JP2016154600A - 撹拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】釜内で食材を撹拌する過程において釜の内側面上部付近に食材が付着した場合に、付着した食材を機械的に効率よく掻き取ることを可能とした撹拌装置を提供する。【解決手段】撹拌装置Ｍの撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）は、その先端に釜６の内底面または内側面に当接可能な当接子７３を有し、この当接子７３から釜６の内底面または内側面までの距離に応じて伸縮可能に設けられるとともに、釜６の内底面または内側面に向って伸びる方向にバネ力で付勢されており、前記当接子７３の外周部には、釜６の内側面上部に付着した食材を掻き取る手段として、１枚以上のブレード７３を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、練り餡、クリーム、ジャム、カレールー、ソース、スープ、煮物、炒め物などの各種食材を釜内で混合するための撹拌装置に関し、特に、釜内で食材を撹拌する過程において釜の内側面上部付近に食材が付着した場合に、その付着した食材を機械的に効率よく掻き取ることができるようにしたものである。

従来、この種の撹拌装置としては、例えば、特許文献１に記載された撹拌機が知られている。同文献の撹拌機は、主動軸（１８）の回転に連動して、傾斜した従動軸（２２）が自転しながら主動軸（１８）周りに公転する構造になっている。

そして、従動軸（２２）の先端にはジョイント（２５）を介して図示しない撹拌棒が連結されており、この撹拌棒が従動軸（２２）と一体に主動軸（１８）周りに公転しながら自転することで、釜（２０）内の食材は撹拌される。

しかしながら、特許文献１のような従来の撹拌機によると、前記のように公転・自転する撹拌棒で釜（２０）内の食材を撹拌している。このため、例えば、練り餡のように水分を含んだ食材（練り餡の場合は粉末状の餡と砂糖と水分）を釜（２０）内に投入し、それらを釜（２０）の熱で加熱しながら撹拌棒で撹拌する場合は、投入した食材が撹拌棒の自転・公転によって釜（２０）の内側面上部方向に押し出されて付着し、付着した食材中の水分が蒸発することで、釜（２０）の内側面上部付近に食材が乾いて張り付いてしまうことから、それを作業者がヘラ等で掻き取る面倒な作業を頻繁に行わなければならず、使い勝手が悪い。

前記のような作業者によるヘラでの掻き取り作業を怠ると、前述の乾いて貼り付いた食材が釜（２０）の熱によって焦げ、焦げた食材が例えば撹拌棒の公転・自転による釜（２０）の微振動などによって剥がれ落ち、撹拌中の食材内に混入する場合もあり、この場合は、撹拌完了後の食材で製造した最終製品の風味や食感が焦げた食材によって変化してしまい、最終製品における不良品の発生が生じ易い。

以上の説明において、カッコ内の符号は特許文献１で用いられている符号である。

特開２００５−３１８９８３号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、釜内で食材を撹拌する過程において釜の内側面上部付近に食材が付着した場合に、付着した食材を機械的に効率よく掻き取ることを可能とした撹拌装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、モータにより回転駆動される主動軸と該主動軸に対して傾斜した従動軸とを備え、前記主動軸の回転に連動して前記従動軸が自転しながら前記主動軸周りに公転する構造の回転機構部と、前記従動軸に対して傾斜した状態で前記従動軸の先端部に連結された１本以上の撹拌棒と、前記撹拌棒が挿入されるとともに食材が投入される釜と、を備え、前記撹拌棒は、その先端に前記釜の内底面または内側面に当接可能な当接子を有し、この当接子から前記釜の内底面または内側面までの距離に応じて伸縮可能に設けられるとともに、前記釜の内底面または内側面に向って伸びる方向にバネ力で付勢されており、前記釜の内側面上部に付着した食材を掻き取る手段として、前記当接子の外周部に１枚以上のブレードを設けたことを特徴とする。

前記本発明において、前記ブレードを筒体の外周面に一体に設けるとともに、その筒体を前記撹拌棒の先端に嵌め込むことで、前記当接子の外周部に前記ブレードが配置されること、および、その筒体の嵌め込みよる取付けと取外しにより既存の当接子に対して当該ブレードが着脱可能に構成されることを特徴としてもよい。

