JP2017079637A - 米飯成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部は固めで内部が柔らかくふっくらした状態の米飯成形品を得ることができる米飯成形装置の提供。【解決手段】米飯９０を収容する成形型２と、基準平面１０１に直交しかつ基準平面１０１への成形型２の投影面内に位置する回転軸１０２を中心として、成形型２を回転させる回転機構３とを備える、米飯成形装置１。回転機構３は、成形型２を回転させることにより、成形型２内において米飯９０に回転軸１０２上に空洞が生じるように米飯９０に遠心力を作用させるように構成されている米飯成形装置１。米飯９０の中心部に生じた空洞に具材を設置し、更に成形して、具材入り米飯成形物を製造する方法。【効果】回転遠心することにより、米飯９０の成形品は外部は固めで内部が柔らかでふっくらした状態となり、具材も容易に設置でき、口の中で解れ易く、食感の良い成形品となる。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に米飯成形装置に関し、より詳細には、米飯の成形に用いられる米飯成形装置に関する。

従来、米飯を自動成形する米飯成形装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された米飯成形装置では、ターンテーブルに形成された成形孔に収容された成形下型の上面に米飯を載置し、この米飯を成形上型で押圧することで米飯を予め決められた形状に成形する。そして、特許文献１に記載された米飯成形装置では、予め決められた形状に成形された米飯に空気を含ませるために、成形上型から突出する穴あけ部材によって、上記米飯に穴（窪み）を形成する。

特開２０１４−８７３１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の米飯成形装置では、成形後の米飯における米粒の向きや大きさ、配置等に関係なく、成形上型から突出する穴あけ部材を米飯に挿入するため、自然な隙間のある米飯成形品（米飯塊）は得られにくい。つまり、従来の米飯成形装置で得られる米飯成形品は、自然な隙間ではなく人工的な隙間が生じることになり、外部は固めで内部が柔らかくふっくらした状態（いわゆる「ふかふか」の状態）とはなりにくかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、外部は固めで内部が柔らかくふっくらした状態の米飯成形品を得ることができる米飯成形装置を提供することにある。

本発明の第１の形態の米飯成形装置は、米飯を収容する成形型と、基準平面に直交しかつ前記基準平面への前記成形型の投影面内に位置する回転軸を中心として、前記成形型を回転させる回転機構とを備えることを特徴とする。

第２の形態の米飯成形装置は、第１の形態において、前記回転機構は、前記成形型を回転させることにより、前記成形型内において前記回転軸上に空洞が生じるように前記米飯に遠心力を作用させるように構成されていることを特徴とする。

第３の形態の米飯成形装置は、第１又は２の形態において、前記成形型は、前記回転軸の軸方向に対向する一対の側板を有しており、前記一対の側板の少なくとも一方を、前記一対の側板の間隔を狭める向きに押し込む押込機構をさらに備えることを特徴とする。

第４の形態の米飯成形装置は、第１〜３のいずれか１つの形態において、前記成形型の内部空間のうち前記回転軸を含む所定範囲の空間に対し、追加用米飯を供給する供給機構をさらに備えることを特徴とする。

第５の形態の米飯成形装置は、第１〜４のいずれか１つの形態において、前記回転機構による前記成形型の回転数と前記成形型の回転時間との少なくとも一方を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。

第６の形態の米飯成形装置は、第１〜５のいずれか１つの形態において、前記回転軸の軸方向に前記成形型を振動させる補助振動機構をさらに備えることを特徴とする。

第７の形態の米飯成形装置は、第１〜６のいずれか１つの形態において、前記回転軸は、前記基準平面への前記成形型の投影面の重心を通る軸であることを特徴とする。

本発明によれば、成形型に収容されている米飯は、成形型の回転に伴って生じる遠心力により成形されるので、外部は固めで内部が柔らかくふっくらした状態の米飯成形品を得ることができる、という利点がある。

図１Ａは、実施形態１に係る米飯成形装置の平面図、図１Ｂは、実施形態１に係る米飯成形装置の一部破断正面図である。 図２は、実施形態１に係る米飯成形品製造システムの構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態１に係る米飯成形装置の構成を示すブロック図である。 図４Ａは、実施形態１に係る米飯製造方法の供給工程の説明図、図４Ｂは、実施形態１に係る米飯製造方法の成形工程の説明図、図４Ｃは、実施形態１に係る米飯製造方法の実行後の一次成形品を示す図である。 図５Ａは、実施形態１に係る米飯製造工程の実行後の一次成形品の全体図、図５Ｂは、図５Ａの領域Ｘ１の拡大図、図５Ｃは、図５Ａの領域Ｘ２の拡大図である。 図６は、実施形態１に係る米飯成形装置の供給機構及び具材供給装置の斜視図である。 図７は、実施形態１に係る米飯成形品製造システムにおける具材及び追加用米飯の供給の説明図である。 図８は、実施形態１に係る米飯成形装置の補助振動機構の動作の説明図である。 図９Ａは、実施形態１に係る米飯成形装置の排出機構の動作前の説明図、図９Ｂは、実施形態に係る米飯成形装置の排出機構の動作後の説明図、図９Ｃは、実施形態１に係る米飯成形装置で得られる三次成形品を示す図である。 図１０Ａ〜１０Ｄは、実施形態２に係る米飯製造方法の一部の説明図である。 図１１Ａ〜１１Ｃは、実施形態２に係る米飯製造方法の一部の説明図である。

（実施形態１）
（１）概要
本実施形態に係る米飯成形装置は、米飯を成形する装置である。米飯成形装置は、例えばおにぎりや寿司シャリ玉などの米飯成形品を製造する際に用いられる。ここでいう「米飯」は、米の飯、つまり炊かれた米であって、多数の米粒の集合からなる。ただし、「米飯」は、米のみでなく、例えば麦や粟などの穀類、又は米と米以外の穀類とを混ぜて炊いた「飯」全般を含む意味である。「米飯」は炊かれたもち米であってもよい。また、ここでいう「成形」は、米飯を構成する多数の米粒が一塊となって成形品（例えばおにぎりなど）の形を成すように、米飯を加工することを意味する。

