JP2010119362A - 米飯成形装置および同米飯成形装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形から搬送、保管に至るまでの工程を１つの筐体内で全て行い、かつ、装置自体が小型で安価な食品成形装置を提供する。
【解決手段】米飯成形物（シャリ玉１０）を保持アーム５１０で保持する搬送部５００にＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段５７０とＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段５５０とを筐体内に設け、シャリ玉１０が載置されるトレー６１０を備える保管部６００にトレー６１０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段６３０をさらに筐体内に設けて、トレー６１０にシャリ玉１０を敷き詰める。
【選択図】図２

Description

本発明は、寿司用のシャリ玉などの米飯成形物を自動で生産する米飯成形装置に関し、さらに詳しくいえば、成形から搬送までの一連の工程を１つの筐体内で全て行い、かつ、成型物を崩さずに行える成型技術並びにその成形装置を小型化する技術に関する。

食品小売店や回転寿司屋では、にぎり寿司用のシャリ玉（米飯成形物）を大量に生産する装置として、専用の米飯成形装置が用いられている。米飯成形装置は、例えば特許文献１に示すように、ホッパーから供給された米飯を圧縮しながら送り出す圧縮部と、圧縮部から送り出された米飯を所定の米飯成形物に成形する成形部とを備えている。

成形部は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、成形ローラの間に上流側からのすし飯を送り込み、成形ローラの外表面に形成された凹型面で米飯圧縮することにより、俵状のシャリ玉が下流側から開放され、テーブルの上に落ちるようになっている。

小規模店の場合、テーブルの上に落ちたシャリ玉は、作業者の手によって回収されるが、大量のシャリ玉を長時間にわたって生産し続けるような場合では、テーブルからシャリ玉を回収してトレーに並べる専用の食品整列装置がさらに組み込まれることが多い。

例えば特許文献２に示すように、この食品整列装置は、食品成形装置の横隣に連結して使用するタイプ（連結タイプ）であり、食品成形装置から放出されたシャリ玉をアームにより上から掴み上げ、Ｘ−Ｙ軸移動手段を介してトレーに移動させたのち、アームを下げてトレーの上にシャリ玉を載せている。これによれば、成形されたシャリ玉をアームで掴んでトレーの上に整列して並べることができる。

また、これとは別に食品成形装置と食品整列装置とが一体となったタイプ（一体式タイプ）もある。これは成形部の下部に設けられたＸ−Ｙ移動ステージの上に成形部から直にシャリ玉が落下するようになっており、シャリ玉が落下する毎にトレーをＸ−Ｙ方向に移動させることで、トレーの上にシャリ玉を敷き並べることができるようになっている。

しかしながら、上述した従来例には次のような問題があった。すなわち、連結タイプの場合、食品成形装置と食品整列装置の設置スペースが２台分と大きくなり、その分作業スペースを大きく取る必要があった。また、装置自体が２台となるため、動作を同期させる制御が機構が複雑化してコストが高くなってしまう。

また、２台の連結による交互動作のため、食品成形装置から食品整列装置に成形物を受け渡す際に、アームで掴む際の位置ズレやキャッチミスが生じやすく、キャッチミスによって、アームが成形物を崩してしまうことも少なくはなかった。

一体式タイプの場合では、下側に備え付けられたトレー台座をＸ−Ｙ軸方向に移動させる必要があるため、少なくとも搬送用トレーのサイズの縦横２倍のスペースを必要とするため、機械寸法が大型化してしまう。

また、食品成形装置から押出ロッドなどで成形物をトレーに押し出して乗せるようにして場合では、押出ロッドを引き戻す前に成形物が自重で落下して崩れたりすることがあった。また、押出位置の位置ずれや成形物がトレーの上で転がるなどといった問題も生じた。

特開２００６−１９７８２３公報 特許第３７４１８３６号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、成形から搬送、保管までの工程を１つの筐体内で行うことができ、かつ、装置自体が小型で安価な食品成形装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、筐体内にホッパーから供給された米飯を所定の米飯成形物に成形する成形部と、上記米飯成形物を上記成形部から所定の位置へと搬送する搬送部と、上記搬送部によって搬送された上記米飯成形物を保管する保管部とを含む米飯成形装置において、上記筐体の幅方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向とし、上記搬送部は、上記筐体内で上記米飯成形物をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段を備え、上記保管部は、上記筐体内でＹ軸移動可能なトレーおよびＹ軸移動手段とを備えていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記成形部は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成型するための凹型面が設けられており、上記各成形ローラの対向面の上流側から送り込まれた上記米飯が、上記凹型面により成形され、上記成形ローラの対向面の下流側から放出され、上記搬送部は、上記米飯成形物を狭持する一対の保持アームを有し、上記各保持アームは、上記成形部の下流側から落とされた上記米飯成形物をキャッチするため、上端側から下端側に向かって相対する距離が小さくなるＶ字状に形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項２において、上記各保持アームの開閉端側には、上記米飯成形物の底面から側面にかけて保持する爪部が設けられており、上記爪部同士が互いに向かい合わされて配置されることにより、上記爪部の間に上記米飯成形物が収納される保持空間が形成されることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項３において、上記爪部の上記米飯成形物に対向する面には、上記米飯成形物を上記トレーに押し付けた際に、押し付け力によって上記米飯成形部が上方にずれないようにするための位置ずれ防止手段が設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４において、上記位置ずれ防止手段は、上記米飯成形物の落下方向に対しては緩やかな鈍角面を有し、上記米飯成形物の反落下方向に対しては鋭角面を有する鋸歯状に形成されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれか１項において、上記搬送部は、上記各保持アームの先端を開閉して、上記保持アームによって狭持された上記米飯成形物を開放するアーム開閉手段と、上記保持アーム内に収納された米飯を上記保管部に押し出す押出手段とをさらに備えることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、上記請求項６において、上記押出手段は、上記米飯成形物の開放時に上記米飯成形物の上面を押圧して、上記米飯成形物の姿勢を維持する押圧レバーを含み、上記押圧レバーには、上記米飯成形物の押圧力を一定とするバネ手段が設けられていることを特徴としている。

