团块状包皮食品成型装置

本发明涉及团块状包皮食品成形装置的改进，即一种能把挤压成带芯棒状的食品材料（如：生面团、带皮的米饼、糖果、鱼肉末、肉馅、土豆泥等），连续地成形为有核形态的团块状包皮食品的简易型装置，尤其适用于糕点行业和食品加工行业。

本发明人曾发明过下述一种装置，即把柔软的食品材料挤压成带芯棒状物，再把挤出来的带芯棒状食品材料引入对置立设的一对履带，使此装置对置部位从上至下进行转动循环，同时使这对履带装置沿水平方向产生交错的进退运动，通过这种方式来制造团块状包皮食品。这项发明已在美国取得专利（美国专利第4398881号），由于其生产效率非常高，所以在从事大批量生产的中等规模以上的糕点厂和食品加工厂中博得好评。

然而，以前提出的上述团块状包皮食品制造装置的生产效率过高，所以在销售量、交易量均较小的小规模生产厂中，产品的产大于销，形成生产过剩，因而产生了限制开机时间，设备被迫闲置等不合理现象。不过，适合于这种小规模生产用的团块状包皮食品的成形装置也被提出过（日本特许厅公报：特公昭40-27293号），其梗概如下：使两个边缘上有刀刃的凸轮状切刀对置，通过两个切刀的凸轮半径的变化，而使得该切刀的对置部分有分有合地交错旋转，在这两个切刀有分有合的过程中，把带芯棒状食品材料挤出并供给到两个切刀对置的部位，从而成形为团块状包皮食品。但是，这种设备采 用的是单纯的切刀自转切断的方式，即挤成带芯棒状的食品材料，与以高的圆周速度交错旋转的两个凸轮状切刀刀刃相接触并被切断，因此，被切开的该食品材料，在与切刀接触和被切断时所承受的冲击与摩擦的相互作用下而被甩开，如果使用有粘性的材料时，材料可能粘附于切刀上，或者产品容易产生表面划伤的倾向。于是，在采用这种设备时须要稳定生产精度和保证产品形态的一致，作为一种补充措施而提出的方案如下。当把食品材料挤成带芯棒状物时，为了使与高圆周速度旋转的上述凸轮切刀汇合的相对转速接近于“0”，而须要采用一边使食品材料高速旋转，一边与凸轮切刀相接触的手段，但是如果采取这种措施，在旋转挤出的时候，食品材料中会发生过分的流动摩擦，破坏了材料的固有性质，而且由于此时产生的摩擦热，会使食品的味道和品质劣化，不能生产出近似于手工制作的美味食品，这些是上述手段产生的问题。

以前提出的利用履带切断挤搓手段的装置（美国专利第4398881号）在小规模生产厂中出现了设备闲置时间过多的问题，而利用以往所周知的自转式凸轮切刀的装置时又在生产可靠性方面发生了问题，鉴于上述诸情况，本发明的目的在于提供一种理想的团块状包皮食品成形装置，该装置并不一味地追求提高生产效率，而是要求以适宜的规模，稳定连续地进行团块状包皮食品的生产。

本发明的另一个目的是，提供一种比较实用的团块状包皮食品成形装置，其结构比较简单，生产成本较低，在小规模生产厂中也能有效地工作。

本发明的其它目的和优点，通过以下的说明将会进一步明瞭。

本发明是一种团块状包皮食品成形装置，其包括下列诸手段。（一）整形切断手段：两对螺旋圆盘切刀，其圆周边缘上有刀刃，该刀刃一边变锐利，半径一边递增，略呈渐开线轨迹展开，到了一周终点刀刃最锋利部位时，半径骤然减小，将这种圆盘切刀配置为上下二段，且两两相对，当切刀转到最大半径处，两刃相互呈微擦状态的接触，并呈对称的水平配置。（二）圆盘切刀具有自转和公转的手段：使对置的各个圆盘切刀相互一边向反方向自转，一边使整个上述圆盘切刀朝同一方向公转，当上述各螺旋圆盘切刀自转时，在这些圆盘切刀的公转中心附近，通过圆盘切刀半径的变化，形成一个可以扩大缩小和开关的通孔。（三）挤压手段：朝着各圆盘切刀公转中心附近形成的通孔，从上方连续挤出带芯棒状的食品材料。

通过诸手段的协调工作，能够巧妙地将该棒状食品材料一个个地成形切断为有核团块状包皮食品。

图1表示本发明实施例装置的正面示意图;

图2表示本实施例中圆盘切刀的传动机构部分的齿轮机构图;

图3表示本实施例装置的工作机构说明图;

图4和图5表示本实施例装置中圆盘切刀的形状和自、公转状态的斜视图;

图6至图14逐一表示了利用本实施例装置制造“带馅细米饼”的过程中与螺旋圆盘切刀运动有关的说明图;

图6表示刚切断分离第1个有核包皮食品后，螺旋圆盘切刀状态的平面图;

图7是图6中A-A剖视图;

图8是图6中B-B剖视图;