本実施形態では一例として、米飯成形装置がコンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗に設置され、店舗の顧客に対して販売する米飯成形品の製造に米飯成形装置が用いられる場合について説明する。本実施形態では、米飯成形品はおにぎりであることとする。また、本実施形態では、米飯は炊かれた米であることとして説明する。

本実施形態の米飯成形装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、米飯９０を収容する成形型２と、成形型２を回転させる回転機構３とを備えている。回転機構３は、基準平面１０１に直交しかつ基準平面１０１への成形型２の投影面内に位置する回転軸１０２を中心として、成形型２を回転させる。言い換えれば、回転機構３は、成形型２の内部を貫通するように設定された回転軸１０２を中心として成形型２を回転させるのであって、これにより、成形型２は自転する。ここで、基準平面１０１は実体を伴わない仮想平面であって、図１Ａ及び図１Ｂでは一点鎖線で示している。また、回転軸１０２は実体を伴わない軸（直線）であって、図１Ａ及び図１Ｂでは一点鎖線で示している。

すなわち、米飯成形装置１は、成形型２を回転機構３にて回転軸１０２周りで回転（自転）させることにより、米飯９０を成形する。成形型２に収容されている米飯９０は、成形型２の回転（自転）に伴って生じる遠心力により成形される。要するに、成形型２が回転（自転）すると、成形型２内の米飯９０の米粒９１２（図５Ｂ，５Ｃ参照）一つ一つに対して、基準平面１０１に沿いかつ回転軸１０２から離れる向きに遠心力が作用する。この遠心力によって、成形型２内において米飯９０が移動し、成形型２内の米飯９０が成形型２の内表面（内側の面）に押し付けられるため、成形型２内で米飯９０が成形されることになる。このようにして成形される米飯９０においては、回転軸１０２から離れる程に米粒９１２が密になり、反対に回転軸１０２に近づく程に米粒９１２が疎になる。

したがって、本実施形態の米飯成形装置１にて米飯９０が成形されることによって得られる米飯成形品（本実施形態ではおにぎり）は、外部（表面付近）は固めで内部は柔らかくふっくらした状態（いわゆる「ふかふか」の状態）となる。そのため、米飯成形装置１によれば、形を保ちながらも内部がふかふかの状態にあり、口の中で解れやすくも食感のよい米飯成形品を提供することができる。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る米飯成形装置１について詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（２．１）システム構成
ここではまず、米飯成形装置１を用いた米飯成形品製造システム８の全体構成について説明する。

米飯成形品製造システム８は、図２に示すように、米飯成形装置１と、成形型保管装置８１と、米飯供給装置８２と、具材供給装置８３と、仕上装置８４と、制御装置８５とを備えている。

制御装置８５は、米飯成形品製造システム８全体を制御するように構成されている。制御装置８５は、米飯成形品製造システム８に必要な情報を記憶する。例えば、制御装置８５は、複数種類の具材９０１（図７参照）の各々と成形型２に供給される米飯９０の供給量との対応関係を予め記憶している。制御装置８５は、記憶している情報に基づいて、米飯成形品製造システム８の動作を制御する。

制御装置８５は、米飯成形品の製造時に、米飯９０に供給される具材９０１に関する具材情報を受け取ると、具材情報に含まれている具材９０１に対応する米飯９０の供給量を対応関係から抽出する。そして、制御装置８５は、抽出した供給量に関する供給情報を米飯供給装置８２に出力する。

成形型保管装置８１は、成形型２を保管するように構成されている。成形型保管装置８１は、例えば、成形型２を食塩水などの液体に浸して保管するように構成されている。成形型保管装置８１は、米飯９０の成形に使用した後、次回の成形に使用するまでの間、成形型２を上記液体に浸して保管する。成形型保管装置８１は、成形型２を保持するように構成されている。そして、成形型保管装置８１は、保持した成形型２を、成形型２を上記液体に浸す位置と、成形型２を上記液体に浸さない位置との間で移動させるように構成されている。

米飯供給装置８２は、成形型２に米飯９０を供給するように構成されている。米飯供給装置８２は、成形型２に供給するための米飯９０を収容する米飯収容機能を有している。米飯供給装置８２は、収容している米飯９０から適量の米飯９０を成形型２に供給する米飯供給機能をさらに有している。

ところで、成形された米飯９０において具材９０１を入れるための空洞（具穴９１１）の大きさは、具材９０１の種類ごとに異なる。そして、具穴９１１（図４Ｃ参照）の大きさは、成形型２に供給される米飯９０の供給量に応じて変化する。そこで、米飯供給装置８２は、成形型２に供給される米飯９０の供給量を調節する調節機能をさらに有している。米飯供給装置８２は、制御装置８５から供給情報を受け取ると、供給情報に含まれている供給量の米飯９０を成形型２に供給するように構成されている。

なお、複数種類の具材９０１の各々と米飯９０の供給量との対応関係は、制御装置８５ではなく、米飯供給装置８２に記憶されていてもよい。この場合、米飯成形品の製造時に、米飯供給装置８２は、具材情報を受け取ると、具材情報に含まれている具材９０１に対応する供給量の米飯９０を成形型２に供給する。

なお、成形型２に供給される米飯９０として、容器に予め収納されている米飯を用いてもよい。この場合、米飯９０の供給量ごとに容器を区別しておけば、容器から成形型２に米飯９０を供給するだけで、成形型２には適量の米飯９０が供給される。

具材供給装置８３は、成形型２に具材９０１を供給するように構成されている。具材供給装置８３は、複数種類の具材９０１を個別に収容する具材収容機能を有している。例えば各具材９０１が予め容器に収容されている場合、具材供給装置８３は、具材９０１が収容されている容器が取り付けられるように構成されている。具材供給装置８３は、米飯９０が供給されている成形型２に供給するための具材９０１を選択する選択機能をさらに有している。また、具材供給装置８３は、選択した具材９０１に関する具材情報を制御装置８５に出力する。具材供給装置８３は、選択した具材９０１を、米飯９０が収容されている成形型２に供給する具材供給機能をさらに有している。

