JP2010081822A - 米飯計量・成形装置の定量分割機構 - Google Patents

Abstract

【課題】一定密度で適量の空気を含んだシャリの定量分割が容易に行える米飯計量・成形装置の定量分割機構を提供する。
【解決手段】米飯供給用の多段ローラおよびシャッター分割による計量分割部２を備えた米飯計量・成形装置の定量分割機構において、駆動モータＭＡのトルク制御により上部多段ローラ４ａ、４ｂの回転力を制御することで対象米飯ｒの密度を調整可能としたトルク制御手段３１を備える。このトルク制御手段３１は、比較器３２、制御器３３、ＰＷＭ回路３４を備え、指令トルクの電流値と、駆動モータＭＡ側からフィードバックした現トルクの電流値とを比較器３２で比較して、指令トルクに対して現トルクが大であれば、制御器３２で電流を抑制してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を駆動源に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、米飯供給用の多段ローラおよびシャッター分割による計量分割部を備えた米飯計量・成形装置の定量分割機構に関する。

おいしい寿司の条件は、シャリ玉が外はしっかり、中はふんわりとした全体的に程よい硬さで、口に入れると直ぐに解れるような寿司が一番おいしいとされている。このおいしい寿司の最大の要因はシャリ玉に程よく含まれた空気であり、そのシャリ玉の中に如何に空気を含ませて握るかがおいしい寿司造りの条件である。このため、従来の寿司成形機ではシャリの解し供給機構によって、酢合わせされたシャリの塊を傷めずに細かく解しながら、シャリの中に適量の空気を含ませ、定量分割機構に適量供給されるものとしていた。

従来、この定量分割機構としては、機械動作の連続性を保証するために、多段ローラおよびシャッター分割による容積計量方式が採用されている。ここで計量するシャリの量は、機械的な寸法で決まる断面積と高さから求められるが、解されて空気を含ませたシャリの分布密度は大きく幅を持っている。この密度を一定にするためには、従来は多段ローラと、シャリの間に発生する粘性と、摩擦による送りとその反力によるすべりとを利用して一定速度のシャリの供給が求められる。
特になし

しかしながら、従来においては、上記した摩擦力を高くすると密度が高くなり、シャリ中の空気が抜けてしまう。一方、摩擦が低いとシャリの計量精度が低くなり実用不可となる。そのため、計量精度を求めると硬いシャリとなってしまう傾向にあった。

そこで、本発明は、叙上のような従来存した諸事情に鑑み案出されたもので、多段ローラとシャリの摩擦力は十分高くしてこの部分でのすべりの発生を極力少なくし、シャリの密度制御を可能にすることで、一定密度で適量の空気を含んだシャリの定量分割が容易に行える米飯計量・成形装置の定量分割機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、米飯供給用の多段ローラおよびシャッター分割による計量分割部を備えた米飯計量・成形装置の定量分割機構において、駆動用モータのトルク制御により上部多段ローラの回転力を制御することで対象米飯の密度を調整可能としたモータのトルク制御手段を備えたことを特徴とする。

モータのトルク制御手段は、比較器、制御器、ＰＷＭ回路それぞれを備え、指令トルクの電流値と、駆動源側からフィードバックされた現トルクの電流値とを比較器で比較して、指令トルクに対して現トルクが大であれば、制御器で電流を抑制し、ＰＷＭ回路でパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を駆動源に出力させることを特徴とする。

本発明によれば、上部多段ローラと米飯の摩擦力は十分高くしてこの部分でのすべりの発生を極力少なくし、ローラ駆動モータの駆動電流を測定してモータトルクを制御することで（モータのすべりを利用）、米飯の密度を制御することが可能となり、これによって、一定密度で適量の空気を含んだ米飯の定量分割が可能となった。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態について詳細に説明する。
本発明に係る米飯計量・成形装置は、図１に示すように、上部にホッパーＨが配置され、ホッパーＨの内部には米飯ｒを解しながら前方へ搬出するための回転羽根構造の攪拌機Ｋが横架状に設けられてなる米飯搬出部１と、後述する米飯供給用の多段ローラおよびシャッター分割による計量分割部２と、円周上に成形孔を有するターンテーブルＴおよび昇降自在な成形用押し型Ｌを備えた米飯成形部３と、計量分割部２の上部多段ローラを回転駆動する駆動用モータＭＡと、該駆動用モータＭＡのトルク調整を行うパルス幅変調（ＰＷＭ）方式等によるモータのトルク制御手段３１とからなる。計量分割部２の下部多段ローラを回転駆動する駆動用モータＭＢには、計量用としてのモータの回転速度制御手段３５が設けられている。

すなわち、攪拌機Ｋの駆動により前方へ搬送された米飯ｒは、その前方下部に設置した計量分割部２における多段ローラによって下方へ送られる。この多段ローラは、米飯ｒを圧縮しながら下方へ送り出すために左右に対向し、且つ下方に行くにつれて左右間が幅狭となって配置された大径の上部多段ローラ４ａ、４ｂ、中径の中部多段ローラ５ａ、５ｂ、小径の下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれを回転駆動機構２０の各駆動軸１９（図２および図３参照）により軸支して形成されている。

