(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の攪拌装置を実施するための形態について、
図1〜
図9を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
【0018】
[成型装置の構成]
まず、本発明の成型装置の一実施形態の構成について、
図1〜
図3を参照して説明する。
図1(a)は本発明の成型装置の一実施形態の平面図、
図1(b)は成型装置に係るスライド部材が充填位置にある状態の側面図である。
図2は、成型装置に係るスライド部材が抜き打ち位置に移動した状態の側面図である。
図3は、
図1(a)のA−A線に沿う断面図である。
【0019】
成型装置1は、ガイド部材2と、スライド部材3と、スライド駆動部4と、打抜き部材5を備えている。
以下の説明では、スライド駆動部4によってスライド部材3を移動させる方向を前後方向とする。そして、前後方向のうちスライド部材3が後述する充填位置から打抜き位置に向かう方向を前方向とする。また、前方向を向いた状態で左右方向を示し、左右方向と前後方向に直交する方向を上下方向とする。
【0020】
ガイド部材2は、上ガイド部21と、下ガイド部22を有している(
図1(b)参照)。これら上ガイド部21及び下ガイド部22は、それぞれ板状に形成されており、互いの平面が所定の距離をあけて上下方向に対向した状態で固定テーブル24を介して支持台11に固定されている。上ガイド部21と下ガイド部22との間の距離は、スライド部材3の上板31の厚み(上下方向の長さ)と略等しくなっている。
【0021】
上ガイド部21には、スライド部材3の後述する収容部91に成型対象物を充填するための充填口21aが形成されている(
図1(a)参照)。この充填口21aは、成型対象物を吐出するノズル100に連通されている。
なお、成型対象物としては、例えば、ハンバーグやコロッケなどの保形性を有する混練材料を挙げることができる。
【0022】
スライド部材3は、上板31と、第1の下板32と、第2の下板33と、第1の下板駆動部34と、第2の下板駆動部35を備えている。上板31の厚みは、上ガイド部21と下ガイド部22との間の距離に略等しい。そのため、上板31は、ガイド部材2の上ガイド部21及び下ガイド部22に接触しており、スライド駆動部4によって前後方向に移動される。
【0023】
第1の下板32及び第2の下板33は、上板31の下面に設けられた溝部74に挿入されている。第1の下板32及び第2の下板33の下面は、上板31の下面と同一の平面上に位置しており、下ガイド部22に接触する。これら第1の下板32及び第2の下板33は、スライド駆動部4によって上板31と共に前後方向に移動される。
【0024】
上板31には、後述する収容部用貫通孔71(
図4参照)が設けられており、下板32,33には、後述する収容部用切り欠き81,83(
図5,
図6参照)が設けられている。これら上板31の収容部用貫通孔71及び下板32,33の収容部用切り欠き81,83は、成型対象物が充填される収容部91を形成する。
【0025】
上板31、第1の下板32及び第2の下板33の材質としては、例えば、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリアセタール(POM)、超高分子量ポリエチレンなど合成樹脂や、ステンレス、アルミニウム等の金属を挙げることができる。
【0026】
第1の下板駆動部34は、上板31における後端部31Bの左右両側に配置されており、上板31に対して第1の下板32を前後方向へ移動させる。この第1の下板駆動部34は、内部にピストンが設けられたシリンダ本体36と、このシリンダ本体36内のピストンによって前後方向へ移動するロッド37を備えている。
【0027】
シリンダ本体36は、連結カバー61に固定されており、この連結カバー61は、上板31の後端部31Bに連結されている。つまり、シリンダ本体36は、連結カバー61を介して上板31に取り付けられている。一方、ロッド37の先端部は、接続部材62によって第1の下板32に接続されている。したがって、第1の下板駆動部34は、ロッド37を前後方向へ移動させることにより、上板31に対して第1の下板32を前後方向へ移動させる。
