JP3776249B2

JP3776249B2 - 撹拌機

Info

Publication number: JP3776249B2
Application number: JP04765899A
Authority: JP
Inventors: 徳二梶原
Original assignee: 梶原工業株式会社
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JPH11347390A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品などの加工に用いる撹拌機に関するもので、更に詳細に述べると、カスタードクリームの撹拌や、玉子の白身の泡立て及び野菜の焼成や炒り玉子やそぼろ等を目的としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撹拌機としては、特開平７−１１５９０８号公報に示されるように、ガス釜にセットされた鍋と、その鍋の内部に臨まされたミキサーとから成り、前記ガス釜を熱しやすく冷めやすい非蓄熱性の断熱材から作成する一方、前記ミキサーは、鍋の中心に位置する焦げ付き防止用回転羽根と、その回転に連れて羽根の周囲を公転し乍ら自転するダマ解消用ワイヤービーターとの２種から構成され、前記鍋に収容させたカスタードクリームの原料を、ガスの直火により煮炊きし乍ら、前記回転羽根とワイヤービーターによって撹拌するように設定したことを特徴としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の撹拌機には、下記に示すような課題があった。第１に、使用目的がカスタードクリームに限定されていた。従って、玉子の白身の泡立て・・・等は考慮されていなかった。
【０００４】
第２に、ダマ解消用ワイヤービーターは、鍋内の特定の領域しか移動しなかった。即ち、ワイヤービーターの中心の軌跡は、鍋と同芯の円上しか移動しない為、鍋の中心や側面に撹拌されない領域が残った。従って、撹拌の機能が不十分であった。
第３に、鍋の内側側面の撹拌、および、焦げ付きには考慮が払われていなかった。
【０００５】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、特に、カスタードクリームや、玉子の白身の泡立て及び野菜の焼成等を行うことができる撹拌機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、容器と、この容器内に配設された回転子から構成される撹拌機において、アームに回転可能に取り付けられた第１太陽軸と、この第１太陽軸に固定された第１公転ボックスと、この第１公転ボックス内において、前記アームに固定され、且つ前記第１太陽軸が貫通している第１太陽歯車と、前記第１公転ボックスに回転自在に支持され前記第１太陽歯車に噛み合いを介して連動する第１遊星軸を設け、前記第１公転ボックスの回転により前記第１遊星軸が、前記第１太陽歯車の回りで公転しながら自転するようにし、さらに、前記第１遊星軸に固定された第２公転ボックスと、この第２公転ボックスに、前記第１公転ボックスに固定され、且つ前記第１遊星軸が貫通している第２太陽歯車を設け、前記第２公転ボックスに支持され、前記第２太陽歯車に噛み合いを介して連動する回転子の軸を設け、この軸が前記第２太陽歯車の周りで公転しながら自転するようにし、この自転公転により前記回転子が自転公転するようにした構成であり、また、前記第１遊星軸と第２公転ボックスの回転を、前記第１公転ボックスから１段下がった所に位置する第２公転ボックス内部に収納され、前記第１公転ボックスに固定され、内側に前記第１遊星軸が貫通している第２太陽歯車に外接し、前記第２公転ボックスの内部に収納されている第２遊星歯車に伝達することで前記第２遊星歯車が前記第２太陽歯車に沿って公転しながら自転するように配設し、前記第２遊星歯車の回転を、前記第２公転ボックスに収納されたピニオンに接続している前記回転子の前記軸に伝達するように配設した構成であり、また、前記第２太陽歯