特許 7477605 食品の成形方法及び成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】食品の成形方法及び成形装置

(51)【国際特許分類】

   A23P 30/25 20160101AFI20240423BHJP

   A23P 20/20 20160101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

A23P30/25

A23P20/20

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022526661

(86)(22)【出願日】2021-05-28

(86)【国際出願番号】 JP2021020349

(87)【国際公開番号】W WO2021241724

(87)【国際公開日】2021-12-02

【審査請求日】2023-02-01

(31)【優先権主張番号】P 2020093987

(32)【優先日】2020-05-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000115924

【氏名又は名称】レオン自動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100123607

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 徹

(72)【発明者】

【氏名】篠宮 吉範

【審査官】宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第３５０１２９３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１３３０３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０６０１１９４（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開平６－１８９６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２９１３２３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００７－０７４９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１１２０５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２３Ｐ ３０／２５

Ａ２３Ｐ ２０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状食品又は薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後の外皮材を、供給装置から下方向に、開閉自在な複数のシャッタ片を備え且つ上下動自在なシャッタ装置の中を通して上下動自在な支持部材の上に供給して下側から支持し、複数のシャッタ片を閉じることによって、棒状食品を切断し又は外皮材の周縁を内包材の上方で封着して、食品に成形する方法において、
前記支持部材の最上昇位置を、食品の目標重量及び前記シャッタ片の厚さに基づいて演算して、前記支持部材の上下動軌跡を決定することを特徴とする方法。

【請求項2】

前記支持部材は、構造上の上下動下端位置を有し、
前記方法は、更に、
前記支持部材の最上昇位置と上下動下端位置との間の距離が、設定された最大上下ストロークを超えない場合、前記支持部材の最下降位置を上下動下端位置に決定して、前記支持部材を最上昇位置と最下降位置の間で上下動させ、
前記支持部材の最上昇位置と上下動下端位置との間の距離が、設定された最大上下ストロークを越えた場合、前記支持部材の最下降位置を、最上昇位置から最大上下ストローク下がった位置に決定して、前記支持部材を最上昇位置と最下降位置の間で上下動させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記支持部材の上下動モデルパターンを選択し、上下動モデルパターンに前記支持部材の最上昇位置と最下降位置を当てはめて、前記支持部材の上下動軌跡を決定することを特徴とする、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

食品の目標重量、前記シャッタ片の厚さ、前記支持部材の最大ストローク、選択された上下動モデルパターン、及び上下動軌跡をひとつの記憶グループとして読み出し可能に記憶することを特徴とする、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

棒状食品を切断して食品に成形することを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載の方法。

【請求項6】

薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後の外皮材の周縁を、内包材の上方で封着して食品に成形することを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載の方法

【請求項7】

食品の目標重量と実際重量を比較し、前記供給装置から供給される棒状食品の供給量を、目標重量と実際重量の差が小さくなるように前記供給装置を調整することを特徴とする、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

請求項１～７の何れか１項に記載の方法を実施する成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品を成形する成形方法及び成形装置に関するものであり、さらに詳細には、棒状食品を切断して食品に成形する際、又は、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する際、容易に、食品の重量の変更に対応して良好な外観形状の食品を成形する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

棒状食品を食品に切断する装置及び方法は、これまでに様々な提案がされている。特許文献１に開示された方法は、多層包被食品の外皮材の皮回りを調節して包被切断する方法である。多層棒状食品を包被切断するにあたり、切断機構部に回動自在に備えたカッター体の回転を制御することで、カッター体で囲まれた整形切断ゲートの縮小速度及び縮小開始タイミングを調整する。また、切断機構の上下動速度及び上下動タイミングを制御することで、多層棒状食品の押出し速度と整形切断ゲートの下降速度との相対速度を調整する。

【0003】

また、特許文献２に開示された装置は、シャッタ上下動用モータ、シャッタ開閉用モータ、受け部材上下動用モータとそれらを制御するモータ制御部を備え、シャッタ開閉用モータの回転を制御することで、シャッタの閉じ開始位置又はシャッタ閉じ動作速度を変更した場合であってもシャッタの閉じ終了位置を常に同じにすることで、包被食品を常に同一の外観形状に包被切断する装置である。

【0004】

また、特許文献３に開示された装置は、包被食品を下側から支持する受け部材の上昇速度及び下降速度を制御する制御装置を備え、シャッタ下面と包被食品上部の接触状態を制御し、包被食品の頭部側への外皮材の誘導量を制御して包被切断を行う装置である。

【0005】

また、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する装置が、例えば、特許文献４に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平０８－１１２０５６号公報

