JP2023003356A - 米飯成形計量分割機 - Google Patents
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Abstract
Description
この米飯処理装置により成形分割された成形米飯は、米飯処理装置の下方に位置する計量装置によって計量されたのち、所定重量に満たない場合は、米飯補填機構で不足分を補填した後、所定の場所まで搬送されて弁当容器に投入されていた。
また、特許文献1に記載の米飯成形装置は、規制パネルを複数使用するため、米飯の成形が終了した装置をメンテナンスする際、規制パネルを全て取り外す必要があり、また、メンテナンス終了後には、取り外した規制パネルを全て取り付ける必要があった。このようにメンテナンスの都度米飯成形装置から規制パネルを脱着することは、作業者の負担となっていた。
また、特許文献1に記載の米飯成形装置は、対向配置した一対の規制パネルを対向方向と直交する前後方向に複数並設し、各規制パネルを近接離反作動することにより規制パネルの対向面で規制孔を形成し、当該規制孔を米飯の成形部としている。そのため、成形する米飯の形態によっては、規制パネルの対向面だけでなく規制パネルの側面も規制孔の一部となる場合がある。
この場合、米飯の成形時に規制パネルの側面に米飯が接触することとなる。米飯が接触した側面は、粘性を帯びる、または、米飯が接着して規制パネルの側面に残留する虞がある。
この状態で成形する米飯の形態を切り替えようとすると、規制パネルの側面に付着した粘性物の影響により規制パネルの近接離反作動に支障を来す虞、または、規制パネルの側面に米飯が付着した状態で規制パネルを近接離反作動した際に側面に付着した米飯が隣接する規制パネルの間に進入して規制パネル間に空間が生起され、規制孔を所望の形態に変態できなくなる虞があった。
また、ベルトガイド棒に無端ベルトを巻装することにより、ベルトガイド棒を移動させるだけで無端ベルトの形態を容易に変態できる。また、米飯を成形するための米飯成形輪郭部を1枚の無端ベルトで形成するため、メンテナンスする際には、無端ベルトを清掃するだけで済み、メンテナンス性を向上できる。
図1は、本発明の実施形態に係る米飯計量成形分割機であり、図2は米飯計量成形分割機を示す斜視図であり、図3および図4は、米飯投入部の状態を示す図であり、図5~図12は、成形機構部の構成を示す斜視図であり、図13および図14は、計量分割部の動作を示す図であり、図15および図16は、計量分割部による成形米飯の分割過程を示す模式正面図であり、図17および図18は、補填搬送部の構成および動作を示す模式正面図である。
米飯投入部1は、炊飯した米飯Rが互いに接着せずパラパラ状の独立した粒となるように解しながら成形機構部2に米飯Rを搬送するための米飯Rの解し部である。
米飯投入部1は、図2および図3(a)に示すように、炊飯した米飯Rを収納するための米飯ホッパ10と、米飯ホッパ10下部の前端部に設けた米飯ホッパ出口11と、米飯ホッパ出口11に傾斜状態で配設した左右テーパーガイド板12と、左右テーパーガイド板12のそれぞれの下端縁に配設して米飯成形に対応して傾動自在に制御する左右ガイド体13と、で構成している。
なお、これら送りコンベア10cと繰り出しローラ10d、および解しローラ10eは、米飯成形計量分割機M全体の動作を制御する図示しない制御部に電気的に接続されており、送りコンベア10c上面に米飯Rが載置されることにより、送りコンベア10cの駆動と連動して各ローラが駆動するように構成している。
これにより、テーパーガイド板12aは、成形機構部2に投入される予定の米飯Rの一部を後述の補填搬送部4に受け渡すことができる。この補填搬送部4に受け渡された米飯Rは、所定形態に成形された成形米飯MRが所定の重量に満たない場合に不足した量の米飯を補填するための補填米飯FRとして利用される。このように構成した左右のテーパーガイド板12a、12bの下部には、左右のガイド体13を連設している。
左右のガイド体13は、略同一形状のガイド体を前後に並設しており左右合わせて4つのガイド体13a、13a、13b、13bで構成している。