上部多段ローラ４ａ、４ｂは、その周面に米飯ｒを掻き下ろすための鋸歯状の歯部４ｃが形成されている。また、中部多段ローラ５ａ、５ｂおよび下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれは、外周面が上方から見て略細長円弧状に形成され、合わせた状態では略偏平楕円形となるように形成されている。

そして、これら多段ローラは、回転駆動機構２０の駆動用モータＭＡ、ＭＢによって逆方向内向きにそれぞれ回転されるものとしてあり、その回転により米飯ｒは徐々に圧縮されて下方へ移行され、左右一対の水平スライド用の駆動軸（図示省略）に取り付けた略櫛歯形の開閉シャッターＳにより分割されて下方のターンテーブルＴに導かれる。このとき、開閉シャッターＳの開閉部分は、米飯成形部３であるターンテーブルＴの成形孔に対応して配置されている。

計量分割部２における回転駆動機構２０は、上部多段ローラ４ａ、４ｂの回転駆動用の駆動用モータＭＡと、中部多段ローラ５ａ、５ｂおよび下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれを回転駆動させるための駆動用モータＭＢと、各ローラを軸支する駆動軸１９を備えた駆動伝達歯車群Ｃとが配設されてなるケーシング７を備え、該ケーシング７は米飯計量・成形装置の上部にある米飯搬出部１と下部にある米飯成形部３との間の正面中央凹所に配設される。

すなわち、ケーシング７は、図２に示すように、平板片面を矩形状の枠部で囲んで箱形とした前側軸受基板７ａと、前側軸受基板７ａの箱枠開口部分を塞ぐように取り付けられる蓋板状の後側軸受基板７ｂとからなり、駆動伝達歯車群Ｃが前側軸受基板７ａの枠部内側において当該前側軸受基板７ａおよび後側軸受基板７ｂとにより回転自在に軸支されている。

ケーシング７内の駆動伝達歯車群Ｃとしては、上部多段ローラ４ａ、４ｂの回転駆動用の左右一対の主駆動歯車８ａ、８ｂ、および片方の主駆動歯車８ａ（８ｂ）に係合された中間歯車８ｃそれぞれが上部側に配され、該主駆動歯車８ａ、８ｂに嵌着された各駆動軸１９の先端側が前側軸受基板７ａの各孔から前方に突出している。

また、中部多段ローラ５ａ、５ｂの回転駆動用の左右一対の主駆動歯車９ａ、９ｂ、および下部多段ローラ６ａ、６ｂの回転駆動用の左右一対の主駆動歯車１０ａ、１０ｂが下部側に配され、該主駆動歯車９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂそれぞれに嵌着された各駆動軸１９の先端側が前側軸受基板７ａの各孔から前方に突出している

さらに、主駆動歯車９ａ、９ｂそれぞれに各接合され、且つ自体が互いに係合された上側の左右一対の中間歯車１１ａ、１１ｂ、中部多段ローラ５ａの主駆動歯車９ａおよび下部多段ローラ６ａの主駆動歯車１０ａ相互間で互いに係合された中間歯車１２ａ、中部多段ローラ５ｂの主駆動歯車９ｂおよび下部多段ローラ６ｂの主駆動歯車１０ｂ相互間で互いに係合された中間歯車１２ｂがそれぞれ配置されている。

後側軸受基板７ｂには、二つの駆動用モータＭＡ、ＭＢが取り付けられる上下一対の開口部１５ａ、１５ｂが設けられ、駆動用モータＭＡのギアに連繋された出力歯車１４ａが上側の開口部１５ａを介して前記中間歯車８ｃに係合している。また、駆動用モータＭＢのギアに連繋された出力歯車１４ｂが下側の開口部１５ｂを介して前記中部多段ローラ５ａの主駆動歯車９ａに係合している。

こうして、駆動用モータＭＡの駆動により、中間歯車８ｃを介して主駆動歯車８ａ、８ｂが逆方向内向きに回転されるものとしてある。これと同時に、駆動用モータＭＢの駆動により、中間歯車１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを介して主駆動歯車９ａ、９ｂおよび主駆動歯車１０ａ、１０ｂが逆方向内向きに回転されるものとしてある。

図３に示すように、前側軸受基板７ａの前面には、その中段の左右対称位置に、共に回動可能としたＬ字棒状の係止部１６が突設されている。さらに、前側軸受基板７ａの前面には、例えば耐熱性材質によるカバー板１８が付設され、前記各駆動軸１９（上部多段ローラ４ａ、４ｂ、中部多段ローラ５ａ、５ｂ、下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれを軸支する６つの駆動軸１９）が当該カバー板１８の各孔を介して外部に突出している。

また、上部多段ローラ４ａ、４ｂ、中部多段ローラ５ａ、５ｂ、下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれは、前後に半分割されたローラ収納用のケーシングカバー体１３内に収納されて背後にある回転駆動機構２０に連結されている。