【文献】特開２０１１－０１０５６７号公報

【文献】特開２００４－２０８５２４号公報

【文献】国際公開第２０１６／１３３０３４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

棒状食品を食品に切断して成形する際、又は、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する際に、シャッタ装置の下方で食品を下側から支持する支持部材（特許文献１のコンベヤ、及び特許文献２の受け部材に相当）のシャッタ装置に対する上下方向の位置は、食品の外観形状にとって重要な要素である。例えば、シャッタ装置が供給装置から流下する棒状食品に対して上下動しながら切断動作を行う際に、支持部材はシャッタ装置の上下動に同期しながら上下動して、食品の外観形状を整える。その為、食品重量を変更する際には、それに合わせて支持部材の最上昇位置を変更する必要がある。

【0008】

しかし、特許文献１及び特許文献２の装置では、支持部材の上下位置の変更は切断される食品を確認しながら手動で行われていて、作業効率が悪い。また、食品の性状によって支持部材の動作パターンを変更する必要がある場合、上下カムを交換する必要があった。

【0009】

特許文献３の装置は、支持部材（特許文献３の受け部材に相当）を上下動する制御用アクチュエータを備え、上下動速度を制御しているが、食品重量の大小に対応して支持部材の上下動位置の設定を自動で変更することは考慮されておらず、食品重量の変更に際して、支持部材の上下位置を作業者が食品を確認しながら変更することに変わりはない。

【0010】

本発明は、上記課題を解決するためのもので、棒状食品を食品に切断して成形する際、又は、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する際に、容易に、食品の重量の変更に対応して良好な外観形状の食品を成形することを可能にするもので、それにより、作業者の負担を低減することができ、生産効率を向上することができる食品の成形方法及び成形装置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】

【0011】

本発明は、棒状食品を食品に成形する成形装置であって、前記棒状食品を切断する複数のシャッタ片を開閉自在に備え上下動自在なシャッタ装置と、前記食品を下側から支持する支持部材を上下動自在に備えた支持装置と、前記シャッタ装置及び前記支持装置の動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、入力パラメータを入力する入力部と、前記入力パラメータに基づいて前記支持部材の上下方向の最上昇位置を演算する演算部と、を備えることを特徴とする。

【0012】

また、前記入力部で設定される入力パラメータは、前記食品の目標重量に基づく値であることを特徴とする。

【0013】

また、前記制御装置は、初期設定パラメータを格納する格納部を備え、前記演算部は、前記入力部で選択される前記初期設定パラメータと前記入力部で設定される前記入力パラメータに基づいて前記支持部材の上下方向の前記最上昇位置を演算する構成であることを特徴とする。

【0014】

また、前記初期設定パラメータは、前記支持部材の上下動モデルパターンと、前記シャッタ片の種類であることを特徴とする。

【0015】

また、前記格納部は、前記初期設定パラメータに前記支持部材の最大上下ストロークを有し、前記演算部は、前記最大上下ストロークを閾値として、前記最上昇位置が前記閾値を超えない場合、前記支持部材の最下降位置を上下動下端位置に演算し、前記最上昇位置が前記閾値を超えた場合、前記最下降位置を前記最上昇位置から前記最大上下ストローク分下がった位置に演算する構成であることを特徴とする。

【0016】

また、演算部は、前記上下動モデルパターン、前記最上昇位置及び前記最下降位置に基づいて前記支持部材の上下動パターンを演算する構成であることを特徴とする。

【0017】

また、前記制御装置は、前記演算部の演算結果に基づいて、前記シャッタ装置及び前記支持装置の動作を制御する動作制御部を備えることを特徴とする。

【0018】

また、前記制御装置は、前記初期設定パラメータ、前記入力パラメータ、及び前記演算結果をひとつの記憶グループとして記憶可能で、また記憶した記憶グループを読み出し可能な記憶部を備えることを特徴とする。

【0019】

また、前記成形装置は、内包材供給装置、外皮材供給装置及び重合ノズルを備える棒状食品供給装置を備えることを特徴とする。

【0020】

また、前記制御装置は、前記入力部に前記食品の目標重量を入力すると、前記演算部にて前記棒状食品供給装置の供給量が演算され、前記入力部に前記食品の実際重量を入力すると、前記演算部にて前記目標重量と前記実際重量の差に応じて前記供給量を変更するよう演算され、変更された演算結果に従って前記棒状食品供給装置の動作を制御する供給装置動作制御部を備えることを特徴とする。

【0021】

また、前記成形装置は、シート状の外皮材を搬送する搬送装置、搬送される前記外皮材上に内包材を供給する内包材供給装置、及び前記内包材を中心に前記外皮材を幅方向の一方から巻き上げる巻き上げ装置を備える棒状食品供給装置を備えることを特徴とする。