本発明には、この米飯成形装置の制御方法も含まれる。すなわち、請求項８に記載の発明は、ホッパーから供給された米飯を所定の米飯成形物に成形する成形部と、上記米飯成形物を上記成形部から所定の位置へと搬送する搬送部と、上記搬送部によって搬送された上記米飯成形物を保管する保管部とを含む米飯成形装置の制御方法において、上記筐体の幅方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向とし、上記成形部は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成型するための凹型面が設けられており、上記搬送部は、上記筐体内で上記米飯成形物をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段を備え、上記米飯成形物を狭持する一対の保持アームと、上記各保持アームの開閉端を開閉して、上記保持アームによって狭持された上記米飯成形物を開放するアーム開閉手段と、上記保持アーム内に収納された米飯を上記保管部に押し出す押出手段とを有し、上記保管部は、上記筐体内でＹ軸移動可能なトレーおよびそのＹ軸移動手段を有し、少なくとも上記圧縮部、成形部、搬送部および保管部を制御する制御手段をさらに含み、上記制御手段は、上記各成形ローラの対向面の上流側から送り込まれた上記米飯を上記凹型面で圧縮成形し、上記成形ローラの対向面の下流側から放出し、上記成形部の下流側から落とされた上記米飯成形物を上記保持アーム間の上流側から導き入れ、上記保持アームの開閉端側で狭持したのち、上記Ｘ軸移動手段により上記保持アームを上記トレーの所定の位置に移動させ、上記Ｚ軸移動手段により上記米飯成形物を上記トレーの被設置面上に移動させるとともに、上記押圧手段により上記米飯成形物の上面を押圧して、上記米飯成形物の底面を上記トレーに押し付けながら、上記アーム開閉手段により上記保持アームの開閉端を開いて、上記トレーに上記米飯成形物を開放することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、搬送部に米飯成形物をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段を設け、保管部に米飯成形物が載置されるトレーをＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段を設けたことにより、米飯成形部と搬送部とが一体化され、小さい作業スペースで設置することができる。

請求項２に記載の発明によれば、米飯に不要なストレスを与えることなく、所定の形状に成形することができ、成形された米飯成形物を確実に保持アームの間に落として、先端でキャッチすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、各保持アームの先端側に米飯成形物の底面から側面にかけてを保持する断面Ｌ字状の爪部を設け、爪部同士が互いに向かい合わすことで、爪部の間に米飯成形物が収納される保持空間が形成されることにより、落下してきた米飯成形物が衝突によって崩れたり、変形したりすることを防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、爪部の米飯成形物に対向する面に米飯成形物を保管部の被設置面に押し付けた際に、押し付け力によって米飯成形部が上方にずれないようにするための位置ずれ防止手段を設けたことにより、米飯成形物の底面を被設置面に押し付けて平坦にすることができ、被設置面上に安定して置くことができる。

請求項５に記載の発明によれば、位置ずれ防止手段は、米飯成形物の落下方向に対しては緩やかな鈍角面を有し、米飯成形物の反落下方向に対しては鋭角面を有する鋸歯状に形成されていることにより、落下時は衝突による崩れを予防しつつ、押圧時は米飯成形物が持ち上がるのを確実に防止することができる。

請求項６に記載の発明によれば、各保持アームの先端を開閉して、保持アームによって狭持された米飯成形物を開放するアーム開閉手段と、保持アーム内に収納された米飯を上記保管部に押し出す押出手段とをさらに備えることにより、アームの開閉に併せて米飯成形物が動いたり、型くずれしたりすることをより確実に防止できる。

