JP2021183939A - 食材供給装置および食材供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設定重量に対して重量精度良く米飯を供給できる米飯供給装置を提供する。【解決手段】米飯を容器Ｓに落下供給する食材供給手段と、食材供給手段を駆動する駆動手段と、容器Ｓに供給される米飯の重量を計測する計量器２４と、設定重量の米飯が容器Ｓに落下供給されるように駆動手段を制御する制御部３０とを有し、制御部３０は、落下中に計測された米飯が設定重量に達したならば食材供給手段の動作を停止して計量器２４の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される米飯の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う制御を実行する。【選択図】図８

Description

本発明は、食材供給装置および食材供給方法に関し、特に、食材受容部に供給される食材の重量精度の向上に適用して有効な技術に関するものである。

弁当や丼物等を作る場合、米飯（食材）を弁当箱や椀等の容器（食材受容部）に供給するための食材供給装置が知られている。この食材供給装置は、ホッパ（食材貯留部）内の米飯を設定重量に計量して、設定重量の米飯を容器に自動的に供給する装置である。

食材供給装置においては、米飯を搬送スクリュ（搬送手段）で搬送し、ドラム型の解しローラ（解し手段）で解しながら落下させながら計量し、予め設定された重量の米飯を容器に供給して（盛り付けて）いる。

このような食材供給装置では、設定重量に対して重量精度の良い米飯を供給することが求められる。そのための技術として、米飯の計量値が設定重量を上回ったときに供給を一旦停止し、ロードセル（計量手段）の応答が安定化する所定時間の経過後に再計量を行い、設定重量に対して計量値が不足していた場合、不足重量を補うために通常の計量動作を行っている。

なお、供給される米飯の重量精度を向上させる技術として、例えば、特許文献１（特開２００６−０８１４５９号公報）に記載されたものが知られている。この特許文献１は、米飯の主供給部分の機構を利用して残量のつぎ足しの補填供給を行うものであり、具体的には、高低速に変速できる回転ドラムを設けておき、米飯の主供給量は回転ドラムを高速回転して計量室に送込み、残量のつぎ足し補填部分は回転ドラムを低速回転して供給する技術が記載されている。

特開２００６−０８１４５９号公報

ここで、米飯が落下供給される構造においては、計量対象となる米飯の重さが実際にロードセルで計量値として認識されるには、落下時間分のタイムラグが存在する。

すると、前述した技術、すなわち通常の計量動作で不足重量を補う動作では、米飯の計量値が必要な補填重量以上になったことを機械が認識してから米飯の供給が停止されるため、タイムラグ分だけ重量過多となり、食材である米飯が過剰に供給されてしまうおそれがある。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、設定重量に対して重量精度良く食材を供給することのできる食材供給装置および食材供給方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の食材供給装置は、食材を食材受容部に落下供給する食材供給手段と、前記食材供給手段を駆動する駆動手段と、食材受容部に供給される食材の重量を計測する計量手段と、設定重量の食材が食材受容部に落下供給されるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、落下中に計測された食材が設定重量に達したならば前記食材供給手段の動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う制御を実行する、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項２に記載の本発明の食材供給装置は、食材を食材受容部に落下供給する食材供給手段と、前記食材供給手段を駆動する駆動手段と、食材受容部に供給される食材の重量を計測する計量手段と、設定重量の食材が食材受容部に落下供給されるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、落下中に計量された食材が設定重量を下回る所定重量に達したならば前記食材供給手段の動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、その後、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う制御を実行する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の食材供給装置は、請求項１または２記載の発明において、前記補填動作は、前記駆動手段により食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、ことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明の食材供給装置は、請求項１または２記載の発明において、前記補填動作は、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量以上のときには、前記駆動手段により食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作であり、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回るときには、前記駆動手段により食材を前記第１の補填時間よりも長い第２の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作を前記所定の未達重量以上となるまで少なくとも１回行い、その後、食材を前記第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、ことを特徴とする。

請求項５に記載の本発明の食材供給装置は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記食材供給手段は、食材貯留部内の食材を所定の方向に搬送する搬送手段、前記搬送手段に搬送された食材を解すように取り崩しながら落下させる解し手段、および食材の落下経路に開閉可能に配置された開閉手段を備え、前記駆動手段は、前記搬送手段を駆動する搬送駆動手段、前記解し手段を駆動する解し駆動手段、および前記開閉手段を駆動する開閉駆動手段を備え、前記開閉手段は、閉鎖位置では前記解し手段から落下した食材を蓄積し、開放位置では蓄積された食材を食材受容部に落下供給し、前記計量手段は、閉鎖位置にある前記開閉手段に蓄積された食材を計量可能に設けられている、ことを特徴とする。