【0022】

また、本発明は棒状食品を食品に成形する成形方法であって、供給装置にて前記棒状食品を下方向へ供給し、複数のシャッタ片を開閉自在に備え、上下動自在なシャッタ装置にて前記棒状食品を切断するにあたり、前記食品を下側から支持する支持部材の上下方向の最上昇位置を、制御装置の入力部に入力された入力パラメータに基づいて制御することを特徴とする。

【0023】

また、前記入力パラメータは、前記食品の目標重量及び／又は前記シャッタ片の厚さに基づく値であることを特徴とする。

【0024】

また、前記制御装置の格納部は、格納される初期設定パラメータに前記支持部材の上下動モデルパターンを有し、前記上下動モデルパターンと前記入力パラメータに基づいて前記最上昇位置を演算し、前記最上昇位置に基づいて、演算部で演算される上下動パターンにて前記支持部材の上下動を制御することを特徴とする。

【0025】

また、前記格納部は、前記初期設定パラメータに前記支持部材の最大上下ストロークを有し、前記演算部は、前記最大上下ストロークを閾値として、前記最上昇位置が前記閾値を超えない場合、前記支持部材の最下降位置を上下動下端位置に演算し、前記最上昇位置が前記閾値を超えた場合、前記最下降位置を前記最上昇位置から前記最大上下ストローク分下がった位置に演算し、前記支持部材の上下動を制御することを特徴とする。

【0026】

また、前記制御装置に備えた動作制御部は、前記演算部で演算された演算結果に基づいて、前記シャッタ装置及び前記支持装置の動作を制御することを特徴とする。

【0027】

また、前記制御装置に備えた記憶部にて、前記初期設定パラメータ、前記入力パラメータ及び前記演算結果をひとつの記憶グループとして記憶し、記憶した記憶グループを読み出す制御をすることを特徴とする。

【0028】

また、前記成形装置は、内包材供給装置と外皮材供給装置と重合ノズルを備える棒状食品供給装置を備え、前記制御装置に供給装置動作制御部を備え、前記入力部にて入力された前記食品の目標重量に基づいて、前記演算部にて前記棒状食品供給装置の供給量が演算され、前記入力部に入力された前記食品の実際重量に基づいて、前記演算部にて前記目標重量と前記実際重量の差に応じて前記供給量を変更するよう演算され、変更された演算結果に従って前記供給装置動作制御部にて、前記棒状食品供給装置の動作を制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、棒状食品を食品に切断して成形する際、又は、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する際に、食品の重量の変更に対応して装置の設定が自動で変更されるので、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品の重量を変更することが可能になる。また、設定変更が容易に出来るようになるので、作業者の負担を低減することができ、生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の概略的な正面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の概略的な側面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る食品の目標重量と支持部材の最上昇位置の関係を示す概略的なグラフである。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の動作を示す概略的なタイムチャートである。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る成形装置の動作を示す概略的なタイムチャートである。

【図7】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る成形装置の概略的な正面図である。

【図8】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る成形装置の概略的な正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の第１の実施形態に係る成形装置１を、図１乃至図６を参照して説明する。成形装置１を、内包材Ｆの周囲を外皮材Ｄで被覆した棒状食品を切断して食品（包被食品）Ｐに成形する装置として説明する。成形装置１は、箱型のフレーム２と、供給装置３と、シャッタ装置５と、支持装置７と、制御装置９を備える。

【0032】

供給装置３は、フレーム２の上部に配置された内包材Ｆの供給装置１１及び外皮材Ｄの供給装置１３と、フレーム２の正面側（図１における手前側）上部に配置された重合ノズル１５を備え、重合ノズル１５は、内包材Ｆの周囲を外皮材Ｄで被覆した棒状食品ＰＢを下方向に供給するノズル１５Ａを備える。内包材Ｆの供給装置１１は、ホッパ１１Ａと、ホッパ１１Ａの内側底部に回転自在に配置されたスクリュー（図示せず）と、ポンプ１１Ｂと、スクリューを駆動するスクリュー駆動用モータＭ１と、ポンプ１１Ｂを駆動するポンプ駆動用モータＭ２を備える。外皮材Ｄの供給装置１３は、ホッパ１３Ａと、ホッパ１３Ａの内側底部に回転自在に配置されたスクリュー（図示せず）と、ポンプ１３Ｂと、スクリューを駆動するスクリュー駆動用モータＭ３と、ポンプ１３Ｂを駆動するポンプ駆動用モータＭ４を備える。供給装置３の構成は既知であるので、その詳細な説明を省略する。