前記本発明において、前記ブレードの先端が釜の内側上部面に沿って円弧状に形成されていることを特徴としてもよい。

前記本発明において、前記当接子を中心として放射状に前記ブレードを等間隔で５枚設けたことを特徴としてもよい。

本発明では、主動軸が回転し始めると、従動軸と撹拌棒が主動軸周りに公転しながら自転する。このとき、従動軸の自転はその軸心周りに回転するだけの単純な回転運動であるが、撹拌棒の自転が鉛直方向に対して傾斜した円錐運動（従動軸上に頂点を持った円錐を描くような運動）になることで、撹拌棒やその先端の当接子は自転と公転をしながら釜の内側面を昇降する。このとき、当接子外周部のブレードも当接子と一体に昇降する。この昇降の動作は撹拌棒の公転や自転の周期に基づき周期的に行われる。このため、当接子の昇降の折返し点付近、すなわち釜の内側面上部付近に付着している食材は、その付近まで上昇したブレードがヘラとして機能することで当該ブレードにより効果的に掻き取られること、および、例えばｎ回目の昇降周期で掻き取ることができなくても、その後のｎ＋１またはｎ＋２回目等の昇降周期で掻き取られることから、そのように付着した食材を作業者がヘラ等で掻き取る面倒な従来の作業を省略することができ、釜の内側面上部付近に付着した食材を機械的に効率よく掻き取ることを可能とした撹拌装置を提供し得る。

また、本発明にあっては、前述の通り、釜の内側面上部付近に付着した食材を効率よく掻き取ることができるから、そのように付着した食材が釜の熱によって焦げたり、焦げた食材が剥がれ落ちて撹拌中の食材内に混入したりすること、並びに、撹拌完了後の食材で製造した最終製品の風味や食感が焦げた食材によって変化することが減り、最終製品における不良品の発生を効果的に防止し得る。

さらに、本発明によると、ブレードによる掻き取り動作は、撹拌棒の公転・自転によって実行されるものであり、かつ、撹拌棒の公転・自転による食材の撹拌や練り込み動作と同時並列的に行なわれるものであるから、ブレードでの掻き取り動作中に撹拌棒の公転も自転も停止する必要がなく、よって、攪拌装置の稼動効率の向上も図れる。

本発明を適用した撹拌装置の全体図。 図１の撹拌装置における回転機構部付近の拡大断面図。 図１の撹拌装置における撹拌棒の一部破断図。 図１の撹拌装置における撹拌棒の動作説明図。 （ａ）は図１の撹拌装置における当接子付近の拡大図、（ｂ）は（ａ）中のＢ矢視図。 （ａ）は図１の撹拌装置におけるブレードの他の実施形態の説明図、（ｂ）はそのブレードを当接子の外周部から取外した状態の説明図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明を適用した撹拌装置の全体図、図２は図１の撹拌装置における回転機構部付近の拡大断面図、図３は図１の撹拌装置における撹拌棒の一部破断図、図４は図１の撹拌装置における撹拌棒の動作説明図、図５（ａ）は図１の撹拌装置における当接子付近の拡大図、図５（ｂ）は同図（ａ）中のＢ矢視図である。
である。

《撹拌装置の概要》
図１の撹拌装置Ｍは、ベース１上の支柱２に架台３を固定し、架台３上に回転機構部４を設置するとともに、ベース１上の支持脚５で釜６を揺動可能に支持し、その釜６と回転機構部４との間に１本以上の撹拌棒７（図１の例では７Ａ、７Ｂ、７Ｃの３本）が配置されるように構成してある。

《回転機構部の詳細構成》
図２を参照すると、回転機構部４は、モータ８と、このモータ８により回転駆動される主動軸９と、該主動軸９に対して傾斜した従動軸１０とを備え、かつ、主動軸９の回転に連動して従動軸１０が主動軸９周りに公転しながら自転する構造になっている。

モータ８の出力軸８Ａは鉛直方向に沿って配置されている。また、主動軸９は、モータ８を収容するモータケース１１の下面側に位置し、かつ、モータ８の出力軸８Ａと同様に鉛直方向に沿って配置してある。そして、モータ８により主動軸９を回転駆動する機構例として、図１の撹拌装置Ｍでは、主動軸９とモータ８の出力軸８Ａとを同軸状に配置し、かつ、主動軸９の上端をモータ８の出力軸８Ａに直結しているが、この機構例に限定されることはない。

前記のように傾斜した従動軸１０を主動軸９回りに公転させる機構として、図１の撹拌装置Ｍでは、図２に示したように、傾斜した従動軸１０をギヤケース１２内に収容し、ギヤケース１２を主動軸９の下端に一体に固定することで、ギヤケース１２全体のうち従動軸１０を収容した部分１２Ａが主動軸９の中心から横方向（水平方向）へオフセットした位置に配置されるように構成している。