請求項６に記載の本発明の食材供給装置は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記食材供給手段は、食材貯留部内の食材を所定の方向に搬送する搬送手段、前記搬送手段に搬送された食材を解すように取り崩しながら落下させる解し手段、および食材の落下経路に開閉可能に配置された開閉手段を備え、前記駆動手段は、前記搬送手段を駆動する搬送駆動手段、前記解し手段を駆動する解し駆動手段、および前記開閉手段を駆動する開閉駆動手段を備え、前記開閉手段は、開放位置では前記落下経路を開放して前記解し手段から落下した食材を食材受容部へ供給可能にし、閉鎖位置では前記落下経路を閉鎖し、前記計量手段は、食材受容部に供給された食材を計量可能に設けられている、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項７に記載の本発明の食材供給方法は、設定重量の食材を食材受容部に落下供給する食材供給方法であって、落下中に計量手段により計測された食材が設定重量に達したならば食材の供給動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項８に記載の本発明の食材供給方法は、設定重量の食材を食材受容部に落下供給する食材供給方法であって、落下中に計量手段により計測された食材が設定重量を下回る所定重量に達したならば食材の供給動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う、ことを特徴とする。

請求項９に記載の本発明の食材供給装置は、請求項７または８記載の発明において、前記補填動作は、食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、ことを特徴とする。

請求項１０に記載の本発明の食材供給装置は、請求項７または８記載の発明において、前記補填動作は、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量以上のときには、食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作であり、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回るときには、食材を前記第１の補填時間よりも長い第２の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作を前記所定の未達重量以上となるまで少なくとも１回行い、その後、食材を前記第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、ことを特徴とする。

本発明によれば、落下中に計測された食材が設定重量に達したならば、あるいは設定重量を下回る所定重量に達したならば食材の供給動作を停止して、計量手段の計測値が安定化するまでの時間である安定化時間経過後に再計量を行っている。そして、再計量された重量が設定重量に達していないときには、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行っている。

あるいは、落下中に計測された食材が設定重量を下回る所定重量に達したならば食材の供給動作を停止して、計量手段の計測値が安定化するまでの時間である安定化時間経過後に再計量を行っている。そして、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行っている。

これにより、食材の不足重量を補うという範囲を逸脱して過剰供給してしまうことがなくなり、設定重量に対して重量精度良く食材を供給することが可能になる。

本発明の一実施の形態である米飯供給装置を示す斜視図である。 図１の米飯供給装置の上部について上蓋を開いた状態で示す斜視図である。 図１の米飯供給装置の断面図である。 本実施の形態の米飯供給装置の上部ホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め上方から示す斜視図である。 本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め下方から示す斜視図である。 本発明の一実施の形態である米飯供給装置のブロック図である。 本実施の形態の米飯供給装置における米飯の供給プロセスを示すフローチャートである。 図７のフローチャートにおける米飯の補填動作を示すタイムチャートである。 本実施の形態の米飯供給装置における変形例としての米飯の供給プロセスを示すフローチャートである。 図９のフローチャートにおける米飯の補填動作を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態である米飯供給装置を示す斜視図、図２は図１の米飯供給装置の上部について上蓋を開いた状態で示す斜視図、図３は図１の米飯供給装置の断面図、図４は本実施の形態の米飯供給装置の上部ホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め上方から示す斜視図、図５は本実施の形態の米飯供給装置のホッパおよびその周辺機構を抽出して斜め下方から示す斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態の米飯供給装置（食材供給装置）Ａは、正面板１０および当該正面板１０の背面に位置する背面板１１、ならびにこれら正面板１０および背面板１１の両側に位置する側面板１２を備え、上方に開いた開口部１３が形成された本体部１を有している。また、本体部１には、開口部１３を開閉するための上蓋１４が、蝶番ユニット１５を介して取り付けられている。なお、上蓋１４は、開口部１３を閉鎖したときに外側に位置する外蓋部１４−１と、内側に位置する内蓋部１４−２とで構成されている。

図示するように、正面板１０には、タッチパネル式の入力部１６が備えられている。入力部１６は、容器に供給される米飯（食材）の重量などを入力するための機能部であり、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成されている。本体部１の背面側には、米飯供給装置Ａの動作制御を行うための制御部（制御手段：図６）３０などの様々な電子部品が実装された基板１７（図３）が設置されている。

正面板１０の下方には、米飯を盛り付ける容器（食材受容部：図３）Ｓが設置される容器設置部１８が設けられ、正面板１０と容器設置部１８との間には、所定の奥行きおよび高さを有した凹部空間１９が形成されている。この凹部空間１９は容器Ｓを収容するに十分な空間となっており、その上方から米飯が落下して容器Ｓに供給される。また、容器設置部１８には、容器Ｓが設置されているか否かを検知するための容器検知センサ（図示せず）が設置されている。なお、容器検知センサには、容器Ｓの有無を光学的に検知する光センサや、容器設置部１８に容器Ｓが載置された場合の重量変化で容器Ｓの有無を検知する重量センサなどを適用することができる。