ガイド部13cの上端部近傍には、前後に貫通した支持孔13eを穿設している。ガイド体13a、13a、13b、13bは、支持孔13eに中空円柱体14aと中実円柱体14bをそれぞれ挿通することにより各円柱体に軸支されている。
接触摺動部13dは、正面視略扇状であって、並設した他のガイド体と接する側に連設している。例えば、本実施形態において、ガイド体13aは、後端部に接触摺動部13dを連設し、ガイド体13bは前端部に接触摺動部13dを連設している。
ダレ13fは、薄い板体であり、長手方向の一端部をガイド体13a、13bに枢設し、他端部を後述する成形機構部2の無端ベルト21で囲われた米飯Rの成形空間に位置している。そのため、ダレ13fは、ガイド体13a、13bと無端ベルト21の成形輪郭部20との間の隙間を塞ぎ、米飯Rを無端ベルト21に確実に投入できるようにするためのガイドとして機能する。
これにより、無端ベルト21をどのような形態に変態したとしても、ガイド体13a、13bの傾斜ガイド面13c1を転動する米飯Rを無端ベルト21の内部に確実に落下投入できる。
センサカメラ15は、光学式のレーザーセンサであり、成形機構部2に堆積した米飯Rの高さ、すなわち、センサカメラ15と成形機構部2に堆積した米飯Rの上端部の距離を計測している。センサカメラ15は、閾値を任意の値に設定することができる。本実施形態におけるセンサカメラ15の閾値は、後述する無端ベルト21の上端部に設定している。つまり、センサカメラ15は、米飯Rが無端ベルト21の上端部を超過した時点で計量分割部3を駆動し、堆積した米飯Rの計量分割動作を開始するように設定している。
成形機構部2は、米飯投入部1で互いに接着せずパラパラ状の独立した粒の状態とした米飯Rを所定の形状に成形するための米飯Rの成形部である。
成形機構部2は、成形輪郭部20を形成する無端ベルト21と、無端ベルト21の外周側面および内周側面に当接したベルトガイド棒22と、ベルトガイド棒22を前後左右に移動自在とするための駆動機構23と、で構成している。
下面体241は、3つの支持孔を平面視略V字形状となるように穿設している。上面体243は、下面体241の各支持孔の対向位置に固定孔を穿設している。
このようなベルトガイド棒支持体24の各支持孔及び各固定孔にはベルトガイド棒22、22、22の端部を挿通固定している。
ベルトガイド棒22は、下側に延設した軸部222を下面体241のいずれかの支持孔に挿通し、下側の軸部222が挿通した支持孔に対向する固定孔に上側に延設した軸部222を挿通している。これにより、ベルトガイド棒22は、ベルトガイド棒支持体24に略鉛直状態で固定できる。
また、ベルトガイド棒支持体24は、側面体242の上下略中央部の背面側に駆動機構23を連結している。
左右移動機構231は、駆動モータ233と、駆動モータ233の回転軸に連結した駆動側傘歯車234aと、駆動側傘歯車234aに噛合した従動側傘歯車234bと、従動側傘歯車234bに連結した動力伝達軸235と、動力伝達軸235の回転動力によって左右移動自在とする移動箱体236と、移動箱体236に挿通した摺動ガイド237と、移動箱体236の側面から側面体242側に突設した支持ロッド238と、を有している。
動力伝達軸235は、移動箱体236と螺合しており、動力伝達軸235を回動させることにより移動箱体236が動力伝達軸235の軸方向に対して前後移動自在としている。
これにより移動箱体236は、動力伝達軸235および摺動ガイド237、237によって水平状態を維持しながら摺動ガイド237、237に沿って左右方向に進退動作できる。
下面体251および上面体253の先端部側中央には、それぞれ支持孔25aおよび固定孔25bを穿設している。支持孔25aおよび固定孔25bは、上下に対向配置されている。
ベルト懸架ポール回転板25c、25cのネジ穴には、固定用のネジやボルトを介してベルト懸架ポール255、255を略鉛直状態に立設固定している。
駆動機構23は、図8および図9に示すように、ベルト懸架ポール支持体25を支持する支持ブラケット250と、支持ブラケット250に連結した左右移動機構254とを有する。
これによりベルト懸架ポール支持体25は、側面体252に連結した支持ブラケット250を介して左右移動機構254により、水平状態を維持しながら進退動作できる。