請求項７に記載の発明によれば、米飯成形物の開放時に上記米飯成形物の上面を押圧して、米飯成形物の姿勢を維持する押圧レバーを含み、押圧レバーに米飯成形物の押圧力を一定とするバネ手段を設けたことにより、押圧レバーの押圧力によって米飯成形物が崩れることを防止することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１は本発明の一実施形態に係る米飯成形装置の斜視図であり、図２は図１の食品成形装置を覆うカバーを取り外して内部機構が分かるようにした斜視図であり、図３は本発明の食品成形装置の内部構造を表す正面図であり、図４は本発明の食品成形装置の内部構造を表す側面図である。

図５は搬送部の全体構造を示す斜視図であり、図６は保持アームの斜視図である。図７は搬送部を側面側から見た状態の模式図であり、図８（ａ）〜（ｂ）は保持アームの一連の動作を模式的に表す模式図であり、図９（ａ）〜（ｄ）は保持アームの一連の動作に係る駆動系の動きを表す模式図である。図１０（ａ）〜（ｄ）は搬送部の一連の動作を側面側から見た状態の模式図である。図１１（ａ）〜（ｄ）は、搬送部のＸ軸方向の動きを示した模式図である。

図１〜図４に示すように、この米飯成形装置１００は、米飯（すし飯）が投入されるホッパー２００と、同ホッパー２００から供給されたすし飯を圧縮しながら送り出す圧縮部３００と、圧縮されたすし飯を所定の形状に成形する成形部４００と、成形された米飯成形物（シャリ玉１０：図４参照）を所定の場所に搬送する搬送部５００と、搬送部５００から搬送されたシャリ玉１０を一時的に蓄えておく保管部６００とを備えている。

なお、本実施形態において、Ｘ軸方向とは、米飯成形装置１００の幅方向（図３の左右方向）を指し、Ｙ軸方向は、米飯成形装置１００の奥行き方向（図３の紙面垂直方向）を指す。Ｚ軸方向とは、米飯成形装置１００の上下方向（図３の上下方向）を指す。

図１に示すように、通常使用において、米飯成型装置１００は、埃などが内部に侵入しないようにパネルによって覆い隠されており、メンテナンス時にそれらパネルを着脱可能することによって、図２に示すような内部構造が現れるようになっている。

米飯成形装置１００の前面には、米飯成形装置１００を操作するための操作パネル１１０が設けられている。この例において、操作パネル１１０は、前面の左上に設けられており、すし飯の量目やシャリ玉１０の成形数などを設定する各種設定ボタンや、その表示部のほか、電源スイッチや緊急停止スイッチなどが配置されている。本発明において、操作パネル１１０の構成は、仕様に応じて任意に設定可能である。

ホッパー２００は、装置本体の上部に向かって開放され、内部にすし飯が貯留される貯留部２１０と、同貯留部２１０内のすし飯を攪拌しながら下流側へ押し流す攪拌部２２０とを備えており、米飯成形装置１の上部には、ホッパー２００にすし飯を供給する保存容器２３０が着脱自在に設けられている。

貯留部２１０は、装置本体の上から下に向かうにつれて容積が小さくなる漏斗状に形成されており、下流側が後述する圧延部３００に向かって開放されている。攪拌部２２０は、図示しない駆動手段を介して、回転駆動される２本の攪拌アーム２４０を有し、各攪拌アーム２４０には、所定間隔で複数の攪拌ロッド２５０が取り付けられている。図４において、各攪拌アーム２４０は、右回り（時計回り）に回転する。

圧縮部３００は、ホッパー２００の出口側に配置され、ホッパー２００から供給されるすし飯を圧縮する上段圧縮ローラ対３１０と、上段圧縮ローラ対３１０の下流側（送出側）に配置され、上段圧縮ローラ対３１０にて圧縮されたすし飯をさらに圧縮する下段圧縮ローラ対３２０とを有する２段圧縮部である。

上段圧縮ローラ対３１０は、所定の水平回転軸（図３では紙面垂直方向）を中心に回転する一対のローラからなり、所定の間隔をもって互いに対向配置されている。下段圧縮ローラ対３２０も同じく水平回転軸を中心に回転する一対のローラからなり、上段圧縮ローラ対３１０よりも間隔が狭くなるように配置されている。

上段圧縮ローラ対３１０と下段圧縮ローラ対３２０はともに、対向するローラの間に流し込まれたすし飯を上流側から下流側に向かって移動させるため、互いに相反する方向に回転するように設定されている。

この例において、圧縮部３００は、２段圧縮ローラであるが、仕様に応じては一段であってもよいし、多段化してもよい。本発明において、ホッパー２００および圧縮部３００の具体的な構成は任意的事項であり、その形状や配置などは仕様に応じて任意に変更可能である。

成形部４００は、圧縮部３００の下流側に配置された一対の成形ローラ４１０，４１０を備えている。各成形ローラ４１０，４１０はともに同一形状の合成樹脂製で、それらが互いに相反する方向に同期的に回転するように設計されている。

成形ローラ４１０の外表面には、成形部４００に送り込まれたすし飯をシャリ玉１０に成型する凹型面４２０が設けられている。凹型面４２０は、成形ローラ４１０の外表面から中心に向かってシャリ玉１０のほぼ半分に相当する容積を有する半俵状の凹部からなり、成形ローラ４１０の円周方向に所定の間隔、この例では６０°間隔で６箇所設けられている。