図２および図３に示すように、前述した開口部１３内には、当該開口部１３から投入された米飯が貯留されるホッパ（米飯貯留部）２０が設置されている。また、図３に示すように、ホッパ２０の底面付近には、米飯を搬送（図３においては、図面右側から斜め左上側に搬送）するための搬送スクリュ（搬送手段：食材供給手段の一部）２１、およびホッパ２０内の米飯を撹拌しながら搬送スクリュ２１へ送る撹拌羽根（撹拌手段）２５が設けられている。

搬送スクリュ２１における米飯の搬送方向の下流側には、搬送スクリュ２１の回転によりホッパ２０内を搬送された米飯を解すように取り崩して落下させるドラム型で外周に多数の爪２２ａが設けられた解しローラ（解し手段：食材供給手段の一部）２２が配置されている。さらに、解しローラ２２の直下には、当該解しローラ２２から落下した米飯の落下経路を開閉する一対の開閉カップ（開閉手段：食材供給手段の一部）２３が備えられている。

解しローラ２２の回転軸は搬送スクリュ２１の回転軸と直交するような位置関係になっている。これにより、ホッパ２０に貯留された米飯は、ホッパ２０に設けられた搬送スクリュ２１の回転により解しローラ２２へと搬送される。そして、解しローラ２２に搬送された米飯は、当該解しローラ２２の回転に伴う爪２２ａの働きにより、解されながら落下する。

なお、本実施の形態では、ホッパ２０内の米飯が搬送スクリュ２１により解しローラ２２へと送り出され、解しローラ２２により解されて落下する機構となっているが、ホッパ２０内の米飯が落下する機構はこれに限定されるものではない。

開閉カップ２３は、前述した解しローラ２２によって落下する米飯の落下経路上に位置している。この開閉カップ２３は、米飯が蓄積可能なように下方に膨らんだ形状となっており、上部を支点に回動して開閉可能になった一対の部材で形成されている。そして、閉鎖位置では落下してきた米飯を蓄積するようになっており、蓄積された米飯重量が後述する計量器２４によって逐次計量される。また、開放位置では蓄積された米飯が落下して容器Ｓに供給される。

図３および図５に示すように、ホッパ２０は、上端および下端が開口した上部ホッパ２０ａと、上部ホッパ２０ａの下端の開口に嵌め込まれてホッパ２０の底面を形成する下部ホッパ２０ｂとで構成されている。

上部ホッパ２０ａには、上方より下方へ向かって徐々に狭く形成されており、これによって上端が広口の開口とされるとともに、下端が狭口の開口とされている。

図３〜図５において、下部ホッパ２０ｂに形成された略半円形の収容溝２０ｂ−１（図３，図５）内には、前述した搬送スクリュ２１が設置されている。搬送スクリュ２１は、米飯の搬送方向に沿って延びる搬送軸２１ａと、この搬送軸２１ａの回りに設けられてホッパ２０内の米飯を解しローラ２２へと搬送する螺旋状のスクリュ２１ｂとで構成されている。そして、搬送軸２１ａの一方の端部（解しローラ２２と反対側の端部）は下部ホッパ２０ｂの外部へ突出しており、当該突出端には減速機２６を構成するギア２６ａが取り付けられている。

前述した撹拌羽根２５は、搬送スクリュ２１と並列に設置されている。撹拌羽根２５は、搬送スクリュ２１による米飯の搬送方向に沿って配置されたシャフト２５ａと、シャフト２５ａの回転方向と交差する方向に延びるとともに相互に間隔を空けて設けられた複数の撹拌棒２５ｂとで構成されている。そして、シャフト２５ａの一方の端部（解しローラ２２と反対側の端部）も下部ホッパ２０ｂの外部へ突出しており、同様に、突出端には減速機２７を構成するギア２７ａが取り付けられている。なお、撹拌羽根２５の構造は本実施の形態に示すものには限定されない。また、撹拌羽根２５は設けられていなくてもよい。

搬送軸２１ａに取り付けられたギア２６ａを含む減速機２６、およびシャフト２５ａに取り付けられたギア２７ａを含む減速機２７は、共にハウジング２８内に格納されている。また、ハウジング２８の裏側には、搬送スクリュ２１を回転駆動するための搬送用モータＭ１、および撹拌羽根２５を回転駆動するための撹拌用モータＭ２がそれぞれ固定されている。そして、搬送用モータＭ１の出力軸には減速機２６を構成するギア２６ｂが、撹拌用モータＭ２の出力軸には減速機２７を構成するギア２７ｂが、それぞれ取り付けられている。これにより、搬送用モータＭ１の回転力は、ギア２６ｂから中継用のギア２６ｃを介してギア２６ａに伝達され、搬送スクリュ２１を回転させる。また、撹拌用モータＭ２の回転力は、ギア２７ｂから中継用のギア２７ｃを介してギア２７ａに伝達され、撹拌羽根２５を回転させる。

