図を参照しながら、本発明にかかる実施� ��について説明する。図1は、本発明にかかる 第1実施例であり、食品成形装置としての包� �ん機1の正面図を示したものである。この包� ��ん機1は、箱状のフレーム3を備えており、� �のフレーム3の上部には内包材供給部5と、外 皮材供給部7を備えている。内包材供給部5は� ��例えばあん等のごとき食品材からなる内包� ��を供給するための装置であり、外皮材供給� ��7は、例えば饅頭生地やパン生地等のごとき 食品材からなる外皮材を供給するための装置 である。

 内包材供給部5と外皮材供給部7から吐出� �れた内包材と外皮材は、内包材供給部5と外� ��材供給部7の前方下方に配置されたノズルと しての重合ノズル9へ供給される。この重合� �ズル9は、内包材供給部5から供給された内包 材の周囲を、外皮材供給部7から供給された� �皮材で覆うことによって2重構造になった棒� ��の食品材を下方へ吐出するものである。

 なお、ここでは、棒状の食品材を内方材� ��よび外皮材からなる2重構造として説明する が、これに限らず、棒状の食品材は、1種あ� �いは3種以上の材料からなるものであっても� ��く、更には、多重構造ばかりではなく多層� ��造からなるものであっても良い。

 ここで説明した内包材供給部5、外皮材供 給部7、および重合ノズル9は、公知の構成の� ��のでも良いため、これら内包材供給部5、外 皮材供給部7、および重合ノズル9の構成、作� ��についての詳細な説明は省略する(例えば、 特開2002-45109参照)。

 重合ノズル9の下側には、重合ノズル9か� �吐出される棒状の食品材を包被切断するた� �の複数のシャッター片11からなるシャッター 組立体12を備えた包被切断装置13が上下動自� �に配置されている(図4参照)。

 この包被切断装置13は、リング状のケー� �ング20を備えており、このケーシング20内に� ��同一円周上に等間隔に複数の枢軸21が回転� �在に設けられている。この各枢軸21には、シ ャッター片11が連動連結してあって、各枢軸2 1が正逆方向に回転することにより、各シャ� �ター片11によって囲まれ、その中央部に形成 された開口部14を開閉作動するように構成し� ��いる。なお、各枢軸21が正逆回動すること� �よって各シャッター片11が形成する開口部を 開閉作動させる構成は公知であって、種々の 構成のものを採用し得るものであるから、こ こではその詳細については説明を省略する(� �えば、特開平11-285371参照)。

 また、この包被切断装置13の下方には、� �被切断装置13によって包被切断された包被食 品15を受け取るための支持部材が配置されて� ��る。ここでは、この支持部材の1実施例とし てコンベア17が使用されている。このコンベ� ��17は無端回動するベルト16を備え、包被切断 装置13によって包被切断された包被食品15を� �工程へ搬送するために設けられているもの� �ある。コンベア17の、包被切断装置13の下方� ��位置する部分にあるベルト16は、上下動自� �の昇降部材19によって下方から支持され、上 下動するように設定されている。

 従って、棒状の食品材から切断された包� ��食品15は、その底部を支持部材で支持され� �がら、切断装置としての包被切断装置によ� �切断され、略球状の食品に成形される。

 次に、包被切断装置13の各シャッター片11 を開閉駆動する機構、並びに包被切断装置13� ��支持部材(コンベア17)の昇降部材19を上下駆� ��する機構について図2、3に基づいて順次詳� �に説明する。

 図2は、第1実施例に係る包あん機1の内部� ��左側方から見た側方断面図を示したもので� ��る。また、図3は、第1の実施例に係る包あ� �機1の内部を後方から見た縦断面図を示した� ��のである。

 包被切断装置13の各シャッター片11を開閉 駆動する機構、並びに包被切断装置13と昇降� ��材19を上下駆動する機構は全て回転軸41の運 動によって駆動される。そして、この回転軸 41は、自らが回転運動することによって上下� ��するようになっている。