なお、具材供給装置８３は、互いに異なる具材９０１が収容されている複数の収容庫を備えてもよい。この場合、具材供給装置８３は、店員又は顧客が選択するための操作部を備え、操作部への操作による入力情報に従って、複数種類の具材９０１から、成形型２の供給するための具材９０１を選択するように構成されている。そして、具材供給装置８３は、選択した具材９０１を収容庫から成形型２に供給するように構成されている。

仕上装置８４は、米飯成形品を容器に収容する収容機能を有している。また、仕上装置８４は、成形された二次成形品９２（図９Ｂ参照）に海苔を巻く海苔巻き機能を有している。仕上装置８４は、複数の海苔を保管している。仕上装置８４は、保管されている複数の海苔の１枚を所定位置に移動させるように構成されている。米飯成形品を収容する容器は、所定位置に設置されている。仕上装置８４は、成形された二次成形品９２を、成形型２から取り出して、海苔がセットされている所定位置まで移動し、二次成形品９２に海苔が巻かれた三次成形品９３（図９Ｃ参照）を米飯成形品として容器に収容する。

なお、海苔巻き機能及び収容機能は必須ではなく、米飯成形品製造システム８は、海苔巻き機能を有していなくてもよいし、収容機能を有していなくてもよい。また、米飯成形品製造システム８は、海苔巻き機能及び収容機能の両方を備えていなくてもよい。この場合、店員又は顧客が海苔を巻いたり、米飯成形品を容器に収容したりする。海苔が不要な米飯成形品の場合、仕上装置８４は、成形された二次成形品９２を成形型２から取り出し、海苔が巻かれていない状態で、容器に収容すればよい。

米飯成形品製造システム８は、米飯成形装置１と成形型保管装置８１と米飯供給装置８２と具材供給装置８３と仕上装置８４と制御装置８５とを一体に備えていてもよいし、これらを別体に備えていてもよい。また、米飯成形品製造システム８は、これらのうちの一部を一体に備えていてもよい。

ところで、本実施形態では、具材９０１入りでかつ海苔が巻かれたおにぎりを完成品としているため、三次成形品９３（図９Ｃ参照）が完成品となる。具材９０１入りであるが海苔なしのおにぎりを完成品とする場合には、二次成形品９２（図９Ｂ参照）が完成品となる。また、具材９０１なしかつ海苔なしのおにぎりを完成品とする場合には、一次成形品９１（図５Ａ参照）が完成品となる。

（２．２）米飯成形装置
（２．２．１）基本構成
本実施形態の米飯成形装置１は、基本的な構成として、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、成形型２と、回転機構３とを備えている。以下では、とくに断りがない限り、基準平面１０１が水平面となる向きで、米飯成形装置１が配置されていることとして説明する。つまり、回転軸１０２の軸方向は水平面に対して垂直の方向（上下方向）となる。ただし、これらの方向は米飯成形装置１の使用方向を規定する趣旨ではない。

成形型２は、回転軸１０２の軸方向（上下方向）に対向する一対の側板２１，２２と、筒状の周壁２３とを有している。周壁２３は、上下方向の両端が開口されている。一対の側板２１，２２は、周壁２３の上下方向の両端の開口を塞ぐように周壁２３と組み合わされている。これにより、成形型２の内部には周壁２３と一対の側板２１，２２とで囲まれた空間が形成される。したがって、成形型２は、内部に米飯９０を収容可能な空間を持つ容器として機能する。ここで、一対の側板２１，２２のうち、下側の側板２１は成形型２の底板を構成し、上側の側板２２は成形型２の蓋を構成する。

本実施形態では、一対の側板２１，２２及び周壁２３の各々は、平面視（上面視）が略三角形状に形成されている。成形型２全体としては、上下方向に扁平な略三角柱状に形成されている。ここで、一対の側板２１，２２及び周壁２３の各々は、厳密には三角形ではなく、図１Ａに示すように角部が丸く、かつ各辺が外側に膨らむように湾曲した形状である。つまり、ここでいう「略三角形状」には、図１Ａに示すような一部が湾曲した三角形状を含んでいる。ここでは、一対の側板２１，２２及び周壁２３の各々は、三辺の長さが同じ三角形状、つまり略正三角形状である。

成形型２は合成樹脂製である。成形型２は、例えばポリプロピレン樹脂にフッ素樹脂を加えた、米飯９０が付着しにくい材質であることが好ましい。なお、成形型２の内表面は平坦面に限らず、成形型２の内表面に多数の凹凸が形成されていてもよい。

一対の側板２１，２２のうち、成形型２の底板としての側板２１は、周壁２３に対して周壁２３の下端の開口を閉塞する位置に固定されている。ただし、本実施形態では、側板２１は、周壁２３に対して常時固定されているわけではなく、周壁２３に対して相対的に移動可能に構成されている。詳しくは後述するが、成形型２から二次成形品９２を排出する際には、側板２１は、側板２１の厚み方向に沿って周壁２３に対し相対的に移動することで、二次成形品９２を押し出す。

一対の側板２１，２２のうち、成形型２の蓋としての側板２２は、周壁２３に対してヒンジ２５によって連結されている。側板２２は、ヒンジ２５を中心に回転することによって、周壁２３の上端の開口を塞ぐ閉状態と、周壁２３の上端の開口を開放する開状態との切り替え、つまり開閉が可能である。側板２２の開閉は、後述する開閉機構１１（図３参照）によって行われる。成形型２内への米飯９０や具材９０１の供給は、側板２２が開状態にあるときに行われる。

一対の側板２１，２２は、いずれも周壁２３の開口と略同一形状に形成されている。そのため、側板２２が閉状態にあれば、成形型２の内部空間２４（図４Ａ参照）は略密閉された空間となり、成形型２からの米飯９０の漏出が防止される。