なお、ハウジング２８の前面は、減速機２６，２７を保護するとともに、これらの減速機２６，２７の回転軸を支持するためのハウジングカバー２８ａで覆われている。

さて、図３において、米飯供給装置Ａは、開閉カップ２３に蓄積された米飯（つまり、容器設置部１８に載置された容器Ｓに供給されることになる米飯）の計量を行う計量器（計量手段）２４を備えている。

計量器２４には、荷重を電気信号に変換するロードセルが用いられている。そして、閉鎖位置となっている開閉カップ２３に蓄積された米飯の計量値（計量器２４による計量値）が目標計量値に到達する直前に搬送スクリュ２１および解しローラ２２の回転動作が停止し、最終的に目標計量値に到達したときに開閉カップ２３が開放位置になって米飯が容器Ｓに落下供給される。

なお、ホッパ２０は、ヒータの取り付けられた保温容器３２（図３）内に収容されており、ホッパ２０内の米飯が適温に維持されるようになっている。また、装置底面の略四隅には、脚部２９（図３）が取り付けられている。

次に、以上の構成を有する米飯供給装置Ａのブロック図を図６に示す。

図示するように、本実施の形態の米飯供給装置Ａは、装置の動作制御を行う制御部３０を備えており、前述した入力部１６、計量器２４、搬送スクリュ２１を回転駆動する搬送用モータ（搬送駆動手段：駆動手段の一部）Ｍ１、撹拌羽根２５を回転駆動する撹拌用モータＭ２の他に、解しローラ２２を回転駆動する解し用モータ（解し駆動手段：駆動手段の一部）Ｍ３、開閉カップ２３を開閉させるカップ用モータ（開閉駆動手段：駆動手段の一部）Ｍ４などを備えている。さらに、図示は省略されているが、制御部３０によって順次読み出されて順に実行されるプログラムが格納されたメモリを備えている。

なお、本実施の形態において示すブロック図は本発明に関連した機能ブロックを抽出して示しており、制御部３０はこれらの機能ブロックに示された以外の部材等をも制御しているのはもちろんである。

次に、本実施の形態の米飯供給装置Ａにおける米飯の供給動作について、図７および図８を用いて説明する。ここで、図７は本実施の形態の米飯供給装置における米飯の供給プロセスを示すフローチャート、図８は本実施の形態の米飯供給装置における米飯の補給動作を示すタイムチャートである。

米飯供給装置Ａにおける米飯の供給動作の前段階として、電源を入れ、上蓋１４を開き、炊き上がった米飯をホッパ２０に投入して上蓋１４を閉める。

そして、タッチパネル式の入力部１６を操作して、容器Ｓに供給される米飯の重量を設定し、スタートボタンをＯＮにする（ステップＳ０１）。なお、この時点では、開閉カップ２３は閉鎖位置となっている。

ここで、本実施の形態では、例えば２００ｇの米飯が容器Ｓに供給されるように設定したものとする。なお、設定重量は、このような具体的な数値ではなく、例えば「小盛」、「並盛」、「大盛」のような抽象的な重量が設定可能になっていてもよい。また、抽象的な重量設定では、装置側において、例えば「小盛」では１５０ｇ、「並盛」では２００ｇ、「大盛」では２５０ｇのように、数値重量との関連づけがなされる。

ステップＳ０１で重量設定を行ってスタートボタンをＯＮにしたならば、米飯の供給動作が行われる（ステップＳ０２）。すなわち、搬送用モータＭ１が回転して搬送スクリュ２１が駆動され、解し用モータＭ３が回転して解しローラ２２が駆動される。これにより、ホッパ２０内の米飯は、搬送スクリュ２１によって解しローラ２２へと搬送され、続いて解しローラ２２の回転に伴う爪２２ａの働きによって解されながら落下し、開閉カップ２３に蓄積される。このとき、撹拌用モータＭ２が回転して撹拌羽根２５が駆動され、ホッパ２０内の米飯が撹拌されながら搬送スクリュ２１へ送られる。

図７に示すように、解しローラ２２から落下して開閉カップ２３に蓄積される米飯は計量器２４により逐次計量されており、設定重量に達したかが判断される（ステップＳ０３）。

ステップＳ０３において、落下中に計測された米飯が設定重量（ここでは２００ｇ）に達したと判断されたならば（設定重量到達Ｗｔ：図８）、一旦、米飯の供給動作が停止される（ステップＳ０４）。そして、計量器２４の計測値が安定化するまでの時間である安定化時間の経過後に再計量が行われる（ステップＳ０５）。なお、本実施の形態では、安定化時間は０．５秒となっている。但し、安定化時間は０．５秒に限定されるものではなく、使用する計量器２４の種類等に応じて自由に設定することができる。