 最初に、回転軸の駆動方法について説明� ��る。

 回転軸41には、回転軸41を回転駆動させる ための駆動モータ43が取り付けられている。� ��の駆動モータとしては、回転軸41を回転駆� �できるものであればどのようなものであっ� �もよいが、例えば、中空の直交出力軸を有� �る減速機付モータを直接回転軸41に取り付け るようにしても良い。更に、垂直軸49の下端� ��は、連結板46により回転軸41と連結されてお り、回転軸41は、ベアリングなどの軸受け50� �介して連結板46に対して回転可能に軸支され ている。

 この駆動モータ43は可動板45に固定され、 可動板45には、例えば、2本の垂直軸49が取り� ��けられている。この2本の垂直軸49は包あん� ��本体のフレーム3に取り付けられた固定ブロ ック47に設けられた2箇所の円筒状孔と嵌合し 、上下方向摺動自在に配置されている。また 、包あん機1の前側に相当する可動板45の側端 面には包被切断装置13が着脱可能に固定され� ��いる。

 従って、一体的に組み立てられた包被切� ��装置13、可動板45、駆動モータ43、および回� ��軸41は、可動板45に固定された垂直軸49と固� ��ブロック47の嵌合部を介して、上下方向移� �自在になっている。

 次に、回転軸41の回転運動により切断装� �としての包被切断装置13を上下動させるよう にした切断装置上下駆動機構としての包被切 断装置上下駆動機構100について説明する。

 回転軸41の駆動モータ43が取り付けられた 位置の下方には、第1カム51が取り付けられて いる。また、前記固定ブロック47には第1カム フォロアー53が固定されており、この第1カム 51のカム曲面51Aと第1カムフォロアー53とが直� ��接触するようになっている。図2、3には、� �1カム51として端面カムを図示しているが、� �れに限定されるものではなく円筒溝カムや� �筒リブカム等のカム要素を使用することも� �能である。

 回転軸41が回転すると回転軸41に軸止され た第1カム51も回転軸41と一体となって回転す� ��。このとき、第1カムフォロアー53は固定ブ� ��ック47に固定され静止点として機能するた� �、第1カム51と回転軸41とは、第1カム51のカム 曲面51Aに従って一体となって上下運動を行な うことになる。

 なお、上述したように、包被切断装置13� �可動板45、駆動モータ43、および回転軸41は� �可動板45に固定された垂直軸49と固定ブロッ� ��47の嵌合部を介して、上下方向摺動自在に� �っていることから、ここで説明した包被切� �装置上下駆動機構100の作用によって、包被� �断装置13は回転軸41の回転運動と同期しなが� ��、一体となって上下運動を行なうようにな� ��ている。

 次に、図4に基づき回転軸41の回転運動に� ��り切断装置としての包被切断装置13を開閉� �動するための切断装置開閉機構としての包� �切断装置開閉機構110について説明する。

 図4は、第1の実施例に係る包あん機の包� �切断装置13と包被切断装置開閉機構110を上方 から見た平面図を示したものである。

 包被切断装置13の各シャッター片11からな るシャッター組立体12の中央部に形成された� ��口部14を開閉作動するための機構の例とし� �は以下のようなものがある。すなわち、包� �切断装置13のケーシング20内には、開閉レバ� ��23を一体的に備えた開閉軸25が回動自在に設 けられている。この開閉軸25とケーシング20� �同一円周上に等間隔に配置された複数の枢� �21とは、例えばギアあるいは互いに拘束し合 う各シャッター片11を介することによって適� ��に連動連結してある。そして開閉レバー23� �揺動させることにより、開閉軸25を回動させ それによって各シャッター片11が連動して、� ��ャッター組立体12の中央部に形成された開� �部14が開閉作動する。このような、開閉レバ ー23を揺動させることによって開口部14を開� �作動させる機構は前にも述べたように公知� �あるため詳細な説明は省略する(例えば、特� ��平11-285371参照)。