【0033】

シャッタ装置５は、重合ノズル１５の下方に配置され、複数のシャッタ片１７を開閉自在にかつ上下動自在に駆動するように構成され、重合ノズル１５から下方向に供給される棒状食品ＰＢを切断して食品Ｐにする装置である。シャッタ装置５は、シャッタ開閉駆動機構１９と、上下駆動機構２１を備える。開閉駆動機構１９は、サーボモータ等の開閉駆動用制御モータＭ５を駆動することによって、環状に配置された複数のシャッタ片１７を開閉動作させるように構成され、それにより、複数のシャッタ片１７で形成された開口１７Ａを開閉し、棒状食品ＰＢを切断して食品Ｐにする。上下駆動機構２１は、サーボモータ等の上下駆動用制御モータＭ６と、クランク機構を備え、上下駆動用制御モータＭ６を一定方向に回転させることによって、複数のシャッタ片１７及び開閉駆動機構１９を、クランク機構を介して上下動（上下に往復動）させるように構成される。また、上下駆動用制御モータＭ６の出力軸には、シャッタ装置５が上下の往復動の最上昇位置にあることを感知する近接センサ等のセンサ（図示なし）が配置される。シャッタ装置５の構成は既知であるので、その詳細な説明を省略する。

【0034】

支持装置７は、シャッタ装置５の下方に配置され、棒状食品ＰＢから切断される食品Ｐを下側から支持する支持部材２３と、支持部材２３を上下動（上下に往復動）させる支持部材上下機構２５と、搬送コンベヤ２７と、サーボモータ等の制御電動アクチュエータＭ７と、コンベヤベルト駆動用モータＭ８を備える。

【0035】

支持部材上下機構２５は、フレーム２の正面側下部に配置された軸受３１と、軸受３１に上下動自在に支持された円柱状の２本のシャフト３２と、制御電動アクチュエータＭ７のシャフトの先端に取り付けられたフランジ３３を備える。２本のシャフト３２は、それらの軸線が互いに平行に且つ上下方向に配置され、シャフト３２の上部先端が支持部材２３に連結され、シャフト３２の中間付近の側面がフランジ３３に連結される。従って、制御電動アクチュエータＭ７を駆動してそのシャフトを伸縮させることによって、フランジ３３、２本のシャフト３２、及び支持部材２３は、一体的に上下に往復動されるように構成されている。制御電動アクチュエータＭ７のシャフトが最も縮んでいるときの支持部材２３の位置、即ち、支持装置７における支持部材２３の構造上の最下降位置（図１における支持部材２３の位置）を、以下、上下動下端位置１０Ｊ（図５及び図６参照）と称する。

【0036】

搬送コンベヤ２７は、コンベヤプレート３５と、コンベヤベルト３６と、駆動プーリ３７を備える。コンベヤプレート３５は、フレーム２から正面側に延びる２本のシャフトに取り付けられる。コンベヤベルト３６は、コンベヤプレート３５、駆動プーリ３７、及び支持部材２３に掛け回されている。従って、支持部材２３の上下の往復動に伴って、支持部材２３の上に位置する（言い換えるとシャッタ装置５の下方に位置する）コンベヤベルト３６の部分も上下に往復動する。つまり、支持部材２３は、食品Ｐを、コンベヤベルト３６を介して下側から支持する。コンベヤベルト駆動用モータＭ８は、コンベヤベルト３６を、駆動プーリ３７を介して駆動するように構成されている。コンベヤベルト３６は、成形終了後の食品Ｐを搬送方向Ｒに搬送するように構成されている。

【0037】

制御装置９は、シャッタ装置５の開閉駆動用制御モータＭ５、支持装置７の制御電動アクチュエータＭ７、及び搬送コンベヤ２７のコンベヤベルト駆動用モータＭ８を、シャッタ装置５の上下駆動用制御モータＭ６の回転駆動に同期して駆動するように構成される。

【0038】

また、制御装置９は、コンピュータ等を含み、図３に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）９Ｚと、ＲＯＭ９Ｙと、ＲＡＭ９Ｘと、格納部（手段）９Ａと、入力部（手段）９Ｂと、演算部（手段）９Ｃと、動作制御部９Ｄと、記憶部（手段）９Ｅと、表示部（手段）９Ｆ等を備える。

【0039】

本明細書では、図５等に示すように、切断工程の１サイクルを３６０度で説明する。シャッタ装置５は、開始タイミングＳ０である０度にあるときに、最上昇位置（センサの感知位置）にあり、その後に下降を開始して、開始タイミングＳ０から１８０度進んだＳ１のときに、最下降位置にあり、それから上昇して、開始タイミングＳ０から３６０度進んだ終了タイミングＳ２のときに、再び最上昇位置にある。つまり開始タイミングＳ０と終了タイミングＳ２は、１サイクルの同じタイミングである。

