JP2016101258A - 撹拌装置及び炊飯システム - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌羽根の高さを自在に変更できる撹拌装置及び炊飯システムを提供する。【解決手段】撹拌装置１は、未炊飯の米、水と調味液等が投入された炊飯釜２を搬送コンベア３で搬送し、炊飯釜２で炊飯を行う炊飯システムの撹拌工程で使用される。撹拌装置１は、制御部と、撹拌部１０と、昇降装置２０と、架台３０と、水滴受け４０とを備える。昇降装置２０の昇降駆動部２１が駆動し、撹拌部１０が予め制御部に設定された撹拌位置まで下降すると、昇降装置２０が停止して、羽根駆動部１２が駆動して食材および液体を撹拌する。次に、制御部に予め設定された表層部の均し高さに撹拌部１０を上昇させ、撹拌羽根１１を回転させて食材の表層部を均す。撹拌羽根１１の相対高さ、回転方向、上下運動等は食材メニューに合わせて制御部で設定できる。【選択図】図２

Description

本発明は、撹拌装置及び炊飯システムに関する。

炊飯前の米に水や調味液を投入して撹拌する撹拌装置が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載される自動炊飯システムにおける撹拌均し装置は、下降手段である昇降用シリンダにより左右一対の撹拌羽根をはじめに炊飯釜の深部に位置させて、撹拌羽根を互いに進行方向内方に回転させつつ逆方向に往復動させて米と調味液を均一に撹拌し、次に撹拌羽根を表層部に位置させて全体を平均に均す装置である。この装置により、調味液や混ぜ物を均一に撹拌しつつ、同時に良好に炊き上げる上での均しを行わせることが開示されている。

特開平７−２８１号公報

特許文献１に記載された技術では、撹拌羽根の下降手段の機能によって、下降する２つの位置が決定されており、特定の炊飯量に対しては米表層部の高さと撹拌羽根の均し高さが一致している。ところが炊飯量が所定量から異なるとき、米表層部の高さが均し高さとずれてしまうので、平坦に均すことができなくなってしまう。このような場合、下降手段（シリンダ）等を交換するなど、適した位置に下降できる下降手段へと変更する必要があった。更に、米積層部の内部では炊飯釜の底面しか撹拌しないので、炊飯量や調味液の種類によっては均一に撹拌することができず、米飯にムラが生じる恐れがあった。

本発明は、撹拌羽根の高さを自在に制御できる撹拌装置及び炊飯システムを提供することを目的とする。

本発明の撹拌装置は、炊飯釜内の食材および液体を撹拌する撹拌装置であって、炊飯釜内の食材および液体を直接に撹拌する撹拌部と、前記撹拌部を昇降させることにより、前記撹拌部を前記炊飯釜に対して所定の相対高さに位置させる昇降装置と、前記昇降装置の昇降動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、個別の炊飯釜に応じて前記撹拌部が任意の相対高さに位置するように、前記昇降装置を制御する。

本発明の撹拌装置の一態様として例えば、前記撹拌部が、撹拌羽根と前記撹拌羽根を駆動する羽根駆動部とを含む。

本発明の撹拌装置の一態様として例えば、前記制御部は、食材メニューに応じて前記相対高さを設定する。

本発明の撹拌装置の一態様として例えば、前記制御部は、一つの食材メニューに応じて複数の前記相対高さを設定可能である。

本発明の撹拌装置の一態様として例えば、前記制御部は、前記撹拌部が回転動作に連動して上下に動くように前記昇降装置を制御する。

本発明の炊飯システムは、前記撹拌装置と、前記炊飯釜を搬送する搬送コンベアとを含む。

本発明の撹拌装置及び炊飯システムは、制御部により個別の炊飯釜に応じて撹拌部（撹拌羽根）が任意の相対高さに位置するように設定することができるため、炊飯釜毎の食材メニュー（食材及び液体の量、食材と水および調味液の種類等）に応じて、より適切で均一な撹拌および平坦な均しが実現できる。