 従って、ここでは、包被切断装置開閉機� ��110とは開閉レバー23に揺動運動を与えるた� �の機構を意味するものと定義して、以下に� �の詳細について説明することにする。

 図4に示すように、回転軸41の上端にはカ� ��(原節)として機能する円板状のカム板65が軸 止されている。また、このカム板65の中心、� ��まり、回転軸41の軸心から偏心した位置に� �心突起67が回転自在に取り付けられている。 一方前述した可動板45の上面には固定軸61が� �り付けられ、この固定軸61には揺動板63が回� ��自在に軸支されている。この揺動板63の一� �側には所定の曲線形状を有する貫通溝69が設 けられている。この貫通溝69は、前述した偏� ��突起67が入り込み、偏心突起67の側面と貫通 溝69の側面とが直接接触するようになってい� ��。従ってこの貫通溝69は、従節として機能� �るものである。また、揺動板63の他端側には 連結ロッド71の一端が回動自在に結合されて� ��る。この連結ロッド71の他端は前述した開� �レバー23の先端と回動自在に連結されている 。

 回転軸41が回転運動を行なうと、回転軸41 の上端に軸止されたカム板65が回転軸41と一� �になって回転する。これによってカム板65に 取り付けられた偏心突起67が回転軸41の軸心� �ら所定距離偏心した位置を回転運動(偏心回� ��)することになる。この偏心突起67は上述し� ��揺動板63の貫通溝69内を直接接触しながら摺 動移動するようになっている。そして、この 貫通溝69の形状は回転軸41の回転運動により� �揺動板63が所定の揺動角で揺動運動を行なう ような曲線形状に設定してある。従って、原 節となる偏心突起67の偏心回転と、従節とな� ��所要形状を有する貫通溝69から構成される� �ム機構により揺動板63は固定軸61の軸心を中� ��に所定の揺動角を持った揺動運動を行なう� ��この揺動板63の揺動運動により揺動板63の他 端側に取り付けられた連結ロッド71を介して� ��包被切断装置13に取り付けられた開閉レバ� �23を揺動運動させ、その結果包被切断装置13� ��中央開口部14が開閉運動を行なうようにな� �ている。

 この実施例においては、回転軸41が1回転� ��る毎に開閉レバー23が1往復の揺動運動を行� ��い、その結果包被切断装置13は1回の開閉動� ��を行なうようになっている。

 なお、前述したように包被切断装置13、� �動板45、駆動モータ43は回転軸41と一体とな� �て上下動するようになっているため、ここ� �説明した包被切断装置開閉機構110もこれら� �一体になって上下動するようになっている� �また、上下動する前記各機構は、回転軸41が 1回転する毎に1回の上下動作を行うようにな� ��ている。

 次に、図2,3に基づき、回転軸41の回転運� �により支持部材(コンベア17)に備えられた昇� ��部材19を上下動させるようにした支持部材� �下駆動機構120について説明する。

 支持部材上下駆動機構120の第2カム81は包� ��切断装置上下駆動機構100の第1カム51の下方� ��置に、回転軸41に上下動自在に軸支されて� �る。また、前記フレーム3の内側前方に固定� ��31が取り付けられ、この固定軸31には揺動レ バー32の一端が回動自在に軸支されている。� ��らに、揺動レバー32の他端には、二股状の� �ーム33、34が平行に突起している。第2カム81� ��対峙するアーム33には、第2カムフォロアー8 3が取り付けられている。この第2カムフォロ� ��ー83は、第2カム81のカム曲面81Aと直接接触� �るようになっている。また、もう一方のア� �ム34には、長円形の貫通溝35が形成され、こ� ��貫通溝35内に、昇降部材19の下端部に取り付 けられた第3カムフォロアー36が直接接触しな がら摺動移動するようになっている。また、 第3カムフォロアー36の軸部36Aと、フレーム3� �内側前方の下方に取り付けられた係止部材37 との間に引っ張りバネ38が張られ、昇降部材1 9が常に下方に引っ張られるように付勢され� �いる。