【0040】

格納部９Ａは、初期設定パラメータ（項目）１０Ａを格納するように構成される。初期設定パラメータ１０Ａは、支持部材２３の複数の上下動モデルパターン１０Ｂと、支持部材２３の予め設定された最大上下ストローク１０Ｃと、シャッタ片１７の種類１０Ｎに応じて定められるシャッタ片厚さＴを含む。

【0041】

上下動モデルパターン１０Ｂの各々は、切断工程の１サイクル内における支持部材２３の上昇開始タイミングＳ３と、上昇終了タイミングＳ４と、下降開始タイミングＳ５と、下降終了タイミングＳ６と、上昇及び下降時の移動軌跡演算式を含む。移動軌跡演算式に基づいて演算される支持部材２３の上昇時又は下降時の移動軌跡は、直線、正弦曲線、対数曲線等であってもよいし、それらを組み合わせた軌跡であってもよい。格納部９Ａは、複数の上下動モデルパターン１０Ｂを格納しており、食品の性状や外観形状に合わせて、複数の上下動モデルパターン１０Ｂの１つを選択可能である。

【0042】

最大上下ストローク１０Ｃは、複数の上下動モデルパターン１０Ｂ毎に格納されていてもよいし、複数の上下動モデルパターン１０Ｂに共通していてもよい。後述するように、最大上下ストローク１０Ｃは、閾値として使用される。

【0043】

また、格納部９Ａは、シャッタ片１７の種類１０Ｎを複数格納していると共に、シャッタ片１７の種類１０Ｎ毎のシャッタ片厚さＴを格納している。

【0044】

入力部９Ｂは、例えば、タッチパネルであり、入力パラメータ（値）１０Ｄを入力するように構成される。入力パラメータ１０Ｄは、食品Ｐの目標重量１０Ｅ、選択式のシャッタ片１７の種類１０Ｎ、及び上下動モデルパターン１０Ｂを含む。シャッタ片１７の種類１０Ｎを選択することによって、シャッタ片１７の厚さＴが決定される。

【0045】

演算部９Ｃは、初期設定パラメータ１０Ａ及び入力パラメータ１０Ｄを用いて、演算結果１０Ｆである支持部材２３の最上昇位置１０Ｇ、上下動軌跡（上下動パターン）１０Ｈ、１０Ｐ、及び最下降位置１０Ｍを演算するように構成される。

【0046】

動作制御部９Ｄは、演算部９Ｃで演算した演算結果１０Ｆに基づいて、支持装置７の支持部材２３を上下に往復動する制御電動アクチュエータＭ７の動作を制御する支持装置動作制御部（手段）９Ｇ、供給装置３の動作を制御する供給装置動作制御部（手段）９Ｈ、シャッタ装置５の動作を制御するシャッタ装置動作制御部（手段）９Ｋを備える。

【0047】

記憶部（手段）９Ｅは、初期設定パラメータ１０Ａ、入力パラメータ１０Ｄ、及び演算結果１０Ｆをひとつの記憶グループ１０Ｋとして記憶する。また、記憶グループ１０Ｋのデータは必要に応じて読み出しが可能である。

【0048】

表示部９Ｆは、初期設定パラメータ１０Ａ、入力パラメータ１０Ｄ、及び演算結果１０Ｆ等を表示し、例えば、液晶パネルである。

【0049】

このように構成された成形装置１では、棒状食品ＰＢを、供給装置３から下方向に、開閉自在な複数のシャッタ片１７を備え且つ上下動自在なシャッタ装置５の中を通して上下動自在な支持部材２３の上に供給して下側から支持し、複数のシャッタ片１７を閉じることによって、棒状食品を切断して、食品Ｐに成形する。

【0050】

成形装置１の制御方法について説明する。

【0051】

オペレータは、入力部９Ｂを使用して、格納部９Ａに格納されている複数の上下動モデルパターン１０Ｂのうちの１つと、複数のシャッタ片１７の種類１０Ｎのうちの１つを選択する。オペレータは、さらに、入力部９Ｂを使用して、成形する食品Ｐの目標重量１０Ｅを入力する。

【0052】

演算部９Ｃは、選択されたシャッタ片１７の種類１０Ｎに対応するシャッタ片厚さＴと食品Ｐの目標重量１０Ｅを用いて、支持部材２３の最上昇位置１０Ｇを以下のように演算する。

【0053】

目標重量１０Ｅと支持部材２３の最上昇位置１０Ｇ（食品Ｐの成形高さＰＨに対応する）は、図４に示すように、一次関数の関係にあると考える。本実施形態では、シャッタ片１７の厚さＴが２種類Ｔ１、Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）である場合を説明する。なお、他の実施形態では、目標重量１０Ｅと支持部材２３の最上昇位置１０Ｇの関係を二次関数等の関係にしてもよいし、シャッタ片１７の厚さＴは、３種類以上であってもよい。