各成形ローラ４１０同士は、互いの凹型面４２０同士が向き合うように配置されており、これによれば、各成形ローラ４１０の間に上流側から流し込まれるすし飯は、凹型面４２０，４２０の中に詰め込まれ、成形ローラ４１０同士が回転することによって圧縮され、俵型に成型されたのち、下流側に放出される。

この例において、成形部４００は、一対の成形ローラ４１０，４１０同士を接触させながら回転させ、成形ローラ４１０間の間にすし飯を導き入れることですし飯をシャリ玉１０に成型しているが、成型シリンダ内にすし飯を押し込んでピストンで圧縮するタイプなどの成形部４００であってもよい。

本発明において、成形部４００の具体的な構造は任意的事項であり、後述する搬送部５００で成形部４００で成型されたシャリ玉１０を捕捉するような構造であれば、仕様に応じて任意に変更されてよい。

図５〜図７を併せて参照して、搬送部５００は、成型されたシャリ玉１０を掴む一対の保持アーム５１０，５１０と、同保持アーム５１０，５１０の先端を開閉するアーム開閉手段５３０と、保持アーム５１０，５１０を上下方向（Ｚ軸方向：図３では上下方向）に昇降させるＺ軸移動手段５５０と、保持アーム５１０，５１０を左右方向（Ｘ軸方向：図３の左右方向）に移動させるＸ軸移動手段５７０と、保持アーム５１０に保持されたシャリ玉１０を保管部６００に押し出す押出手段５９０とをさらに備えている。

搬送部５００は、保持アーム５１０、アーム開閉手段５３０およびＺ軸移動手段５７０が組み込まれた筐体カバー５０１が成形部４００の下流側に配置されており、保護カバー５０１全体がＸ軸移動手段５７０によって左右方向に動くようになっている。

図６を併せて参照して、保持アーム５１０、５１０はともに同一形状の合成樹脂の成型品であり、それらを左右対称に配置されている。以下においては、いずれか一方の保持アーム５１０を例にとって説明する。

保持アーム５１０は、上流から下流に向かってシャリ玉１０を案内する樋状のガイド面５１１が設けられている。ガイド面５１１は、上端が成形部４００に向けて開放され、上流側から下流側に向かって所定の傾斜角で傾斜するテーパ面からなり、これにより、上端側から下端側に向かって相対する距離が小さくなり、Ｖ字状（漏斗状）の捕捉空間が形成されるようになっている。

保持アーム５１０の背面側（反ガイド面５１１）側には、保持アーム５１０を後述するアーム開閉手段５３０のリンクアーム５３１，５３１に固定される係止爪５１７が設けられている。この例において、保持アーム５１０は係止爪５１７を介してリンクアーム５３１の先端の取付ステー５３７に弾性的に固定されるが、ネジなどによって固定してもよい。

保持アーム５１０の先端側には、シャリ玉１０の底面から側面にかけてを保持する断面Ｌ字状の爪部５１２が設けられており、爪部５１２同士が互いに向かい合わされて配置されることにより、爪部５１２の間にシャリ玉１０が収納される保持空間５１３が形成される。

爪部５１２のシャリ玉１０に対向する面には、シャリ玉１０を保管部６００のトレー６１０に押し付けた際に、押し付け力によってシャリ玉１０が上方にずれないようにするための位置ずれ防止手段５１４が設けられている。

位置ずれ防止手段５１４は、シャリ玉１０の落下方向に対しては緩やかな鈍角面５１４を有し、シャリ玉１０の反落下方向に対しては鋭角面５１６とを交互に備えた鋸歯状に形成されている。

この例において、位置ずれ防止手段５１４は、爪部５１２の一部を鋸歯状に形成して、シャリ玉１０の一部に引っ掛けて保持するようにしているが、シャリ玉１０の上方への持ち上がりを規制することができれば、これ以外の方法を用いてもよい。

再び図５を参照して、アーム開閉手段５３０は、所定の水平回転軸を中心に回動自在に取り付けられる一対のリンクアーム５３１，５３１と、同リンクアーム５３１，５３１の先端を互いに離反させる円盤カム５３２とを備えている。

リンクアーム５３１，５３１は、ともに金属製の棒状体からなり、筐体カバー５０１の背面側に設けられた後述するＺ軸移動手段５５０のスライドするＺ軸スライドベース５５２にボルト５３３，５３３を介してネジ止めされている。

リンクアーム５３１，５３１は、ボルト５３３，５３３のボルト軸を中心に回動可能に取り付けられており、その先端側（図５では下端）には、取付ステー５３７，５３７を介して上述した保持アーム５１０，５１０がそれぞれ対向的に取り付けられている。この例において、ボルト５３３，５３３がリンクアーム５３１，５３１の上端寄りに取り付けられ、先端（図５では下端）がハの字状に開閉するようになっている。