回転機構３は、筐体３１と、シャフト３２とを有している。さらに、回転機構３は、モータ（電動機）及びギアボックス（減速機又は増速機）を筐体３１内に有している。回転機構３は、モータで生じる駆動力によって、シャフト３２の中心軸周りでシャフト３２を回転させるように構成されている。回転機構３は、後述する制御部１０（図３参照）からの回転制御信号を受け、回転制御信号に応じてシャフト３２を回転させる。

筐体３１は中空の直方体状に形成されている。筐体３１は、筐体３１の上面が基準平面（ここでは水平面）１０１と略平行となるように設置されている。筐体３１の上面（天板）には、シャフト３２を通すための透孔３１１が形成されている。なお、図示する筐体３１の形状や寸法は、実際の筐体３１の形状や寸法を表している訳ではない。また、筐体３１や透孔３１１の図示は、図４Ａ以降においては適宜省略する。

シャフト３２は円柱状に形成されている。シャフト３２は、透孔３１１を通して、筐体３１の上面から上方に向けて突出する。シャフト３２の先端部は、成形型２の底を構成する側板２１に結合されている。これにより、回転機構３は、シャフト３２の先端部に成形型２が機械的に結合されることになり、シャフト３２を回転させることによって成形型２を回転させることができる。成形型２は、シャフト３２の中心軸を中心として回転することになるため、シャフト３２の中心軸が回転軸１０２に相当する。

本実施形態では、回転軸１０２は、基準平面１０１への成形型２の投影面の重心を通る軸である。具体的には、筐体３１の上面と成形型２の下面（側板２１の下面）とは略平行となるように、つまり成形型２の下面が略水平となるように、成形型２がシャフト３２の先端部に結合されている。ここで、シャフト３２の中心は成形型２の下面の重心と一致している。これにより、回転軸１０２は成形型２の重心（質量中心）を通ることになる。

ところで、本実施形態の米飯成形装置１は、成形型２及び回転機構３に加え、図３に示すように制御部１０、開閉機構１１、供給機構１２、移動機構１３、補助振動機構１４、及び排出機構１５をさらに備えている。

制御部１０は、回転機構３、開閉機構１１、供給機構１２、移動機構１３、補助振動機構１４、及び排出機構１５の各々と電気的に接続されている。そして、制御部１０は、回転機構３、開閉機構１１、供給機構１２、移動機構１３、補助振動機構１４、及び排出機構１５の各々を制御する機能を有している。制御部１０は、マイクロコンピュータなどのコンピュータを主構成とし、メモリに記録されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、種々の機能を実現する。プログラムは、予めコンピュータのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。

制御部１０には、米飯成形装置１の動作に関連する情報を入力する入力部１７が電気的に接続されている。入力部１７には、ユーザインタフェースが接続され、例えば顧客がユーザインタフェースを用いて入力した入力情報が入力部１７から制御部１０に入力される。ここで顧客が入力する入力情報には、具材９０１の種類や具材９０１の量（多め、少なめ）などを指定する情報、さらには、おにぎりの固さや米飯９０の量（多め、少なめ）などの顧客の好みを指定する情報が含まれている。

制御部１０は、回転制御信号によって回転機構３を制御する。制御部１０は回転機構３を制御することで、回転機構３による成形型２の回転数と成形型２の回転時間との少なくとも一方を制御する。ここでいう「回転数」は回転速度の意味であり、「回転時間」は回転を継続している時間の意味である。本実施形態では、制御部１０は成形型２の回転数と成形型２の回転時間との両方を制御する。ここで、制御部１０は、入力情報に合わせて成形型２の回転数及び回転時間の各々を自動的に決定するように構成されている。つまり、成形型２の回転数及び回転時間の各々は、具材９０１の種類や具材９０１の量、さらには顧客の好みに応じて自動的に決定される。

具材９０１の種類や具材９０１の量にもよるが、成形型２の回転数は、５００〔ｒｐｍ〕〜３０００〔ｒｐｍ〕の範囲で調節されることが好ましい。さらに、成形型２の回転数は１０００〔ｒｐｍ〕以上であることがより好ましい。成形型２の回転数は２０００〔ｒｐｍ〕以下であることがより好ましい。また、成形型２の回転時間は、５〔秒〕〜６０〔秒〕の範囲で調節されることが好ましい。さらに、成形型２の回転時間は１０〔秒〕以上であることがより好ましい。成形型２の回転時間は３０〔秒〕以下であることがより好ましい。

制御部１０は、例えば回転機構３の筐体３１内に収納される。ただし、制御部１０は、全ての機能が集約されていることは必須ではなく、制御部１０のうち一部の機能が他の機能とは別体に設けられていてもよい。また、制御部１０のうち少なくとも一部の機能は、筐体３１内に限らず、例えば移動機構１３に設けられていてもよい。

開閉機構１１は、成形型２の蓋となる側板２２を開閉する機構である。開閉機構１１は、制御部１０からの開閉制御信号を受け、開閉制御信号に応じて側板２２を開閉する。ここで、開閉機構１１には、側板２２が閉状態にあるときに、側板２２を閉状態に保持するロック機構が備わっていることが好ましい。これにより、成形型２が回転する米飯９０の成形時において、側板２２が開いてしまうことを防止できる。

供給機構１２、移動機構１３、補助振動機構１４、及び排出機構１５については、「（２．２．３）付加機能」の欄で説明する。

（２．２．２）基本動作
以下、上述した構成の米飯成形装置１の動作、つまり米飯成形装置１を用いた米飯成形方法について、図４Ａ〜図５Ｃを参照して説明する。

まず、米飯供給工程において、図４Ａに示すように、解れた状態の米飯９０を成形型２に供給する。このとき、成形型２の側板２２は開閉機構１１（図３参照）によって開状態にある。米飯９０の供給が完了すると、開閉機構１１が側板２２を閉状態とする。ここで、成形型２に供給（収容）される米飯９０の量は、開閉機構１１が側板２２を閉めた際に側板２２にて軽く米飯９０が押され、成形型２の内部空間２４の略全体に米飯９０が行きわたる程度の量であることが好ましい。成形型２に供給される米飯９０の量は、米飯供給装置８２にて調節される。予め適当な量に小分けにされた米飯９０が成形型２に供給されてもよい。