【0028】
第2の下板駆動部35は、上板31の前端部31Aの前方に配置されており、上板31に対して第2の下板33を前後方向へ移動させる。この第2の下板駆動部35は、内部にピストンが設けられたシリンダ本体38と、このシリンダ本体38内のピストンによって前後方向へ移動するロッド39を備えている。
【0029】
シリンダ本体38は、取付台63に固定されており、この取付台63は、上板31の前端部31Aに接続されている。つまり、シリンダ本体38は、取付台63を介して上板31に取り付けられている。一方、ロッド39の先端部は、接続部材64によって第2の下板33に接続されている。したがって、第2の下板駆動部35は、ロッド39を前後方向へ移動させることにより、上板31に対して第2の下板33を前後方向へ移動させる。
【0030】
スライド駆動部4は、スライド部材3の後方に配置されている。このスライド駆動部4は、内部にピストンが設けられたシリンダ本体41と、シリンダ本体41内のピストンによって前後方向へ移動するロッド42を備えている。シリンダ本体41は、2つの固定部材44によって支持台11に固定されている。
【0031】
図3に示すように、ロッド42の先端部には、連結部材45が固定されている。この連結部材45と連結カバー61には、上板31の後端部31Bに固定された連結ピン46が貫通する。つまり、スライド駆動部4のロッド42は、連結部材45及び連結ピン46を介してスライド部材3の上板31に連結されている。したがって、スライド駆動部4は、ロッド42を前後方向へ移動させることにより、スライド部材3を前後方向へ移動させる。
【0032】
図1(b)に示すように、ロッド42が後方へ移動し、シリンダ本体41に繰り込んだ状態になると、スライド部材3は、充填位置に配置される。スライド部材3が充填位置に配置されると、スライド部材3の収容部91が、ガイド部材2の充填口21aの下方に位置する。このとき、収容部91の一方(下側)の開口は、ガイド部材2の下ガイド部22によって塞がれている。
【0033】
図2に示すように、ロッド42が前方へ移動し、シリンダ本体41から繰り出した状態になると、スライド部材3は、打抜き位置に配置される。スライド部材3が打抜き位置に配置されると、スライド部材3の収容部91が、ガイド部材2から外側へ抜け出て打抜き部材5の下方に位置する。このとき、収容部91には、成型された成型対象物が収容されており、収容部91の一方(下方)の開口は、開放されている。
【0034】
打抜き部材5は、スライド部材3の収容部91に収容されている成型対象物を下方に打ち抜く。この打抜き部材5は、内部にピストンが設けられたシリンダ本体51と、シリンダ本体51内のピストンによって上下方向へ移動するロッド52と、ロッド52の先端に設けられた押圧部53とを備えている。
【0035】
シリンダ本体51は、支持体(不図示)によって支持されている。押圧部53の平面形状は、上板31の収容部用貫通孔71(
図4(a)参照)と略等しくなっている。ロッド52が下方へ移動し、シリンダ本体51から繰り出されると、押圧部53は、スライド部材3の収容部91に収容されて成型された成型対象物を押圧する。そして、押圧部53が収容部91を貫通することにより、成型対象物は、下方に打ち抜かれる。
【0036】
[上板]
次に、スライド部材3の上板31について、
図4を参照して説明する。
図4(a)は、上板31の平面図である。
図4(b)は、
図4(a)のB−B線に沿う断面図であり、
図4(c)は、
図4(a)のC−C線に沿う断面図である。
【0037】
上板31は、前後方向に長い長方形の板状に形成されており、上面31aと、下面31bを有している。この上板31には、収容部用貫通孔71と、第1の連結用孔72と、第2の連結用孔73が設けられている。
【0038】
収容部用貫通孔71は、上板31の上下面31a,31bを貫通しており、上下方向から見ると、略楕円状に形成されている。この収容部用貫通孔71は、下板32,33の後述する収容部用切欠き81,83と共に収容部91を形成する(