車に外接した第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車に接続された第２遊星軸を介して前記第２遊星歯車と一体となった反転増速歯車の配設によって、前記第１公転ボックスと前記第２公転ボックスの回転方向と、前記回転子の前記軸の回転方向が逆であり、前記反転増速歯車に前記軸のピニオンを噛合させることにより前記第２公転ボックスの回転速度に較べ、前記回転子の前記軸の回転速度が増速している構成であり、また、前記回転子の軸の自転のために前記第２公転ボックスに設けられた第２駆動源を有し、前記第２駆動源へ電源を供給するための電源線は、前記第１太陽軸上に設けられた第１スリップリング及び前記第１遊星軸上に設けられた第２スリップリングを介して設けられている構成であり、また、前記回転子の前記軸は、前記第１遊星歯車と第１遊星軸に対して一体に形成され、前記遊星歯車により前記第１公転ボックスから下方に位置する第２公転ボックスに配設した構成であり、また、前記回転子の前記軸を、前記第１遊星歯車のカミアイピッチ円の外側に配設した構成であり、さらに、前記第１遊星軸の回転に合わせて前記容器内側の底部を移動する底部掻取羽根を回転させる構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による撹拌機の好適な実施の形態について説明する。図１は、本発明の電動機等の第１駆動源から容器内部に配設した回転子に至る伝導装置の撹拌機を示す断面付正面図であり、図２は、本発明の電動機から容器内部に配設したホイッパーに至る伝導装置の図１の要部を示す断面付側面図であり、図３は、本発明の容器内での回転子の軸の中心の軌跡を示した説明図であり、図４は、本発明の第１公転ボックスの歯車の関係を示した平面図であり、図５は、本発明の第２公転ボックスの歯車の関係を示した平面図である。
【０００８】
これらの図から明らかなように、図１において、符号３９は容器であり、円形で底が比較的平になっている。この容器３９の内部では、ホイッパーやビーターやくし歯等の回転子３７が公転しながら自転している。以下に、電動機等の第１駆動源３１の回転が、いかにしてホイッパーやビーターやくし歯等の回転子３７に伝達され、容器３９内の全領域を移動していくかを、その間の構成を中心に述べる。なお、ホイッパーは、玉子の白身を泡立てる器具であり、ビーターは、玉子や砂糖や小麦粉・・・等を撹拌する器具であり、くし歯は野菜の焼成等に使用する器具である。従って、容器３９は、加熱する場合と加熱しない場合の両方が考えられる。
【０００９】
先ず、第１駆動源３１の回転は、この第１駆動源３１の軸に同芯で固定された第１スプロケット１１と第１太陽軸１３の上部に同芯で固定された第２スプロケット１２とその間に配設されたチェイン３２によって、第１太陽軸１３に伝達されるようになっている。この場合、上部に第２スプロケット１２が固定された第１太陽軸１３は、容器３９の中心にアーム４０から懸下された状態で配設されてある。但し、チェイン３２とスプロケット１１，１２は、ベルトとプーリーや、その他のものを使用してもかまわない。
【００１０】
一方、第１太陽軸１３の回転は、第１太陽軸１３と一体となっている第１公転ボックス３３に伝達される。同時に、側面掻取羽根３４と温度センサー３８も第１公転ボックス３３と一体になって回転する。この場合、側面掻取羽根３４は、容器３９の内部の側面に付着した被撹拌物である材料を掻き取ったり、粘性物の混合を高めることが出来るようになっている。更に、内部の側面に焦げ付いた材料を掻き取ることにも有効である。また、温度センサー３８は、加熱釜３９内部の材料の温度が測定出来るようになっている。但し、温度センサー３８と側面掻取羽根３４の設置は絶対的なものではない。
【００１１】
この第１公転ボックス３３の内部には、アーム４０に固定され内側に第１太陽軸１３が貫通している第１太陽歯車１４と、第１太陽歯車１４に外接している第１遊星歯車１５が収納されている。なお、第１公転ボックス３３内部に収納された歯車１４，１５の関係は、図４に見られる通りである。
