JP5777480B2 - ３本ローラー式菓子生地充填機 - Google Patents

Description

本発明は、３本ローラー式生地充填機に係り、より詳しくは、クッキー生地のように比較的硬い生地や柔らかい生地などの多様な菓子生地に対応でき、それらの生地を傷めずに、また生地の吐出量を安定させることができる３本ローラー式生地充填機に関する。

菓子類の生地充填機には、２本ローラー式、３本ローラー式、４本ローラー式などがある。
２本ローラー式は、圧力が口金に直接掛かるので、抵抗により圧力が上に逃げる傾向があり、ローラーの回転数を上げると生地にストレスがかかり生地が荒れやすくなる。
４本ローラー式には、機構が複雑になり、コストがかかり、清掃がしにくいという欠点がある。
３本ローラー式は、２本ローラー式と比較すると、下部から口金までの容量が小さく、圧力が逃げ、口金の抵抗も少ないため、一定の割合で口金に直接生地の圧力がかかる。

しかし、比較的硬い生地の場合、生地の引き込み力が弱く、ホッパー下部とローラー間で生地滞留が起こり易く、多様な生地の充填や高速充填（８０〜２００回／分）での安定した充填が困難等の問題点があった。

特開平９−１７２９３８号公報

本発明は、上記問題点解決のためになされたものであって、本発明の目的は、
幅方向の均等な生地充填が可能であり、ホッパー内の生地滞留を防ぎ、生地にストレスを与えることなく多様な生地への対応ができる３本ローラー式生地充填機を提供することにある。

本発明による３本ローラー式菓子生地充填機は、３本の異なる直径の生地充填ローラーからなる３本ローラー式生地充填機であって、生地が投入されるホッパーと、該ホッパー下部のハウジングと、該ハウジング内に収納された直径が１６０ｍｍ以上の大径ローラーと、直径が１１０乃至１４０ｍｍの中径ローラーと、直径が１１０ｍｍ以下の小径ローラーと、前記ハウジング下部に装着され、前記大中小径ローラーの軸心方向の複数個からなる生地充填用の口金と、前記大中小径ローラーの駆動用電動機と、を含み、前記大中小径ローラーの駆動用電動機は、前記大、小径ローラーの駆動用サーボ電動機と、前記中径ローラーの駆動用サーボ電動機からなり、前記大、小径ローラーは、前記大、小径ローラーの駆動用サーボ電動機から歯車を介して個別に駆動され、前記中径ローラーは、前記中径ローラーの駆動用サーボ電動機から歯車を介して駆動され、前記各ローラーの水平方向の位置関係は、前記中径ローラーの軸心が前記大径ローラーの軸心より上に位置し、前記中径ローラーの外周の最上部が前記大径ローラーの最上部より上に位置し、前記小径ローラーの軸心が前記大径ローラーの軸心より下に位置し、前記小径ローラーの外周の最下部が前記大径ローラーの最下部より下に位置し、前記大径ローラーと前記中径ローラー間の生地引込み角度は、前記ハウジング内で許容される最大値とし、前記大径ローラーと前記中径ローラーの軸心を結ぶ直線上での前記大径ローラーと前記中径ローラーの外周の間隔と、 前記大径ローラーと前記小径ローラーの軸心を結ぶ直線上での前記大径ローラーと前記小径ローラーの外周の間隔との比は１．５〜２．０：１であり、前記中径ローラーは前記小径ローラーの外周と接触状態であり、前記中径ローラーと前記小径ローラーは回転方向が同じで、前記大径ローラーは、前記中径ローラーと前記小径ローラーの回転方向とは逆であり、前記大径ローラーと前記小径ローラーは、同一の周速で回転され、前記中径ローラーは、前記大径ローラーと前記小径ローラーと同一の周速または生地の種類、特性などにより前記大径ローラー及び前記小径ローラーの周速と異なる周速で回転され、前記生地引込み角度は、前記３本ローラー式生地充填機の生地進行方向の断面において、前記大径ローラー側の前記ホッパーと前記ハウジングの結合点から前記大径ローラーの外周に引いた接線と、前記中径ローラー側の前記ホッパーと前記ハウジングの結合点から前記中径ローラーの外周に引いた接線とのなす角度であることを特徴とする。