【0054】

シャッタ片厚さがＴ１の場合、目標重量１０Ｅを変数Ｘとし、支持部材２３の最上昇位置１０Ｇを変数Ｙとした場合のＸとＹの関係は、図４のグラフＧ１で示される関係にある。この場合の演算式は、Ｙ＝－Ａ１Ｘ＋Ｂ１である。また、シャッタ片厚さがＴ２の場合、目標重量１０Ｅを変数Ｘとし、支持部材２３の最上昇位置１０Ｇを変数Ｙとした場合のＸとＹの関係は、図４のグラフＧ２で示される関係にある。この場合の演算式は、Ｙ＝－Ａ２Ｘ＋Ｂ２である。上記の演算式において、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、は食品の性状によって決まる定数であり、Ｂ１＞Ｂ２の関係にある。演算部９Ｃは、上記のシャッタ片厚さＴに対応する演算式に目標重量１０Ｅを代入して、最上昇位置１０Ｇを演算する。

【0055】

これにより、食品の重量の変更に対応して、良好な外観形状の食品を容易に成形することを可能にし、それにより、作業者の負担を低減することができ、生産効率を向上することができる。

【0056】

次いで、演算部９Ｃは、最下降位置１０Ｍと支持部材２３の上下動軌跡１０Ｈ、１０Ｐとを決定する。以下、上下動下端位置１０ＪのＹ座標を０ｍｍ（ゼロ点）とする。

【0057】

支持部材２３の上下動軌跡１０Ｈ、１０Ｐを決定するにあたり、最上昇位置１０Ｇが比較的高い場合、最上昇位置１０Ｇと上下動下端位置１０Ｊの間で支持部材２３が上下動する時間が長くなり、その結果、生産効率が低下することがある。特に、シャッタ片１７の厚さＴが薄く、食品の目標重量１０Ｅが小さい場合には、最上昇位置１０Ｇが高くなり、生産効率が低下する。このような場合、支持部材２３の上下動の最大上下ストローク１０Ｃを予め設定しておき、最大上下ストローク１０Ｃを閾値とし、最上昇位置１０Ｇと上下動下端位置１０Ｊとの間の距離を閾値と比較して、その結果に応じて支持部材２３の最下降位置１０Ｍを決定するのがよい。

【0058】

まず、最上昇位置１０Ｇが比較的低い場合、即ち、最上昇位置１０Ｇと上下動下端位置１０Ｊとの間の距離が閾値を超えない（最大上下ストローク１０Ｃよりも小さい）場合、演算部９Ｃは、支持部材２３の最下降位置１０Ｍを上下動下端位置１０Ｊに決定する。例えば、最大上下ストローク１０Ｃが６０ｍｍであり、最上昇位置１０Ｇが５０ｍｍの場合、最下降位置１０Ｍを、上下動下端位置１０Ｊ（ゼロ点）である０ｍｍに決定する。引続いて、演算部９Ｃは、最上昇位置１０Ｇと最下降位置１０Ｍを上下動モデルパターン１０Ｂ（特に、移動軌跡演算式）に当てはめて、支持部材２３の上下動軌跡１０Ｈを決定する（図５参照）。

【0059】

次に、最上昇位置１０Ｇが比較的高い場合、即ち、最上昇位置１０Ｇと上下動下端位置１０Ｊとの間の距離が閾値を超える（最大上下ストローク１０Ｃよりも大きい）場合、演算部９Ｃは、支持部材２３の最下降位置１０Ｍを、最上昇位置１０Ｇから最大上下ストローク１０Ｃだけ下がった位置に決定する。例えば、最大上下ストローク１０Ｃが６０ｍｍであり、最上昇位置１０Ｇが７０ｍｍの場合、最下降位置１０Ｍを、上下動下端位置１０Ｊ（ゼロ点）から１０ｍｍ上方の位置に決定する。この場合、支持部材２３の上下ストロークは、最大上下ストローク１０Ｃに一致する。引続いて、演算部９Ｃは、最上昇位置１０Ｇと最下降位置１０Ｍを上下動モデルパターン１０Ｂ（特に、移動軌跡演算式）に当てはめて、支持部材２３の上下動軌跡１０Ｐを決定する（図６参照）。

【0060】

その結果、最上昇位置１０Ｇと上下動下端位置１０Ｊとの間の距離が最大上下ストローク１０Ｃより大きい（閾値を超える）場合、支持部材２３の上下ストロークは、最大上下ストローク１０Ｃに抑制され、それを超えることはない。このようにすることで、生産効率の低下を回避することができる。また、支持部材２３の上下ストロークが大きくなりすぎて、コンベヤベルト３６が上下に大きく揺れてコンベヤベルト３６上の食品Ｐが転倒したり、脱落したりすること等を防止することができる。