図1(b)参照)。収容部用貫通孔71を形成する内周面は、上面31a(上方)に向かうにつれて収容部用貫通孔71の径を小さくなるようなテーパ面71aを有している。これにより、収容部用貫通孔71は、上面31a(上方)に向かうにつれて小さくなるテーパ状に形成されている。
【0039】
図4(a)に示すように、第1の連結用孔72は、上板31の前端部31Aに設けられており、上板31を左右方向に貫通している。この第1の連結用孔72には、上板31の後端部31Bと第2の下板駆動部35のロッド39とを連結するためのボルト66(
図1(a)参照)が貫通する。
【0040】
図4(b)に示すように、第2の連結用孔73は、上板31の後端部31Bに設けられており、上板31を上下方向に貫通している。この第2の連結用孔73には、上板31とスライド駆動部4のロッド42とを連結するための連結ピン46(
図3参照)が挿入され、接着剤や圧入等の固定方法により固定される。
【0041】
図4(c)に示すように、上板31の下面31bには、溝部74が設けられている。この溝部74には、第1及び第2の下板32,33が挿入される。溝部74は、上板31の左右方向(短辺と平行な方向)の中央部に形成されており、前後方向に延びている。この溝部74を設けることにより、上板31の下部には、下面31bを形成する2つのレール部75が形成されている。そして、レール部75の後端部31B側は、第1の下板32の後述する張出部82(
図5(a)参照)との干渉を避けるための切欠き76が設けられている。
【0042】
[第1の下板]
次に、スライド部材3の第1の下板32について、
図5を参照して説明する。
図5(a)は、第1の下板32の平面図であり、
図5(b)は、
図5(a)のD−D線に沿う断面図である。
【0043】
第1の下板32は、前後方向に長い長方形の板状に形成されており、上面32aと、下面32bを有している。この第1の下板32には、収容部用切欠き81と、張出部82が設けられている。
【0044】
収容部用切欠き81は、第1の下板32における前端部32A側の短辺32cに設けられており、上下方向から見ると、略半円状に形成されている。この収容部用切欠き81は、上板31における収容部用貫通孔71の約半分の大きさに形成されている。収容部用切欠き81を形成する壁面は、下面32b(下方)に向かうにつれて収容部用切欠き81の径を小さくするテーパ面81aを有している。これにより、収容部用切欠き81は、下面32b(下方)に向かうにつれて小さくなるテーパ状に形成されている。
【0045】
張出部82は、第1の下板32の後端部32Bに設けられており、2つの長辺から左右方向に突出している。この張出部82は、接続部材62によって第1の下板駆動部34のロッド37に接続される(
図3参照)。また、第1の下板32は、張出部82が上板31のレール部75(
図4(b)参照)に当接することにより、上板31に対する前方への移動が係止される。このとき、収容部用切欠き81は、上下方向において収容部用貫通孔71の後ろ側半分に一致する(
図7参照)。
【0046】
[第2の下板]
次に、スライド部材3の第2の下板33について、
図6を参照して説明する。
図6(a)は、第2の下板33の平面図であり、
図6(b)は、
図6(a)のE−E線に沿う断面図である。
【0047】
第2の下板33は、前後方向に長い長方形の板状に形成されており、上面33aと、下面33bを有している。この第2の下板33における後端部33B側の短辺33cには、収容部用切欠き83が設けられている。
【0048】
収容部用切欠き83は、上下方向から見ると、略半円状に形成されている。この収容部用切欠き83は、上板31における収容部用貫通孔71の約半分の大きさに形成されている。第2の下板33の短辺33cが第1の下板32の短辺に当接すると、収容部用切欠き83は、上下方向において収容部用貫通孔71の前側半分に一致する(
図7参照)。
【0049】
収容部用切欠き83を形成する壁面は、下面33b(下方)に向かうにつれて収容部用切欠き83の径を小さくするテーパ面83aを有している。これにより、収容部用切欠き83は、下面33b(下方)に向かうにつれて小さくなるテーパ状に形成されている。また、第2の下板33の前端部33Aは、接続部材64によって第2の下板駆動部35のロッド39に接続される(
