設けるとともに、本上型降下用シリンダ室内の圧力を検出する圧力センサを設け、また、一方、上記可変排出バルブの作動により、上記上型降下用シリンダ室内の圧力が所定値に達したと上記圧力センサが感知したときに、上記上型作動用エアシリンダの、その上型上昇用シリンダ室側へ、所定の圧力を有するエアを瞬間的に導入するように作動をする切換バルブ（バランサバルブ）を設けるようにした構成を採ることとした。
【０００８】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記請求項１記載のものと同様、小麦粉を初めとしたでん粉質系の紛体状素材を効率良く膨化させるとともに、当該膨化製品を一定の品質を保った状態で連続的に形成（製造）することができるようになる。すなわち、側型及び下型等にて形成されるキャビティ内に投入された素材は、所定の温度及び所定の圧力状態にて所定の時間、加熱及び圧縮を受けることとなる。このような状態において、上記素材が水分とともに沸騰及び流動化し、全体が均一化された状態において、上記上型を、瞬間的に、所定のストローク量だけ、上方に急上昇させる。これによって、上記キャビティ内の圧力が急激に減圧され、上記キャビティ内にて加熱・圧縮されていた素材は急激に上方に針状膨化をする。すなわち、膨化現象が生ずることとなる。そして、このように、上記素材は膨張するとともに、当該素材内に含まれていた水分が抽出されることによって、上記膨化した素材は軟化をする。その結果、相隣る素材どうしが融着することとなる。
【０００９】
特に、本発明においては、上記上型の上方への瞬間的なストロークの後においても、上記上型降下用シリンダ室側に設けられた可変排出バルブ側から、高圧エアを徐々に排出させることによって、上記キャビティ内の圧力を徐々に減圧し、これによってキャビティ内に生じた水蒸気を徐々に排出させるようにしている。その結果、本発明における膨化素材どうしは、上記水蒸気の排出により円滑に融着し合うこととなる。これによって、上記キャビティ内にて形成される膨化加工物（膨化製品）は、上記上型の上方への所定量ストローク運動と相まって、所定の形態に成形されることとなる。また、このような成形工程において、その表面部には水蒸気等の気泡が存在しないようになるので、成形後の膨化製品は凹凸の無い円滑な外表面部を有するようになる。すなわち、外観形態に優れた膨化製品が形成されることとなる。
【００１０】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項２記載のものと同じである。その特徴とするところは、上記キャビティの周りに、上記素材をキャビティ内へ、常に一定量の割り合で供給することのできるようにした素材投入装置及び定容量供給装置を設けるようにしたことである。すなわち、膨化製品製造装置において、上記リング状の側型、及び下型にて形成されるキャビティの周りに、当該キャビティ内へ、小麦粉等のでん粉質を主成分とする粉体状の素材を投入するためのものであって、所定の厚さを有するとともに、その一部に所定の大きさの貫通穴からなるポケット部を有するスライドプレートと、当該スライドプレートの下側に設けられるものであって上記ポケット部の下方部を適宜開閉させる役目を果すシャッタプレートと、上記スライドプレートのスライド運動を駆動するものであってエアシリンダからなるパワーシリンダと、当該パワーシリンダの作動によって上記スライドプレートと一体的に駆動されるものであって、上記シャッタプレートの開閉運動を駆動するエアシリンダ（サブシリンダ）と、からなる素材投入装置を設けるとともに、当該素材投入装置の上記ポケット部のところへ、ホッパに収納された上記粉体状の素材を供給するものであって、当該供給量が常に一定値になるように計量をするセンサ及び当該センサからの信号に基づき作動するものであって上記ホッパの下方部を適宜揺するように作動する加振装置からなる定容量供給装置を設けるようにした構成を採ることとした。
【００１１】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記キャビティ内へ、粉体状の素材を効率良く、かつ、常に一定容量供給することができるようになる。すなわち、まず、図１に示す如く、ホッパ内に収納された粉体状の素材であって所定の水分を含んだ状態のものを、上記ホッパの下面部に取り付けられた加振装置を作動させることによってホッパ全体を振動させた状態にて下方へ落下させる。そして、このように下方へ落とされた粉体状の素材は、上記素材投入装置のポケット部のところへと集められ、山積み状に集積される。ところで、このとき、本発明のものにおいては、この素材の集積場所のところに、静電容量型レベルセンサ等からなるセンサが設けられるようになっており、このセンサによって、上記集積された素材の山が所定の高さになった場合には、上記加振装置へ、当該加振装置の作動を停止させるような信号を発するようになっている。従って、上記山積み状の集積素材は、常に一定の高さ以下に抑えられるようになり、水分を含む粉体状の素材が固まってしまうと言うようなことが無くなる。