【0061】

動作制御部９Ｄのシャッタ装置動作制御部９Ｋは、シャッタ装置５の動作を制御する。また、支持装置動作制御部９Ｇは、最終的に決定された上下動軌跡１０Ｈ、１０Ｐに従って、支持部材２３を上下動させる制御電動アクチュエータＭ７の動作を制御する。更に、動作制御部９Ｄは、食品Ｐの切断が終了して支持部材２３が最下降位置に下降した後、コンベヤベルト駆動用モータＭ８を駆動してコンベヤベルト３６を駆動することによって、食品Ｐを搬送方向Ｒに搬送する。

【0062】

また、制御装置９の演算部９Ｃは、入力部９Ｂに入力された食品Ｐの目標重量１０Ｅに基づいて、供給装置３の供給量、詳細には、内包材供給装置のスクリュー駆動用モータＭ１及びポンプ駆動用モータＭ２の回転数（供給量）と、外皮材供給装置１３のスクリュー駆動用モータＭ３及びポンプ駆動用モータＭ４の回転数（供給量）を演算し設定する。供給装置動作制御部９Ｈは、設定された回転数に従って、供給装置３の各モータＭ１～Ｍ４を制御駆動する。その後、オペレータは、食品Ｐの実際重量１０Ｌを測定して、入力部９Ｂの実際重量１０Ｌ用の入力箇所に手動で入力する。なお、実際重量１０Ｌが自動で測定されて入力部９Ｂに自動で入力されるように構成されてもよい。次いで、演算部９Ｃは、目標重量１０Ｅと実際重量１０Ｌの差を演算し、各モータＭ１～Ｍ４の回転数を、実際重量１０Ｌが目標重量１０Ｅに近づくように演算して再設定する。供給装置動作制御部９Ｈは、再設定された回転数に従って、供給装置３の各モータＭ１～Ｍ４を制御駆動する。これにより、オペレータが食品Ｐの実際重量を目標重量に合わせる作業を容易にし、オペレータ（作業者）の負担を軽減することができる。

【0063】

表示部９Ｆは、入力パラメータ１０Ｄ及び演算結果１０Ｆ等を表示する。記憶部９Ｅは、入力パラメータ１０Ｄ及び演算結果１０Ｆ等を１つのグループ１０Ｋとして記憶することが可能であり、制御装置９は、必要に応じて、１つのグループ１０Ｋを読み出し、それに含まれる入力パラメータ１０Ｄ及び演算結果１０Ｆ等を使用してもよい。１つのグループ１０Ｋは、好ましくは、食品の目標重量、シャッタ片１７の厚さ、支持部材２３の最大ストローク、選択された上下動モデルパターン１０Ｂ、及び上下動軌跡１０Ｈ、１０Ｐを含む。

【0064】

以上のような制御を行うことで、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品Ｐの重量を変更することが可能になり、オペレータ（作業者）の負担を軽減することができる。

【0065】

本発明の第１の実施形態に係る成形装置１を説明したが、次に、成形装置１の供給装置３を別の供給装置５３に置き換えた第１の変形例の成形装置５１を、図７を参照して説明する。成形装置５１は、成形装置１と同様に、食品Ｐ、具体的には、内包材Ｆの周囲を外皮材Ｄで被覆した包被食品を成形する装置である。この説明において、第１の実施形態に係る成形装置１と同様の機能を有する構成には同様の符号を付し、重複した説明を省略する。成形装置５１は、供給装置５３と、シャッタ装置５と、支持装置７と、制御装置９を備える。

【0066】

供給装置５３は、シート状の外皮材Ｄを搬送方向Ｒに搬送する搬送コンベヤ５５と、搬送コンベヤ５５上方に配置され且つ内包材Ｆを外皮材Ｄ上に供給する内包材供給装置５７と、内包材供給装置５７の下流側に配置され且つ内包材を芯材にして外皮材を一方の側方から巻き上げる巻き上げ装置５９を備える。それにより、内包材Ｆの周囲を外皮材Ｄで被覆した棒状食品ＰＢが、搬送コンベヤ５５の下流端部から下方向に供給される。シャッタ装置５は、搬送コンベヤ５５の下流端部の下方に配置され、支持装置７は、シャッタ装置５の下方に配置される。支持装置７は、直列に配置された２つのコンベヤ、即ち、シャッタ装置５の下方に配置されるコンベヤ４１と、その下流に配置される搬送コンベヤ４３を備える。支持部材２３は、コンベヤ４１のコンベヤプレートによって構成される。コンベヤ４１（支持部材２３）は、支持部材上下機構２５によって上下に往復動されるように構成される。