図1(b)参照)。
【0050】
[収容部]
次に、スライド部材3の収容部91について、
図7及び
図8を参照して説明する。
図7(a)は、上板31と下板32,33によって収容部91が形成された状態を上方から見た説明図であり、
図7(b)は、
図7(a)のF−F線に沿う断面図である。
図8(a)は、下板32,33が収容部91の下側を広げる方向へ移動した状態を上方から見た説明図であり、
図8(b)は
図8(a)のG−G線に沿う断面図である。
【0051】
図7(a)及び
図7(b)に示すように、収容部91は、上板31の収容部用貫通孔71と、2つの下板32,33の収容部用切欠き81,83によって形成される。収容部用貫通孔71は、収容部91の上側を形成し、収容部用切欠き81,83は、収容部91の下側を形成する。
【0052】
スライド部材3が充填位置に配置されると、収容部91は、ガイド部材2に設けた充填口21aの下方に位置する。(
図1(b)参照)。この状態では、
図7(a)及び
図7(b)に示すように、第1の下板32の短辺32cと第2の下板33の短辺33cが当接する。このとき、第1の下板32の収容部用切欠き81は、上下方向において収容部用貫通孔71の後ろ側半分に一致する。そして、第2の下板33の収容部用切欠き83は、上下方向において収容部用貫通孔71の前側半分に一致する。これにより、収容部91は、成型対象物を成型する形状になる。
【0053】
収容部用貫通孔71は、テーパ面71aにより上方に向かうにつれて小さくなるテーパ状に形成されている。また、収容部用切欠き81,83は、テーパ面81a,83aにより下方に向かうにつれて小さくなるテーパ状に形成されている。そのため、保形性を有する成型対象物を収容部91によって成型すると、成型対象物の上下面の縁部を面取りすることができる。
【0054】
スライド部材3が打抜き位置に配置されると、収容部91は、打抜き部材5の下方に位置する(
図2参照)。この状態では、
図8(a)及び
図8(b)に示すように、上板31に対して2つの下板32,33が移動しており、第1の下板32の短辺32cと第2の下板33の短辺33cが離反する。これにより、第1の下板32の収容部用切欠き81と第2の下板33の収容部用切欠き83は、収容部91の下側を広げる。その結果、テーパ面81a,83aが成型対象物から離れ、成型した形状を崩さずに、成型対象物を下方に打抜ける状態となる。
【0055】
[成型装置の動作]
次に、成型装置1の動作について、
図9を参照して説明する。
図9(a)は、収容部91に成型対象物を充填している状態の説明図、
図9(b)は、スライド部材3を前進している状態の説明図である。
図9(c)は、収容部91がガイド部材2から抜け出た状態の説明図、
図9(d)は、成型された成型対象物を収容部91から打抜いた状態の説明図である。
図9(e)は、スライド部材3が後退を開始した状態の説明図、
図9(f)は、スライド部材3が後退している状態の説明図である。
【0056】
成型装置1によって成型対象物を成型する場合は、まず、スライド駆動部4がロッド42をシリンダ本体41に繰り込ませて、スライド部材3を充填位置に配置する。この状態において、収容部91は、ガイド部材2に設けた充填口21aの下方に位置し、成型対象物を成型する形状になっている(
図9(a)参照)。
【0057】
このとき、第1の下板駆動部34のロッド37がシリンダ本体36から繰り出しており(
図1参照)、第1の下板32の収容部用切欠き81が、上下方向において収容部用貫通孔71の後ろ側半分に一致している。また、第2の下板駆動部35のロッド39がシリンダ本体38から繰り出しており、第2の下板33の収容部用切欠き83が、上下方向において収容部用貫通孔71の前側半分に一致している。そして、収容部91の上側の開口は、充填口21aに臨んでおり、下側の開口は、ガイド部材2の下ガイド部22によって塞がれている。
【0058】
スライド部材3が充填位置に配置されると、ノズル100(
図1(b)参照)から成型対象物が吐出され、収容部91に成型対象物が充填される。
次に、スライド駆動部4のロッド42がシリンダ本体41から繰り出して、スライド部材3を前進させる(