ここで、安定化時間の経過後に再計量を行っているのは、次のような理由による。すなわち、落下中の米飯を計量する場合には、米飯自体の重量に対して米飯の落下に伴う衝撃荷重が加算されることから、実際に開閉カップ２３に蓄積された米飯の重量よりも大きな値が瞬間的に示される傾向がある。すると、開閉カップ２３には設定重量の米飯が蓄積されていないにもかかわらず、その実際よりも大きな値をもって、米飯が設定重量に達したと判断されることになる。そこで、衝撃荷重の影響を排除するために、計量器２４の計測値が安定化するまでの時間すなわち安定化時間を設け、この安定化時間の経過後に再計量を行って米飯の正確な重量を求めるようにしたものである。

さて、ステップＳ０５において再計量が行われたならば、その計測重量が設定重量に達しているかが判断される（ステップＳ０６）。

そして、ステップＳ０６において、再計量された重量が設定重量に達している（本実施の形態では、２００ｇ以上となっている）と判断された場合には、開閉カップ２３がカップ用モータＭ４に駆動されて閉鎖位置から開放位置へと移動する（ステップＳ０７）。これにより、開閉カップ２３に蓄積されていた米飯が落下して、直下に設置されている容器Ｓに供給され、一連の米飯供給動作が終了する。

一方、ステップＳ０６において、再計量された重量つまり計測重量が設定重量に達していない（例えば、本実施の形態での設定重量２００ｇに対して、再計量された重量が１９５ｇであった）と判断された場合には、予め設定された動作態様で構成される米飯の補填動作に移行する。

具体的には、搬送用モータＭ１および解し用モータＭ３により搬送スクリュ２１および解しローラ２２をそれぞれ駆動することにより、第１の補填時間にわたって米飯が補填される（ステップＳ０８）。本実施の形態では、第１の補填時間は０．２秒となっており、この第１の補填時間により２ｇの米飯が補填されるようになっている。ステップＳ０８で米飯が補填されたならば、続いて、安定化時間（本実施の形態では、０．５秒）の経過後に計量が行われる（ステップＳ０９）。本実施の形態において、ステップＳ０５における計量値である１９５ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ０９では１９７ｇと計量される。

さて、このような補填動作が行われたならば、ステップＳ０６に戻って、計測重量が設定重量に達したかが判断される。この場合、計測重量が１９７ｇであり、設定重量である２００ｇに達していないので、図８に示すように、２回目の補填動作が行われる。すなわち、ステップＳ０８において、第１の補填時間（０．２秒）で２ｇの米飯が補填され、ステップＳ０９において、安定化時間（０．５秒）の経過後に計量が行われる。ここでは、前回の計量値１９７ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ０９では１９９ｇと計量される。

２回目の補填動作が行われたならば、再びステップＳ０６に戻って、計測重量が設定重量に達したかが判断される。この場合、計測重量が１９９ｇであり、未だ設定重量である２００ｇに達していないので、図８に示すように、３回目の補填動作が行われる。そして、ステップＳ０８で２ｇの米飯が補填され、ステップＳ０９で安定化時間（０．５秒）の経過後に計量が行われる。ここでは、前回の計量値１９９ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ０９では２０１ｇと計量される。

３回目の補填動作が行われたならば、再びステップＳ０６に戻って、計測重量が設定重量に達したかが判断される。この場合、計測重量が２０１ｇであり、設定重量である２００ｇに達しているので（設定重量到達Ｗｆ：図８）、ステップＳ０７に移行し、開閉カップ２３が閉鎖位置から開放位置へと移動する。これにより、開閉カップ２３に蓄積されていた２０１ｇの米飯が落下して、直下に設置されている容器Ｓに供給され、一連の米飯供給動作が終了する。

なお、以下に説明する場合を含めて、本実施の形態では、３回の補填動作が行われているが、回数は３回である必要はないことは言うまでもない。つまり、米飯の補填動作は、設定重量に達するまでの１回または複数回、つまり少なくとも１回行われる。また、前述した第１の補填時間の長さと第１の補填時間で補填される米飯の重量とは本実施の形態に示す数値（それぞれ、０．２秒と２ｇ）に限定されるものではなく、自由に設定することができる。さらに、本実施の形態において、補填動作における安定化時間は、設定重量到達Ｗｔ後の安定化時間と同じ０．５秒になっているが、異なっていてもよい。

このように、本実施の形態の米飯供給装置Ａによれば、落下中に計測された米飯が設定重量に達したならば米飯の供給動作を停止して、計量器２４の計測値が安定化するまでの時間である安定化時間経過後に再計量を行っている。そして、再計量された重量が設定重量に達していないときには、第１の補填時間（本実施の形態では、０．２秒）にわたって米飯を補填し、安定化時間経過後に計量するという補填動作を設定重量に達するまでの少なくとも１回（本実施の形態では、３回）行っている。これにより、米飯の不足重量を補うという範囲を逸脱して過剰供給してしまうことがなくなり、設定重量に対して重量精度良く米飯を供給することが可能になる。