【0067】

第１の変形例の成形装置５１においても、第１の実施形態に係る成形装置１と同様、制御装置９が支持部材上下機構２５を介して支持部材２３の上下動の制御を行うことによって、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品Ｐの重量を変更することが可能になり、オペレータ（作業者）の負担を軽減することができる。

【0068】

次に、成形装置１における支持装置７を搬送方向Ｒに連続する２つのコンベヤに置き換えた第２の変形例の成形装置１０１を、図８を参照して説明する。この説明において、第１の実施形態に係る成形装置１と同様の機能を有する構成には同様の符号を付し、重複した説明を省略する。成形装置１０１は、成形装置１と同様、供給装置３と、シャッタ装置５と、支持装置７と、制御装置９を備える。

【0069】

支持装置７は、直列に配置された２つのコンベヤ、即ち、シャッタ装置５の下方に配置されるコンベヤ４５と、その下流に配置される搬送コンベヤ４７と、棒状食品ＰＢから切断される食品Ｐを下側から支持する支持部材２３と、支持部材２３を上下動（上下に往復動）させる支持部材上下機構２５等を備える。コンベヤ４５のコンベヤベルトは、支持部材２３に掛け回され、支持部材２３の上下の往復動に伴って、支持部材２３の上に位置するコンベヤベルトの部分も上下に往復動する。

【0070】

第２の変形例の成形装置１０１においても、第１の実施形態に係る成形装置１と同様、制御装置９が支持部材上下機構２５を介して支持部材２３の上下動の制御を行うことによって、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品Ｐの重量を変更することが可能になり、オペレータの負担を軽減することができる。

【0071】

本発明の実施形態に係る成形装置の説明は概ね上記のとおりであるが、これに限らず特許請求の範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0072】

上記説明した成形装置において、演算した上下動軌跡１０Ｈ、１０Ｐに従って、支持部材２３の上下動を制御したが、上下動軌跡をいったん演算した後、生産しながら入力部９Ｂに異なるパラメータを入力して、支持部材２３の上下動軌跡を変更及び調整してもよい。

【0073】

また、図５又は図６に示す支持部材２３の上下動軌跡１０Ｈ又は１０Ｐを、シャッタ装置５の上昇端位置（開始タイミングＳ０）に対して、図５又は図６における横方向に移動させる（位相をずらす）ように調整してもよい。

【0074】

上記の実施形態では、食品Ｐを、内包材Ｆの周囲を外皮材Ｄで被覆した棒状食品を切断及び包被することによって成形した包被食品として説明したが、食品Ｐは、外皮材Ｄのみからなる棒状食品をすることによって成形した食品であってもよい。かかる食品においても、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品の目標重量を変更することが可能になる。

【0075】

また、上記の実施形態では、成形装置を、棒状食品を切断等して食品に成形する成形装置として説明したが、薄片状の外皮材の上面に内包材を配置した後で薄片状の外皮材の周縁を内包材の上方で封着して食品に成形する成形装置とすることも可能である。この場合、上記実施形態の成形装置１において、供給装置が変更され（特許文献４参照）、シャッタ装置は、上面に内包材を配置した薄片状の外皮材を複数のシャッタ片で封着する封着装置として用いられる。この成形装置においても、良好な外観形状を維持したまま、容易に、食品の目標重量を変更することが可能になる。

【0076】

上記の実施形態では、支持装置をコンベヤとして説明したが、それに限られるものではなく、例えば、トレイ支持部材に支持されるトレイをシャッタ装置の下方に配置し、トレイ支持部材を上下方向、かつ水平方向に移動させる機構（ロボットアーム等が例示される）を備える支持装置とすることも可能である。

【0077】

上記の実施形態では、演算結果に基づいて成形装置の動作制御を行う説明をしたが、演算結果を表示して、装置の設定変更は手動で行っても良い。その場合でも、表示部に表示された通りに入力部に入力をすればよく、従来に比べて作業効率は向上する。

【符号の説明】

【0078】

１、５１、１０１ （包被食品の）成形装置
３、５３ 供給装置
５ シャッタ装置
７ 支持装置
９ 制御装置
１７ シャッタ片
２３ 支持部材
９Ａ 格納部
９Ｂ 入力部
９Ｃ 演算部
９Ｄ 動作制御部
１０Ａ 初期設定パラメータ
１０Ｂ 上下動モデルパターン
１０Ｄ 入力パラメータ
１０Ｆ 演算結果
１０Ｇ （支持部材２３の）最上昇位置
１０Ｈ 上下動軌跡
１０Ｐ 上下動軌跡
Ｄ 外皮材
Ｆ 内包材
Ｐ 食品
ＰＢ 棒状食品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】