本発明に係る炊飯システムの炊飯ラインフローのブロック図。 本発明に係る撹拌装置の斜視図。 図２の（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）裏面図。 本発明に係る撹拌羽根の分解斜視図。 本発明に係る撹拌部と昇降装置の一部を示す斜視図 本発明に係る撹拌羽根が準備位置にあることを示し、（ａ）斜視図、（ｂ）右側面図。 本発明に係る撹拌羽根が炊飯釜の釜底にあることを示し、（ａ）斜視図、（ｂ）右側面図。 本発明に係る撹拌羽根が食材の表層部にあることを示し、（ａ）斜視図、（ｂ）右側面図。 本発明に係る撹拌羽根が炊飯釜内での相対位置関係を示す概念図で、（ａ）釜底、（ｂ）食材の表層部、（ｃ）（ｂ）と高さの異なる食材の表層部。 本発明に係る撹拌羽根が炊飯釜内で昇降する状態を示す概念図。

以下、本発明に係る撹拌装置及び炊飯システムの好適な実施形態を、図１〜図１０に基づいて詳述する。

図１は、炊飯システムの炊飯ラインフローのブロック図である。

本実施形態の撹拌装置１は、炊飯メニューに従って未炊飯の米、水と調味液等が投入された炊飯釜２を搬送コンベア３で搬送し、炊飯釜２で炊飯を行う炊飯システム１００の撹拌工程１０３で使用される装置である。炊飯システム１００は、米・水投入工程１０１と、調味液投入工程１０２と、撹拌工程１０３と、蓋締め工程１０４と、炊飯工程１０５とを少なくとも備えている。そして炊飯釜２は炊飯工程１０５のあと、蓋取り工程、調味液散布工程、釜反転工程、洗浄工程などを経由し、再び米・水投入工程１０１に戻るようになっている。このように炊飯システム１００は、炊飯釜２を上記工程で循環しながら連続して炊飯を行うシステムである。また制御部５は、上記炊飯システム１００の動作を制御するとともに、各工程において炊飯メニューに応じた装置の設定や動作も制御している。

米・水投入工程１０１では、炊飯釜２に米および水を投入する。それぞれの投入量は、制御部５で入力された炊飯メニューにより決定される。米は炊飯釜２の上方から投入されるので山型に積層した状態となる。調味液投入工程１０２では、米および水が投入された炊飯釜２に調味液を投入する。投入される調味液の種類や量は、炊飯メニューにより決定される。調味液は米の表層部または水面に掛かる。調味液によっては、米や水を投入する前に投入することもある。

撹拌工程１０３では、炊飯釜２に投入された米、水および調味液を撹拌装置１で撹拌する。撹拌は、山型に積層した米をくずしながら、米層全体に水及び調味液が均等に行き渡るように混ぜ合わせ、撹拌後、米表層部が平坦状になるように撹拌装置１で均している。撹拌装置１の昇降、撹拌、均し高さ等の制御は、炊飯メニューの内容に従い制御部５により行われる。

蓋締め工程１０４では、内部を均一に撹拌された炊飯釜２に蓋をして、炊飯工程１０５での炊飯加熱に備える。炊飯工程１０５では、蓋がされた炊飯釜２を炊飯する。炊飯火力や加熱時間は、炊飯メニューにより決定される。米、水および調味液が均一に撹拌され、平らに均されているので、ムラなく炊飯することができる。

図２および図３を用いて、本実施形態の撹拌装置１の一例を詳述する。図２は撹拌装置１の斜視図、図３は撹拌装置１の（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）裏面図である。

撹拌装置１は、撹拌部１０と、撹拌部１０を昇降する昇降装置２０と、撹拌部１０と昇降装置２０を支持する架台３０と、撹拌部１０の付着した水滴を受ける水滴受け４０とを備える。

撹拌部１０は、平面視略円形または方形状の炊飯釜２に投入された食材（米や具材等）や液体（水や調味液等）を撹拌し、食材の表層部を均すものである。撹拌部１０は、食材や液体を直接に撹拌する撹拌羽根１１と、撹拌羽根１１を駆動する例えばモータ等からなる羽根駆動部１２と、羽根駆動部１２の駆動を撹拌羽根１１に回転運動として伝達する羽根回転軸１３とを備える。また、羽根駆動部１２による回転は、時計回りまたは逆時計回りの選択が可能である。