前記のように傾斜した従動軸１０を自転させる機構として、図１の撹拌装置Ｍでは、図２に示したように、傾斜した従動軸１０をギヤケース１２内のベアリング１３で回転可能に支持し、支持した従動軸１０の上端外周に遊星歯車１４を取付けることで、従動軸１０やギヤケース１２と同様に遊星歯車１４も主動軸９回りに公転する構成、及び、その遊星歯車１４の公転軌道上（具体的には主動軸９の周囲）に太陽歯車１５を設置し、太陽歯車１５と遊星歯車１４とが互いに噛み合うように設定するとともに、太陽歯車１５が取付けスペーサ１６を介してモータケース１１の下面側に位置決め固定される構成を採用している。この構成では、従動軸１０も遊星歯車１４もギヤケース１２と一緒に主動軸９回りに公転するが、太陽歯車１５は固定されているので、公転する遊星歯車１４が太陽歯車１５上を転がることで、従動軸１０は自転する。

《撹拌棒の詳細構成》
いずれの撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）も、従動軸１０に対して傾斜した状態で従動軸１０の先端部に連結されている。このため、それぞれの撹拌棒７は、従動軸１０の公転と自転により、主動軸９周りに公転しながら自転する。

ところで、図１の撹拌装置Ｍでは、従動軸１０の軸中心線から径方向に少しオフセットした位置で、撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）を従動軸１０に連結しているので、前記のように傾斜した撹拌棒７の自転は、従動軸１０上に頂点を持った円錐を描くような運動（以下「円錐運動」という）になる。また、前記のようなオフセットがない場合でも、従動軸１０に対して撹拌棒７が傾斜していることにより、撹拌棒７の自転は円錐運動になる。さらに、主動軸９に対して従動軸１０が傾斜していることにより、その撹拌棒７の自転による円錐運動は鉛直方向に対して傾斜したものとなるため、撹拌棒７は自転の角度に応じて釜６の内側面を昇ったり降りたりするものである。

撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）と従動軸１０を連結する手段として、図１の撹拌装置Ｍでは、撹拌棒７ごとにその傾斜角度を調整可能なジョイントＪを採用しているため、撹拌棒７ごとに傾斜角度が異なるように設定することが可能である。

いずれの撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）も、その先端から釜６の内底面または内側面までの距離に応じて伸縮可能に設けられ、かつ、釜６の内底面または内側面に向って伸びる方向にコイルスプリング１７（図３参照）のバネ力で付勢されている。

図３を参照すると、前記撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）は、所定長の芯棒７１と、該芯棒７１の先端側外周にスライド可能に取付けたスライド筒７２と、該スライド筒７２の先端に設けられていて釜６の内底面または内側面に当接する当接子７３と、を備えた構成になっている。

そして、スライド筒７２が釜６の内底面または内側面に向って前記コイルスプリング１７のバネ力で付勢されていて、そのバネ力に抗してスライド筒７２がスライドしたり、前記バネ力でスライド筒７２が押し戻されたりすることにより、撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）は伸縮可能になっている。

図３を参照すると、図１の撹拌装置Ｍでは、３本の撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）のうち、１本の撹拌棒７Ａ先端の当接子７３の具体的構成として、その当接子７３の外周部にブレード７４を設けており、このブレード７４は釜６の内側面上部に付着した食材Ｐ（図４参照）を掻き取る手段として機能する。

前記ブレード７４の具体的構成として、図１の撹拌装置Ｍでは、図５（ｂ）に示したように、当接子７３を中心として５枚のブレード７４を等間隔で放射状に配置する構成、および、それぞれのブレード７４を金属で形成するとともに、それらを溶接で撹拌棒７の先端外周面（具体的にはスライド筒７２の先端外周面）に取り付けることにより、当接子７３の外周部にブレード７４が配置される構成を採用している。また、釜６の内側面上部に付着した食材の掻き取り効果を高めるため、各ブレード７４の先端７４Ｒは、釜６の内側上部面に沿って円弧状に形成してある。

図１の撹拌装置Ｍでは、釜６を保護する観点等から、釜６に直接接触する当接子７３をフッ素樹脂またはナイロンで形成しており、これに併せて、先に説明したブレード７４も当接子７３と同様の樹脂素材で形成することができる。この場合は、当接子７３を樹脂で成形する時にブレード７４を当接子７３の外周部に一体成形することで、当接子７３の外周部にブレード７４が配置されるように構成してもよい。