ベルト張設ポール支持体26は、ベルトガイド棒支持体24およびベルト懸架ポール支持体25によって所定の成形形態に変態した無端ベルト21を緊張状態とするための無端ベルト21の緊張部材である。
この支持孔には、ベルトガイド棒22と略同一形状に形成したベルト張設棒26cの端部をそれぞれ挿通固定している。これにより、ベルト張設棒26cは、下面体261および上面体263によって略鉛直状態に支持固定されている。
エア駆動部265は、左右に延在したガイド杆266と、ガイド杆266の下部に並行に配設したガイドロッド267と、ガイドロッド267の軸方向に移動自在とするエアシリンダ268とを有する。
ガイド杆266の一端部には、エアシリンダ268を駆動するためのエア吸入部269を配設しており、エア吸入部269への空気の供給量に応じてエアシリンダ268は移動自在としている。エアシリンダ268は、挿通したガイドロッド267に沿って左右に移動できる。
これによりベルト張設ポール支持体26は、エアシリンダ268の動作に連動して左右方向に移動できる。すなわち、ベルト張設ポール支持体26は、下面体261および上面体263によりベルト張設棒26cを略鉛直状態に保ちつつ、エアシリンダ268によって左右方向に水平状態を維持しつつ移動することができる。
摺動ガイド270は、ベルト懸架ポール支持体25を支持する連結支持部271に摺動自在に係合している。
これにより、ベルト張設ポール支持体26は、ベルト懸架ポール支持体25の動きに連動して前後左右に移動自在としている。すなわち、ベルト張設ポール支持体26は、無端ベルト21を変態させる際、ベルト懸架ポール支持体25と一定の位置関係を維持しながらベルト懸架ポール支持体25の動きに連動して左右に移動し、無端ベルト21を所定の形態に変態した後には、無端ベルト21の撓みを解消すべくベルト張設ポール支持体26を単独で左右に移動できる構成としている。
これにより、ベルト懸架ポール支持体25部分において無端ベルト21は、前後ベルトガイド棒支持体24、24を結んだ直線が斜辺となった場合にも段差を形成することなくガイド棒支持体24、24を直線状に結ぶことができる。
このように成形機構部2で成形された米飯Rは、計量分割部3に落下投入される。
計量分割部3は、図12に示すように、成形機構部2で成形した米飯Rを所定の厚みに分割する米飯Rの分割部である。
これにより、回転伝達棒320a、321aは、水平状態を維持しながら左右方向への移動を自在としており、また、モータ340、340の回転動作により回転伝達棒320a、321aの軸心を中心として回転自在に構成している。
なお、本実施形態において、回転伝達棒320aは、時計回りに略5°回転できるように構成しており、また、回転伝達棒321aは、反時計回りに略5°回転できるように構成している。この回転伝達棒320a、321aの回転動作は、後述のシャッタ棒330で成形米飯MRを切断した際にシャッタ棒330の下面側に付着した米飯を下方に落下させるとともに、所定のタイミングおよび所定の箇所に成形米飯MRを落下させることができる。上述の説明において、回転伝達棒320a、321aの回転角度を略5°としているが、シャッタ棒330の下面に付着した米飯の振るい落とし動作、および、所定の箇所に成形米飯MRを落下させることができれば回転角度については5°に限定されるものではない。
この構成により、棒シャッタ300は、米飯Rの成形分割動作を連続して行ったとしてもシャッタ支持棒320、321の先端側にかかる負荷が小さく、各シャッタ支持棒が損傷または変形する虞を可及的に低減できる。
シャッタ棒330は、図13に示すように、中実で略円柱状に形成した支持部331と、支持部331の基端から延設した下側に凸形状で略半円状の係合部332と、支持部331の先端から延設した略円錐形状の切断部333と、を有する。
また、支持部331における係合部332側の側面がシャッタ棒支持部320d、321dの前後側壁に接触することでシャッタ棒330の左右方向への移動を規制している。
支持シャッタ350は、図12および図13に示すように、シャッタ支持部351と、シャッタ支持部351の前後に配設したガイドブロック352、353と、ガイドブロック352、353に係合固定したシャッタ規制部354と、シャッタ支持部351とガイドブロック352、353とシャッタ規制部354とに囲まれた左右のシャッタ356、356と、で構成している。