【００１２】
このような状態の集積素材の下方部の部分を、上記素材投入装置のスライドプレートに設けられたポケット部のところに収納させて、本スライドプレート及びシャッタプレートと共に、上記キャビティの上方部へと運搬する。そして、上記ポケット部がキャビティ上に到達したときに、上記シャッタプレートを開かせて、上記ポケット部に収納されていた粉体状の素材を上記キャビティ内へ投入する。このような一連の作動によって、所定の水分を含んだ粉体状の素材を、常に一定量、上記キャビティ内へと投入することができるようになる。また、上記素材投入装置の上方部には、センサ及び加振装置等からなる定容量供給装置が設置されるようになっているので、上記素材の山積みされる集積場所において、山積みの高さが異常に高くなり、集積素材が固化し、これによって、当該山積みされた素材の内部に空洞等の生ずると言うような不都合の生ずることが無くなる。その結果、上記ポケット部へは常に一定量の素材を供給することができるようになり、延いてはキャビティ内へ常に一定量の素材を投入することができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態についての、その構成は、図１に示す如く、リング状の側型１５、並びに当該側型１５と嵌合するとともに当該側型１５の中心線方向に上下動をする上型１１及び下型１２からなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ１９等を有する成形部１と、当該成形部１を形成する上記上型１１及び下型１２等を上下方向に作動させるエアシリンダ２１、２２等からなる作動部２と、当該作動部２の制御及び上記キャビティ１９内への粉体状素材９９の供給を行なう定容量供給装置４及び素材投入装置６の作動制御等行なう制御手段３と、からなることを基本とするものである。
【００１４】
このような基本構成において、上記成形部１は、図１に示す如く、リング状の形態からなるものであって、小麦粉を初めとした粉体状の素材９９の投入されるキャビティ１９を形成する、その基礎となる側型１５と、当該側型１５に嵌合するとともに、当該側型の中心線方向に上下動をし、これによって上記キャビティ１９内に投入された素材９９を加熱及び圧縮する上型１１と、上記側型１５内にて上下動をするとともに上記上型１１と共同して上記キャビティ１９内の素材９９を加熱及び圧縮する下型１２と、からなることを基本とするものである。そして更に、このような構成からなるものにおいて、上記側型１５は、当該側型１５を下方部から支えるアタッチメント１５１を介して、更には、当該アタッチメント１５１を支持するステー等（図示せず）を介してテーブル８上に支持（固定）されるようになっているものである。
【００１５】
次に、上記上型１１は、その内部にヒータ５を有するようになっており、これによって、上記キャビティ１９内の小麦粉等からなるものであって所定の水分を有する粉体状の素材９９を所定の温度にて加熱することができるようになっているものである。なお、このヒータ５の加熱温度及び加熱時間等は、後記制御手段３の制御作用によって行なわれるようになっているものである。このような構成からなる上型１１は、図１に示す如く、アタッチメント１１１を介して上部プレート１１２に固定されるとともに、当該上部プレート１１２は昇降ロッド１１３を介して、更には下部プレート２１２を介して作動部２のエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）２１のピストンロッド２１１に連結されるようになっているものである。そして、当該上型作動用エアシリンダ２１のピストンロッド２１１の作動に応じて下部プレート２１２、昇降ロッド１１３、及び上部プレート１１２等が上下動をし、最終的に上型１１が上下動をするようになっているものである。
【００１６】
また、このような構成からなる上型１１の側壁部であって上記側型１５と嵌合するところには、上記上型１１の外周部と、当該上型１１と嵌合する側型１５の内周部との間に、円周状に隙間が形成されるようになっているものである。そして、上記上型作動用エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９側のエア圧が徐々に減圧されると、上記円周状の隙間のところからは、キャビティ１９内にて発生した水蒸気が徐々に排出されるようになっているものである。