（補填動作の変形例）

以上の説明における補填動作は、第１の補填時間にわたって米飯を補填し、安定化時間経過後に計量するという動作であったが、このような補填動作以外にも、次のような変形例が考えられる。
すなわち、図９のフローチャートに示すように、図７のフローチャートと同様なステップを経て、ステップＳ０５で再計量された計測重量が、ステップＳ０６において設定重量に達していないと判断された場合には、再計量された重量が設定重量（例えば、２００ｇ）に対して所定の未達重量（例えば、１９５ｇ）以上であるかが判断される（ステップＳ１０）。

そして、ステップＳ１０において、所定の未達重量以上と判断されたときには、前述と同様の補填動作（図８のタイムチャート参照）が実行される。すなわち、搬送用モータＭ１および解し用モータＭ３を駆動することにより第１の補填時間（例えば、０．２秒）で例えば２ｇの米飯が補填され（ステップＳ１１）、安定化時間（例えば、０．５秒）の経過後に計量が行われる（ステップＳ１２）。その後、計測重量が設定重量に達したかが判断され（ステップＳ１３）、達していると判断されれば、開閉カップ２３が開放位置へと移動し（ステップＳ０７）、米飯が落下して容器Ｓに供給され、一連の米飯供給動作が終了する。また、ステップＳ１３において、計測重量が設定重量に達していないと判断されれば、ステップＳ１０に戻った後、設定重量に達するまで補填動作（ステップＳ１１およびステップＳ１２）が実行される。

一方、ステップＳ１０において、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回る（例えば、１９２ｇ）と判断されたときには、図１０のタイムチャートに従った補填動作が行われる。すなわち、最初の補填動作として、第１の補填時間よりも長い第２の補填時間（例えば、０．５秒）にわたって補填することにより、例えば５ｇの米飯が補填される（ステップＳ１４）。続いて、安定化時間（例えば、０．５秒）の経過後に計量が行われる（ステップＳ１２）。ここでは、ステップＳ０５における計量値である１９２ｇに５ｇが補填されたことから、ステップＳ１２では１９７ｇと計量される。

なお、第２の補填時間の長さと第２の補填時間で補填される米飯の重量についても本実施の形態に示す数値（それぞれ、０．５秒と５ｇ）に限定されるものではなく、自由に設定することができる。

このような補填動作が行われたならば、計測重量が設定重量に達したかが判断される（ステップＳ１３）。この場合、計測重量が１９７ｇであり、設定重量である２００ｇに達していないので、図１０に示すように、２回目の補填動作が行われる。この２回目以降の補填動作での補填時間は第１の補填時間となる。すなわち、ステップＳ１１において、第１の補填時間（０．２秒）で２ｇの米飯が補填され、ステップＳ１２において、安定化時間（０．５秒）の経過後に計量が行われる。ここでは、前回の計量値１９７ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ１２では１９９ｇと計量される。

なお、ステップＳ１３において、計測重量が設定重量に達していると判断された場合には、開閉カップ２３が開放位置へと移動し（ステップＳ０７）、米飯が落下して容器Ｓに供給される。また、ステップＳ１３において、計測重量が設定重量に達していないと判断されれば、設定重量に達するまで補填動作（ステップＳ１１およびステップＳ１２）が実行される。

２回目の補填動作が行われたならば、再びステップＳ１３に移行して、計測重量が設定重量に達したかが判断される。この場合、計測重量が１９９ｇであり、未だ設定重量である２００ｇに達していないので、図１０に示すように、３回目の補填動作が行われる。そして、ステップＳ１１で２ｇの米飯が補填され、ステップＳ１２で安定化時間（０．５秒）の経過後に計量が行われる。ここでは、前回の計量値１９９ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ１２では２０１ｇと計量される。

３回目の補填動作が行われたならば、再びステップＳ１３に移行して、計測重量が設定重量に達したかが判断される。この場合、計測重量が２０１ｇであり、設定重量である２００ｇに達しているので（設定重量到達Ｗｆ：図１０）、ステップＳ０７に移行し、開閉カップ２３が閉鎖位置から開放位置へと移動する。これにより、開閉カップ２３に蓄積されていた２０１ｇの米飯が落下して、直下に設置されている容器Ｓに供給され、一連の米飯供給動作が終了する。

なお、本実施の形態では、第２の補填時間での補填動作の実行回数は１回となっているが、以下に例示するようなケースでは、複数回実行されることになる。

たとえば、ステップＳ０５で再計量された計測重量が例えば１８９ｇで、ステップＳ１０において、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量（１９５ｇ）を下回ると判断され、ステップＳ１４において、第２の補填時間で例えば５ｇの米飯が補填されたとする。この場合、ステップＳ１２の安定化時間経過後の計量で１９４ｇと計量され、ステップＳ１３では、計測重量は設定重量に達していないと判断されてステップＳ１０に戻る。