次に、成形工程において、図４Ｂに示すように、回転機構３が回転軸１０２を中心として成形型２を回転させる。このとき、成形型２が回転軸１０２周りで回転（自転）することにより、成形型２内の米飯９０が成形される。つまり、成形型２が回転（自転）すると、成形型２内の米飯９０の米粒９１２一つ一つに対して、基準平面１０１に沿いかつ回転軸１０２から離れる向きに遠心力が作用する。この遠心力によって、成形型２内において米飯９０が移動し、成形型２内の米飯９０が成形型２の内表面（内側の面）に押し付けられるため、成形型２内で米飯９０が成形される。成形工程では、成形型２は制御部１０にて決定された回転数で回転する。成形型２の回転数は、成形工程の開始から終了まで一定に限らず、成形工程の途中で変化してもよい。また、成形工程では、成形型２は制御部１０にて決定された回転時間に亘って回転する。

本実施形態では、回転機構３は、成形型２を回転させることにより、成形型２内において回転軸１０２上に空洞が生じるように米飯９０に遠心力を作用させる。このようにして生じる空洞が一次成形品９１（図４Ｃ参照）における具穴９１１（図４Ｃ参照）となる。具穴９１１は回転軸１０２の軸方向に一次成形品９１を貫通していてもよいし、貫通せずに一次成形品９１の表面が窪んでいるだけであってもよい。本実施形態では、具穴９１１は回転軸１０２の軸方向に一次成形品９１を貫通していることとする。

成形工程の開始から回転時間が経過して成形工程が終了すると、図４Ｃに示すように、成形型２の側板２２は開閉機構１１によって開状態となる。成形工程の終了後においては、成形型２内の米飯９０が成形され一次成形品９１を構成する。このようにして成形された一次成形品９１は、回転軸１０２から離れる程に米粒９１２が密になり、反対に回転軸１０２に近づく程に米粒９１２が疎になる。

さらに詳しく説明すると、成形工程によって得られた一次成形品９１は、図５Ａに示すように、成形型２の形状に合わせて略三角形状に成形されることになる。一次成形品９１における重心付近には具穴９１１が形成される。そして、成形工程では遠心力によって、成形型２内の米飯９０が成形型２の内表面（内側の面）、とくに周壁２３の内表面に押し付けられている。そのため、一次成形品９１は、図５Ｂに示すように外部では米粒９１２が密になり、米飯９０が比較的固くなる。これに対して、図５Ｃに示すように内部では米粒９１２が疎になるため、米飯９０は空気を多く含み柔らかくふっくらした状態（いわゆる「ふかふか」の状態）となる。なお、図５Ｂは、図５Ａの領域Ｘ１の拡大図、図５Ｃは、図５Ａの領域Ｘ２の拡大図である。

ここにおいて、成形型２に供給される米飯９０の量にもよるが、成形型２の回転数が高く（速く）なるほどに、一次成形品９１の外部では米粒９１２が密になり米飯９０が固くなり、内部では米粒９１２が疎になり柔らかくふっくらした状態になる。同様に、成形型２の回転時間が長くなるほどに、一次成形品９１の外部では米粒９１２が密になり米飯９０が固くなり、内部では米粒９１２が疎になり柔らかくふっくらした状態になる。また、成形型２の回転数が高く（速く）なるほど、又は成形型２の回転時間が長くなるほどに、一次成形品９１に生じる空洞（具穴９１１）は大きくなる。反対に、成形型２の回転数が低く（遅く）なるほど、又は成形型２の回転時間が短くなるほどに、一次成形品９１に生じる空洞（具穴９１１）は小さくなる。

（２．２．３）付加機能
供給機構１２は、図６に示すように、成形型２の内部空間２４（図４Ａ参照）のうち回転軸１０２を含む所定範囲の空間に対し、追加用米飯９０２，９０３（図７参照）を供給する機構である。供給機構１２は、制御部１０からの供給制御信号を受け、供給制御信号に応じて追加用米飯９０２，９０３を成形型２に供給する。供給機構１２は、下方に向けて開口するノズル１２１を有している。供給機構１２は、ノズル１２１の先端部を成形型２の内部空間２４のうち回転軸１０２を含む所定範囲の空間に対向させた状態で、ノズル１２１の先端部から追加用米飯９０２，９０３を供給する。なお、供給機構１２は米飯供給装置８２と共用されていてもよく、この場合、ノズル１２１の付け替えによって供給機構１２と米飯供給装置８２とが切り替えられる。

供給機構１２は、成形工程の終了後、成形型２の側板２２が開状態にあるときに、成形型２の内部空間２４に追加用米飯９０２，９０３を供給する。ここで、成形工程の終了後においては、内部空間２４のうち回転軸１０２を含む所定範囲の空間は、一次成形品９１の具穴９１１に相当する。すなわち、供給機構１２は、成形工程にて成形された一次成形品９１の具穴９１１に対して、追加用米飯９０２，９０３を供給することになる。

移動機構１３は、成形型２を移動させる機構である。移動機構１３は、制御部１０からの移動制御信号を受け、移動制御信号に応じて成形型２を移動させる。移動機構１３は、筐体３１を支持するアーム１３１を有している。移動機構１３は、アーム１３１を伸縮させたり、アーム１３１を回転させたりすることによって、アーム１３１にて支持された筐体３１ごと、成形型２を移動させる。