【００１７】
次に、上記側型１５内にて上下動をする下型１２は、上記上型１１と同様、その内部にヒータ５を有する構成からなるものであり、このヒータ５の作動制御は、上記上型１１に設けられたものと同様、制御手段３の制御作用に基づいて行なわれるようになっているものである。また、このような構成からなる本下型１２は、その下方部において、下型１２を作動させるためのエアシリンダ（下型作動用エアシリンダ）２２の、そのピストンロッド２２１に連結されるようになっているものである。従って、当該下型１２作動用のエアシリンダ２２の作動に応じて、具体的には上記ピストンロッド２２１の作動に応じて、上記下型１２が上下動をするようになっているものである。そして、この下型作動用エアシリンダ２２の作動は、後記制御手段３の制御作用に基づいて制御されるようになっているものである。また、このような構成からなる下型作動用エアシリンダ２２は、図１に示す如く、テーブル８に取り付けられるようになっているものである。
【００１８】
このような構成からなる各型１１、１２、１５にてキャビティ１９が形成されるようになっているものである。そして、このキャビティ１９内に所定の水分を含む小麦粉等からなる素材９９が素材投入装置６を介して投入されるとともに、上記上型１１及び下型１２による加熱及び圧縮作用を受けることによって、上記素材９９のボイリングあるいは膨化等の諸加工が成されるようになっているものである。
【００１９】
次に、上記構成からなる成形部１の上下各型１１、１２等を作動させる（上下動させる）作動部２は、図１に示す如く、上型１１の上下動を担う上型作動用エアシリンダ２１と、下型１２の上下動を担う下型作動用エアシリンダ２２と、からなることを基本とするものである。このような両エアシリンダ２１、２２が上記成形部１の設置されるテーブル８の下方部にコンパクトに設けられるようになっているものである。なお、このように、本実施の形態においては、後に述べる素材投入装置６等をも含めて、すべての作動装置が高圧エアにて作動されるようになっているものである。従って、高圧エアを生成するためのポンプ２５もエアポンプが採用されている。このようにして生成された高圧エアが切換バルブ３１、３２等を介して上記両エアシリンダ２１、２２に供給されるようになっているものである。
【００２０】
このような構成からなる上型作動用のエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）２１は、その内部に、上記ポンプ（エアポンプ）２５からの高圧エアを受けて作動するパワーピストン２１３を有するとともに、当該パワーピストン２１３にて仕切られる上型降下用のシリンダ室（上型降下用シリンダ室）２１９及び上型上昇用のシリンダ室（上型上昇用シリンダ室）２１８を有するようになっているものである。そして、これら各シリンダ室２１８、２１９には、後に述べる切換バルブ３１を介してエアポンプ２５からの高圧エアが導入されるようになっているものである。また、このような構成からなる上記上型降下用シリンダ室２１９側には、当該上型降下用シリンダ室２１９内のエアを徐々に排出させるためのものであって、その排出速度を調整することのできる可変絞り３９１の設けられた可変排出バルブ３９が設けられるようになっている。また、上記上型降下用シリンダ室２１９側には、上記可変排出バルブ３９の作動によって上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力が降下した場合に、その圧力を検出する圧力センサ３８が設けられるようになっている。
【００２１】
また、上記上型降下用シリンダ室２１９の反対側に設けられる上型上昇用シリンダ室２１８側には、上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力が所定値になったときに、瞬間的に上記上型１１を上昇させてキャビティ１９内の素材９９を膨化させるよう、上記パワーピストン２１３を上昇させるためのバランスエア導入用切換バルブ（バランサバルブ）３７が設けられるようになっている。なお、当該バランサバルブ３７にて導入されるバランスエアは低圧のもので良いところから、本バランサバルブ３７と上記エアポンプ２５との間には、圧力調整装置３７１が設けられるようになっている。そして、このような構成からなるものにおいて、上記パワーピストン２１３には最終的に上型１１を作動させるためのピストンロッド２１１が連結されるようになっている。なお、このような構成からなる上型作動用のエアシリンダ２１は、図１に示す如く、剛体からなるテーブル８の下方部に、タイロッド２８を介して、更には、当該タイロッド２８に連結されているタイロッドプレート２６を介して取り付けられるようになっている。すなわち、本エアシリンダ２１は、剛性の高いテーブル８を基礎にして、その下方部に、上記成形部１と対向するようにコンパクトに設けられるようになっているものである。これらによって、本装置全体のスリム化が図られるようになっている。