このときには、計測重量が１９４ｇのために、ステップＳ１０では、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量（１９５ｇ）を下回ると再度判断される。そこで、もう一度、ステップＳ１４において、第２の補填時間で例えば５ｇの米飯が補填され、次いで、ステップＳ１２の安定化時間経過後の計量で１９９ｇと計量され、ステップＳ１３では、計測重量は設定重量に達していないと判断されてステップＳ１０に戻る。

そして、ステップＳ１０では、計測重量が１９９ｇのために、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量（１９５ｇ）以上と判断されるので、次に、ステップＳ１１において、第１の補填時間（０．２秒）で２ｇの米飯が補填され、ステップＳ１２において、安定化時間（０．５秒）の経過後に計量が行われる。ここでは、前回の計量値１９９ｇに２ｇが補填されたことから、ステップＳ１２では２０１ｇと計量される。そして、ステップＳ１３に移行して、計測重量が２０１ｇであり、設定重量である２００ｇに達しているので、ステップＳ０７に移行し、開閉カップ２３が閉鎖位置から開放位置へと移動する。

このように、第２の補填時間での補填動作は１回には限定されず、計測重量が所定の未達重量以上となるまで行われる。つまり、第２の補填時間での補填動作は、計測重量が所定の未達重量以上となるまで１回または複数回（つまり、少なくとも１回）行われる。

このような変形例によれば、再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回っている場合、最初の補填動作において、第１の補填時間よりも長い第２の補填時間にわたって米飯が補填されるようになっている。これにより、第１の補填時間だけで補填する場合よりも少ない回数の補填動作で米飯が設定重量に達するようになるので、より短時間で、設定重量に対して重量精度良く米飯を供給することが可能になる。

（落下中に計測された米飯重量と米飯供給動作停止とについての変形例）

以上の説明では、落下中に計測された米飯が設定重量に達したと判断されたならば（図７や図９のステップＳ０３）、一旦米飯の供給動作を停止し（図７や図９のステップＳ０４）、安定化時間経過後に再計量を行うようにしている（図７や図９のステップＳ０５）。

しかしながら、米飯供給動作の停止の判断基準を、米飯の設定重量に達したか否か（図７や図９のステップＳ０３）に替えて、設定重量を下回る所定重量に達したか否かにするようにしてもよい。具体例を示すと、設定重量が２００ｇであった場合、その９５％である１９０ｇに達したと判断されたか否かにするようにしてもよい。

なお、米飯供給動作の停止の判断基準を、設定重量を下回る所定重量に達したか否かとした場合、図７や図９のステップＳ０５における安定化時間の経過後に再計量したときの計測重量は設定重量には達していない。すると、次のステップＳ０６（計測重量は設定重量に達しているか否かの判断）では、必ず設定重量に達していないことになる。

したがって、本変形例の場合には、図７のステップＳ０５からステップＳ０６をスキップしてステップＳ０８に移行し、あるいは、図９のステップＳ０５からステップＳ０６をスキップしてステップＳ１０に移行することになる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、本実施の形態では、第１の補填時間あるいは第２の補填時間にわたって米飯の補填を行うこととしている。ここで、搬送用モータＭ１や解し用モータＭ３の動作時間が長くなれば（あるいは、短くなれば）、搬送用モータＭ１や解し用モータＭ３の回転量が大きくなって（あるいは、小さくなって）、米飯の補填時間が長くなる（あるいは、短くなる）。したがって、補填時間とは、搬送用モータＭ１や解し用モータＭ３の動作時間あるいは回転量と同義である。

また、本実施の形態では、搬送スクリュ２１、解しローラ２２および開閉カップ２３で食材供給手段が構成されているが、米飯を計量して容器Ｓに供給することができれば足り、本食材供給手段の構成に限定されるものではない。

また、以上の説明では、開閉カップ２３に蓄積される米飯の重量を計測するいわゆる上計量の米飯供給装置Ａが示されているが、容器設置部１８に載置された容器Ｓに落下供給される米飯の重量を計測するいわゆる下計量の米飯供給装置であってもよい。

ここで、下計量の米飯供給装置Ａでは、前述の開閉カップ２３に代えて、ホッパ２０に貯留された米飯が落下する経路を開閉可能になった開閉シャッタ（開閉手段）が設けられる。また、計量器（計量手段）２４は、開閉カップ２３に蓄積された米飯の計量を行うのではなく、容器設置部１８に設置された容器Ｓに供給された米飯の計量を行う。そして、開閉シャッタは、開放位置では米飯の落下経路を開放して解しローラ２２から落下した米飯を容器Ｓへ供給可能にし、閉鎖位置では落下経路を閉鎖するように、制御部３０によって制御される。

また、前述した実施の形態の米飯供給装置Ａにおいては、食材受容部の一例として容器Ｓが示されているが、容器Ｓに限定されるものではなく、例えば落下した米飯を所定の形状に成形するための成形型などであってもよい。なお、容器Ｓとしては、丼鉢、椀、トレイ、皿、弁当箱などがあり、特に形状や大きさなどは限定されず、米飯を供給することが可能な様々なものが適用可能である。