図9(b)参照)。これにより、上板31の上面31aは、上ガイド部21に接触しながら前進し、下板32,33の下面32b,33bは、下ガイド部22に接触しながら前進する。
【0059】
このとき、収容部91がガイド部材2の上ガイド部21と下ガイド部22との間を移動し、収容部91の上側の開口から突出した余分な成型対象物が上ガイド部21によって擦り切られる。そして、収容部91内の成型対象物に圧力が加えられ、成型対象物が収容部91の形状に成型される。
【0060】
スライド駆動部4によってスライド部材3がさらに前進すると、収容部91がガイド部材2から抜け出す(
図9(c)参照)。これにより、収容部91内の成型対象物は、上ガイド部21及び下ガイド部22によって加えられていた圧力から開放される。
【0061】
収容部91がガイド部材2から抜け出すと、第1の下板駆動部34のロッド37がシリンダ本体36に繰り込んで、上板31に対して第1の下板32を後退させる。また、第2の下板駆動部35のロッド39がシリンダ本体38に繰り込んで、上板31に対して第2の下板33を前進させる。これにより、第1の下板32及び第2の下板33は、離反して収容部91の下側を広げる。その結果、収容部91は、成型対象物を打抜き可能な形状になる。
【0062】
そして、スライド部材3が打抜き位置に配置されると、2つの下板32,33の上板31に対する移動が完了し、収容部91が打抜き部材5(
図2参照)の下方に位置する(
図9(d)参照)。
【0063】
続いて、打抜き部材5のロッド52がシリンダ本体51から繰り出して、ロッド52の先端部に設けた押圧部53が収容部91内の成型対象物(成型済み)を押圧する。これにより、成型対象物は収容部91から下方へ打抜かれ、スライド部材3の下方に配設されたコンベヤ(搬送部)に載置される。その結果、上下面の縁部が面取りされ、丸みを帯びた形状の成型物を得ることができる。
【0064】
次に、打抜き部材5のロッド52がシリンダ本体51に繰り込んで、押圧部53が上方へ移動する。続いて、スライド駆動部4のロッド42がシリンダ本体41に繰り込んで、スライド部材3の後退を開始する(
図9(e)参照)。このとき、第1の下板駆動部34のロッド37がシリンダ本体36から繰り出して、上板31に対して第1の下板32を前進させる。また、第2の下板駆動部35のロッド39がシリンダ本体38から繰り出して、上板31に対して第2の下板33を後退させる。
【0065】
そして、スライド部材3が充填位置に配置されるまでに、第1の下板32の収容部用切欠き81は、上下方向において収容部用貫通孔71の後ろ側半分に一致する。また、第2の下板33の収容部用切欠き83は、上下方向において収容部用貫通孔71の前側半分に一致する(
図9(f)参照)。これにより、収容部91は、成型対象物を成型する形状になり、ガイド部材2に設けた充填口21aの下方に位置する(
図9(a)参照)。
【0066】
本実施形態の成型装置1によれば、収容部91に成型対象物が充填されたスライド部材3を上ガイド部21と下ガイド部22との間で移動させることにより、収容部91内の成型対象物に圧力を加えて成型を行う。これにより、収容部91に成型対象物を充填する充填位置と、成型された成型対象物を取り出す位置を異ならせることができる。したがって、充填位置では、上方から流し込むだけで成型対象物を収容部91へ充填することができる。そのため、成型対象物を収容部91に充填するための構造を簡単なものにすることができる。
【0067】
一方、成型対象物を取り出す位置では、収容部91の上方に成型対象物を充填するための部材や成型対象物を成型するための部材が配置されない。そのため、収容部91から成型対象物を剥がす(取り出す)部材として、打抜き部材5を用いることができる。したがって、収容部91から成型対象物を剥がす部材を簡単な構造にすることができる。しかも、打抜き部材5を上ガイド部(型)21とは別に設けることができるため、上ガイド部21の構造を簡単なものにすることができる。
【0068】