また、撹拌部１０は、水平台１５に固定された水平シリンダ１６により水平方向に移動する。羽根駆動部１２は、水平シリンダ１６に沿って水平に往復移動する水平移動台１７上に固定されている。そして、水平台１５に固定された水平駆動部１８である水平シリンダ１６が駆動することにより、水平移動台１７が水平台１５上を水平移動し、同時に撹拌羽根１１も水平移動する。撹拌羽根１１は、炊飯釜２内を撹拌しない場合は、格納位置である水滴受け４０の上部に配置され、炊飯釜２内を撹拌する場合は、水平移動して炊飯釜２の上部である準備位置に移動する。

尚、水滴受け４０は、水滴受け４０の下方を炊飯釜２が通過できる位置に設置されていることが望ましい。水滴受け４０は平面視略四角形状で、その長手方向は水平シリンダ１６の移動方向と略垂直な方向となっている。さらに準備位置において回転及び昇降する撹拌羽根１１と干渉しない位置となっている。そして格納位置に位置する撹拌羽根１１から落下する食材や液体を受け、撹拌装置１やその周囲が汚れるのを防止している。

ここで、水平移動とは、図面上両矢印Ａで示される格納位置（又は退避位置）と炊飯釜２の上部の準備位置間での水平方向への移動を指し、昇降移動とは、図面上両矢印Ｂで示される上下方向への移動を指す。

昇降装置２０は、撹拌部１０を昇降させて撹拌部１０を炊飯釜２に対して所定の相対高さに位置させる。昇降装置２０は、例えば電動アクチュエータ等からなる昇降駆動部２１と、昇降駆動部２１の動きを補佐するウェイト２２と、ウェイト２２が固定されたウェイトチェーン２３と、ウェイトチェーン２３が掛け回され、ウェイトチェーン２３を上下方向にスムーズに周回させる上部スプロケット２４と、下部スプロケット２５とを備える。

昇降装置２０は、ウェイトチェーン２３に連結固定され、昇降駆動部２１の動きに追従するアーム部５０を更に備える。アーム部５０は、昇降駆動部２１と、チェーン固定金具２６を介してウェイトチェーン２３とに連結固定される第１のアーム５１と、第１のアーム５１の上方に位置し水平台１５と連結固定する第２のアーム５２と、第１のアーム５１と第２のアーム５２を昇降方向で連結固定して一体化するアーム連結枠５３と、第２のアーム５２に固定され、架台３０の裏面側に設けられたアームガイドレール内を摺動する複数のガイド５４が設けられたアーム支持板５５とを備える。

また、アーム部５０は、上部スプロケット２４を介してウェイトチェーン２３の一方側に接続され、ウェイト２２は、ウェイトチェーン２３のもう一方側に固定されており、さらに撹拌部１０等を含めたアーム部５０との重量バランスが取れた重量となっているため、円滑に撹拌部１０の昇降動作ができるようにすると共に、昇降駆動部２１への負荷を軽減している。

架台３０は、撹拌部１０およびアーム部５０を含む昇降装置２０の動きと全荷重に耐えられる強度ある構造をなし、前方に突出する架台下枠３１と、昇降方向に立設する一対の架台横枠３２と、架台横枠３２の上部を連結固定する架台上枠３３とを備える。また、昇降駆動部２１はその両端側で架台３０に固定され、上部スプロケット２４および下部スプロケット２５も架台３０に固定されている。

本実施形態に於ける撹拌部１０、昇降装置２０および架台３０の構成を上述したが、撹拌部１０の回転および昇降位置の適宜設定が可能であれば、本実施形態の構成および配置に限定されない。

図４は撹拌羽根１１の分解斜視図である。撹拌羽根１１の実施形態の一例を説明する。

羽根回転軸１３は、下端部に一体的に固定された水平状の台座１４を備えている。台座１４はクランク状に形成され、台座１４の上面には固定ネジ１４ａが螺合する固定ボルト１４ｂと固定ボルト１４ｂの両側に一対の止めピン１４ｃが突出形成されている。一方、撹拌羽根１１は、台座１４に取り付けられる撹拌横板部１１ａと、撹拌横板部１１ａの下端に固定される例えばシリコン等のゴムベラ状の弾性を有する撹拌板部１１ｂとを備える。平板状の撹拌横板部１１ａの上端部から水平方向に上面部が突出し、上面部には、凹部１１ｃと凹部１１ｃの両側に一対の孔１１ｄが形成され、側面には開口部１１ｅが形成されている。