移動機構１３は、図６に示すように、供給機構１２の下方と具材供給装置８３の下方との間で成形型２を移動させる。そして、供給機構１２の下方に成形型２が位置する状態では、供給機構１２により、一次成形品９１の具穴９１１に追加用米飯９０２，９０３が供給される。一方、具材供給装置８３の下方に成形型２が位置する状態では、具材供給装置８３により、一次成形品９１の具穴９１１に具材９０１（図７参照）が供給される。

より詳細には、成形工程の終了後、具材供給工程において、まず供給機構１２の下方に成形型２が位置する状態で、供給機構１２が追加用米飯９０２を具穴９１１に供給する。その後、移動機構１３が成形型２を移動させ、具材供給装置８３の下方に成形型２が位置する状態で、具材供給装置８３が具材９０１を具穴９１１に供給する。その後、移動機構１３が成形型２を移動させ、供給機構１２の下方に成形型２が位置する状態で、具材９０１が供給されている具穴９１１を塞ぐように供給機構１２が追加用米飯９０３を成形型２に供給する。これにより、図７に示すように、一次成形品９１の具穴９１１には、追加用米飯９０２、具材９０１、及び追加用米飯９０３が順に供給される。

具穴９１１に追加用米飯９０２，９０３及び具材９０１が供給される具材供給工程の間、成形型２の側板２２は開閉機構１１（図３参照）によって開状態にある。追加用米飯９０２，９０３及び具材９０１の供給が完了すると、開閉機構１１が側板２２を閉状態とする。これにより、側板２２にて軽く追加用米飯９０３が押され、具穴９１１に追加用米飯９０２，９０３及び具材９０１が詰められ具穴９１１が塞がれた二次成形品９２（図９Ａ参照）が形成される。

補助振動機構１４（図３参照）は、図８に示すように、回転軸１０２の軸方向に成形型２を振動させる。つまり、補助振動機構１４は、一対の側板２１，２２が対向する方向（上下方向）に、成形型２を振動させる。補助振動機構１４は、制御部１０からの補助制御信号を受け、補助制御信号に応じて成形型２を振動させる。補助振動機構１４は、成形型２を振動させることができればよく、例えば移動機構１３と一体に設けられ、アーム１３１を上下方向に振動させることにより、成形型２を振動させる。なお、補助振動機構１４は、移動機構１３と別体に設けられていてもよく、例えば回転機構３の筐体３１内に設けられていてもよい。

補助振動機構１４は、具材供給工程の終了後、補助振動工程において、成形型２の側板２２が閉状態にあるときに、成形型２を振動させる。これにより、成形型２内においては回転軸１０２の軸方向に二次成形品９２が移動し、成形型２内の二次成形品９２が一対の側板２１，２２の内表面（内側の面）に押し付けられる。このようにして成形される二次成形品９２においては、回転軸１０２の軸方向において、中心から離れる程に米粒９１２が密になり、反対に中心に近づく程に米粒９１２が疎になる。

排出機構１５（図３参照）は、図９Ａ，９Ｂに示すように、二次成形品９２を成形型２から排出する機構である。排出機構１５は、制御部１０からの排出制御信号を受け、排出制御信号に応じて図９Ａの矢印の向きに側板２１を押す。このとき、側板２１は、側板２１の厚み方向に沿って周壁２３に対し相対的に移動することで、二次成形品９２を押し出す。そうすると、二次成形品９２は、図９Ｂに示すように、成形型２から排出される。

排出機構１５は、補助振動工程の終了後、排出工程において、成形型２から二次成形品９２を排出する。このとき、回転軸１０２が水平となるように移動機構１３が成形型２を移動させ、開閉機構１１が側板２２を開状態とする。成形型２から排出された二次成形品９２には仕上装置８４（図２参照）にて海苔が巻かれ、図９Ｃに示すように三次成形品９３が完成する。

（３）比較例
本実施形態の米飯成形装置１の比較例として、米飯が収容される成形型を少しずつ回転させながら成形型の落下を繰り返すことにより、米飯を成形する米飯成形装置が考えられる。比較例の米飯成形装置では、米飯が収容された状態の成形型が落下する際の衝撃によって、米飯を成形型の内表面に押し付けて米飯を成形する。しかしながら、比較例の米飯成形装置では成形型に衝撃が加わる度に、成形型内の米飯に対して一方向の力が作用するため、成形型内で米飯全体が同じ向きに移動することになる。

これに対して、本実施形態の米飯成形装置１は、成形型２に加わる衝撃でなく、成形型２の回転（自転）時の遠心力によって米飯を成形する。したがって、比較例の米飯成形装置にて米飯が成形されることによって得られる成形品（おにぎり）に比べて、本実施形態の米飯成形装置１では、外部（表面付近）は比較的固めで内部はよりふっくらと柔らかい状態の成形品を得ることができる。

（４）効果
以上説明した本実施形態の米飯成形装置１によれば、米飯９０を収容する成形型２と、成形型２を回転させる回転機構３とを備え、回転軸１０２を中心として成形型２を回転させることにより、米飯９０を成形することができる。成形型２が回転（自転）すると、成形型２内の米飯９０に対して、基準平面１０１に沿いかつ回転軸１０２から離れる向きに遠心力が作用する。この遠心力によって、成形型２内において米飯９０が移動し、成形型２内の米飯９０が成形型２の内表面（内側の面）に押し付けられるため、成形型２内で米飯９０が成形される。このようにして成形される米飯９０においては、回転軸１０２から離れる程に米粒９１２が密になり、反対に回転軸１０２に近づく程に米粒９１２が疎になる。

したがって、本実施形態の米飯成形装置１にて米飯９０が成形されることによって得られる米飯成形品（本実施形態ではおにぎり）は、外部（表面付近）は固めで内部は柔らかくふっくらした状態（いわゆる「ふかふか」の状態）となる。そのため、米飯成形装置１によれば、形を保ちながらも内部がふかふかの状態にあり、口の中で解れやすくも食感のよい米飯成形品を提供することができる。このようにして得られる米飯成形品は、機械でなく、熟練の職人の手によって作られた（握られた）のに近い出来の米飯成形品となる。