すなわち、ケーシングカバー体１３は、図３および図４に示すように、互いに対称な略コ字形枠構造となった前側カバー部１３ａと後側カバー部１３ｂとからなり、両カバー部１３ａ、１３ｂには、上部多段ローラ４ａ、４ｂ、中部多段ローラ５ａ、５ｂ、下部多段ローラ６ａ、６ｂそれぞれを軸支する左右一対となった各駆動軸１９を通すための合計６つの孔部１３ｃが設けられている。そして、図５に示すように、両カバー部１３ａ、１３ｂが組み合わされた状態では、上下に開口部が形成され、下方の開口部側には開閉シャッターＳが取り付けられる（図１参照）。

両カバー体１３ａ、１３ｂの左右側面には、Ｕ字溝状の係止凹部１７が互いに内方に向けて凹設されており、図５に示すように、前側軸受基板７ａ前面のＬ字棒状の係止部１６を係止凹部１７に通してから当該係止部１６を内側に回転させ、Ｌ字端部分を係止凹部１７の外縁に係架させることでケーシングカバー体１３自体が前側軸受基板７ａの前面に固定されるようにしてある。

上記計量分割部２における上部多段ローラ４ａ、４ｂは、駆動モータＭＡのパルス幅変調（ＰＷＭ）方式によるトルク制御手段３１によって、駆動用モータＭＡの負荷が高くなると、その回転駆動用の電流を抑制してＰＷＭ信号として駆動用モータＭＡに出力させ、負荷が低くなると電流を増やして駆動用モータＭＡに出力させて再び回転を復帰するように制御されるものであり、これにより米飯ｒの密度が一定になるように制御されている。

そして、前記モータのトルク制御手段３１では、このモータの発生トルクが電流に比例するというモータ特性を利用してトルク制御が行われるよう電流フィードバック方式が採用されている。すなわち、このモータのトルク制御手段３１は、図６に示すように、比較器３２、制御器３３、ＰＷＭ回路３４それぞれからなり、指令トルクの電流値と、モータ側からフィードバックされた現トルクの電流値とを比較器で比較して、指令トルクに対して現トルクが大であれば、制御器３３で電流を抑制し、ＰＷＭ回路３４によりパルス幅変調（ＰＷＭ）信号としてモータに出力される。

具体的には、ＰＷＭ回路３４は、入力されたトルク指令を信号波とし、この信号波とモータ側からフィードバックされた現トルクの電流値の搬送波とのレベル比較により、トルク指令に応じてデューティ比（パルス幅とパルス周期との比）が変化するＰＷＭ信号を形成するものである。

尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改良変形等は本発明に包含されるものである。

本発明を実施するための最良の形態における米飯計量・成形装置の概略を示す構成図である。 同じく計量分割部における回転駆動機構の一例を示す分解斜視図である。 同じく回転駆動機構に対する多段ローラによる計量分割部の配置の一例を示す分解斜視図である。 同じく回転駆動機構に多段ローラを配置させた状態を示す一部分解斜視図である。 同じく定量分割機構の全体を示す斜視図である。 トルク制御手段の構成を示すブロック図である。

符号の説明

ｒ 米飯
Ｈ ホッパー
Ｋ 攪拌機
Ｔ ターンテーブル
Ｌ 成形用押し型
ＭＡ、ＭＢ 駆動用モータ
Ｓ 開閉シャッター
Ｃ 駆動伝達歯車群
１ 米飯搬出部
２ 計量分割部
３ 米飯成形部
４ａ、４ｂ 上部多段ローラ
４ｃ 歯部
５ａ、５ｂ 中部多段ローラ
６ａ、６ｂ 下部多段ローラ
７ ケーシング
７ａ 前側軸受基板
７ｂ 後側軸受基板
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ 主駆動歯車
８ｃ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ 中間歯車
１３ ケーシングカバー体
１３ａ 前側カバー部
１３ｂ 後側カバー部
１３ｃ 孔部
１４ａ、１４ｂ 出力歯車
１５ａ、１５ｂ 開口部
１６ 係止部
１７ 係止凹部
１８ カバー板
１９ 駆動軸
２０ 回転駆動機構
３１ モータのトルク制御手段
３２ 比較器
３３ 制御器
３４ ＰＷＭ回路
３５ モータの回転速度制御手段

Claims (2)

1. 米飯供給用の多段ローラおよびシャッター分割による計量分割部を備えた米飯計量・成形装置の定量分割機構において、駆動用モータのトルク制御により上部多段ローラの回転力を制御することで対象米飯の密度を調整可能としたモータのトルク制御手段を備えたことを特徴とする米飯計量・成形装置の定量分割機構。
2. モータのトルク制御手段は、比較器、制御器、ＰＷＭ回路それぞれを備え、指令トルクの電流値と、駆動源側からフィードバックされた現トルクの電流値とを比較器で比較して、指令トルクに対して現トルクが大であれば、制御器で電流を抑制し、ＰＷＭ回路でパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を駆動源に出力させることを特徴とする請求項１記載の米飯計量・成形装置の定量分割機構。

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