台座１４と撹拌横板部１１ａとの固定は、台座１４の固定ボルト１４ｂに撹拌横板部１１ａの凹部１１ｃを挿入すると共に止めピン１４ｃに孔１１ｄを挿入して、固定ネジ１４ａを固定ボルト１４ｂに螺合して締結することにより行われる。組み付けられた撹拌羽根１１は一枚で回転する羽根形状を成すが、複数枚でも良く、食材メニューに適した配列や形状が可能であり、本実施形態に限定されない。

図５は、撹拌部１０と昇降装置２０の一部を示す斜視図である。

羽根回転軸１３には、羽根回転軸１３の径方向に伸びた検知金具１２ａが上端部に固定され、羽根駆動部１２には、検知金具１２ａを検知して検知結果を制御部５に送信する回転位置検知センサ１２ｂが備えられている。そして撹拌羽根１１の長手方向が水平シリンダ１６による撹拌部１０の移動方向と略垂直な方向に向いたとき検知金具１２ａが検知されるようになっている。また、水平台１５上を水平移動する水平移動台１７には複数のキャスター１７ａが設けられ、水平台１５上に設けられたキャスターレール１７ｂ上をキャスター１７ａが移動することにより、水平移動台１７に掛かる負荷をキャスター１７ａで受けるため、水平駆動部１８による水平移動が滑らかとなる。

また、昇降駆動部２１の下端には、昇降駆動部２１の駆動により下方に伸長していくロッド２１ａが設けられている。ロッド２１ａの伸長量は、制御部５により自在にコントロールすることができる。そしてロッド２１ａの先端と第１のアーム５１が固定されているので、ロッド２１ａの伸長量に追従して、撹拌部１０が第１のアーム５１と一体連結されている第２のアーム５２とともに昇降する。

図６〜図８を用いて、撹拌羽根１１の昇降状態を説明する。図６は炊飯釜２上部の準備位置に撹拌羽根１１があることを示す。図７は、撹拌羽根１１が炊飯釜２の釜底にあることを示す。図８は、撹拌羽根１１が食材の表層部にあることを示す。各図の（ａ）は斜視図、（ｂ）は右側面図である。

撹拌羽根１１は、制御部５の指令により水平駆動部１８の水平シリンダ１６が駆動され、水滴受け４０の上部である格納位置から炊飯釜２の上部である準備位置まで、水平移動台１７と共に水平台１５上を水平移動する。このとき、昇降駆動部２１のロッド２１ａは最も収縮した状態、つまり最も高い位置で保持されている（図６参照）。

次に、制御部５の指令より、昇降装置２０の昇降駆動部２１が駆動してロッド２１ａが下方に伸長し、アーム部５０の下降に合わせて水平台１５と共に撹拌羽根１１も撹拌位置まで下降する。そして炊飯釜２の釜底または釜底近傍に撹拌羽根１１の先端が到達すると、下降運動が停止する（図７参照）。その後、羽根駆動部１２が駆動して撹拌羽根１１が回転し、撹拌羽根１１は炊飯釜２内の食材および液体を直接に撹拌する。必要に応じて昇降駆動部２１が駆動し上下運動も行う。

そして、撹拌が終了すると、制御部５の指令により、昇降駆動部２１が駆動してロッド２１ａが上方に収縮する。ロッド２１ａの上昇に合わせて水平台１５と共に撹拌羽根１１も上昇し、撹拌羽根１１が予め制御部５で設定された相対高さ位置で停止する（図８参照）。このとき、撹拌羽根１１の下端部は、食材の表層部近傍に位置することになる。釜底から表層部への移動の間、撹拌羽根１１が連続回転していても良く、一旦停止していても良い。この均し高さにおいて撹拌羽根１１が回転駆動されると、撹拌羽根１１の下端部の移動により食材の表面が平坦状に均される。