 図2、3には、第2カム81として端面カムを� �示しているが、これに限定されるものでは� �く円筒溝カムや円筒リブカム等のカム要素� �使用することも可能である。

 一方、包あん機1本体のフレーム3の前方� �側にはハンドル85が設けられている。このハ ンドル85には、スクリュー・ロッド87の一端� �連結されている。このスクリュー・ロッド87 は、フレーム3の前方外側に取り付けられた� �ーシング84の内側に回転自在に支持されてい る。そして、スクリュー・ロッド87の他端側� ��は、スクリュー・ロッド87のネジ部に螺合� �る内ネジ部を備えたスクリュー・ロッド・� �ポート88が前記ケーシング84の内側に摺動可� ��に支持されている。また、スクリュー・ロ� ��ド・サポート88の一端部は、フレーム3の内� ��において、L字状レバー89の一方のアーム89A� ��摺動部材90を介して連結されている。このL� ��状レバー89の略中央部に位置する角部89Bは� �記フレーム3に回動自在に固定されており、L 字状レバー89の他方のアーム89Cは、連結部材8 9Dを介して2つの支持メンバー91が対向するよ� ��に設けられている。そして、この2つの支持 メンバー91の先端部(角部89Bの反対側)の内側� �各々第4カムフォロアー92が取り付けられて� �る。この第4カムフォロアー92の上に前記第2� ��ム81の底面81Bが載るようになっている。従� �て、第2カム81は、ハンドル85を回転すること により、L字状レバー89を介して、上下方向に 位置決めがなされるようになっている。

 回転軸41が回転運動を行なうと、回転軸41 に軸支された第2カム81も回転軸41と一体とな� ��て回転する。このとき、第2カムフォロアー 83は第2カム81のカム曲面81Aに直接接触するこ� ��になるので、カム曲面に沿って上下動する� ��とになる。この第2カムフォロアー83の上下� ��に合わせて、第2カムフォロアー83が取り付� ��られた揺動レバー32を介して昇降部材19も一 緒に上下動する。従って昇降部材19の上方に� ��置された支持部材(コンベア17)の、昇降部材 19が配置されている包被切断装置13の下方に� �置する部分のベルト16は、昇降部材19の動き� ��あわせて上下動することになる。

 なお、ここでは支持部材上下駆動機構120� ��して、カムとカムフォロアーを使用した機� ��について説明したが、これに限定されるも� ��ではない。支持部材上下駆動機構120として� ��、例えばカムとレバーを使用した機構やカ� ��とリンクを使用した機構で構成することも� ��きる。

 次に支持部材(コンベア17)が上下動する範 囲を調整する方法について説明する。

 前述したハンドル85を回転させてスクリ� �ー・ロッド87を出し入れするとL字状レバー89 がその略中央部に位置する角部89Bを中心にし て揺動する。そうすることによってL字状レ� �ー89のアーム89Cである2本の支持メンバー91が 上下動され、これによって第2カム81の高さ方 向の位置決めが行なわれるようになっている 。第2カム81の高さ方向の位置が決まると昇降 部材19が第2カム81のカム曲面81Aにならって上� ��動することにより、支持部材(コンベア17)が 上下動する範囲、即ち支持部材(コンベア17)� �上下運動の上死点と下死点の位置がそれぞ� �決定されることになる。

 また、本実施例においては、昇降部材19� �上下動する最下死点は、昇降部材19の上部下 面19Aが昇降部材19を摺動自在に支持するガイ� ��部材18の上面18Aに当接する位置となってい� �。しかしながら、例えば、昇降部材19を所定 高さ以下に下げないようにするためのストッ パーをフレーム3に設けるようにしておけば� �支持部材(コンベア17)の上下運動における下� ��点が所定位置以下に下がることがないよう� ��することもできる。

 次に、本発明にかかる第2実施例について 図面を用いて説明する。図5は、第2の実施例� ��係る包あん機1のフレーム3の内部を左側方� �ら見た側方断面図を示したものである。こ� �では、前記第1実施例の構成と同一の効果を� ��する構成要素には同一符号を付することと� ��て重複した説明は省略する。