【００２２】
次に、上記成形部１を形成する下型１２の作動を規制する下型作動用のエアシリンダ２２は、上記テーブル８の下方部であって上記上型作動用エアシリンダ２１の上方部に設けられるようになっている。そして、当該エアシリンダ２２内には、上記下型１２に連結されるピストンロッド２２１と、当該ピストンロッド２２１を作動させるパワーピストン２２３とが設けられるようになっている。また、上記エアシリンダ２２の内部には、上記パワーピストン２２３によって仕切られるシリンダ室２２８、２２９が設けられ、これらのシリンダ室のうち、上方側に設けられるもの（２２９）は上記下型１２を降下させる際に作動するものであり、下方側に設けられるもの（２２８）は上記下型１２を上昇させる際に作動するようになっているものである。そして更に、これらシリンダ室２２８、２２９には、上記エアポンプ２５にて生成された高圧エアが、制御手段３からの信号に基づいて作動する切換バルブ３２を介して、適宜導入されるようになっているものである。
【００２３】
そして、このような構成からなる上記ピストンロッド２２１の中間部であって、上記テーブル８と接するところには、図１に示すようなストッパ７が設けられるようになっている。このストッパ７は、具体的には、パワーピストン２２３につながるピストンロッド２２１の中間部に設けられるものであって、上記パワーピストン２２３の下方への移動を規制するダウンストッパの役目を果たすようになっているものである。すなわち、図１に示す如く、ピストンロッド２２１の軸心に対して直角の面上に張り出すように設けられたフランジからなるものであって、上記パワーピストン２２３がある程度下方に移動した場合に上記テーブル８と接触して上記ピストンロッド２２１の下方への降下をストップさせるようになっているものである。
【００２４】
このような構成からなるストッパ７を介して、その上下方向位置が規制される下型１２には、上記上型１１の作動により大きな圧力（負荷）が加わることとなるが、その圧力（負荷）は上記ピストンロッド２２１から上記ストッパ７へと伝達されるとともに、このストッパ７に伝達された力（負荷）はテーブル８へと伝播されることとなる。従って、上記力（負荷）は圧縮性流体の封入されているエアシリンダ２２へは伝播されず、剛性の高いテーブル８へと伝播されることとなる。このように、本装置においては、キャビティ１９に圧力をかけるために上型作動用のエアシリンダー２１を作動させた場合に、これらの力（負荷）及び下型１２を介して伝播される力（負荷）等は、すべて上記テーブル８のところへ作用するようになっている。従って、本装置においては、これらエアシリンダ２１、２２が取り付けられるものであって、上記ストッパ７等の作用するテーブル８の強度・剛性のみを確保すれば良く、他の部材、例えば当該テーブル８を支持するステー８９及び当該ステー８９の取り付けられるベース８８等は、それ程強度・剛性を高くする必要が無い。その結果、これら部材８８、８９の軽量化を図ることができるようになり、延いては本装置全体の軽量化を図ることができるようになる。
【００２５】
次に、このような構成からなる上記成形部１のキャビティ１９内へ、ホッパ９８内に収納されている小麦粉等からなる粉体状の素材９９を供給する供給装置は、図１に示す如く、上記キャビティ１９内への素材９９の投入を行なう素材投入装置６と、当該素材投入装置６へ、上記ホッパ９８から常に一定量の素材９９を供給するように作動する定容量供給装置４と、からなることを基本とするものである。このような基本構成からなるものにおいて、上記素材投入装置６は、上記側型１５及び下型１２にて形成されるキャビティ１９内へ、小麦粉を初めとした粉体状の素材９９を投入するためのものであって、所定の厚さを有するとともに、その一部に所定の大きさの貫通穴からなるポケット部６２の設けられたスライドプレート６１と、当該スライドプレート６１の下側に設けられるものであって上記ポケット部６２の下方部を適宜開閉する役目を果すシャッタプレート６５と、上記スライドプレート６１のスライド運動を駆動するものであってエアシリンダからなるパワーシリンダ６６と、当該パワーシリンダ６６のピストンロッド６６６の先端部のところに、上記スライドプレート６１と一緒に取付けられ、当該スライドプレート６１と一体的に駆動されるエアシリンダ（サブシリンダ）６４と、からなることを基本とするものである。そして、このようなエアシリンダ（サブシリンダ）６４のピストンロッド６４４の先端部のところには上記シャッタプレート６５が連結され、当該シャッタプレート６５は上記スライドプレート６１とは別個に駆動され得るようになっているものである。