前記生地充填用の口金は、前記大中小径ローラーの軸心方向の生地の流れを前記軸心方向に分流させる複数個の仕切りガイドを含むことを特徴とする。

本発明によれば、各ローラー径を大きくして大・小ローラー用および中ローラー用２系統の駆動系統とすることにより生地引込み力が改善され、硬い生地にも対応できるため多種の生地に対応できるようになった。
また、生地を傷めずに、幅方向の均等な生地充填が可能であり、生地吐出量の安定化と高速充填ができる効果が得られる。

本発明の３本ローラー式生地充填機の全体図である。 本発明の３本ローラー式生地充填機のホッパー及びローラー部の生地進行方向の断面図である。 本発明の３本ローラー式生地充填機の仕切りガイド及び口金部の生地流れを示す図である。 本発明の３本ローラー式生地充填機の駆動系を示す図である。

本発明は、３本の異なる直径の生地充填ローラーからなる３本ローラー式生地充填機であって、生地が投入されるホッパー１と、ホッパー１下部のハウジング２と、生地充填用の口金３と、生地を送り出す大中小のローラー４，５．６から構成されている。
大中小のローラー４，５．６は、ハウジング２内に収納され、大径ローラー４の直径は１６０ｍｍ以上、中径ローラー５の直径は１１０乃至１４０ｍｍ、小径ローラー６の直径は１１０ｍｍ以下のものを使用する。

各ローラーの水平方向の位置関係については、中径ローラー５の軸心が大径ローラー４の軸心より上に位置し、中径ローラー５の外周の最上部が大径ローラー４の最上部より上に位置するようになっている。
そして、小径ローラー６の軸心は大径ローラー４の軸心より下に位置し、小径ローラー６の外周の最下部が大径ローラー４の最下部より下に位置するようになっている。

大径ローラー４と中径ローラー５間の生地引込み角度は、ハウジング１内で許容される最大値とする。
生地引込み角度は、３本ローラー式生地充填機の生地進行方向の断面である図２において、大径ローラー４側のホッパー１とハウジング２の結合点から大径ローラー４の外周に引いた接線と、中径ローラー５側のホッパー１とハウジング２の結合点から中径ローラー５の外周に引いた接線とのなす角度である。
この生地引込み角度が大きいとホッパー１から流入して大径ローラー４と中径ローラー５の間を通過する生地がストレスを受けることなく下方に流れやすくなる。

大径ローラー４と中径ローラー５の軸心を結ぶ直線上での大径ローラー４と中径ローラー５の外周の間隔と、 大径ローラー４と小径ローラー６の軸心を結ぶ直線上での大径ローラー４と小径ローラー６の外周の間隔と、の比は１．５〜２．０：１であり、中径ローラー５は小径ローラー６の外周と接触状態としている。
上記大径ローラー４と中径ローラー５の間隔と大径ローラー４と小径ローラー６の間隔比を１．５〜２．０：１に保つことにより、ホッパー１から大径ローラー４と中径ローラー４の間を流下してきた生地はストレスを受けることなく円滑に下方に流れることができる。

大径ローラー４と小径ローラー６は、同一の周速で回転され、大径ローラー４と中径ローラー５の間を流下してきた生地は大径ローラー４と小径ローラー６の周速差によるストレスを受けることがない。
中径ローラー５も、大径ローラー４及び小径ローラー６と同一の周速でホッパー１から大径ローラー４と中径ローラー４の間を流下する生地にストレスを与えないようになっているが、生地の種類が変わる場合や、時間経過により粘度、比重が変化する場合は円滑に生地の引き込みを行うために大径ローラー４及び小径ローラー６とは独立に中径ローラー５の周速を変更できるようにしている。