また、ブレード７４の他の実施形態として、図６に示したように、当該ブレード７４を筒体７５の外周面に一体に設けるとともに、その筒体７５を撹拌棒７の先端外周面（具体的にはスライド筒７２の先端外周面）に嵌め込むことで、当接子７３の外周部にブレード７４が配置される構成を採用することもできる。この場合は、筒体７５の嵌め込みによる取付けと取外しにより既存の当接子７３に対してブレード７４が着脱可能になる。この筒体７５とブレード７４は、双方とも金属で形成してもよいし、当接子７３と同様の樹脂素材で形成してもよい。

《釜の簡単な説明》
図１に示したように、釜６には前記撹拌棒７が挿入されるとともに食材（図示省略）が投入される。また、この釜６は、２枚の鉄板６Ａ、６Ｂからなる二重鉄板構造になっていて、その鉄板６Ａ、６Ｂ間の隙間に蒸気供給管１９からの蒸気が供給されることで、釜６内で食材を加熱できるように構成してある。

《その他の構成》
図１の撹拌装置Ｍは、装置起動ボタンなどの各種操作ボタンを備えたコントロールボックスＣＢ内に、図示しない回転方向変更手段を有している。この回転方向変更手段は、主動軸９を正回転（例えば右回り）から逆回転（例えば左回り）または逆回転から正回転に切替えることで、従動軸１０および撹拌棒７の自転と公転の方向を正回転から逆回転に変更できるように構成してある。

特に、図１の撹拌装置Ｍでは、前述の通り、主動軸９の回転駆動原としてモータ８を採用しているため、先に説明したコントロールボックスＣＢ内の回転方向変更手段は、モータ８の回転方向を電気的に変更することにより、正回転から逆回転や逆回転から正回転への主動軸９の回転方向の切換え、および、それによる従動軸１０と撹拌棒７の回転方向の変更（正回転から逆回転または逆回転から正回転）を可能としている。

前記コントロールボックスＣＢ内には、先に説明した回転方向変更手段のほか、主動軸９の回転数を設定し、設定した回転数で主動軸９を回転させる、および、シーケンス制御によって主動軸９の正回転と逆回転が所定間隔で繰り返し行なわれるようにする等、主動軸９の回転に関する各種の制御手段を備えている。

《撹拌装置の動作説明》
次に、以上のように構成された図１の撹拌装置Ｍの動作について図３、図４を参照して説明する。

食材の一例として練り餡を図１の撹拌装置Ｍで作製する場合は、蒸気供給管１９からの蒸気で釜６を加熱し、粉末状の餡と砂糖と水分を加熱された釜６に投入する。そして、コントロールボックスＣＢのタッチパネル等を操作することで、モータ８を起動し、主動軸９を回転させる。

前記のようにして主動軸９が回転し始めると、従動軸１０と撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が主動軸９周りに公転しながら自転する。このとき、従動軸１０の自転はその軸心周りに回転するだけの単純な回転運動であるが、撹拌棒７の自転は前述のように鉛直方向に対して傾斜した円錐運動になることで、撹拌棒７やその先端の当接子７３は自転と公転をしながら釜６の内側面を図４のように昇ったり図３のように降りたりする。

前記のような撹拌棒７の昇降動作に伴い、撹拌棒７の先端から釜６の内底面や内側面までの距離は撹拌棒７の自転の角度に応じて変化する。この距離の変化は撹拌棒７の伸縮によって吸収されるから、撹拌棒７先端の当接子７３が釜６の内底面や内側面から離れることはない。

ところで、図１の撹拌装置Ｍにおいても、釜６内に投入した食材（本動作説明では餡と砂糖と水分の混合物）の一部が撹拌棒７Ｂ、７Ｃの自転・公転によって釜６の内側面上部方向に押し出されて付着し、付着した食材中の水分が蒸発することによって、釜６の内側面上部付近に食材Ｐが乾いて張り付く可能性がある。しかし、そのような釜６の内側面上部付近に付着している食材Ｐは、その水分が蒸発する前に（または水分の蒸発後でも）、当接子７３外周部のブレード７４によって以下のように機械的に効率よくかつ迅速に掻き取られる。