图9表示形成通孔状态时螺旋圆盘切刀的平面图，该通孔是为了让带芯棒状的食品材料进入;

图10是图9中C-C剖视图;

图11是图9中D-D剖视图;

图12表示通孔的孔径狭缩，使进入的带芯棒状食品材料绞断时，螺旋圆盘切刀的平面图;

图13是图12中E-E剖视图;

图14是图12中F-F剖视图;

图15表示挤压机中的挤出口的管座的一种变型，其采用回转式结构;

图16至图19表示作为一种升降接受台变型例的升降输送带的动作说明图。

图中用符号1表示的是一种食品挤压机，它通过齿轮泵13a，13b，分别将投入第1料斗11内作为外皮的塑性的第1食品材料F1以及第2料斗12内作为芯料的塑性的第2食品材料F2，挤压成带芯棒状的食品材料F。实际上它与本案发明人以前提出的美国专利第4398881号中使用的挤压机相同，是以往已知的技术。

符号2a、2b以及3a、3b所表示的都是带螺旋线圆盘切刀，其圆周边缘上形成刀刃，一面使刀刃棱角变锐，一面使圆盘半径递增，大体上呈渐开线轨迹展开，在一周的终点，即切刀棱角最锐利的部位，圆盘半径骤然变小，切刀棱角也变为钝角，并制成螺旋状;因使每对圆盘切刀2a、2b以及3a、3b朝相反方向交错旋转，故将这些圆盘切刀2a、2b之间的外圆轮廓以及3a、3b之间的 外圆轮廓，分别制成对称形;又如图2、4、5所示，一面使各圆盘切刀2a、2b、3a、3b在上下位置方面保持对称关系，一面还使各切刀交错地发生自转，而且所有的切刀都一齐产生公转。然而，在本实施例中，作为一种保证上述上下位置配置的螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b自转和公转的运动机构，而采用了行星齿轮机构，如图2和图3所示。此外，由于位于前后的螺旋圆盘切刀相重合，图中不易看出，故为了简化制图起见而将密集的某些圆盘切刀作了适当的省略。

在本实施例的装置中，由一个平板状齿轮箱G中内藏的行星齿轮机构（41、42、43、44、45a、45b、45c、45d）来驱动上述圆盘切刀2a、2b、3a、3b旋转。而该行星齿轮机构系由下列四个部分构成：（一）由花键轴51驱动而旋转的一对大小齿轮41、42;（二）设有外齿43a和内齿43b的恒星齿轮（太阳齿轮）43，外齿43a与上述大直径齿轮41相啮合;（三）公转齿轮44，它与上述小直径齿轮42相啮合，其齿轮传动比的设定使得其转速比上述恒星齿轮43稍快一些;（四）行星齿轮45a、45b、45c、45d，它们都能随上述公转齿轮44旋转，被分别固定在同一圆周上等角位置配置的几个切刀转轴R、R、R、R上，行星齿轮本身与上述恒星齿轮43的内齿43b相啮合而自转。通过各个行星齿轮边自转边公转的作用，使固定在上述各切刀转轴R下端的螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b，通过在公转中心位置上该圆盘切刀半径的变化，使通孔H形成扩大缩小或开关，同时还发生自转和公转。在该行星齿轮机构齿轮箱G的下面设有一个升降杆 52a，通过凸轮52b的旋转驱动摇杆52c上下摆动，从而使整个齿轮箱G在保持水平的状态下产生升降运动。此外，将带动上述一对大小齿轮41、42旋转的花键轴51，滑动自如地嵌合在驱动轴53上设置的花键套筒53a内，在该驱动轴53的下端设有齿轮54，当与该齿轮54啮合的主动齿轮55，受第1电动机M1的驱动而旋转时，花键轴51产生从动旋转。

简而言之，上述螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b的自转的公转动作，是上述第1电动机M1的驱动力，通过主动齿轮55→驱动轴53的花键套筒53a→花键轴51的传递而产生的，另一方面，通过上述凸轮52b→摇杆52c→升降杆52a提供升降运动，此时，花键轴51沿轴向在上述花键套筒53a内滑动。此外，与第1电动机M1的主动齿轮相啮合的从动齿轮56驱动凸轮轴57旋转，从而使上述凸轮52b与上述行星齿轮机构同步旋转。

其次，符号6表示升降式食品接受台，其作用是，通过上述螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b的自转和公转，将切断成形为有核团块状的包皮食品，从下边接住，它与食品的切断分离同步，产生上升、下降运动。此接受台6下部设有接受台支柱61，该支柱61下端通过连杆62与上述升降杆52a连结，使升降式接受台6的升降动作与升降杆52a的升降同步。本实施例中，在接受台支柱61的下端与推拉杆61a连接。此推拉杆61a的下端由一个上下摆动的摇杆63来推拉，这一部分的结构是，上述第1电动机M1驱动凸轮轴57及凸轮52旋转，从而使摇杆63产生上下摆动并推拉上述推拉杆61a的下端，已由上述连杆62推向下方的接受台支柱61被进一步往下拉。图中符号64表示复位弹簧，65表示固定在上述接 受台支柱61外表面上的支柱旋转齿轮，通过第2电动机M2旋转使升降式接受台以一定速度旋转。