リンクアーム５３１，５３１の上端には、リンクアーム５３１，５３１の先端を常に近接させる方向にバネ付勢するためのバネ機構５３４が設けられている。バネ機構５３４は、リンクアーム５３１，５３１の他端側を水平に繋ぐシャフト５３４と、シャフト５３４を中心に同軸的に差し込まれる圧縮バネ５３６とを含み、リンクアーム５３１，５３１の上端側を常に離反させる方向にバネ付勢することによって、先端側が常に閉じるようにバネ付勢される。

円盤カム５３２は、図示しない駆動モータの回転軸に接続された楕円状の回転カムからなり、リンクアーム５３１，５３１の間に、その外周面が摺接するように配置されている。円盤カム５３２は、その回転軸が、ボルト５３３，５３３の回転軸よりも下に位置するように配置されている。

これによれば、円盤カム５３２の短軸側がリンクアーム５３１，５３１の内側面に対向している場合は、円盤カム５３２はリンクアーム５３１，５３１に干渉することがなく、リンクアーム５３１，５３１の先端は常にバネの力によって閉じられている。

この状態から円盤カム５３２を回転させて、長軸側の側面でリンクアーム５３１，５３１の内周面を押し上げることにより、リンクアーム５３１，５３１が回転軸を中心に回転し、先端が開くようになっている。

この例において、リンクアーム５３１，５３１はバネ機構５３４を介して常に先端が閉じる方向にバネ付勢され、円盤カム５３２の回転に伴って先端が開閉するようになっているが、リンクアーム５３１，５３１の開閉機構は、仕様に応じて任意に変更されてよい。

図５に示すように、Ｚ軸移動手段５５０は、筐体カバー５０１の上下方向に沿って互いに平行に配置された一対のガイドシャフト５５１，５５１と、ガイドシャフト５５１、５５１に沿って上下方向にスライドするＺ軸スライドベース５５２と、Ｚ軸スライドベース５５２を上下に昇降スライドさせるカム５５３および駆動モータ５５４とを備えている。

ガイドシャフト５５１，５５１は、筐体カバー５０１の上面から下面にかけて上下に架け渡された円柱状を呈し、Ｚ軸スライドベース５５２が取り付けられている。Ｚ軸スライドベース５５２は、ガイドシャフト５５１，５５１を間を跨ぐように配置された板状体からなり、上述したアーム開閉手段５３０が実装されている。

Ｚ軸スライドベース５５２の側面（図５では左側面）には、Ｚ軸スライドベース５５２を上下に昇降させる昇降カム５５３が設けられている。昇降カム５５３は、駆動モータ５５４の駆動軸が中央に同軸的に取り付けられ、中心軸から偏心した位置にＺ軸スライドベース５５２に接続される偏心シャフト５５５が設けられている。

これによれば、駆動モータ５５４を回転することで、昇降カム５５３の偏心シャフト５５５を介してＺ軸スライドベース５５２が上下に昇降運動する。この例において、Ｚ軸移動手段５５０は、回転−直線運動を円盤カムを用いているが、これ以外の手法を用いてもよい。

図２を参照して、Ｘ軸移動手段５７０は、筐体カバー５０１の背面側（図５では裏面側）に設けられるＸ軸スライドベース５７１と、Ｘ軸スライドベース５７１を案内すガイドレール５７２と、同ガイドレール５７２に沿ってＸ軸スライドベース５７１を左右に往復的に移動させる駆動ベルト５７３とを備えている。

Ｘ軸スライドベース５７１は、筐体カバー５０１の背面側に取り付けられ、その一部には駆動ベルト５７３が係止されている。ガイドレール５７２は、米飯成形装置１００の筐体に設けられた直方体形状のレールカバー５７４の背面（筐体カバー５０１に対向する面）にＸ軸方向（図３では左右方向）に沿って形成されてた開口溝からなり、そこにＸ軸スライドベース５７１がスライド可能に取り付けられている。

レールカバー５７４には、図示しない駆動モータによって回転される一対のベルトローラ５７５，５７５が設けられており、ベルトローラ５７５，５７５に駆動ベルト５７３が張設されている。

これによれば、駆動ベルト５７３を往復的に回転させることにより、駆動ベルト５７３に取り付けられたＸ軸スライドベース５７１を介して筐体カバー５０１がＸ軸方向に往復的に移動するようになっている。

この例において、Ｘ軸移動手段５７０は、駆動ベルト５７３を正転および反転させることにより、筐体カバー５０１をＸ軸方向に往復的にスライドさせているが、これ以外の方法でスライドさせてもよい。

図７を参照して、押圧手段５９０は、Ｚ軸スライドベース５５２の昇降に併せて自由端側が回動する押圧レバー５９１を備えている。押圧レバー５９１は、合成樹脂の成型品からなり、自由端側（図７では上端側）には、シャリ玉１０の上面を押圧する押圧面５９２が設けられている。