ホッパー１から落下する生地１２は、大径ローラー４と中径ローラー５の間と、大径ローラー４と小径ローラー６の間を通過して口金３から吐出される。
生地充填用の口金３の上流側には、大中小径ローラー４，５，６の軸心方向の生地の流れを軸心方向に分流させる複数個の仕切りガイド１１が設けられ、大径ローラー４と小径ローラー６の間を通過した生地はガイド１１によって分流された後、口金３から吐出される。

大中小径ローラー４，５，６は、大、小径ローラーの駆動用電動機７と、中径ローラーの駆動用電動機９により駆動される。大、小径ローラー４，６は、大、小径ローラーの駆動用電動機７から歯車８を介して個別に駆動され、中径ローラー５は、中径ローラーの駆動用電動機９から歯車１０を介して駆動される。

以下、本発明の３本ローラー式生地充填機１００の実施例について説明する。
本発明の３本ローラー式生地充填機１００のホッパー１は、大中小径ローラー４，５，６の軸心方向の長さが１２００ｍｍ、大中小径ローラー４，５，６の軸心に直角な方向の幅が１９０ｍｍである。
ローラー径は、大径ローラー４が１８０ｍｍ、中径ローラー５が１２０ｍｍ、小径ローラー６が１００ｍｍであり、大径ローラー４と中径ローラー５の間隔、即ち、大径ローラー４と中径ローラー５の軸心を結ぶ直線上で大径ローラー４と中径ローラー４の外周の間隔が１４．５ｍｍであり、大径ローラー４と小径ローラー６の間隔、すなわち、大径ローラー４と小径ローラー６の軸心を結ぶ直線上で大径ローラー４と小径ローラー６の外周の間隔が８．５ｍｍである。

本発明の３本ローラー式生地充填機１００では、従来の３本ローラー式生地充填機と比較して大中小径ローラー径を大きくして生地の引込み力を増加させた結果、硬い生地にも対応可能となり、多種の生地への対応ができるようになった。
ローラー径を大きくすると、生地の付着面積が広くなり生地をかみ込みやすくする効果がある。

硬い生地は、ローラー通路に入りにくく、横に広がる傾向があるため、ローラー回転数を高くしてローラー表面速度を上げる必要があるが、そうすると生地がローラー上で滑りやすくなる。ローラー径を大きくすると、ローラーの高速回転時のスリップが減り、硬い生地の横広がりやローラー上での生地の滑りによる生地のストレスが防止できる。
引込み力の増加とともにローラー本体の強度も増加させたことにより充填生地の幅方向の均一化も図れる。

上部の中径ローラー径を大きくすることでホッパー１と中径ローラー５の間の生地の滞留も防止できる効果があった。
生地の滞留が防止できると生地の粘度上昇や気泡が抜けることにより食感が大幅に向上する効果がある。
大径ローラー４と下部の小径ローラー６の間隔は、ローラー間通路下部への生地供給量及び充填量の均一化に影響を及ぼす。本実施例では、従来のものより５％狭くしたことで口金入り口の圧力が減少して充填量の均一化が可能となった。

大中小径ローラー４，５，６の周速は、流下する生地にストレスが生じないよう同速にしているが、中径ローラー５は、大、小径ローラー４，６とは独立に周速を変更することにより、生地の種類が変わる場合や、時間経過により粘度、比重が変化する場合にも対応できるようになっている。
ローラーの駆動が１系統の場合は、充填量は回転数を変更することで調整できるが、生地の種類の変更には対応できない。本実施例の場合、ローラーの駆動を２系統としているため、上部中径ローラー５の回転数を大、小径ローラー４，６とは独立に変更することができ、生地の充填量の調整の外、比重や粘度の異なる生地への対応や、生地特性の経時変化や温度変化にも対応可能である。
仕切りガイド１１は、生地を大小径ローラー４，６から内圧を下げて口金に均等に流れやすくするために設けたものであり、大中小径ローラー４，５，６の軸心方向に２０個配列され、各ガイド１１に口径３５ｍｍの口金３が取り付けられている。菓子の形状や大きさにより形状や列数を変更した口金と差し替えが出来る。