以上の説明では、食材の一例として米飯が適用されているが、これに限定されるものではなく、例えばみじん切りした野菜など、食材である限り様々なものを適用することができる。

１８ 容器設置部
２０ ホッパ（米飯貯留部）
２１ 搬送スクリュ（搬送手段：食材供給手段の一部）
２２ 解しローラ（解し手段：食材供給手段の一部）
２３ 開閉カップ（開閉手段：食材供給手段の一部）
２４ 計量器（計量手段）
２５ 撹拌羽根（撹拌手段）
３０ 制御部（制御手段）
Ａ 米飯供給装置（食材供給装置）
Ｍ１ 搬送用モータ（搬送駆動手段：駆動手段の一部）
Ｍ２ 撹拌用モータ
Ｍ３ 解し用モータ（解し駆動手段：駆動手段の一部）
Ｍ４ カップ用モータ（開閉駆動手段：駆動手段の一部）
Ｓ 容器（食材受容部）

Claims (10)

1. 食材を食材受容部に落下供給する食材供給手段と、
   前記食材供給手段を駆動する駆動手段と、
   食材受容部に供給される食材の重量を計測する計量手段と、
   設定重量の食材が食材受容部に落下供給されるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   落下中に計測された食材が設定重量に達したならば前記食材供給手段の動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う制御を実行する、
   ことを特徴とする食材供給装置。
2. 食材を食材受容部に落下供給する食材供給手段と、
   前記食材供給手段を駆動する駆動手段と、
   食材受容部に供給される食材の重量を計測する計量手段と、
   設定重量の食材が食材受容部に落下供給されるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   落下中に計量された食材が設定重量を下回る所定重量に達したならば前記食材供給手段の動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、その後、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う制御を実行する、
   ことを特徴とする食材供給装置。
3. 前記補填動作は、前記駆動手段により食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の食材供給装置。
4. 前記補填動作は、
   再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量以上のときには、前記駆動手段により食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作であり、
   再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回るときには、前記駆動手段により食材を前記第１の補填時間よりも長い第２の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作を前記所定の未達重量以上となるまで少なくとも１回行い、その後、食材を前記第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の食材供給装置。
5. 前記食材供給手段は、食材貯留部内の食材を所定の方向に搬送する搬送手段、前記搬送手段に搬送された食材を解すように取り崩しながら落下させる解し手段、および食材の落下経路に開閉可能に配置された開閉手段を備え、
   前記駆動手段は、前記搬送手段を駆動する搬送駆動手段、前記解し手段を駆動する解し駆動手段、および前記開閉手段を駆動する開閉駆動手段を備え、
   前記開閉手段は、閉鎖位置では前記解し手段から落下した食材を蓄積し、開放位置では蓄積された食材を食材受容部に落下供給し、
   前記計量手段は、閉鎖位置にある前記開閉手段に蓄積された食材を計量可能に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の食材供給装置。
6. 前記食材供給手段は、食材貯留部内の食材を所定の方向に搬送する搬送手段、前記搬送手段に搬送された食材を解すように取り崩しながら落下させる解し手段、および食材の落下経路に開閉可能に配置された開閉手段を備え、
   前記駆動手段は、前記搬送手段を駆動する搬送駆動手段、前記解し手段を駆動する解し駆動手段、および前記開閉手段を駆動する開閉駆動手段を備え、
   前記開閉手段は、開放位置では前記落下経路を開放して前記解し手段から落下した食材を食材受容部へ供給可能にし、閉鎖位置では前記落下経路を閉鎖し、
   前記計量手段は、食材受容部に供給された食材を計量可能に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の食材供給装置。
7. 設定重量の食材を食材受容部に落下供給する食材供給方法であって、
   落下中に計量手段により計測された食材が設定重量に達したならば食材の供給動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、
   再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う、
   ことを特徴とする食材供給方法。
8. 設定重量の食材を食材受容部に落下供給する食材供給方法であって、
   落下中に計量手段により計測された食材が設定重量を下回る所定重量に達したならば食材の供給動作を停止して前記計量手段の計測値が安定化する安定化時間経過後に再計量を行い、
   再計量された重量が設定重量に達していないときは、予め設定された動作態様で構成される食材の補填動作を設定重量に達するまで少なくとも１回行う、
   ことを特徴とする食材供給方法。
9. 前記補填動作は、食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、
   ことを特徴とする請求項７または８記載の食材供給方法。
10. 前記補填動作は、
    再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量以上のときには、食材を第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作であり、
    再計量された重量が設定重量に対して所定の未達重量を下回るときには、食材を前記第１の補填時間よりも長い第２の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作を前記所定の未達重量以上となるまで少なくとも１回行い、その後、食材を前記第１の補填時間にわたって補填して前記安定化時間経過後に計量する動作である、
    ことを特徴とする請求項７または８記載の食材供給方法。

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