前記のように撹拌棒７やその先端の当接子７３が自転と公転をしながら釜６の内側面を昇降するとき、その当接子７３外周部のブレード７４も当接子７３と一体に昇降する。この昇降の動作は、撹拌棒７の公転や自転の周期に基づき周期的に行われる。このため、当接子７３の昇降の折返し点ＲＥ付近（具体的には当接子７３が釜６の内側面を最大に昇った地点）、すなわち釜６の内側面上部付近に付着している食材Ｐは、その付近まで上昇したブレード７４がヘラとして機能することで当該ブレード７４により効果的に掻き取られるようになる。また、そのように付着した食材Ｐは、例えばｎ回目の昇降周期で掻き取ることができなくても、その後のｎ＋１またはｎ＋２回目等の昇降周期で掻き取られることになるから、図１の撹拌装置Ｍによると、釜６の内側面上部付近に付着した食材Ｐを機械的に効率よく掻き取ることが可能であり、釜６の内側面上部付近に乾いて貼り付いた食材が残ることはないし、そのような食材をヘラ等で作業者が掻き取る必要もなない。

また、図１の撹拌装置Ｍによると、前記のような当接子７３外周部のブレード７４は当接子７３と一体に釜６の内底面付近まで下降するから、その付近に位置する食材をブレード７４で撹拌する作用効果もあり、食材の撹拌効果が向上するという利点もある。

図１の撹拌装置Ｍでは、前記の通り、撹拌棒７ごとにその傾斜角度を調整可能なジョイントＪを採用しているため、ジョイントＪにおいて例えば撹拌棒７Ａのみの傾斜角度を調整することで、その撹拌棒７Ａ先端の当接子７３だけその昇降の折返し点ＲＥを高く設定したり低く設定したりすること（折り返し点ＲＥの高さ調整）が可能である。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。

例えば、図１の撹拌装置Ｍでは、先に説明したように３本の撹拌棒７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）のうち、１本の撹拌棒７Ａ先端の当接子７３にブレード７４を５枚設けているが、その撹拌棒７の本数は必要に応じて適宜増減することができる。ブレード７の枚数もまた５枚でも１枚でもよく、その枚数は必要に応じて適宜増減することができる。さらに、１本だけでなく複数本の撹拌棒先端の当接子に対して前記ブレード７４を設けることも可能であるが、この場合は、それぞれの当接子に設けたブレードどうしが互いに接近しすぎて干渉しないように設計する。

１ ベース
２ 支柱
３ 架台
４ 回転機構部
５ 支持脚
６ 釜
６Ａ、６Ｂ 鉄板
７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ） 撹拌棒
８ モータ
８Ａ モータの出力軸
９ 主動軸
１０ 従動軸
１１ モータケース
１２ ギヤケース
１３ ベアリング
１４ 遊星歯車
１５ 太陽歯車
１６ 取付けスペーサ
１７ コイルスプリング
１９ 蒸気供給管
７１ 芯棒
７２ スライド筒
７３ 当接子
７４ ブレード
７４Ｒ ブレードの先端
７５ 筒体
ＣＢ コントロールボックス
Ｊ ジョイント
Ｍ 撹拌装置
Ｐ 釜の内側面上部に付着している食材
ＲＥ 当接子の昇降の折返し点（当接子が釜の内側面を最大に昇った地点）

Claims (4)

1. モータにより回転駆動される主動軸と該主動軸に対して傾斜した従動軸とを備え、前記主動軸の回転に連動して前記従動軸が自転しながら前記主動軸周りに公転する構造の回転機構部と、
   前記従動軸に対して傾斜した状態で前記従動軸の先端部に連結された１本以上の撹拌棒と、
   前記撹拌棒が挿入されるとともに食材が投入される釜と、を備え、
   前記撹拌棒は、その先端に前記釜の内底面または内側面に当接可能な当接子を有し、この当接子から前記釜の内底面または内側面までの距離に応じて伸縮可能に設けられるとともに、前記釜の内底面または内側面に向って伸びる方向にバネ力で付勢されており、
   前記釜の内側面上部に付着した食材を掻き取る手段として、前記当接子の外周部に１枚以上のブレードを設けたこと
   を特徴とする撹拌装置。
2. 前記ブレードを筒体の外周面に一体に設けるとともに、その筒体を前記撹拌棒の先端に嵌め込むことで、前記当接子の外周部に前記ブレードが配置されること、および、その筒体の嵌め込みよる取付けと取外しにより既存の当接子に対して当該ブレードが着脱可能に構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
3. 前記ブレードの先端が釜の内側上部面に沿って円弧状に形成されていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の撹拌装置。
4. 前記当接子を中心として放射状に前記ブレードを等間隔で５枚設けたこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撹拌装置。

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