本実施例では、大中小径ローラー４，５，６の直径と各ローラー間の隙間を所定の値に設定し、大中小径ローラー４，５，６の駆動系統を大小ローラー用と中ローラー用の２系統とすることで、充填量の均一化を図るとともに、異なる特性の生地を充填機の交換なしで処理できるようになった。
また、従来４０〜５０回／分であった充填回数は、生地を傷めることなく８０〜２００回／分に上げることができた。

１ ホッパー
２ ハウジング
３ 口金
４ 大径ローラー
５ 中径ローラー
６ 小径ローラー
７ 大・小径ローラーの駆動用電動機
８、１０ 歯車
９ 中径ローラーの駆動用電動機
１１ 仕切りガイド
１２ 生地

Claims (2)

1. ３本の異なる直径の生地充填ローラーからなる３本ローラー式菓子生地充填機であって、
   生地が投入されるホッパーと、
   該ホッパー下部のハウジングと、
   該ハウジング内に収納された直径が１６０ｍｍ以上の大径ローラーと、
   直径が１１０乃至１４０ｍｍの中径ローラーと、
   直径が１１０ｍｍ以下の小径ローラーと、
   前記ハウジング下部に装着され、前記大中小径ローラーの軸心方向の複数個からなる生地充填用の口金と、
   前記大中小径ローラーの駆動用電動機と、を含み、
   前記大中小径ローラーの駆動用電動機は、前記大、小径ローラーの駆動用サーボ電動機と、前記中径ローラーの駆動用サーボ電動機からなり、前記大、小径ローラーは、前記大、小径ローラーの駆動用サーボ電動機から歯車を介して個別に駆動され、前記中径ローラーは、前記中径ローラーの駆動用サーボ電動機から歯車を介して駆動され、
   前記各ローラーの水平方向の位置関係は、前記中径ローラーの軸心が前記大径ローラーの軸心より上に位置し、前記中径ローラーの外周の最上部が前記大径ローラーの最上部より上に位置し、
   前記小径ローラーの軸心が前記大径ローラーの軸心より下に位置し、前記小径ローラーの外周の最下部が前記大径ローラーの最下部より下に位置し、
   前記大径ローラーと前記中径ローラー間の生地引込み角度は、前記ハウジング内で許容される最大値とし、
   前記大径ローラーと前記中径ローラーの軸心を結ぶ直線上での前記大径ローラーと前記中径ローラーの外周の間隔と、 前記大径ローラーと前記小径ローラーの軸心を結ぶ直線上での前記大径ローラーと前記小径ローラーの外周の間隔との比は１．５〜２．０：１であり、前記中径ローラーは前記小径ローラーの外周と接触状態であり、
   前記中径ローラーと前記小径ローラーは回転方向が同じで、前記大径ローラーは、前記中径ローラーと前記小径ローラーの回転方向とは逆であり、
   前記大径ローラーと前記小径ローラーは、同一の周速で回転され、前記中径ローラーは、前記大径ローラーと前記小径ローラーと同一の周速または生地の種類、特性などにより前記大径ローラー及び前記小径ローラーの周速と異なる周速で回転され、
   前記生地引込み角度は、前記３本ローラー式生地充填機の生地進行方向の断面において、前記大径ローラー側の前記ホッパーと前記ハウジングの結合点から前記大径ローラーの外周に引いた接線と、前記中径ローラー側の前記ホッパーと前記ハウジングの結合点から前記中径ローラーの外周に引いた接線とのなす角度であることを特徴とする３本ローラー式菓子生地充填機。
   
2. 前記生地充填用の口金は、前記大中小径ローラーの軸心方向の生地の流れを前記軸心方向に分流させる複数個の仕切りガイドを含むことを特徴とする請求項１に記載の３本ローラー式菓子生地充填機。
   

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