【００１２】
従って、第１太陽軸１３と共に第１公転ボックス３３が回転することにより、第１遊星歯車１５は第１公転ボックス３３と共に、第１遊星歯車１５に外接しアーム４０に固定された第１太陽歯車１４に沿って公転しながら自転する。
【００１３】
ここで、第１遊星歯車１５の回転は、第１遊星歯車１５と一体の第１遊星軸１６と第２公転ボックス３５に伝達される。この第２公転ボックス３５の内部には、第１公転ボックス３３に固定され内側に第１遊星軸１６が貫通している第２太陽歯車１７と、この第２太陽歯車１７に外接している第２遊星歯車１８・・・等が収納されている。なお、第２公転ボックス３５内部に収納された歯車１７，１８・・・等の関係は、図５に見られる通りである。
【００１４】
その為に、第１遊星軸１６と共に第２公転ボックス３５が回転することにより第２遊星歯車１８は、第２遊星歯車１８に外接し第１公転ボックス３３に固定された第２太陽歯車１７に沿って公転しながら自転する。
【００１５】
さらに、第２遊星歯車１８に伝達された回転は、第２遊星歯車１８と第２遊星軸１９と反転増速歯車２０の三者が同芯で一体に固定されていることから、反転増速歯車２０に伝達される。尚、この部分に歯車１８，２０を配設するのは、以後の回転子３７の回転を、第２公転ボックス３５の回転の向きを逆転させることと、第２遊星歯車１８の外径に対し反転増速歯車２０の外径を大きく設定することによって、第２公転ボックス３５の回転速度より増速させることを目的としている。
【００１６】
最後に、反転増速歯車２０に伝達された回転は、反転増速歯車２０に外接しているピニオン２１に伝達される。なお、ピニオン２１は、上端の歯車の部分に対し、下端にはキー溝が加工され、キー溝の部分でホイッパーやビーターやくし歯・・・等の回転子３７を接続し、反転増速歯車２０からの回転を伝達している。
【００１７】
これらのことを別の角度から見ると、第１遊星歯車１５と同芯で一体の第１遊星軸１６が、第２公転ボックス３５とも一体になって回転している。そして、第１遊星歯車１５や第２遊星軸１６と同芯の第２太陽歯車１７は、第１公転ボックス３３に固定され第２公転ボックス３５に収納されている。
【００１８】
なお、第２公転ボックス３５には、第２太陽歯車１７の他に、第２太陽歯車１７に外接している第２遊星歯車１８と第２遊星軸１９と反転増速歯車２０が同芯で一体となっており、反転増速歯車２０に外接しているピニオン２１と合わせて３つの集合体が収納されており、この３つの集合体は、第２公転ボックス３５の定められた位置に配設されている。
【００１９】
ここで、第２公転ボックス３５が回転することによって、第２遊星軸１９と反転増速歯車２０と一体になった第２遊星歯車１８が、第２公転ボックス３５とピニオン２１と共に第２太陽歯車１７に沿って公転しながら自転し、第２遊星歯車１８の回転が第２遊星軸１９に伝達して反転増速歯車２０に伝えられ、最終的には、ピニオン２１を経由して回転子３７に伝えられる。
【００２０】
従って、図５で見た場合に、第１遊星軸１６の中心と、ピニオン２１の中心と一致している回転子３７の軸の中心は、第２遊星歯車１８が第２太陽歯車１７の周囲を公転していても、常に一定の長さを保っている。
【００２１】
従って、図４や図５の平面図で見た場合、第１太陽歯車１４に外接し、公転しながら自転している第１遊星歯車１５の回転を、中心が第１遊星歯車１５の定まった半径上またはその延長上の定まった点に位置した回転子３７の軸３７ａに伝達可能なことから、回転子３７の軸３７ａの中心は、図３に見られるように、エピ・トロコイド曲線を描いて公転し、且つ、自転することが可能となる。
【００２２】
この場合、Ｘは回転子の軸の中心の軌跡を示しており、その上を回転子３７が公転しながら自転することによって、容器３９の全領域を撹拌することが可能となっている。なお、図３においては、回転子３７と容器３９の間に多少の隙間が見られるが、側面掻取羽根３４の移動部分でもあり、回転子の軸の中心の軌跡Ｘや回転子３７の外径を変更することで、最小にすることも可能である。
【００２３】