また、本実施形態のように、回転機構３は、成形型２を回転させることにより、成形型２内において回転軸１０２上に空洞（具穴９１１）が生じるように米飯９０に遠心力を作用させるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、成形型２を回転させるだけで、米飯９０内に空洞が形成されるので、具材９０１を入れるスペースが米飯９０内に確保されることになる。よって、成形型２を回転させる工程と別に、空洞（具穴９１１）を形成するための工程が不要となる。なお、成形型２内において回転軸１０２上に空洞が生じることは、米飯成形装置１に必須ではなく、空洞を生じさせるか否かは、例えば具材９０１の有無によって任意に決定される。

また、本実施形態のように、米飯成形装置１は、成形型２の内部空間２４のうち回転軸１０２を含む所定範囲の空間に対し、追加用米飯９０２，９０３を供給する供給機構１２をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、米飯９０の所定範囲の空間に追加用米飯９０２，９０３を供給することによって、米飯９０を成形した後に所定範囲の空間を塞ぐことができる。例えば具材９０１入りの米飯成形品を製造する場合、具材９０１と共に追加用米飯９０２，９０３を供給することで、具材９０１を追加用米飯９０２，９０３で覆うことができる。さらに、具材９０１なしの米飯成形品を製造する場合でも、追加用米飯９０２，９０３にて具穴９１１を塞ぐことができる。なお、供給機構１２は米飯成形装置１に必須の構成ではなく、供給機構１２は適宜省略可能である。

また、本実施形態のように、米飯成形装置１は、回転機構３による成形型２の回転数と成形型２の回転時間との少なくとも一方を制御する制御部１０をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、成形型２の回転数と成形型２の回転時間との少なくとも一方を制御することによって、具材９０１の種類や具材９０１の量、さらには顧客の好みなどに応じて、米飯９０の成形後の状態を調節することができる。つまり、一次成形品９１における外部と内部の固さのバランス、具穴９１１の大きさを調節することができる。なお、制御部１０は米飯成形装置１に必須の構成ではなく、制御部１０は適宜省略可能である。

また、本実施形態のように、米飯成形装置１は、回転軸１０２の軸方向に成形型２を振動させる補助振動機構１４をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、回転軸１０２の軸方向も含めた米飯成形品の全ての面において米粒９１２が密になり、より形が崩れにくい米飯成形品を提供することができる。なお、補助振動機構１４は米飯成形装置１に必須の構成ではなく、補助振動機構１４は適宜省略可能である。

また、本実施形態のように、回転軸１０２は、基準平面１０１への成形型２の投影面の重心を通る軸であることが好ましい。この構成によれば、回転軸１０２は成形型２の重心（質量中心）を通ることになり、成形型２内の米飯９０に対して遠心力が略均等に作用する。そのため、米飯成形品は、より外部が固めで内部が柔らかくふっくらした状態となる。さらに、回転機構３に掛かる負荷が比較的小さくなる。

（５）変形例
また、成形型２の形状は上記実施形態のような三角柱状に限らず、成形品の形状に合わせて適宜変更可能である。例えば、円柱状（俵形）のおにぎりを成形する場合には成形型２は円柱状となり、球形状のおにぎりを成形する場合には成形型２は球形状となり、円盤状のおにぎりを成形する場合には成形型２は円盤状となる。

また、成形型２は回転機構３に対して着脱可能に取り付けられるアタッチメント（付属品）であってもよい。この構成では、回転機構３に取り付けられた成形型２を、形状の異なる成形型２に付け替えることで、様々な形状のおにぎりを成形することが可能である。さらに、回転機構３に取り付けられた成形型２を、形状が同じでも大きさ（サイズ）の異なる成形型２に付け替えることで、様々な大きさのおにぎりを成形することも可能である。なお、成形型２の形状及び大きさに合わせて、成形型２へ収容される米飯９０の量が調節されることが好ましい。

また、回転軸１０２は、基準平面１０１への成形型２の投影面の重心を通らなくてもよい。つまり、回転軸１０２は成形型２の重心（質量中心）から離れた位置を通る偏心軸となる。この場合でも、基準平面１０１に直交しかつ基準平面１０１への成形型２の投影面内に位置する回転軸１０２を中心として成形型２が回転することにより、成形型２内の米飯９０には基準平面１０１に沿いかつ回転軸１０２から離れる向きに遠心力が作用する。したがって、成形型２内で米飯９０が成形されることになる。このように回転軸１０２が成形型２の重心から離れた位置を通る場合、回転機構３は、成形型２の回転の向きを切替可能に構成されていることが好ましい。回転機構３は成形型２を時計回り、及び反時計回りに交互に回転させることにより、偏りの少ない米飯成形品を得ることができる。

米飯成形装置１の設置場所は、上記実施形態のようにコンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗に限らず、例えば飲食店やオフィス、工場、学校、駅構内、テーマパーク、サービスエリアなどに米飯成形装置１が設置されていてもよい。また、米飯成形装置１の用途はおにぎりの製造用に限らず、例えば寿司シャリ玉など、おにぎり以外の米飯成形品の製造に米飯成形装置１が用いられてもよい。

（実施形態２）
実施形態２に係る米飯成形装置１は、図１０Ｃに示すように、成形型２Ａの一対の側板２１Ａ，２２Ａを、一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向きに押し込む押込機構１６をさらに備えている点で、実施形態１に係る米飯成形装置１と相違する。なお、実施形態１に係る米飯成形装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の成形型２Ａは、図１０Ａに示すように、一対の２１Ａ，２２Ａと、周壁２３Ａとを備えている。側板２１Ａは、周壁２３Ａよりも柔らかく、成形型２Ａに米飯９０が収容されている状態では下側に凸となるように湾曲している。側板２２Ａは、周壁２３Ａよりも柔らかく、成形型２Ａに米飯９０が収容されている状態では上側に凸となるように湾曲している。なお、成形型２Ａ、一対の側板２１Ａ，２２Ａ、及び周壁２３Ａは、それぞれ実施形態１における成形型２、一対の側板２１，２２、及び周壁２３に相当する。