シャッタ開口部355には、左右のシャッタ356、356が進退自在に配設されている。
凹部356aは、断面略円弧状で左右方向に延在しており、シャッタ356、356の前後方向に一定間隔離間した状態で複数穿設している。
これにより、左右のシャッタ356、356は、上面に載置された米飯Rとの接触面積を減少してシャッタ356、356の進退動作時において上面に米飯Rが残留する虞を低減している。
また、シャッタ356、356の進退方向における後端部には、前面から後面にかけて断面略方形状の固定孔356bを穿設しており、当該固定孔356bに連結杆357を挿通している。
これにより、左右のシャッタ356、356は、エアシリンダ358による連結杆357と、左右のシャッタ356、356を支持するシャッタ支持部351によって水平状態を維持しながら近接離反動作ができる。
また、シャッタ支持部351の前端部には、前述の固定孔312a、312bに対向する位置に連結棒359、359を立設している。
連結棒359、359は、固定ブロック体312の固定孔312a、312bに挿通しており、連結棒359、359の長さを変更することで棒シャッタ300と支持シャッタ350との間隔を調整できる。すなわち、連結棒359の長さに応じて、成形米飯MRの厚みが調整できる。
計量部40は、荷重を電気信号に変換するロードセル機構400を有する。
ロードセル機構400は、平面視略方形状の計量シャッタ410と、計量シャッタ410を保持するためのガイド枠体415と、ガイド枠体415の左右端部に位置する支持棒417、417とを有する。
支持杆413は、基端部にロードセル414を連結している。これにより計量シャッタ410は、上面に載置された成形米飯MRの重量を支持杆413を介してロードセル414に伝達して計量できる。
また、計量シャッタ410の前端部は、ガイド枠体415に遊嵌支持されている。
ガイド枠体415は、左右端部側面に前面から後面にかけて穿設した支持孔415b、415cと、前面下部の裏面側に左右両端部に亘って設けたシャッタガイド416を有している。
支持孔415b、415cには、それぞれ支持棒417、417を挿通しており、ガイド枠体415の水平状態を維持している。また、シャッタガイド416には、前述の通り計量シャッタ410の前端部を左右摺動自在に遊嵌している。
補填搬送部4は、成形米飯MRを所定の重量値となるように不足分の米飯Rを補填しつつ所定の箇所に搬送する部分である。
補填搬送部4は、図17に示すように、ロードセル機構400の下方に位置するシャトルコンベア60と、シャトルコンベア60の進行方向端部の前下方に位置する不足米飯補填機構70とを有する。
シャトル部62は、左右に対向配置した進退自在で平板状のシャトル部枠体614、614と、シャトル部枠体614、614の前端部に軸支した従動ローラ615と、シャトル部枠体614、614の後端部の下部に軸支した従動補助ローラ616と、従動補助ローラ616の前方斜め下方に位置する緊張ローラ617aと、を有する。
また、従動ローラ615に対して従動補助ローラ616が後下方に位置するため、コンベアベルト613は、従動ローラ615から従動補助ローラ616に向かうに連れて緩やかに後下方に傾斜する形態で各ローラに巻装される。
緊張ローラ617aは、上述の構成により、コンベアベルト613を下方に引張りつつ弾性体617cの付勢力にて前方向に付勢されることでコンベアベルト613を前方向に引張り緊張状態としている。
これにより、コンベアベルト613は、シャトル部62の進退動作によって緩む虞を可及的に低減している。
不足米飯補填機構70の投入部IMの下方には、前方受け部72を配設している。
すなわち、前方受け部72は、コンベアベルト613の搬送動作によってコンベアベルト613の前端部から成形米飯MRが飛び出すことを規制して、前方受け部72とコンベアベルト613の間に形成される落下間隙部73より成形米飯MRを補填コンベア71の始端部に確実に落下させることができる。
従動ローラ711は、駆動ローラ710よりも上方に位置している。そのため、各ローラに巻装したコンベアベルト712は、搬送始端部から搬送終端部にかけて緩やかに上昇する傾斜状に構成される。