なお、定まった半径上またはその延長上の定まった点の意味をもう少し詳細に述べると、図４で見られるように、第１遊星軸の中心Ｏと第１遊星軸の円周上の一点Ｒによって定まった半径ＯＲの延長上にある点Ｐに回転子３７が位置していると考えると良い。また、当然ＰはＯＲ上にあってもかまわない。
【００２４】
この場合、単純には、第１太陽歯車１４に沿って第１遊星歯車１５が滑らないようにころがって公転する場合の点Ｐの軌跡が、図３の回転子３７の軸の中心の軌跡Ｘに見られるエピ・トロコイド曲線となる。なお、本願発明では、回転子３７の軸３７ａは自転するようになっているが、第１遊星歯車１５から回転子３７の軸３７ａに回転が伝達される過程で、増速されたり、減速される場合もある。
【００２５】
また、回転子３７の軸３７ａの中心がカミアイピッチ円の上を移動するように設定すると、即ち、図４で回転子３７の軸の中心Ｐが第１遊星軸１６の円周上の一点Ｒ上に来ると、エピ・サイクロイド曲線を描いて移動することになる。
なお、本発明においては、回転子３７の軸３７ａの中心が、エピ・サイクロイド曲線・・・等の軌跡を描いて移動する例を示したが、その途中に、更に、太陽歯車と遊星歯車を配設することも考えられる。即ち、エピ・サイクロイド曲線・・・等の軌跡を描く軸に配設した歯車に、更に、何段階か公転するように歯車を外接や内接させ、その先端に回転子３７を配設することも考えられる。
【００２６】
同時に、底部掻取羽根３６も第２公転ボックス３５と一体となって回転する。この場合、底部掻取羽根３６は、容器３９の底面に付着した材料を掻き取ったり、粘性物の混合を高めることが出来るようになっている。更に、底面に焦げ付いた被撹拌物である材料を掻き取ることにも有効である。
【００２７】
なお、本発明においては、第１太陽歯車１４と第１遊星歯車１５が外接することで回転子３７の軸３７ａの中心が、エピ・トロコイド曲線を描いて移動することを示したが、内接することで、ハイボ・トロコイド曲線を描いて移動したり、ハイボ・サイクロイド曲線を描いて移動したりすることも可能である。
【００２８】
また、本発明においては、第２太陽歯車１７と第２遊星歯車１８が外接する構成を示しているが、内接する構成にしてもかまわない。
【００２９】
本発明による撹拌方法および撹拌機は、前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００３０】
先ず、電動機等の第１駆動源３１が作動すると、第１スプロケット１１とチェイン３２と第２スプロケット１２によって第１駆動源３１の回転が第１太陽軸１３に伝えられる。そこで、第１太陽軸１３の回転は、第１太陽軸１３と一体になっている第１公転ボックス３３に伝えられる。第１公転ボックス３３が回転すると、第１公転ボックス３３の内部に収納された第１遊星歯車１５は、アーム４０に固定された第１太陽歯車１４に沿って公転しながら自転する。
【００３１】
次に、第１遊星歯車１５の自転による回転は、第１遊星歯車１５と一体となっている第１遊星軸１６を経由して第２公転ボックス３５に伝達される。更に、第２公転ボックス３５に伝達された回転は、第２公転ボックス３５の内部に収納された第２遊星歯車１８が、第１公転ボックス３３に固定された第２太陽歯車１７に沿って公転しながら自転することによって伝達される。最後に、第１遊星歯車１５の回転は、第２遊星軸１９と反転増速歯車２０とピニオン２１を経由して回転子３７を回転させる。この場合、回転子３７は、エピ・トロコイド曲線を公転しながら自転する。
【００３２】
ここで、第２太陽歯車１７に外接した第２遊星歯車１８と、第２遊星軸１９によって第２遊星歯車１８と一体となった反転増速歯車２０の配設によって、第１公転ボックス３３と第２公転ボックス３５の回転方向と、回転子３７の軸３７ａの回転方向が逆になり、第２公転ボックス３５の回転速度に較べ、回転子３７の軸３７ａの回転速度を増速させている。
【００３３】
なお、第１太陽軸１３の回転に合わせて容器３９内側の側壁面を移動する側面掻取羽根３４を回転させ、第１遊星軸１６の回転に合わせて容器３９内側の底部を移動する底部掻取羽根３６を回転させている。このことによって、容器３９に付着した被撹拌物からなる材料を掻き取ったり、粘性物の混合を高めたり、内面に焦げ付いた材料を掻き取ったりすることが出来る。