図９は、炊飯釜２内の撹拌羽根１１の相対位置を示す概念図である。

図９（ａ）は、撹拌羽根１１が撹拌位置である炊飯釜２の釜底にあることを示している。撹拌羽根１１が釜底にある場合、撹拌羽根１１の弾性を有する撹拌板部１１ｂの先端が釜底に押し当てられ、湾曲変形していることが望ましい。釜底に米粒や調味液を残すことなく、より撹拌を確実に行うことができる。また、撹拌板部１１ｂが弾性を有しない合成樹脂等からできている場合は、釜底からやや離間した位置で撹拌板部１１ｂの先端を停止させることも可能である。撹拌板部１１ｂの押圧量や離間距離等は、食材メニューに合わせて予め制御部５で任意に設定できる。

そして、撹拌中は、撹拌羽根１１の回転と同時に昇降装置２０の駆動による上下運動が可能であり、その結果図１０に示す通り、撹拌羽根１１は炊飯釜２内で波形Ｗの周回軌跡を描くことができる。このように食材メニューに合わせて制御部５で撹拌羽根１１の回転および上下運動の動作と周期、並びに上下運動による高低差等の設定ができる。

図９（ｂ）は、撹拌羽根１１が、所定量投入された食材の表層部の均しを行う高さに位置している状態を示し、図９（ｃ）は、（ｂ）とは食材の投入量が異なる場合で、高さの異なる表層部において、撹拌羽根１１が均しを行う高さに位置している状態を示している。このように、撹拌羽根１１が均しを行うとき、食材量に合わせて任意の相対高さに位置させることができる。つまり制御部５には、食材量ごとに、撹拌羽根１１の均しを行う相対高さが予め設定されており、炊飯釜２が搬入されたとき、食材メニューの食材量に対応している相対高さが判定され、昇降駆動部２１へ指令を出すようになっている。例えば、食材量が３ｋｇのときは釜底から３０ｍｍの高さ、４ｋｇのときは４０ｍｍ、５ｋｇのときは５０ｍｍ・・・と予め設定することができる。

制御部５は、上述したように、撹拌羽根１１の水平移動を行う水平駆動部１８の駆動、撹拌羽根１１の回転を行う羽根駆動部１２の駆動、撹拌羽根１１の昇降を行い個別の炊飯釜２毎の食材メニューに応じて、撹拌部１０が任意の相対高さに位置するように移動と停止等を設定、制御することができる。また、一つの食材メニューに応じて複数の相対高さの設定や撹拌部１０が回転動作に連動して上下に動くように昇降装置２０の制御を行うこともできる。

次に、炊飯システム１００の撹拌工程１０３について詳述する。

（１）炊飯釜停止
釜修正シリンダで釜修正具７の釜修正板８を上昇させ（図２参照）、搬送コンベア３の搬送面より上方に突出させる。搬送コンベア３の搬送方向に炊飯釜２が搬入され、釜修正板８と当接し、炊飯釜２が所定位置に停止する。停止した炊飯釜２の食材メニューに従い、撹拌装置１の各部の動作が開始される。

（２）撹拌部移動
撹拌部１０は、水滴受け４０の上方である格納位置に格納されている。制御部５からの指令を受けて水平駆動部１８により、撹拌部１０を格納位置から、炊飯釜２の上方に位置する準備位置へ移動する。

（３）撹拌部下降
昇降装置２０の昇降駆動部２１が駆動し、撹拌部１０を炊飯釜２に向け下降させる。そして撹拌羽根１１が炊飯釜２の上部開口を通り、食材の内部に差し込まれる。予め制御部５に設定された撹拌位置まで下降すると、昇降装置２０が停止する。

（４）撹拌
撹拌部１０の羽根駆動部１２が駆動して撹拌羽根１１を回転させる。撹拌羽根１１が食材の内部に差し込まれた状態で回転し、所定時間、または所定周回数のあいだ食材および液体を撹拌する。

（５）均し
制御部５に予め設定された均し高さのうち、搬入された炊飯釜２の食材量に対応した均し高さまで撹拌部１０を上昇させ、撹拌羽根１１の下部が食材の表層付近に位置した状態となる。撹拌羽根１１が回転され、撹拌により凹凸状になった食材の表層部が平坦状に均される。