成形米飯MRは、シャトルコンベア60の後退動作時において、成形米飯MRの前端部を最初に落下させる。そのため、落下する成形米飯MRは、下方傾斜の姿勢にてシャトルコンベア60から補填コンベア71に落下することとなる。
ここで、補填コンベア71上面には、既に不足した米飯Rを補填するための補填米飯FRが載置されており、成形米飯MRは、上方から補填米飯FRの上部に落下することとなる。
補填コンベア71が下方傾斜であると、コンベアベルト712の傾斜面に対して成形米飯MRの下面が平行状態を維持しつつ落下する。
そのため、コンベアベルト613から落下した成形米飯MRは、補填米飯FRに最初に接触することとなり、当該接触面には、成形米飯MRの全重量によるせん断応力が生起されることとなる。
したがって、補填コンベア71を進行方向に対して下方傾斜状態とすると、成形米飯MRが落下時に補填米飯FRによって損傷する虞がある。
その後、補填コンベア71の駆動ローラ710を回転動作させることにより、成形米飯MRは、図示しない投入容器の所定位置まで搬送され投入される。
本発明の第2の実施例は、図19に示すように、第1の実施例における計量部40のロードセル機構400による成形米飯MRの計量をコンベアベルト613にて実施しようとするものである。
すなわち、本発明の第2の実施例は、成形米飯MRを所定の箇所まで搬送する搬送コンベアにて計量を実施できるように構成するものである。これにより、第2の実施例における米飯の自由な形状形成装置は、第1実施例と比較して装置全体をよりコンパクトに構成できるとともに、成形後の成形米飯MRに接触する工程が減るため、成形米飯MRが変態しにくい構成を実現している。
その他の部分については、第1の実施例と同一の構成であるため、その説明を省略する。
シャトルコンベア60´は、第1の実施形態に記載のシャトルコンベア60のシャトル部62のみで構成しており、その動作も同一であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
その後、補填コンベア71の駆動ローラ710を回転動作させることにより、成形米飯MRは、図示しない投入容器の所定位置まで搬送され弁当容器などに投入される。
R 米飯
MR 成形米飯
α、β 角度
1 米飯投入部
10 米飯ホッパ
10a、10b 側壁
10c 送りコンベア
10d 繰り出しローラ
10e 解しローラ
11 米飯ホッパ出口
12、12a、12b テーパーガイド板
12c 回転軸
13 ガイド体
13a、13b ガイド体
13c ガイド部
13c1 傾斜ガイド面
13d 接触摺動部
13e 支持孔
14a 中空円柱体
14b 中実円柱体
15 センサカメラ
2 成形機構部
20 成形輪郭部
21 無端ベルト
21a 内周面
21b、21c 左右辺
22 ベルトガイド棒
221 ガイド筒部
222 軸部
23 駆動機構
230 支持枠体
231 左右移動機構
232 前後移動機構
233 駆動モータ
234a 駆動側傘歯車
234b 従動側傘歯車
235 動力伝達軸
236 移動箱体
237 摺動ガイド
238 支持ロッド
24 支持体
241 下面体
242 側面体
243 上面体
25 ベルト懸架ポール支持体
25a、25b 支持孔
25c ベルト懸架ポール回転板
250 支持ブラケット
251 下面体
252 側面体
253 上面体
254 左右移動機構
255 ベルト懸架ポール
26 テンション棒支持体
26c テンション棒
261 下面体
262 側面体
263 上面体
264 支持杆
265 エア駆動部
266 ガイド冠
267 ガイドロッド
268 エアシリンダ
269 エア吸入部
270 摺動ガイド
271 連結支持部
3 計量分割部
30 カッター機構
300 棒シャッタ
310、311 ガイド枠体
310a、311a 摺動ガイド部
312 固定ブロック体
312a、312b 固定孔
320、321 シャッタ支持棒
320a、321a 回転伝達棒
320b、321b シャッタ棒支持部
320c、321c 支持体
320d、321d シャッタ棒支持部
330、330a、330b シャッタ棒
331 支持部
332 係合部
333 切断部
334、334a、334b 収納空間