【００３４】
また、前述の実施の形態においては、回転子３７の軸３７ａの自転を反転増速歯車２０とピニオン２１を用いて達成した場合について述べたが、他の実施の形態として、図７に示されるように、前述の反転増速歯車２０とピニオン２１等を用いることなく、図７のように構成することができる。すなわち、図７において、前記軸３７ａを直接回転駆動するための電動機等からなる第２駆動源６０を第２公転ボックス３５内に設け、この第２駆動源６０に接続される外部からの電源用の電源線６１は、前記第１太陽軸１３上に取付けられた周知の第１スリップリング６２からこの第１太陽軸１３内を経て、第１遊星軸１６上に取付けられた第２スリップリング６３からこの第１遊星軸１６内を経て前記第２駆動源６０に接続されている。
従って、このような第２駆動源６０の配設によって、回転子３７の回転数を変更することが容易になり、図に示されたくし歯だけでなく、ホイッパーやビータ等の回転子３７を、被撹拌物である食材の種類と、回転数の変更に合わせて、自由に交換することが可能となった。
また、この電源線６１を用いることなく、例えば、周知の無線伝送技術によって第２駆動源６０への電源を供給するように構成することもできる。
なお、本発明においては、第２駆動源６０は、回転子３７の軸３７ａに接続したが、第１遊動軸１６に接続することも考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明による撹拌機は、以上のように構成されているため次のような効果を得ることができる。すなわち、
１．第１太陽軸のみを回転駆動するだけで、第２太陽歯車を自転及び公転でき、これに伴って前記回転子を自転及び公転することができ、簡単な構造で回転子の挙動を複雑化することができる。
２．回転子が、トロコイド曲線やサイクロイド曲線を描いて容器の全領域を移動可能な為に、撹拌をしないという領域は無くなった。特に、外径の小さな回転子でも容器の全領域を撹拌することが可能となった。
３．従って、外径の小さな回転子の設置により、高速回転が可能となり、玉子の白身の泡立ても可能となった。
４．更に、側面掻取羽根と底部掻取羽根の設置によって、粘性物の混合を高めることが出来るようになり、更に、加熱した場合、容器の焦げ付きを防止出来るようになった。また、回転子の自転を独立した駆動源で駆動することにより、その自転速度を自在に変えることができ、多種類の撹拌材料と撹拌材料に応じた最適な撹拌子や撹拌状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撹拌機を示す断面付正面図である。
【図２】図１の要部を示す断面付側面図である。
【図３】本発明の容器内での回転子の軸の中心の軌跡を示した説明図である。
【図４】本発明の第１公転ボックスの歯車の関係を示した平面図である。
【図５】本発明の第２公転ボックスの歯車の関係を示した平面図である。
【図６】図１の他の形態を示す断面付正面図である。
【図７】図１の要部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１１第１スプロケット
１２第２スプロケット
１３第１太陽軸
１４第１太陽歯車
１５第１遊星歯車
１６第１遊星軸
１７第２太陽歯車
１８第２遊星歯車
１９第２遊星軸
２０反転増速歯車
２１ピニオン
３１電動機
３２チェイン
３３第１公転ボックス
３４側面掻取羽根
３５第２公転ボックス
３６底部掻取羽根
３７回転子
３７ａ軸
３８温度センサー
３９容器
４０アーム
Ａ第１太陽軸と第１公転ボックスと側面掻取羽根の回転の向き
Ｂ第１遊星歯車と第１遊星軸と第２公転ボックスと底部掻取羽根の回転の向き
Ｃ回転子の回転の向き
Ｏ第１遊星軸の中心
Ｐ回転子の軸の中心
Ｒ第１遊星軸の円周上の一点
Ｘ回転子の軸の中心の軌跡

Claims