押込機構１６は、側板２１Ａを押し込む第１の押込部１６１と、側板２２Ａを押し込む第２の押込部１６２とを有している。第１の押込部１６１は、成形型２の一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向き、すなわち上向きに側板２１Ａを押し込む。第２の押込部１６２は、成形型２の一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向き、すなわち下向きに側板２２Ａを押し込む。

次に、本実施形態の米飯成形装置１の動作、つまり本実施形態の米飯成形装置１を用いた米飯成形方法について、図１０Ａ〜１０Ｄを参照して説明する。

まず、米飯供給工程において、解れた状態の米飯９０を成形型２Ａに供給する。米飯９０の供給が完了すると、図１０Ａに示すように、開閉機構１１（図３参照）が側板２２Ａを閉状態とする。

次に、成型工程において、回転機構３が成形型２Ａを回転させることにより、米飯９０を成形する。このとき、米飯９０つまり一次成形品９１内には、具穴９１１としての空洞が形成される。その後、具穴９１１に具材９０１を供給する（図１０Ｂ参照）。具穴９１１の形状や具材９０１の種類にもよるが、通常、供給された具材９０１は、具穴９１１を突き抜けるのではなく、具穴９１１の内周面に引っ掛かることにより具穴９１１の途中で止まる。

その後、開閉機構１１が側板２２Ａを閉状態とし、図１０Ｃに示すように、押込機構１６が一対の側板２１Ａ，２２Ａを押し込む。このとき、具材９０１を埋め込むようにして、具穴９１１の周囲の米飯が具穴９１１を塞ぐように移動する。一対の側板２１Ａ，２２Ａの両方が押し込まれることにより、具穴９１１は上端の開口と下端の開口との両方が塞がる。その結果、図１０Ｄに示すように、具材９０１が埋め込まれた状態で具穴９１１が塞がれた二次成形品９２が形成される。

なお、図１１Ａ，１１Ｂに示すように、例えば具材９０１の径よりも具穴９１１の径が小さい場合、具材９０１が具穴９１１の入り口（上端の開口）付近で止まってしまうことがある。このような場合において、図１１Ｃに示すように具材９０１を具穴９１１内に押し込む具材押込機構８３１が、さらに設けられていてもよい。具材押込機構８３１は、例えば具材供給装置８３（図６参照）に設けられる。

以上説明した本実施形態の米飯成形装置１によれば、成形型２Ａの一対の側板２１Ａ，２２Ａの少なくとも一方を、一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向きに押し込む押込機構１６をさらに備えている。したがって、例えば具材９０１入りの米飯成形品を製造する場合、具材９０１が埋め込まれた状態で具穴９１１が塞がれた二次成形品９２を形成することができる。そのため、成形工程の終了後、成形型２Ａの内部空間に追加用米飯を供給することなく、具穴９１１を塞ぐことが可能である。さらに、具材９０１なしの米飯成形品を製造する場合でも、具穴９１１の周囲の米飯にて具穴９１１を塞ぐことができる。

また、側板２２Ａが開状態にある排出工程において、押込機構１６が側板２１Ａを押し込むことによって、成形型２から二次成形品９２を排出することも可能である。つまり、押込機構１６は、排出機構１５（図３参照）に兼用可能である。

実施形態２の変形例として、押込機構１６は、側板２１Ａと側板２２Ａとの一方のみを、一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向きに押し込む構成であってもよい。つまり、押込機構１６は、成形型２Ａの一対の側板２１Ａ，２２Ａの少なくとも一方を、一対の側板２１Ａ，２２Ａの間隔を狭める向きに押し込む構成であればよく、一対の側板２１Ａ，２２Ａの両方を押し込むことは必須でない。

実施形態２の他の変形例として、押込機構１６は、一対の側板２１Ａ，２２Ａの各々を押し込むことにより、一対の側板２１Ａ，２２Ａの各々を、周壁２３Ａに対して相対的に移動させてもよい。すなわち、一対の側板２１Ａ，２２Ａの各々は、実施形態１の側板２１，２２と同様に平板状に形成されていてもよく、押込機構１６に押されて、周壁２３Ａに対し相対的に移動してもよい。

なお、実施形態２（変形例を含む）で説明した構成は、実施形態１（変形例を含む）で説明した構成と、適宜組み合わせて適用可能である。

１ 米飯成形装置
２，２Ａ 成形型
３ 回転機構
１０ 制御部
１２ 供給機構
１４ 補助振動機構
１６ 押込機構
２１，２２，２１Ａ，２２Ａ 側板
２４ 内部空間
９０ 米飯
１０１ 基準平面
１０２ 回転軸
９０２，９０３ 追加用米飯
９１１ 具穴（空洞）

Claims (7)

1. 米飯を収容する成形型と、
   基準平面に直交しかつ前記基準平面への前記成形型の投影面内に位置する回転軸を中心として、前記成形型を回転させる回転機構とを備える
   ことを特徴とする米飯成形装置。
2. 前記回転機構は、前記成形型を回転させることにより、前記成形型内において前記回転軸上に空洞が生じるように前記米飯に遠心力を作用させるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の米飯成形装置。
3. 前記成形型は、前記回転軸の軸方向に対向する一対の側板を有しており、
   前記一対の側板の少なくとも一方を、前記一対の側板の間隔を狭める向きに押し込む押込機構をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の米飯成形装置。
4. 前記成形型の内部空間のうち前記回転軸を含む所定範囲の空間に対し、追加用米飯を供給する供給機構をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の米飯成形装置。
5. 前記回転機構による前記成形型の回転数と前記成形型の回転時間との少なくとも一方を制御する制御部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の米飯成形装置。
6. 前記回転軸の軸方向に前記成形型を振動させる補助振動機構をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の米飯成形装置。
7. 前記回転軸は、前記基準平面への前記成形型の投影面の重心を通る軸である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の米飯成形装置。

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