335 開口部
340 モータ
350 支持シャッタ
351 シャッタ支持部
351a 支持開口部
352、353 ガイドブロック
354 シャッタ規制部
355 シャッタ開口部
356 シャッタ
357 連結杆
358 エアシリンダ
359 連結棒
4 補填搬送部
40、40´ 計量部
400 ロードセル機構
410 計量シャッタ
411 凹部
412 計量用凹部
413 支持杆
414 ロードセル
415 ガイド枠体
416 シャッタガイド
417 支持棒
420 軽量コンベア
421 駆動ローラ
422 受動ローラ
423 テンションローラ
424 コンベアベルト
425 枠体
60、60´ シャトルコンベア
61 固定部
610 枠体
611 駆動ローラ
612 ガイドローラ
613 コンベアベルト
614 シャトル部枠体
615 従動ローラ
616 従動補助ローラ
617 緊張部
617a 緊張ローラ
617b 支持ブラケット
617c 弾性体
62 シャトル部
70 不足米飯補填機構
71 補填コンベア
710 駆動ローラ
711 従動ローラ
712 コンベアベルト
72 前方受け部
73 落下間隙部
FR 補填米飯
IM 投入部
M 米飯成形計量分割機
M1 後壁面
MC 中間コンベア
MR 成形米飯
R 米飯
Claims (6)
- 米飯ホッパ出口の下方に左右傾斜した左右テーパーガイド板を配設し、
左右テーパーガイド板のそれぞれの下端縁に米飯成形に対応して傾動自在に制御する左右ガイド体を連設し、
左右ガイド体の更に下方に成形機構部を配設し、
成形機構部は成形輪郭部を規制して形成する無端ベルトと、
無端ベルトの外周側面に当接して無端ベルトに形成される内方空間で米飯の成形を行うためのベルトガイド棒とより構成したことを特徴とする米飯計量成形分割機。 - 成形機構部の下方には成形米飯を一定の厚みに横断するためのカッター機構を配設したことを特徴とする請求項1に記載の米飯計量成形分割機。
- カッター機構の下方には一定の厚みに横断形成した成形米飯の重量を計測するロードセル機構を配設したことを特徴とする請求項2に記載の米飯計量成形分割機。
- ロードセル機構の下方には成形米飯を受取り搬送する前後進退自在のコンベアを配設し、該コンベアの後退作動にともないその前方受け部との間に生じる落下間隙部よりコンベア上に残溜した成形米飯を下方に落すように構成すると共に、その上方に下方落下米飯の不足分を補填する不足米飯補填機構部を配設したことを特徴とする請求項3に記載の米飯計量成形分割機。
- カッター機構の下方には一定の厚みに横断形成した成形米飯の重量を計測して搬送するロードセル機構と、ロードセル機構の後方には成形米飯を受取り搬送する前後進退自在のコンベアを配設し、該コンベアの後退作動にともないその前方受け部との間に生じる落下間隙部よりコンベア上に残溜した成形米飯を下方に落すように構成すると共に、その上方に下方落下米飯の不足分を補填する不足米飯補填機構部を配設したことを特徴とする請求項2に記載の米飯計量成形分割機。
- 前記カッター機構は、
近接離反自在に対向配置した回動自在のシャッタ支持棒と、
シャッタ支持棒に基端部を連結して対向するシャッタ支持棒に直交する方向に延設したシャッタ棒と、で構成したことを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の米飯計量成形分割機。
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JP2021104483A JP7448963B2 (ja) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 米飯成形計量分割機 |
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-
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- 2021-06-23 JP JP2021104483A patent/JP7448963B2/ja active Active
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