押圧レバー５９１の下端側は、筐体カバー５０１の前面（図７では右側面）に取り付けられた支持ステー５９３に回転軸５９４を中心に回動自在に取り付けられている。押圧エバー５９１には、支持ステー５３７に設けられたガイドリブ５３８によって案内されるガイド面５９５が設けられている。

押圧レバー５９１の下端には、さらに押圧レバー５９１がシャリ玉１０の上面を押圧する押圧力を一定とするバネ手段としての板バネ５９６が設けられている。板バネ５９６は、押圧レバー５９１の前面（図７では右側面）に沿って配置された金属板からなり、その一部がガイドリブ５３７に引っ掛かることで、押圧面５９２に係る押圧力が一定となるようになっている。

この例において、押圧レバー５９１は、Ｚ軸スライドベース５５２の昇降動作に追従して回動動作するようになっているが、専用の駆動機構などを設けてもよく、仕様に応じて具体的な構成などは任意に設定されてよい。

図２〜図４を参照して、保管部６００は、シャリ玉１０を一時的に保管しておくトレー６１０と、トレー６１０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段６３０とを備えている。トレー６１０は、合成樹脂の成型品からなり上面が開放された矩形状の箱体である。トレー６１０の大きさや形状は仕様に応じて、任意に選択されてよい。

Ｙ軸移動手段６３０は、トレー６１０が載置されるステージ６４０と、ステージ６４０の両側面をスライド可能に支持する一対のスライドレール６５０，６５０と、ステージ６４０を往復的に移動させるスライダー６６０とを備えている。

ステージ６４０は、金属板の成型品からなり、少なくともトレー６１０を載置可能な大きさを備えている。ステージ６４０は、トレー６１０を乗せるために上面が開放されており、底部には、トレー６１０の位置がずれないようにするための図示しない凹部などが設けられている。

ステージ６４０の両側面（図３では左右）には、スライドレール６５０，６５０にスライド可能に支持されるベアリング６４１が設けられている。この例において、ベアリング６４１は、各側面の両端に設けられ、左右で合計４箇所設けられている。

スライドレール６５０，６５０は、金属製の断面コ字状に形成された一本のレールからなり、筐体の底部側面にステージ６４０を挟んで互いに対称位置に配置されている。各スライドレール６５０，６５０の内周面に沿ってベアリング６４１がスライドするように配置されている。

スライダー６６０は、駆動モータ６６１からの回転駆動力をピニオンギア６６２を介して、ステージ６４０の一方の側面（図３では左側面）の一部に設けられた図示しないラックギアに伝達するラック＆ピニオン機構によりＹ軸方向にスライドするようになっている。

この例において、Ｙ軸移動手段６３０はラック＆ピニオン式のスライド機構を採用しているが、これ以外の機構を用いてもよく、最終的にシャリ玉１０が乗せられるトレー６１０をＹ軸方向に往復移動させる方法であれば、仕様に応じて任意に選択される。

次に、図１〜図１１を参照しながら、この米飯成型装置１００の使用手順の一例について説明する。まず、すし飯が入れられた保存容器２３０をホッパー２００の上部に取り付けたのち、電源スイッチを入れる。これに伴い、ホッパー２００の攪拌ロッド２４０が回転し始める。

次に、操作パネル１１０を操作して、すし飯の量目やシャリ玉１０の成型数などの各種項目を設定したのち、作業開始ボタンを操作する。作業開始ボタンを受けて、図示しない制御部は、まず、全ての機構の初期化を行い、エラー信号が出ていないか、搬送部５００が初期位置にあるかなどをチェックする。

チェックが完了すると、制御部は、圧縮部３００の各圧縮ローラ対３１０，３２０を回転させ、ホッパー２００から送り出されたすし飯を圧縮しながら成形部４００の上流側に搬送する。

成形部４００の上流側にすし飯の到来を確認すると、制御部は、成形部４００に指令を出し、成形部４００の成形ローラ対４１０，４１０同士を互いに相反する方向に回転させる。

成形ローラ対４１０，４１０の回転に伴い、すし飯が成形ローラ対４１０，４１０の凹型面４２０，４２０の間に取り込まれ、シャリ玉１０が成型される。成形ローラ対４１０，４１０がさらに回転すると、成型されたシャリ玉１０が凹型面４２０から抜け落ち、下流の搬送部５００に向けて投下される。

図８（ａ）に示すように、搬送部５００に向けて投下されたシャリ玉１０は、保持アーム５１０，５１０の間をテーパ状に形成されたガイド面５１１によって安定した姿勢でそのまま落下してゆき、図８（ｂ）に示すように、先端の爪部５１２によって形成される収納空間５１３に捕捉される。

シャリ玉１０が保持アーム５１０によって捕捉されたのを確認したのち、制御部は、まず、Ｘ軸移動手段５７０に指令を出す。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、指令を受けたＸ軸移動手段５７０は、駆動モータを介して駆動ベルト５７３を動かし、所定のトレー６１０のＸ軸位置に保持アーム５１０を含む筐体カバー５０１全体を移動させる。