【００２６】
また、このような構成からなる本素材投入装置６を形成するものであって、上記スライドプレート６１の駆動を規制するエアシリンダ（パワーシリンダ）６６には、後に述べる制御手段３にて、その作動が制御されるものであって上記エアポンプ２５からの高圧エアを上記パワーシリンダ６６の各シリンダ室に適宜切換えて導入するように切換作動をする切換バルブ３６が連結されるようになっている。また、上記スライドプレート６１のポケット部６２の下方部を適宜開閉させる役目を果たすシャッタプレート６５の作動を規制するサブシリンダ６４には、制御手段３にて、その作動が制御されるものであって上記エアポンプ２５からの高圧エアを上記サブシリンダ６４の各シリンダ室に適宜切換えた状態にて導入するように作動をする切換バルブ３４が連結されるようになっている。
【００２７】
また、このような構成からなる素材投入装置６の、そのポケット部６２のところに、ホッパ９８等に収納された小麦粉等の粉体状の素材９９を常に一定の状態で供給するように作動する定容量供給装置４は、図１に示す如く、上記ホッパ９８の下方部に形成されるものであって、上記素材投入装置６のポケット部６２のところに、上記粉体状の素材９９を送り出すように作動するフィーダ９８１と、当該フィーダ９８１の下面部のところに設けられるものであって、当該フィーダ９８１及び上記ホッパ９８の下方部のところを適宜揺するように作動する加振装置４４と、上記フィーダ９８１を介して上記小麦粉等の素材９９が上記ポケット部６２のところに山積み状に集積された状態において、その山積みされた素材９９の、その山の高さを検出するものであって、静電容量型レベルセンサ等からなるセンサ４１と、からなることを基本とするものである。そして、このセンサ４１にて上記山積みされた素材９９の高さが所定の値になったと判断されたときには、上記加振装置４４の振動を停止させるようになっているものである。従って、上記ポケット部６２のところには異常に大きな山積み状の素材９９が存在するようなことが無くなる。その結果、ポケット部６２による素材９９のキャビティ１９側への搬送が行なわれた際に、上記山積み状集積部の内部に空洞が生ずると言うような不都合が無くなる。
【００２８】
次に、これら構成からなる作動部２の作動等を制御する制御手段３は、図１に示す如く、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等からなる演算手段を主体とするマイクロコンピュータを基礎として形成されるものであり、作動部２の各種エアシリンダ２１、２２及び素材投入装置６等を作動させるための切換バルブ３１、３２、３４、３６、３７の切換操作を制御するようになっているもである。そして更に、この外に、上記上型作動用エアシリンダ２１を作動させて上記上型１１が所定のストローク量だけ降下したときに、上記上型作動用エアシリンダ２１内のパワーピストン２１３の一部に設けられたリング状のマグネット（マグネットリング）２１５と相互作用をして、その位置を検出するセンサ３５、及びこの状態から所定時間経過後に、上記キャビティ１９内の水蒸気等が徐々に排出された状態において上記上型１１を瞬間的に急上昇させる、その範囲（ストローク量）を検出するセンサ３３が設けられるようになっているものである。なお、このようなセンサ３３、３５はリードスイッチ機構等からなるものである。また、上記制御手段３を形成するマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）には、ヒータ５にて加熱されるキャビティ１９内の温度を制御する機能、上記センサ３５が作動した後、所定時間、上記キャビティ１９内を所定の状態に保持するタイマ機能、更には上記素材投入装置６及び定容量供給装置４の作動を制御する機能等が組み込まれるようになっている。また、この外に、本制御手段３は、上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力を検出する圧力センサ３８からのデータを入力して、上記上型上昇用シリンダ室２１８に所定のバランスエアを導入させるように作動をする上記バランサバルブ３７の作動を制御するようになっているものである。すなわち、このバランサバルブ３７の作動によって、上記上型１１が一瞬間急上昇をし、上記素材９９の膨化が促進されるようになっているものである。
【００２９】
このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様、特に、膨化製品の製造方法について、図１及び図２を基に説明する。まず、図１に示す如く、キャビティ１９を形成するために、制御手段３からの信号に基づき上記切換バルブ３２を作動させ、上記下型１２を下方へ移動させる。これによって、キャビティ１９が形成されることとなるので、次に、このキャビティ１９内へ小麦粉等からなる粉体状の素材９９を投入する。この投入作動は、制御手段３からの信号に基づいて作動する素材投入装置６のパワーシリンダ６６及びサブシリンダ６４等の作動によって行なわれる（図２の（Ａ））。このようにしてキャビティ１９内に投入（供給）された素材９９は、所定の温度及び所定の圧力状態にて所定の時間、加熱及び圧縮を受けることとなる。具体的には、まず、制御手段３からの信号に基づき作動する切換バルブ３１を作動させて、上型作動用エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９に高圧エアを導入する。これによって、上記上型１１は降下し、キャビティ１９内の水分を含んだ素材９９が加熱圧縮される。ところで、この上型１１の下方への所定量ストローク作動によって、上記上型作動用エアシリンダ２１内のパワーピストン２１３に設けられたマグネットリング２１５の磁力が上記センサ３５を作動させる。これによって、制御手段３に組み込まれたタイマ機能が作動し、所定の時間、上記エアシリンダ２１を所定の状態、すなわち、上型１１を降下させた状態に維持する。これによって、上記キャビティ１９内に供給された素材９９は、気密状態にて、所定の温度及び所定の圧力下で加熱及び圧縮を受けることとなる（図２の（Ｂ））。
【００３０】
このような状態において、所定の時間が経過すると、制御手段３からの信号に基づき、上記可変排出バルブ３９が開かれ、エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９内の高圧エアが徐々に排出される。これによって、上記上型１１は微小量上昇し、当該上型１１の外周部とリング状側型１５の内周部との間にて形成される隙間から水蒸気が徐々に排出される。それと同時に、キャビティ１９内は、抽出された水分が沸騰してボイリング状態となる（図２の（Ｃ））。その結果、内部の素材９９は煮立てられ、流動化して、上記キャビティ１９内に万遍なく均一な状態に存在するようになる。このような状態において、上記圧力センサ３８からの信号を基に、制御手段３は、バランサバルブ３７を作動させて、上型降下用シリンダ室２１９とは対向する側に形成される上型上昇用シリンダ室２１８に、一瞬間バランスエアを導入させるようにする。これによって、パワーピストン２１３、当該パワーピストン２１３につながるピストンロッド２１１が上方に急上昇し、最終的に上型１１が一瞬間上方に所定量ストロークをする。この上型１１の上昇によって、上記キャビティ１９内は瞬間的に急減圧され、上記煮立てられた状態の素材９９は、その各々の粒子が上方に膨張（膨化）をする。すなわち、各素材９９は一斉に針状の膨化をする（図２の（Ｄ））。
【００３１】
このような状態において、上記上型上昇用シリンダ室２１８へのバランスエアの導入を停止させ、一方、上型降下用シリンダ室２１９からのエア排出を続行させる。これらによって、上記上型１１は非常に遅い速度で徐々に上昇し、キャビティ１９内からの水蒸気の排出が続行される。その結果、上記膨化した各素材９９のうちの相隣るものどうしはキャビティ１９内に存在する水蒸気（水分）によって融着（溶着）し合い、かつ、全体的に、キャビティ１９の内部形態に沿って成形されることとなる（図２の（Ｅ））。
【００３２】
これら一連の工程を経ることによって、上記キャビティ１９内にて形成される膨化素材は、所定の形態に成形されることとなる。特に、上記成形工程（図２の（Ｅ））において、膨化素材等の表面部には、気泡等が存在しないようになり、膨化加工物（膨化製品）９の外表面部は凹凸等の除去された、円滑な状態となる。すなわち、外観形態に優れた膨化製品９が形成されることとなる。このようにして所定の形態に成形された膨化加工物（膨化製品）９は、上型１１の上昇によって型開きが成され、図２の（Ｆ）に示す如く、キャビティ１９内から取り出される。具体的には、図１に示す如く、制御手段３からの信号に基づき作動する切換バルブ３２の作動により下型１２が上方に持ち上げられることによって、キャビティ１９の上方へと取り出される。