また、本実施形態の成型装置1によれば、成型対象物の成型後に、第1の下板32及び第2の下板33が収容部91の下側を広げる方向へ移動する。これにより、収容部91の下側が下方に向かうにつれて小さくなる形状(テーパ状)であっても、成型された成型対象物を下方へ打抜いて取り出すことができる。その結果、成型対象物を下側が面取りされた形状に成型することができる。
【0069】
また、本実施形態の成型装置1によれば、収容部91が打抜き位置に到達するまでに、第1の下板32及び第2の下板33の収容部91の下側を広げる方向への移動が完了する。その結果、成型に係るタクトタイムを短くすることができ、生産効率の向上を図ることができる。
【0070】
[変形例]
以上、本発明の成型装置の実施の形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の成型装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0071】
上述の実施の形態では、下板32,33を上板31に対して前進及び後退させる構成とした。しかしながら、本発明に係る第1の下板及び第2の下板としては、収容部の下側を広げることが可能であれば、左右方向、上板の下面に沿った斜め方向に移動させることもできる。また。本発明に係る第1の下板及び第2の下板としては、上板にヒンジを介して結合し、下方へ回動可能させるようにしてもよい。
【0072】
また、上述の実施の形態では、上板31に下板32,33を移動可能に取り付けて、上板31と共に下板32,33が移動する構成とした。しかしながら、本発明に係るスライド部材としては、上板とは別の部材に下板を支持させて、下板を上板に同期させて駆動することもできる。
【0073】
また、上述の実施の形態では、ガイド部材2に充填口21aを設ける構成とした。しかしながら、本発明の成型装置としては、ガイド部材に充填口を設けずに、上ガイド部の外側(側方)に充填位置を設けてもよい。その場合は、充填位置において収容部の下側の開口を閉じる必要がある。上述の実施の形態では、上ガイド部21と下ガイド部22の面積が等しくなっている。そのため、上ガイド部21の側方に充填位置を設けると、収容部91の下側の開口を下ガイド部22で閉じることはできない。そこで、上ガイド部の外側(側方)に充填位置を設ける場合は、下ガイド部を上ガイド部よりも大きくして、下ガイド部が充填位置に張り出すようにする。これにより、収容部の下側の開口を下ガイド部によって塞ぐことができる。
【0074】
また、上述の実施の形態では、スライド駆動部4をシリンダ本体41とロッド42によって構成した。しかしながら、本発明に係るスライド駆動部としては、直動モータを採用してもよい。また、本発明に係るスライド駆動部としては、回転モータとその回転モータの回転力を直線の動きに変換する変換機構によって構成してもよい。なお、回転力を直線の動きに変換する変換機構としては、例えば、送りネジ機構、ラック・ピニオン機構、ベルト送り機構などを挙げることができる。
【0075】
また、上述の実施形態では、下板駆動部34,35をシリンダ本体36,38とロッド37,39によって構成した。また、打抜き部材5の駆動部をシリンダ本体51とロッド52によって構成した。しかしながら、本発明に係る下板駆動部及び打抜き部材の駆動部としては、スライド駆動部と同様に、直動モータを採用してもよく、また、回転モータとその回転モータの回転力を直線の動きに変換する変換機構によって構成してもよい。
【0076】
また、上述の実施の形態では、収容部用貫通孔71及び収容部用切欠き81,83の一部をテーパ状とした。しかしながら、本発明に係る収容部用貫通孔としては、上板の下面から上面にかけて連続的に小さくなるようなテーパ状に形成してもよい。また、本発明に係る収容部用切欠きとしては、下板の上面から下面にかけて連続的に小さくなるようなテーパ状に形成してもよい。
【0077】
また、上述の実施の形態では、上板31と2つの下板32による2層構造によって収容部91を形成した。しかしながら、本発明に係る収容部としては、上板、中板及び下板の3層構造によって形成してよい。そして、上板も下板と同様に、第1の上板及び第2の上板からなり、収容部を広げる方向に移動可能に構成してもよい。これにより、成型対象物の上側も面取りが可能になる。