所定のＸ軸位置に移動させたのち、制御部は次に、Ｚ軸移動手段５５０に下降指令を出す。下降指令を受け、Ｚ軸移動手段５５０は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、駆動モータ５５４を介してカム５５３を回転させ、Ｚ軸スライドベース５５２を下方にスライドさせる。これにより、保持アーム５１０は下降する。

図８（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｚ軸移動手段５５０が下降するに伴い、制御部は併せてアーム開閉手段５３０に「アーム閉」指令を出し、保持アーム５１０の先端を若干閉じて、シャリ玉１０を強固に掴む。

保持アーム５１０に強固に保持されたシャリ玉１０は、Ｚ軸移動手段５５０の下降に伴い、その底面がトレー６１０に押し付けられ、シャリ玉１０の底面がトレー６１０によって平坦に変形される。その際、位置ずれ防止手段５１４によって、シャリ玉１０はより強固に保持され、押し当てによって上に持ち上がるのが確実に防止される。

併せて、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、保持アーム５１０の正面側（図１０では左側面）に設けられた押圧レバー５９１が保持アーム５１０の下降動作に伴って回転し、先端の押圧面５９２がシャリ玉１０の上面を押圧して、シャリ玉１０を保持アーム５１０から確実に取り外す。

Ｚ軸移動手段５５０が完全に下降したのを確認したのち、制御部は、アーム開閉手段５３０に「アーム開」指令を出す。これを受けて、アーム開閉手段５３０は、図９（ｃ）および（ｄ）に示すように、円盤カム５３２を回転させて、長軸側の側面でリンクアーム５３１，５３１の内周面を押し上げ、リンクアーム５３１，５３１が回転軸を中心に回転し、保持アーム５１０の先端が開く。なお、保持アーム５１０の開動作中においても、押圧レバー５９１はシャリ玉１０を押圧し続ける。

保持アーム５１０が完全に開いたのち、制御部は、Ｚ軸移動手段５５０に「初期位置」指令を出し、保持アーム５１０を初期位置まで持ち上げる、これに伴い、押圧レバー５９１も初期位置に戻る。

さらに、制御部は、アーム開閉手段５３０に「アーム中立位置」指令を出す。これを受けて、アーム開閉手段５３０は、先端を閉じて、中立位置（図１０（ａ））に保持アーム５１０を戻す。しかるのち、制御手段は、Ｘ軸移動手段５３０に「初期位置」指令を出し、搬送部５００の筐体５０１を初期位置に戻す。なお、上述した初期位置や中立位置の位置出しは、突き当て手段などを用いて機械的に行ってもよいし、制御プログラムやセンサなどを用いて電気的に行ってもよい。

再び初期位置に戻った搬送部５００に対して、制御部は、上述した一連の搬送動作を繰り返すが、その際、制御部は次のシャリ玉１０を、前のシャリ玉１０とは反対の位置に置く。すなわち、図１１（ｃ）に示すように、前のシャリ玉１０をトレー６１０の右端に載置した場合、次のシャリ玉１０は、図１１（ｄ）に示すように、トレー６１０の左端の置かれる。

これによれば、もしキャッチミスや誤差などが生じた場合に、隣り合うシャリ玉１０に保持アーム５１０が触れたりして、無傷のシャリ玉１０を崩したりすることを防止できる。また、トレー６１０の容積を効率的に使ってシャリ玉１０を敷き並べることができる。

上述した搬送処理を順次行い、トレー６１０のＸ軸方向にシャリ玉１０が敷き詰められると、制御部は、Ｙ軸移動手段６００に「スライド」指令を出し、指令を受けて、Ｙ軸移動手段６３０は、駆動モータを介してステージ６４０を所定量だけ前進させる。

以上の一連の工程を繰り返し、トレー６１０の上に規定量のシャリ玉１０が敷き詰められたのを確認すると、制御部は、Ｙ軸移動手段６００を介してトレー６１０を取り出し位置まで移動させる。しかるのち、制御部は搬送部５００を初期位置まで戻すとともに、最後にブザーなどで成形完了を作業者に知らせる。

上述した実施形態において、米飯成形装置１００は、米飯成形物としてシャリ玉１０を成形する場合について例示したが、本発明の米飯成形装置１００は、上述した特徴を備えていれば、シャリ玉１０以外の米飯成形物に適用されてもよい。さらには、米飯成形物だけでなく、コロッケやクッキーなどの各種食品成形物の成形装置に適用されてもよい。

本発明の一実施形態に係る米飯成形装置の斜視図。 図１の食品成形装置を覆うカバーを取り外して内部機構が分かるようにした斜視図。 本発明の食品成形装置の内部構造を表す正面図。 本発明の食品成形装置の内部構造を表す側面図。 搬送部の全体構造を示す斜視図。 保持アームの斜視図。 搬送部を側面側から見た状態の模式図。 （ａ）〜（ｂ）は保持アームの一連の動作を模式的に表す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は保持アームの一連の動作に係る駆動系の動きを表す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は搬送部の一連の動作を側面側から見た状態の模式図。 （ａ）〜（ｄ）は、搬送部のＸ軸方向の動きを示した模式図。