このような状態において、制御手段３からの信号に基づきスライドプレート６２が作動をし、これによって、膨化製品９としての完成品が、図１の矢印図示の如く、キャビティ１９の外へと自動的に取り出されることとなる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、リング状の側型と、当該側型に嵌合するとともに当該側型の中心線方向に上下動をする上型と、同じく上記側型に嵌合するとともに当該側型内にて上下動をする下型とからなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ内にて小麦粉等からなる粉体状の素材を膨化させることによって加工物を製造するようにした膨化製品の製造方法及び製造装置に関して、上記キャビティ内を所定の圧力及び温度にて所定時間加熱圧縮した後に、当該キャビティ内をわずかに減圧して水蒸気の排出を図るとともに、このような状態において、上記上型を一瞬間所定量上方へ急上昇させることによってキャビティ内の素材を膨化させ、その後、一定時間、上記キャビティ内から水蒸気を徐々に排出させるようにしたので、上記上型の急上昇によって上記キャビティ内を急減圧させることができるようになり、これによって粉体状の素材を効率良く膨張させることができるようになった。
【００３４】
また、このような急膨張工程の前後において、上記上型の上記キャビティ側への押圧力を徐々に減少させるようにし、これによって、上記キャビティ内の水蒸気を全工程にわたって徐々に排出させるようにしたので、キャビティ内に充満するようになった水蒸気が上記上型と側型との間の隙間から万遍なく排出されるようになり、上記キャビティ内における半製品状の膨化素材の周りに水蒸気等を存在させないようにすることができるようになった。その結果、上記キャビティ内にて形成される膨化加工物（膨化製品）は、その外表面部からは、気泡等が除かれた状態となり、その外表面部は凹凸の無い滑らかな面を有するようになった。すなわち、外観形態に優れた膨化製品を得ることができるようになった。
【００３５】
また、本発明においては、上記キャビティの周りに、当該キャビティ内へ粉体状の素材を投入するものであってエアシリンダにて駆動される素材投入装置を設けるとともに、当該素材投入装置のポケット部のところにセンサ及び加振装置からなるものであって粉体状の素材を常に一定の状態で供給するように作動する定容量供給装置を設けるようにしたので、上記ポケット部のところには、水分を含んだ粉体状の素材が、異常な固まり等を生ぜず、常に一定の状態で供給されるようになった。従って、このような一定容量の素材が、常時キャビティ内へ投入されるようになり、キャビティ内における膨化成形は、常に安定した状態で行なわれるようになった。その結果、膨化製品の形成（製造）が効率良く、かつ、安定的に行なわれるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる膨化製品製造装置の全体構成を示すスケルトン図である。
【図２】本発明にかかる膨化製品製造方法の全体構成を示す工程図である。
【符号の説明】
１  成形部
１１  上型
１１１  アタッチメント
１１２  上部プレート
１１３  昇降ロッド
１２  下型
１５  側型
１５１  アタッチメント
１９  キャビティ
２  作動部
２１  エアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）
２１１  ピストンロッド
２１２  下部プレート
２１３  パワーピストン
２１５  マグネット（マグネットリング）
２１８  上型上昇用シリンダ室
２１９  上型降下用シリンダ室
２２  エアシリンダ（下型作動用エアシリンダ）
２２１  ピストンロッド
２２３  パワーピストン
２２８  下型上昇用シリンダ室
２２９  下型降下用シリンダ室
２５  ポンプ（エアポンプ）
２６  タイロッドプレート
２８  タイロッド
３  制御手段
３１  切換バルブ
３２  切換バルブ
３３  センサ
３４  切換バルブ
３５  センサ
３６  切換バルブ
３７  切換バルブ（バランサバルブ）
３７１  圧力調整装置
３８  圧力センサ
３９  可変排出バルブ
３９１  可変絞り
４  定容量供給装置
４１  センサ
４４  加振装置
５  ヒータ
６  素材投入装置
６１  スライドプレート
６２  ポケット部
６４  エアシリンダ（サブシリンダ）
６４４  ピストンロッド
６５  シャッタプレート
６６  エアシリンダ（パワーシリンダ）
６６６  ピストンロッド
７  ストッパ
８  テーブル
８８  ベース
８９  ステー
９  膨化製品（膨化加工物）
９８  ホッパ
９８１  フィーダ
９９  素材（粉体状素材）
【図１】
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【図２】
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