 第2の実施例においては、駆動モータ44を� ��レーム3の内側底部に取り付け、駆動モータ 44の出力軸と回転軸41をカップリング42にて連 結することにより、回転軸41をフレーム3の内 部で上下動することなく回転駆動するものと して構成している。駆動モータ44自身を上下� ��しないことにより、駆動モータ44に掛かる� �荷を低減することが可能となる。

 包被切断装置上下駆動機構100に備えられ� ��第1カム51は、回転軸41の軸方向に摺動可能� �軸支されている。また、第1カム51の下面に� �成されたカム曲線51Aと固定ブロック47に固定 された第1カムフォロアー53とが直接接触する ようになっている。さらに、第1カム51の上端 部には、ベアリング48を介して可動板45が取� �付けられており、第1実施例と同様な包被切� ��装置開閉機構110が設けられている。

 また、固定ブロック47の下面には、連結� �46が取り付けられている。また、回転軸41は� ��ベアリング50などの軸受けを介して連結板46 と連結されており、回転軸41が連結板46に対� �て回転可能に軸支されている。

 このように構成された包被切断装置上下� ��動機構100において、回転軸41を駆動モータ44 により回転させることにより、第1カム51は回 転すると共に、第1カム51のカム曲線51Aの形状 に従って回転軸41の軸方向に沿って上下運動� ��行なうようになっている。したがって、第1 カム51と一体的に組み立てられた包被切断装� ��開閉機構110及び包被切断装置13は、回転軸41 が1回転する毎に1回の上下運動を行なうもの� ��ある。

 また、昇降部材19を上下動する支持部材� �下動機構12は、第1実施例と同様な機構であ� �、回転軸41がフレーム3に対して上下運動を� �なわない場合においても第一実施例と同様� �使用することが可能である。

 以上実施例に基づいて説明してきたよう� ��、本発明においては、1台の駆動モータを使 用して1の回転軸を回転駆動し、この回転軸� �回転運動に同期させて、包被切断装置の開� �、並びに包被切断装置と支持部材の上下動� �駆動制御し、さらには、回転軸自身を包被� �断装置と一体的に上下動させるという新し� �技術思想を取り入れている。そして、支持� �材上下駆動機構と包被切断装置開閉機構は� �回転軸の回転運動を動力源として駆動され� �ようになっている。また、包被切断装置と� �被切断装置開閉機構の上下方向の運動は、� �転軸の回転運動を動力源として上下運動す� �包被切断装置上下駆動機構により駆動する� �うになっている。さらには、回転軸を包被� �断装置上下駆動機構の第2カムと一体的に軸� ��することにより、回転軸を上下動するよう� ��なっている。

 このような構成にすることによって、本� ��明にかかる食品成形装置としての包あん機� ��は、包被切断装置の開閉機構と包被切断装� ��とを一体的に同期させながら上下動させる� ��とができると共に、これらの上下動に加え� ��支持部材の上下動を1台の駆動モータで駆動 制御できるようになっている。また包被切断 装置の開閉、ならびに包被切断装置と支持部 材の上下動を行なわせる機構部分にカム要素 を取り入れることによって機構部分を大幅に 簡素化したものとしている。

 更に、1台の駆動モータで上述した全ての 機構部を駆動させるようにしているため、複 数の駆動モータを同期制御する等の複雑な制 御システムを採用する必要がなく、制御シス テムのコスト低減をも実現している。

 また、支持部材の上下動の位置調整機構� ��簡素化でき、さらには、回転軸の上下動す� ��位置に関係することなく、製造する製品毎� ��最適な支持部材の上下動を実現できるよう� ��している。

 なお、上記説明から理解できるように、� ��発明にかかる上記構成は、包あん機に限ら� ��、棒状の食品材から略球状の食品を切断成� ��する食品成形装置全般に備えることが可能� ��あり、上記構成を包あん機に備えた場合と� ��様な効果を奏することができるものである� ��