符号の説明

１０ シャリ玉
１００ 米飯成形装置
２００ ホッパー
３００ 圧縮部
３１０ 上段圧縮ローラ対
３２０ 下段圧縮ローラ対
４００ 成形部
４１０ 成形ローラ
５００ 搬送部
５１０ 保持アーム
５３０ アーム開閉手段
５５０ Ｚ軸移動手段
５７０ Ｘ軸移動手段
５９０ 押圧手段
６００ 保管部
６１０ トレー
６３０ Ｙ軸移動手段
６４０ ステージ

Claims (8)

1. 筐体内にホッパーから供給された米飯を所定の米飯成形物に成形する成形部と、上記米飯成形物を上記成形部から所定の位置へと搬送する搬送部と、上記搬送部によって搬送された上記米飯成形物を保管する保管部とを含む米飯成形装置において、
   上記筐体の幅方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向とし、
   上記搬送部は、上記筐体内で上記米飯成形物をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段を備え、上記保管部は、上記筐体内でＹ軸移動可能なトレーおよびＹ軸移動手段とを備えていることを特徴とする米飯成形装置。
2. 上記成形部は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成型するための凹型面が設けられており、上記各成形ローラの対向面の上流側から送り込まれた上記米飯が、上記凹型面により成形され、上記成形ローラの対向面の下流側から放出され、
   上記搬送部は、上記米飯成形物を狭持する一対の保持アームを有し、上記各保持アームは、上記成形部の下流側から落とされた上記米飯成形物をキャッチするため、上端側から下端側に向かって相対する距離が小さくなるＶ字状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の米飯成形装置。
3. 上記各保持アームの開閉端側には、上記米飯成形物の底面から側面にかけて保持する爪部が設けられており、上記爪部同士が互いに向かい合わされて配置されることにより、上記爪部の間に上記米飯成形物が収納される保持空間が形成されることを特徴とする請求項２に記載の米飯成形装置。
4. 上記爪部の上記米飯成形物に対向する面には、上記米飯成形物を上記トレーに押し付けた際に、押し付け力によって上記米飯成形部が上方にずれないようにするための位置ずれ防止手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の米飯成形装置。
5. 上記位置ずれ防止手段は、上記米飯成形物の落下方向に対しては緩やかな鈍角面を有し、上記米飯成形物の反落下方向に対しては鋭角面を有する鋸歯状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の米飯成形装置。
6. 上記搬送部は、上記各保持アームの先端を開閉して、上記保持アームによって狭持された上記米飯成形物を開放するアーム開閉手段と、上記保持アーム内に収納された米飯を上記保管部に押し出す押出手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載された米飯成形装置。
7. 上記押出手段は、上記米飯成形物の開放時に上記米飯成形物の上面を押圧して、上記米飯成形物の姿勢を維持する押圧レバーを含み、上記押圧レバーには、上記米飯成形物の押圧力を一定とするバネ手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の米飯成形装置。
8. ホッパーから供給された米飯を所定の米飯成形物に成形する成形部と、上記米飯成形物を上記成形部から所定の位置へと搬送する搬送部と、上記搬送部によって搬送された上記米飯成形物を保管する保管部とを含む米飯成形装置の制御方法において、
   上記筐体の幅方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、奥行き方向をＹ軸方向とし、
   上記成形部は、所定の水平回転軸を中心に互いに相反する方向に回転する一対の成形ローラを有し、上記各成形ローラの外周面には、上記米飯成形物を成型するための凹型面が設けられており、
   上記搬送部は、上記筐体内で上記米飯成形物をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段を備え、
   上記米飯成形物を狭持する一対の保持アームと、上記各保持アームの開閉端を開閉して、上記保持アームによって狭持された上記米飯成形物を開放するアーム開閉手段と、上記保持アーム内に収納された米飯を上記保管部に押し出す押出手段とを有し、
   上記保管部は、上記筐体内でＹ軸移動可能なトレーおよびそのＹ軸移動手段を有し、
   少なくとも上記圧縮部、成形部、搬送部および保管部を制御する制御手段をさらに含み、
   上記制御手段は、上記各成形ローラの対向面の上流側から送り込まれた上記米飯を上記凹型面で圧縮成形し、上記成形ローラの対向面の下流側から放出し、上記成形部の下流側から落とされた上記米飯成形物を上記保持アーム間の上流側から導き入れ、上記保持アームの開閉端側で狭持したのち、上記Ｘ軸移動手段により上記保持アームを上記トレーの所定の位置に移動させ、
   上記Ｚ軸移動手段により上記米飯成形物を上記トレーの被設置面上に移動させるとともに、上記押圧手段により上記米飯成形物の上面を押圧して、上記米飯成形物の底面を上記トレーに押し付けながら、上記アーム開閉手段により上記保持アームの開閉端を開いて、上記トレーに上記米飯成形物を開放することを特徴とする米飯成形装置の制御方法。

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