（６）格納
撹拌羽根１１を回転しながら、撹拌部１０を準備位置まで上昇させる。このとき、撹拌羽根１１に付着した食材や水滴がある程度振り落とされる。準備位置まで上昇したら、検知金具１２ａを検知した位置で撹拌羽根１１の回転を停止し、格納位置へ水平移動する。

（７）搬出
釜修正具７の釜修正板８を下降させ、搬送面より下方に位置させる。搬送コンベア３を駆動させ、炊飯釜２を次工程の蓋締め工程１０４へ搬送する。

＜撹拌動作について＞
制御部５の設定（撹拌モード）により、撹拌する位置は、複数の高さで撹拌することもできる。さらに調味液の種類により、撹拌する高さを変更することができる。例えば、調味液が高濃度の場合は釜の下方を重点的に撹拌し、低濃度の場合は、上方を重点的に撹拌する。制御部５の設定（撹拌モード）によっては、単に回転するだけでなく、撹拌部１０が上下に揺動しながら撹拌することもできる。その結果、例えば撹拌羽根１１の周回軌跡を正弦波やのこぎり波など波状にすることができ、より均一に撹拌できる。

＜均し高さについて＞
食材の量によって食材表層部の高さが異なるが、制御部５で予め食材量ごとに相対高さを設定しているため、搬入された炊飯釜２の食材の量に応じて、撹拌羽根１１を適切な均し高さに位置することができる。したがって、異なる食材量の炊飯釜２が次々と搬入されても、撹拌羽根１１は、それぞれの炊飯釜２の食材量に対応した均し高さに位置して食材表層部を平坦に均すことができる。

＜撹拌羽根について＞
撹拌羽根１１の材質や形状は、上記撹拌羽根１１に限定されず、例えば、撹拌横板部１１ａと撹拌板部１１ｂとを一体に形成し、略全体を樹脂で成形することもできる。このように撹拌横板部１１ａ略全体を樹脂成形することで、製造コストを下げるとともに、撹拌板部１１ｂとの接合部を無くし、炊飯釜２内への異物落下を防止することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明に係る撹拌装置及び炊飯システムは、食材メニューに応じた相対高さの設定、食材と液体に合わせた撹拌等を図る分野に適用可能である。

１ 撹拌装置
２ 炊飯釜
３ 搬送コンベア
５ 制御部
１０ 撹拌部
１１ 撹拌羽根
１１ｂ 撹拌板部
１２ 羽根駆動部
１３ 羽根回転軸
１５ 水平台
１６ 水平シリンダ
１７ 水平移動台
１８ 水平駆動部
２０ 昇降装置
２１ 昇降駆動部
２２ ウェイト
２３ ウェイトチェーン
３０ 架台
４０ 水滴受け
５０ アーム部
５１ 第１のアーム
５２ 第２のアーム

Claims (6)

1. 炊飯釜内の食材および液体を撹拌する撹拌装置であって、
   炊飯釜内の食材および液体を直接に撹拌する撹拌部と、
   前記撹拌部を昇降させることにより、前記撹拌部を前記炊飯釜に対して所定の相対高さに位置させる昇降装置と、
   前記昇降装置の昇降動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、個別の炊飯釜に応じて前記撹拌部が任意の相対高さに位置するように、前記昇降装置を制御する、撹拌装置。
2. 請求項１に記載の撹拌装置であって、
   前記撹拌部が、撹拌羽根と前記撹拌羽根を駆動する羽根駆動部とを含む撹拌装置。
3. 請求項１または２に記載の撹拌装置であって、
   前記制御部は、食材メニューに応じて前記相対高さを設定する撹拌装置。
4. 請求項３に記載の撹拌装置であって、
   前記制御部は、一つの食材メニューに応じて複数の前記相対高さを設定可能な撹拌装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の撹拌装置であって、
   前記制御部は、前記撹拌部が回転動作に連動して上下に動くように前記昇降装置を制御する撹拌装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の撹拌装置と、前記炊飯釜を搬送する搬送コンベアとを含む炊飯システム。

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