符号7表示快推杆，按照设置在凸轮轴57（由第1电动机M1驱动）上端的凸轮71的旋转运动，对准上述升降式接受台6下降的时刻，朝着其上面实行快推动作。图中符号72表示复位弹簧，用于辅助伸出的快推杆7复位。

符号8表示输送机，用于将从上述升降式接受台6上推下来的有核团块状的包皮食品接过来运到规定位置，该输送机8是通过传动皮带81由第2电动机M2驱动的。

上述升降杆52a和齿轮箱G的升降行程，可以通过拧入、拧出调整螺丝S1，改变上述摇杆52c的作用点P，来进行调节;此外拧入、拧出升降杆52a的调整螺丝S2，可以改变升降杆52a与连杆62以及连杆62与接受台61之间的连接角度，就能调节上述接受台6与螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b之间的间隔。

本实施例提出的装置，其构成大体上如上所述，但本发明决不局限于上述实施例，在“权利要求书”内还记载了各种可能的改型，例如：图15所示的挤压机1，在其挤出口的管座周围形成齿轮，记为齿轮管座14，将它旋转自如地支持在轴承15上，通过同步传动带16使它以接近于上述螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b的公转速度的速度旋转，于是便可以减小切断食品材料F时摩擦力和离心力所产生的影响。并且，如果用图16-19所示的升降式输送机6′来代替上述的升降式接受台6，那么，就能够将被切断并整形成有核团块状的包皮食品顺利地运走。以上实施例都是可以根据具体的设计要求而采用的，这当然也属于本发明的技术范围。

下面参照图6～图14，对采用上述本实施例的装置制造有核团块状包皮食品的工艺作说明。在本制造例中，用合水的糯米粉蒸熟后加白糖和糖稀，搅匀而成的细米饼材料为外皮F1，用云豆馅为芯料F2。

图6～图8表示，第一个有核包皮食品“带馅细米饼”切断成形后的情况，此时通孔H完全关闭。在切断分离上述第一个带馅细米饼时，第二个要形成的食品材料F的下端切口，已在关闭着的通孔H上边等待等（见图7），即在圆盘切刀2a、2b、3a、3b的扩大收缩和开关导致通孔H具有的扎切作用下，馅料F2以被包在细米饼皮F1内的状态，来到了上下段刀刃最锋利部位相互迎面接触并呈凹面状封闭着的通孔H上边。

圆盘切刀2a、2b、3a、3b在进行自转和公转后，进入到图9～图11所示的阶段时，各个圆盘切刀半径在缩小的同时，刀刃变钝，通孔H张开，从挤压机1被挤出和供给的带芯食品材料F进入该处。

然后，各个螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b继续进行自转和公转，刀刃逐渐变锐利，通孔H的直径变小，如图12～图14所示，切刀相互之间的距离越来越小于食品材料F的直径，于是便将带芯棒状食品材料F外表面，好像从四围罩住一样地结扎而使它与刀刃接触的部分变细。此时，外皮F1（细米饼材料）便从四周将芯料F2（云豆馅）包在里面。

完成上述工序之后，螺旋圆盘切刀2a、2b、3a、3b的自转和公转位置，再一次恢复到图6～图8所示状态，此时，对置的刀 刃到达最锋利的部位，并将通孔H完全封闭起来，这样，就将食品材料F成形为一种切口紧闭的外观美丽的商品：“带馅细米饼”。

按上述顺序依次工作，就建立了成形工艺的一次循环，反复重复这种成形工艺，便可进行团块状包皮食品的生产。

如对以上实施例和制造例所作的说明，本发明由于采用上下两段相对配置的两对螺旋圆盘切刀，各个切刀一边自转，整个切刀一齐公转的方式，可以以公转速度来降低上述自转的圆盘切刀刀刃的对面相迎速度，从而可以避免已切断成形的制品被离心力甩出而损坏等生产中的损失。

其次，上述这种上下两段相对配置的两对螺旋圆盘切刀，由于采用了在公转中心附近因该圆盘切刀半径的变化而形成一个可扩大缩小和开关的通孔，而且通过该通孔的扩大缩小和开关作用，像扎切般地将带芯棒状食品材料切断这样一种方式，外皮从四周把芯料包在里面后被切断，所以能够生产出切口处不露芯的十分得体的商品形态的有核团块状食品。并且在这种情况下，食品位于通孔中，由螺旋圆盘切刀将其从四面包围的状态下进行稳定的切断，因此，假设圆盘切刀以调整自转和公转时进行成形加工，也不会产生因切刀旋转而将食品切掉、甩开等弊病，因而能够投入高速生产。

如上所述，本发明提出一种大小一致、外形美观的团块状包皮食品的无损失、高效率的生产技术，并提供一种成本比较低的团块状包皮食品生产装置，它也可以在不致造成生产过剩的适宜生产批量下工作，特别是在小规模生产厂中具有较强的生产适应能力，因此，可以说它具有很大的实用性。