容器（３９）と、この容器（３９）内に配設された回転子（３７）から構成される撹拌機において、アーム（４０）に回転可能に取り付けられた第１太陽軸（１３）と、この第１太陽軸（１３）に固定された第１公転ボックス（３３）と、この第１公転ボックス（３３）内において、前記アーム（４０）に固定され、且つ前記第１太陽軸（１３）が貫通している第１太陽歯車（１４）と、前記第１公転ボックス（３３）に回転自在に支持され前記第１太陽歯車（１４）に噛み合いを介して連動する第１遊星軸（１５）を設け、前記第１公転ボックス（３３）の回転により前記第１遊星軸（１５）が、前記第１太陽歯車（１４）の回りで公転しながら自転するようにし、さらに、前記第１遊星軸（１５）に固定された第２公転ボックス（３５）と、この第２公転ボックス（３５）に、前記第１公転ボックス（３３）に固定され、且つ前記第１遊星軸（１５）が貫通している第２太陽歯車（１７）を設け、前記第２公転ボックス（３５）に支持され、前記第２太陽歯車（１７）に噛み合いを介して連動する回転子（３７）の軸（３７ａ）を設け、この軸（３７ａ）が前記第２太陽歯車（１７）の周りで公転しながら自転するようにし、この自転公転により前記回転子（３７）が自転公転するようにしたことを特徴とする撹拌機。
前記第１遊星軸 (16) と第２公転ボックス (35) の回転を、前記第１公転ボックス (33) から１段下がった所に位置する第２公転ボックス (35) 内部に収納され、前記第１公転ボックス (33) に固定され、内側に前記第１遊星軸 (16) が貫通している第２太陽歯車 (17) に外接し、前記第２公転ボックス (35) の内部に収納されている第２遊星歯車 (18) に伝達することで前記第２遊星歯車 (18) が前記第２太陽歯車 (17) に沿って公転しながら自転するように配設し、前記第２遊星歯車 (18) の回転を、前記第２公転ボックス (35) に収納されたピニオン (21) に接続している前記回転子 (37) の前記軸 (37a) に伝達するように配設したことを特徴とする請求項１記載の撹拌機。
前記第２太陽歯車 (17) に外接した第２遊星歯車 (18) と、前記第２遊星歯車 (18) に接続された第２遊星軸 (19) を介して前記第２遊星歯車 (18) と一体となった反転増速歯車 (20) の配設によって、前記第１公転ボックス (33) と前記第２公転ボックス (35) の回転方向と、前記回転子 (37) の前記軸 (37a) の回転方向が逆であり、前記反転増速歯車 (20) に前記軸 (37a) のピニオン (21) を噛合させることにより前記第２公転ボックス (35) の回転速度に較べ、前記回転子 (37) の前記軸 (37a) の回転速度が増速していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撹拌機。
前記回転子 (37) の軸 (37a) の自転のために前記第２公転ボックス (35) に設けられた第２駆動源 (60) を有し、前記第２駆動源 (60) へ電源を供給するための電源線 (61) は、前記第１太陽軸 (13) 上に設けられた第１スリップリング (62) 及び前記第１遊星軸 (16) 上に設けられた第２スリップリング (63) を介して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撹拌機。
前記回転子 (37) の前記軸 (37a) は、前記第１遊星歯車 (15) と第１遊星軸 (16) に対して一体に形成され、前記遊星歯車 (16) により前記第１公転ボックス (33) から下方に位置する第２公転ボックス (35) に配設したことを特徴とする請求項４記載の撹拌機。
前記回転子 (37) の前記軸 (37a) を、前記第１遊星歯車 (15) のカミアイピッチ円の外側に配設したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の撹拌機。
前記第１遊星軸 (16) の回転に合わせて前記容器 (39) 内側の底部を摺動する底部掻取羽根 (36) を回転させることを特徴とする請求項１ないし６何れかに記載の撹拌機。